/
Author: Якубашк Х.
Tags: радиотехника електротехника инженерство електроника радиоелектроника
Year: 1978
Text
книгл
34 КОНСТРУКТОРЛ-
ЕЛЕКТРОНИК
X. ЯКУБАШК
ХАГЕН ЯКУБАШК
книы
34 КОНСТРУКТОР4
Е4ЕКТРОНИК
ПРЕВЕЛИ ОТ НЕМСКИ : инж. РАЙКО БЕЛОПИТОВ
И инж. ЗВЕЗДОМИР ДЖУРЕВ
Сканиране: LZ2XYZ, обработка: LZ2WSG
20 юни 2008 година, KN34PC
ДЪРЖАВНО ИЗДАТЕЛСТВО „ТЕХНИКА"
СОФИЯ • 1978
УДК 621.38.001.13(023)
В книгата са разгледани различии електронни схеми, техният
принцип на действие и оразмеряването им. Схемите са разясне-
ни твърде подробно и намират широко приложение в бита, про-
мишлепостта и много други области. Почти всички схеми са из-
пробвани предварително от автора и по този начин направата им
се свежда до спазването на указанията, дадени в книгата.
Книгата е предназначена за любителн-електроници и може да
бъде полезна за широк кръг читатели.
Hagen Jakubaschk
DAS GRO3E ELEKTRON1KBASTELBUCH
5., verbesserte Auflage
©Militiirveriag der Deutschen Demokratischen Republik, Berlin, 1976
©Райко Белонитов, Звездомир Джурев, превод от иемски език, 1978
621.38(023)
Предговор към четвъртото и петото издание
Предишните издания на тази
книга се изчерпаха много бързо.
Този факт и големият отклик
при читатели с различии профе-
сии, образование и възраст по-
казват, че „Книга за конструк-
тора-електроник“ до голяма сте-
пей е удовлетворила острата
нужда от един обширен сбор-
ник от електронни схеми. По
тази причина до голяма степен
•беше запазен общият строеж на
книгата. Запазиха се и повечето
от схемите от предните издания.
Някои описания на схеми бяха
допълнени и разширени. С мал-
ки изключения се отказахме от
схеми с електронни лампи.
Благодарение на технический
прогрес любителите получават
достъп до нови конструктивни
елементи, конто разкриват по-
богати схемотехнични възмож-
ности. Затова в това издание са
включени и много нови изпроб-
вани схеми, позволяващи по-бо-
гат избор от възможни пътища
за решаване на поставените за?
дачи. Освен познатите от годи-
ни схемни решения, разглежда-
ни днес вече кат о „конвенцио-
нални“, сега се появяват и нови
схеми, много актуални за люби-
телите. Включени са схеми с прп-
силициеви транзистори, конто
съвместно с познатите рпр- тран-
зит ори позволяват много инте-
ресни решения в областта на
комплементарната схемотехника
Освен това се запазват и утвър-
дилите се схеми с германиеви
ртгр-транзистори, конто са много
разпространени сред любителите
и ще се използуват още много
години. Много от показаните
схеми могат да се реализират
както с ряд-германиеви транзи-
стори, така и с /грл-силициеви
транзистори, за което при необ-
ходимост са дадени съответните
указания. Книгата съдържа и
схеми със специални електрон-
ни лампи (между другото и с
особено интересния във връзка
с транзисторните схеми тират-
рон Z865W); включени са и схе-
ми с МОС-полеви транзистори;
добавени са разделите „Тири-
сторна техника“ и „Електроника
в автомобила".
В тази връзка искам още вед-
нъж да подпертая казаното във
въведението по въпроса за еле-
ментите. Един сборник от схеми,
който претендира да направи за
любителя обзор на технически-
те възможности, да му покаже
нивото на техниката и да го
подтикне към приложения, не
трябва в никакъв случай да се
ограничава само със стан-
дартния асортимент на търговия-
та на дребно. Първо, този асор-
тимент е подложен на постоянни
колебания и разлики по места, кое
то би направило книгата неактуал-
3
на още в момента на излизалето й.
Второ, местната търговия на
дребно държи на склад само
такива елементи, за конто има
търсене. Към тях, разбира се,
не спадат сравнително новите
технически решения и елементи,
както и специалните изпълнения,
конто се използуват предимно
от индустрията. Един отказ от
схеми с такива елементи би оз-
начавал лишаване от информа-
ция на любителите и на читате-
лите на тази книга. Затова в то-
ва издание са включени напри-
мер схеми с тунелни диоди, кон-
то поради рядката им употреба
се произвеждат в ГДР и в дру-
ги държави в малки серии или
лабораторно. В малкото случаи,,
когато положението с някой спе-
циален елемент е същото или по-
добно на това при тунелните
диоди, препоръчваме на люби-
теля да се обръща към произ-
водителя, който би могъл да
даде информация за възможно-
стите за доставяне. Освен това
точно в такива случаи трябва
да се разчита на центровете за
снабдяване на любители в ГДР.
При подготовката на това изда-
ние бяха използувани много чи-
тателски забележки и предложе-
ния, за конто тук изказвам спе-
циална благодарност.
Хаген Якубашк
Наамниц до Бранденбург, май 1972
4
Въведение
Електрониката, възникнала пър-
воначално като раздел на съоб-
щителната техника, се разви с
необичайно бързи темпове като
голяма самостоятелна специал-
ност. Днес тя с всичките си раз-
дели е неделима част от народ-
ното стопанство и от техниката.
За разлика от „класическата"
радио- и телевизионна техника,
конто служи основно за една
единствена цел — разпростране-
нието на информация, електро-
никата се отличава с необикно-
вена многостранчивост. От хи-
мията, биологията и медицина-
та през индустриалното произ-
водство и фината механика до
тежкото машиностроене, сигнал-
ната техника или военното дело
нито една облает на техниката
не минава без електронни съо-
ръжения и помощни средства.
Съответно разнообразии са и
възможностите й методите на
електронната техника, затова тя
представлява особен интерес за
любителите и за тези, конто
обичат да майсторят и при то-
ва не само като хоби. Електро-
никата предлага много възмож-
ности за практическо приложе-
ние както в бита, така и в про-
изводството, където често само
познаването на методите и въз-
можностите на електрониката
създава предпоставки за реша-
ване на възникналите задачи или
за рационализиране на същест-
вуващите технологии. Познава-
нето и творческого използуване
на възможностите на електро-
никата може — както вече са
доказали и всекидневно доказ-
ват миозина любители — да до-
веде непосредствено до иконо-
мическа изгода за народного
стопанство. Освен това вече е
настъпило времето, когато тру-
дещите се от почти всички про-
фесии влизат ежедневно в до-
пир с електронни уреди и ме-
тоди. А за да се овладее тази
техника, тя трябва да се позна-
ва. Затова занимаването с елек-
троника в никакъв случай не е
само любителство, а представ-
лява и една форма на квалифи-
кация.
Общественото значение на
такава самоквалификация е от
огромно значение за ГДР най-
вече поради универсалността на
електрониката — нека помислим
само за многобройните задачи,
конто поставя пред нашето со-
циалистическо народно стопан-
ство рационализирането на ин-
дустрията. Такива всеобхватни
задачи не могат да бъдат ре-
шени само от отговорните спе-
циалиста; по-скоро предпостав-
ка и необходимост за тяхното
решаване е активного сътруд-
ничество на всички слоеве от
населението. В такъв смисъл лю-
5
бителят в едва социалистически
държава днес е утрешният ра-
ционализатор; един факт, с кой-
то все повече се съобразява на-
родностопанското планиране в
последните години. Активният
любител на електрониката се
отличава в по-сетнешната си
производствена дейност с едва
обща техническа култура дори
и тогава, когато специалността
му няма директна връзка със
специалността, с която той се
е занимавал като любител. Тази
обща култура не е от полза
само за народното стопанство.
За по-младите любители тя е
от не по-малко значение и за
службата им в народната армия;
още повече че едно действено
усвояване на постиженията на
военната техника във все по-
голяма степей предполага нали-
чието на солидна техническа ос-
нова. Във връзка с това люби-
телските занимания с електро-
ника са всичко друго, но не са-
мо едно хоби. Модерната воен-
на технка може да бъде дове-
дена до максимална мощ само
от политически и специално ква-
лифицирани кадри. Ясно е, по
време на редовната военна служ-
ба ще имат предимство тези,
конто първо проявят личен ин-
терес и усърдие, и второ, благо-
дарение на вече усвоените зна-
ния са в състояние да навлязат
по-лесно и по-дълбоко в спе-
циалната облает.
Квалификацията от любител,
който се занимава само случай-
но с електроника, до един це-
ленасочен аматьор, съзнаващ
своите задачи в рамките на на-
шего общество, е иемислима
без специално подходяща за цен-
та литература. Едно обикнове-
но ръководство „Направете са-
ми" би спомогнало за занима-
телно прекарване на свободно-
го време (което е в основата
на любителството и не трябва
да бъде подценявано), но ще
послужи също толкова малко
за изпълнение на изброените по-
горе задачи, колкого и предна-
значената за подготвения специа-
лист специална литература. Та-
зи книга е адресирана към ши-
рок кръг любители и техници с
различна степей на подготовка,
като се предполагат само основ-
ни практически познания в об-
ластта на радиолюбителството
или на общата електротехника.
Естествено една толкова обшир-
на и многообразна облает като
електрониката не може да бъде
изчерпателно пояснена в тази
книга. Пояснения за монтаж, ме-
ханични подробности, инструмен-
та, шасита не се дават тук —
те могат да се намерят в други
книги. В това отношение елек-
трониката се отличава съвсем
малко или никак от радиолюби-
телството и радиотехниката за
аматьори.
Характерного за един електро-
нен уред са различните (от тези
при радиоапарата) схемна тех-
ника и принцип на действие.
Така че запознатият с радиотех-
никата читател няма нужда да
се пренастройва по отношение
на монтажа на схемите; той е
изправен само пред задачата да
се запознае с действуващи по
друг начин схеми.
Поради това тази книга има
характера на сборник от схеми
за практическо приложение. От
най-важните области на електро-
6
никата са описани по няколко
схемни решения с различна
сложност, някои от конто са
много прости и могат да бъдат
усвоени от начинаещия любител,
други са по-сложни и по-универ-
сално приложими и са от инте-
рес за напреднали и като под-
тик за възможни решения — за
техпиците. Не се предлагат го-
товя рецепти, а по-скоро кон-
структивни предложения с ораз-
мерени схеми, всички изпитани
от автора и в по-голямата си
част конструирани в неговата
лаборатория. Теория има само
там и само доколкото е необхо-
дима за разбиране на съответ-
ната схема. Всички изчисления
са направени по възможно най-
простия начин и са представени
в практически приложима фор-
ма. Теоретичните основи могат
да се намерят в книги за радио-
любители, а за читатели, конто
искат да навлязат по-дълбоко в
теорията (а това прави всеки
любител, който се занимава из-
вестно време с практика и не
може да мине без теория за по-
големи задачи и реализиране на
собствени идеи) се препоръчва
специална литература.
От елементите са изброени
само тези, конто са достъпни за
любителя, но електрониката не
борави със стоки за широко по-
требление и не трябва да се
очаква, че във всеки специален
магазин ще намерим на склад
всички необходими елементи.
Там, където има повече начини
за решаване на поставената за-
дача, е избран този елемент,
който води до най-икономично-
то и най-подходящот© за люби-
телски цели решение. Ако съ-
ществуват равностоини в това
отношение решения, те се дис-
кутират. Насоките на развитие
на модерната техника предопре-
делят предимство на транзистор-
ните пред електронните лампи.
По принцип се предвиждат лам-
пи само там, където те пона-
стоящем водят до технически
предимства пред полупроводни-
ците или са икономически по-
изгодни за любителя.
В някои от схемите са изпол-
зувани по-стари типове транзи-
стори и други елементи, какви-
то се продаваха на времето, ко-
гато се съставяше тази книга.
Те се споменават, понеже с тях
авторът е изпробвал съответни-
те схеми. Всички те могат лес-
но да се заменят с по-нови еле-
менти. Тъй като при полупро-
водниците е налице доста бур-
но развитие, при транзисторите
не се задават конкретни типове,
а вместо това само класът на
мощност и когато се налага,
необходимите данни. По този на-
чин любителят има възможност,
без да се обвързва с някакъв
определен тип, да подбере под-
ходящий транзистор измежду
предлаганите в момента на паза-
ра или от вече закупените ек-
земпляри. Почти във всички слу-
чаи могат да се използуват ев-
тини транзистори за любителски
цели.
Както вече беше обосновано
по-горе, електрониката е от го-
лямо значение за цялото народ-
но стопанство. Действително поч-
ти всички схематични и функ-
ционален решения, представени
в тази книга, се срещат в съ-
щата или подобна форма в
устройствата и уредите на „про-
7
фесионалната“ електроника. Та-
ка например фоторелето, пред-
ложено за алармена инсталация
или за задействуване на фотокаме
ра, се среща в индустрията при
предпазване от трудови злополу-
ки с преси и дървообработващи
машини или при броене на единич-
ки товаривърху поточна лента.
В института по ядрена физи-
ка се използува брояч на импул-
си, който, макар и по-сложно
изпълнен, работи на същия прин-
цип като описания в тазикнига;
регулаторът на обороти, пред-
ложен за управление на двига-
тел за магнетофон, може да се
срещне в електронното управле-
ние на прокатен стан; а време-
релето, предложено за проявя-
ване на филми, може да се срещ-
не при хелиографните апарати
или да се използува от любите-
ля за управление на стълбищно
осветление в предприятие.
В това отношение книгата мо-
же да даде само импулси и да
направи някои сравнения — а в
конкретните възможности за при-
ложение се доказват находчи-
востта и сръчността на люби-
теля.
За напълно самостоятелно конст
руиране и изчисляване на схе-
ми в електронни уреди обикно-
вено са необходими по-обширни
инженерии познания. Тъй като
те не са задължителни за лю-
бителя, тяхното придобиване не
се поставя като цел на предла-
ганата книга. За прилагането и
ефективното използуване на ед-
на правилно оразмерена схема
са необходими преди всичко по-
знаване на съществуващите тех-
нически възможности и подхо-
дящи идеи.
Затова тук се прави опит да
се предложи в горния смисъл за
всекиго по нещо.
Хаген Якубашк
Бранденбург, юна 1964 год.
8
ЧАСТ I
Основи на електрониката
1
Някои основни понятия в електрониката
Разглеждането на принципа на
действие на електронните схеми
не винаги може да става с пред-
ставите и по начините, присъщи
на радиотехниката. Още в сама-
та съобщителна техника, като
например в някои възли на те-
левизионния приемник, любите-
лят се среща с понятия на им-
пулсната техника. Доста често
методите за разглеждане на схе-
ми, използувани в импулсната
техника, играят голяма роля в
електрониката. Затова тук, опи-
райки се на познати от радио-
техниката елементи, ще разгле-
даме някои основни понятия на
електрониката.
1.1. Променлив ток
и променливо
напрежение
Когато в съобщителната техн и
ка се говори за променливо на-
прежение, обикновено се има
пред вид синусоидално трептене
с определена честота. Но в им-
пулсната техника много рядко
се работи с чисто синусоидални
величини. По-често става дума
за сложнипо форма трептения,
конто протичат производно и
неравномерно. В този случай де-
финициите за стойност на напре-
жението и тока, както и за често-
та не са така прости, както при
синусоидалпите променливи. В
следващите редове с помощта
на фиг. 1.1 тези дефиниции ще
бъдат пояснени. В общата елек-
тротехника обикновено под на-
прежение (изразено във волтове)
се разбира ефективното напре-
жение Ueff на едно синусоидал-
но трептене. Ефективно напре-
жение (ефективен ток) е напре-
жението (токът), което (който)
произвежда в едно активно съ-
противление същия топлинен
ефект, както едно постоянно
напрежение (постоянен ток) със
същата стойност. Тъй като про-
менливото напрежение не е ед-
накво във всеки момент от пе-
риода Т, а се колебае между О
и една максимална стойност, за
да може по време на периода
Фиг. 1.1
Дефиниране на ефективно напрежение
Ueff, максимално напрежение Z7max и
на напрежение от връх до връх Uss
Т в активного съпротивление
да се отдели същото количест-
во топлина, както при подаване
на едно постоянно напрежение
11
със стойност, равна на Ueff, тряб-
ва максималното напрежение
/7тах да бъде по-голямо от ефек-
тивното. Математическата зави-
симост между Ueff и /7тах е от-
разена на фиг. 1.1. Не трябва
да се забравя, че тези зависи-
мости важат само за синус ои-
дални напрежения. При други
форми на кривата на напре-
жението се получават други,
понякога доста сложни матема-
тически зависимости между Ueff
и i7TOax. Така например напреже-
нието на мрежата е приблизи-
телно синусоидално и се харак-
терцзира с ефективната си
стойност. Това означава, че една
електрическа крушка за 220 V
би светила еднакво ярко при
включване към 220 V постоянно
или 220 V променливо напреже-
жение. Максималното напреже-
ние на мрежата (периодично
повтарящата се най-висока стой-
ност на напрежението) е 1.411
£7g//=310 V. Това е от значение
при изчисляването на изолация'
та на никои елементи, като кон-
дензатори и др.
Обикновените измерителни ин-
струмента (волтметри, ампермет-
ри и комбинирани уреди) са ка-
либровани така, че при синусои-
дални напрежения да измерват
ефективните стойности. Тяхната
калибровка е свързана с мате-
матическите зависимости от фиг.
1.1 и важи само за синусоидал-
ни напрежения. Става ясно,
че при несинусоидални
токове и напрежения и осо-
бено при често срещаните в
електрониката импулсни форми
стандартните измерителни инст-
румента дават грешни показания.
Измерването на импулсни токо-
ве и напрежения става с помощ-
та на специални методи, като
често то може да бъде извър-
шено само посредством осцило-
скоп. По-подробни данни за
начините за измерване на им-
пулси могат да се намерят в
специалната литература.
Продължителността на поло-
жителната и отрицателната по-
лувълна се отбелязва като пе-
риод Т, а нейната реципрочна
1 z
стойност у е честотата /.
При импулсите много често
положителната и отрицателната
полувълна се отличават както
по амплитуда, така и по про-
дължителност.
Въвеждането на ефективна
стойност при импулси, общо
взето, няма смисъл; много по-
често се интересуваме от мак-
сималната стойност на напреже-
нието. Тъй като често максимал-
ната стойност на положителната
полувълна е различна от тази
при отрицателната полувълна,
стойността на £7тах в импулсна-
та техника също рядко се из-
ползува. Затова пък напрежение-
то между двата максимума Uss
играе много важна роля. Тази
стойност дава разликата между
най-положителната точка от кри-
вата на напрежението и нейната
най-отрицателна точка; тя за
разлика от дефинираните преди
това стойности не се мери спря-
мо нулевата линия и не зависи
от разликата в големината на
отделните полувълни. Затова в
импулсната техника се дава най-
често напрежението от връх до
връх Uss. Много по-рядко се
дават ефективното U и макси-
12
малното (върховото) Z7max напре-
жение. Всички напрежения се
дават във волтове. За периода
на импулса Г и за честотата на
следване на импулсите / винаги
се изхожда от дължината на
една положителна и на следва-
щата я отрицателна полувълна
на импулса. По-подробно това ще
бъде обяснено в т. 1.4.
1.2. Различии форми
на импулсите
На фиг. 1.2 в идеализиран вид
са показани няколко от най-че-
сто срещаните в електрониката
форми на импулси. Всички пре-
ходни форми между тях и сину-
соидата са възможни. Синусо-
идалната форма (фиг. 1.2 а) се
смята като математически най-
проста и се приема като основ-
на за всички други импулсни
форми. Наистина с помощта на
аналитичния метод на Фурие
всеки произволен импулс може
математически да се разложи на
известен брой синусоиди с раз-
личии честоти и амплитуди1. За
практиката това има голямо зна-
чение, тъй като можем да пред-
ставим всяка импулсна форма
като възникнала от синусоидал-
ните й съставни части — едно
синусоидално трептене с основ-
ната честота, съответствуваща
на дължината на периода Г(на
фиг. 1.2 а до 1.2з са предста-
вени по два периода), и няколко
допълнителни (хармонични) треп-
тения с друга честота. Как се
използува това, ще бъде по-
по дробно пояснено в т. 1.4.
За практическо приложение в
1 U фази — бел. ред.
електрониката освен синусом дал-
ното трептене (фиг. 1.2 а) от
особено значение са и следните
форми:
Фиа. 1.2
Различии форми на импулси: а — сину-
соида, б — симетричен правоъгълен
импулс, в — трапецевиден импулс, г —
положителен трионообразен импулс,
д — отрицателен трионообразен импулс,
е — положителен островръх импулс,
ж—отрицателен островръх импулс,
з —симетричен островръх импулс
Правоъгълен импулс (фиг.
1.2 б) — когато положителната
полувълна на един импулс е
равна по амплитуда и продъл-
жителност на отрицателната му
полувълна, този импулс се на-
рича още симетричен правоъгъ-
лен импулс.
Островръх импулс (предста-
вен на фиг. 1.2 е и фиг. 1.2 да:
с по 3 и на фиг. 1.2 з с 4 пе-
риода), наричан понякога трио-
нообразен (фиг. 1.2 г и 1.2 д').
Трапецовиден импулс -(фиг.
1.2 в) като преходна форма меж-
ду трионообразния и правоъгъл-
ния импулс (а не между сину--
соидалния и правоъгълния).
Несимепгрични импулси са
тези, при конто положителната
полувълна не е равна на отри-
цателната. Такива са трионооб-
разният (1.2г и 1.2 д) и остро-
върхите импулси с една поляр-
ност (1.2 е—положителна, и 1.2 да:
13
отрицателна). Симетрични импул-
си са синусоидалният (1.2 а),
правоъгълният (1.2 6), трапецо-
видният (1.2 s) и островърхият
(1.2 з).
При несиметрични импулси е
от значение и полярността на
импулса. Нафиг. 1.2 г е показан
трионообразеп импулс, нараст-
ващ в положителна посока, а
нафиг. 1.2д — отрицателен трио-
нообразен импулс. На фиг. 1.2 е
е изобразен един положителен, а
на фиг. 1.2 ж—един отрицате-
лен островръх импулс, т. е. във
втория случай в токовата вери-
га ще протича един краткотра-
ен токов импулс в отрицателна
посока, докато през време на
останалата част от периода до
следващия импулс няма да тече
ток.
Несиметричните импулсни
форми и тяхната полярност са
от голямо значение за електрон-
ните схеми. Подробни данни за
тях, за получаването и за изслед-
ването им могат да се намерят
в специалната литература.
1.3. Схеми за генериране
на импулсни форми
Има различии начини за преоб-
разуване на импулсни форми от
един в друг вид. За любителя
от най-голямо значение е гене-
рирането на правоъгълни и остро-
върхи импулси от синусоидал-
п'о напрежение. Фиг. 1.3 показва
една възможност за получаване
на правоъгълни импулси чрез
ограничаване на синусоидално
напрежение. На входа U се по-
дава променливо напрежение от
50 до 300 V~ (знакът V—1 се
използува в електрониката за
означаване ефективната стойност
на синусоидално напрежение).
По-нататък ще бъде поясне-
но, че колкото по-голяма е стой-
Фиг. 1.3
Схема на диоден ограничител за пре-
връщане на синусоидално напрежение
в правогълни импулси
ността на Ue, толкова по-добра
е формата на правоъгълните им-
пулси, конто се получават на Ua.
През кондензатора С2 и огра-
ничителното съпротивление
синусоидалното напрежение до-
стига до двата предварително
запушени диода D1 и D2 (удоб-
но е да се използуват германи-
еви диоди ОА625). Обикновено
преднапреженията U1 и U2 са
еднакво големи (от 1 до 3 V).
Когато положителната и отри-
цателната полувълна превишат
стойността на диодното пред-
напрежение, съответният диод
се отпушва (по фиг. 1.3 при
положителната полувълна се от-
пушва D2). През нищожно мал-
ките съпротивления на отпуще-
ния диод и на източниците на
напрежение U1 (съответно U2)
променливото напрежение е да-
дено почти накъсо (разделяне на
напрежението между R2 и DI -Н
+ U1, съответно D2+U2), така
че за този полупериод то не
може да нарастне повече. Двете
полувълни се ограничават приб-
лизително до стойностите £77,
съответно U2. На фиг. 1.4 а е
14
показан този^'процес. U1 и U2
са диодните преднапрежения, до
чиято стойност се'Ч ограничава
входного напрежение Ue. Тези
1.4 а може да се разбере, че по
този начин могат да се получат
само симетрични правоъгълни
импулси. На фиг. 1.4 б е пока-
Фиг. 1.4
Принцип на действие на ограничителя.
От синусоидалното напрежение ие (а)
чрез „отрязване" на полувълните се
получава правоъгълен импулс (б). При
неговото диференциране се получават
островърхи импулси, конто съвпадат
с прехода през нулевата стойност на
пързичного синусоидално напрежение
части на полувълните, конто
надвишават стойностите на пред-
напрежението, се „отрязват“.
Тъй като близо до прехода през
нулевата стойност синусоидата
е доста стръмна, при достатъч-
но големи стойности на Uе се
получават правоъгълни импулси
с желаните стръмни фронтове.
Когато (фиг. 1.3) е значи-
телно по-голямо от сумата на
съпротивлението на отпушения
диод и вътрешното съпротивле-
ние на източника на преднапре-
жение, хоризонталната част на
правоъгълния импулс е без из-
кривявания.
От казаното тук става ясно
защо Uе трябва да бъде значи-
телно по-високо от Uа. От фиг-
Фиг. 1.5
Осцилограма на един несиметричен пра-
воъгълен импулс
зана формата на един такъв
импулс. Ако в схемата на фиг.
1.3 се отстрани един от диоди-
те заедно с неговото преднапре-
жение, ограничава се само ед-
ната полувълна, а другата се
появява непроменена на изхода.
На осцилограмата от фиг. 1.5 е
показано едно едностранно огра-
ничено синусоидално напреже-
ние, а на фиг. 1.6 — един пра-
воъгълен импулс, на който по-
ложителната и отрицателната
полувълна не са еднакво дълги.
Такива правоъгълни импулси се
получават с помощта на специал-
ни генератори.
От правоъгълни импулси чрез
диференциране могат лесно да
се получат островърхи импулси
(названието диференциране идва
от математическия израз на то-
зи процес). Един диференциращ
елемент се състои в най-простия
случай от една А?С-комбинация
15
(фиг. 1.7 а). Ще разгледаме по-
ложителната полувълна на пра-
воъгълния импулс, конто се по-
дава в лявата част на схемата.
жителей импулс, конто този път
е с обратна полярност. По този
начин при всяка смяна на поляр-
ността на правоъгълния импулс
Фиг. 1.6
Едностранно ограничено сннусоидално
напрежение
Кондензаторът С1 се зарежда
през RI с положителен потен-
циал на лявата пластина. Ско-
ростта на зареждане зависи от
избора на С1 и R1. Ако те са
достатъчно малки, зареждането
става за малка част от време-
траенето на едната полувълна
на правоъгълния импулс. След
като С1 се зареди, през R1 не
протича повече никакъв ток.
Токът на зареждане, протичащ
през R1, води до получаването
на изобразения от дясната стра-
на на фиг. 1.7 а пад на напреже-
ние. Напрежението спада в те-
чение на времето и при зареден
кондензатор е 0. Когато право-
ъгълният импулс смени поляр-
ността си, а това поради стръм-
ния фронт на сигнала става за
много малка част от периода, С1
се презарежда през R1 (поло-
жителният потенциал сега е на
дясната пластина). Импулсът на
тока на зареждане, протичащ
през R1, произвежда един напре-
16
МЬ-т
ъ
и
-с
—С
Фнг. 1.7
Диференциращо звено за превръщане
на правоъгълен импулс в островръх
(а). Посредством паралелно включване
на един диод може да Се подтисне не-
желаната полярност на импулса (б)
на R1 се появява краткотраен
островръх напрежителен импулс
(фиг. 1.2 з). Продължителността
на този импулс (ширината му)
зависи не от честотата на пра-
воъгълния импулс, а от скорост-
та на презареждане на конден-
затора, т. е. от големината на
R1 и С1. Островърхите импулси
съвпадат точно с фронтовете на
правоъгълното напрежение. Ако
правоъгълният импулс е полу-
чен от синусоидално напреже-
ние посредством ограничителна
схема, върховете на импулсите
съвпадат напълно с преходите
на синусоидата през нулевата
точка, което може да се види
при сравнението на фиг. 1.4 в с
фиг. 1.4 6 и 1.4 а.
От избора на R1 и CI (фиг.
1.3) зависи формата на получе-
ния на изхода импулс. Има две
възможности: ако искаме да по-
лучим Uа като правоъгълен им-
пуле, трябва R1 и С1 да са тол-
кова големи, че по времето на
една полувълна С1 да се зареж-
да незначително. Само в този
случай токът, протичащ през
R1 към края на полупериода, е
приблизително същият като в
началото на полупериода и се
получава правоъгълен импулс с
постоянна амплитуда. Ако R1 и
С1 са малки, амплитудата на
импулса намалява и той преми-
нава в островръх импулс. Така
например, ако синусоидалното Ue
е с честота 50 Hz, за да се полу-
чи Uа с правоъгълна форма, би
трябвало R1 да е около 2MQ,
а С1 — около 2 [iF. Ако стой-
ността на R1 е 50 kQ, а С1 е
1 nF, ще се получи островръх
импулс.
Комбинацията RICI има из-
вестно сходство с комбинация-
та решетъчно съпротивление —
решетъчен капацитет при елек-
тронните лампи, която също има
свойствата на диференциращ еле-
мент. При импулените усилвате-
ли за правоъгълни и други по-
добии импулси със сравнително
писка честота тези елементи са
с много по-големи стойности,
отколкото например при ниско-
честотните усилватели. С това
се обяснява и необичайното за
радиолюбителя оразмеряване на
някои „второстепенни“ елементи
в схемите на импулената тех-
ника. Числовият пример показ-
ва рще, че често не е възмож-
но да се разбере точно функ-
цията на една импулена схема,
без да са известии стойностите
на отделяйте елементи, участ-
вуващи в нея. Така например
от фиг. 1.3 не може да се раз-
бере дали Uа ще има формата
на правоъгълен импулс, на остро-
връх импулс или на импулс с
междинна форма.
Често пъти от един импулс
се използува само едната полу-
вълна, а другата трябва да се
отстрани. Това се постига пос-
редством един диод. На фиг.
1.7 а е показан начин за получа-
ване на положителен островърх
импулс. Паралелно на резистора
от диференциращото звено от
фиг. 1.7 я е включен диодът D,.
който евързва накъсо отрица-
телните импулси. Ако се смени
поляритетът на D, на изхода на
схемата ще се появят отрица-
телни импулси.
1.4. Най-важни параметри
на импулсите
Един импулс с производна фор-
ма се описва в импулената тех-
ника посредством няколко пара-
метъра, конто тук ще бъдат
пояснени накратко, тъй като се
срещат при по-дълбоко навлиза-
не в специалната литература.
На фиг. 1.8 е показан един
правоъгълен положителен им-
пулс — положителната полувъл-
на на Ua от фиг. 1.4 а и 1.4 б.
Вижда се, че е необходимо из-
вестно време, за да може пред-
ният фронт на импулса да до-
стигне максималната стойност,
а задният—нулевата стойност.
Това е времето, за което сину-
соидалното трептене достига
стойността на преднапрежението
U1, съответно U2, или обратно,
от тази стойност стига до пре-
хода през нулата. Както вече
беше пояснено при фиг. 1.4, с
увеличаване на Uе това време
може да се намали: фронтовете
2 Книга за конструктора-едектроник
17
яа импулса стават по-стръмни.
На фиг. 1.8 с tan е означено
времето за достигане максимал-
ната стойност, а с tab — времето
Фиг. 1.8
Дефиниция на време за нарастване на
импулса tan и на време за спадане на
импулса tab\ ti=време за продължи-
телност на импулса
за достигане на нулевата стой-
ност. Тъй като ъглите на им-
пулсите често са повече или по-
малко закръглени (дължи се на
това, че при достигане на стой-
ността на преднапрежението
диодите не се отпушват ведна-
га, а постепенно преминават в
състояние пропускане и по този
начин синусоидата не се „отряз-
ва“ моментално — фиг. 1.3 и 1.4),
времената tan и tab се измерват
между стойкости на напреже-
нието, възлизащи на 10 и на 90%
от амплитудата на импулса (фиг.
1.8). Амплитудата на импулса
(Uss във V) съгласно дефини-
цията от фиг. 1.1 се измерва
между 0 и 100%, а продължи-
телността му, означена на фиг.
1.8 с tit се ограничава между
точките на преминаване на пред-
пич п задния фронт през ниво
10% от амплитудата.
На фиг. 1.9 са показани зави-
симостите между честотата, про-
дължителността на импулса и
продължителността на периода.
В горната част на фигурата
представен един положителее
трионообразен импулс. Неговиян
заден .фронт естествено същт
Фиг. 1.9
Дефиниция на коефициент на запълва-
не на импулсите. Горе: положително
трионообразно напрежение ^1=време
за нарастване на импулса, А>=време за
спадане на импулса; долу: несиметричеи
правоъгълен импулс, %-импулсна пау-
за, О^продължителност на импулса.
Отношение™ - дава коефициента
ч+‘2
на запълване на импулсите. Честота на
. 1
следване импулсите /=---—
О+‘2
сенуждае от известно време, за
да спадне до 0 или до отрицател-
ната максимална стойност. Вре-
мето за нарастване на импулса
е означено с tv а времето за спа-
дане — с (полярността при
трионообразните импулси винаги
се определи по посоката на та-
зи част на импулса, която про-
дължава по-дълго време: вж.
също и фиг. 1.2 г и 1.2 д').
Предният и задният фронт,
взети заедно, образуват целия
импулс, ^4% представлява про-
дължителността на периода на
импулса и тъй като (вж. стр. 12)
1 ,
честотата на повторение
, 1
на импулса се получава
ч+га
18
В долната част на фиг. 1.9 е
показан правоъгълен несиметри-
чен импулс, подобен на този от
снимката на осцилограмата (фиг.
1.10). (Представеният там импулс
има една малка неравност;
естествено в практиката много
рядко се срещат такива идеални
импулси, каквито за по-голяма
яснота са показани в нашите
илюстрации). Първото нещо, кое-
то става ясно от формата на
импулса, е, че има смисъл да се
задава напрежение само като
Uss и че Ue,f на този импулс
трябва да е много по-малко от
Uss (пРез по-голямата част от
времето t напрежението е 0! —
фиг. 1.9). Освен това Umax мо-
же да се представи или като
Umax~Uss (за положителната
полувълна), или като Umax—®
(за липсващата отрицателна по-
лувълна) и поради това задава-
нето му е безсмислено. Уместно
е да се направи сравнение с фиг.
1.1. Честотата на повторение на
импулсите се получава по зада-
дената при фиг. 1.9 зависимост,
конто е в сила за всякакви им-
пулсни форми, включително и
синусоидални. Времето се оз-
начава като продължителност
или ширина на импулса. Тази
величина може да се дефинира
и при представените в предната
точка островърхи импулси. От-
ношението : /2 често се нарича
коефициент на запълване на им-
пулса. При симетричния право-
ъгълен импулс то е 1: 1, а при
показания на фиг. 1.10 импулс —
1: 7. Специални импулсни гене-
ратори позволяват регулирането
на това отношение (регулиране
ширината на импулсите).
Вт. 1.2беше вече споменато, че
можем да си представим всеки
импулс жато смес от синусои-
дални трептения с различна че-
Фиг. 1.10
Осцилограма на правоъгълни импулси
според фиг. 1.9
стота, амплитуда и фаза. Тези
честотни съставки определят
формата на импулса. Следова-
телно при пренасяне на импулси
формата им ще се променя, в
случай че пренасящите елемен-
ти са честотно зависими. При
диференциращото звено (фиг.
1.7) този ефект беше вече из-
ползуван. По тази причина при
импулсите не се говори само за
честота на импулса, както тя бе
определена при фиг. 1.9, но и
винаги трябва да се съблюдава,
че всеки импулс според форма-
та си се състои от един цял
честотен спектър — също както
бялата светлина се състои от
смес от различии спсктрални
Цветове с техните дължини на
вълните (честоти). Едно по-ос-
новно разглеждане на тези слож-
ни зависимости би ни отвело
много далече в теорията. Тук
само ще споменем, че подтиска-
нето на високите или на ниски-
те честоти при пренасяне на им-
19
пулей води до известно измене-
ние на формата им (при това
изкривяването на импулсите ста-
ва по един съвсем характерен
•Фиг. 1.11
а — недеформиран правоъгълен импулс,
б — изкривяване на импулсите при
подтискане на високите честоти в пре-
давателните линии, в — загуба на нис-
кочестотните съставки на импулсите
начин и по него може да се съди
за качеството на пренасянето).
Високочестотните съставки об-
разуват фронтовете на импулса,
а нискочестотните — платото му.
Подтискането на нискочестот-
ните съставки води до изкри-
вяване на платата на импулсите
или до пълното им изчезване —
както е случаят при диферен-
циращия елемент, а подтискане-
то на високите честоти закръг-
лява ъглите на импулсите и
удължава времето за нараства-
не и спадане.
На фиг. 1.11 е показан при-
мер за деформиране на импул-
си при пренасяне. Правоъгълният
импулс от а) се пренася през
един нискочестотен усилвател.
Когато усилвателят подтиска
високите честоти, на изхода му
импулсът ще изглежда, както
на фиг. 1.116—при това сте-
пента на закръгление на фрон-
товете ще зависи от степента
на подтискане на високите че-
стоти в честотната характери-
стика. Ако се подтискат ниските
честоти, получават се форми,
подобии на тези от фиг. 1.11 в,
като при по-нататъшно подтис-
кане се стига до островърхи
импулси. Едновременно подтис-
кане на ниските и високите че-
стоти води до трудно оценими
комбинации от формите от фиг.
1.11 б и 1.11 в. Естествено тези
процеси зависят силно и от че-
стотата на следване на самите
импулси.
Смятаме, че това въвеждане
в основите на импулената тех-
ника е достатъчно за целите на
тази книга.
20
2
Градивни елементи на електрониката
В електронните уреди люби-
телях се среща предимно с еле-
менти, конто са му познати от
радиотехниката. Няма да се
спираме на тях, тъй като те
са описани достатъчно подроб-
но в специалната литература.
За отбелязване е, че в електро-
никата за разлика от радиотех-
никата релетата играят значи-
телна роля като конструктивен
елемент, така че механичното
реле не трябва в никакъв слу-
чай да се разглежда като из-
местено от електрониката, а
напротив, като важен елемент
на електронната техника.
Освен това в електронните
уреди се срещат и множество
специални елементи, конто обик-
новено не са познати на радио-
любителите. Поради сложност-
та на физическия механизъм
на тяхното действие подробно-
то им описание излиза извън
рамките на тази книга, така че
по-нататък ще бъдат описани
само дотолкова, доколкото то.
ва е необходимо, за да се’раз-
берат начинътща действие, свой-
ствата и функциите им в опи-
саните схеми.
2.1. Газоразрядни елек-
тронни лампи
2.1.1. Основи на електрическия
разряд в газова среда
Газоразрядната електронна лам-
па представлява един хермети-
чески затворен съд (обикновено
от стъкло), който е напълнен
с газ (най-често инертен), с жи-
вачни пари или със смес от
живачни пари и инертен газ. Тя
притежава два или повече елек-
троди, конто не са свързани
електрически. Най-известната за
радиолюбителя газоразоядна лам-
па е лампата с тлеещ разряд.
Към тази категория спадат още
неоновите и луминесцентните
лампи. По време на по-нататъш-
ните обяснения можем да си
представяме като модел глим-
лампата, която се използува при
фазопоказателите — една малка,
напълнена с неон стъклена тръ-
бичка, в чиито стопени краища
са поставени два електрода,
отцалечени един от друг на
няколко милиметра.
Пронесите в една лампа с
газов разряд са принципно раз-
личии от тези при вакуумните
радиолампи. На електродите на
моделната лампа с тлеещ раз-
ряд се подава първоначално ед-
но малко постоянно напрежение.
Тъй като електродите не се до-
косват и газовият пълнеж не
21
провежда ток, първоначално при-
видно нищо не се случва. Меж-
ду двата електрода вътре в
лампата съществува електриче-
ско силово поле. От значение е
и това, че в газовия пълнеж
вече се намират няколко сво-
бодни електрони и йони. Тяхно-
то наличие е предпоставка за
започването на описания по-до-
лу процес на запълване. В една
нормална газова смес винаги,
дори и без да има приложено
напрежение, се намират някол-
ко такива заредени частици,
което между другото се обяс-
нява и с влиянието на среща-
щите се по цялата земя косми-
чески лъчи. За специални цели
по изкуствен път може да се
увеличи броят на наличните сво-
бодни електрони и йони, като
във вътрешността на лампата
(вътрешната стена на балона)
се постави незначително коли-
чество слабо радиоактивно ве-
щество или се въздействува на
газовия пълнеж посредством
силна светлина или високоче-
стотно поле. Това довежда до
едно леко предварптелно йо-
низиране. При прилагане на на-
прежение заредените атомни ча-
стици се стремят да се прид-
вижат към електродите — Йоните
към катода, а електроните към
анода. По пътя си те се сблъ-
скват с други, ненатоварени ча-
стици на газа и почти винаги
спират движение™ си. Нека се-
га постепенно да увеличим при-
ложено™ напрежение. Електри-
ческото поле става по-силно,
Йоните и електроните имат по-
вече енергия и се удрят с по-
голяма сила в атомите на газа.
При определено напрежение тях-
ната енергия е достатъчна, за
да може при удара да се йони-
зират атомите на газа—от неу-
тралните дотогава газове се
„избиват11 електрони, с което
броят на заредените частици,
а с това и „бомбардировките*1
на атомите на газа нарастващ
Това продължава лавинообраз-
но дотогава, докато газовият
пълнеж между двата електрода
се йонизира почти изцяло. Сега
вече се получава силен електро-
нен ток към анода, който пое-
ма електроните и ги праща в
токовия кръг, на източника на
напрежение. Ионите се придвиж-
ват към катода, приемат отде-
лящите се от него електрони и
стават неутрални. Но от прииж-
дащите след тях йони те отно-
во се наелектризират — йонизз-
ционната лавина продължава
и благодарение на газовия пъл-
неж протича един постоянен
ток — лампата става проводяща.
Този силно опростено предста-
вен процес е свързан сьс свете-
не на газа, което се появява
главно в непосредствена близост'
с катода (това дава възможност
между другото да се определи
и полярността на източника).
И така, за да започне да проти-
ча ток, т. е. за да се стигне ДО'
запалване на лампата, е необхо-
димо на свободните йони да се
придаде такава енергия, такова
ускорение, че те да могат да
йонизират атомите на газа. Това
се постига с прилагане на опре-
делено напрежение между елек-
тродите на лампата. Мипимално-
то напрежение, при което се
появява лавината от йони, се
нарича напрежение на запал-
ването. Неговата стойност е
22
типична за всяка лампа, но тя
не е напълно константна вели-
чина, тъй като намалява под
въздействието на светлина, ра-
диоактивно облъчване на високо-
честотно поле (това често е един
нежелан ефект!).
Когато йонната лавина вече
се е образувала и разрядът е
в пълеп ход, приложеното на-
прежение може да се намали
до стойност, достатъчна за под-
държане на енергията на дви-
жещите се частици. Ако напре-
жението се намали още повече,
енергията на повечето от части-
ците вече няма да е достатъч-
на за йонизиране на други ато-
ми — броят на свободните атоми
силно ще намалее, разрядът ще
се преустанови, токът ще спре
да тече. Напрежението, при кое-
то лампата угасва, се нарича
напрежение на гасене на раз-
ряда, а стойността, на която то
се установява по време на раз-
ряда, се нарича напрежение на
горене. Напрежението на разря-
да винаги е малко по-високо от
напрежението на гасене на раз-
ряда, а напрежението на запал-
ване от своя страна е винаги
малко (а понякога и значително)
по-високо от напрежението на
разряда.
Цифровите стойности на тези
напрежения зависят в голяма
степей от вида на газа, наляга-
нето, конструкцията на лампата,
формата и големината на елек-
тродите, големината на между-
електродното разстояние и от
други фактори — на първо мя-
сто от типа и предназначението
на лампата.
От особена важност за при-
ложението е фактът, че в запа-
лено състояние газоразрядната
лампа има отрицателно съпро-
тивление (падаща характеристи-
ка). Това може да се обясни
по следния начин: когато настъ-
пи запалването, през лампата
протича ток. Ионите и електро-
ните йонизират други атоми и
плътността на Йоните нараства.
Налице са повече носители на
електрическа енергия и протича
по-голям ток. Това от своя
страна отново засилва йониза-
цията, освобождават се повече
йони, токът нараства още пове-
че и т. н. Стойността на тока
нараства също лавинообразно
дотогава, докато не се образу-
ва електрическа дъга и не на-
стъпи разрушаване на електро-
дите. Това физически не съвсем
точно обяснение показва каква
е целта: да се възпрепятствува
постоянного нарастване на тока.
В най-общия случай към лам-
пата се включва едно съпро-
тивление. До запалването то не
оказва никакво влияние (тъй ка-
то не протича ток, няма и пад
на напрежение през съпротив-
лението). След запалването то-
кът във веригата създава в съ-
противлението пад на напреже-
ние, който води до намаляване
на напрежението в самата лам-
па. Това от своя страна води
до намаляване на йонизацията
и в краев ефект се установява
такова напрежение, прч което
се образуват само толкова йони,
колкото е необходимо, за да се
поддържа токът. В този момент
между електродите на лампата
се установява напрежение, рав-
но на напрежението на разряда.
Газоразрядните лампи не тряб-
ва никога да работят без огра-
23
ничител на тока, тъй като това
би довело до разрушаването им!
Токоограничителят (най-често ре-
зистор, а понякога — при луми-
несцентните лампи — дроселова
бобина) се подбира така, че да
протича установеният от произ-
водителя ток на разряда.
При подаване на променливо
напрежение картината е прибли-
зително същата. В най-обикно-
вения случай газоразрядните
лампи се оборудват с два ед-
накви електрода и тогава е без-
различно кой от тях е анод и
кой катод.
При променливо напрежение
лампата се запалва по време на
всякаква полувълна при дости-
гане на стойността на напреже-
нието на запалване. При спада-
не на напрежението под стой-
ността на напрежението на га-
сене на разряда лампата угасва.
До следващата полувълна през
лампата не протича ток; щом
обаче бъде достигнато напре-
жението на запалване, лампата
отново се запалва—този път с
обратна полярност. Макар че
лампата не свети постоянно, про-
несите са по принцип същите
като описаните при постоянно
напрежение.
От казаното по-горе могат
да се изведат следните важни
за приложението особености:
макар че йонизационните про-
цеси в лампата протичат много
бързо, тук за разлика от ваку-
умните лампи в механизма на
електропроводимостта участву-
ват не само електропи, но и
многократно по-инертните йони
и по тази причина газоразряд-
ните лампи не могат да се из-
ползуват при много високи че-
стоти. При изключване напри-
мер минава известно време, до-
като налипните йони се реком-
бинират със свободните елек-
трони, т. е. докато се обединят
отново в неутрални атоми. Едва
тогава се установява изходното
състояние и могат да се достиг-
нат отново валидните за тази
лампа стойности на напреже-
нието на запалване и др. Също
така при подаване на напреже-
нието на запалване минава из-
вестно време, докато се стигне
до образуване на йонната лави-
на и започне да тече ток, т. е.
при краткотрайни импулси лам-
пата няма да се запали дори
когато стойността на импулса
значително превишава напреже-
нието на запалване. Тази инерт-
ност трябва да се взема пред-
вид при някои приложения.
Върху катода се удрят Йони-
те, конто имат значителна маса.
От тази „бомбардировка" той
се затопля; катодът трябва да
бъде изпълнен така, че да из-
държа натоварването, т. е. при
по-големи токове да бъде по-
обемист, отколкото е анодът.
Затова при повечето лампи про-
изводителят предписва полярност,
която трябва да се спазва.
2.1.2. Глимлампи
На фиг. 2.1 а е показана прин-
ципната схема на една глимлам-
па. Глимлампи се наричат газо-
разрядни лампи (обикновено с
два еднакви електрода и с пъл-
неж от неон), при конто свете-
нето на газовия пълнеж се из-
ползува за светлинна индикация.
Подобно е поведението и на
описания във II част стабили-
24
трон, прилагая за стабилизира-
не на напрежение. Казаното в
този раздел важи и за стаби-
литроните. Единствената разли-
Фиг. 2.1
Принципна схема на включване глим-
лампа (а) и характеристики на напре-
жението върху лампата Ugi и на тока
през нея (ток на разряда 4). Като ра-
ботно напрежение е избрана положи-
телната полувълна на синусоидално на-
прежение
ка се състои в това, че поради
по-големите токове, за конто са
предвидени тези лампи,електро-
дите им се изпълняват различии
по големина и трябва да се
спазва предписаната полярност.
Uв (на фиг. 2.1 а) е източни-
кът на напрежение. Стойността
на напрежението му трябва да
-бъде равна или по-голяма от
стойността на напрежението на
разряда на глимлампата GI. Rv
е използуването за ограничение
на тока съпротивление, необхо-
димо стта от което вече беше
пояснена. След като глимлампа-
та се е запалила, протича ток
на разряда 1Ь и на GI се обра-
зува пад на напрежение Ug[.
След запалването този пад е
равен на Ub. На фиг. 2.15 е по-
казано поведението на лампата.
В примера Uв подобно на поло-
жителната полувълна на синусо-
идално напрежение нараства
плавно от 0 и след това отно-
во намалява (пунктираната линия
на фиг. 2.15). Преди запалването
напрежението U t е равно на
UB. Когато се достигне стойност-
та Uz, лампата GI се запалва
и започва да тече токът 1Ь. Този
Ток предизвиква пад на напре-
жение върху Rv и напр ежението
Ugl спада до стойността на раз-
рядного напрежение Ub. При
увеличаване на UB токът през
GI нараства, което, както вече
беше обяснено, води до засил-
ване на йонизацията и по-ната-
тъшно нарастване на тока. Съ-
щевременно обаче нараства и
падът на напрежение върху
Rv, поради което Ugl независи-
мо от нарастването на тока 1Ь
остава равно на Ub. Напрежение-
то върху лампата остава посто-
янно; промяната на UB се от-
разява само върху стойността
на 1Ь — глимлампата има типич-
ного поведение на един стаби-
лизатор на напрежение. Едва
когато UB наближи стойността
на напрежението на гасене на
разряда UL, Ib рязко намалява и
Ugl става равно на Uь При по-
нататъшно намаление на Uв
лампата GI угасва и токът /й
става равен на 0. При начерта-
ните криви се забелязват две
интересни подробности: крива-
25
та на тока показва, че лампата
GI гори действително само по
време на част от полупериода на
UB. Кривата на напрежението
Фиг. 2.2
Изменение на напрежението на разря-
да при една глимлампа, захранвана с
променливо напрежение. Ясно се виж-
да връхчето на началото на разряда и
оставащото почти постоянно уапреже-
ние на разряда (долната крива — срав-
нете я с кривата на Ug[ от фиг. 2.1 <?).
Горе, както при фиг. 2.1 б, е показа-
на кривата на входного напрежение
UB (синусоидално мрежово напрежение
показва, че с изключение на ха-
рактерного връхче в момента
на запалването, напрежението
Ugl въпреки зпачителните коле-
бания на тока 1Ь и захранващо-
то напрежение UB остава посто.
янно. Това интересно свойство
се използува при стабилитрони-
те за получаване на постоянни
напрежения (вж. част II).
На фиг. 2.2 е показана осци-
лограмата на кривата на напре-
жението Ugl за една глимлампа.
За сравнение е показана и кри-
вата на захранващото напреже-
ние UB, което в случая е промен-
ливото напрежение на мрежата.
От фиг. 2.1 б може да се
разбере още ед но интересно
свойство. Нека предположим, че
токът 4 променя периодично
силата си, например чрез нас-
лагване - върху постоянного на-
прежевне UB (по-голямо от U
па едно променливо напрежение.
Както се вижда от кривите на
Ugl • и 4, отпосителпо големи
промели на тока водят до съв-
сем незпачителни промени на
напрежението. Ако разглсждаме
глимлампата GL като едно съ-
противление, през което токът 1Ь
създава пад на напрежение U в
а колебамията на тока Д4? во-
дят до колебания на напреже-
пията &U а[, следва, че глим-
лампата има много малко ди-
намично вътрешно съпротивле-
ние за насложеното променливо
напрежение. Лампата заедно със
съпротивлението Rv изпълнява
фупкциите на един филтриращ
елемент и по отношение на нас-
ложеното към UB напрежение
на брума се държи като един
голям кондензатор. Благодаре-
ние на това си свойство глим-
лампата може да замести оби-
чайните филтриращи копдеиза-
тори в стабилизираните токоза-
хранващи устройства. В част II
на тази книга ще бъде обосно-
вано защо не се допуска пара-
лелното включване на конден-
затор към стабилитрон.
2.1-3. Лампа-реле със студен
катод (тиратрон със сту-
ден катод)
Тиратронът е един особен»
подходящ за електронни схеми
26
елемент. Графичного му изобра-
жение и начинът на включване
са показани на фиг. 2.3. Както
при всички газонапълнепи лам-
пи, газовият пълнеж се означа-
ва с една дебела черна точка.
Отсечката, в конто се извърш-
ва разрядът, се ограничава от
катода К и анода А, като освен
това в близост до катода е раз-
положен един стартов електрод
(никои типове тиратрони имат
по няколко стартови и помощни
електрода). По принцип поведе-
нието на тиратрона е подобно на
поведението на глимлампата, с из-
ключение на това, че при него
разликата между напрежението
на запалване и разрядного на-
прежение е по-голяма. Номи-
налното напрежение UB се из-
бира по-малко от анодното на-
прежение на запалване — първо-
начално тиратронът не е запален.
За осъществяване на необходи-
мого и тук ограничаване на тока
служи анодното съпротивление
Ra, а според схемата на включ-
ване — и катодного съпротивле-
ние RK.
Особеността на тиратрона се
състои в това, че напрежението
на запалване на стартера St,
конто заедно с катода R обра-
зува една втора разрядна вери-
га, е значително по-малко от
анодното напрежение на запал-
вапе (например при тиратрона
Z5823 анодното напрежение на
запалване Uz е 220 V, това на
стартера е 85 V, а разрядного
напрежение па анода е 65 V).
Първоначалпо запалва веригата
стартер — катод. Това води до
образуването на голимо коли-
чество свободни носители на
заряд (йони и електрони) в про
странството между анода и ка
тода, вследствие на което за-
почва основпият разряд към ано-
Фиг. 2.3
а — принципна схема на включване на
лампа-р еле със студен катод (тиратрон),
б—схема на цокъла на тиратрон
Z5823
i V не се
сбързба!
да. Токът през Ra може да
бъде многократно по-голям от
стартовия ток —- посредством
един краткотраен импулс на
напрежение Ust може да се за-
пали тиратронът и да се вклю-
чи товарът Ra. След запалването
разрядът се поддържа сам —
тиратронът не угасва. По тази
причина за осъществяване на
запалването е необходимо само
за кратко време да се включи
стартерът. За да спре да тече
ток през анодната верига, е до-
статъчно за късо време да се
прекъсне UB — тиратронът угас-
ва. Стартовият електрод, конто
тук не изпълнява функции като
тези на управляваща решетка,
не може да влияе върху разря-
да на една вече запалена лампа.
Тиратронът работи само като
прекъсвач — нее възможно да
се управлява анодният ток по-
средством стартера. За да се
осъществи запалването на вери-
гата анод—катод, е необходимо
27
през стартера да протече един
минимален ток, който да съз-
даде достатъчно носители на
електрически заряди в близост
до катода. Макар че този стар-
тов ток е доста малък (при ти-
ратрон Z5835 е под 0,1 mA),
той изисква определена управ-
ляваща мощност при Ust. Може
да се включи един стартов кон-
дензатор С t (обозначен с пунк-
тир на фиг. 2.3). Този конден-
затор се зарежда с много ма-
лък ток през резистора Rsr кой-
то служи за ограничаване на
стартовия ток. Когато кондеп-
заторът Cst се зареди до дости-
гане на напрежението на запал-
ване на стартовата верига, той
се изпразва мигновено през стар-
тера и предизвиква основного
разреждане, макар токът на за-
реждането му през U t да е бил
зпачително по-малък от мини-
малния стартов ток.
Подобии тиратропи намират
приложение като лампи-релета в
различии електронни схеми (в
част II са дадени няколко при-
мера за това), в телефонните ко-
мутатори, както и при броячи
и изчислителни устройства. Тех-
ните основни предимства са мо-
менталната им готовност за ра-
бота (не се изчаква катодът да
загрее) и това, че в покой не
консумират ток. Запаленото съ-
стояние на тиратрона се познава
по светенето на газовия пълнеж.
Най-подходящ за любителски
цели е тиратронът тип Z5823
с максимално допустим катоден
ток от 25 mA. Номиналното на-
прежение се избира между 105
и 130 V, минималният ток на
запалване на стартерната верига
е около 50 р,А, а анодното на
прежение на разряда е 65 V.
Този тиратрон по външен вид,
големина и цокъл прилича мно-
го па известните лампи тип
„новал“, например на радиолам-
пата ЕС92. Той трябва да се
пази от ярка светлина, тъй като
едно осветяване води до зна-
чително намаляване на напреже-
нието на запалване на анодната
верига. Може дори да се стигне
до запалване на лампата, без да
е подадено напрежение на стар-
тера. Схемните възможности за
гасене на вече запален тиратрон
са показани в примерите от
част II. При някои приложения
в катодната верига се включва
съпротивлението R[{, което по
принцип не влияе на процеса на
запалването (т. е. не може да
се прави аналогия с катодного
съпротивление при радиоапара-
тите). След запалването на ти-
ратрона катодният ток създава
в това съпротивление пад на
напрежение UK, който може да
се използува за стартирането на
други превключващи стъпала.
Тъй като RK допринася и за
ограничаване на разрядния ток,
понякога (при достатъчно голя-
мо А*я) може да се откажем от
Ra. По този начин се получа-
ват големи стойкости на U...
___ л
2.1.4 Специалии изпълнения
на газоразрядни лампи
2.1.4.1 Лампи за цифрова инди-
кация
Тук става дума за чисто инди-
кационен уред. В стъклена кол-
ба се намира анод и пред него
28
в посока към мястото, откъдето
ще се гледа, са наредени 10
ивдивидуално включвани катода.
Всеки от катодите има форма
па една цифра: 1; 2;... 9; 0.
Включеният катод свети с чер-
вена тлееща светлина и като
светеща цифра засепчва остапа-
лите 9 (прилага се при отчитане
показанията на цифрови измери-
телни уреди, както и за показ-
ване на резултата при регистри-
ращи устройства и калкулатори).
Една модификация на тази лам-
па има вместо цифри катоди с
очертанията на символи; V, А,
W, Q, = +, — и т. н.
(приложение за представяне на
измерителните единици при циф-
рови уреди и др. под.). Те-
зи специални изпълнения не са
от значение: те са сравнително
скъпи и прилагането им има
смисъл само при сложни устрой-
ства. Основният им принцип е
същият като на пормалната глим-
лампа.
2.1.4.2. Декадни броячи с тлеещ
разряд 1
Декадните броячи с тлеещ раз-
ряд са специални лампи, конто
са от интерес и за напредналия
любител. Има множество изпъл-
нения, но в нашия пример ще
се спрем на най-простата и най-
модерна лампа-брояч с тлеещ
разряд — N 4. Всички други ти-
пове работят на същия принцип.
Лампите служат за броене на
напрежителни импулси. В един
газонапълнен стъклен балон е
разположен централно анод, око-
*. Известии са още под името декатрони—
бел. ред»
ло който във вид на пръстен
са наредени 10 главни и 10 спо-
магателни катода (фиг. 2.4). На
фиг. 2.4 а е показано устройст-
во™ на лампата, а на фиг. 2.4
б—начинът на включване и оз-
начението й. Налице са 10 като-
Фиг. 2.4
Устройство на декадна глимлампа-брояч
(а) и на нейната принципна схема на
включване (<?), представени за лампа
N 4. Други изпълнения имат частич-
но свързани катоди и по два спома-
гателни електрода И
да KJ До КО (индивидуално из-
ведени), 10 включени в паралел-
спомагателни катода и анод А,
в чиято верига е включено то-
коограничаващото съпротивле-
ние Ка (фиг. >2.46). Номиналното
напрежение за N 4 е от 300 до
350 V и се подава на 4- (Jn.
\ а
Предписаният за нормално функ-
циониране на лампата катоден
ток от 1,5 щА се получава чрез
подходящо оразмеряване на
20
в зависимост от големината на
UB.
Използува се ефектът, че при
тлеещ разряд винаги запалва
тази разрядна отсечка, между
електродите на конто има най-
голяма разлика в напреженията
(предпоставка за това е идентич-
ното изпълнение на всички раз-
рядив отсечки), както и това,
че при повече паралелно свър-
зани еднакви разрядни отсечки
запалва тази, между анода и
катода на която има най-много
носители на заряди.
Пример
Нека да има разряд между ано
да Л и един от катодите (напри-
мер Кб на фиг. 2.4). Всички глав-
ки и спомагателни катоди имат
по един издатък, който косо
странично навлиза в разрядного
пространство на предходния ка-
тод. Катодът Кб свети с тлееща
светлина (цифрите към катодите
са изписани на пръстеновидна
скала, поставена външно на лам-
пата, като всяка цифра е разпо-
ложена до светещата точка на
съответния катод). Да подадем
на помощния катод Н напреже-
ние -30 ч—40 V (отрицатели о
напрежение спрямо маса). В то-
зи момент най-голяма потенци-
ална разлика има между анода
А и всички катоди Н. Спома-
гателният катод, който се нами-
ра между катодите Кб и Кб,
навлиза с издатъка си в разряд-
ного пространство на запаления
катод Кб. Затова той „поема“
тлеещия разряд от Кб. Нека
напрежението на Н да се про-
мени от —304-----40V на+30 +
+ 40V. Сега отново най-голя-
ма потенциална разлика има
между анода и катодите 1 до 10.
От тези катоди ще запали Кб
и ще поеме разряда от съсед-
ния спомагателен катод. Посто-
янна смяна на напрежението и
полярността на Н може да се
постигне чрез подаване към И
на синусоидално променливо на-
прежение (за N4 то трябва да
е повече от 25V). С всеки пе-
риод на даденото към Н про-
менливо напрежение тлеещият
разряд ще се прехвърля на след-
ващия главен катод. За да се
премести светещата точка с
един катод (една цифра), е доста-
тъчно напрежението Uh за късо
време да стане отрицателно и
след това отново положително.
След десетия импулс на lJh све-
тещата точка отново ще се
върне в изходния катод.
Този прост принцип позволя-
ва изключително много прило-
жения (виж част II). Необходимо
е точно спазване на работните
характеристики (особено за анод-
ния ток). При необходимост в
катодните вериги могат да се
включат съпротивления (макси-
мално допустима стойност за
N4=10 kQ); на фиг. 2.4 б това
е направено само при катода Ко,
Когато съответният катод свети,
в Кк се получава пад на напре_
жение, който може да се изпол-
зува за управление на други стъ-
пала. На всеки десети входен
импулс при схемата от фиг.
2.4 б на изхода UK0 ще се по-
лучи напрежение. Ако това на-
прежение се подаде на помощ-
ния катод на една втора лампа-
брояч, там светещата точка ще
се измества с една позиция все-
ки път, когато светещата точка
30
на първата лампа достигне ка-
тод 0. Втората лампа брои де-
сетиците, а първата единиците
на подадените към Uh на пър-
вата лампа импулси. По този
начин могат да се построят б роя-
чи с производно много цифрови
разряди. Лампата-брояч N4 изиск-
ва при + UB = 320 V и Uh = 45 +
50И аноден ток от 1,5 + 0,3 mA;
максималната честота на броене
е над 25 kHz.
2.2. Полупроводникови
елементи
Съществуват много подходящи
за любителя въведения в обшир-
ната облает на полупроводнико-
вата техника и елементите й и
затова тази книга не си поста-
вя за цел подробного им опи-
сание. Но тъй като полупровод-
никовите елементи имат извън-
редно значение и за електрони-
ката, тук им се прави кратък
преглед.
2.2.1. Полупроводников диод
Различаваме плоскостей и точ-
кови диоди, а според използу-
вания полупроводников мате-
риал—германиеви и силициеви.
На фиг. 2.5 са показани прин-
ципният строеж на точков диод,
както и условного означение,
валидно за всички видове полу-
проводникови диоди. Един гер-
манцев или силициев кристал
(2) образува катода. На повърх-
ността му опира една контакт-
на жичка (3), която представля-
ва изводът на анода. При про-
изводството точката на допира-
нето се „заварява* (формира)
посредством краткотраен точков
удар, при което в точката на
допиране на двата материала
се образува запиращ слой. Всич-
ко това е поставено във въз-
Фиг. 2.5
Устройство и условно означение на по-
лупроводников диод (точков диод)
Кристал
кЕ Контактна перла>
^SanupaLU слой
у-И-д
Фиг. 2.6
Устройство и условно означение на
плоскостей полупроводников диод
духонепроницаема стъклена об-
вивка (7). Електроните могат да
преминават почти безпрепятстве-
но от кристала към контактния
проводник, но в обратна посока
те срещат много голямо съпро-
тивление. Посоката на свобод-
ного движение на електроните
е срещу върха на триъгълника
в схемния символ. При почти
всички диоди катодът К се обо-
значала с цветен пръетен.
Подобен строеж има и плос-
костният диод (фиг. 2.6). Анодът
се образува от една споена с
кристала контактна перла (на-
пример индий). Образувалият се
между двете вещества запиращ
(непроводящ) слой има по-голя-
ма площ, отколкото при точко-
31
вия диод; по този начин са въз-
можни по-големи токове. И тук
-също кристалът е или Герма-
нией, или силициев.
Полупроводниковите диоди не
са идеални токоизправители. В
права посока те притежават из-
вестно съпротивление, чиято
стойност е различна при различ-
имте типове. По тази причина
при протичане на ток през дио-
да в него се получава пад на
напрежение (стойността му при
обичайните за радиотехниката
диоди и при максимален ток в
права посока е 0,2 4-IV). Пред-
писаният от производителя мак-
симален ток в права посока не
трябва в никакъв случай — дори
и краткотрайно — да бъде пре-
вишаван. При колебания на тока
напрежението в права посока се
изменя сравнително малко (не-
линейна характеристика на дио-
да); понякога това качество се
използува. При смяна на поляр-
ността на диода през него про-
тича минимален ток в обратна
посока, т. е. полупроводниците
притежават крайно съпротивле-
ние в обратна посока, с което
често трябва да се съобразява-
ме в електрониката. Съществу-
>ват типове диоди с извънредно
голямо съпротивление и с осо-
бено високо максимално напре-
жение в обратна посока, както
и такива с особено малко съ-
противление и с голямо отноше-
ние между съпротивленията в
обратна и в права посока (клю-
чови диоди). При силициевите
диоди може да се постигнат
значително по-високи съпротив-
ления в обратна посока; затова
те се използуват предимно там,
където се изискват много мал-
32
ки токове в Обратна посока.
Плоскостните диоди се прила-
гат при по-големи токове (за
силнотокови цели са разработе-
ни силициеви плоскостни токо-
изправители с ток в права по-
сока над 200 А и с напрежение
в обратна посока, по-високо от
1000V). Подходящи за люби-
телски цели са плоскостните
диоди GY 100 (0,1 А) и GY 110
(1 А) за напрежения до 20V.
Максимално допустимого напре-
жение в обратна посока не
трябва дори и за съвсем кратко
време да се превишава, тъй ка-
то това води до пробиване на
спиращия (непроводящия) слой
и до разрушаване на диода.
2.2.1.1. Ценеров диод
Ценеровите диоди се включват
в обратна посока, т. е. при тези
силициеви диоди със специално
предназначение се използува не-
желания при другите диоди це-
неров ефект. Те се отличават с
ниско максимално обратно на-
прежение (от 5 до 30 V според
типа). При превишаване на мак-
сималното обратно напрежение
токът в обратна посока, който
дотогава е бил само няколко
милиампера, нараства лавинооб-
разно. За да се избегне разру-
шаването на диода, се включва
едно съпротивление. На фиг. 2.7
са показани начини на включва-
не и условного означение на
ценеров диод. Uв е по-голямо
от максималното напрежение,
при което започва нарасгването
на обратния ток. Характеристи-
ката на ценеровия диод в об-
ратна посока се отличава с ед-
на характерна рязка извивка при
достигане на максималното об-
ратно напрежение. Тъй като в
тази облает едно минимално на-
растване на напрежението води
Фиг. 2.7
Принципна схема на включване и ус-
ловно означение на ценеров диод: а —
ценеров диод като стабилизатор на на-
прежение, б —подтискане на виски
напрежения с ценеров диод (когато
UB е по-малко от Uz, URXr е₽Х))
до много голямо увеличаване на
тока, върху диода Z се уста-
новява напрежението Uz, което
при колебания на тока остава
приблизително константно (по-
лучава се ситуация, подобна на
описаната при глимлампата —
фиг. 2.1). Uz е следователи о
почти независимо от Uв (при-
ложение за стабилизиране на
напрежения; Uz се определи от
типа на диода). Uв трябва ви-
наги да бъде по-голямо от Uz.
При използуване трябва да се
съобразяваме със зададената от
производителя максимална раз-
сейвана мощност в диода. Тя
се получава от Uz и от проти-
чащия през диода ток, чиято
стойност зависи от Uв и
Относно стабилизиране на на-
прежение за включени след дио-
да консуматори важи по прин-
цип същото, както при стаби-
лизиращи схеми с глимлампи.
На фиг. 2.7 б е показано едно
рядко използувано приложение.
В тови случай ценеровият диод
и съпротивлението са сменили
местата си. В Rv се получава
пад на напрежение URv=UB—
— Uz. Ако UB е по-малко от
Uz, диодът се запушва: през
Rv почти не протича ток. С то-
ва се постига през Rv да про-
тича ток само тогава, когато
Uв достигне известна стойност
(приложение при подтискане на
остатъчния ток и за усилване
на изменения на напрежението).
2.2.1.2. Ту нелеп диод
Тунелният диод е един от най-
новите полупроводникови еле-
менти. Въпреки това е важно и
за любителя — утрешния спе-
циалист — да бъде ориентиран
относно качествата на този еле-
мент. В специалната литература
могат да се намерят описания
на много сложните и отчасти
трудни за разбиране физически
основи на тунелния диод, както
и някои типични приложения.
Тунелният диод представлява
плоскостей германиев или га-
лиевоарсениден диод, който ра-
бота в посока на пропускане,
но не притежава почти никакво
запиращо въздействие и затова
по начало не може да се из-
ползува като токоизправящ еле-
мент. На фиг. 2.8 а е показана
характеристиката на тунелния
диод в права посока, а на
фиг. 2.8 б са представени прин-
ципът на включване и условно-
то му означение. Кривата на
характеристиката на пропускане
откачало нараства нормално, но
3 Книга за коисгруктора-електроник
33
за разлика от обикиовените дио-
ди при достигане в точка В на
определена стойност на тока 1Н
(ток на гърбицата) започва да
Фиг. 2.8
Характеристика (а) и принципна схема
на включване (б) на тунелен диод
спада при напрежения, по-висо-
ки от напрежението UH (напре-
жение на гърбицата). До дости-
гане в точка С на 1Т (ток на
вдлъбнатината) и U т (напреже-
ние на вдлъбнатината) налице
е една падаща характеристика,
а след това тя отново нараства,
както при обикиовените диоди.
Падащата част па кривата В—С
е облает на отрицателно съпро-
тивление. Това малко абстракт-
но звучащо определение може
да се обясни приблизително по
следния начин: когато на диода
се приложи напрежението Uh,
през него протича токът 1н (точ-
ка В на кривата). Ако след то-
ва увеличим напрежението (об-
лает В — С от характеристика-
та), за разлика от обикновено
съпротивление токът ще спад-
не. Разглеждано по закона на
Ом това означава: съпротивле-
нието на диода е по-малко от
О, т. е. отрицателно.
Ако паралелно на това отри-
цателно съпротивление се вклю-
чи едно положително (активно)
съпротивление със същата стой-
ност, резултиращото общо съ-
противление е 0 — тази комби-
нация представлява един идеа-
лен елемент без вътрешни за-
губи. На фиг. 2.8 б е предста-
вено едно приложение. Трептя-
щият кръг Ll/Cl подобно на
всеки трептящ кръг има извест-
но вътрешно съпротивление,
определящо загубите. Паралел-
но на кръга (С2 е толкова го-
лям, че представлява късо съе-
динение за променливото напре-
жение на трептящия кръг) е
включено отрицателното съпро-
тивление TD на тунелния диод.
По този начин в съгласие с ка-
заното по-горе вътрешното съ-
противление на кръга се ком-
пенсира, кръгът се освобожда-
ва от затихване. Ако отрицател-
ното съпротивление TD е по-
голямо от вътрешното съпро-
тивление на трептящия кръг,
схемата започва да трепти са-
мостоятелно. На този принцип
могат да се построят много
прости осцилаторни схеми. Във
втората част е даден пример за
това.
Посредством R1 и R2 работ-
ната точка на тунелния диод се
настройва така, че да лежи в
средата на падащата част на
характеристиката(точка А). Та-
зи точка не се характеризира
еднозначно с определен дио-
ден ток (както се вижда от
фиг. 2.8 б), а с едно дефинирано
работно напрежение UA, което
34
е по-голямо от напрежението
на гърбицата £7#ипо-малко от
напрежението на вдлъбнатина-
та Uy Предписаното за избра-
ния тип диод работно напре-
жение се постига с подходящо
оразмеряване на R1 и R2. При
приложенията R2 трябва да би-
де по-малко по стойност от
стойността на отрицателното
съпротивление на диода. При
известните понастоящем диоди
стойността на отрицателното
съпротивление достига от 10 до
няколкостотин ома, а токът на
гърбицата е от 1 до 100 mA.
По-задълбоченото описание на
тунелния диод може да се срещ-
не в специалната литература, а
данните за отделните типове —
в каталози.
2.2.2. Транзистор
Функционално и грубо опросте-
но можем да си представим
транзистора като възникнал от
два плоскостни диода (фиг. 2.9).
В кристала на плоскостния диод
от фиг. 2.6 се вгражда една
втора контактна перла (фиг. 2.9а)
така, че във вътрешността на
кристала двата запиращи слоя
се доближават един до друг
до няколко хилядни от мили-
метъра, без обаче да се цопи-
рат. Така получената структура
наподобява два диода (фиг. 2.96')
с общ катод (2.9 в). Общият ка-
тод — кристалът, се нарича ба-
за (В), а анодите се наричат ко-
лектор (С) и емитер (А). В схем-
ния символ колекторът, който
обикновено се включва в режим
на запиране, се отличава от еми-
тера по липсата на стрелка.
Модерните транзистори и осо-
бено силициевите се произвеж-
дат в днешно време почти из-
ключително по планарна техно-
логия, чието описание би над-
Фиг. 2.9
Устройство на сплавен плоскостей тран-
зистор (а). Структурата може да се
разглежда като комбинация на два дио-
да (ff) с общ катод (в); г — условно оз-
начение на транзистор
хвърлило рамките на тази книга.
На фиг. 2.10 е показан прин-
ципът на включване на транзи-
стора. В транзисторната техни-
ка се различават три основни
схеми на включване: общ еми-
тер (ОЕ), обща база (ОБ) и
общ ко лектор (ОК). Показана-
та на фиг. 2.10 а схема ОЕ е
от най-голямо значение както
за радиотехниката, така и за
електрониката. Докато не се за-
храпи базата В, не може да
Фиг. 2.10
Поясняване действието на транзистора
тече ток между колектора и
емитера, тъй като е запушен
диодът колектор — база (вж.
фиг. 2.9). Ако между базата и
35
емитера се подаде напрежение
с отрицателен поляритет към
базата1, през отпушения диод
база—емитер протича ток. Пора-
ди непосредствената близост на
двата запиращи слоя (фиг. 2.9 а)
базовият ток действува и на ко-
лектора; започва да протича ко-
лекторен ток в посока на запи-
рането. Този ток е приблизител-
но пропорционален на базовия,
но многократно по-голям от не-
го. Кратността, с конто колек-
торният ток 1С е по-голям от
базовия ток 1Ь, се нарича кое-
фициент на усилване по ток £
(или В) и е една от най-важни-
те характеристики на транзисто-
рите. При произвежданите по-
настоящем транзистори р се ко-
лебае между 10 и 600. Така че
закупуването на определен тип
транзистор не гарантира някак-
ва фиксирана стойност на р. Зато-
ва за любителите е по-целесъ-
образно да не избират транзи-
сторите само според типа, а да
подберат измежду налипните
екземпляри този транзистор,
чийто коефищгент на усилване
отговаря на изискванията на
схемата.
Както всеки работещ в режим
на запиране полупроводников
диод, така и диодът колектор —
база има известно крайно съ-
противление на запушване. За-
това дори и когато на база-
та не е подадено напрежение
(фиг. 2.10 а), през колектора
протича обратен колекторен ток
1сео (много често този ток се
означава с Iсо, а коефициентът
на усилване — с h2Je). Обратният
колекторен ток представлява
втората по важност характерна
1 Касае се за транзистори тип рпр (бел. ред.).
величина за транзистора. Той?
трябва да бъде колкото е въз-
можно по-малък. Най-добрите
транзистори са тези с голям р
и с малък 1сео. Важно е да се
знае, че обратният ток зависи
силно от температурата. В ка-
талозите той се задава за окол-
на температура 20° С и при гер-
маниевите диоди се удвоява за
всяко покачване па температу-
рата с 8 до 10° С. Това е една
от основните причини, поради
която полупроводниковите схе-
ми са много по-чувствителни
спрямо колебания на околната
температура, отколкото лампо-
вите; често се налага вземането-
на специални мерки за темпе-
ратурна компенсация.
Доскоро полупроводниковият
материал на интересните за лю-
бителя транзистори беше почти
винаги германий, но в последно
време все по-голямо значение
придобиват и силициевите тран-
зистори. Освен другите си пре-
димства те се отличават с мно-
гократно по-малък, отколкото
при германиевите транзистори,
обратен колекторен ток 1сео; в
общи линии любителят м.оже
да приеме, че 1сео=0. Освен то-
ва тези транзистори могат да
се използуват при значително
по-високи околни температури
(100 до 120° С), отколкото гер-
маниевите (50 до 70° С).
За разлика от използуваните
доскоро от любителите предим-
но ^/г^-германиеви транзистори
силициевите транзистори са пре-
димно /г/щ-транзистори. Те фун-
кционират по същия начин като
тези от рпр-тяп, само че всич-
ките им полярности са обратни
(например UB от фиг. 2.10 ее
36
отрицателния полюс към еми-
тера). Диодите от фиг. 2.9 б за
/7/?«-транзистори трябва да си
ги представим обърнати (с общ
анод), а базата В от фиг. 2.9 с
трябва да се означи като общ
анод. За различаване на двата
типа полупроводници стрелката
на емитера в условного означе-
ние се чертае обърната; при
/z/w-транзистори тя сочи от ба-
зата навън. Други подробности
относно различията между прп-
и /wp-трапзисторите могат да
се намерят в специалната лите-
ратура.
Към най-важните за любите-
ля характеристики на транзи-
сторите освен р и 1сео спада и
/’max- Това е максимално допу-
стимата мощност на разсейва-
не на транзистора, която в ни-
какъв случай дори и кратко-
трайно не трябва да бъде пре-
вишавана. Тя се задава от про-
изводителя за околна темпера-
тура от 20° С, като при по-ви-
соки температуря трябва да се
намали. Преобладаващата част
от загубите на мощност в тран-
зистора са в запиращия слой на
колектора. Затова мощността
на разсейване може да се из-
числи със задоволителна за лю-
бителя точност от напрежение-
то емитер — колектор и колек-
торния ток (P—Uce.Ic). Все пак
не се препоръчва да се работи
с мощност на разсейване,
близка по стойност до допусти-
мата; също така при по-големи-
те транзистори трябва да се съ-
блюдават посочените от произ-
водителя предписания за охлаж-
дане. Според големината на
/’max транзисторите се разделят
на класове. За любителя са от
значение маломощните транзи-
стори (наричани още. транзисто-
ри за МаЛКИ СИГНаЛи) С Ртах °т
25 до около 500 mW, както и
мощните транзистори С Ртах от
0,5 до 12 W. Величините J3,
1сео и РП1ах характеризират до-
статочно пълно необходимия
за любителски цели транзистор.
По тях измежду предлагания
асортимент може да се избере
необходимият екземпляр.
2.2.2.1. Транзисторып като
усилвател
За разлика от електронните
лампи транзисторът изисква
управляваща мощност. Обикно-
вено управляващият електрод
е базата. Тъй като транзисто-
рът не усилва напрежения, а
токове, на базата се подава
управляващ ток (базов ток 1Ь —
фиг. 2.10).
В радиотехниката транзисто-
рът намира приложение пре-
димно при усилване на промен-
ливи напрежения и затова пред-
полагаме, че този режим на ра-
бота е добре известен на чита-
теля. В електрониката транзи-
сторът се използува преди всич-
ко за усилване на постоянни
токове и напрежения. С нараст-
ване на базовия ток нараства и
токът на колектора (фиг. 2.10 б).
Ако в колекторната верига се
включи резисторът Rc, колеба-
нията в колекторния ток ще се
отнемат от краищата на този
резистор като напрежителни ко-
лебания. Ако токът 1Ь притежа-
ва импулсен характер, за да
могат да се усилват двете по-
лярности на импулса, е необхо-
димо наличието на един първо-
37
начален колекторен ток. Този
ток се постига чрез захранване
на базата с определен ток (през
RbI— фиг. 2.10 5), т. е. посред-
ством Rbl се установява работ-
ната точка на транзистора. Ако
ще се усилват положителни
импулси, базовият ток (а съот-
ветно и колекторният) трябва
да е относително голям (рабо-
та в горната част на характе-
ристиката); в такъв случай стой-
ността на RbJ ще е малка, И
така работната точка на тран-
зистора се установява при усил-
ване на положителни импулси
в близост до максимално допу-
стимия колекторен ток 1С гаах, а
при усилване на отрицателни
импулси — в близост до оста-
тъчния ток 1гео. Трябва да се
обърне особено внимание на
проблема за температурната
стабилност на схемите. Една от
многото възможности за стаби-
лизиране е включването на съ-
противлението Rb2 между база-
та и емитера. Чрез включване-
то на това съпротивление зна-
чително се намалява остатъч-
ният ток Iee<; Rbi (фиг. 2.10 5)
отпада. Когато се усилват по-
стоянни токове и напрежения,
отделяйте стъпала се свързват
едно с друго без свързващи
кондензатори (галванична връз-
ка). Това води до усложнения,
тъй като силно нарастват обу-
словените от температурив про-
мени колебания на колекторния
ток, т. е. една промяна на 1се0
в първото стъпало ще се поя-
ви на изхода на следващото
стъпало, усилена р пъти. Изхо-
дът от това затруднение е или
в използуването на двутактни
схеми (колебанията, предизвика-
ни от температурните промени
в двата клона на двутактния
усилвател, се компенсират и не
се появяват на изхода), или чрез
преобразуване на усилваното
постоянно напрежение в пропор-
ционално по стойност промен-
ливо напрежение, което удобно
може да се усили в обичайни-
те променливотокови усилвате-
ли (НЧ усилватели). Тези по-
стояннотокови преобразуватели
се наричат измерителни постоян-
нотокови преобразуватели или
чопери. В част II е включе-
на примерна схема за такъв
преобразувател.
2.2.2.2. Транзисторът като
превключващ елемент
Транзисторът играе важна роля
като усилвател, но в електро-
никата неговото значение като
превключващ елемент е още
по-голямо. На фиг. 2.11 е пока-
зан принципът на действие на
транзистора като ключ. Допус-
каме, че представеното като
лампа колекторно съпротивле-
ние (Rc) е пригодено за работа
с напрежение UB. При отворен
ключ 5 не протича ток през ба-
зата, а през Rc протича само ко-
лекторният ток 1Сео (по тази при-
чина транзисторът не е„идеален*
ключ). Щом 5 се затвори, про-
тича базов ток, чиято стойност
зависи от стойността на Rb. Rb
се оразмерява така, че по поз-
натата зависимост 4=^4 да се
получи колекторен ток, който
малко да превишава номиналния
ток на лампата (последният по
U в
закона на Ом еД=-^—). Сега
транзисторът е напълно отпу-
38
шен и в отсечката колектор-
емитер е приложено само оста-
тъчното колекторно напрежение
(наричано още напрежение на
Фиг. 2.11
Трапзисторът като ключ. Ключът 5сим-
волизира появяването на базовия ток
насищане), чиято стойност в за-
висимост от типа на транзисто-
ра и от стойността на 1С е от
0,1 до 1К Почти цялото на-
прежение Uв се разпределя вър-
ху Rc. Rb може да се определи
приблизително от формулата
Rb<^ 0,8ф./?с (коефициентът 0,8
гарантира, че транзисторът ще
бъде напълно отпущен). Тран-
зисторът работи в такъв случай
в областта на насищане на ко-
лекторния ток.
При използуване на тран-
зистора като ключ трябва да
се обърне внимание на изчисля-
ването на натоварването му. В
това отношение много любите-
ли имат грешни представи. От
значение за транзистора, рабо-
тещ като ключ, не е Pmai. Би
било погрешно от UB (по-точно
пада на напрежение в Rc) и от
1С (тока през лампата — фиг. 2.11)
да се определи стойността на
Ртах и по нея да се подбира
транзистор. В действителност
един транзистор е в състояние
да превключва мощности, конто
многократно превишават макси-
мално допустимата му мощ-
ност на разсейване Ртах- Това
се дължи на факта, че в случая
имаме само два режима на ра-
бота.
Едното състояние е състоя-
ние на запушен транзистор.
На колектора е подадено цяло-
то напрежение UB, но протича
само токът 1еео. В това състоя-
ние мощността на разсейване е
Р=Uа.1сео. Тя е толкова малка,
че обикновепо се пренебрегва.
Другого състояние е състоя-
нието на напълно отпущен
транзистор — сега върху ко-
лектора се разпределя само ос-
татъчното напрежение Uc sat, а
протича токът 1С (определяй прак-
тически само от Рс). Мощността
на разсейване на транзистора в
този случай е P~RCSat- Ц- Тъй
като обикновено Uс sat е много
малко, и стойността на Р е мал-
ка. Върху Rc (при същия ток /с)
се разпределя преобладаващата
част от приложеното напреже-
ние, тук се отдава и по-голяма-
та част от мощността. Затова
превключвапата от транзистора
мощност е многократно по-го-
ляма от мощността му на раз-
сейване.
По тази причина транзистори-
те, конто се използуват като
превключващи елементи, се из-
бират по максимално допусти-
мия колекторен ток Ic тах, който
във всеки случай трябва да бъ-
де поне толкова голям, колкото
е токът през Rr. Освен това
максимално допустимого колек-
торно напрежение Uc max трябва
да е поне толкова голямо, кол-
кото е UB (това е от значение
при запушен транзистор). И та-
39
ка най-съществените характерни
величини при приложения на
транзистора като ключ са /стах
и ^тах има по-малко значе-
ние, а р играе роля само при опре-
деляне на необходимия за пъл-
но отпушване на транзистора
базов ток. Трябва да се гаран-
тира мигновено осъществяване
на превключването, защото едно
просто наблюдение показва, че
в провеса на превключването —•
при преминаване на транзистора
от запушено в отпушено съ-
стояние и обратно — мощността
на разсейване достига до стой-
кости (при наполовина отпушен
транзистор Р= кон-
то транзисторът може да поне-
се само за съвсем кратко вре-
ме (толкова, колкото нищожна-
та топлинна инертност на прис-
тала да може да поеме опасного
повишаване на температурата
в запиращия слой). Схемата тряб-
ва да бъде изпълнена така, че
транзисторът да бъде или на-
пълно отпушен, или напълно
запушен, а самото превключване
да стане мигновено. В противен
случай транзисторът се оразме-
рява да може да понесе пови-
шената загубна мощност при
бавно преминаване от едно съ-
стояние в друго (той не бива да
се натоварва до стойността на
/с max)- Това означава, че при
същата превключвана мощност
е необходим един значително
по-мощен транзистор. При сили-
циевите транзистори трябва да
се съблюдава допълнително и
това, че тези транзистори, с
изключение на някои специални
епитаксиални планарни типове
и на някои специални превключ-
вателни транзистори, не гаран-
тират толкова малки стойкости
на остатъчното колекторно на-
прежение Ucsat, каквито са оби-
чайни за германиевите транзи-
стори. Някои силициеви екзем-
пляри притежават f7c5.7/>lV;
те са непригодни да работят
като превключватели. Темпера-
турните проблеми при работе-
щи в режим па превключване
транзистори не са критични ло-
не дотогава, докато в запушено
състояние не започне да се за-
белязва смущаващото влияние
на нарастващия с покачване на
температурата Ice0. С това меж-
ду другото се обяснява и фак-
тът, че транзисторът в електро-
никата има значение най-вече
като превключващ елемент.
2.2.2.3. МОС-полеви транзистори
В последно време полевият тран-
зистор придоби значение и за
любителите. В случая става ду-
ма за един елемент, който
въпреки вътрешното си сход-
ство с обикиовените транзисто-
ри почива на друг физически
механизъм на действие. Ма-
кар че се произвежда по
почти същата технология и ра-
бота със също такива ниски
работни напрежения като обик-
новения транзистор, благодаре-
ние на много голямото си входно
съпротивление той не се нуж-
дае от управляваща мощност.
Това позволява известии анало-
гии с класическите схеми с елек-
тронни лампи, но въпреки това
той би трябвало да се разглежда
като едно регулируемо съпро-
тивление. Полевите транзистори
се произвеждат изключително
40
върху силициева основа. Под-
робности по йринципа на дей-
ствие и по технологията на про-
изводство могат да се срещнат
в специалната литература. В съ-
ответствие с поясненото там
различаваме два вида транзисто-
ри с полеви ефект: полеви траи-
зистори със запиращ слой (при
конто изолацията на затвора се
образува от един запушен рп -
преход) и МОС-транзистори с
полеви ефект (чийто управляващ
електрод е изолиран със слой
от силициев окис). Във връзка
със значението му за любите-
лите тук ще разглеждаме само
МОС-полевия транзистор. Съ-
кръщението МОС йдва от англий-
ски (metal oxide semikonductlon}.
Принципът на действие на
МОС-полевия транзистор почива
на факта, че съпротивлението
на един много тънък полупро-
водящ канал се влияе от при-
ложено™ му електрическо поле.
При това между управляващия
електрод, който произвежда по-
лето (гейт — действието му е
аналогично на това на управля-
ващата решетка при електрон-
ните лампи) и канала не проти-
ча ток. Приложено™ управля-
ващо напрежение води според
полярността £си и според кон-
струкцията на канала до увели-
чаване или намаляване броя на
електроните, от конто зависи про-
водимостта на канала. Това дей-
ствува подобно на една мнима
промяна на сечението на канала
и води до увеличаване или на-
маляване на съпротивлението
му. Посредством изменение на
подаденото на управляващия
електрод напрежение може да
се влияе върху стойността па то-
ка, който протича през канала.
Подобно на транзисторите от
„класическия" тип и при МОС-
полевите транзистори съществу-
ват два основни типа, конто не
се различават по начин на функ-
циониране, а само по по-
лярността на включването им
(при това са възможни компле-
ментарии схеми между МОС-
полеви транзистори от двата
типа полярност, както и между
МОС-полеви транзистори и обик-
новени рпр- или л/лг-транзистори).
Каналът може да бъде изпъл-
нен или като л-инжектиращ си-
лициев канал върху /линжекти-
ран силициев кристал (наричан
още подложка или основа)—•
това изпълнение се нарича л-
канален МОС-полеви транзистор,
или като /’-иижектиращ сили-
циев канал върху л-инжектиран
силициев кристал (р-канален
МОС-полеви транзистор). В за-
висимост от това, дали при при-
лагане на управляващо напреже-
ние проводимостта на канала
нараства или намалява, различа-
ваме обедняващ и обогатяващ
тип.
От произвежданите в ГДР
типове за любителите са до-
стъпни най-вече транзисторите
SM103 и SM104/SM101 и SM102
бяха техни предшественици и
притежават подобии характери-
стики). Това са л-канални МОС-
полеви транзистори от обедня-
ващ тип. Пуспатите в продажба
след 1973 г. транзистори SMY50,
SMY51 и SMY52 са р-канални
обогатяващи типове и не могат
да се прилагат вместо SM103 и
SM104; те не се обсъждат в
тази книга. На фиг. 2.12 схема-
тично е показан строежът на
41
МОС-полеви транзистор в раз-
рез. Върху р-проводяща сили-
циева подложка са нанесены две
л-проводящи силициеви зони,
делена стойност на напреже-
нието, зададена от производи-
телите в каталози и в диада-
ми като напрежение на запуш-
Сорс Гейт Дрейн
S & J
с о о
Фиг. 2.12
Устройство (а) и условно означение (б)
на един л-канален МОС-полеви тран-
зистор от обедняващ тип
Фиг. 2.13
Поясняване действието-
а МОС-полевия тран-
зистор
служещи за контактуване, а
между тях е разположен л-про-
водящ канал, чиято дебелина е
само няколко микрона. Повърх-
ността на канала е покрита със
силициев двуокис SiO2. Над ка-
нала върху окисния слой с де-
белина няколко микрона е на-
несен като управляващ електрод
метален катод. Изводите на ка-
нала се наричат copc S и дрейн
D, а управляващият електрод,
който в същност няма галва-
нична връзка с канала — гейт
G. Прилагането па отрицателно
напрежение между затвора и
един от изводите па канала на
този вид транзистори води до
частично или (от едно опреде-
лено, характерно за всеки вид
МОС-транзистори напрежение
нататък) пълно изтласкване на
електроните от областта на ка-
нала, с което съпротивлението
на канала нараства. При опре-
ване, проводимостта на канала
се прекъева съвсем и токът
през него става приблизително
равен на 0. При произвеждани-
те в ГДР типове (SM103, SM104)
стойността на това напрежение
варира според типа и екземпля-
ра между—3 и—12V. МОС-по-
левият транзистор може да се
управлява с напрежения между—
—15 и -f-5V (за разлика от ре-
шетката при електронните лам-
пи— ис положително напреже-
ние на гейта. Вместо използу-
вания при другите транзистори
коефициент на усилване по ток
тук се задава познатата в елек-
тронните лампи стръмност в mS
(отговаря на mA/V — при SM103/
SM104 тя е 1 .... 1,7 mS).
Съществуват схеми за измерване
на стръмността и за проверка
на функционалните качества на
МОС-полеви транзистори.
На фиг. 2.12 б е показано
42
условното означение на п-кана-
лен МОС-полеви транзистор от
обедняващ тип. л-каналът за
разлика от лрп-транзисторите се
означава със стрелка, сочеща
към вътрешността на кръга (при
/7-канални МОС-полеви транзи-
стори стрелката сочи навън).
Каналът на МОС-полевите тран-
зистори от обедняващ тип се
обозначава с плътно изтеглена
линия, а на тези от обогатяващ
тип—-с прекъсната линия. В
описаните по-нататък схеми в
съответствие с достъпните в
момента за любителите л-канал-
ни МОС-полеви транзистори от
обедняващ тип ще се среща
само това условно означение.
Трябва да се спомене още, че
на извода на подложката трябва
да се подаде определен потен-
циал. При много МОС-полеви
транзистори (включително и SM
103 и SM104) подложката е
свързана вътре в транзистора с
извода на сорса и затова ней-
ният извод не се отбелязва от-
делно. При някои вносни типове
(да се внимава при работа с
так ива транзистори) той е из-
пълнен самостоятелно.
С помощта на фиг. 2.13 ще
поясним действието в схемите
на МОС-полевия транзистор. По-
добието на този едностъпален
усилвател с лампового усилва-
телно стъпало е очебийно. В ка-
чество™ на общ електрод обик-
новено се избира сорсът. Освен
тази схема в особени случаи се
използуват и схеми с общ дрейн
или стъпало, следящо сорса
(аналогия при ламповите схеми—
схема с общ анод, а при обик-
новените транзистори — схеми с
общ колектор), при което из-
ходното напрежение за А се
отнема от съпротивлението на
сорса Rs. В нормалния случай
съпротивлението на дрейна /?о
изпълнява функциите на „анод-
но“ или „колекторно" съпротив-
ление, т. е. на работно съпро-
тивление. Необходимого отрица-
телно преднапрежение на гейта
може да се подаде през съпро-
тивлението на гейта Rg (срав-
нение с лампите: утечно съпро-
тивление на решетката (или, как-
то е* в случая на фиг. 2.13, да
се получи от пада на напреже-
ние върху съпротивлението на
сорса Rs (сравнение с лампата:
катодно съпротивление). И тук
Cs шунтира за променливи
напрежения с цел да се избегне
отрицателна обратна връзка. В
зависимост от целта на схемата
токът на сорса при SMI 03 и
.5714104 се колебае от няколко
микроампера (!) до 15 mA. Мак-
сималното напрежение на дрей-
на eUD— 20И Максимално до-
пустимата разсейвана мощност
се изчислява от напрежението
дрейн-сорс и от тока на сорса:
при SM103 и SM104 тядостига
до 150 mW. Ясно е, че този
елемент има известии прилики
както с обикиовените транзи-
стори, така и с вакуумните елек-
тронни лампи. Съществено при
него е извънредно високоомният
вход на гейта (при SM103 и
5М104тт 1014Й), който на прак-
тика се определи от изолацията
на извода на гейта. Благодарение
на това съпротивлението па гей-
та R„ може при необходимост
да бъде също така високоомно
(10s Q и повече), тъй като през
гейта не тече ток.
43
Гейтът се отличава и с много
малък входен капацитет (при
SM103/SM104 = 5 . . . 6pF). То-
ва заедпо с няколкото микрона
дебелина на изолационния слой
на гейта създава следната опас-
ност: достатъчно е съвсем
малък електростатичеп заряд,
за да се породи в гейта
«дно много високо напреже-
ние, което може да дове-
де до пробив на изолацията
и до унищожаване па МОС-по-
левия транзистор. Действително
достатъчно е само възникващо-
то чрез триене или по други
причини електростатично напре-
жение на човешкото тяло или
паразитного напрежение на ни-
кой инструмент, за да се раз-
руши моментално един МОС-
полеви транзистор, когато това
напрежение попадне на отворен
гейт. Затова входът на схеми,
подобии на тези от фиг. 2.13,
особено при високоомни съпро-
тивления, е силпо чувствителен
спрямо пренапрежения.
По тази причина при монти-
ране на МОС-полеви транзи-
стори и при експлоатация на
схеми с такива транзисто-
ри са необходима специал-
ни предпазни мерки. В схе-
мите с високоомни съпротив-
ления при гейта трябва да
се предвидят ограничители на
пренапрежения (ценеров диод
или нещо подобно паралелно
към Rgy Производителите до-
ставят МОС-полевите транзисто-
ри със свързани накъсо изводи,
за да се избегне патоварване на
гейта. Късото съединение тряб-
ва да се отстрани едва след
монтирането на транзистора в
схемата (най-добре изпълнява
тази задача къс проводник, опъ-
нат между изводите, който се
издърпва след монтажа). Освен
това при уреди, комплектувани
с МОС-полеви транзистори, тряб-
ва да се работа само със зазе-
мен и изключеп от мрежата
поялник върху проводяща, за-
земена работна плоскост и пико-
га под напрежение. Любителят
ще прилага МОС-полеви тран-
зистори предимно там, където
се държи на високоомен вход
(например импедансни преобра-
зуватели, усилватели за много
високоомни източници на напре-
жение, закъснителни елементи с
голямо закъснение, вход за из-
мерителни уреди и др. под.), при
което в електронните приложе-
ния обикновено след МОС-поле-
вите транзистори се включват
„класически*1 транзистори.
За по-дълбоко навлизане във
функционирането и приложенно-
го на полевите транзистори се
препоръчва ползуването на спе-
циална литература.
2.2.3. Варистори и термистори
Под наименованията варистори
и термистори разбираме полу-
проводникови съпротивления с
нелинейни характеристики, кон-
то не се влияят от посоката на
тока. Варисторите са съпротив-
ления, чиято стойност зависи
от приложеното напрежение,
като тя спада с повишаването
му. Термистори се наричат
такива съпротивления, чиято
стойност зависи от температу-
рата им, като за разлика
от металите спада с нейното
повишаване.
44
2.2.3.1. Варистор
Варисторът, наричан още сопро-
тивление с нелинейна волт-ам-
перна характеристика, притежа-
ча ване на променливи напреже
ния до стойността на Uk. Както
се вижда от фиг. 2.14,характе
ристиката след Uk не е съвсем
хоризонтална, а и самата стой-
Фиг. 2.14
.Характеристика на варистор
ва показаната на фиг. 2.14 за-
висимост на тока от приложено-
то напрежение. До напрежение-
то в точката на пречупване U%
той се държи подобно на ак-
тивно съпротивление, а при
по-нататъшно повишаване на
напрежението съпротивлението
му намалява, така че малки
нараствания на напрежението
водят до значителни нараствания
на тока. Независимостта на свой-
ствата му от посоката на то-
ка позволява използуването му
и при променливи токове.
На фиг. 2.15 де показана
принципна схема и условно оз-
начение на един варистор, из-
ползуван за стабилизиране на
напрежение. Означеното с Ue на-
прежение е по-високо от напре-
жението Uк на варистора, което
се отнема на изхода Ua. При
нарастване на Ue нараства и то-
кът през Rv и през вари-
стора VDR, при което съпро-
тивлението на последняя нама-
лява и напрежението Ua остава
приблизително константно. Тази
схема е подходяща за ограни-
Фиг. 2.15
Варистор като стабилизатор на напре-
жение (а) и като ограннчител на на-
прежение (<5)
ноет на £Ане е ясно изразена. По
тази причина стабилизационните
и ограничителните качества на
варистора не са така добри, как-
то например на стабилитроните
или на ценеровите диоди. За
сметка на това този евтин, не-
претенциозен и издръжлив на
външни въздействия и кратко-
трайни натоварвания елемент
може да се произвежда в ши-
рок обхват от стойности на ток
и напрежения U%. Обикновено
той се изпълнява във вид на
металокерамична шайба, дебела
няколко mm, с диаметър от 5
до 60 mm. Произвеждат се ва-
ристори за напрежение от
няколко десетки до няколко хи-
ляди волта. Информация за па-
раметрите им и за вида на ха-
рактеристиките им може да се
намери в каталозите на произ-
водителите. В ГДР богат асор-
тимент от варистори се произ-
вежда в комбината Хермсдорф.
Освен за стабилизиране на на-
прежения (между другото и в
45
импулсните стъпала на телеви-
зорите) те се използуват и за
гасене на искри в превключва-
тели и за предпазване от пре-
напрежение на електропроводи
и далекосъобщителни линии,
както и на радиотехнически и
електронни уреди. На фиг. 2.15 б
е показан пример за приложе-
ние. А Т е изходният трансфор-
матор на крайното стъпало на
един НЧ-усилвател. VDR е
оразмерен така, че при нормал-
но усилване НЧ-напрежение да
бъде по-ниско о г напрежението
на пречупване Uk на характери-
стиката на варистора. Ако сега
се прекъсне веригата на високо-
говорителя — например поради
повреда на проводник, — VDR
ще предпазва вторичната намот-
ка от повишаване на напреже-
нието й над стойността на UK.
По този начин със сигурност
ще се предотвратят повреди на
лампи и транзистори.
2.2.32. Термистор
Термисторите (температурив за-
висими съпротивления) са доб-
ре познати от радиотехниката.
Според областта на приложение
различаваме три групи: измер-
вателни, компенсационни и пус-
кови термистори.
Те представляват пръчковид-
ии или перлоподобни металоке-
рамичпи тела с различна голе-
мииа (производител в ГДР е
също комбинатът в Хермсдорф).
За разлика от металните про-
водници съпротивлението на тер-
мисторите намалява с повиша-
ване на температурата. Поведе-
нието им не зависи от посоката
на тока; затова те могат да се
използуват и при променливи
токове. Степента на намаляване
на съпротивлението за един
температурен градус се нарича
температурен коефициент ТК,.
който според типа се движи
между 1,5 и 7% за °C.
Стойността на съпротивлени-
ето в студено състояние се за-
дана за 20° С.
На фиг. 2.16 е показано при-
ложението на един измервате-
лен термистор за електронно
измерване на температурата Из-
мервателният уред I отчита про-
тичащия през термистора HL
ток, който зависи от съпротивле-
нието на термистора и от на-
прежението U, което трябва да
е константно. Измерваният ток
е пропорционален на температу-
рата на термистора HL и затова
скалата на / може да бъде гра-
дуирана директно в °C. Тъй ка-
то поддържането на константно
U е доста трудно, а колебани-
ята на стойността му влияят
пряко върху резултатите от из-
мерването, на практика се изби-
ра друг път. Термисторът HL
се включва в мостова схема (по-
знатия от измерване на съпро-
тивления Уитстонов мост), с
което резултатът от измерването
става независим от стойността
на захранващото напрежение.
Използуваните за измервателни
цели термистори трябва да ра-
ботят с достатъчно малки токо-
ве, за да не се загряват от про-
тичащия през тях ток. За спе-
циални цели (например в меди-
цината и биологията) се произ-
веждат измервателни температур-
ки сонди във вид на пръчици,
при конто в извънредно тънко
стъклено острие е вградена
46
едва 'Гзабележима термисторна
перла. С тях е възможно измер-
ване на температури в избрани
точкиТют малки обекти. Благода-
Фиг. 2.16
Поясняване действието на термистора
рение на малката топлинна инерт-
ност на тези термистори тем-
пературата се измерва само за
няколко секунди.
Комиенсационните терми-
стори са познати от транзистор-
ната техника (двутактни крайни
стъпала). Те имат за задача да
компенсират предизвиканите от
промени на температурата неже-
лателни измествания на работ-
ната точка на транзистора. Прин-
ципно това може да се покаже
на фиг. 2.10. Със загряването
на показания там транзистор ще
нарасне остатъчният му ток, а
с него и токът 1С през Rc. Ако
на мястото на се постави
термистор, той ще се загрява
заедно с транзистора. Вследст-
вие на това през Rm ще се от-
клонява по-голяма част от тока,
подавая през RlA — базовия
ток, а с него и колекторният
ще намалеят. При правилно
оразмерявапе на /?/я и на тер-
мистора, включен вместо /?й2,
ще се намали силно обуслове-
ното от промяната на темпера-
турата нарастване на колекторния
ток. Компенсационните термисто-
ри също се изпълпяват с най-
различни стойкости на съпро-
тивлението (от няколко ома до
няколко десетки килоома) и с
различии температурки коефи-
циенти.
Пусковите термистори се
използуваха доскоро за намаля-
ване на токовите удари във ве-
ригата за отопление при включ-
ване на радиоапарати и телеви-
зори с универсално захранване,
както и за паралелно включване
към скални лампи за поддържа-
не на тока при повреда на лам-
пата. В електрониката те често
се използуват за получаване на
закъснения. На фиг. 2.17 са по-
Казани два примера. При затва-
ряне на ключа (фиг. 2.17 а)
термисторът HL, който още
е студен, има толкова голя-
мо съпротивление, че реле-
то Rel не се задействува. В
резултат на подаденото му на-
прежение HL (както впрочем и
всяко включено в токова верига
съпротивление) се нагрява и след
Фиг. 2.17
Забавяне задействуването на реле с
помощта на термистор (а) и забавяне
на отпускането след включване на 5 (б)
известно време Rel се задейст-
вува. По този начин може да се
постигне забавяне на задейству-
ването от няколко секунди до
47
няколко минути. За разлика от
измервателните и компенсацион-
ните термистори (конто въпреки
протичането на ток през тях не
трябва да се нагряват забележи-
мо) пусковите термистори се
загряват от протичащия през тях
ток до 200° С и повече.
На фиг. 2.176 е показан съ-
щият принцип, само че в случая
Ret се задействува веднага при
затваряне на ключа (съпротивле-
нието на Rv е значително по-мал-
ко от съпротивлението на Rel) и
под въздействието на приложе-
ното му напрежение HL започва
да се нагрява. След известно вре-
ме съпротивлението на HL е тол-
кова малко, че напрежението
върху Rel (получено от делението
на напрежението между /?ги HL)
не достига за задържане на ре-
лето. Rv служи, за да предпази
термистора от разрушаване при
прекомерно нарастване на тока.
2.2.4. Фотополупроводници
Фотополупроводниците са свет-
лочувствителни елементи, чиито
свойства се променят при осве-
тяване. Те са едни от най-важни-
те елементи на електрониката.
2.2.4.1. Фоторезистори
Фоторезисторите са полупровод-
никови съпротивлепия, чиито
свойства не зависят от посоката
на тока. Тяхното съпротивление
на тъмно — без въздействие на
светлината —е много високо и
при осветяване на полупроводни-
ковия слой рязко намалява. Ка-
то полупроводников материал се
използуват най-често кадмиев
сулфид (CdS) и оловен сулфид
(PbS). Особено подходящи за
любителски цели са фоторези-
сторите на CdS-основа, каквито
най-често се използуват в при-
Фиг. 2.18
Кадмиево-сулфиден фоторезистор в
стъклен корпус, производство на заво-
дите „Карл Цайс“—Йена. Между свет-
лите, гребенообразно навлизащи един
в друг електроди се различава по-тъм-
ният слой от светлочувствителния кад-
миев сулфид
мерите към II част. Каква кон-
струкция ще избере любителят,
е от второстепенно значение.
Една подходяща за аматьорски
приложения конструкция е по-
казана на фиг. 2.18. Между
навлизащите един в друг гре-
беновидни електроди (на сним-
ката — по-светли) е нанесен по-
тъмният полупроводников слой;
всичко това се носи от една
48
стъклена пластинка и за пред-
пазване на полупроводника е
поместено във въздухонепропи-
цаема стъклена тръбичка със
споени краища. В схемите фо-
торезисторите се използуват ка-
то променливи съпротивления.
Стойността на съпротивлението
на тъмно на CdS - типовете е
по-голяма от няколкостотин ме-
гаома; един затъмнен фодорези-
стор може практически да се
разглежда като прекъсване на
веригата. При осветяване съпро-
тивлението много силно нама-
лява и достига при ярка свет-
лина до 10 kQ. Зависимостта
от температурата е толкова
незначителна, че на практика
може да се пренебрегне. По тази
причина фотосъпротивленията
са идеалните „светлоприемници"
за любителя. Техен недостатък
е голямата им инертност, т. е.
промяната на съпротивлението
не може да следва бързи проме-
ни на светлините. Това обаче е
от значение само за прибори,
конто работят с модулирана
светлина (светлинна телефония);
за такива цели фоторезисторите
не са подходящи. Тяхната гра-
нична честота възлиза на някол-
костотин херца. В зависимост
от типа светлочувствителната
площ е от 2 до 20 mm2; затова
понякога използуването на съби-
рателната леща за фокусиране
на светлината е трудно. При
работа трябва да се съблюдава
максимално допустимият ток
(обикновсно от 0,1 до 0,5 mA),
а също и максимално допусти-
мата мощност (получава се от
тока през фотосъпротивлението
и приложеното напрежение) да
не бъдат превишавани. Фоторе-
зисторите могат да се използу-
ват (според типа) за максимални
напрежения между 50 и 200 V.
При по-високи напрежения още
ь
Фиг. 2.19
Принципна схема на включване и ус-
ловно означение на фоторезистор
при малки изменения на светли-
ната се получават големи из-
менения на тока и съответно
по-голяма чувствителност. На
фиг. 2.19 са показани условного
означение и принципната схема на
свързване на фоторезистора FW.
С увеличаване на осветяването
на FW нараства и регистрирани-
ят от инструмента I ток. Напре-
жението U може да бъде и
променливо.
2.2.4.2. Фотодиода
Споменатият вече при полупро-
водниковия диод и при транзи-
стора запиращ слой по начало
е светлочувствителен. Осветява-
нето на запиращия слой на един
предварително запушен диод
води до нарастване на обратния
ток. По тази причина обикнове-
ните диоди и транзистори се
изпълняват светлонепроницаеми.
При фотодиодите се. използува
точно този нежелан при другите
диоди ефект. В случая става
дума за германиеви или сили-
циеви диоди, конто са изпълне-
ни така, че част от запиращия
им слой е достъпна и може да
4 Книга за конструктора-електроник
49
бъде осветена през едно стък-
лено прозорче в корпуса. Фото-
диодите могат да се използуват
по два различии начина. При
Анод
Фиг. 2.20
Принцип на действие и условно озна-
чение на фотодиода. FD може да се
използува като източник на напреже-
ние (а). Усилването с транзистор в та-
къв случай е показано на (6)
осветяване в запиращия слой
възниква едно незначително по
стойност, но удобно за усилване
напрежение (със стойност от
няколко десетки до няколко
стотици миливолта), чийто отри-
цателен полюс е към катода.
Тук светлинната енергия се пре-
връща непосредствено в елек-
трическа. На фиг. 2.20 а са
показани условного означение и
принциггьт на действие на фото-
диода. Чувствителният уред за
измерване на напрежение U ре-
гистрира появяващото се при
осветяване напрежение. Ако с
помогцта на транзистор поиска-
да усилим напрежението на
фотодиода, трябва да използу-
ваме схемата от фиг. 2.20 б
(да се съблюдава полярността
на диода). В резултат на напре-
жението на фотодиода протича
базов ток, който, съответно уси-
лен, се проявява като нараства-
не на колекторния ток и се
Фиг. 2.21
Използуване на фотодиода като про-
менливо съпротивление (а) и свързване
с транзистор при такова приложение {б)
отчита от уреда /. Другата въз-
можност е да се използува фо-
тодиодът като променливо съ-
противление. При това се изпол-
зува нарастването на обратния
ток на фотодиода при осветява-
не. В случая е необходимо спо-
магателно напрежение (фиг. 2.21
а). Зависещият от степента на
осветяване ток, протичащ през
включения в обратна посока
фотодиод FD, се регистрира от
уреда/. Усилванетос транзистор
се извършва, както при фиг. 20 б.
Фотодиодът е включен вместо
базово съпротивление; измене-
нието на обратния ток действу-
ва като изменение на базовия
ток на транзистора и съответно
усилено се регистрира от /. За
разлика от фотосъпротивлението
фотодиодът е чувствителен към
температурни промени — с по-
качване на температурата нара-
50
ства и токът в обратна посока.
Ако се очакват колебания в
температурата, препоръчително
е да се използува по-малко чув-
ствителната схема от фиг. 2. 20 б
или в схемата от фиг. 2.21 б да
се замести фотодиодът с фото-
резистор. Фотодиодите имат две
основни предимства пред фото-
съпротивленията: първо, в из-
вестии граници токът в обратна
посока не зависи от напрежени-
ето; това значи, че значителни
промени на Uа от фиг. 2.21а няма
да се отразят на измерваните от
1 стойности. Второ, фотодиодът
се характеризира със значително
по-висока гранична честота от
фотосъпротивлението (100 kHz
и повече), поради което е под-
ходящ за светлинна модулация.
Температурните колебания на
обратния ток на диода могат да
се неутрализират с използуване-
то на концентрирана светлина.
В този случай токът през дио-
да ще се определи предимно от
степента на осветяване, а частта
на тока на тъмно (обратния ток
при затъмнен диод) ще бъде
незначителна. Едно друго пре-
димство на фотодиода е малката
площ на светлочувствителната
му повърхност (1mm2 и по-мал-
ко), което позволява помества-
нето й във фокуса на събирател-
на леща и задействуване от
съвсем слаба светлина. Обикно-
всно още в корпуса на фотоди-
ода е вградена малка стъклена
леща, чийто фокус е във вътреш-
ността на кристала. Тъй като
фотодиодите се включват пре-
димно като съпротивления, при
тях за разлика от другите диоди
с цветна точка се обозначава не
катодът, а анодът. При работа
трябва да се съблюдава макси-
мално допустимата мощност на
разсейване и преди всичко мак-
симално допустимого напреже-
ние в обратна посока. Макси-
малната мощност на разсейване
обикновено се достига само при
максимално обратно напрежение
и много силно осветяване.
Малки размери на фотодио-
дите позволяват събирането на
повече елементи в едно малко
пространство, което е от значе-
ние за индустриални приложения
(например при оптично четене
на перфокарти в електронните
изчислителни машини).
2.24.3. Фототранзистори
Фототранзисторът е сходен на
фотодиода и работа почти по
същия начин. Както може да
се види от фиг. 2. 20 б, диодите
база—емитер и FD на практика
са включени паралелно. Тъй като
не съществуват различия в прин-
ципния строеж и във физически-
те им функции, може да се
освети направо базата (или по-
точно запиращият слой база —
емитер) на един подходящ тран-
зисторен кристал. Фотоефектът
ще се появи в този запиращ слой
и аналогично на фиг. 2.20 б ще
управлява колекторния ток. Ба-
зата на един такъв транзистор
не се свързва външно, но бла-
годарение на допълнителното
действие на транзистора като
усилвател промяната на тока
под въздействието на светлина-
та е значително по-голяма, от-
колкото при фотодиода; тя съот-
ветствува на тази, която се
достига с комбинацията фото-
диод и транзистор от фиг. 2.20 б.
51
И така фототранзисторът може
да се разглежда като фотодиод
със собствено усилване. Предим-
ството му спрямо фотодиода е по-
голямата светлочувствителност,
а недостатъкът — по-голямата
зависимост от температурата,
тъй като фототранзисторът ра-
бота в областта на остатъчния
ток, който също се усилва. В
схемите фототранзисторът се
свързва също така, както и фо-
тодиодът (базата остава свобод,
на, колекторът се свързва с UBj
а емитерът — към базата на
следващия усилвателен транзи-
стор— фиг. 2.21 б). Една така-
ва комбинация се отличава с
голяма светлочувствителност и
добра честотна характеристика,
но показва и голяма темпера-
турна зависимост.
В ГДР не се произвеждат фо-
тотранзистори; те се внасят от
ЧССР (КР 101) и от СССР. Прин-
ципно всеки обикновен тран-
зистор може да се използува
като фототранзистор (за пред-
почитане са екземпляри с голям
р и малък 1сеа), стига емитерът
му да се направи достъпен за
светлината. В случай че при
любителите още се намират ек-
земпляри от по-старите вносни
транзистори с лакиран стъклен
корпус, това може лесно да се
постигне чрез измиване с ацетон
или остъргване на лака — по този
начин се получават достатъчно
добри фототранзистори. Модер-
ните транзистори, а между тях
и всички транзистори, произвеж-
дани в ГДР, обаче се изпълня-
ват с корпус от метал или пласт-
маса. Съществува въможност
внимателно да се изпили корпу-
•сът и да се снабди с едно
5>
прозорче от плексиглас (или
друга прозрачна пластмаса), но
при такава процедура неминуемо
ще навлезе влага от въздуха в
запиращите слоеве и те рано или
късно ще се повредят. Обрабо-
тените по такъв начин транзисто-
ри обикновено скоро стават не-
използуваеми; това се изразява
с нарастващ и непостоянен 1сеа,
с намаляващ рис понижена
светлочувствителност. Така че
споменатият по-горе любителски
„трик“ е винаги рискован и би
трябвало да се прилага само при
евтини германиеви транзистори.
Той би трябвало да се разглеж-
да само като временен изход.
Който все. пак би желал да го
направи, трябва да работа в сухо
помещение, да затвори отново
транзистора колкото е възможно
по-бързо и да го пази от про-
никване на прах, стърготини или
на издишван влажен въздух
(работа с маска). Значително по-
големи изгледи за успех пред-
лага използуването на планарни
силициеви транзистори (напри-
мер SF121). Както показват
опитите, този метод за направа
на светлоприемници е достатъч-
но добър за любителски цели.
2.2.4А. Фотоелементи
Фотоелементите се изпълняват
на силициева или селенова осно-
ва. Те преобразуват светлинната
енергия в електрическа, т. е. те са
активни елементи. Силициевите
елементи имат значително по-
добър коефициент на полезно
действие (при специални слън-
чеви батерии 10 до 12% от
светлината се превръща в елек-
трическа енергия), отколкото
селеновите елементи (по-малко
от 1 %), но не са подходящи за
любители поради високата им
цена. Селеновият фотоелемент е
добре познат от приложението
му във фотоелектрическитеекс-
понометри (светломери). Пре-
върнатата там светлинна енергия
в електрическа се измерва с
микроамперметър (около 20р,А
за пълно отклонение на стрелка-
та при модерните уреди), който
е градуиран непосредствено в
степени на осветеност.
Селеновият фотоелемент се
състои от метална пластина, вър-
ху конто е нанесен тънък слой
селен, а върху него е разполо-
жен един още по-тънък, прозра-
чен насрещен електрод (напри-
мер от платина). Между селена
и насрещния електрод се образу-
ва светлочувствителен запиращ
слой. При осветяване елементът
генерира известно малко напре-
жение (между 0,1 и 0,3V), чийто
•отрицателен полюс е към на-
срещния електрод. Както при
всички активни фотополупровод-
ници, получаваното напрежение
зависи от товара и при черпаке
на ток спада. Токът на късо
съединение на един селенов еле-
мент зависи от площта му, но
нормално е значително под 1 mA.
Селеновите фотоелементи до
голяма степей не се влияят от
температурата и са сравнително
Константин във времето. Затова
те се използуват предимно за
измервателни цели (измерване
интензивността на светлината).
Основните им недостатъци са
голямата им площ, която не
позволява фокусиране на свет-
лината с помощта на събирател-
ни лещи, както и малката им
критична честота (до няколко
стотин херца). Други предимства
освен слабата им зависимост от
температурата са ниската чув-
ствителност спрямо външни вли-
яния и възможността за полу-
чаване на относително голямо
количество енергия при съответ-
но голяма площ на елементите.
Селеновият елемент се отличава
с подходяща за любителски при-
ложения издръжливост. Произ-
веждат се различии типове с най-
разнообразна форма и големина.
По строеж селеновият фото-
елемент много наподобява се-
леновият (при който обаче на-
срещният електрод не е проз-
рачен, а представлява солиден
покриващ слой, който служи
същевременно за предпазване на
селеновата пластина). От това
следва, че и селеновият фотоеле-
мент притежава известии свой-
ства на токоизправител, конто в
случая не представляват интерес.
2.2.4.5. Саморъчна изработка
на селенови фотоелемен-
ти
За съжаление описаните по-горе
фабрично произвеждани свет-
линни приемници са доста скъпи
и често пъти недостъпни за
любителите. Един интересен и
икономичен изход от това по-
ложение представлява предло-
жения в литературата от Гарба-
ден метод, който успешно е бил
прилагая от автора. Както беше
споменато в предния раздел,
сыцествува значително конструк-
тивно сходство между селенови-
те фотоелементи и селеновите
токоизправители. Като изходен
материал за самоделен селенов
53
фотоелемент може да се изпол-
зува единична пластина от обик-
новените селенови токоизправи-
тели за радиоапарати с минима-
лен размер от 45 mm X 45 mm.
За тази цел се разглобява един
нов или се използува демонтиран
дефектен токоизправител (обик-
новено се повреждат само някои
пластини). Взима се една еди-
нична, външно неповредена пла-
стина и след отстраняване с
ацетон на евентуалното лаково
покритие с помощта на 4 мили-
метров винт, гайка и изолация
се сглобява следната конструк-
ция: винт в съответно изрязана
изолационна тръбичка, контактна
еластична пластина, изолация, се-
ленова пластина, ухо за спояване,
изолация, второ ухо за спояване
и иакрая гайка. По този начин се
образува един състоящ се само
от една пластина токоизправи-
тел, на който и двата извода са
разположени от задната страна.
Самият винт служи за връзка с
контактната пластина. Първона-
чално с омметър се проверя-
ват токоизправителиите каче-
ства на получения елемент
(измерване в посока на про-
пускане и в обратна посока).
Ако те са добри, монтираният
елемент внимателно се нагрява
на пламъка на спиртник, докато
започне да се топи слоят припой.
С един чист и мек парцал при-
поят бързо се избърсва, така че
да се открие топящият се при
по-висока температура селенов
слой. Припой остава само под
еластичната контактна пластина.
Стопяването на припоя може
след малко упражнения (първо-
начално се опитва на повредена
пластина) да се направи на пла-
мъка на газова печка; все пак
при по-голямо нагряване може-
да се стопи и селеновият слой;’
ако се появи антрацитен блясък
и миризма на ряпа, това значи,.
че пластиката е повредена.
След като се охлади пласти-
ката, отново се проверява в по-
сока на пропускане и в обратна
посока. Както пропускането, та-
ка и задържането трябва да са
налице, макар и с малко изме-
нени стойности. При изтриване-
то на припоя също трябва да
се спази известна мярка. След
като се опита с част от многото-
налични пластини (най-добре е
да се направят наведнъж повече
такива селенови фотоелементи),.
това лесно се удава. Приготвени-
ят по този начин селенов елемент
се покрива от двете страни с
тънък защитен слой от безцве-
тен лак (може и с разреден в
отношение 1:1с ацетон лак за
нокти) и е готов за употреба.
Естествено тези самоделни еле-
менти по количество получена
енергия далеч не могат да се срав-
няват с индустриално произведе-
ните, техният коефициент на по-
лезно действие (според това, кол-
ко сръчно са направени) е между
0,1% и 0,01%, т. е. с 1 до 2
порядъка по-нисък, отколкото
на промишлено произведените
селенови фотоелементи. Въпреки
това получаваните токове и на-
прежения са достатъчни за лю-
бителски цели. Фотоелектриче-
ското напрежение е с положи-
телен потенциал към изправи-
телната пластина и с отрицателен
към контактната пластина (вин-
та); то може да се докаже с
помощта на микроамперметър.
Направените от автора мостри
54
<(една от тях е показана на фиг.
2.22 и 2.23) произведоха при
интензивност на осветлением
250 1х (отговарят на 100 W
крушка, отдалечена на около
30 ст) напрежение на празен
ход 0,1 V и ток на късо съе-
динение от около 50 рА (раз-
мери на пластината >45 mmX
X 45 mm). Ако се използуват де-
фектни токоизправители, стой-
ността на един така направен
селенов елемент възлиза на
стотинки. Освен това с този
метод любителите спомагат за
частично оползотворяване на
ценната суровина селен, конто
засега се изхвърля заедно с
демонтираните токоизправители.
А специалните, скъпи селенови
фотоелементи би трябвало да се
Фиг. 2.22
Самоделен селенов фотоелемент. Под
федершайбата-електрод като светло
петно се вижда остатък от покривния
слой припой
Фиг. 2.23
Погледът отстрани позволява да се ви-
да монтажът на самоделния селенов
фотоелемент. Един 4-милиметров винт
с изолационна тръбичка и изолиращи
шайби осигурява контакта към единия
полюс. Втората кабелна обувка контак-
тува с пластинката
прилагат само там, където на-
истина са необходими.
2.2.5. Тиристор
Тиристорът, който е един типи-
чен представител на силовата
електроника, навлиза все повече
и във всички други области на
55
електрониката. Още отсега е
ясно, че в много : области той
ще окаже същото революциони-
зиращо въздействие, както на-
2.24 а). Между двата емитера
е подадено напрежение с отбе-
лязаната полярност. Изводът G
засега не се свързва. Двата
Фиг. 2.24
Обясняване действието и устройство™ на тиристора: а — комбинация на два
комплементарии транзистора; б—двата тразнистора могат да се обединят в-
един кристал; в — устройство на тиристора. Послёдователиостта на областите
на проводимост е същата, както на фиг. 2.24 а и фиг. 2.24 г—услсвно означение
иа тиристора.
времето транзисторът. Тиристо-
рът представлява един управля-
ем полупроводников токоизпра-
вител, който по приложение
наподобява описания вече тира-
трон и затова понякога се нарича
още полупроводников тиратрон.
В множество публикации от
последните години доста под-
робно са описани действието и
приложенията на тиристора. За-
това в тази книга ще бъдат
направени само кратки поясне-
ния, свързани с прилагането на
този елемент в електронните
схеми.
2.2.5.1. Принцип на действие и
строеж
За да разберем принципа на
действие, ще изходим от съв-
местното свързване на два ком-
плементарии транзистора (фиг.
транзистора са силициеви с раз-
личии видове проводимост. Тъй
като нито една от базите не
е под напрежение, първоначално
не тече ток.
Нека сега между извода на
базата G и свързания с отрица-
телния полюс емитер подадем,
едно малко спомагателно напре-
жение (с плюс към G). С това
горният прп- транзистор става
проводящ. Неговият колекторен
ток е в същото време и базов
ток на долния рпр- транзистор,
който също става проводящ. От
своя страна колекторният ток на
долния транзистор е базов ток
на горния и го държи отпушен
дори и тогава, когато се отнеме
спомагателното напрежение в G
(то имаше за задача само да
стартира процеса). Двата тран-
зистора се поддържат един друг
в отпущено състояние (което
56
при липса на ограничаващо со-
противление във външната ве-
рига би довело до пълното им
разрушаване) дотогава, докато е
подадено външно напрежение.
Тъй като двата транзистора са
напълно отпушени, падението на
напрежение между двата емите-
ра е много малко. И докато от-
качало не протича ток, един
краткотраен напреженов импулс
предизвиква отпушването на
двата транзистора, конто след
това се поддържат взаимно в
отпущено състояние. Това съ-
стояние не може повече да бъде
повлияно от извода G. Едва при
прекъсване на главния токов
кръг (на фиг. 2. 24 б при един
от емитерните изводи) отпада
взаимного отпушване на двата
транзистора и те отново се за-
пушват. Ако отново се подаде
напрежение между емитерите,
двата транзистора остават запу-
шени — комбинацията не про-
вежда ток дотогава, докато един
нов импулс през G не стартира
описаното по-горе отпушване.
Схемата притежава две основни
•състояния: или няма проводимост
между главните изводи, или е
налице почти пълна проводи-
мост. Състоянието на проводи-
мост се постига посредством
напреженов импулс между G и
отрицателния полюс, а състояни-
ето на непроводимост се постига
само чрез краткотрайно прекъс-
ване на главната токова верига.
Поведението на тази конфигура-
ция е съвсем сходно с това на
тиратрона, който също така се
„ запалва “ чрез подаване на управ-
ляващо напрежение и се гаси
чрез прекъсване или силно на-
маляване на основния ток.
Тези сравнения могат още да
бъдат продължени. Докато
основният ток (стига транзисто-
рите да имат подходящи пара-
метри — за този модел гранич-
ните стойности на / и U )
може да бъде много голям, за
управляващия импулс в G е
необходим съвсем нищожен ток.
(Той трябва само да е достатъчен
в зависимост от (3 на транзисто-
ра да възбуди колекторен ток
за долния транзистор, който там
в качеството си на базов ток да
осигури протичането на колек-
торен ток. Този колекторен ток
се сумира с управляващия ток
от G, така че, щом веднъж е
започнал да тече ток, двата тран-
зистора се отпушват един друг
лавинообразно). Подаваното в G
напрежение може също така да
бъде малко — то трябва само да
преодолев праговото напрежение
база — емитер на горния тран-
зистор и да произведе базов ток,
достатъчен за започване на от-
пушването. Продължителността
му също може да е малка, тъй
като лавинообразното отпушване
става много бързо. Също както
и при тиратрона, достатъчен е
един съвсем краткотраен пусков
импулс в управляващия електрод
G (наричан още вентил), за да
се „запали* основната верига.
Връщането в запушено състо-
яние става или посредством пре-
късване на външното напреже-
ние, или чрез намаляване на
протичащия ток под определена
минимална стойност. Тази стой-
ност е достигната тогава, когато
токът, разпределян в модела
между двете връзки колектор—
база, стане толкова малък, че
вече не е достатъчен за пълно
57
отпушване на единая от транзи-
сторите, например горния. От
това се намалява колекторният
ток на този транзистор, а заедно
с него и колекторният ток на
долния транзистор, което довеж-
да до по-нататъшно запушване
на горния транзистор и т. н.
Токът, при който започва този
процес, се нарича минимален ток
на задържане. При тиристорите
той е с няколко порядъка по-
малък от максимално допусти-
мия работен ток и ако искаме
тиристорът да остане отпушен,
този праг не трябва да бъде
достигая.
Показаният модел (фиг. 2.24 а)
може да се изпълни на практи-
ка и дори има известно значе-
ние в схемотехниката, както ще
бъде показано в следващия
раздел. Той притежава всички
характерни черти на тиристора.
При по-внимателно наблюдаване
на последователността на обла-
стите на проводимост в тази
комбинация от транзистори се
забелязва, че в случая има само
четири следващи един след друг
слоя с различен тип проводи-
мост, тъй като базата на единия
транзистор е със същия тип
проводимост като колектора на
другая. Без особени усилия мо-
жем да си представим транзи-
сторите, обединени в един кри-
стал (фиг. 2.24 б), който има
само двата главни електрода и
управляващия извод. На практи-
ка тиристорът е построен по
същия начин. На фиг. 2.24 в е
представен опростен разрез на
планарен тиристор. Започвайки
от катода К, той има последо-
вателност на различните зони
на проводимост п-р-п-р. Катодът
А отговаря на горния емитер от
транзисторния модел на фиг.
2.24 а, запиращият слой I — на
диода емитер — база на този
транзистор, запиращият слой II—
на преходите колектор — база,
а запиращият слой III — на запи-
ращия слой база — емитер на
долния транзистор. С това прин -
ципът на действие на предста-
вения на фиг. 2.24 в тиристор
не се нуждае от по-нататъшни
обяснения. На фиг. 2.24 г е
показано условного означение
на тиристора. Управляващият
електрод (вентил) G се означава
с една черта, косо навлизаща в
познатия диоден символ. Както
се изясни от обяснението на
принципа на действие, управля-
ващият (запалващият) импулс се-
ло дава между G V. К с положите-
лен потенциал към G.
Трябва да се разгледат и
някои свойства, конто са от зна-
чение при описаните по-нататък
схеми. Ако един тиристор се
включи в обратна посока (отри-
цателен потенциал на А), той
подобно на един нормален си-
лициев изправителен диод не про-
пуска ток. В това състояпие дей-
ствува най-вече запиращият слой
III (фиг. 2.24 в), тъй като запи-
ращият слой II е включен в посо-
ка на пропускане, а запиращият
слой I притежава максимално
допустимо напрежение в посока
на запиране само няколко вол-
та. Последнего е от значение
при приложенията само с това,.
че поради малкото максимално
допустимо напрежение в обрат-
на посока на запиращия слой I
управляващият електрод G дори
и при високоволтови тиристори
може да се натоварва с ниско
58
напрежение в обратна посока
(което и без това не може да
•послужи за управление на тири-
стора). Така че, ако се очаква
появата на отрицателно напре-
жение в G, трябва чрез после-
дователно включване на един си-
лициев диод да се защити ти-
ристорът срещу него.
В посоката на пропускане на
диодния символ (плюс на анода)
и при отсъствие на управляващ
импулс тиристорът също е запу-
шен — този път не пропуска ток
запиращият слой II (фиг. 2.24 в).
При подаване на напрежение
между G и К и достатъчно го-
лям ток през G тиристорът от-
пушва и докато токът през не-
го не стане по-малък от споме-
натия по-горе минимален ток на
задържане, се държи също как-
то обикновен токоизправителен
диод, включен в посока на про-
пускане. Падът на напрежение
между К и А, получаващ се в
резултат на протичането на то-
ка на пропускане, е по-голям
(14-2V), отколкото при нормал-
ните силициеви токоизправители,
тъй като в случая имаме два
последователно включени запи-
ращи слоя (I и III), работещи в
режим на пропускане.
Благодарение на свойствата си
тиристорът намира приложение
предимно като безконтактен
превключвател за големи токове
и напрежения. С известните в
момента тиристори могат да се
включват токове до няколкосто-
тин ампера при напрежение
1000 V. За любителя са от зна-
чение преди всичко предназна-
чените за битовата електроника
маломощна тиристори за то-
кове между 1 и няколкостотин
ампера и с напрежение в обрат-
на посока до 600V. Съществе-
ните (в рамките на тази книга)
характеристики на тиристора ще
бъдат пояснени по-подробно с
помощта на кривите от фиг. 2.25.
Любителят избира неббходими-
те му тиристори измежду пред-
лагания на пазара асортимент
от типове според изискваните
от схемата данни за максимал-
но допустим ток на пропускане
и максимално допустимо напре-
жение в обратна посока, анало-
гично на силициевите токоизпра-
вители. Тиристорите могат да
бъдат оразмерени с голям запас
както по ток, така и по напре-
жение. В такива случаи според
схемата трябва да се съблюда-
ва и това, че тиристорите, пред-
назначени за много силни токо-
ве, обикновено имат сравнител-
но по-голям минимален ток на
задържане и по-голям управля-
ващ ток за сигурно запалване,
отколкото тиристорите за по-
ниско натоварване. Освен това
все още тиристорите за силни
токове и високи напрежения са
доста скъпи, което също гово-
ри против излишното предимен-
сиониране. Тиристорите са също
така чувствителни спрямо прето-
варване, както силициевите дио-
ди, особено при превишаване на
максимално допустимого напре-
жение в обратна посока. Също
така не трябва да се превиша-
ват максималните стойности за
управляващия импулс (да не се
бъркат с каталожните данни за
минимален ток и минимално на-
прежение на запалване, под кон-
то не се гарантира сигурно за-
палване). Между двата вида
стойности съществува значител-
59
на разлика, така че при добре
функционираща схема едва ли
може да се очаква претоварва-
не на управл'яващата верига. В
то е най-малко равен на ката-
ложния ток на запалване на ти-
ристора. Според схемата може с
предпазна цел между управля-
Облает на пропускане
или блокиране
Ток на
пропускане
Характеристика
на пропускане
Критично
Максимален
ток на
пропускане
Минимален ток
назадьржане
Пробивно
напрежение
Максимал но
напрежение В
обратна посока
^=F—Н~
Напрежение\ Максимално допустимо
на пропускав положително напрежение
He(le-2V) \в запушено состояние
к Характеристика
|\ на блокирането
у. Ток в обратна
к посока
Фиг. 2.25. Принципен вид на характеристиките на тиристора със задаване на
най-сыцествените стойности
общи линии тиристорът е един
непретенциозен и надеждно ра-
ботещ елемент. Най-често сре-
щащата се при любителски при-
ложения причина за повреждане
е подаването на високо отрица-
телно напрежение в управлява-
щата верига. Затова ще подчер-
таем още веднъж, че дори и ти-
повете за високо обратно напре-
жение могат да понесат само
няколко волта отрицателно на-
прежение между управляващия
електрод и катода. Ето защо
при някои от предложените схе-
ми се препоръчва последовател-
но на вентила да се включи един
силициев диод със стойност на
допустимого обратно напреже-
ние, отговаряща на допустимо-
го обратно напрежение при ано-
да на тиристора и с допустим
ток в режим на пропускане, кой-
ващия електрод и катода да се
включи един паралелен диод,
който ще дава накъсо управля-
ващи напрежения с обратна по-
лярност (в този случай ще е
необходимо само няколко волта
напрежение в обратна посока,
тъй като токът на пропускане
трябва да бъде равен или по-
голям от тока за управление на
тиристора; с G се евързва като-
дът на предпазващия диод, а с
К — анодът). Тъй като допусти-
мите краткотрайни токове на
удар при тиристорите са с един
порядък и повече над възприе-
тия (и използуван при схемите
от тази книга) максимално до-
пустим ток па пропускане, ти-
ристорите са подходящи и за
включване на относително голе-
ми импулсни токове, например
при разреждане па кондензато-
60
ри. По-нататък ще бъдат даде-
ни примери и за такива прило-
жения.
С помощта на фиг. 2.25 ще
бъдат пояснени най-важните ха-
рактеристики на тиристорите. В
областта на запиране характе-
ристиката отговаря на тази на
един запушен силициев токоиз-
правителен диод; също и тук не
трябва да се превишава зададе-
пото от производителя макси-
мално напрежение в обратна по-
сока. В това състояние проти-
чат нищожно малки токове в
обратна посока(няколко микро-
ампера). В областта на пропус-
кане са възможни две характе-
ристики. Без прилагане па управ-
ляващо напрежение и в тази по-
сока първоначално протича ни-
щожно малък ток (няколко мик-
роампера), като приложеното
напрежение не бива да преви-
шава зададената от производи-
теля стойност на максимално до-
пустимого положително напре-
жение (най-често в запушено
състояние максимално допусти-
мите напрежения в двете посо-
ки са равни). При една стойност
на напрежението, значително под
максимално допустимата — кри-
тично напрежение, се стига до
запалване на тиристора без
управляващ импулс. Не се до-
пуска работа на тиристора в та-
зи облает, тъй като едно тако-
ва самостоятелно запалване не
е желателно и поради внезапно-
го нарастване на тока може да
доведе до разрушаване на тири-
стора. Включеният в посока на
пропускане, но незапален тири-
стор се нарича още блокиран,
неговата характеристика на за-
пиране в блокирано състояние
(за разлика от характеристика-
та на запиране в обратна посо-
ка) се нарича характеристика
на блокиране. Работното напре-
жение, което се подава на ти-
ристора, се колебае между на-
прежението при пропускане и
максимално допустимого напре-
жение на запиране в обратна по-
сока. Ако приложеното с минус
към катода работно напрежение
се движи в тези граници и на
управляващия електрод се по-
даде положителен импулс, ха-
рактеристиката преминава в ха-
рактеристика на пропускане. Ра-
ботещият в това състояние ти-
ристор може да се натовари до
достигане на предписания от
производителя максимален ток
на пропускане. В случай че в
каталозите не е отбелязано не-
що друго, тази стойност се от-
нася (а това важи и за схемите
в тази книга) за допустим про-
дължително действуващ постоя-
нен ток на пропускане. За им-
пулсен и еднополупериоден ре-
жим на работа на схемата често
се допускат и по-високи стой-
кости. При стойност на тока под
минималния ток на задържане
тиристорът се връща в запуше-
но състояние.
При по-големи допустими то-
кове на пропускане тиристорът
по външен вид прилича на си-
лициев токоизправителен диод
с резба за закрепване на необ-
ходимите при пълно натоварва-
не охладителни радиатори и мо-
же да се различи по това, че в-
близост до извода на катода е
разположен още един (обикно-
вено по-малък) извод — управ-
ляващият електрод. При това
изпълнение анодът се свързва с
61
корпуса. Маломощните тиристо-
ри с максимален ток на про-
пускане до 1А често се по-
местват в корпуса на транзисто-
ри и могат да се отличат от по-
следните само по означението
на типа им. Напоследък при те-
зи тиристори се използуват
пластмасови корпуса.
С помощта на данните за мак-
еимално допустим ток на про-
пускане и за максимално напре-
жение в обратна посока люби-
телят взима решение за това,
дали определен тиристор е
пригоден за изпълнение на опре-
делена цели. От интерес са
преди всичко типовете за 1А,
ЗА-4-10А и 25А. Подобно на
силициевите токоизправителни
диоди и тиристорите от един
тип се подразделят според стой-
ността на максимално допусти-
мого обратно напрежение. От
производството на ГДР по-попу-
лярни са типовете ST 111/1 ...
ST 111/6 и ST 121/1 ... ST 121/8
(първите са за 13А и напреже-
ния между 70V и 560V, а вто-
рите са за същите напрежения,
но за 23А), както и поместени-
те в пластмасови корпуси ти-
пове ST 103/1 ... ST 103/6 за
3 А. От последните типове за
мрежово напрежение (220V и
максимално напрежение 310V)
може да се приложи тири-
стор тип ST 103/5 (ЗА, 500V).
По подобен начин с помощта на
каталози с данни на производи-
теля се прави избор според из-
искваните в схемата минимални
стойности.
Трябва да се спомене нещо
и за даннцте на управляващата
верига. В случай че липсват
данни на производителя, за ти-
62
повете от ЗА до 25А може да
се приеме, че за сигурно запал-
ване при ниско напрежение на
блокиране е необходим ток от
100 mA, т. е. един токов импулс
с тази амплитуда гарантира си-
гурно запалване. Необходимого
напрежение на запалване в от-
сечката управляващ електрод —
катод възлиза максимално на 2
до 3V. При по-високи напреже-
ния на блокиране (в близост до
допустимите за съответния тип
максимални напрежения), а съ-
що и за типовете от 1 до ЗА
са достатъчни значително по-
мадки стойности на управлява-
щите ток и напрежение (мини-
мална стойност на управлява-
щия ток само 10 до 15 mA).
Минималният ток на задържане
е от интерес за любителя само
при самостоятелно проектирани
схеми; в случай че липсват данни
на производителя, той може да
се приеме приблизително равен
на 1°/о от максимално допусти-
мия ток на пропускане.
2.2.5.2. Схеми за запалване
на тиристори
Както може да се види от опи-
саните в следващите раздели
схеми, възниква задачата да се
генерира подходящ за запалва-
не на тиристора управляващ то-
ков импулс. За тази цел в про-
мишлената и силовата електро-
ника са разработени специали-
эирани елементи, конто обаче
не са от значение за любителя.
Затова тук няма да се обсъж-
дат тези елементи, а ще бъдат
показана няколко възможности
за постигане на същите или по-
добии ефекти с помощта на
познати па любителите елемен-
ти и при това на значително по-
ниска цена.
На фиг. 2.26 е показан прин-
Фиг. 2.26
Управление на запалването на тиристо-
ра: принцип на запалване, в този слу-
чай посредством глимлампа. Вместо GI
обикновено се използуват други спома-
гателни схеми
ципът на запалването. Тиристо-
рът Thl е включен в една то-
варна верига, конто тук не е по-
казана. За да може да се отпу-
ши тиристорът и с това да се
затвори товарната верига, тряб-
ва между G и К да се подаде
краткотрайно или постоянно на-
прежепие (след запалването
управляващият ток няма повече
влияние върху поведението на
тиристора и затова е достатъ-
чен краткотраен токов импулс).
Често се по ставя задачата да се
запали тиристорът в зависимост
от товарната верига. За тази цел
се използува глимлампата GI.
Управляващото напрежение UG
трябва да превиши стойността
на напрежението на запалване
на лампата. Едва тогава се за-
палва GI, а нейният ток запал-
ва Th. Ако се осъществи отбе-
лязаната с пунктирана черта
връзка, запалването се предиз-
виква от подаването на анода
на още запущения тиристор на-
прежение, когато то превиши
определена стойност. Така че
комбинацията Thl и GI се дър-
жи по отношение на запалване-
то по същия начин, както би се
държала само глимлампата GI
при директно включване в то-
варната верига. След запалване-
то обаче през Thl преминава
многократно по-голям ток, от-
колкото би преминал през вклю-
чена на това място глимлампа.
Освен това след запалването па-
дът на напрежение през Thl е
не повече от 2 V. При глим-
лампата то би съответствувало
на нейното значително по-висо-
ко напрежение на разряда (виж
раздели 2.1.2 и 2.1.3). Предло-
жената комбинация се отличава
с ниско съпротивление след за-
палване, т. е. подходяща е за
големи токове. Недостатък при
повечето приложения е сравни-
телно високото напрежение на
запалване на глимлампата. Освен
това дори и най-малките тири-
стори се нуждаят от токове на
запалване със стойност 10 mA
и повече, което изисква запал-
ващ кръг със сравнително голе-
ми по площ електроди. По тази
причина са разработени спома-
гателни схеми за запалване, кон-
то имат подобно на глимлампи-
те поведение, но се отличават
с по-ниско напрежение на запал-
ване и с по-голям работен ток.
Описания на тези схеми могат
да се срещнат в специалната ли-
тература.
Ако любителят желае без по-
мощта на специални елементи
да постигне запалване на тири-
стора, когато управляващото на-
прежение превиши определена
стойност, съществуват много
възможни решения, представени
на фиг. 2.27. Всички показапи
там елементи от схеми се включ-
63
ват вместо Gl от фиг. 2.26, т. е.
пред управляващия електрод на
Thl.
Най-напред може да се из-
подава напрежението + £Лз2 Ди‘
ректно на вентила на Thl, се
запалва и главният тиристор. Все
пак в този случай още преди
к/, юкп
Не се сВързва
Т1
G >- -с+Un О з
<™) тьг (761) ТЪ2
762 '.произволен тип
I2OV'.D,IA) а .
х«есе (Gn,)
свьозоа -'
1ка
&>
4™) Th2
71: прп-силициеё
транзистор,1СтаА ± 1&-Т№
72'-прп - силициев
планарен транзистор
г
'G
б
—С+4/л
(ты) Th2 s
Т1: прп-силициев
планарен транзистор
71: прп- силициев транзистор
! /з^ЗО-З 80) например SF121
Т2:рпр-силициеВ или германиев
транзистор (/3x40 i- 90)
например &С 121 ,
(R: само при германиев "
Т2 според случая)
Фиг. 2.27
Спомагателни схеми за запалване на тиристори. Вариантът от фиг. 2.27 д се
използува често в практиката, неговото поведение отговаря на това на четири-
слойния диод
ползува един втори тиристор
Th.2 (маломощен тип с произ-
волни параметри, 20-4-500 V,
0,1-4-ЗА или някакъв друг не-
стандартен евтин екземпляр).
През съпротивлението управля-
ващ електрод-анод (чиято стой-
ност зависи от конкретния ек-
земпляр и се определи експери-
ментално според подаваното в
-\-Ua управляващо напрежение)
тиристорът Th.2 с нарастване на
-\-Uq консумира все по-голям
управляващ ток. А* е оразмере-
но така, че токът на вентила
Th.2 да достига необходимата
за запалване на Th2 стойност
едва когато управляващото на-
прежение достигне желаната
стойност. През Th.2, който сега
запалването е палице един пред-
варителен ток (през К—G на
ThT, K—G — R — A на Th2\
който поради голямата стойност
на R рядко води до смущения.
Когато се изисква точно опре-
делен момент на запалване при
възможно най-малък предвари-
телен ток, R се замества с це-
неров диод (фиг. 2.27 б). Цене-
ровият диод се избира според
желаното напрежение на запал-
ване; той се натоварва с разсей-
вана мощност, която се получа-
ва от необходимия за запалва-
нето на Th2 малък ток на за-
палване и ценеровото напреже-
ние на диода. В най-общия слу-
чай един 250 mW екзампляр е
напълно достатъчен. При по-ви-
64
соки напрежения на запалване
могат да се използуват някол-
ко последователно включепи це-
нерови диода или глимлампа със
съответно напрежение на запал-
ване и възможно по-голяма площ
на електродите (тя се натоварва
само в момента на запалването
с краткотраен токов импулс,
след това Th2 я шунтира и
тя веднага угасва). Подходя-
щи за тези цели са стабили-
троните (например St/? 80/10,
StR 150/30 и др.) или евтиният
тиратрон Z 5823, чийто катод
се свързва с управляващия елек-
трод на Th2, а пусковият му
електрод остава свободен. Едно
особено икономично за любите-
ли решение може да се получи
при напрежения на запалване
между 7 и 9 V, като вместо цене-
ров диод се използува ценерови-
ят ефект на обикновени силицие-
ви планарни транзистори (диодът
база — емитер се включва с об-
ратна полярност — фиг. 2.27. в).
Когато Th2 е от маломощен тип
с ток на запалване 10 mA, за 7'7
(който изпълнява ролята на це-
неровия диод 27)отфиг. 2.276).
може да се използува евтип и
нестандартен силициев транзи-
стор за любителски цели. Обра-
тен ток от 10 mA се допуска
за диодите база—емитер на всич-
ки обичайно използувани за лю-
бителски цели Si-планарни трап-
зистори, още повече че такъв
ток протича само в момента на
запалване на Th.2. В схемите с
цеперови диоди и с използува-
ни вместо ценерови диоди пла-
нарни транзистори може да се
появи известен предварителен
ток тогава, когато + /7О плът-
но се приближи до напрежепие-
то, при което започва запалва-
нето (в такъв случай започва
да тече малък ценеров ток, пре-
ди да е настъпило запалването).
Ако Th.2 изисква ток на запал-
ване над 10 mA (това на прак-
тика се случва при тиристори
за по-големи токове, конто от
своя страна запалват мощни ти-
ристори, включени в товарна ве-
рига), ценеровият диод ZD мо-
же да бъде разтоварен, като се
включи един помощен транзи-
стор (7'7 от схемата на фиг. 2.27г),
който усилва ценеровия ток (и
в схемата 2.27 г вместо ценеров
диод е изполузван планарен си-
лициев транзистор). Ucemat на
Т1 трябва да бъде поне 10-?
15 V — стойност, нормална за
повечето транзистори — и 7'7
трябва да издържа максимален
колекторен ток, който да отго-
варя на тока на запалване на
Th2. Както за Т1, така и за 7'2
могат да се използуват почти
всички произвеждапи Si-тран-
зистори, а дори и нестандартни
евтини екземпляри; към Th2 съ-
що не се поставят някакви осо-
бени изисквания.
На фиг. 2.27 д е показана една
универсална, често използувана
в схемите от тази книга комби-
нация, която функционално и
по свойства силно наподобява
четирислоен диод. В случая по-
мощният тиристор отпада и се
използува комплементарна схе-
ма на два транзистора, чиито
данни са зададени на фигурата.
По време на запалването тран-
зисторите се натоварват с тока
на запалване на управлявания
тиристор. Тъй като той обик-
новено е под 100 mA, а това е
допустим ток за почти всички
5 Книга за конструктора-електроник
65
транзистори, съществуват до-
статъчно големи възможности за
избор (в случая не се съблю-
дава спазването на максимално
допустимата разсейзана мощ-
ност). За предпочитане при тази
схема е да се подберат Т1 и Т2
с малки стойкости на р. С по-
мощта на ценеровия диод се
определи стойността на управ-
ляващото напрежение, при кое-
то комбинацията става проводя-
ща и запалва тиристора. В об-
ластта между 7 и 9 V може от-
ново вместо ценеров диод да се
използува по-евтиният планарен
силициев транзистор (емитер на
мястото на катода на диода, ба-
за вместо анода, а колекторът
не се свързва). Ако не се изиск-
ва особено точно определено-на-
прежение на запалване, може
вместо ценеров диод да се вклю-
чи резистор. Стойността му за-
виси от стойностите на р за Т1
и Т2. То се изпробва на място
и обикновено е няколко мегаома.
Съответно малка (няколко ми-
кроампера) е стойността на пред-
варителния ток на тази комби-
нация непосредствено преди за-
палването. Комбинацията се дър-
жи като „глимлампа за ниски
напрежения “, след отпушването
има малко съпротивление и
вследствие на това може да
осигури достатъчно големи то-
кове на запалване и за мощни
тиристори. Токът на запалване
трябва (тук това не е показано)
също както при глимлампите да
бъде ограничен по подходящ на-
чин — например съпротивление
във веригата на тиристорния
управляващ електрод. Принци-
път на действие на тази схема
е същият? както на схемата за
обясняване действието на тири-
стора (фиг. 2.24 а). Единствена-
та разлика се състои в това, че
началният базов ток че се пода-
ва през външен управляващ
електрод, а от самата схема
през Z.D (на подобен принцип
работи и четирислойният диод).
ПредимстЕото на тази схема за
запалване се състои в това, че
тя се включва еднополюсно във
веригата на тиристорния управ-
ляващ електрод и не се нуждае
от допълнително напрежение —
по този начин тя работи точно,
както глимлампата GI от фиг.2.26.
В този си вид, тя често се из-
ползува; в схемите на тази кни-
га тя е използувана многократ-
но, без да се описва отново. На-
чертаният на фиг. 2.27 д резистор
7? е необходим само при изпол-
зуване на германиев транзистор
на мястото на Т2 и служи за
компенсация на остатъчния ток,
в случай че комбинацията се от-
пуши още преди достигане на
ценеровото напрежение на дио-
да. Стойността му се определя
експериментално и трябва да е
по възможност висока. Тази схе-
ма може да се използува като
заместител на четирислойния
диод и на други подобии еле-
менти.
Тиристорите за ниски напре-
жения (под 100V) за люби-
телски цели могат да се наме-
рят на доста ниска цена. Но ти-
повете за по-високи напреже-
ния— т. е. точно тези за изпол-
зуване в схеми, захранвани от
мрежата — са значително по-
скъпи. Затова тук ще бъде опи-
сана още една схема, която поз-
волява последователното включ-
ване на два тиристора с по-нис-
66
ки обратни напрежения и по то-
зи начин понякога позволява из-
ползуването на по-евтини или
наличии в момента тиристори.
ток). Приложеният в Uo управ-
ляващ импулс запалва първона-
чално само Th.2. С това на С1
през отсечките катод—анод на
ТМ=Тг>2(ат еднакьб тип
f>l~R2:,^UB(8bgV,KS2)
C^C2-,Uc = UB/,-,O,l U/uF
според UB
В1:силициев диоо-
-отговаря на данните
на вен та л a. Th (10+20V;
10... 100 т А]
Фиг. 2.28
Последователю включване на два тиристора за работа при
по-високи напрежения
Проблемите при последователно
включване на два тиристора са
подобии на тези при последова-
телно включване на два сили-
циеви диода. Най-напред трябва
да се гарантира правилното раз-
пределяне на напрежението на
запушване между двата тиристо-
ра— това става със съпротив-
ленията R1 и R2. Допълнител-
ни проблеми създава необходи-
мостта от запалване на двата ти-
ристора с един общ управляващ
импулс (той се подава в Ua)'
Първоначално работното напре-
жение се разпределя по равно
между Thl и Th2, а с това и
между С1 и С2. Следователно
UB може да бъде равно на уд-
воено то максимално напрежение
на запушване на тиристора. За
включване към мрежата (U =
= 310 V) са достатъчни два ти-
ристора с по 160 V напрежение
на запушване), но с токове, от-
говарящи на пълния товарен
Th.2 и катод— управляващ елек-
трод на Thl се подава пълното
работно напрежение. Причине-
ният от това ток на зареждане
на С1 запалва и Thl още преди
напрежението на С1 да е нарас-
нало значително. С2 служи за
капацитивно симетриране на схе-
мата, тъй като в противен слу-
чай, докато се зарежда С/, ця-
лото работно напрежение ще се
подаде на Th.2. D1 позволява
изравняването на зарядите на
кондензаторите, което се из-
вършва след гасене на тиристо-
рите посредством изключване на
UB, да става, без да се нато-
варва в обратна посока управ-
ляващата верига на Thl. Този
диод се натоварва само с ня-
колко волта в посока на запуш-
ване и най-много с управлява-
щия ток на тиристора, така че
оразмеряването му не е критич-
но. Тъй като управляващото на-
прежение и тук, както при еди-
67
ничния тиристор, се подава едно-
полюсно (отрицателният полюс
съвпада с този на товарната ве-
рига), комбинацията от фиг. 2.28
може да се използува в много
случаи — например в много от
схемите на тази книга — вместо
един тиристор с двойно напре-
жение на запушване. Известен
недостатък представлява двой-
но по-високият, отколкото при
единичния тиристор пад на на-
прежение в режим на отпушва-
не— 34-4 V.
68
ЧАСТ П
Примерни схеми и указания
за изработката им
3. Фотоелектронни приложения.
Фотодатчици и фотоелементи
В съответствие с поставената
цел на книгата тук ще бъдат
описани само схеми. Но особе-
но при фотоелектронните при-
ложения от голямо значение е
и оптическото изпълнение на
уредите. Указания в това отно-
шение трябва да се търсят в
други книги.
3.1. Фоторелета, конто
се задействуват при
здрачаване
3.1.1. Обикновено фотореле с
универсално приложе-
ние, което се задейству-
ва при здрачаване
Показаното на фиг. 3. 1 фоторе-
ле може да се използува за вклю-
ване осветлението на витрини,
реклама, жилищни помещения,
предприятия, както и за задей-
ствуване габаритните светлини на
превозни средства при намаля-
ване на дневната светлина. В
комплект с изкуствен източник
на светлина то може да се при-
ложи за преброяване, за охрана
на обекти или за задействуване
на произволен превключващ еле-
мент. В качеството на прием-
ник на светлина се използува
кадмиевосулфидният фоторезис-
тор FW. Схемата е показана на
фиг. 3.1 а. Без да се променя
нещо друго, може да се заме-
ни фоторезисторът с фототран
зистор или фотодиод. Ако се
използува селенов фотоелемент
например направен саморъчно
съгласно упътването в част I—
тогава той ще се включи по на-
чина, представен на фиг. 3.1 б.
В случая отпада резисторът 20
kQ.
Когато върху фоторезистора
FW попадне светлина, през тран-
зистора Т1 протича базов ток.
Възникналият от това колекто-
рен ток протича заедно с базо-
вая ток през емитера и регули-
руемия резистор Pl. С помощта
на Р1 прагът на задействуване
(граничната стойност) може да
се настрои според желаната ин-
тензивност на осветление. Ре-
гулаторът се нагласява едно-
кратно. Напрежението, отнемано
в Р1, попада в базата на Г2.
Чрез светлинно въздействие вър-
ху FW се отпушва Т1, а след
това и Т2. Колекторният ток на
Т2 принуждава релето Rel да
се задействува. То остава в то-
ва състояние дотогава, докато
върху FW попада светлина. Ко-
гато интензивността на светли-
ната спадне под една опреде-
лена, настройвана чрез Р1 в ши-
роки граница стойност, колек-
торният ток на Т2 вече не може
да задържа релето в задейст-
71
вувано състояние. Тогава кон-
тактът rell се затваря и вклю-
чения! към буксите Ви консу-
матор се захранва. Като релета
ботното напрежение се взима
от акумулатора. Фот орезисто-
рът се разполага по такъв на-
чин зад стъклата, че да „гледа“
Фиг. 3.1
Схема на елементарно фотореле, което
Вместо фот орезистора FW може да се
менливо съпротивление. Ако се използува
точник на напрежение, те се свързват
л/и-тиристори полярността на батерията
се задействува при здрачаване (а),
използува фотодиод с функция на про-
фотодиод или селенов елемент като из-
то показания в б начин. За силициеви
и на FD се сменя
може да се използуват теле-
фонии или други релета, чиито
съпротивления се движат в по-
сочените на фиг. 3.1а граници
и конто задействуват сигурно
при напрежение, равно на из-
браното напрежение на батерия-
та (а то може да бъде между
6 и 12V). По-изгодни са реле-
та, конто се задействуват при
*/2 Д° 7з от стойността на ра-
ботното напрежение (например
релета за 6 V при работ но
напрежение от 12 V). Ако през
Ви се включват мощни консу-
матори, контактите на релето
трябва да бъдат изпълнени за
съответната изолация и мощ-
ност. При използуване на уре-
да за автоматично включване
на габаритно осветление на пре-
возно средство релето Rel вклю-
чва габаритните светлини. Ра-
косо нагоре и да не може да бъ де
осветяван нито от собствените
габаритни светлини, нито от фа-
ровете на приближаващи отсре-
ща други превозни средства —
в противен случай габаритното
осветление би угасвало всеки
път. Останалата част на схема-
та може да се монтира удобно
в арматурното табло, като при
това трябва да се предпазват
транзисторите от нагряване от
топлината на двигателя.
Обикновените релета винаги
показват разлика между тока
на задействуване и тока на от-
пускане, т. е. те отпускат при
известна стойност на тока, но
привличат отново при значител-
но по-големи стойности на то-
ка. В случая това води до пре-
димството, че без особени мер-
ки се избягват нежелани колеба-
72
ния на автоматиката при дости-
гане на критичната осветеност,
когато интензивността на свет-
лината се променя незначител-
но (било от минаващи наблизо
пешеходци, било от движението
на облаци). Изключилото вед-
нъж реле включва отново едва
при значително 1повишаване на
силата на осветлението.
Изборът на подходящи типо-
ве транзистори съвсем не е тру-
ден. В случай че се изисква
малка стойност на критичната
сила на осветление или се очак-
ват значителни температурки ко-
лебания, трябва да се подберат
транзистори с малък остатъчен
ток. Коефициентите на усилва-
не поток надвата транзистора
не трябва да са прекалено мал-
ки— колкото е по-голяма стой-
ности на р, толкова по-малка ин-
тензивност на осветлението е
достатъчна, за да задействува
уреда. Все пак обикновено не
се използува най-голямата въз-
можна чувствителност. Схемата
може да работи и със силицие-
ви транзистори.
3.1.2. Фотореле с управление
по ток, което се задей-
ствува при здрачаване
Един друг схемен вариант за
скокообразно превключване при
бавно изменение на светлината,
подобен по свойства на описа-
ния в раздел 3.1.1, е показан
на фиг. 3.2 а. Фоторезисторът
FW (без да се правят други
промени в схемата, той може
да се подмени с фотодиод на-
пример от типа GP, но в такъв
случай поради температурната
зависимост на остатъчния ток
на фотодиода схемата ще ста-
не по-малко надеждна) и регула-
торът на чувствителността Р1
отговарят на същите елементи
от предната схема. Принципът
на използувания токов тригер е
пояснен по-точно в раздел 8.2.5.
Релето Rel за разлика от то-
ва в предходната схема отпус-
ка при попадане на светлина
върху FW и се задействува при
намаляване на светлината. Тъй
като в тази схема критичните
стойности на осветеността за
задействуване и отпускане на
релето се отличават незначител-
но една от друга (разликата за-
виси между другото и от ин-
дивидуалните данни на избра-
ния транзистор ), в близост до
установения с Р1 праг на чув-
ствителност уредът реагира и
на малки изменения на освете-
ността, което често е предим-
ство. В случай че това не е
желателно — например при из-
ползуване за автоматично вклю-
чване на габаритните светлини
на автомобила, — може да се
постигне забавяне на задействи-
ето посредством включване меж-
ду колектора и базата на 77 на
един електролитен кондензатор
(няколко микрофарада, стойност-
та му се определи според кон-
кретните условия, отрицателни-
ят полюс се свързва с колек-
тора). По този начин схемата
се превръща в един преобра-
зуван интегратор на Малер
(раздел 8.2.6) и реагира с из-
вестна инертност. При приложе-
ния в автомобила такава корек-
ция е задължителна. Дори и
при такова допълнение — т. е.
винаги при токов тригер — ре-
лето изисква включване на па-
73
ралелния диод D1 (фиг. 3.2 а),
тъй като Т2 включва внезапно.
Схемата работи оптимално
при захранване с 9 V— за тази
циометър) така, че при средни
положение на Р1 релето да вклю-
чва сигурно при промяна на ос-
ветяването на FW. Евентуални-
71,72: рпр-германиеви транзистори. ~ 100 тW ,
J3 — 90,1сео — ‘(ОО/иА/може също и прп-силициеВи,
nanp.SF121;/з~12О, В такъВ случай. U1 и ИЁсе оВръщат}
1)1' произволен тип 0,1 А
РЗ: стойността му се избира В забисимост от 77,72:
кыР1
^-^3,870,07А
ши
—<La SVO,1A
В
73 от същия тип като 71
№ според екземпляра за 73
б
Фиг. 3.2
Фотореле с токов тригер, което се задействува при здрачаване: а — схема;
б, в — допълнителни варианта
стойност важат зададените па-
раметра, — но при незначител-
ни изменения (Rel, R2, R3) мо-
же да се изпълни и за други
напрежения между 4,5 и 12 V,
а понякога и за 24V (в зави-
симост от допустимого колек-
торно напрежение на използува-
ния транзистор). Стойността на
резистора за обратна връзка R3
зависи от Rel, R2 и от харак-
теристиките на транзистора, за-
това тя се определи опитно
(евентуално малък тримерпотен-
ят интегриращ кондензатор към
Т1 се свързва едва след това,
той не влияе върху стойността
на R3. Селенови плоскостни еле-
менти не са подходящи за тази
схема. В зависимост от стойно-
стите на р на Т1 и Т2 може да
се случи така, че чувствител-
ността да не е достатъчна, осо-
бено ако FW трябва да включ-
ва при нищожно осветяване. То-
гава FW вместо с обичайните
малки типове CdS6 и CdS8 се
изпълнява с типа CdS19 или се
74
предприема увеличаване на чув-
ствителността, както е показано
на фиг. 3.2 б. Тук ТЗ усилва
дотолкова тока на FW, че за FW
са достатъчни и малките типо-
ве CdS6 и CdS8, за да се включ-
ва и при съвсем слаба светли-
на. Частичната (;хема от фиг.
3.2 б се включва на мястото на
FW от схемата 3.2 a. R4 слу-
жи за намаляване остатъчния
ток на ТЗ и оразмеряването му
не е много критично. При из-
ползуване на силициеви тран-
зистори R4 отпада. В този слу-
чай (изпълнение с прп-силп-
циев транзистор) в схемата от
3.2 в може евентуално да се из-
ползува селенов фотоелемент —
това се решава след опитване,—
който тогава се включва вмес-
то R4 (плюс към базата на ТЗ).
Тогава FW може да се замени
с един резистор (големина 1 до
5MQ), чиято стойност зависи от
ТЗ и се определи опитно.
Токовият тригер функциони-
ра дори и при изменение в широки
граници на стойността на изход-
ното му съпротивление (колек-
торното съпротивление на Т2).
Затова тази схема освен за уп-
равление на реле може да се
използува и за други цели. То-
ва е показано на фиг. 3.2 с. Вме-
сто Rel тук е вмъкнато колек-
торно съпротивление, паралелно
на което може да се включи
съответният потребител (тряб-
ва да се съблюдава максимал-
ният колекторен ток на Т2). По
този начин може например, без
да се използува реле, да се
включват директно (през La) га-
баритните светлини на превоз-
но средство. Схемата в такъв
случай се изпълнява за акуму-
латорното напрежение на авто-
мобила. Към La могат да се
свържат и консуматори с про-
менлива консумация на ток;
тук може — например за сиг-
налки цели — да се включи и
схемата за мигащо осветление
от фиг. 8. 9. По тази причина
това намира най-разнообразно
приложение. То може също та-
ка да се изпълни с и/щ-сили-
циеви транзистори (двата вари-
анта са приблизително равно-
стойни), ако £)7,работното нап-
режение и евентуалните елек-
тролитни кондензатори сменят
полярността си. Възможно е и
захранване от мрежата чрез зах-
ранващия блок, описан в след-
ващия раздел, или чрез друг по-
добен на него.
В раздел 3.31 (фиг. 3.5 и
3.6) е показана възможност за
електронно самозадържане на
токов тригер.
3.2. Захранвано от мре-
жата фотореле за
броене и за задей-
ствуване на произ-
волен механизъм
Описаното в предния раздел фо-
тореле може успешно да се при-
ложи за преброяване на единич-
ни товари или хора, както и за
трайно задействуване на няка-
къв процес. В последняя случай
например при алармени инста-
лации е необходимо известно
самозадържане на релето; след
като то веднъж е отпускало, не
трябва отново да привлича при
следващо осветяване. В тази си
форма устройството може да се
използува в качеството на „за-
щитна решетка" при дървооб-
75
работващи машини. Щом като
нечия глава или ръка се добли-
жи опасно близо до машината
и пресече пътя на подходящо
При използуване за броене на
единични предмети отпадат rel 2
и Та. Вместо Rel се монтира
механичен брояч — най- добре
Фиг. 3.3
Фотореле със самозадържане и със захранване от мрежата. При използуване
на силициеви n/w-транзистори се смени полярността на електролитните
кондензатори и на диодите. Всички диоди са за >20 V/0.1A
прекарания светлинен лъч, зах-
ранването се изключва. Подоб-
ии устройства работят стацио-
нарно; затова се изпълняват за
захранване от мрежата.
На фиг. 3.3 е показано как
описаната по-рано (фиг. 3.1)
схема може да се допълни за
тези цели. Принципът на дейст-
вие е същият като на фоторе-
лето, задействуващо при здра-
чаване. Допълнително се вграж-
да контактът rel 2. Когато ре-
лето отпуске, rel 2 прекъсва ра-
ботното напрежение за FW и
Т1", при повторно осветяване
уредът вече не реагира. За да
се поднови действието на уред-
бата, трябва ръчно да се задей-
ствува бутонът Та, след което
Rel привлича отново при осве-
тяване.
76
брояч на телефонии разговори.
В случай че се осигури доста-
тъчно голяма интензивност на
светлината, съпротивлението на
брояча може да бъде по-малко
(максимална стойност 100 Q).
При пробите Р1 се настройва
така, че при осветяване напре-
жението колектор — емитер на
Т2 да бъде най-много 1 V. Тъй
като при такива приложения се
очакват внезапни прекъсвания
на светлината, Т2 се предпазва
от индуктивните напрежения на
изключване намотките на Rel
посредством диода D1 (да се
внимава за полярността). В про-
тивен случай напреженията при
изключване биха повредили за-
пиращия слой на колектора на
Т2. Тази предпазна мярка с ди-
ода D е необходима винаги ко-
гато транзистори изключват вне-
запно индуктивни съпротивле-
ния. За захранвапе с напреже-
ние от мрежата особено удоб-
но е използуването на обикно-
вен звънчев трансформатор с
напрежение на изхода 8 V~. Ка-
то токоизправител могат да се
използуват четири плоскостни
диода (германиеви или силицие-
ви типове за ^2OV/^O,1A: на-
пример GY 100, SY 200) или
един малък мостов селенов то-
коизправител. На изводите на
филтриращия кондензатор 50 p.F
се отнема напрежение 12 V.
Трансформаторът може да зах-
рднва допълнително една мал-
ка осветителна лампа, която да
служи за контрол на работоспо-
собността на уреда и същевре-
менно да осигурява светлина за
FW. И в този случай може на
мястото на FW да се включи
фотодиод или селенов елемент
съгласно фиг. 3.1 б', възможно е
и използуване на силициеви прп-
транзистори.
3.3. Усъвършенствувани
фоторелета
3.3.1. Висококзчествени фото-
релета с праг на задей-
ствуване и с електрон-
но самозадържане за ра-
бота с много бързи или
много бавни промеии на
светлината
Описаните в 3.1 и 3.2 реле-
та притежават недостатъка (же-
лай само при релета, задейст-
вувани от здрачаване), че съще-
ствува една малка, но забеле-
жима разлика между интензив-
постта на светлината, необхо-
дима за задействуване и за от-
пускане на релето. Освен това
при самозадържащата се схе-
ма от фиг. 3.3 трябва да се
вземе под внимание и механич-
ната инертност на релето. Ко-
гато прекъсването на светлина-
та е толкова краткотрайно, че
релето няма достатъчно време,
за да се задействува(при обик-
новените телефонии релета то-
ва време е от 0,02 до 0,2 се-
кунди), уредът не реагира. Схе-
мата от фиг. 3.4 избягва до
голяма степен тези недостатъ-
ци. Токът, произвеждан при ос-
ветяване на FW, се усилва от
Tl. Р1 отново служи за уста-
новяване на прага на задейст-
вуване (настройване според же-
ланата интензивност на светли-
ната). Поради голямата стой-
ност на колекторното съпротив-
ление напрежението в точката
А в осветено състояние ще (кь-
де съвсем малко. При затъмня-
ването то рязко ще се повиши.
Транзисторите Т2 и ТЗ обра-
зуват тригер на Шмид (подроб-
ности за тази често използу-
вана в електротехниката схема
има в раздел 8.2.2). Докато
в точката А не се подава на-
прежение или се подава ниско
отрицателно напрежение, Т2 е
запушен, а ТЗ—отпушен, тъй
като този транзистор получава
базов ток през резистора 3 кй и
базовия делител на напреже-
ние 20 кЙ/10 кй. Емитерният
ток на ТЗ създава в резисто-
ра 200 й пад на напрежение,
от който потенциалът на еми-
тера на Т2 запушва със сигур-
ност. Когато напрежението в А
стане по-голямо от пада на нап-
режение в резистора 200 й плюс
праговото напрежение на база-
77
та Т2, Т2 се отпушва и колек-
торният му ток създава в рези-
стора 3 kQ пад на напрежение,
който намалява базовия, а с него и
нията за превключване в точ-
ката А се отличават една от
друга само с няколко десети от
волта, така че схемата задей-
150 а
Фиг. 3.4
Фотореле с регулируем праг иа залействуваие и с електронно самозадържа-
не. Т1 -25+150 mW, 1се<)< 100рА, ₽>50; 72/75-25 +150mW, /„„<200рА,
р>50; 74/75—100+150mW,/С(?(1<200рА, р>30
емидерния ток на ТЗ. Това нама-
лява' пада на напрежението в
200-омовия резистор, с което
емитерът на Т2 става по-положи-
телен, базовият ток нараства и Т2
се отпушва още повече. Схема-
та бързо преминава в другого
работно състояние: Т2 отпущен,
ТЗ запушен. Сега емитерният
ток на Т2 създава пад на нап-
режение в резистора 200 Q, кой-
то измени потенциала на еми-
тера на ТЗ, така че той става
по-отрицателен от базата. С то-
ва ТЗ сигурно е запушен. Два-
та транзистора работят като
превключвател, като единият
е винаги напълно отпущен, а
другият — запушен. Още при
нищожно малки и бавни про-
мени на напрежението в А
схемата превключва от едно-
то работно напрежение в дру-
гого. Стойностите на напреже-
ствува надеждно и при най-мал-
ката промяна на интензивност-
та на светлината.
При осветяване на ЛИТ’ Т1 се
отпушва, следователно в точ-
ка А напрежението е съвсем
ниско. Т2 е запушен, а ТЗ— от-
пущен. На колектора на ТЗ се
появява малко остатъчно нап-
режение от около 1 V в резул-
тат от падана напрежение, пред-
извикван при протичане на ко-
лекторния ток през колекторно
съпротивление 2kQ. При прев-
ключване (запушен ТЗ) напре-
жението на колектора достига
почти пълното работно нап-
режение. Остатъчното напре-
жение се обяснява с чупката
върху колекторната характери-
стика и с пада на напрежение в
200-омовия резистор. Транзи-
сторът Т4 задействува релето
Rel. Релето отпуска при осве-
78
тявапе и се задействува при
прекъсване на светлината. С по-
мощи на контакта rel 1 може
през Ви да се задействува ня-
какъв процес. Поради бързото
превключване на тригера Rel
трябва да се оборудва със за-
щитен диод срещу индуктизни-
те пикове при изключване; в
противен случай би се разру-
шил Т4. За да не може поя-
вяващото се в отпущено съ-
стояние в колектора на ТЗ ос-
татъчно напрежение да отпуши
частично Т4, пред базата наТ4
е включен ценеров диод ZD,
чието ценерово напрежение
трябва да бъде приблизи-
телно равно на половината
от работното напрежение — но
не повече от 6 V (при по-голе-
ми стойкости на ценеровото на-
прежение трябва за Т4 да се
използува транзистор с по-го-
ляма стойност на р). Тъй като
остатъчното колекторно напре-
жение на ТЗ е значително под
ценеровото напрежение на ди-
ода, той се запушва. Когато ТЗ
се запуши, колекторното нап-
режение превишава стойността
на ценеровото напрежение, дио-
дът се отпушва и Т4 получа-
ва значителен базов ток. Опи-
саното тук остатъчно напреже-
ние на тригера на Шмид и не-
говото потискане с помощта на
ценеров диод са типични за
такива приложения на три-
гера.
Т5 предизвиква чисто елек-
тронно самозадържане; по то-
зи начин се избягва инертност-
та на механичните контакта. Т5
се отпушва винаги едновремен-
но с Т4 от тока през неговия
емитер и включва накъсо работ-
ното напрежение на FW, така
че при повторно осветяване на
FW то не може да произведе
достатъчен базов ток за Т1.
Включеният паралелно на Та
резистор от 1 kQ довежда
при запушен Т4 до намалява-
не на остатъчния колекторен
ток I на Т5, чиято зависимост
от температурата би довела до
промяна на работното напреже-
ние на FW и евентуално до не-
желателно задействуване при
температурки колебания. Тъй
като тригерните схеми са много
бързодействуващи (по принцип
една такава схема позволява
няколстотин превключвания в
секунда!), още при съвсем
краткотрайно прекъсване триге-
рът се превключва и Т5 шун-
тира FW. След това релето,
което има значително по-голя-
ма инертност, привлича дори и
ако междувременно отново има-
ме осветяване. Тъй като в точ-
ка А стойностите на напреже-
нията, необходими за задейст-
вуване или отпускане на реле-
то, се отличават много малко
една от друга, устройството
реагира с бързо превключване
дори и при бавни и незначител-
ни промени на интензивността
на светлината. Стойностите на
съпротивленията на тригерната
схема зависят в известна
степей от индивидуалните дан-
ни на избраните транзи-
стори. При по-големи откло-
нения от предписаните за тран-
зисторите данни трябва евенту-
ално да се сменят някои стой-
кости. За предпочитане при Т1,
Т2 и ТЗ са екземпляри с голе-
ми стойкости fj (изискваните ми-
нималки стойкости за р и /се0 са
79
дадени към фиг. 3.4). Ако Та
се изпълни като бутон или ако
се откажем напълно от самоза-
държане, в такъв случай Т5 от-
Шмид. Самозадържане може
да се постигне относително лес-
но, като работното напрежение
за FW не се отнема директно
Фиг. 3.5
Фотореле с токов тригер и електронно самозадържане
пада, а емитерът на Т4 се свърз-
ва към маса, това реле става
много подходящо за задейству-
ване на фотоапарат (например
при снимане на животни). Маг-
нитният спусък на фотоапарата
се свързва към Ви.
Захранване с напрежение от
мрежата е възможно и може
да стане по същия начин, как-
то в схемата на фиг. 3.3, само
че електролитният кондензатор
50 [1F трябва да бъда заменен
с кондензатор 500 jiF.
Електронното самозадържа-
не с време за задействуване,
много по-малко от това на ре-
лето, може да се приложи и
при описаната в раздел 3.1.2
схема с токов тригер. Както бе-
ше описано, самият токов три-
гер действува като прагов пре-
включвател и в случая изпъл-
нява същите функции, както
споменатият по-горе тригер на
от отрицателния полюс на из-
точника, а от колектора на Т2
(фиг. 3.5). По този начин FWе
включен във веригата за
обратна връзка на тригера.
Щом се прекъсне светлина-
та, която попада върху FW,
Т1 се запушва, Т2 се отпуш-
ва и напрежението на колек-
тора на Т2 рязко намаля-
ва. Вследствие на това токът
през FW спира или намалява
до такава степей, че дори и при
повторно осветяване не е въз-
можно ново превключване. На-
чалното установяване (отпуска-
не на релето) се извършва чрез
бутона Та. Недостатък на то-
зи вариант е липсата на въз-
можност за отделно регулиране
на чувствителността. В случая
тя се настройва с R3 в норма-
лен режим на работа при пред-
видената за FW осветеност. То-
ва регулируемо съпротивление
80
изпълнява първично фупкциите
на регулятор на чувствителност-
та. Но тъй като функциони-
рането на тригера се гарантира
гер се получава, ако от изхода
се захранва и необходимата за
действието на фоторелето лам-
па. Обикновено се използува
1 La: Лампа за сдетлин.чия сноп
ТЗ'-> 250 rrW(G C30t или подобен)
до 0,5 IV; J3>5D
Фиг. 3.6
Фотореле с токов тригер и с оптично самозадържане
само в определен обхват на R3,
необходимо е според предвиде-
ната за FW осветеност да се
направи едно грубо регулиране
чрез изпробване на стойностите
за R1, за да може после с R3
да се постигне задоволителна
облает на регулиране. Стойност-
та на R5 не е критична. В ос-
таналата си част схемата (вклю-
чително и липсващите тук дан-
ни за полупроводниковите еле-
менти) отговаря на тази от фиг.
3.2 а. В точката на евързване
А може също както в предни-
те и в описаните по-пататък
схеми да се включи една до-
пълнителна блокировка (раздел
3.3.2).
Една по-елегантна възмож-
ност за електронно самозадър-
жане при схемите с токов три-
една малка лампа за ниско нап-
режение (както е пояснено в
литературата, трябва да се стре-
мим към използуване на лампи
с минимална мощност), конто
се включва според фиг. 3.6.
Транзисторът ТЗ трябва да мо-
же да превключва ламп ата La
(виж раздел 2.2.2.2). При ра-
бота на устройството ре лето е
отпускало, на колектора на Т2
е подадено пълното ра ботно
напрежение, което отпушва ТЗ
и лампата La свети. Същ еству-
ват две възможности за евърз-
ване на FW.
При вариант I (FW към— Ub
самозадържането се извършва
чисто оптично. Действи ето на
схемата отговаря на т ова па
схемата от фиг. 3.2 (при ва-
риант I може също да се пред-
6 Книга ва конструктора-електроник
81
види регулируем резистор Р1
за настройка на чувствителност-
та). При прекъсване на свет-
лината Т2 се отпушва и La угас-
ва, така че FW не може да бъ-
де осветен отново. Връщането
в изходно състояние става или
с помощта на Та, или — предпо-
читано при никои приложения —
чрез осветяване на FW с ня-
какъв спомагателен източник на
светлина (например джобно фе-
нерче). Така че това реле поз-
волява да бъде включено отно-
во и оптично. Инертността при
задействуване съответствува на
инертността на използуваната
лампа.
Значително по-бързо реагира
комбинираното оптично-елек-
тронно самозадържане при вари-
ант II. Тук FW е включен пара-
лелно към R3, което съответ-
ствува на схемата на фиг.
3.5. Затова всичко казано
там важи и за вариант II. В
случая не е възможно пов-
торно оптично включване със
тпомагателна светлина. Пре-
димството на този вариант
(освен по-бързото му реаги-
ране) се състои и в това, че
лампата угасва. Особено при за-
хранвани с батерии уредби (на-
пример за приложение на откри-
то) това предимство води до
значителна икономия на енергия,
тъй като лампата обикновено
консумира най-голямата част от
общия ток.
3.3.2. Разпознаващо фотореле
за охрана на обекти
Описаното в раздел 3.3. 1 фото-
реле от фиг. 3.4 — съответно раз-
ширено и допълиено с уредба
за разпознаване „свой—чужд“ —
може много успешно да се при-
ложи за охрана на обекти и за
Приемник
(отпада 7J)
Фиг. 3.7
Свързване на светлинния приемник от
фиг. 3.4 към приемника от фиг. 6.5.
Получава се фотореле с възможност за
разпознаване
други подобии цели. Уредбата
задействува само при пресичане
на светлинния лъч от лица, на
конто това не е позволено. Ли-
цата, конто имат разрешение, мо-
гат да пресичат светлинния лъч,
без да задействува алармен сиг-
нал. За тази цел те носят със
себе се един миниатюрен пре-
давател, който блокира уредбата
при приближаване до нея. Пре-
давателят е описан в раздел 6.2,
а съответният приемник е съ-
щият като описания в раздел 6.3
приемник за далечно управле-
ние на гаражна врата. Съветва-
ме да се направи справка с тези
схеми; тук ще бъде описано са-
мо свързването на премника към
фоторелето от фиг. 3.4. В опи-
сания в раздел 6.3 приемник е
поместен транзисторът Т4, кой-
то отпушва при преминаване на
предавателя — т. е. винаги кога-
то в приемника е постъпил сиг-
нал. На фиг. 3.7 е показано как
82
може да се обедини схемата на фо-
то-релето от фиг. 3.4 със схемата
на приемника. От описаната в
раздел 6.3 схема на приемник
(фиг. 6.5) отпада транзисторът
Т5. Колекторът на Т4 от прием-
ника се свързва към точка А на
схемата от фиг. 3.4. Когато в
приемника постъпи сигнал (а то-
ва става при приближаване на
лице, което носи със себе си съ-
ответния предавател), Т4 се от-
пушва и потенциалът на А
остава нисък дори и при прекъс-
ване на насочения срщу FW свет-
линен сноп. Макар че Т1 не е
отпушен, Т4 възпрепятствува
превключването на тригера на
Шмид. Ако липсва сигнал в при-
емника, Т4 е запушен и фоторе-
лето работи нормално. Един ве-
че задействуван алармен сигнал
може да бъде спрян или, както
бе описано, от Та (фиг. 3.4), или
автоматично при приближаване
на лицето, носещо предавателя,
тъй като тогава Т4 на приемни-
ка ще осигури спадане на на-
прежението в точката А (фиг. 3.4
и 3.7), превключване на тригера
и запушване на Т5 (фиг. 3.4).
Схемите с токов тригер (фиг. 3.5
и 3.6) могат също да се допъл-
нят функционално, ако в тях точ-
ката А се съедини с колектора
на Т4, съответно лявата страна
на фиг. 3.7 и 6.5. Тъй като опи-
саният в 6.3 приемник работи
селективно, т. е. реагира само
на определена честота, съще-
ствува възможност да се изпъл-
нят няколко такива уредби за
различии честоти. По този начин
могат, например в института,
центрове за документация и дру-
ги подобии, да се охраняват по-
вече помещения така, че във
всяко от тях да влизат сама
определените за това лица,
влизането на други да може да
се извършва само в тяхно при-
съствие.
3.3.3. Фоторелета, конто ре-
агират на определена
посока на движение
При преброяване на предмети
и хора и при други подобии при-
ложения често са необходими
фоторелета, конто реагират само
на движещи се в определена по-
сока обект (например на входа
на една изложба могат по този
начин да се различават влизащи-
те от излизащите посетители).
На фиг. 3.8 са показани елек-
трическата схема (а) и оптиче-
ската схем към нея (б). Изпол-
зуват се два фоторезистора FW1
и FW2, конто в зависимост от
условията, заданието и скорост-
та на обектите в общия случай
се монтират в непосредствена
близост или отдалечени на ня-
колко сантиметра един от друг
и се осветяват от една лампа.
Схемата реагира тогава, когато
FW1 се засенчва преди FW2, но
не и когато FW2 се засенчва
преди FW1. Разликата по време
между затъмняването наЕИ7/ и
FW2 е достатъчно да бъде само
няколко десети от милисекунда-
та; това гарантира сигурна ра-
бота също и при бързодвижещи
се обекти и малко разстояние
между фоторезисторите. В тази
проста форма схемата може да
се изпълни само с л/щ-силицие-
ви транзистори (за предпочитане
са епитаксиални типове с ниско
колекторно напрежение на наси-
щане). Няколко думи за дей-
83
ствието на схемата: първоначал-
но приемаме, че С и контакта
ге12 не са свързани (D2 пред-
пазва базата на Т1 от отрица-
ТЗ, Т4 няма да получат базово
и колекторно напрежение. След-
ващото непосредствено след то-
ва затъмнение на FW2 и запуш-
т-П2:прп-сишци.е8и планарна епитаксиални транзистори
' ( SF12B, SF138 U подобии) J3 г 100; Un нпг О AV при
JcxfOmA; Ic „ ^JOmA СЕнас
Е/ произволен германцев или силициев тип ^20V
S2: силициев подобен на О А 900,SAY..., SY 200/ отпада
ако не се Включи С)
0 ' 0,1... 1jiF при необходимости
а
Посока на задействие 5
Фиг. 3.8
Фотореле, което реагира на определена посока на движение: а—схема; б —
оптическо изпълнение
телни напрежения на запушване
и може също да отпадне, в слу-
чай че се откажем от С). Обик-
новено FW1 е осветен, Т1 е от-
пущен, Т2 е запушен, Rel е
отпуснало. Тъй като FW2 също
е осветен, Т4 е отпушен, ТЗ е
запушен. Ако сега един обект
пресече светлинния лъч в посока
на задействуване, първоначално
ще се засенчи FW1, Т1 ще се
запуши, а нарастването на ко-
лекторното напрежение на Т1
ще отпуши Т2 и Rel ще се за-
действува. В същото време на-
прежението в колектора на Т2
ще спадне близо до 0V, такаче
ване на Т4 ще остане без по-
следствия.
В обратната посока първона-
чално се засенчва FW2, докато
FW1 все още поддържа Т1 от-
пушен. В резултат от запушва-
нето на Т4 ТЗ получава базово
напрежение, отпушва се и с то-
ва свързва накъсо базата на Т2
към маса, така че Т2 при след-
ващото веднага затъмнение на
FW1 и запушване на Т1 не мо-
же да се отпуши. По тази при-
чина релето не се задействува.
Взаимното блокиране зависи
предимно от скоростта на пре-
включване на транзисторите и
34
затова значително изпреварва
привличането на релето.
По тази причина FW1 и FW2
могат да се разположат плътно
един до друг. От значение за
правилното функциониране на
схемата е остатъчното колектор-
ко напрежение на отпушените
транзистори да бъде под 0,5V
(праговата стойност на базового
напрежение при силициеви тран-
зистори), за да се постигне на-
деждно блокиране. Най-добре
може да се извърши настройка
на чувствителността чрез Р1 иР2,
ако предварително напрежението
колектор—емитер (измерва се с
високоомен уред) на Т1, съот-
ветно Т4, се доведе до 0,35...
0,4V при осветен фоторезистор
(внимание — дори и при съвсем
грешно регулирана схема напре-
жението колектор — емитер при
Т4 не надминава 0,5 до 0,6V)
или ако схемата с опитване се
настрои така, че да задействува
сигурно. В специалната литера-
тура могат да се срещнат напът-
ствия за избор на подходящи
транзистори за подобии схеми.
Времето, през което релето е
задействувано, съответствува на
времето, през което FW1 е за-
тъмнено и поради това зависи
от скоростта на преминаване на
обекта. Това при бързи обекти
може да доведе до прекале-
но малки времена на привличане
или до недостатъчно привличане
на Rel и на включената след
него апаратура (често броячите
са сравнително бавни). При из-
ползуване за охрана на обекти
се предвижда самозадържане,
каквото би могло да се изпълни
с контакта rel. Възможни са и
по-бързореагиращи електронни
решения (например би могло
FW1 вместо към + Ub да се
свърже към колектора на Т2).
При схеми със самозадържане
отпадат функциите като пребро-
яващ елемент. За много бързи
обекти, конто затъмняват FW1
само за съвсем кратко време, е
необходимо известно удължава-
не на импулса (обектите не би
трябвало да следват плътно един
след друг — продължителността
на импулса се определи според
конкретного приложение). Това
се постига с включване на кон-
дензатора С, с което схемата
придобива свойствата на моно-
вибратор (вж. рдздел 8.1.2). Ско-
ростта на задействуване на фо-
торелето не се повлиява особе-
но, но се удължава времето на
отпускане на релето след прив-
личане, така че се гарантира на-
деждна работа на Rel и на вклю-
чената след него апаратура до-
ри и при много краткотрайни
прекъсвания на светлината. Стой-
ността на С се определи опит ю,
като при по-големи закъсненин
може да се използува електро-
литен кондензатор с малък уте-
чен ток. Ориентировъчни стой-
ности са приложени към фигу-
рата.
3.4. Обикновени фоторе-
лета със звукова
сигнализация
Описаните тук схеми се изпъл-
няват с малко елементи и не
съдържат механично движещи
се части, като релета и др. под.
На фиг. 3.9 е показан двутактен
тонгенератор, чиито мощност е
достатъчна за директно захран-
ване на високоговорител. Като
85
трансформатор се използува поз-
натият малък трансформатор за
приемници К31. Към транзисто-
рите не се поставят особени из-
която се появява звук при за-
тъмнен FW). Щом попадне
светлина върху FW, генерато-
рът се възбужда, при което ви-
Tt,T2-t00... 0 mW
Фиг. 3.9
Елементарно фотореле със звукова сиг-
нализация. При големи стойкости на Р
пред FW се включва ограничително
съпротивление. Може да се използуват
и силициеви n/’n-транзистори (сменя се
полярността на батерията)
4,5- 9V издира според
транзистора.
Фиг. 3.10
Елементарно еднотранзисторно фоторе-
ле със звукова сигнализация. Не е под-
ходяще използуването на п/и-тран-
зистор
исквания, с изключение на това
за минимална изходна мощност
от 100 mW. Вярно е, че по-ви-
соки стойности на р водят до
по-голяма светлочувствителност,
но монтираният от автора с два
транзистора за любителски цели
с [3=13 опитен образец задей-
ствува още при слаба дневна
светлина.
Дотогава, докато върху фо-
торезистора FW (други фото-
датчици не са подходящи)
не попада светлина, транзисто-
рите не получават базово пред-
напрежение; генераторът не се
възбужда. Когато при по-големи
стойности на р се появи звук
още на тъмно, трябва базата на
единия от транзисторите да се
свърже с положителния полюс
на схемата през резистор ня-
колкостотин ома (точната стой-
ност се определи опитно, но тя
не е по-малка от стойността, при
сочината на тона и силата му
се изменят в широки граници
според интензивността на свет-
лината. За високоговорители се
избират типове, конто поне до-
някъде подхождат по импеданс
на К31 (3-ь8 Q). Схемата може
да се изпълни също със транс-
форматор К21 или с друг транс-
форматор от подобен тип. Кон-
дензаторът 0,1 fiF влияе върху
височината на тембъра на звука;
при необходимост стойността му
може да се промени.
Същият ефект се постига и
със схемата от фиг. 3.10, конто
е малко по-проста, но се харак-
терезира с по-малка изходна
мощност. За действието на схе-
мата важи казаното по-горе. Тя
също се възбужда при падане
на светлина върху FW. Означе-
ният със * резистор трябва в
зависимост от транзистора и
трансформатора (също и тук мо-
же да се използува К2Г) да се
86
подбере така, че да не се гепе-
рира ток при затъмнено FW.
Ако този резистор липсва или е
прекалено голям, ще се появи
едно характерно периодично
пращене.
Възможност за приложение на
двете схеми: проверка дали едно
помещение е осветено (включва-
не на осветлението от външен
човек или осветяване от пожар).
Когато произвежданият тон не
се предава директно през висо-
коговорител (а например през
усилвателна уредба), трябва и
при двете схеми да се за-
твори вторичната намотка на
трансформатора с един резистор,
отговарящ на импеданса на ви-
сокоговорителя, и от неговите
изводи да се отнеме необходи-
мого напрежение със звукова
честота.
3.5. Фоторелета с моду-
лирана светлина
Обикновените фоторелета рабо-
тят с постоянна светлина. Техни
основни недостатъци са незащите-
ност от смущения от външен
източник на светлина и вслед-
ствие налагащото се усилване на
постоянни токове— значителна
температурна зависимост на полу-
проводниковите елементи. И два-
та недостатъка могат да се из-
бягнат, ако се работа със свет-
лина, чиято интензивност пери-
одично се изменя (амплитудно
модулирана светлина). Такива
фоторелета не могат да се бло-
кират чрез осветяване от външен
източник (например джобно фе-
нерче). В следващите схеми е
показано едно такова устрой-
ство.
3.5.1. Генератори на модули-
рана светлина
За фоторелета с модулирана
светлина се използува лампа,
чиято яркост се изменя с опре-
делена честота. Поради топлин-
ната инертност на нажежената
жичка се избира честота между
20 и 25 Hz. На фиг. 3.11 е показа-
на схема на мултивибратор, широ-
ко известна като генератор на
мигаща светлина и описана по-
подробно в 3.7.2.1. Т1 и Т2 ра-
ботят като мултивибратор; свър-
заните чрез електролитни кон-
дензатори транзистори алтерна-
тивно се отпушват и запушват.
Елементите, конто определят че-
стотата, са подбрани така, че да
се получи честота на трептене
от около 25 Hz. Т2 управлява
транзистора ТЗ, който включва
и изключва лампата в същия ри-
тъм. Поради топлинната инерт-
Т1 Т2 Т3_
50mW 50mW 150mW
ji?30 ,fi?2D
tt-определи ^ecmomama
Фиг. 3.11
Мултивибратор като генератор на ми-
гаща светлина за фотореле с модули-
рана светлина
ноет на лампата не се стига до
пълното й угасване, а само до
значителна модулация на интен-
зивността на светлината (това
87
„мигане" не може да се забеле-
жи от човешкото око). Тъй като
на всяка от секундата лам-
пата се включва, тя получава
J$±90 Ji-30
Фиг. 3.12
Опростев мултивибратор за генериране
на мигаща светлина. Tl, Т2 са герма-
ниеви или силициеви транзистори с
мощност > 150 mW
Фиг. 3.13
Получаване на мигаща светлина от мре-
жата. Използува се германиев или си-
лициев диод 0,1-:-1А
само половината от ефективната
мощност и свети значително по-
слабо, отколкото при директно
включване към източника на ток.
Това е от полза за процеса на
модулиране; освен това пълната
яркост на лампата не се изпол-
зува дори и при голяма дължи-
на на светлинни пътища (някол-
ко метра), тъй като в приемника
винаги се извършва фокусиране
със събирателна леща. В случай
че все пак е необходима по-го-
ляма яркост, може да се изпол-
зуват лампи от типа 3,8V/0,07 А
за работно напрежение от 6 V.
За да не се превиши максимал-
но допустимият колекторен ток
на ТЗ, не бива да се използу-
ват по-мощни лампи от предло-
жените на фиг. 3.11.
На фиг. 3.12 е показана една
малко по-проста, но по-трудна
за настройка схема. Тук
става дума за опростено-
то специално изпълнение на
мултивибратор за мигаща свет-
лина. Лампата може да бъде
от типа 3,8V/0,07 А. Стойностите
на всичките резистори силно за-
висят от данните на конкретни-
те транзистори и особено от
стойността на [3. Предложените
на фиг. 3.12 стойности са ориен-
тировъчни и важат само за отбе-
лязаните също на фигурата стой-
ности на р, с конто е бил из-
пробван опитният образец. За
изпробване на резисторите, чиито
стойности могат да се променят
спрямо зададените до отноше-
ние 1:10, първоначално се изби-
ра кондензатор 10-?-25|iF, който
предизвиква добре забележимо
мигане. Когато схемата заработи
стабилно в този си вид, капаци-
тетът на кондензатора постепен-
но се намалява дотогава, докато
престане да се забелязва мигане
на лампата, без обаче яркостта
й забележимо да порасне. След
като веднъж са установени стой-
ностите на съпротивленията
(удобно е да се използуват по-
тенциометри, конто после да се
заменят с постоянни съпротив-
ления), схемата работи надеждно.
На фиг. 3.13 е представен
един прост, но задоволителен за
88
някои приложения вариант за
постигане на желаната мигаща
светлина. Лампата се захранва
от мрежово напрежение през
звънчев трансформатор КТ и из-
3.5.2. Прнемници на светли-
ната
Схемата на приемник за моду-
лирана светлина е показана на
Фиг. 3.14
Приемник за фотореле с модулирана светлина. Схемата е за германиеви транзис-
тори. При използуване на силициеви транзистори се получава по-проста схема
правителей диод. Тъй като дио-
дът не пропуска едната полу-
вълна,през лампата протича ток
само по време на другата полу-
вълна. Тази схема е особено под-
ходяща за стационарни, захран-
вани от мрежата устройства, до-
като схемите от фиг. 3.11 и 3.12
са удобни за портативни, неза-
висещи от мрежата уредби.
(Уредбите за охраняване трябва
да са независими от мрежата,
тъй като в противен случай биха
били безсмислени!) Схемите от
фиг. 3.11 и 3.12 могат да се из-
пълнят и със силициеви прп-
транзистори (в такъв случай
трябва да се смени поляритетът
на батерията и на електролитния
кондензатор).
фиг. 3.14. В качеството на свет-
лочувствителен елемент се из-
ползува фототранзистор (вж. съ-
що раздел 2.2.4.3). Поради срав-
нително ниската честота на мо-
дулиране на светлината може
при известно намаляване на чув-
ствителността да се използуват
и фотосъпротивления. Това оба-
че не води до никакви предим-
ства, тъй като в случая зависи-
мостта на фототранзистора от
температурата не пречи. Р1 от-
ново е регулатор на чувствител-
ността, с помощта на който се
извършва настройка според на-
личната интензивност на светли-
ната. От неговите краища се от-
нема само променливата състав-
ка на фототока, т. е. едно ниско-
89
честотно напрежение с честота,
равна на тази на датчика, и се
усилва в един обикновен дву-
стъпален НЧ усилвател (Tl, Т2).
Базовите резистори на тези тран-
зистори се избират според кое-
фициентите 3 така, че колектор-
ното напрежение да възлиза при-
близително на половината от ра-
ботното напрежение(£7с«Ч),5£7в)-
Тсхните стойности не са особено
крптични. Подробности за ораз-
меряването на НЧ усилватели
могат да се срещнат в специал-
ната литература. За отбелязване
са само включените паралелно
между базата и емитера конден-
затори IpF, който подтискат
честоти над няколкостотин херца
и правят усилвателя нечувствите-
лен спрямо външни смущаващи
напрежения, шумове на фототран-
зистора и др. Тъй като се усил-
ват много ниски честоти, свърз-
ващите кондензатори са много
големи (по 25 pF).
След Т2 е включено едно де-
тектиращо колекторно стъпало.
При отсъствие на НЧ напреже-
ние ТЗ е запушен, а емитерният
му кондензатор 50 pF не е под
напрежение. Щом се появи НЧ
напрежение, то се изправя в от-
сечката база — емитер на ТЗ;
появилият се в ТЗ колекторен
ток зарежда емитерният кон-
дензатор. Напрежението на този
кондензатор отпушва транзисто-
ра за превключване на релето Т4.
Rel остава задействувано дото-
гава, докато върху FT попада
модулирана светлина; на кон-
стантна светлина то не реагира.
Самозадържане—при охрана на
обектй и др. под. — се постига,
като отпускащото при прекъсване
iiii светлината реле Rel изключва
с ге12 НЧ усилвател и не може
вече да се задействува, тъй като
Т4 след този момент не може
повече да се отпуши. Повторно
стартиране след изключване ста-
ва ръчно чрез бутона Та. Един
неотбелязан на схемата контакт
tell включва уреда за алармена
сигнализация (алармена или др.).
За да се осигури достатъчно
усилване, необходимо е Tl, Т2 и
ТЗ да имат голям £5. НЧ усилва-
тел може да бъде изграден и
тристъпален (допълнителпо стъ-
пало, което се включва, както Т2,
се вмъква между Т1 и Г2), в та-
къв случай може за Tl, Т2 и до-
дълнителния транзистор да се
подберат екземпляри с по-малък
коефициент на усилване по ток J3.
Устройство™ е много устойчиво
на външни влияния и е подходя-
ще за работа при значителни тем-
пературни промени (например на
открито). Трябва само да се пред-
пазва FT от осветяване с чужда
модулирана светлина. Особено
опасни в това отношение са за-
хранваните от мрежата луминес-
центни лампи, захранвани с про-
менлив ток от мрежата — те
произвеждат модулирана с често-
та 100 Hz светлина. Това вредно
влияние може да се намали, като
пред FT се монтира събирателна
леща, в чийто фокус, улавящ
образа на лампата на фоторелето,
е разположен FT, който освен
това е защитен с екран срещу
странично падаща светлина. При
такова изпълнение устройството
може да функционира в освете-
но помещение при дължина на
светлинния лъч до няколко
метра.
90
3.5.3- 2 Разпознаващо фотореле
за модулирана светлина
Също и при фоторелето за моду-
лирана светлина може да се реа-
лизира разпознаване по индукти-
за това, светлинно модулираният
сигнал на базата на ТЗ се замест-
ва от идващия от индуктивния
приемник НЧ сигнал на създаде-
ното магнитно поле. Съвместно-
то действие на двете схеми се
Светлинен приемник
(T3JI, Rel omnadam,
те12 съотгветствува
на индуктивная приемник
Индуктивен приемник
Фиг. 3.15
Възможност за разпознаване при фотореле с модулирана светлина. Лявата
част на схемата отговаря на фиг. 3.14, а дясиата —на фиг. 6.5
вен принцип, подобно на описано-
то в раздел 3.3.2. На фиг. 3.15 е
показано това допълнение. При-
емникът за модулирана светлина
се изпълнява само до усилвател-
ното стъпало Г2, а следващите
стъпала ТЗ и Т4, както и Rel от
фиг. 3.14 отпадат. След Т2 (това
стъпало е поставено в лявата
част на фиг. 3.15) схемата се до-
пълва с (изцяло изпълнения) ин-
дуктивен приемник (фиг. 6.5),
изобразен в дясната част на фигу-
рата. Неговото реле в нормалния
случай е постоянно задействува-
но от модулираната върху свет-
линния лъч НЧ; то поема функ-
циите на Rel от фиг. 3.14, а също
и тези на самозадържане (ге12).
Когато светлинният лъч се пресе-
че от лице, което има разрешение
отличава от това на фиг. 3.7, но
крайният ефект е същият.
3.6. Светлинен пистолет
Описаният тук светлинен писто-
лет може в качеството си на
безопасно „огнестрелно оръжие“
да се използува не само за увле-
кателни игри, но и като ценен
тренировъчен уред за спортна
стрелба. При натискане спусъка
на пистолета (или пушката) се
предизвиква „изстрел“ във фор-
мата на краткотрайно светване.
В центъра на мишената е поста-
вен светлинен приемник, който
реагира на светването и регистри-
ра точните попадения при правил-
но прицелване. За да се постигне
задоволителна точност на стрел-
91
бата, препоръчва се добро фоку-
сиране на светлинния сноп в ин-
струмента за стрелба (източника).
За тази цел един рефлектор от
джобно фенерче е по-подходящ
от събирателна леща, която оси-
гурява значително по-малко свет-
лина. За да се избегне въздей-
ствието на чужда светлина, по-
ръчва се приемникът при мише-
ната да се изпълни малко изтег-
лен навътре. Все пак той не
трябва да бъде изтеглен прека-
лено много, нито пък има смисъл
при него от фокусиране на
светлината със събирателна ле-
ща, защото и в двата случая
светлинният изстрел няма да до-
стигне приемника, ако стрелецът
цели центъра на машината, кога-
то стреля косо срещу нея.
3.6.1. Източник на светлинни
импулси
Схемата на източника на светлин-
ни импулси е съвсем проста
(фиг. 3.16). През резистор 100 й
един електролитен кондензатор
1000р.Р(евентуално комбинация
от няколко паралелно включени
електролитни кондензатора) се
зарежда от батерия с напреже-
Фиг. 3.16
Източник на светлинни импулси за
светлииен пистолет
ние 9 V; при неголям брой от
изстрелите може да се използува
9V батерия за транзисторен при-
емник, но при повече изстрели се
препоръчва друга, по-голяма ба-
терия. Ключът се изпълнява във
вид на бутон, който се комбини-
ра със спусъка на пистолета.
При натискане на спусъка кон-
дензаторът се зарежда през лам-
пата, която за късо време про-
блясва. Предложеният тип лампа
осигурява достатъчно ярко про-
блясване, при това поради топ-
линната си инертност лампата не
се претоварва. След отпускане
на спусъка кондензаторът се за-
режда отново. Резисторът не
позволява постоянно светене при
натиснат спусък, а с това и по-
лучаването на привидно добри
резултати при опит за „търсене“
на мишената със светлинен лъч.
3.6.2. Приемник иа светлинни
импулси
Схемата на приемника е показа-
на на фиг. 3.17. Когато светли-
ната попадне върху фоторезисто-
ра FW (може да се използува и
селенов фотоелемент, който се
включва, както е показано на
фиг. 3.16), транзисторът Т1 се
отпушва краткотрайно и върху
Р1 се получава отрицателен
напрежителен импулс (регулато-
рът на чувствителността би мо-
гъл да се замени с резистор).
Напрежителният импулс попада
през С1 на входа на моновибра-
тор, който действува като еле-
мент със закъснение по време
(подробности за тази схема — в
раздел 8.12). Това закъснение е
необходимо, за да може въпреки
краткотрайния светлинен „из-
стрел" да се получи достатъчно
продължителна индикация за
точността на стрелбата. Обикно-
вено ТЗ е отпушен чрез Р2 и
92
затова колекторното му напре-
жение и базового напрежение на
Т2 са много ниски. Поради пада
на напрежение в резистора 150 £2
лен от емитерния потенциал
(последният е слабо отрицателен
спрямо маса вследствие на пада
на напрежение в резистора 150 Q),
Фиг. 3.17
I фиемник за светлинен пистолет. Като времезакъснителна схема е използуван
моновибратор. Точните попадения се регистрират с тонгенератор и високо-
говорител. Вместо тонгенератор в А може да се включи източник на светлина
или електромагннт (Г/—25-^-100 mW, /^<500рЗ, (i> 100; T2jT3—50-J-150mW,
/С(,е<500рА, р>50; Т4—150 : 400 mW)
емитерът на Т2 е по-отрицате-
лен от базата и Т2 е запушен.
Релето Rel е постоянно задей-
ствувано. Щом през С1 се поя-
ви отрицателният стартов им-
пулс, Т2 се отпушва, колектор-
ният му потенциал спада, което
през С2 довежда до моментално
запушване на ТЗ. Rel отпуска,
rell затваря; индицира се улучва-
не на целта. Поради запушване-
то на ТЗ се повишава неговото
колекторно напрежение, а с това
и напрежението на базата на Т2,
така че Т2 остава отпушен дори
и след завършване на постъпи-
лия през С1 стартов импулс. Се-
га през F2 постепенно се за-
режда С2. При известно ниво на
зареждане базовият потенциал
на 77? става малко по-отрицате-
ТЗ отново се отпушва, базовият
потенциал на Т2 се понижава и
предизвиканото от това повиша-
ване на напрежението на колек-
тора на Т2 води до пълното от-
пушване на ТЗ. Схемата отново
се връща в изходно състояние,
Rel отново е задействувано. При
всяко постъпване през С1 на
•един непродължителен отрица-
телен импулс моновибраторът
преминава в нестабилното си
състояние, от което се връща
след известно време: чрез Р2 и
С2 това време може да се регу-
лира в широки граници. При за-
дадените на фигурата стойности
може да се постигне закъснение
от 2s, а при по-голяма стойност
на С2 — и повече. Индикацията
на точните попадения може да
93
се извърши по различии начини.
В А може да се включи някаква
лампа или в случай че вместо
мишена се използува някаква
фигура, по която се стреля —
електромагнит, който по подхо-
дящ начин да събори фигурата.
На фиг. 3.17 в заградената с
прекъсвана линия облает е ски-
циран обикновен транзисторен
зумер, който през един високо-
говорител регистрира всяко точ-
но попадение с акустичен сигнал,
чиято продължителност може
да се настройва с Р2. С СЗ мо-
же да се променя височината на
тона; /?/ се избира така, че зу-
мерът със сигурност да се
възбуди, но консумацията на ток
в Л да не превишава 0,1 А. Ако
например цялата схема се мон-
тира в някакво мече-играчка, то
би могло да ръмжи при всеки
точен изстрел.
При по-голяма отдалеченост
на мишената може получаваната
светлинна енергия и подаваният
през С1 стартов импулс да са
прекалено малки. В такъв случай
за Т1 се използува екземпляр с
възможно най-голяма стойност за
'3 или се обединяват два транзисто
ра в транзисторен тандем (евър-
зани колектори, емитерът на
първия към базата на втория,
базата на първия към FW, еми-
терът на втория към Р1 /С1,
двата колектора, както при Т1
от фиг. 3.17). При такава схема
двете стойности за [3 се умно-
жават; недостатък е, че оста-
тъчният колекторен ток нараства
до 1сео!. р2, но в конкретния
случай това може да се допусне.
Може да се направи сравнение
с фиг. 8.16, където Т1 и Т2 са
евързани в тандем. Обединява-
пето в тандем има смисъл само
при германиеви транзистори.
3.7. Реле за мигаща
светлина
Релетата за мигаща светлина
намират широко приложение в
сигналната техника (например—
предупредителна мигаща свет-
лина на жп. прелез), но освен
това почти всички полупровод-
никови релета за мигаща свет-
лина могат вместо към лампи
да се евържат към електромаг-
нитни релета и да се използуват
като тактови генератори за най-
различни цели. Подобии описа-
ния, обхващащи и въпросите,
евързани с избор на подходяща
лампа, цвят на светлината и оп-
тическо изпълнение на прибо-
рите, могат да се намерят в
други книги.
3 7.1. Схеми на релета за ми-
гаща светлина с глим-
лампи
С глимлампи могат да се по-
строят много прости релета за
мигаща светлина, пригодни за
най-разнообразни контролни и
сигнални цели.
На фиг. 3.18 е показана най-
простата схема на реле за ми-
гаща светлина с глимлампа. При
подаване на напрежение конден-
заторът С се зарежда през съ-
противлението R. Когато напре-
жението му достигне стойността
на напрежението на запалване
на разряда, глимлампата GI се
запалва. Поради ниското вътреш-
но съпротивление на GI по вре-
ме на разряда кондензаторъ
94
се разрежда мигновено през GY
и тя само просветва. Когато С
се разреди до стойността на
напрежението на гасене на раз-
ряда, GI угасва и С започва
отново да се зарежда през /?
до достигане' напрежението на
разреждане. Напрежението на
изводите на С има приблизител-
ьно формата на островръх импулс,
чиято амплитуда отговаря на
разликата между напрежението
на запалване и напрежението на
гасене на разряда на глимлампа-
та. Времетраенето на просветва-
пето зависи между другото и
от стойностите на R и С; при
зададените на схемата стойности
то би се колебало между 1 и
10 s. При променливо /? може
да се настройва продължител-
ността на периода. За GI са под-
ходящи всички обикновени мал-
ки глимлампи, в чиито цокъл не
е вграден резистор. (Поради
споменатите в част I, раздел
2.1.2, причини често пъти в цо-
къла на глимлампите за контрол
се вгражда необходимият за
ограничаване на тока резистор;
аези лампи обикновено не са
подходящи за електронни схеми).
Идеални за любителски цели са
малките евтини глимлампи за
фазопоказатели.
На фиг. 3.19 е показана комби-
нация от две схеми като тази
на фиг. 3.18. Глимлампите Gil
и G12 светват една след друга.
Нека например току-що да е би-
ла запалила G11-, през R2 и ней-
ното вътрешно съпротивление
Ще започне да се зарежда С,
докато достигне стойността на
запалване на G12. Сега ще се
запали G12, a GL1 ще угасне. С
започва да се зарежда през R1
и G12 с обратна полярност до
достигане напрежението на за-
палване на Gir, тогава G12 ще
угасне и т. н. Елемеитите се
Фиг. 3.18
Проста схема на реле за мигаща свет-
лила с глимлампа
Фиг. 3.19
Реле с глимлампи за редуващи се ми-
гащи светлини. G11 и G12 светват по-
следователно
оразмеряват също като при схе-
мата от фиг. 3.18. Схемата от
фиг. 3.19 може да се допълни
до схема на реле за променлива
мигаща светлина с глимлампи
(фиг. 3.20), която се отличава с
регулируем коефициент на за-
пълване (отношение между вре-
мената на светене на двете лам-
пи). Двете половини на регула-
тора на коефициента на запъл-
занеР съответствуват на резисто»
рите R1 и R2 от фиг. 3.19, а
резисторите 50 kQ предпазват
глимлампата от претоварване
при достигане крайио положение
на регулятора Р С помощта на
Р може да се достигне състоя-
ние, при което едната лампа
95
свети продължително и угасва
за кратко време, през което
просветва другата. (Същото мо-
же да се постигне и при различ-
Селе но6
25OVi0mA
Фиг. 3.20
Пълна схема на реле за редуващи се
мигащи светлини, захранвано от мре-
жата. Р регулира времената на светене
на двете глимлампи
на стойност на и R2
в схемата от фиг. 3.19.)
На фиг. 3.20 е показано и едно
просто токозахранване, с което
релето може да се включи към
мрежата. Кондензаторът 5 pF
трябва да бъде или книжен, или
неполяризован електролитен кон-
дензатор, тъй като се включва1
към напрежение с изменяща се
полярност. В опитния модел
Фиг. 3.21
Вид на релето за редуващи се мигащи
светлини по схемата от фиг. 3.20. От
двете страни на потенциометъра се
виждат тръбните глимлампи. Зад тях се
[Наин >.1 изправителят. През капака
на корпуса (прозрачна пластмасова ку-
тийка) е прекаран захранващият кабел
(фиг. 3.21) бяха използувани два
обикновени електролитни конден-
затора от по 10 pF, включени
последователно, но различно
ориентирани (отрицателните по-
люсу евързани помежду си, а
положителните -— към G11, съ-
ответно 0/2).
На фиг. 3.22 е показано как
обикновени контролни лампи мо-
гат да се заставят допълнител-
но да мигат. В електронните
уреди или в любителските ра-
диостанции една контролна лам-
па, включена съгласно фиг. 3.18,
може значително да облекчи
Фиг. 3.22
Глимлампа с две контролни функции.
При затваряне на SJ GI свети непре-
къснато. Ако е затворен и контактът
S2, глимлампата започва да мига
обслужващия, като привлича
вниманието му към някакви оп-
ределени процеси. При използу-
96
ване на един превключваем кон-
дензатор лампата получава до-
пълнителна функция. Контакти-
те S7 и S2 (фиг. 3.22) могат да
се свържат с превключвателите
па уредбата, конто се контро*
лира. Когато S1 (например мре"
жов прекъсвач) се затвори, лам-
пата GI свети нормално. Ако до-
п%.лнително се включи и S2, по-
лучава се схемата за мигаща
светлина от фиг. 3.18. Последо-
вателно включеният резистор
20 kQ, чиято стойност се опре-
дели опитно, удължава времето
за светене на GI.
3.7.2. Транзисторни релета за
мигаща светлина
З.7.2.1 . Транзисторна шаманду-
ра с мигащ светлинен
сигнал
Транзисторните релета за мига-
ща светлина могат да се изпъл-
нят заедно с батерията и лам-
пата като един компактен уред,
който при необходимост може
да се направи водонепроницаем
и издръжлив на лоши климатич-
ни условия. Ако такива сигнал-
пи уреди се построят така, че
лампата им да светва кратко-
трайно през по-продължителпи
интервали от време, те ще кон-
сумират малко енергия от бате-
рията (при загасена лампа про-
тича нищожно малък ток). На-
мират приложение в промишле-
ния риболов за маркиране на
мрежи и ловни участъци. Могат
да се използуват нощем за мар-
киране на точки от местност-
та, а при заместване на лам-
пите с релета — като тактови
генератори с общо предназ-
начение. Поради особено об-
ширната облает на приложение
тук върху един пример с реле
за мигаща светлина ще бъдат
пояснени възможностите за ораз-
Фиг. 3.23
Реле за мигаща светлила с мултиви-
братор. Може да се изпълни и със си-
лициеви /грл-транзистори (смени се по-
лярността на UB и на електролитните
кондензатори)
меряване на такива схеми със
средствата, достъпни за любите-
ля. На фиг. 3.23 е показана схе-
мата, която този път по изклю-
чение не е оразмерена. Оразме-
ряването й в зависимост от кон-
кретного приложение се извър-
шва по следния начин.
Изхожда се от включвания то-
вар (реле или лампата La). То-
кът на потребителя се превключ-
ва от транзистора ТЗ като ко-
лекторен ток 1с3. Неговата стой-
ност трябва да бъде равна или
по-малка от максимално допу-
стимия за ТЗ колекторен ток.
Стойността на захранващото на-
прежение UB се определи спо-
ред изискванията на товара,
т. е. в случая трябва да съот-
ветствува на напрежението на
лампата, а ако се вземе пред вид
и възлизащото на 0,1 до 0,5 V
остатъчно напрежение на отпу-
щения транзистор, да го преви-
7 Книга за конструктора «електроник
97
шава със същата стойност. В
запушено състояние на колекто-
ра на ТЗ се прилага напреже-
нието UB_ По тази причина тряб-
ва максимално допустимого ко-
лекторно напрежение в запуше-
но състояние на ТЗ и на други-
те транзистори да бъде равно
или по-голямо от UB. Така се
определят 1с3тах и Uстаг_ на ТЗ.
По каталог може да се избере
подходящ тип транзистор. Кога-
то като La е включена лампа,
трябва да се вземе пред вид ней-
ният ток на включване. Както е
известно, той (понеже нажежа-
ваната жичка е още студена и
съпротивлението й е малко) е
значително по-голям от тока на
светеща лампа. Поради това 1с3
трябва да бъде по-голям от то-
ка през лампата. За любителски
приложения и при използувани-
те в такива случаи транзисто-
ри може приблизително да се
приеме, че за токове на лампата
до ОДА /с3 трябва да бъде два,
а за по-големи токове — три пъ-
ти по-голям от тока на лампата.
Например за лампа от типа
6V/0,05 А трябва да се очаква
/с5до ОДА. Съгласно каталозите
транзистори от клас 150 mW
могат да издържат такива то-
кове. Ако се използува лампа
6,3 V/0,3 A, 1с3 трябва да се по-
ложи равен на 0,9А. От катало-
зите се вижда, че в случая ще
е необходим транзистор с мощ-
ност 1W Цс тах=^А). Максимал-
ното колекторно напрежение
трябва да се проверява едва при
t/g, по-голямо от 124-14V: до
тези стойности са допустими
всички типове транзистори. (При
използуване на силициеви прп-
транзистори трябва да се има
пред вид ниската стойност на
допустимого обратно напреже-
ние на базата — често по-малко
от 0,5 V; при Us, по-голямо от
5 V, такива типове транзистори
се предпазват, като последова-
телно на захранването на базата
на 'П и Т2 се свърже по един
силициев диод с катод към ба-
зата.) За използувания като ТЗ
екземпляр трябва да бъде изве-
стен коефициентът р. Следва-
щият цифров пример илюстрира
метода за изчисление.
Нека за La се използува лам-
па 6V/0.05A. Както вече беше
казано, това предполага 13 до
ОДА и ТЗ от тип 150 W. Нека
също за Tl, Т2 и ТЗ да са из-
брани екземпляри с коефициент
на усилване по ток р = 50. За
да се получи колекторен ток
/с3—0,1к, трябва базовият ток
на ТЗ 1ЬЗ да достигне 2mA (/с—
=/fi.p)- (Тъй като при включена
и нагрята лампа в колекторната
верига на ТЗ не тече ток, по-
голям от 0,05А, изпълнено е и
поставеното в раздел 2.2.2.2 на
част I условие, т. е. транзисторът
ТЗ работи със сигурност в об-
ластта на насищане.) 1Ь е съ-
щевременно емитерен ток на
Т2 и може да се приеме при-
близително, че е равен на колек-
торния ток 1с2. Следователно при
отпушен Т2 се изисква /,2=
=2mA. Този ток се определи
от R4, чиято стойност се изчи-
слява по закона на Ом за ток,
равен на 1с2, и за напрежение,
по-ниско от UB с 0,54-1 V. На-
маляването на напрежението се
98
прави заради праговото напре-
экение на базата на ТЗ и зара-
ди напрежението на пречупване
на кривата на колекторното на-
прежение на Т2. С други думи,
/ произвежда в преходите ко-
лектор — емитер на Т2 и база —
емитер на ТЗ падение на напреже-
ние, което е независимо от па-
дението през R4. С достатъчна
точност се изчислява R4—
5V
=----2,5 kQ. Това
1с2 2 mA ’
е максималната стойност на R4,
която гарантира пълно отпушва-
не на Т2. Тази стойност може
да се намали, стига само да не
се надмине допустимата за Т2
стойност на IcmaK' Трябва да се
внимава и за стойността на еми-
терния ток на ТЗ (когато 12 не
е много по-малко от 1с3, не мо-
же да се пренебрегне допълни-
телното натоварване на емитера
на ТЗ с
При приетата за р стойност
501Ь2 отново се изчислява по
формулата 1ь2.&=1с2 и за Z,2>
равно на 2 mA, се получава 1Ь9=
—0,04 mA. R2 осигурява този
ток и се определи също както
и R4. За 1Ь2 и С/=(7Д—1V=5V
се получава максимална стойност
на R2 100 kQ, при това за си-
гуриост, за да се гарантира пъл-
но отпушване, се приема 1Ь2 не
0,04 mA, а 0,05 mA. С това R2
и R4 вече са определена Как-
то се вижда от каталозите, за
Т2 може да се избере тип с
мощност 25 mW, тъй като 1с2
е само 2 mA. Целесъобразно е
схемата да се изпълни симе-
трична, т. е. първоначално изби-
раме R3=R4. Ако при по-сет-
нешното определяне на периода
се установи, че за R1 е жела-
телна по-голяма стойност от
R1=R2=].OO kQ, R3 се избира
по-голямо. В този случай на Т1
е достатъчен по-малък ток 1Ы,
за да се получи необходимият
за пълно отпушване ток Iс1, за-
това и R1 може да бъде с по-
голяма стойност.
При релета с две мигащи
лампи (вж. фиг. 3.24) другата
страна на схемата (означена с
Т1 и Т4) се изчислява по съ-
щия начин, както бе показано
тук за Т2 и ТЗ, като се започ-
не от Т4. Първоначално също
се определят необходимите стой-
ности на резисторите. Както по-
казват изчисленията, големите
стойности на 0 са изгодни тога-
ва, когато се стремим към осо-
бено големи стойности на RI
и R2. Тъй като това се цели в
случайте, когато искаме да по-
стигнем по-продължителни вре-
мена между две мигания (R1 и
R2 участвуват в определянето
на периода на мигащата светли-
на), следва, че максимално до-
стижимого време между две
мигания зависи до голяма сте-
пей от стойностите на р. Това
може ясно да се види, ако се
повторят изчисленията от пред-
ния пример за по-големи и по-
малки стойности на р. Изчисле-
нията показват още, че не е за-
дължително отделяйте транзи-
стори да имат еднакви коефи-
циенти р.
Продължителността на перио-
да T=tl+t2 (време за мигане,
продължителност на такта) се
изчислява от R2 и С2 за единия
99
полупериод и от R1 и С1 за
другая полупериод по приблизи-
телната формула t-^0,7 R. С
(t=tx или t~\, като t, може
да се вида от следващия раздел).
Нека например да се изисква
продължителност на полупсрио-
да не е равно на 12, като може
да t—\ s. В схемата на фиг.
3.23 R2 и С2 определят време-
то на запушване на Т2 (също и
на ТЗ, а с това и времето, ко-
гато лампата не свети), a R1 и
С1 определят времето, когато
Т1 е запушен. Тъй като в това
време Т2 и ТЗ са отпушени,
R1 и С1 определят времето,
през което лампата свети. R1 и
R2 вече бяха фиксирани на по
100 kQ. По уравнението за из-
числяване продължителността на
периода за С1 и С2 се получа-
ват стойности около 14 pF. Из-
бират се кондензатори по 25 pF.
Полученото вследствие на това
увеличение на времето може да
се компенсира чрез намаляване
на R1 и R2, конто за тази цел
се изпълняват като потенцио-
метри.
Когато се изисква времето за
светене да бъде различно от
времето, през което лампата не
свети, се избират различии по
стойност кондензатори за С1 и
С2; R1 и R2 могат също да се
променят в определените по-го-
ре граници. В зависимост от
конкретните нужди продължи-
телността на периода може зна-
чително да се променя. При за-
дадена продължителност С1 и
С2 са толкова по-големи, колко-
то ,R1 и R2 са по-малки. От
своя страна максимално допусти-
мите стойности за R1 и R2 за-
висят от р на транзисторите, та-
100
ка че при малки коефициенти
р и голяма продължителност на
периода за С се получават пре-
калено големи, трудни за реали-
зирапе стойности. Повече под-
робности за тази схема предла-
га раздел 8.1.1.
Точпите изчисления биха били
по-сложни поради това, че при
тях се съблюдават и някои до-
пълнителни влияния, като тем-
пературки зависимости (нараства-
нето на 1сео и последствията от
това при повишаване на окол-
ната температура) и намалява-
нето на р при по-големи колек-
торни токове (3 не е констан-
тен, както се приемаше досега,
а зависи донякъде от стойност-
та на 1с\ обикновено с нараства-
не на /с р намалява). Но пред-
ложеният опростен метод за
оразмеряване е достатъчно до-
бър за любителски приложения.
В заключение ще бъдат на-
правени още нйколко забележ
ки по изпробването на вече го-
тови, оразмерени по гореописа-
ния начин схеми и за евентуал-
но опитно определяне стойно-
стите на съпротйвленията на
резисторите.
Преди всичко трябва да се
внимава ТЗ да бъде напълно
отпущен. Ако това не става, в
транзистора ще възникне опас-
но голяма разсейвана мощност
(вж. раздел 2.2.2.2). Затова в за-
тъмнено състояние между ко-
лектора и емитера на ТЗ ще се
измерва практически цялото на-
прежение UB, докато при све-
теща лампа La там трябва
да има не повече от 0,8 V. За
сигурност може от така измере-
ното напрежение и от тока да
се пресметне действителната
разсейвана мощнбст за ТЗ и да
се сравни с посочената в ка-
талозите максимално допустима
стойност. С-
При опитно определяне на
стойностите на елементите пър-
воначално С1 и С2 не се свър-
зват; в този случай ТЗ е отпу-
шен. R4 може да се избере най-
много с толкова голяма стой-
ност, че да се спазват току-що
споменатите условия. R2 се из-
бира така, че стойността на 1Ь2
да бъде около 2mA (т. е. пове-
че, отколкото се изискваше при
пресмятането). Шом R4 вече е
определен, стойността на R2 се
увеличава, но дотолкойа, че ТЗ
да остава все още напълно от-
пушен. По същия начин се по-
стъпва и за R1 и R3. Накрая се
свързват С1 и С2. Сега релето
би трябвало да работи. В слу-
чай че се забележи едно „пъл-
зящо“ превключване (малко пре-
ди лампата да угасне, светлина-
та й намалява), това означава,
че стойностите на R1 и R4 са
много близо до максимално до-
пустимите; те би трябвало да
се намалят, за да може лампата
да превключва мигновено. Така
нареченото „пълзящо" превключ-
ване е опасно с това, че при не-
го вече настъпва споменатото
по-горе нарастване на разсейва-
ната мощност на ТЗ. При мон-
тажа на схемата трябва да се
избягва късо съединение на La
(добра изолация на фасунгата),
защото то би довело до момен-
тално разрушаване на ТЗ. За
лр*г-силициеви транзистори и U&
по-малко от 6V, оразмеряване-
го се извършва по същия на-
чин; евентуално се измени по-
лярността на електролитните
кондензатори.
3.7.2.2 Уред за редуващи се мига-
щи светлини — електро-
нен маяк
На фиг. 3.24 е показана допъл-
нената до реле за редуващи се
мигащи светлини схема от 3.23.
Тук транзисторът Т1 също уп-
правлява един превключващ
транзистор Т4. Вследствие на
това лампите Lal и La2 свет-
ват в последователност. Изчисля-
ването и оразмеряването на схе-
мата става точно по описания
в предния раздел начин поот-
делно за двете страни на схе-
мата. R1 и R2 са обединени в
един потенциометър Р, чиято
стойност е идентична с изчисле-
ната за R1 и R2.R5n R6 слу-
Фиг. 3.24
Транзисторно реле за редуващи се ми-
гащи светлий’и (електроиен маяк). Р
регулира съотношението на времената
за светеиё на двете лампи. При отстра-
няванете на едната лампа схемата мо-
же да се използува за получаване на
единична мигаща светлина
жат като ограничители на тока
при крайно положение на Р. С
тях транзисторите се предпазват
от претоварване, причинено от
големи стойности на 1Ь1 и I ь2.
101
Обикновено се избира R5=R6=
=0,1 .Р, което позволява регу-
лиране на времето за светене на
всяка лампа в отношение 1:10.
Както беше пояснено в предния
раздел, времената за светене се
определят от R1 и R2 (в слу-
чая представени от дясната и
лявата половина на Р). При ре-
гулиране на Р взаимно се изме-
нят времената за светене на две-
те лампи — например може Lal
да свети всяка секунда за по
0,1 s, La2 не свети през това
време, но свети през останали-
те 0,9 s. При другото крайно по-
ложение на Р ролите се разме-
нят. При средно положение на
Р всяка от лампите свети за по
0,5 s. Може да се постигне и
всяко междинно отношение на
времената за светене. В случай
че вместо Lal и La2 се вклю-
чат релета, трябва към тях да
се предвидят диоди (фиг. 3.3,
3.4, 3.17 и др.), конто да пред-
пазват ТЗ и Т4 от пренапреже-
ния в обратна посока.
Възможността за алтернативно
на включване на две лампи с про-
менлив ритъм на светене (напри-
меркъсо—дълго) е от голямо пре-
димство за сигнализационните-
прибори. Интересни възможности
се получават при приложения
като маяк за маркиране на ме-
стности: Lal и La2 могат да се
монтират непосредствено една
до друга, разделени с една тън-
ка, изнесена в посока към наб-
людателя стена, която според
приложението може да бъде
дълга от 10 cm до 1 ш. Тъй
като по всяко време свети ед-
на от двете лампи, при паблю-
даване от известно разстояние
се създава илюзия за постоян-
102
на светлина, стига наблюдате-
лят да е разположен фронтал-
но срещу разделителната стена.
Ако се гледа странично спрямо
предния ръб на стената, в зави-
симост от местоположението ще
се скрива или дясната, или ля-
вата лампа и ще се вижда са-
мо другата. При това положение
ще се регистрира мигаща светли-
на, което при подходяща настрой-
ка ще се характеризира или с
кратко светене и продължител-
но несветене, или обратно—с про-
дължително светене и кратко-
трайно несветене, и ще ориенти-
ра наблюдателя за страничното
му отклонение. Наблюдателят
ще вижда немигаща светлина
само ако се намира на мислена-
та равнина, която продължава
стената. По този начин се по-
стига точно спазване на права
посока (водещ лъч) на движение
за големи разстояния. Описани-
ят маяк намира приложение за
маркиране посока на движение
в опасни води. Устройството за
мигаща светлина се монтира на
брега по такъв начин, че про-
дължението на разделителната
му стена да съвпадне с посока-
та на движение. Плавателният
съд трябва така да бъде направ-
ляван, че да се вижда непре-
късната светлина. Ако се забе-
лежи мигаща светлина, това зна-
чи, че има отклонение от пра-
вилния курс, а ритъмът на мига-
не показва посоката на откло-
нение. При сляпото кацане във
въздухоплаването се използува
подобен метод, като вместо
лампи се включват два насоче-
ни и накъсани радиосигнала
(обозначаване посоката на пи-
стите за кацане). В литература-
та има описани и по-сложни
маяци с повече лампи и въз-
можности за насочване.
3.7.3. Фотореле, което се за-
действува при здрача-
ване за включване на
релето за мигаща свет-
лина от фиг. 3.7.2
При използуване на описаното
реле за мигаща светлина за
маркиране на обекти на открито
работата денем би означавала
ненужно разходване тока на ба-
терията. Целесъобразно е ком-
бинирането му с реле, задейству-
ващо при здрачаване, което да
изключва прибора денем. Ако се
използува обикновено реле за
мигаща светлина с една лампа
и чрез подходящо оразмеряване
на Rl, R2, С1 и С2 (фиг. 3.23)
се постигне такова съотноше-
ние между времената на свете-
не и угасване, че лампата да
светва по-рядко (например за
0,5 S' на всеки 30 s), в паузите
между две светвания ще тече
само малкият ток 1с1 (фиг. 3.23)
и уредът ще може да работи
без надзор в продължение на
седмици, захранван от сравни-
телно малки батерии (вж. още
раздел 3.7.4.2). В същност уре-
дът за сменящп се мигащи свет-
лини от фиг. 3.24 може при не-
обходимост чрез изключване на
една от лампите също да се
превърне в еднолампово реле
за мигаща светлина. По принцип
за изключване би могло да се
използува релето от раздел
3.1.1 (rell от фиг. 3.1а ще из-
ключва токозахранването на уре-
да), но за такива цели това не
е целесъобразно поради нали-
чието на механични контакта и
относително голямата консума-
ция на ток в релето през деня.
Много по-изгодно е използува-
нето на схемата от фиг. 3.25.
Схемата наподобява уреда от
фиг. 3.4 от раздел 3.3.1. През
регулатора на чувствителността
(настройван да задействува уре-
да при настъпване на здрача)
фоторезисторът FW управлява
усилващия транзистор Т1, а
през него — и описаната по-ра-
но схема на тригера на Шмид.
В допълнение трябва да се
каже само, че тук в сравне-
ние с фиг. 3.4 е отпаднало
електронното самозадържане.
При настъпване на тъмнина-
та, щом задействува тригерът,
се отпушват Т4 и свързаният
с него като превключвател Т5.
В колекторната верига на Т5 е
включена през изводите за за-
хранване с работно напрежение
UB цялата схема на мигач от
фиг. 3.23 или 3.24. Следовател-
но батерията от фиг. 3.25 за-
хранва както релето за включва-
не, така и уреда за мигаща свет-
лина; нейното напрежение се из-
бира според изискванията на ре-
лето за включване в интервала
между 6 и .9V в съответствие
с избора на лампите и елемен-
тите на мигача. Докато върху
FW попада дневна светлина,
Т4 и Т5 са запушени, схемата
за мигаща светлина изключена.
FW трябва да се разположи та-
ка, че да не бъде осветяван от
лампите иа мигача. Вместо фо-
торезистор може да се използу-
ва селенов фотоелемент, който
се включва съгласно фиг. 3.25.6.
Регулирането на Р1 влияе върху
зависимостта на входния транзи-
стор от температурата. И в то-
103
зи случай Pl служи за настрой-
ка на зувствителността. СтоЙ-
носттэ му трябва да бъде тйка-
ва, че при затъмняване със си-
степейно отпушване. ТЗ поема
пълния ток на релето за мигаща
светлина" й трябва да бъде ораз-
мерен поне както ТЗ, съответно
Фиг. 3.25
Безконтактно фотореле, което се задействува при здрачаване,—за приложение при
релетата за мигаща светлина от фиг. 3.23 и 3.24. Като светлочувствителен еле-
мент се използува фоторезисторът FW (а). При използуване на селенов фото-
елемент той се включва според (б)
гурност да се включи мигачът.
В зависимост от чувствителност-
та на сел.еновия фотоелемент
може в този случай да е по-
изгодно за колекторнрто съпро-
тивленйе на Т1 да се избере
стойност, по-малка от 10 kQ, с
което се подобрява температур-
ната стабилност на цялото
устройство, но нараства необхо-
димата за задействуване мини-
мална осветеност.
Използуването на тригерна
схема се налага заради това, че
настъпването на тъмнината ие
става отведнъж. Един обикновен
усилвател за постоянен ток би
отпушил постепенно Т4 и Т5,
като при непълното отпушване
на Т5 би се стигнало до недо-
пустимо голяма разсейвана мощ-
ност. Тригерът предпазва от по-
Т4 от фиг. 3.23 и 3.24. Неговото
натоварване се определя по на-
чина, пояснен при оразмеряване-
то на ТЗ и Т4 (Jc —1с2 + 1с3 —
фиг. 3.23 и 3.24), и се проверя-
ва след измерване в отпушено
състояние. Една друга възмож-
ност за включване без електро-
магнитно реле е показана на
фиг. 3.2 (раздел 3.1.2).
3.7.4. Схеми с комплементарии
транзистори
В раздел 2.2.2, част I, вече бе-
ше споменато, че освен транзи-
стори от рпр-тлп могат да се
произвеждат и транзистори с
.обратна полярност при. Означе-
нията на произвежданите в ГДР
/z/m-силициеви транзистори за-
почват с S, а на германиевите
104
транзистори—с G. Последовател-
ността на зоните на проводимост
не зависи от полупроводниковая
материал; по принцип могат да
се произвеждат германиеви прп-
транзистори и силициеви тран-
зистори от рпр-ттш, каквито от-
части се срещат сред вносните
елементи.
Една схема, осъществена на-
пълно с транзистори от един
тип (само рпр или прп\ може
да се изпълни също така и със
сходни по параметри транзисто-
ри от другия тип, стига само
да се сменят всички полярности
(токозахранване и зависещи от
полярността на включване еле-
менти, като диоди, ёлектролит-
ни кондензатори, измервателни
инструмента и др.). По-интерес-
ни възможности пред любители-
те на електрониката се откриват
при комбинирането на елементи
от двата типа проводимост рпр
и прп. Такива схеми се наричат
комплементарии. В повечето слу-
чаи не е възможна замяната на
германиеви елементи със сили-
циеви или обратно. (Когато то-
ва все пак е възможно, то се
указва в самата схема, за да се
улесни любителят при избора на
елементи; в много от случайте
се налагат известии допълнител-
ни мерки.) Причина за това са
различните стойности на праго-
вото напрежение база—емитер
(падът на напрежение в отсеч-
ката база—емитер при протичане
на ток в посока на пропуска-
не) — при германиевите типове
то е около 0,1V, а при силицие-
вите -— между 0,4 и 0,7 V. Освен
това обратният колекторен ток
на силициевите транзистори е
многократно по-малък, отколко-
то при германиевите транзисто-
ри. Стойността на 1се0 при си-
лициевите транзистори обикно-
вено е равна на няколко стотни
от микроампера, така че самото
й измерване със средствата на
аматьора е проблематично и тя
може да се приеме равна на 0.
По тази причина в схемите със
силициеви транзистори от тази
книга не се задават стойности
за обратните колекторни токове.
Както различните прагови на-
прежения емитер— база, така и
различните обратни колекторни
токове оказват значително влия-
ние върху оразмеряването на
схемите — например поради въз-
можността да се приеме 1се^£),
схемите със силициеви транзи-
стори могат да се комплекту-
ват с необичайно високоомни
съпротивления. Напрежението на
насищане (остатъчното колектор-
но напрежение) при някои типо-
ве планарни силициеви транзисто-
ри достига до IV и повече —
значително над обичайните стой-
ности при германиеви транзисто-
ри (0,3-ь 0,2 V) или при специал-
ните силициеви ключови транзи-
стори (епитаксиални планарни
типове). По тази причина не
всички типове силициеви транзи-
стори са подходящи за прило-
жения като ключ.
3.7.4.1. Схема на реле с компле-
ментарна транзистори
за мигаща светлини на
автомобил
При обикновения мултивибратор
(вж. раздел 3.7.2.1) двата тран-
зистора работят в противофаза.
Във всеки момент единият от
транзисторите е отпушен, а дру-
гият—запушен. При комплемен-
105
тарния мултивибратор два тран-
зистора с различен тип прово-
димост (рпр и прп) работят във
фаза, т. е. и двата се запушват
Ре*е за мигаща Ел.ч^&гпалаща?
с:(3гтьи.1-а । jyg др-онобила.
зчбисимост от
честотата на мигане
Т1 прп - си/. ицигв транзистор,20
Т2: GO150 или подобен (4W pnp)}J3^л5
Фиг. 3.26
Реле за мигащи светлини за автомобил,
изпълнено с комплементарна двойка
транзистори
и отпушват едновременно. Във
фазата на запушването в мул-
тивибратора не тече колекторен
ток. Това дава възможност за
едно схемно решение (удоб-
но не само за приложение в ав-
томобил), при което не се про-
меня електрическата схема на
автомобила.
Схемата е показана на фиг.
3.26. Лампите на мигачите на
автомобила са отбелязани с Ll
и LR.LKe контролната лампа на
арматурного табло. 5 е ключът
за променяне на посоките — за
него може да се използува на-
личният в автомобила едиопо-
люсен превключвател. Когато 61
е в средно положение, транзи-
сторът Т1 е отпушен през ба-
зового съпротивление 50 kQ.
Колекторният ток на Т1 под-
държа Т2 отпушен и с това
електролитният кондензатор
50 pF се свързва през Т2 с по-
ложителния потенциал, а през
отсечката база—емитер на Т1-—
с отрицателния потенциал. При
това той се зарежда до стой-
ността на работното напреже-
ние. Когато с ключа 5 се вклю-
чи някоя от лампите, положи-
телният полюс на електролит-
ния кондензатор се свързва през
5 и лампата с емитера на Т1,
а отрицателният полюс — с ба-
зата му. Тъй като Т1 е от прп-
тип, toft се запушва, а спиране-
то на колекторния му ток пре-
дизвиква запушването и на Т2.
През 5 и Lr или Ll напреже-
нието на батерията се подава на
LK и тя светва. Нейният ток оси-
гурява предварително нагряване
на мигащата лампа и я предпаз-
ва от претоварване при включ-
ване. За постигане на това е на-
правен подходящ избор на LKt
Ll и Lr (не бива да се сменя
типът на Z.j.1). Щом електролит-
ният кондензатор се разреди
през отсечката база—емитер на
Т1, ТГ започва да се отпушва.
Колекторният ток па TI отпуш-
ва и Т2 и напрежението на 5
спада. Това през електролитния
кондензатор довежда да по-на-
татъшно повишаване на поло-
жителния потенциал на базата
на Т1 и по-иататъшно отпуш-
ване на Т1 и Т2. Двата тран-
зистора рязко преминават в от-
пущено състояние. През 5 и Т2
LK се свързва накъсо и угасва,
а на мигащата лампа се подава
пълното работно напрежение и
тя светва. Описаните процеси
се повтарят периодично.
106
Времето за мигане на светли-
ните се определи от стойност-
та на електролитния конденза-
тор jaC от стойностите на рези-
Фиг. 3.27
Опитен образец на релето за мигащи
светлини на автомобил от фиг. 3.26,
сравнен с размерите на обикновена ав-
томобилна лампа. Контролната лампа
7,д. и всички останали елементи, вклю-
чителио и гнездото за свързване на
ключа S, са монтирани върху корпуса
на мощния транзистор 72. През кабела
се осъществява връзката към акумула-
тора на автомобила. Може да се мон-
тира под арматурного табло на място-
то на контролната лампа
сторите, зададени на фиг. 3.26
приблкзителяо. Препоръчва се
честота два импулса sa секунда.
Схемата е оразмерена за i2V,
но може да се преработи и за
6 V захранващо напрежение. В
такъв случай трябва да се на-
малят наполовипа стойностите
на резисторите, а стойността на
електролитния конделзатср да
се удвой.
При изгаряне на мигащата
лампа Lj или LR релето не мо-
же да заработи, LK също не
светва. Затова пък отпадапето
на £г< не влияе върху действие-
то на релето, а само води до
отпадане на предварителното
загряване на мигащите лампи. За
да не се претоварва излишио
Т2, би следвало LK незабавно д а
се подмени. Заради мощността
на включваните лампи Т2 е с
мощност 4W, но тъй като той
работи като ключ (2.2.2.2), не се
нуждае от охлаждане. Мощност-
та на 7'7 не е от особено зна-
чение, той би трябвало да из-
държа товар 100 mW (което е
обичайно за нормалните силицие-
ви транзистори) и максимален
колекторен ток от 150 mA.
3.7.4.2. Реле за мигаща светлина
с включване
при здрачаване, изпълнено
с комплементарна
транзистори
Предимствата, конто понякога
ни предоставят комплементарни-
те схеми, могат ясно да се ви-
дят от данните и от схемата на
показаното на фиг. 3.28 а реле
за мигаща светлина. Начинът на
действие на релето съответ-
ствува на този на описаната в
предния раздел схема. Нека пред-
положим, че фоторезисторът FW
не е включен. В такъв случай
схемата ще съответствува на-
пълно на схемата на релето за
мигащи светлини на автомобил—
разликата е само в стойностите
на съпротивленията на резисто-
рите, по тя се сбуславя от из-
бора на други лампи. La е вклю-
чена вместо L„ Ld и 5 от
107
фиг. 3.26, LK не е необходима
и отпада. Допълнително за на-
малйване на остатъчния ток на
германиевия транзистор Т2 меж-
запълзане на импулс ите. Кон
венционаляите релета за мига
щи светлини от рода на описа-
ните в раздели 3.7.2.1 и 3.7.2.2
у. = определит ритъна на 13-
мигане
Pi -.прп-силициеЗ транзистор,
!SH2f или подобен
Т2-.рпр-германцев транзистор
100т W, /з т^50 /&С121 или подобен!
Фиг. 3.28
Реле за мигаща светлина с включване
ментарна двойка транзистори
ду базата и емитера е включен
резистор 2,5 kQ.
Релетата за мигащи светлини,
изпълнени като мигащи шаман-
дури, са се утвърдили в много
практически приложения (мар-
киране на воден път, отбеляз-
ване на риболовни мрежи, във
военного дело и т. н.). В този
случай най-важното изискване е
това за възможно най-малка кон-
сумдция на ток, за да може с
една батерия да се постигне по-
продължително време на рабо-
та. Като светлинен сигнал са
достатъчни съвсем кратки про-
светвания веднъж на няколко
секунди. Това значи, че управ-
ляващият мултивибратор трябва
да бъде с голям коефициент на
при здрачаване, изпълнено с компле-
кс са особено подходящи за та-
зи цел поради това, че при тях
в паузите между два сигнала,
т. е. през преобладаващата част
от времето протича ток на по-
кой. Двата транзистора на ком-
плементарната схема за мигащи
светлини са запушени по време
на паузата, така че ток се кон-
сумира само при светене. Тъй
като работата денем би означа-
вала излишно изчерпване на ба-
териите, почти винаги при тези
приложения се изисква и въз-
можност за включване при здра-
чаване. Също и в това отноше-
ние комплементарната схема със
силициеви транзистори не изис-
ква автоматика (раздел 3.7.3).
Достатъчно е само да се вклю-
108
чи (по начина, показан на фиг.
3.28) фоторезисторът FW.
Когато върху FW попадне
светлина (дневна светлина), то
става нискоомно и шунтира от-
сечката база—емитер на Т1, с
което се запушват двата тран-
зистора. При затъмняване FW
все едно че го няма. FW може
да се разположи непосредствено
до мигащата лампа и да се об-
лъчва от светлината й, без това
да смущава действието на уре-
да. Ако FW се включи не така,
както е показано, а в мястото,
означено с А, мигащата шаман-
дура би светила само при окол-
на светлина. На практика това
рядко се използува.
Денем и по време на ’паузите
уредът черпи съвсем малък ос-
татъчен ток (предизвикан от де-
лителя на напрежение, образу-
ван от резистора 250 kQ и FW),
който възлиза на 204-40 цА и
не представлява особен товар
за батерията. В зависимост от
конкретните параметри на Т1 и
Т2 резисторът 250kQ може да
бъде с по-голяма стойност, с
което още повече ще се нама-
ли остатъчният ток на уреда.
Този резистор влияе още върху
дължината на паузата между
два сигнала (определяна грубо
от стойността на електролитния
кондензатор), както и върху чув-
ствителността на релето за включ-
ване (изключване при развиде-
ляване). Показаният на фиг. 3.29
опитен образец е оразмерен за
пауза от 2s и продължителност
на свет липните импулси от 0,05 s.
Времето за светене е достаточ-
но, за да може лампа от този
вид да светне с пълна светлина,
к оято в томна нощ се забеляз-
ва от разстояние няколко стотин
метра. При това изпълнение с
една обикновена батерия за джоб-
но фенерче 4,5V може да се
Фиг. 3.29
Опитен образец на релето за мигащи
светлини от фиг. 3.28, сравнен с раз-
мерите на кибритена кутия. Отляво на
лампата е разположен фоторезисторът
FW, а отдясно — 77. До ръба на фа-
сунгата цялата схема е залята със смо-
ла, така че отвън оставаг само лампа-
та, FW и кабелът за захранване. След
завинтване на лампата фасунгата се
уплътнява с лак, така че уредът може
да работи продължително време на от-
крито
постигне непрекъсната работа в
течение на около 5 седмици.
За включване на по-мощни
мигащи лампи се използува фак-
тът, че през действителния так-
тов генератор тече ток само в
момента на светене. Без да се про-
меня схемата му, към него се
включва усилвателното стъпало
от фиг. 3.28. Тактовият генератор,
чиито съпротивления сега се
преоразмеряват 3a6V, сезахран-
ва от предвидената за по-мощ-
ната мигаща лампа 6V/5W бате-
рия, неговият общ ток отпушва
ТЗ (резисторът между базата и
емитера служи отново за нама-
ляване на обратния колекторен
ток ТЗ в том ните паузи). Лам-
109
пата 5W светва заедно с La.
La може да бъде от тип
6 V/0,05 А или да бъде замене-
нена с един резистор 120 Q.
Полученото по този начин по-
мощно реле на практика не кон-
сумира повече енергия, откол-
кото самата лампа.
По отношение на оразмеря-
ването на комплементарната схе-
ма за мигаща светлина трябва
още да се добави, че времето
за светене се определи от вклю-
чения последователно на елек-
тролитния кондензатор резистор,
а продължителността на пауза-
та зависи от резистора, включен
между положителния полюс и
базата на Т1. Двете стойности
зависят една от друга и от кон-
кретните параметри на транзи-
сторите. Затова най-целесъоб-
разно е първоначално грубо да
се установи ритъмът на свете-
не с избор на подходящ елек-
тролитен кондензатор (който мо-
же да варира в големи гра-
ници), а след това опитно да се
определят стойностите на съ-
противленията на резисторите
(използуване на потенциометри).
3.7.5. Схема за осветителям
ефекти с плавно изме-
нение на интензивност-
та на светлината
Описаните дотук релета за ми-
гаща светлина позволяват само
рязка смяна на светлината (включ-
ване и изключване на лампата).
Понякога за ефекти, за декора-
ционни цели или за особени
сигнализации е необходимо ед-
но постепенно ритмично усил-
ване или намаляване яркостта
на лампата. За тази цел трябва
скокообразната промяна на на-
110
прежението при един мултивиб-
ратор да се преобразува в едно
постепенно изменение на напре-
жението на лампата след пре-
включване. Особено подходяща
за това е описаната в раздел
8.2.6 схема на интегратор, а за
задаване такта за управление на
интегратора може да се изпол-
зува опростената схема на мул-
тивибратор (раздел 8.2.1). Ком-
плектният уред за осветителни
ефекти, чиято схема е показана
на фиг. 3.30, се състои от мул-
тивибратор (Tl, Т2) и интегра-
тор (ТЗ, Т4). Действието на
мултивибратора е описано на-
кратко в 8.2.1, затова тук ще
бъдат направени само иякои
забележи по оразмеряването.
Rl^-R3 зависят от конкретните
параметри на транзисторите
Т1 и Т2; зададените на фигу-
рата ориентировъчни стойности
важат за коефициенти на усил-
ване по ток между 35 и 50. С
С1 се определя желаният ри-
тъм на мигане. При зададените
стойности на резисторите с С=
= 10 pF се получава интервал
между две мигания, равен на
5 s. Ако се стремим към голе-
ми интервали (голямо С), елек-
тролитният кондензатор би след-
вало да бъде с възможно по-
малък утечен ток, за да не пре-
чи на колебанията на тактовия
генератор. С2 определя времето1
(за интегриране) на интегратора,
т. е. щом на Л?7 се подаде на-
прежение (Т2 е запушен), на-
прежението на La започва по-
степенно да нараства и La свет-
ва постепенно. Когато се отне-
ме напрежението на R7 (Т2 се
отпушва), напрежението на La
намалява също постепенно. Тъй
като кондензаторът С2 опреде-
ли стойността на закъснението,
той трябва да бъде оразмерен
така, че за времето на един такт
(бързо светване — бавно угас-
ване) R7 би трябвало да има
друга стойност. Стойността на
С 2 зависи също и от ТЗ и Т4
5-500
С2 52,
К,
~1МЯ
fxs
100кН
П
П 12
<+
T<-12Y
La
12V
0,1А
T1„.3.100mW,fi^30
Tlf-.IWJ&lS
too ТЗ
kSL
в
10
кН
I*
ЛЙМ
1Jl7 (6puLa=12V 10W
„„„ —„„„л n: hwc ом.радиатор от
алукиний 160 х 160 х Отт)
изпвлзуоамшпе трап- * *
зистори
Фиг. 3.30
Схема за осветителни ефекти с постепенно изменение на яркостта. Уредът се
състои от мултивибратор (71, Т2) и интегриращо стъпало (ТЗ, Т4)
La да постигне максимална ин-
тензивност или да угасне напъл-
но. Прекомерно голяма стойност
на С2 позволява на La да до-
статке само до някаква междин-
на интензивност, а прекомерно
ниската стойност на С2 предиз-
виква предварително достигане
на максималната интензивност,
така че до превключването лам-
пата свети с неизменяща се си-
ла. Следователно С2 трябва да
се съгласува по стойност с че-
стотата на тактовия генератор.
С /?7 се постига изравняваие
на съотношението на времената
за зареждане и разреждане на
интегратора (времена за засил-
ване и намаляване на интензив-
ността) с коефициента на запъл-
ване на импулсите на тактовия
генератор (той е приблизително
1:1). За специални ефекти
и е обикновено в Интервала
(5ч-50). Cl. С S2 може да се
изключи С2, след което ТЗ, Т4
ще заработи като обикновено
превключващо стъпало и La ще
излъчва познатата рязко мига-
ща светлина (затова измерване-
то на параметрите на тактовия
генератор се извършва при от-
ворен S2). S1 позволява избора
на различен режим на работа:
а=периодично светване и угас-
ване, с=постепенно светване
на лампата, с = постепенно угас-
ване на лампата. Така че с S1
се постигат единични светвания
и угасвания, а чрез S2 се из-
бира между постепенно и рязко
превключване.
Ако Т4 е поне 4W и е снаб-
ден с охлаждащ радиатор (като
зададения на фиг. 3.30), може
да се използува по-силна лампа.
111
В такъв случай се допуска лам-
па до 12V/10W, като евенту-
ално трябва да се намалят стой-
ностите на /?5 и R6, а С2 да
се избере по-голямо. Не трябва
да се мисли, че в тази схема Т4
работи като ключ! Максимална-
та загубна мощност в Т4 се до-
стига, когато напрежението на
лампата е равно на половината
от максималната си стойност.
Тя може да се изчисли от но-
миналното напрежение U ( = ра-
ботното напрежение)и номинал-
ния ток на лампата / по фор-
мулата Ру =0,4 U.I, при което
в коефициента 0,4 вече е вклю-
чен известен коефициент на си-
гурност, съобразен с намалено-
то съпротивление на лампата
при непълна сила на светене. В
този случай не бива да се пра-
ви избор на Т4 в зависимост от
La по начина, предложен в раз-
дел 2.2.2.21
3.7.6. Тйристорни тактови ге-
нератори и релета за
мигаща светлина
З.7.6.1. Елементарна тиристор-
на схема за мигаща свет-
лина за 4,5-t-2fV
На фиг. 3.31 е показана елемен-
тарна схема на тиристорно ре-
ле за редуващи се мигащи свет-
лини. Принципът й на действие
позволява паралели с релето за
мигащи светлини с глимлампи
(раздел 3.7.1, фиг. 3.19). При при-
лагане на работното напреже-
ние (то се избира според типа
на лампите и по възможност
по-голямо от 10 V) първона-
чално се отпушва единият от
тиристорите Thl или Th2 през
резистора R1 (R2) на неговия
управляващ електрод. Нека пър-
воначално да е отпушил Thl.
Lal светва и през Thl лявата
страна на комбинацията Cl, С2
се свързва с отрицателния по-
тенциал. През La2 Cl, С2 се
->
la/,La2^b'b;PLa^3OSt
D1,D2: силициеви типове
~0,1AUoSp^Ub
С1,С2=иь; според времето
за мигане и Ег а
ГЫ,ТгЛ: ^204'^1 к
Фиг. 3.31
Схема на елементарно тиристорно ре-
ле за мигащи светлини
зарежда с положителен потен-
циал отдясно. Пропорционално
на повишаването на напреже-
нието на С нараства и токът
през управляващия електрод на
Th.2 (през D2, R2), докато Th2
също се отпуши. Сега С е свър-
зано отдясно с отрицателния
полюс, а левият му извод е за-
редей с отрицателен потенциал
спрямо анода на Thl. Поради
тази причина Thl се запушва в
момента на отпушването на Th.2,
La2 светва, Lal угасва, а С се
зарежда с обратна полярност
през Lal (затова се налага
последователно противофазно
112
включване на два електролитни
кондензатора; поради необхо-
димата голяма стойност на С
не може да се избегне изпол-
зуването на електролитни кон-
дензатори) и при Thl се поцта-
ря току-що описаният за Th2
процес. Щом Thl се отпуйи, С
се зарежда в обратна посока,
Th2 се запушва и т. н.
Тази сравнително проста схе-
ма притежава известии недоста-
тъци. Честотата на мигане се
определи от стойностите на С
и от съпротивленията па лам-
пата. Затова последните трябва
да са по възможност големи.
Поради това С1 и С2 зависят
и от La. Към фигурата ch зада-
дени ориентировъчни стойности.
При опитния образец за две
лампи 6 V/0,1 А и С1 = С2 —
= 2000 pF се получи честота на
мигането около 1 s. Стойност-
та на /?/ и зависи от избра-
ните тиристорни екземпляри
(параметрите на отпушване по-
казват значително разсейване)и
трябва опитно да се определи
при работа с работно напреже-
ние. В малки граници /?/ и
позволяват и известно изменение
на честотата на мигане (напри-
мер, ако е необходимо постцга-
не на съотношение на времена-
та на светене, равно точно на
1:1).
Ако за Lal и La2 се изпол-
зуват типове за същото напре-
жение, но за друг номинален ток,
това също променя времето за
мигане на двете лампи. D1 и D2
служат за предпазване на изво-
дите на управляващите елемен-
ти на тиристорите от отрица-
телни напреженови пикове в мо-
мент на изключване.
3.7.6.2. Схема на тиристорно
реле за мигаща светлина
за произволно напреже-
ние на лампите и мре-
жово захранване
За да се избягнат посочените в
предния раздел проблеми с ораз-
меряването, се препоръчва тран-
зисторно управление на тири-
сторите. В този случай тран-
зисторите работят като такто-
ви 'генератори, а тиристорите
поемат превключването на мощ-
ни лампи и други консуматори
или изпълнителни елементи (на-
пример вместо релета). Под-
ходяща е схемата от фиг. 3.32»
Тиристорите се управляват от
колёкторните токове на тран-
зисторите на мултивибратбра по>
пояснения в раздел 15.8.2 прин-
цип. При това работните напре-
жения на мултивибратора и на
лампите могат да се изберат раз-
личии по стойност (двете са с
общ минус) и за -hZ7£a и Lal,
La2 'при необходимост да се
осигурят високи напрежения и
силни токове. Thl и Th2 се из-
бират според напрежението и
максималния ток на лампите.
Тъй като през управляващия
електрод един тиристор може
само да се отпуши, но не и да
се запуши, трябва да се пред-
види взаимно запушване през
запушващия кондензатор СЗ,
чиято функция беше вече пояс-
нена в предния раздел. Тъй ка-
то тук СЗ вече не оказва влия-
ние върху продължителността
на такта, а служи само за да
подаде към анода на тиристора
краткотрайни отрицателни пи-
кове на напрежение, той може
да бъде значително по-малък и
стойността му не е особено кри-,
8 Книга за конструктора-електроннк
113
тична. Ориентировъчни стой-
ности са приложени към фигу-
рата. В случай че (при много го-
леми токове на лампите) са не-
ненти да се включат паралелни
диоди, както се прави при ре-
летата).
Самият тактов генератор ра-
Фиг. 3.32
Тиристорно реле за мигащи светлини с произволно напрежение на лампите
обходими стойности на СЗ, как-
вито не могат да се постигнат
с други кондензатори, следва
отново да се използува проти-
вофазно последователно включ-
ване на два електролитни кон-
дензатора. СЗ трябва да се ораз-
мери за минимално напреже-
ние, отговарящо на + 77^.
Ако е необходима само една
лампа, La2 може да се подмени
със съпротивление от няколко
килоома (стойността му се ус-
тановява опитно и не е критична;
при по-големи напрежения на
лампата трябва да се провери
и натоварването му); T/i2 може
да бъде малък, от типа 1 А, но
поради участието му при прев-
ключването със СЗ, не можем
да се откажем от него. Вместо
лампи могат да се превключват
магнити, релета и др. (При кон-
суматори с индуктивни компо-
боти като мултивибратор и се
оразмерява според казаното към
фиг. 3.23 в раздел 3.7.2.1. Из-
хожда се от стойността на тока,
необходим за отпушване на ти-
ристора (/Oimia = 4H), като по
този ток и по намаленото с око-
ло 2 V заради напрежението на
отпушения тиристор напрежение
UB се пресмятат R3 и R4. След
това по описания начин се на-
мират всички останали стой-
ности за Rl, R2, Cl, С2, Т1 и
Т2. Така че този тактов гене-
ратор се разглежда като описа-
ното транзисторно реле за про.
менливи мигащи светлини. Ре.
зисторите от по 1 kQ, вклю.
чени между управляващия елек-
трод и катода на тиристора, от-
страняват между другото и вли-
яния на обратния колекторен
ток на транзисторите върху
114
Thl и Th2. Техните стойнрсти
не са критични; те не участву-
ват в изчисляването на такто-
вия генератор и не би трябва-
още при сравнително малки мощ-
ности на лампите се изискват
значителни стойности на С и не
могат да се осъществят го-
La1,La2:22OV*Z5W
Th1,Th2:^350Vs-A
01,b2:силициеви диоди^ЗвОЧ^OJA
(SY20b или подобии) ,
C1,C2-S± toojtF(3SOV) според времето
за мигане (St = 02)
Rf} R2: a 100 кп(в зависимости от
екземплярите за Ты и Th 2)
ИЗ... 6: ^360 Y
Фиг. 3.33
Елементарно тиристорно реле за мигаща светлина, захранвано от мрежата
ло например да се прибавят
към А*3 и R4\
За работа с напрежение от
мрежата (осветителни лампи
220 V/15 до 25 W, за сигнал-
ни или рекламни цели и други)
може да се използува принци-
път на схемата от фиг. 3.31
(при работа с тези и с други,
захранвани с мрежово напреже-
ние схеми, трябва да се съб-
людават стриктно всички необ-
ходими предпазни мерки!), като
преди това се извърши изпра-
вяне на мрежовото напрежение.
Схемата е показана на фиг. 3.33.
Необходимите за изпълнение
ориентировъчни стойности са
зададени към фигурата. Както
вече беше споменато, тази схе-
ма също има някои проблеми
при оразмеряването, тъй като
леми времена на мигане. Ней-
но основно предимство е про-
стотата й. Едно сравнение на
стойностите на елементите с те-
зи от нисковолтовото изпълне-
ние (фиг. 3.31) показва, че при
по-високи напрежения и свърза-
ните с тях големи съпротивле-
ния на лампите оразмеряването
на схемата е по-изгодно. При
по-големи стойности на С мо-
гат да се превключват в задо-
волителен ритъм лампи с мощ-
ност 604-100 W, което е до-
статъчно за почти всички при-
ложения. Лампи с такава мощ-
ност могат да се управляват с
тиристори и токоизправителни
диоди за 1 А. При лампи с мощ-
ност над 25 W може да се на-
ложи да се увеличи стойността
на буферния електролитен кон-
115
деизатор, който задължително
се включва паралелно на токо-
изправителя. С това на отпуще-
ния в момента тиристор се га-
за него. При използуваните тук
тиристорни типове можем да
се задоволим с относително мал-
ки стойности за СЗ (метало-
350 V; ILa.z
D5: 20V,~ 0,1 A (германиев или силициев)
ZD:тип за 1W Uz-xSt5V
TM,Th2: 350 V; 2:1 A
Фиг. 3.34
Усъвършенствувана схема на реле за мигащи светлини, захранвано от мрежата
рантира протичането на доста-
тъчен ток при прехода на мре-
жовото напрежение през нула.
Ако при напрежение 220 V
трябва да се превключват за по-
продължителни времена лампи
или други консуматори, отново
може да се приложи показани-
ят на фиг. 3.32 принцип. В този
случай напрежението, необходи-
мо за захранване на тактовия
генератор, може да се получи
от мрежата. На фиг. 3.34 е по-
казана една такава схема с въз-
можности за оразмеряване в
обширни граници, изпълнена с
n/m-силициеви транзистори. В
този случай тиристорите се уп-
равляват от емитерните токове
на транзисторите (вж. раздел
15.8.2). Мощното стъпало с D1
. . . D4, Thl, Th2, Lal, La2 и
СЗ съответствува на това от
-фиг. 3.32; казаното там важи и
116
книжни кондензатори). Тъй ка-
то консумацията на тактовия
генератор е константна (посто-
янно е отпущен или Т1, или Т2,
RCI—RC^, работното напреже-
ние може да се получи от мре-
жата с помощта на резистора
/?v и филтриращия електролитен
кондензатор С4. D5 служи са-
мо, за да предпази токовата ве-
рига на лампите от разреждане
на С4 в обратна посока по вре-
ме на прехода на напрежението
през нула. Thl и Th2 се отпуш-
ват в началото на всяка полу-
вълна, стига във веригата на
затвора да тече ток от съответ-
ния транзистор. Тъй като след
токоизправителя D1-.-D4 не е
включен изглаждащ конденза-
тор, Thl и Th.2 се запушват
при всяко преминаване през ну-
лата поради достигане на мини-
малния ток на задържане. По
тази причина при не особено
малък такт на мигане можем
да се откажем от СЗ, стига са-
мо D1 . .D4 да могат да по-
несат в течение на една полу-
вълна тока на двете лампи. То-
гава при отпушване на единия
тиристор (превключване на так-
товия генератор Т1, Т2) други-
ят се запушва едва когато при-
ключи текущият полупериод (то-
ва се равнява на не повече от
10 ms закъснение) и след това
вече не бива отпушван. За по-
голяма сигурност се препоръчва
(а при включване на консумато-
ри с индуктивни елементи: ре-
лета, магнитни вентили и т. н.,
е задължително) да се изпол-
зува СЗ.
При точно оразмеряване мо-
жем да се откажем от ценеро-
вия диод ZZ); но в такъв слу-
чай при някакво смущение ще
се появи пробив в транзистори-
те. За да се икономисат пред-
пазните диоди пред базите на
Т1 и Т2 (на базите на силицие-
вите /z/vz-транзистори не бива
да се подава обратно напреже-
ние, по-високо от —5V), е це-
лесъобразно за тактовия гене-
ратор да се избере работно на-
прежение от 5 V. Оразмерява-
нето се извършва по вече опи-
сания начин. За практически
приложения при коефициенти
на усилване по ток на Т1 и Т2
^{=«100 и при спазване на съот-
ветните предпоставки важат
следните приближения: за типа
на транзисторите /Стах=/0 на
тиристора (за тиристори за 1А
обикновено е необходим управ-
ляващ ток 104-20 mA, а за ти-
ристорите за ЗА и повече —
максимално 0,1 А); от това за
—Rc2 следва стойност 470 Q
(за тиристора за 1А) или 47 Q
(за тиристори за ЗА и повече).
При за RbI=Rb2 може
да се приемат стойности не по"
големи от 50 kQ, съответно
5 kQ. Минималните стойности
за тези резистори се равняват
на около една. десета от макси-
малните стойности. С С1 = С2=
= 20 pF се постига време за
мигане от около 1s. Накрая се
изчислява Ry. Rv се определи по
закона на Ом от емитерния ток
на единия транзистор (според
типа на транзистора 10 mA или
0,1 А) и от напрежението на мре-
жата (да се провери и мощност-
та!). В случай, че се откажем
от ценеровия диод ZD, първо-
начално Rv се прави двойно по-
голямо от пресметнатата стой-
ност и при работеща сх^ма се
намалява, докато върху С4 се
получи напрежение 5 V.
3.7.6.3. Тиристорна схема за ми-
гащи светлини с малка
консумация. на ток
Характерно за всички описани
досега схеми за мигащи свет-
лини, захранвани от батерия, е
това, че те се нуждаят от ра-
ботен ток с относително голя-
ма стойност или че поне по
време на светене на лампите
консумираният от тях ток е ра-
вен на тока през лампата. По-
някога обаче разполагаме само
с източници на напрежение с
голямо вътрешно съпротивле-
ние (малки батерии, сигнални
изходи на уреди и др.). В слу-
чай, че източникът на напреже-
117
ние не може даТпроизведе не-
обходима на лампата ток, по-
лучава се силно спадане на
напрежението. В някои случаи
Т!:при- силициев транзистор,
J3 ±100, IСтал ±0,1 А{тип за ±0.5IV)
ТМ'-сшициев диод 200 ил"
подобен)
Thl-±25V-,±1A
Фнг. 3.35
Схема на реле за мнгаща светлина с
малка консумация на ток. Източникът
на напрежение се натоварва с много
малък ток дори и по време на светене
на лампата и затова може да бъде с
голямо вътрешно съпротивление
изходът е в използуване на
комплементарии схеми за мига-
щи светлини (раздел 3.7.4.2), но
при тях трябва паралелно да се
включи един голям електроли-
тен кондензатор, който по вре-
ме на светене да осигурява то-
ка на лампата, а в паузите да
се зарежда отново.
Фиг. 3.35 предлага едно дру-
го решение за подобии случаи.
Кондензаторът С се зарежда с
незначителен ток на зареждане
и при отпушване на тиристора
се разрежда внезапно през ми-
гащата лампа La. В случая из-
точникът на напрежение се на-
товарва само с малкия ток на
зареждане на С и не се обре-
менява с паралелно включване
на електролитен кондензатор.
По принцип схемата може да
се оразмери и за по-високи на-
прежения, стойностите, зададе-
ни към фиг. 3.35, са за обичай-
ните за любителя напрежения.
Начинът на действие е прост.
При прилагане на захранващо-
то напрежение електролитният
кондензатор С се зарежда през
La и Т1 с ток на зареждане,
който се регулира с R1. Съще-
временно се покачва и напреже-
нието върху /?2. Според стой-
ността на R2 при напрежение
върху С от 10 до 15 V (т. е.
по-голямо от работното напре-
жение на лампата) се стартира
запалването на тиристора, Thl
се отпушва и С се разрежда им-
пулсно през Thl, D1 и La. La
светва краткотрайно. След това
процесът на зареждане започва
отначало. Схемата е подходяща
предимно за големи коефициен-
ти на запълване на импулсите
(краткотрайно просветване и
продължителни тъмни паузи).
Тъй като разреденият импулс
протича приблизително експо-
ненциално, интензивността на
светене на лампата зависи от
натрупаното в С количество за-
ряди и от параметрите на La.
Стойността на С трябва да бъ-
де съобразена с избрания тип
лампа; към схемата са зададе-
ни ориентировъчни стойности.
След избора на С чрез изменят
не на R2, чиято стойност зави-
си и от конкретните характери?
стики на Thl, лампата се на,-
стройва за оптимална интензив;
ноет на светене, без да се
118
претоварва. Продължителността
на паузата, а с това и интерва-
лът на миганията се настройва
с Rl. R1 не бива да бъде по-
малък от една определена ми-
нималка стойност, и то не само
за да не се претовари транзи-
сторът (много голям базов ток),
а и заради това, че след раз-
реждането на С токът през ти-
ристора трябва да стане по-
малък от минималния ток на
задържане. Следователно R1
трябва да бъде поне с такава
стойност, че през Rl, Thl да
тече ток, по-малък от минимал-
ния ток на задържане на тири-
стора (големината му зависи от
конкретния екземпляр, за тири-
стори от типовете lA-i-ЗА мо-
же да бъде под 20 mA). Гор-
ната граница на стойностите на
R1 се определи от делителя на
напрежение R1/R2 и от работ-
ното напрежение, тъй като вър-
ху R2 трябва да се получи пад
на напрежение, който поне да
достига напрежението на от-
пушване на тиристора. Освен
това токът, който тече през Т1
зависи от базовия ток, а с то-
ва при намаляване на напреже-
нието върху R1—от коефициен-
та р. За да се постигне мини-
мална консумация на ток (тя
може да бъде под 1 mA), за
Т1 се препоръчват екземпляри
с голям р (който да позволи го-
лям R1). При екстремни изиск-
вания по отношение на консу-
мацията на ток и продължител-
ността на паузите схемата мо-
же да се разшири, като отлад-
ке R2 (а с него и загубите на
ток) и вместо него на изводите
XX се включи една помощна
схема за запалване (фиг. 2.27 в,
там ZD^l.5 . . . 2ULa). По то-
зи начин по време на паузите
консумацията на ток на схема-
та се намалява до микроампери,
а дължината на паузите при
необходимост може да достиг-
не до минути. Предимството на
тази схема пред комплементар-
ните транзисторни схеми за ми-
гащи светлини е, че дори и в
момента на светене консумация
ив
та на ток е равна само иа -
т. е. може да бъде под 1mA.
3.8. Използуване на светли-
нен лъч за предавател-
на линия (светлинна те-
лефония)
Принципът на използуване на
светлинния лъч като предава-
телен канал за НЧ колебания
се състои в това, че той подоб-
но на радиовълните се модули-
ра амплитудно (в случая се мо-
дулира интензивността на свет-
лината). Приемникът реагира на
колебания на интензивността на
светлината и може да отдели
модулиращата ниска честота.
Този принцип вече беше изпол-
зуван при релето с модулирана
светлина, но може да се прило-
жи и за предаване на говор, му-
зика или друга информация
(команди за включване, команди
за телеуправление). Макар това
да звучи доста неправдоподобно,
при любителски приложения в
НЧ облает за честоти до 6-*-7 kHz
като източник на светлина мо-
же да се използува една матка
обикновена осветителна лампа—
нейната светлинна инертност все
още не е пречка за достигане
на целта. Ще споменем само, че
119
за по-високи модулиращи често-
ти се използува модулирана глим-
лампа. Този метод е с по-слож-
на схемотехника и е малко ве-
роятно да бъде предпочетен от
3.8.1. Предавател на светлинни
лъчи
На фиг. 3.36 е показана схема-
та на един обикновен предава-
71
25...1GO^,VJ
ji’30..50
Фиг. 3.36
Предавател за пренасяне На НЧ-колебания (говор, музика,
команда за телеуправление и др.) с помощта на светлинен лъч
любителя. С описаните схеми
при добро фокусиране на свет-
лйнния лъч в предавателя и при-
емника (рефлектори или фоку-
сиращи лещи) и при прецизно
насочване могат да се преодо-
леят разстояния до 80 m при
дневна светлина или в осветено
помещение. Както показа опит-
ният образец, при използуване
на по-мощни транзистори (12 W),
както и на лампи от типа 6,3V/
0,ЗА и съответно по-ниска гор-
на честотна граница (2,5 4-3 kHz,
което е достатъчно за пренася-
не на говор) предавателят мо-
же да преодолев дори 250 ш.
Освен за телефонна връзка опи-
саните уреди са подходящи за
всякакви подобии задачи, като
например за телеуправление на
модели. Според законните раз-
поредби за използуване на свет-
линна телефония извън затво-
рени помещения е необходи-
мо разрешение от пощенските
служби.
тел, който отговаря на всички
изисквания на метода. Като вход-
но напрежение Ue е необходи-
мо ефективно НЧ напрежение
-лН 00 mV. Регулаторът на дъл-
бочината на модулация Р1 тряб-
ва да се настрои така, че пре-
давателната лампа La да не ми-
га видимо при предаване(приз-
нак на премодулация) и да не
се появят изкривявания. Т1 ра-
боти като предусилвател, а Т2 и
транзисторът за модулиране на
лампата ТЗ образуват съставен
транзистор. С помощта на Р2
се настройва основната интен-
зивност на предавателната лам-
па— тя зависи до голяма сте-
пей от предавателното разстоя-
ние. За малки разстояния (10 до
15 ш) тя е толкова малка, че
лампата просветва едва забеле-
жимо. Термичната инертност на
нажежаваната жичка предизвик-
ва намаляване на ефективност-
та при по-високи честоти, т. е.
честотната характеристика спа-
120
фиг. 3.37
Вид на монтажа на светлинсн
предавател
Фиг. 3.38
Опитен образец на предавател на мо-
дулирани светливни лъчи. Върху проз-
рачния корпус, в който е поместена
схемата от фиг. 3.36, като излъчвател
на светлина е монтиран рефлектор от
лампа за джобно фенерче, настроен за
възможно най-добро фокусиране на
светлината
да с карастване на честотата.
Това се компенсира до голяма
степей с малкия прехвърлящ
кондензатор 0,5 pF между Т1
и Т2, който предизвиква повди-
гане на високите честоти1. По
този начин се постига една до-
стагъчно линейна честотна ха-
рактеристика за честотната об-
лает от около 20 Ня до прибли-
зително 6 kHz. За ио-малки
разстояния на предаване (до
40 га) вместо лампи от типа
3,8V/0,07 А, може да се изпол-
зуват лампи 6 V/0,05 А, конто
позволява г малко по-висока гра-
нична честота. При използуване
на още по-мощни лампи горна-
та честотна граница би се по-
нижила; освен това в такъв слу-
чай за ТЗ ще е необходим ио-
мощен транзистор (12 W). Този
транзистор не работи като ключ,
а като обикновен усилвател на
мощност в схема ОК; затова в
него се получава голяма мощ-
ност на разсейване. По тази
причина при зададените типове
лампи дори и транзисторите за
1 W трябва да се монтират с
охлаждащи радиатори. На фиг.
3.37 и 3.38. е показан опитният
модел.
1 Поточно, подтискане на ниските зву-
кови честоти (бел. ред.)_
3.8.2.
Светлинен приемник
На фиг. 3.39 е показан съ ответ-
ният светлинен приемник. Пора-
ди необходимата относително
лочувствителна площ; тя може
да се разположи точно във фо-
куса на лещата. С помощта на
Р1 се извършва настройка за
основната интензивпост на при-
R1 се избира
3a.UR^1...1,3V
71
2S...J0mW
72 Т1и.Т2сад
25...£0mW ниско пиво
jz >30 на шуюое
•Jceo< 200/iA
иг. 3.39.
Приемник на светлинни лъчи за пренасяне иа НЧ-колебания
с помощта на модулирана светлииа. Като светлинни приемиици
могат да се използуват само фотодиод FD и фототранзистор FT
висока гранична честота на свет-
лочувствителния елемент не мо-
гат да се използуват фотосъп-
ротивления и селенови елемен-
ти. Подходящи са фотодиоди
(FD на фиг. 3.36) и фототран-
зистори (виж част I, раздел 2.2.4).
Схематично е показана и въз-
можността за включване на фо-
тотранзистор FT вместо фото-
диода FD. Както вече беше спо-
менато, доброто фокусиране на
светлината е предпоставка за
постигане на големи радиуси на
действие. По тази причина при-
емникът трябва да бъде оборуд-
ван с фокусираща леща. В слу-
чая е изгодно това, че подхо-
дящите за целта фотополупро-
водници притежават малка свет-
122
емания светлинен лъч; този ре-
гулятор не е особено критичен.
Р1, чиято нормална стойност е
10 кй, трябва да се намали са-
мо ако предавателят е настроен
за голяма интензивност или пък
е силно модулиран. За постига-
не на голям радиус на дейст-
вие предавателят трябва да бъ-
де изпълнен с възможно най-
ниско ниво на шумове; поради ,
това FD (съответно FT) работа '
с ниски работни напрежения
(14-1,5 Vвърху Rl). R1 трябва!
да е оразмерен (ориентировъч-
на стойност 2004-500 й) спорей',
работното напрежение. В случай/;
че се използува фототранзистор, j
би трябвало да се подбере тип.
с възможно най-ниско ниво на|
шумовете (при самоделно напра-
вени фототранзисторн Да се
направи проверка за нивото
на шумовете преди монтира-
нетоим в готовив уред от
фиг. 3.39!)
3.8.3. Двустраина телефония
връзка посредством
светлинен лъч
С помощта на примера от този
раздел ще бъде показано при-
Фиг. 3.40
Комбиниране на предавател на светлиини лъчи (фиг. 3.36), приемник на светлинни
лъчи (фиг. 3.39) и произволен НЧ-усилвател в уредба за двустранна телефоина
връзка (светлинен телефон)
Отварянето на металния корпус
е рисковано (виж раздел 2.2.4.3);
за предпочитане е отстраияване
на лаковото покритие при тран-
зистори в стъклен корпус.: Съ-
щото важи и за Т1. По същата
причина този транзистор (евен-
туално и FT) би трябвало ос-
вен това да притежава и въз-
можно малък Ice0. Р2 е регула.
тор на силата на звука. Схема-
та от фиг. 3.39 представлява
един предусилвател; към него
трябва непременно да се вклю-
чи и един обикновен НЧ усил-
вател.
ложението на описаните в пред-
ния раздел уреди. Задачата е
да се създаде двустранна теле-
фонна връзка посредством свет-
линен лъч. Двата телефонии по-
ста трябва да са снабдени с по
един предавател като този от
фиг. 3.36,приемник като нафиг.
3.39 и произволен малък НЧ
усилвател с крайно стъпало. Във
всеки телефонен пост има по
един високоговорител, който мо-
же същевременно да се изпол-
зува и като микрофон. Подхо-
дящи за целта са малки елек-
тродинамични високоговорители
123
с постоянен магнит. Нафиг. 3.40
нагледно е показано свързване-
то на отделяйте уреди в един
телефонен пост. Предавателят
на светлина съответствува на
този от фиг. 3.36, а приемникът
•—на фиг. 3.39. Схемата е начер-
тана в положение на предаване
(превключвателите Schl — SchS
са в положение 5; за превключ-
ването им може да се използу-
ва едно реле). Високоговори-
телят Lsp е свързан към входа
на усилвателя през съгласуващ
трансформатор К21.Изходът на
усилвателя е нискоомен (вторич-
на страна на обичайния двутак-
тен изходящ трансформатор на
крайното стъпало) и поради из-
ключването (в положение пре-
' даване) на високоговорителя е
натоварен с 15 й. Постигнато-
то усилване е достатъчно за
управление на входа на преда-
вателя. Кореспондиращата стан-
ция е включена в положение
приемане (Schl—Sch3 в поло-
жение 2?). Там високоговорите-
лят е включен на изхода на
усилвателя (паралелно включе-
ният вход на предавателя не
оказва влияние), а на входа на
усилвателя постъпва от светлин-
ния приемник НЧ напрежение
на насрещната станция. В слу-
чая намиращият се на входа на
усилвателя трансформатор не
оказва влияние — при изключен
високоговорител той има доста-
тъчно висок импеданс. За да се
избягнат взаимни влияния, Sch3
подава работно напрежение или
на предавателя, или на прием-
ника. По този начин се опро-
стява комутирането на телефон-
ните линии и се работи само с
три превключващи контакта. В
положение приемане /?С-зве-
ната 50 Q/0,1 pF служат за до-
пълнително симетриране на не-
използуваната в случая ниско-
омна страна на К21 и предот-
вратяват евентуално самовъз-
буждане вследствие на обрат-
ната връзка през паразитните
капацитети на контактите Schl
и Sch2 и през капацитета на
намотките на трансформатора.
Те също допринасят за възмож-
ността да се работи само с 3
превключващи контакта.
С Sch3 се постига светене на
съответната предавателна лам-
па само тогава, когато се гово-
ри (икономия на батериите).
При не особено продължител-
но време на работа (10 до 15
часа непрекъсната работа) за
захранване може да се използу-
ват две батерии от джобно фе-
нерче. Основен консуматор е
предавателят.
3.9. Електронна фото-
светкавицас транзи-
стори
Електронните фотосветкавици са
неразделна принадлежност от.
екипировката на напредналите
любители и професионални фо-|
тографи. Техният принцип на
действие е следният. Един кон-
дензатор с паралелно включена
към него газоразрядна лампа
(лампа-светкавица), обикновено
напълнена с благородния газ
ксенон, се зарежда до напреже-
ние, по-ниско от напрежението
на запалване на лампата. С по-
мощта на приложен отвън мно-
го висок напреженов импулс
във вътрешността на лампата!
се създава йонизация, конто ;
124
ю
«л
Принцйпна схема на електрониа фотосветкавица. Т1 и Т2 са германиеви транзистори
>4W (GD 160+ GD 240)
предизвиква запалването й. Съб-
ралата се в кондензатора енер-
гия се разрежда импулсно през
лампата-светкавица, при което
за части от секундата газовият
пълнеж светва много ярко. По-
ради изключително малкото вът-
’решно съпротивление на лампа-
та-светкавица след запалването
й продължителността на свете-
не е много малка (около —s),
разрядният токов импулс — мно-
го голям (около 50 А). Отдава-
ната светлинна мощност се из-
мерва във ватсекунди — Ws (от-
говаря на използуваните по-рано
джаули). Тя зависи от напреже-
нието, до което е бил зареден
кондензаторът и от капацитета
му; изчислява се по формулата
А=^ И във Ws, С в (xF,
U в kV). За получаване на за-
палващото импулсно напрежение
на лампата-светкавица се изпол-
зува схема за запалване, разпо-
ложена в държача на лампата.
За зареждането на кондензато-
ра е необходимо съответно то-
козахранване. Модерните уреди
за електронни светкавици рабо-
тят изключително с напрежение
на лампата 500 V, което пред-
ставлява най-изгодният компро-
мис. Тъй като тези уреди тряб-
ва да са преносими, възможно
е захранване само от батерии,
т. е. необходимо е преобразува-
не на напрежението. За тази
цел при по-старите уреди се из-
ползуваха механични преобразу-
ватели (вибропреобразуватели),
конто лесно се повреждат и чер-
пят прекалено много допълни-
телен ток (ограничава се макси-
малният брой светкавици за ед-
на батерия). Описаният уред
използува транзисторен преоб-
разувател на напрежението. Та-
кива схеми са известии под
името трансвертори и са описа-
ни в раздел 9.
На фиг. 3.41 е показана схе-
мата на висококачествен уред
за електронна светкавица. Пред
вид голямата мощност, малкото
време за повторно зареждане и
големия брой светкавици като
източник на напрежение може
да се използува един мощен
оловен акумулатор за б V; за
целта се препоръчва използува-
ният при опитния образец, спе-
циално създаден за уреди за
електронни светкавици тип
ЕВ6 (6 V/ 5 Ah). Уредът се
включва от SI. Заедно с тран-
сформатора транзисторите Т1 и
Т2 образуват един трансвертор,
който съответствува на описа-
ния в раздел 9.2.2. мощен тран-
свертор. Трансформаторът тряб-
ва да бъде специално навит
съгласно зададените там данни.
Обикновено е достатъчно изпъл-
нение на трансвертора за мощ-
ност 5 W. Един lOW-трансвер-
тор с транзистори за 4 W оси-
гурява значително по-малко вре-
ме за повторно зареждане — от
значение при бърза последова-
телност на снимките, — но на-
товарва много повече батерията,
което води до значително по-
малък брой светкавици за едно
зареждане на акумулатора. Опит-
ният образец беше комплекту-
ван с 5W-TpaHCBepTop и показа
време за възстановяване готов-
ността от около 12 s (според
степента на зареждане на аку-
мулатора) при около 150 свет-
кавици за едно зареждане на
126
акумулатора (със светлинна
мощност 50 Ws). С един 10 W-
трансвертор могат да се постиг-
нат времена за зареждане по-
мадки от 7 s.
Единствената разлика спрямо
описания в 9.2.2 трансвертор се
състои в това, че резисторът
R2 не е свързан със средата,
а с края на L2 и че той се
включва през контакта rell. Уре-
дът е снабден с автоматично
изключване, което води до зна-
чително пестене на батерията.
При просветване релето Rel от-
пуска и включва R2 към края
на L2, с което в L2 се получа-
ва токов импулс, осигуряващ
повторно възникване на колеба-
ния в трансвертора. След като
се извърши зареждането, Rel
привлича и с rell свързва на-
късо намотката за обратна връз-
ка L2, с което трансверторът
преустановява работата си и от
батерията се черпи само мини-
малният обратен колекторен ток
на транзисторите Т1 и Т2 (по-
малък от 1 mA). Според дак-
ните от 9.2.2 L3 на трансфор-
матора се изпълнява в зависи-
мост от избраното изпълнение
на трансвертора за напрежение
от 260 до 270V. По време на
зареждането G12 показва пра-
вилното функциониране на транс-
вертора, а нейното угасване—
действието на изключващата ав-
томатика. С помощта на схема-
та за удвояване на напрежение
С2, D1 и D2 от отдаваното от
L3 напрежение се получава не-
обходимого зареждащо напре-
жение 520 до 540 V. С това на-
прежение се зарежда конденза-
торът на светкавицата СЗ, как-
то и включваните при необхо-
димост от увеличаване на свет-
линната мощност допълнителни
кондензатори С4 и С5 (послед-
ните могат и да отпаднат). Па-
ралелно към кондензаторите е
включена лампата на светкави-
цата. Като кондензатори за елек-
тронни светкавици обикновено
се използуват специално изпъл-
нени кондензатори (250 или
500 (aF). R3 се оразмерява та-
ка, че трансверторът да може
да започне да се колебае при
напълно разреден кондензатор
на светкавицата. От една стра-
на, това съпротивление не поз-
волява на транзистора да рабо-
та накъсо, без да може да се
възбуди. От друга страна, то-
кът на зареждане произвежда
в него една значителна разсей-
вана мощност, която намалява
броя на светкавиците за едно
зареждане на акумулатора. По
тази причина R3 не бива да бъ-
де по-голям, отколкото е необ-
ходимо (приблизителна стойност
3 kQ). Изгодно е използуване-
то на регулируемо жично съп-
ротивление. В кондензатора на
светкавицата е събрано значи-
телно количество енергия, коя-
то при ръсо съединение може
да доведе до същински експло-
зии, значителни материални ще-
ти и изгаряния. Затова при те-
зи уреди е задължително гриж-
ливото изолиране на всички про-
водници за високо напрежение,
като особено се внимава при
кабела (да се използуват само
силнотокови кабели с гумена
изолация!) и при връзката на
лампата с кабела. Не е необхо-
димо да се обяснява, че на те-
зи места високото напрежение
на лампата може да стане осо-
127
бено опасно! Освен това не би-
ва да се забравя, че след свет-
кавицата кондензаторите не са
напълно разредени, тъй като
(Ж'/.о)
Фиг. 3 42
Схема на ламподържател (главна лам-
па) за електронна фотосветкавица
лампата-светкавица, както и
всяка газоразрядна лампа, пре-
става да свети още при дости-
гане на напрежението на гасе-
не. След светването върху кон-
дензаторите може да има напре-
жение от порядъка на 100 V,
което при отваряне на уреда
не бива да се отстранява чрез
свързване накъсо. За тази цел
служи предпазният ключ S3,
който се монтира във вътреш-
ността на уреда и по възмож-
ност дори е свързан с капака.
Този ключ осигурява безопасно
разреждане на кондензаторите
и трябва да бъде в затворено
положение при ремонт на уре-
да. По същата причина прев-
ключвателят на мощността на
уреда S2 се изпълнява в три
степени (с него — при съответ-
но удължено време за зареж-
дане — светлинната мощност мо-
128
же да се увеличи до 1500 Ws,
необходимо при снимане с цве-
тен филм или при голяма отда-
леченост на обекта). Цялото из-
пълнение на уреда трябва да
бъде солидно, със сигурни кон-
такта, както при силнотоков
уред; сечението на кабела към
лампата да бъде ' 1,5 mm2. При
превключване на S2 се преми-
нава плавно през средната по-
зиция. В това положение допъл-
нителните кондензатори се за-
реждат през резистора 150 Q,
преди да се включат паралелно
на кондензатора СЗ. В противен
случай при непосредствено свър-
зване на различно заредените
кондензатори може да се полу-
чи импулсно презареждане меж-
ду СЗ и С4/С5, което ще раз-
руши S2. Изключващата авто-
матика се състои от поместена-
та въз вътрешността на уреда
светлозащитена (черно лакирана)
глимлампа GH и транзисторите
ТЗ и Т4. Р1 се регулира така,
че запалването на лампата да
стане, когато напрежението вър-
ху СЗ достигне 500 V. При то-
ва се затваря базовата верига
на ТЗ, Tl, Pel се задействува
и rell прекъсва действие™ на
трансвертора. След светване с
лампата или когато след про-
дължителен престой напреже-
нието върху СЗ е спаднало до
480 V G11 угасва, Pel отпуска
и през rell се стартира транс-
вертора. За G11 следва да се
избере лампа с малка разлика
между напрежението на запал-
ване и напрежението на гасене.
За по-високи изисквания е це-
лесъобразно да се използува
стабилитрон, например от типа
STR 85/10; подходящи са и дру-
ги лампи‘1 с напрежение па за-
палване 1004-150 V, като поз-
латите малки тръбни глимлам-
пи за фазопоказател. Точността
ва приспособление може и да
отпадне, но то се оказва от пол-
за в случайте, когато се налага
да се фотографира, преди кон-
Фиг. 3.43
Електронна фотосветкавица. В куфарчето е поместен уредът от фиг. 3.41. Из-
ползувана е фабрична лампа за фотосветкавица В70
на описаната автоматика е до-
статъчна за практиката. В лите-
ратурата се срещат и схеми на
по-прецизно работещи изключ-
ватели. Тъй като уредът може
да се използува при влажен кли-
мат и в запрашена атмосфера,
за да се избягнат предизвикани
от утечни токове напреженови
пробиви, се препоръчва R4 да
бъде съставено от общо 5 от-
делки последователно евързани
резистора (общо 5 MQ). Пред-
ставеният на фиг. 3.43 и 3.44
опитен модел е снабден и с из-
мерителен инструмент / за кон-
тролиране напрежението на ба-
терията (степей на зареждане) и
напрежението върху лампата по
време на зареждане (при натис-
нат бутон Tai). Принципно то-
дензаторът да се е заредил на-
пълно или когато искаме при
почти разреден акумулатор да
получим още една светкавица.
Според показанията на инстру-
мента може да се прецени евен-
туалното намаляване па светлин-
ната мощност, което да се ком-
пенсира с настройката на фото-
апарата. Изводът за спомагател-
на лампа осигурява допълнител-
ни удобства за настройка на
фотоапарата на тъмно. Освен
това при отворен S1 през него
може да се зарежда акумулато-
рът, без да се изважда от
уреда.
Тъй като е сравнително труд-
но да се направи саморъчно за-
палваща бобина, която да отда-
ва запалителен импулс 10 4- 20 kV,
9 Книга за конструктора-едектроиик
129
препоръчваме да се използува
фабричен ламподържател с лам-
па-светкавица, тъй като една
бобина няма да бъде нито по-
мадка, пито по-евтина. Подхо-
отношение качеството на сним-
ките се създават чрез по-доб-
рото осветяване посредством
използуване на допълнителна
лампа.
Фиг. 3.44
Вид на монтажа на електронна фотосветкавица: долу вдясно е акумулатсрът,
над пего — контролният инструмент, в средата и вляво са коидензаторите,
вляво горе — трансверторът и изключващата автоматика, отгоре е превключ-
вателят на светлинната мощност, а отляво — куплунгът на кабела за лампата-
светкавица
дящи са ламподържателите за
уреда В70. В случай че е нали-
це подходяща бобина (може да
се използува такава от друг
уред евентуално след увелича-
ване броя на навивките в раз-
положената отгоре първична на-
мотка), по схемата от фиг. 3.42
може да се направи запалващо
устройство. На фигурата е по-
сечен типът на лампата. G13 е
познатата, не особено точна лам-
па за показване готовността за
работа, Та2 е бутон за ръчно
задействуваие, a Z е запалва-
щата бобина.
3.9.1. Допълнителна лампа
към електронна фото-
светкавица
На всеки фотограф е известно
какви големи предимства по
130
Съществуват следните две
възможности:
1. Синхронна приставка за одно-
временно включване на втори
източник на светлина (втора елек-
тронна фотосветкавица или в
най-простия случай вакуум на
лампа-светкавица).
2. Използуване на допълнител-
на „дъщерна" лампа, захранва-
на от наличния уред (енергията
се разпределя приблизително по-
равно между двете лампи —
много полезни в този случай са
допълнителните кондензатори С4
и С5 от фиг. 3.41).
Синхронното стартиране на
втората електронна светкавица
може да стане от светлината на
първата. За тази цел в лампо-
държателя на втората лампа е
монтиран фотоелемент, който
реагира на светлината на пър-
вия уред. Независимо от това,
че на пазара се предлагат таки-
ва фотоелементи, интерес за лю-
бителя представляват и схеми-
те, показани на фиг. 3.45. Те
позволяват свързването към про-
изволен уред за фотосветкави-
ца. Синхронизиращата схема от
фиг. 3.45 а може да бъде вгра-
дена в самия уред или да се
включи външно между него и
принадлежащата му лампа; в то-
зи случай схемата се включва
паралелно на лампата. Електро-
литният кондензатор 8 pF /500V
(обикновено изпълнение за ра-
диоприемници) се зарежда през
резистора 200 kQ одновременно
с кондензатора на уреда с енер-
гия 1 Ws. След светването той
се разрежда обратно в конден-
затора на светкавицата, така че
енергията му не се губи. В мо-
мента на светването напреже-
нието върху резистора 200 kQ,
а с това и между буксите А и
В е равно на 500 V. Между А
и В се включва една вакуумна
лампа-светкавица (независеща от
напрежението), която със сигур-
ност се запалва при разрежда-
нето на електролитния конден-
затор 8 fiF. За синхронизиране
на допълнителна електронна
светкавица към А и В се включ-
ва релейната комбинация от
фиг. 3.45 б. Rel се задейству-
ва при всяко светване на глав-
ния уред: контактът му rel е
свързан със синхронизиращия
вход на втория уред и го стар-
тира. Резисторът се оразмерява
според вида на релето и влияе
най-вече върху продължител-
ността на задействуване, която
трябва да е достатъчна, за да
се гарантира сигурно привлича-
не на котвата. Високоомни ре-
лета с лека котва не се нужда-
ят от резистор и се включват
направо към А и В.
о>
<~и
с
г
1А
Инертен
\8,«F550V
Вакуумна
лампа-свет-
певица.
А-*—Г t—г -—В лева
Ап заситроки-
- заране на
I____сдапълнате-'.гн
$ уред
Уряд I______________
0,Тнг
П
У——&
—243—с+
I-------с-
• к»м в/Ома
за сантрт.-иеи-
'ранг на вс-т'ЬМ!
тт.ы -н uped/fc
се азпрсббе
Th-^300V,^-iA
D смициев Buodt: ?.ov,
A) SY200 ил и Г.йдо -
бен)
в
Фиг. 3.45
Синхронизираща схема за едновремен-
но включване на втори източник на
светлина (а). Към изводите А—В може
или директно да се включи вакуумна
лампа-светкавица, или през междинно-
то реле (б) да се свърже втори уред
за електронна фотосветкавица с произ-
водна конструкция. Свързването на до-
пълнителна светкавица Може да се
осъществи и с помощта на тиристор (в)
Ако се използува тиристор за
запалване на втората електрон-
на светкавица, можем да се от-
кажем от релетата, конто имат
значителна инертност. На фиг.
131
3.45 е е показана използуваната
схема. След казаното дотук тя
може лесно да се разбере. В
двата електролитни кондензато-
ра 0,1 {X.F се натрупва енерги-
ята, необходима за запалване на
тиристора. Диодът D предпазва
управляващия електрод на ти-
ристора от отрицателни напре-
жителни импулси; освен това по
време на зареждането той шун-
тира управляващата верига на
тиристора. При светването два-
та кондензатора 0,1 [1F се раз-
реждат в кондензатора на лам-
пата-светкавица и техният ток
на разреждане отпушва тири-
стора. Той дава накъсо изводи-
те за синхронно запалване на
втората светкавица. Схемата ра-
бота без механични контакти и
затова е много надеждна. Син-
хронизиращото напрежение за
втората светкавица трябва да
се под аде на Th с подходяща
полярност; това зависи от типа
и конструкцията на втората свет-
кавица и се определя опитно.
При грешна полярност не се
получава запалване.
През синхронизиращата схе-
ма се създава връзка между
двата уреда. За избягване на
галванична връзка кондензато-
рът за отпушване на тиристора
се разделя на два кондензатора
от по 0,1 [1F, конто се включ-
ват в двата присъединителни
проводника. За по-голяма си-
гурност тези кондензатори са за
напрежение 1 kV. С това се
обезопасяват уредите и свърза-
ните с тях кутии на фотоапа-
ратите при условие, че самите
уреди за фотосветкавици са из-
пълнени съгласно фиг. 3.42 или
са фабрични. Последователно
свързаните резистори от 1 kQ
ограничават управляващия ток
на тиристора. Освен това те из,-
пълняват ролята на предпазите-
ли (при евентуален пробив на
—с-
Основна
лампа
10KSS.3W
ХВ81-00
Допълнател.
на лампа
Фиг. 3.46
Схема на допълнителна („дъщерна")
лампа
кондензатор те изгарят и пре-
късват връзката) и по тази при-
чина не трябва да се избират
по-мощни от 0,1 W.
Допълнителна (ядъщерна“)
лампа-светкавица може да се
направи по фиг. 3.46 при нали-
чие на подходяща запалваща бо-
бина (такава лампа може да се
купи и готова). Запалващата бо-
бина и лампата са същите ка-
то тези за основната лампа (фнг.
3.42). Принципът на действие
на тази схема е много интере-
сен. Последователно към основ-
ната лампа е свързан резисто-
рът 10 kQ. Върху него не се
появява напрежение, тъй като
не протича никакъв друг ток
освен минималния ток през де-
лителя в ламподържателя (фиг.
3.42). При запалване на основ-
ната лампа нейното съпротивле-
ние е много малко и цялото ра-
ботно напрежение се явява вър--
ху резистора 10 kQ. През на-
мотка I на запалителната бо-
бина Z се зарежда импулсно
132
кондензаторът 0,1 [iF, а индук-
тираният при това в намотка II
напрежителен импулс запалва
допълнителната лампа, която
също става нискоомна. В този
момент двете запалени лампи са
свързани последователно и на-
прежението на кондензатора на
светкавицата, а с него и свет-
линната енергия, се разпределя
поравно между тях. Тъй като
двете лампи запалват непосред-
ствено една след друга, в мо-
мента на запалването върху вся-
ка от тях има напрежение 500 V.
Затова запалването се извърш-
ва също така сигурно, както и
при работа на една лампа (по
време на запалване лампите не
разполагат с половината от ра-
ботното напрежение, както би
могло да се приеме при повърх-
ностно разглеждане на схема-
та).
3.9.2. Уреди за електронни фо-
тосветкавици, захранва-
ни с напрежение от
мрежата
Захранването с батерии не е
рентабилно за фотосветкавици,
конто работят предимно стацио-
нарно. В такива случаи захран-
ването се извършва от мрежа-
та. За тази цел съществуват
различии схемни възможности.
Може да се вземе за основа
схемата на захранвания с бате-
рии уред (фиг. 3.41), като се от-
страни трансверторът. Трансфор-
маторната намотка L3 се заме-
ства със захранване от мрежа-
та. Това решение изисква запаз-
ване на автоматиката за изключ-
ване, при което релейният кон-
такт изключва мрежата след
зареждан е на електролитния
кондензатор на светкавицата до
500V. За автоматиката (Rel, ТЗ,
Т4) е необходимо отделно токо-
захранване (батерия или транс-
форматор с токоизправител и
изглаждащ електролитен кон-
дензатор), но това е доста не-
удачно решение. Изключващата
автоматика е задължителна, тъй
като напрежението на мрежата
е 220V неговата максимал-
на стойност е приблизително
310V (вж. фиг. 1.1), поради ко-
ето при удвояване на напреже-
нието електролитният конденза-
тор на светкавицата ще се за-
реди до приблизително 620 V
и ще пробие. По тази причина
по-изгодно е да се използува
мрежов трансформатор с вто-
рична намотка за 175V~, кой-
то се включва на мястото на
L3 от схемата на фиг. 3.41. В
такъв случай изключващата ав-
томатика може да отпадне. За
по-бързо зареждане С2 се из-
бира малко по-голям (може да
се използува електролитен кон-
дензатор 4-j-lO |iF с отрицате-
лен полюс към D1 — D2), a R3
може Да се намали до 100 £2
или съвсем да отпадне.
Една друга схемна възмож-
ност е директното включване
към мрежата през подходяща
схема за понижаване на напре-
жението. В случая се спестява
мрежовият трансформатор и се
получава една сравнително про-
ста, компактна и мощна схе-
ма, но тя е галваничио свърза-
на с мрежата, което създава
проблеми при монтажа, при
включването на ламподържате-
ля и при свързването към кон-
такта за синхронизация с фото-
133
апарата (т. е. кутията на фото-
апарата!).
В качеството на елемент за
намаляване на напрежението не
щерна лампа (раздел 3.9.1), а
една равностойна втора основ-
на лампа. Лампите се включват
в Lal и 7а2. При зтаворен кон-
31а' &ZA
VO8 CfiuF Т)3
’ 14—Г
^/52
с,ф ip,-
~.лп Г
и „
QU.F
3507 V27/J(
ssofyoov j
2x50tjjur "
500V
VPR: Напрежение на npe- hl...'ИЗ Силици-
чупване на крибата ~ 70t70v еби. пмскостни
(Тип 0,79-гОО/Ыотп Хернс- диодц^700У, д-
^орф или подобно)- D7...I A/W "»-
5-220v~t 70% w’8 или подобна
220У-Л10Ъ
' 3-'24
—ИТ______гргзл.
SlC.
8?т
- StrfLs/ii
-С-La1
-&100WS
-С-1л2
e.JOWs
Лампи-еВет-
кавици Х8
81-00/8 70
или пособии/
Синхро низ up ине
Фиг. 3.47
Схема на мрежово токозахранвана за електронна фотосветкавица с две ос-
новни лампи
може да се използува гасящо
съпротивление, тъй като консу-
мацията на ток по време на за-
реждането на кондензатора не
е постоянна и към края на за-
реждането става почти равна
на 0, което отново би застра-
шило кондензаторите. За тази
цел се използува варистор (раз-
дел 2.2.3) за напрежение от по-
ря дъка на 65-=-75V. Тази стой-
ност е съобразена с евентуални
пренапрежения на мрежата и
толеранси на елементите.
На фиг. 3.47 е показано то-
козахранване, построено на този
принцип. Използуваните лампи
съответствуват на тези от пред-
ните раздели. Освен със само-
то токозахранване тази схема е
интересна и с възможността за
директно включване на две лам-
пи към уреда, която по принцип
може да се приложи и при тран-
зисторния уред от фиг. 3.41.
При това не се използува дъ-
134
тактS2кондензаторитеСЗ... С5,
както и диодите D2, D3, са вклю-
чени паралелно. Сега може да
се работа само с една лампа в
Lal или La2, която консумира
цялата мощност (150 Ws). При
отворен S2 възникват две на-
пълно разделени една от друга
лампови вериги, конто могат да
се зареждат и поотделно (D2,
D3), така че може да се рабо-
та или през Lal със 100 Ws,
или през La2 с 50 Ws. Така към
един уред могат да се включат
две отделяй лампи, който да
светват и независимо една от
друга (например евързване към
различии фотоапарати). Пред-
ставлява интерес и възможност-
та за използуване на едната лам-
па като основна, синхронизира-
на с фотоапарата лампа, а дру-
гата — за ефектно осветление
на същия обект. Различната свет-
линна мощност на лампите е от
голяма полза в практиката при
осветяване на обектите. Втора-
та лампа се синхронизира с пър-
вата, която от своя страна е
синхронизирана с фотоапарата.
За синхронизация се използува
принципът от фиг. 3.45 а, б. За
тази цел в схемата от фиг. 3.47
се предвижда едно поляризова-
но телеграфно реле с преобла-
дание (PR). Подходящи са релета
с лека котва, с ток на задейст-
вуване 1шА и съпротивление на
намотките по 1 kQ (при свързване
да се съблюдава правилната по-
лярност!). Тъй като PR има две
намотки, релето може да се вклю-
чи към двете лампови вериги
през зареждащите кондензатори
С6, С7. Така то се задействува
винаги когато една от двете лам-
пи се е запалила и съответният
кондензатор се разреди. При това
контактът рг се затваря. Към
рг е предвиден достатъчно дъ-
лъг синхронизиращ кабел, кой-
то служи за запалване на вто-
рата лампа. По такъв начин ед-
ната от лампите е свързана ви-
наги с фотоапарата, а друга-
та — с идващата от рг синхро-
низираща линия, като е без зна-
чение коя от двете лампи от-
къде ще се синхронизира. При
снимане с фотоапарата се запал-
ват и двете лампи, като син-
хронизираната през рг лампа
запалва със закъснение,
<:0,01 s, което обикновено
е без значение. Ако S2 е затво-
рено, при снимане се запалва са-
мо едната лампа, като използу-
ва цялата светлинна мощност,
а другата, дори и когато е син-
хронизирана през рг, не свети.
Това се дължи на закъснение-
то в PR. В момента на запал-
ване на втората лампа първата
вече е разре ди ла почти напъл
но всички електролитни конден-
затори. По време на работа две-
те лампи могат по желание да
се разменят и синхронизират
една с друга, а светлинната
енергия според нуждите да се
разпределя между тях. Тозапо-
зволява голяма свобода на дей-
ствие. При изпълнение на схе-
мата с една лампа D2, PR, La2
и S2 отпадат. Понеже двете кон-
дензаторни групи се зареждат
винаги едновременно и по равно,
а презареждането се извършва
много бързо, тук по изключе-
ние можем да се откажем от
междинната позиция с предпаз-
но съпротивление на S2 (срав-
ни с S2 от фиг. 3.41). Опасно е
само включване на S2 веднага
след светване, което на практи-
ка трудно би могло да се слу-
чи. S2 може да бъде включен
3 до 4 s след светването.
Схемата за зареждане съот-
ветстува на казаното по-горе и
с изключение на възможното
и при транзисторния уред за
фотосветкавица разделяне на за-
реждащата верига наподобява
удвоителя на напрежение от
фиг. 3.41. За намаляване на на-
прежението се използува вари-
стор (VDR на фиг. 3.47). За по-
стигие на малки времена на за-
реждане серийният кондензатор
от схемата за удвояване на на-
прежението е избран 16 р./7
(С1+С2), а резисторът, отгова-
рящ на R3 от фиг. 3.41, отпада.
В началото на зареждането на
кондензаторите протича доста
голям ток и използуваният си-
лициев токоизправител се нато-
варва почти до пределно допу-
стимата граница. Реализираният
135
опитен модел въпреки голяма-
та светлинна мощност (150 Ws)
постигна време за зареждане, по-
малко от 3 s: при това вари-
снимки в стая са достатъчни
500 [1F, което отговаря на 50*
UZs) също се достига по-малко
натоварване на варистора дорн
Э----<И*о-Ц_ II---1 I----г-
\2А инертен I0...20Q
220У~ । ЗМжично
j——-----------------------
' zA инертен
D1 02: Сил ициеби 1А,Ъ 700V
Ct =-02 За по 350 V L
С1 = С2 = 500JH.F & 100 Ws
250/iF & 50 Ws
100ji F & 20 Wp
01
H
Лампа- сВеткибица.
’ ха 8!-00или подобна.
*. [за 500... 050V)
<+
Фиг. 3.48
Опростела схема на захранващ блок за фотосветкавици
сторът се натоварва значително.
Поради това се препоръчва из-
ползуването на мощен варистор;
евентуално може да се включат
последователно три еднакви
варистора за по-ниско напреже-
ние (^25V). Температурата на
варистора достига максимално
до 20О°С (при монтаж да се
внимава за съседните елементи!).
В случай че осигуряваните екс-
тремно къси времена за зареж-
дане се използуват последова-
телно не повече от 4-4-5 пъти,
а след това се осигури една по-
продължителна пауза (необхо-
дима също и за охлаждане на
лампата), загряването на вари-
стора остава в допустимите гра-
ници, ако той е с обичайния диа-
метър 40-4-50 тш. В противен
случай чрез отстраняване на
С2 и намаляване на С1 се
постига едно по-продължи-
телно време за зареждане, кое-
то натоварва по-малко лампата
и варистора. При уреди с по-
мадка светлинна мощност (за
и при време на зареждане от 3 s.
Тъй като натоварването на ва-
ристора освен от светлинната
мощност (обща стойност на
С 3 . . . С5) зависи и от стой-
ността на Cl, С2, последна-
та не бива да надминава 16 [1F.
В тази схема варисторът не
може да бъде заменен с ни-
какъв друг елемент*
На фиг. 3.48 е показана ед-
на задоволителна при домаш-
ни условия схема за зареждане,
която не изисква специални кон-
дензатори за фотосветкавица.
Схемата се основава на това,
че всички обичайни лампи за
светкавици и схемите в техни-
те ламподържатели са оразме-
рени така, че допускат и рабо-
та с напрежение 600 до 650V.
За самата лампа това напреже-
ние не е опасно, тъй като нито
се превишава максимално до-
пустимата светлинна мощност,
нито се достига до самоволно'
запалване, което при лампи за
500V обикновено става при
136
напрежение над 1 kV. За по-
местените г-в ламиодържателя
схеми то води до известно до-
пълнително натоварване на ре-
зареждане), ^но тъй като обик-
новените електролитни конден-
затори не са предвидени за
импулсно разреждане, не би
а
220'1-, Инерчен
20Q..3W
n„n . *ично
r.i^-Op&juF1kv
£* T( =220i/~)______
D2
?—и—f—
2,32^3504 Г fefTj
LJ csi
С2
<-
2.В
, Т1
50GpF
15V L
1МЯ
2ООЯ.
ri
_П\250кЗ
5 250 I
I050AF
ММ 50 DV
Лампа-
светкавицс
Th:-350V~1A (тип за аЗА)(при Th -650v отпада B1)
Dt,D2&=650VtzfA(SY205...207 или подобии)
D3: германцев или силициев >20v & о, га. (SY 200, GY100)
D4-'-германцев диод s±15v 10mA (GA 100 или. подобен)
2D: тип aalW, Uz = 9... 10V
Т1,Т2'.прп силициеви. транзистора, уз 100...200
Icmax— 0,1A(SF121 или подобен') ?
01:тръдна глимлампа 110V
Фиг. 3.49
Захранващ блок за фотосветкавици с тиристорно управление и изключваща
автоматика
зисторите и на запалващите кон-
дензатори, което далеч не е
критично. Така че стига ос-
новният кондензатор на светка-
вицата да е в състояние да из-
държи напрежение 650 V, мо-
же да се работи с удвояване
на напрежението на мрежата и
без автоматика за изключване.
В показания пример се изпол-
зуват два последователно вклю-
чени обикновени електролитни
кондензатора за радиоприемни-
ци, конто през DI, D2 се за-
реждат до двойното максимал-
но напрежение на мрежата. Та-
ка на лампата се подава напре-
ние 6204-630 V=. Тази проста
схема се характеризира с бър-
зо възстановяване на готовност-
та за работа (малко време за
трябвало да се възпроизвеждат
много светкавици за кратко вре-
ме. При голяма честота на свет-
кавиците сравнително големите
загуби в електролитните кон-
дензатори биха довели до не-
допустимо загряване. На фигу-
рата са показани и максимално
допустимите с обикновени елек-
тролитни кондензатори светлин-
ни мощности. С 1 и С 2 трябва
винаги да са с еднаква стой-
ност.
В заключение ще бъде опи-
сан и един уред с тиристорно
управление за зареждане на
електронни фотосветкавици. Схе-
мата на уреда е показана на
фиг. 3.49. Той е сходен на по-
казания на фиг. 3.47 и също
като него може да се изпълни за
137
работа с. две лампи (в такъв
случай частта от схемата след
D2 с Р1 и С5 , се изпълнява
съгласно фиг. 3. 47 още веднъж;
Р/ е необходим само в единия
клон). Удвояването на напреже-
нието се извършва по вече
описания начин (Cl, С2, D1 от-
говарят на част от фиг. 3.47).
но без да се използува варис-
торът VDR. Когато напрежение-
то на зареждане достигне
490 V (настройвано от РГ), чрез
запушване на тиристора се пре-
късва процесът на зареждане.
Автоматичного изключване
работи по следния начин. През
С4, ZD, D3 върху СЗ се по-
лучава работного напрежение
за транзисторите Tl, Т2 (прин-
цип на захранване, както в раз-
дел 5.4.4). По време на зареж-
дане транзисторите Т1 и Т2 са
постоянно отпушени през тях-
ното базово предсъпротивление
1 MQ, Th, получава от Т1 упра-
вляващ ток и също е отпушен,
така че се получава показаното
вече на фиг. 3.47 удвояванена
напрежението. При достигане
на напрежението за приключва-
не на зареждането, глимлампата
GI се запалва и подава на ба-
зата на Т2 отрицателен потен-
циал. Това води до запушване
на Т2 иТ1, Th вече не получа-
ва управляващ ток, поради което
не може да се отпуши при
следващия полупериод на мре-
жовото напрежение и приключ-
ва зареждането. Още при мини-
мално спадане на напрежението
върху кондензатора за светка-
вицата С5 токът през глимлам-
пата става по-малък от базовия
ток на Т2, така че Т2 отново
се отпушва, Th също се отпуш-
ва и започва дозареждане. Ав-
томатиката ноддържа върху С5
константно лампово напреже-
ние с точност ± 10 V. С5 се
оразмерява по начина, показан
при фиг. 3.47.
В случай че не ни смущават
по-продължителни времена за
зареждане (10-Ь20 s), препо-
ръчва се намаляване на С/,
С2. Това намалява тока през
DI, D2 и позволява да се изпол-
зува тиристор за /А. Стойнос-
тите, зададени към фиг. 3.49,
са максимални и са предназна-
чени за минимално време за го-
товност за повторна работа.
В такъв случай е по-добре за
Cl, С2 да се използува книжен
кондензатор (?=a4p.F/400V) вмес-
то последователно включените
електролитни кондензатори. Тъй
като електролитните конден-
затори не са предвидени за чес-
то презареждане (големи загу-
би), основен недостатък при тях-
ното използуване е силното
загряване при чести светвания.
Това важи и за схемата от фиг.
3.47. Използуването на електро-
литни кондензатори в този слу-
чай е въпрос на възможност
за реализиране и наличие на
място и далеч не е най-доброто
решение.
При направата на този и на
други подобии уреди за захран-
ване от мрежата освен на из-
броените в раздел 3.9 потенциал-
ни източници на опасност тряб-
ва да се обърне внимание и
на галваничната връзка с мре-
жата. Налага се да се използу-
ва изолиращ корпус; всички об-
служващи елементи трябва да
са обезопасени (особено да се
внимава за кабелните изводи!).
138
Тъй като рг е свързано с неизо-
лираното гнездо за синхронизира-
не, трябва да се внимава за добро-
то изолиране на контакта ргот
PR и от останалата част на
схемата. Двете лампи се включ-
ват, както на фиг. 3.42 (така се
правя и при всички модерни
фабрично произведени уреди).
Между изводите за синхрони-
зиране на лампите и двата по-
люса на уреда„ + “и„—“трябва
да има съпротивление, не по-
малко от 1 MQ. През изводите
за синхронизиране и фотоапара-
та тялото на обслужващия се
свързва директно с мрежата!
За увеличаванё на сигурността
се препоръчва между мрежата
и уреда да се включи един
разделителен трансформатор
220/220 V. Sic и Sid на фиг.
3.47 са свързаните с мрежовия
изключвател контакти за пред-
пазно разреждане, конто отго-
варят на S3 от фиг. 3.41.
3.10. Електронни стробо-
скопи
Електронната стробоскопия е
един от най-интересните мето-
ди в електрониката и може да
бъде от голяма полза за люби-
телите. С електронен стробо-
скоп могат привидно да се заба-
вят или спрат бързи движения
и с това да се направят до-
стъпни за наблюдение. Този ме-
тод има голямо значение в
промишлеността при изследване
на машини и машинни части
за вибрации, както и при без-
контактно измерване на оборо-
ти. В последно време той нами-
ра все по-голямо приложение
в медиципската електроника (ла-
рингология). В автомобилната
техника се използува за непос-
редствено наблюдаване движе-
нията на клапаните на двигате-
ля и откриване на евентуални
дефекти. В електроакустиката
с иегова помощ могат да се
изследват колебателните дви-
жения на високоговорителите, а
в зоологията — движенията на
крилата на насекоми и др. Тези
няколко примера дават представа
за областта на приложение на
стробоскопията. Принципът е
прост. Нека предположим, че се
извършва наблюдение на бързо
въртящо се витло на вентилатор
в привиден покой — например за
установяване на причинените
от центробежни сили деформа-
ции. За тази цел в затъмнено
помещение се осветява витлото
на вентилатора с краТкотрайни
периодични светлинни импулси
от специална лампа.
Нека един светлинен импулс
да освети витлото, когато то е
във вертикално положение. При
достатъчно малка продължи-
телност на импулса витлото не
се отмества забележимопо вре-
ме на осветяването му. След
това лампата угасва и витлото
продължава движението си на
тъмно. Точно след един оборот,
когато то е отново във верти-
кално положение, лампата свет-
ва и т. н. Тъй като по време
на паузите между два светлинни
импулса е тъмно, наблюдателят
вижда витлото винаги само във
вертикално положение и за не-
го то изглежда неподвижно. Ако
малко се увеличи честотата
на следване на импулсите,
вторият импулс ще осве-
ти витлото, преди още то
139
да е застанало във вертикално
положение —привидно витлото
се върти бавно в обратна посб-
ка. Когато тази честота се по-
нижи, всеки следващ импулс
ще осветява витлото малко
преди то да достигне позиция-
та, при която е било осветено
предишния път — струва ни се,
че то се върти бавно напред.
При достатъчно голяма скорост
на въртене и съответна после-
дователност на импулсите на-
блюдателят ги приема като не-
прекъсната светлина поради
инертността на човешкото око.
В действителност тази „непре-
късната“ светлина отсъствува
през повече от 99%от времето:
В зависимост от честотата на
импулсите осветяваният от нея
бързо движещ се обект привид-
но стой на едно място или съв-
сем бавно се движи.
Електронният стробоскоп
трябва да отговаря на две ос-
новни изисквания:
1„ Честотата на следване на
светлинните импулси да съот-
ветствува на честотата на
движение на обекта. Това съот-
ветствие се постига или чрез
синхронизиране от страна на
изследвания обект, или чрез
ръчна настройка.
2. Продължителността на свет-
линния импулс да бъде достатъч-
но малка. Тъй като по време на
осветлението обектът също се
движи, прекалено дългото осве-
тяване прави образа по-неясен.
3.10.1. Опростен модел на стро-
боскоп
С помощта на проста схема от
фиг. 3.50 можем да си изясним
основните момента при стробо-
скопа. Един кондензатор се за-
режда през резистор. При зат-
варяне на контакта /б глимлам-
Фиг. 3.50
Моделиране на електронен стробоскоп
пата светва, кондензаторът бър-
зо се разрежда през нея и тя
угасва. Междувременно К се
отваря, кондензаторът отново
се зарежда и при повторно зат-
варяне на К следва нов светли-
нен импулс. Препоръчва се из-,
борът на по-мощна глимлампа
с голяма повърхност на катода,
като например един светлинно
незащитен стабилитрон от по-
стар тип. За да се получи до-
статъчно светлинна енергия, кон-
дензаторът трябва да бъде
сравнително голям — 50 р/7, а
за бързо зареждане резисторът
да е от порядъка на 1 kQ. Пред
вид голямото натоварване на
глимлампата опитът с по-скъпи
лампи не трябва да продължа-
ва прекалено дълго. Нека сега
разположим контакта К в не-
посредствена близост до един
въртящ се диск — например диск
от грамофон, прикрепен към
оста на малък електродвигател.
Всеки път, когато дискът ми-
не през едно определено поло-
жение, контактът се затваря от
малък щифт, монтиран на пери-
ферията на диска. В този мо-
мент дискът се осветява от
140
разположената над него глимлам-
па. В затъмнено помещение се
създава илюзията, че дискът е
неподвижен. Скоростта на вър-
теяе се регулира така, че ми-
гането на светлината да нама-
лее, но контактът К и глимлам-
пата да работят сигурно. С по-
мощта на получения уред може
да се наблюдава поведението
на малки, закрепени върху дис-
ка обекти при прилагане на цен-
тробежки сили. За постиганена
по-голяма светлинна енергия и
на по-кратки светлинни импул-
си са необходими усъвършенст-
вани схеми. Често се налага да
се наблюдава обект, без да се
използуват допълнителни прис-
пособления (помощни контакти
и др.); това изисква ръчно да
се регулира често тэта на импул-
сите. Обикновените глимлампи не
могат да удовлетворят поставе-
ните изисквания; използуват се
специални ксенонови лампи-свет-
кавици.
3.10.2. Транзисторен стробо-
скоп, независещ от мре-
жата
Този стробоскоп притежава всич-
ки основни свойства на промиш-
лено произведените стробоско-
пи и може успешно да се из-
ползува за лаборатории илюби-
телски цели. С изключение на
импулената лампа — много раз-
пространената при уредите за
електронни фотосветкавици стан-
дартна лампа ХВ81-00, този уред
е построен с познати, достъпни
за любителя елементи. С това
пред любителя се открива въз-
можност да си направи сам
един сравнително прост, но
пълноценен транзисторен стро-
боскоп за захранване с батерии,
който с включването си е готов
веднага за работа. Схемата е
показана на фиг. 3.51.
Към генератора на импулси
се поставят високи изисквания
по отношение стабилността на
честотата. Използува се импул-
сен генератор за триояообразно
напрежение, изпълнен с ком-
плементарии транзистори. По-
дробно описание на този гене-
ратор може да се намери в
специалната литература; тук съв-
сем накратко ще бъде описан на-
чинът на действие. За запалва-
не на използуваната при този
стробоскоп лампа за електронна
фотосветкавица ХВ81-00 се при-
лага тиратронно стъпало със
специално конструирания за при-
ложение в транзисторни схе-
ми тиратрон тип Z865U7. От-
пада стъпалото с тригер на
Шмид. Вместо Z865UZ е въз-
можно използуването на тирис-
тор, което предлага известии
предимства, но тиратронът е
по-евтиното решение. Вариантът
с тиристор ще бъде обсъден
по-нататък. Напрежението за им-
пулената лампа служи и като
работно напрежение на импулс-
ния генератор и на запалващо-
то стъпало. То се получава с
помощта на трансвертор. Изпол-
зува се мощен трансвертор
(10IF) от вида на описания в
9.2.2. Трансформаторът му се
изпълнява за 220V~; токоиз-
правителят отпада. L3 на фиг.
3.51 представлява съответна-
та намотка на трансвертора.
Поради значителната консумация
за захранване на трансвертора
може да се използува само
оловен акумулатор. При изпол-
141
зуване на препоръчвания за елек-
тронни фотосветкавици тип
ЕВ6 се постига два часа не-
прекъсната работа при едно
ома (Та е нормално затворен).
Когато С1 и С2 се заредят и
уредът започне да работа,
отново се шунтира. За да не се
ЗахоанЕане от
ирежата
IDMft
линейно
ШЯ
$
Ph.
5 3’/
Синхро низиране
30кЯ2*
Pt
UZ<5V
CSy*fju.F
книжен
try.
'ОМ
630Y-\
: ? f F1
я2m A aSODuF
50КЯ
PsyC too HZ j
sClOOkft
Э—*—O'- ___
too кя . x't-t's
ТГ-прп-СШициев; J3—80; ICmn-^O,fA(3Ff2t или поообен)
Т2-.рпр-ггрманиев;д±70; lCrnax ± o,1A(.GC121 или подобен}
Dt,D2: силициеви диоди 1A; 650V
РЗ'-гернаниев диод 0,1A (GYtoo или поообен)
Ph ценеров диод; Ur = h...5V
ТЫ:^3£0У;за1А-,
► Споредекземплврите за Т1 и Т2 се uinpoSSasa-t=10..,100Hz
(=0,2juF)
* *Стойностите зависят от ГМ. определят се опитно
\10кЯ
Фиг. 3.51
Обща принципна схема на транзисторен стробоскоп. Токозахранването е или
от мрежа, или от батерня през трансвертора 10 W от раздел 9.2.2. Транс-
верторът в заградената с прекъсвана линия облает е от фиг. 9.3
зареждане, което е достатъчно
за портативки уреди. При на-
пълно разредени кондензатори
С1 и С2, т. е. в момент на
включване, трансверторът рабо-
та почти накъсо. Затова се пре-
поръчва да се използува спома-
гателният бутон Та, с помощта
на който в изхода на трансвер-
тора за кратко време се включ-
ва резистор от няколко кило-
142
изразходва батерията, при ста-
ционарна работа може да се
предвиди и захранване от мре-
жата (превключвател 57), но в
такъв случай цялата схема е
евързана галванично~с мрежата.
Уредът трябва да бъде напъл-
но обезрпасен, тъй като в ни-
кои точки на схемата може да
се появи потенциал до 1000 V.
При захранване от мрежата тряб-
ва или да се откажем от син-
хронизиращия вход Sync, или
да използуваме разделителен
трансформатор 220/220V, който
осигурява по-голяма безопасност.
Полученото от трансвертора
или от мрежата напрежение
220V~ се преобразува на 600
V= с помощта на схемата за
удвояване на напрежение D1,
D2 и Cl, С2. При тази схема
едната полувълна зарежда С1
(през D1), а другата—С2(презО2),
при което всеки конден-
затор се зарежда до максимал-
ната стойност на променливото
напрежение. Тъй като конден-
заторите са евързани последо-
вателно, напреженията им се
сумират. Измерено към средна-
та точка(точка с нулев потен-
циал, която не бива да се евърз-
ва с шасито или корпуса), кон-
дензаторът С1 има напрежение
+ 300V, а С2—300V. Двете на-
прежения се използуват в за-
палващото стъпало, а сумата
им служи като напрежение за
лампата. Кондензаторът на им-
пулената лампа СЗ, чиято стой-
ност се избира в зависимост
от необходимата светлинна мощ-
ност и допустимого натоварва-
не на трансвертора, се зарежда
през резистора 5 kQ. Разрядът
се осъществява през импулена-
та лампа ХВ-81-00 при запал-
ването й чрез външния елек-
трод Z.
Запалването се извършва с
помощта на оригинална запалва-
ща бобина от лампа за фото-
светкавица. При описания модел
е използувана оригинална бо-
бина за лампа- светкавица от
уред В 70. Както вече беше ка-
зано в раздела 3.9, самоделиа-
та направа на такава боби-
на е доста трудна; при нея
в малко пространство са съб-
рани около 10000 намотки
със специално изпълнена изола-
ция за 20 kV. Тъй като такива
бобини се намират и в лампи
за електронни фотосветкавици,
заедно със също така необхо-
димите лампа, рефлектор и др.
най-изгодно е да се купи ком-
плектувана лампа за фотосветка-
вица и да се преработи схемата й.
L4/L5 на фиг. 3.51 изобразява
запалителната бобина, евързана
в катодната верига на тиратрон
Z 865W. Когато тиратронът се
запали, зареденият преди то-
ва до Ч- ЗООУкондензатор С4 се
разрежда през тиратрона и L4.
Това импулсно разреждане ин-
дуктира в L5 един високовол-
тов импулс 10<-15кУ, който за-
палва лампата. След разрежда-
нето на С4 тиратронът угасва. С4
се зарежда отново и когато на
тиратрона се подаде управляващ
импулс, следва повторно запала-
не. Поради съвпадението на че-
стотите на запалващите и на свет-
линните импулси може чрез из-
мерение честотата на повторение
на импулсите да се определят
дистанционно оборотите на един
въртящ се обект, който с по-
мощта на стробоскопа се на-
блюдава като неподвижен. За
измерване честотата на повто-
рение на импулсите може да се
използува трионообразно напре-
жение върху С4. За тази цел
се използуват изводите »fx“
(означени с прекъевана линия),
към конто може да се включи
описаният в раздел 12.11 уред
за директно измерване на че-
стотата. Съществува и по-проста
143
възможност за измерване с по-
мощта на милиамперметър, вгра-
ден в самия стробоскоп. Тъй
като зареждащият ток на С4 е
право пропорционален на често-
тата, достатъчно е да се измер-
ва неговата средня стойност.
На обозначеното с „tr“ място
от веригата за зареждане на
тиратронното стъпало се включ-
ва един измервателен инстру-
мент с паралелен кондензатор
(за успокояване на стрелката),
шунтиран с Rsh- С помощта
на шунта инструментът се на-
стройва за честотната облает
на импуления генератор и по-
средством сравнение с подходя-
ще измервателно устройство
може да бъде калиброван спо-
ред областта на приложение
непосредствено в честота, обо-
роти и др.
Действието на използувания
тук тиратрон е различно от то-
ва на обикиовените тиратрони,
описани по-рано в 2.1.3. Обик-
новено тиратроните се нуждаят
от 80V напрежение на запалва-
не и по тази причина не могат
да се управляват непосредстве-
но от транзистори. Вместо стар-
тер тиратронът Z865IF прите-
жава една решетка, която,
макар че се нарича решетка,
изпълнява функцията на стар-
товия електрод при обикновения
тиратрон, т. е. служи само за
запалване и не изпълнява дру-
ги управляващи функции. Ня-
кои от обикиовените тиратро-
ни са снабдени с помощни ано-
ди, на конто се подава положи-
телно помощно напрежение. За
разлика от тях типът Z865IF има
помещен катод, на който се по-
дава отрицателен потенциал.
С това подаваното на решетка-
та на тиратрона (тя има пред-
напрежение от — 10 до — 15V
спрямо катода) напрежение на
запалване се намалява до+10,
+ 15V; а напрежения с тази стой-
ност могат да се доставят от
транзисторни схеми.
Анодът на тиратрона в схе
мата от фиг. 3.51 получа-
ва + 300У спрямо катода (напре-
жението върху С4). Неговият
помещен катод се захранва през
резистор 1 MQ с отрицателно
напрежение о т С2, върху конто
има—300V спрямо катода. През
ценеровия диод D4 решетката на
тиратрона получава отрицател-
но преднапрежение —12V спря-
мо катода. При това тиратронът
не се запалва. Запалването се
осъществява тогава, когато пред-
напрежението на решетката се
намали до 0. Това се постига
чрез подаване на положителен
импулс към решетката. Тира-
тронът угасва при разреждане
на С4.
Импулсният генератор за трио-
нообразно напрежение се състои
от Т1 и Т2. Той действува по
следния начин: през ценеровия
диод D4 на базата на Т1 се
поддържа постоянен потенциал.
Първоначално С5 е разреден и
емитерът на п/щ-транзистора
Т1 е с положителен потенциал
спрямо базата, така че той е
запушен. С5 постепенно се за-
режда през Р1; тъй като зареж-
дащото напрежение е—300V, а
С5 се зарежда само до 12V,
нарастването на напрежението
върху С5 е линейно. Когато по-
тенциалът на С5 стане по-го-
лям по абсолютна стойност от
потенциала на базата на Tl, Т1
144
се отпушва и неговият колек-
торен ток отпушва Т2. При от-
пушване на Т2 потенциалът на
базата на Т1 става нула, така че
Т1 се отпушва напълно и С5 се
разрежда импулсно през Т1 и
Т2. След това Т1 и Т2 отново
се запушват и започва пов-
торно зареждане на С5. Бла-
годарение на високото напреже-
ние на зареждане и на стабили-
зирания посредством D4 базов
потенциал на Т1 трионообразно-
то напрежение върху конденза-
тора С5 е линейно и с констант-
на честота. То има стръмен по-
ложителен заден фронт (разреж-
дането на С5).
Зареждането на С5 не влияе
на тиратрона поради това, че D3
е запушен. Обратният фронт на
трионообразния импулс се ди-
ференцира през С6 и резистора
10 кй (съпротивление на тира-
тронната решетка) и на решет-
ката на тиратрона се подава
един непродължителен положи-
телен островръх импулс, който
предизвиква запалване. Дифе-
ренцирането се налага, за да се
избегне повторно запалване на
тиратрона след зареждане на С4.
В нормалния случай тази схе-
ма, както и други подобии им-
пулсни схеми, не се отличава с
константна честота, но благода-
рение на точно фиксираните мо-
менти за запалване и голямата
линейност на зареждане на С5
се постига равномерна последо-
вателност от импулси. Голяма-
та стойност на зареждащото
напрежение за времеопределя-
щата верига PlfC5 изисква при
сравнително ниски честоти ви-
сокоомно Р1. Това става въз-
можно с използуването на си-
лициев транзистор за Т1- С Р1
може да се постигне регулира-
не на честотата в отношение
1:10. Честотната облает се опре-
дели посредством С5 от 10 до
100 Hz. С5 може да се изпъл-
ни с възможност за превключ-
ване, при което се стеснява об-
ластта за регулиране чрез Р1.
Импулсният генератор може лес-
но да се синхронизира отвън.
Това става, като на базата на
Т2 се подава около IV— пос-
редством Р2.
Ако тиратронът Z865W се
се замени с тиристор, полу-
чава се стробоскоп, построен са-
мо'с полупроводникови елементи
(изключение прави само импулс-
ната лампа). Схемата му е пока-
зана на фиг. 3.52, с изключе-
ние на изменената схема за за-
палване. Тя не се различава от
фиг. 3.51, така че подробно
описание не е необходимо. Тъй
като това изпълнение е подхо-
дяще предимно за портативни
уреди при захранване с ба-
терия и съотвено положе-
ние на S1, напрежение за
ценеровия диод се взима напра-
во от батерията, което слабо
влияе върху равномерността на
импулсите. Анодното съпротив-
ление на тиристора Thl е зна-
чително по-голямо, отколкото
при тиратрона Z865W. Послед-
ните две изменения позволяват
около 30% по-малко разход на
ток, отколкото при изпълнение
по фиг. 3.51. За импулената лам-
па може опитно да се подбере
екземпляр, който позволява лес-
но запалване. В тъкъв случай мо-
же С4 да се намали до 0,05 p.F,
а анодното съпротивление
10 Книга за конструктора-електроник
145
iia/Thl да се увеличи до 100 кй. форматора за запалване на им-
Използуването на тиристор пулсната лампа L4/L5 важи на-
води до незначителни изменения заното за фиг. 3.51. Тиристор-
ЗахоанВане от
71 -.прп-силициев транзистор;/з^25;
100 т w(sc100 или подобен)
12-рпр-германиев транзистор; ft'-90
(напо. ОС 121) , * 100 т W
* = споредполупроводниковитпе елементи-,
настпройда се посредством Р1 за 4 = 10+
)О0 Hz или С5 се права с превключваеми
стайности*.
Dl,D2-силициеви плоскости^
диоди^700У; ^0,7А (SYOOS...
509или подобии}
7)3-ОА 705, GA 10У или подоб-
на ^90\! „ Г
Ls: запалбаица оооина
3 70" или подобна
Фиг.¥3.52
Схема на транзисторен стробоскоп с тиристорно запалване
в схемата по отношение свърз-
ването на тиристора към импулс-
ния генератор. Запазват се бук-
сите за измерване на честота
„/х“, съответно „trK. За транс-
ното запалване е по-удачно
техническо решение, но понас-
тоящем за любителите е по-ев-
тино изполэуването на тиратрон
от типа Z865W.
146
4.
Сигнални и алармени инсталации
Към сигналните и алармените
инсталации принадлежат според
приложението им естественен
вече разгледаните в разделите
3.1 до 3.5 светлинни релета и
индикатори на светлината. В то-
зи раздел трябва да бъдат раз-
гледани някои други светлинни
електронни алармени и сигнални
инсталации и като допълнение
към това — някои работещй на
други принципи устройства.
4.1. Прости индикатори
на влага
Индикаторите на влага могат
да бъдат използуваНи например
за контрол на лехите в оранже-
риите, в селското стопанство за
контрол на хранилища за кар-
тофи, в промишлеността и тър-
говията за контрол на складо-
вите помещения. Изграждането
на инсталацията зависи преди
всичко от задачите, конто са
поставени пред нея, поради кое-
то може да бъде разгледан са-
мо основният схемен принцип
Едно оригинално приложение-
което може да бъде полезно,
не само за големи детски ясли,
е снабдената със съответни
електроди „електронна бебешка
пелена“, подаваща при навлаж-
няване сигнал.
4.1.1. Постояннотоков бате-
риеи индикатор на вла-
га
На фиг. 4.1 е показана една
проста схема. Т1 и Т2 обикно-
вено са запушени, техните съ-
противления база—емитер нама-
ляват вредния остатъчен ток.
Релето (/?£/) не е задействува-
Фиг. 4.1
Прост индикатор на' влага с батерийно
захранване. Възможна е направата му
със силициеви транзистори, при което
резисторът 3 кй се увеличава на г=»10
-т-33 кй
но. Когато между специалпо по-
ставените електроди Е1 и Е2
се появи влага, между тях въз-
никва проводяща връзка: Т1 по-
лучава базов ток, с което се от-
пушва Т2. Релето (Rel) се за-
действува и включва в зависи-
мост от поставената задача под-
ходящ сигнал. Ако за Т1 и Т2
147
се’използуват транзистори с го-
ляма стойност на р, устройство-
то започва да реагира още при
съпротивление между Е1 и Е2
добре да се използува промеж
лив ток. Фиг. 4.2 показва една
прилежна схема. Тъй като най«
често инсталациите са стацио-
Фиг. 4.2
Схема на индикатор на
влага с променливотоково
захранване от мрежата.
В полете, образувано от
непрекъсната линия, се из-
ползува схемата от фиг.
314 като сигнален при-
емник
от 5*MQ и повече. Ако е необ-
ходимо да бъдат индицирани
малки количества влага (влажен
въздух в складовете), електро-
дите се правят от малки жични
решетки с тънък пълнеж от тъ-
кан. Тъканта се напоява с хиг-
роскопично съединение, в най-
простия случай със солен раз-
твор.
При контролиране на лехи,
хранилища за картофи и др. ре-
лето е задействувано, докато
почвата изсъхне. Е1 и Е2 са ме-
тални плочи, заровени в земята
на подходящо разстояние (из-
пробва се в зависимост от чув-
ствителността и изискваната
степей на задействуване). Недо-
статък на тази схема: при вла-
га и продължително протича-
не на ток се получава електро-
литно разяждане на електроди-
те. Освен това могат да се по-
лучат увреждания в гъсто на-
редените един до друг корени
на растенията в лехите.
4.1.2. Променливотоков инди"
катор иа влага
За да се избегне споменатият
недостатък на електролитно раз-
йадане, в случайте, когато има
непрекъсната влажност, е по-
нарни, работи се с мрежово на-
прежение. Един звънчев транс-
форматор захранва електрода
EI с 3V (състояние, споменато
в предишния раздел). Е2 е евър-
зан с входа на един променли-
вотоков приемник. Може да се
използува (означено в пунктира-
ното поле) схемата от фиг. 3.14.
С потенциометъра Р1 се нагла-
еява чувствителността на задей-
ствуване (степей на влажност),
грубото нагласяване се провеж-
да отново чрез подходящо из-
биране на разстоянието Е1—Е2.
В схемата според фиг. 3.14 от-
пада FT-, също така и самоза-
държането {Та, Rel) е излишно.
В зависимост от степента на
влажност може да бъде спесте-
но едно усилвателно стъпало, в
случая Т2 (на фиг. 3.14), при
което ТЗ се свързва директно с
ТЕ Релето /?е/ не се задейству-
ва дотогава, докато влагата не
надмине една минимална стой-
ност. Захранването на усилвате-
ля според фиг. 3.14 става по
показания начин (фиг. 4.2) от
звънчевия трансформатор през
изправителен диод GY 100 или
през малък селенов изправител.
Нужно е грижливо филтриране
(1 000 pF — електролитен кон-
дензатор; стойността на дадения
148
на фиг. ЗД4 електролитен кон-
дензатор 100 pF също трябва
да бъде увеличена до 500 pF),
тъй като в противен случай оста-
тъците от пулсациите на за-
хранващото напрежение могат
да предизвикат симулирането
на несъществуваща влага.
На използуването на подобии
съоръжения в растителните ле-
хи и др. пречи евентуално само
електрическото поле около Е1
и Е2, което влияе на растения-
та. В такива случаи тези елек-
троди трябва да се разположат
така, както е показано на фиг.
4.3. Ако Е1 стърчи от двете си
страни извън Е2 и ако провод-
ниците са положени изолирано,
извън цилиндъра Е1 няма ника-
къв вреден ток. За предпазва-
не от предизвикваната от влаж-
ната или съдържаща химикали
почва корозия за електродите
трябва да се използуват по въз-
можност благородии метали или
други корозйонноустойчиви
сплави. Във връзка с това за Е2,
а в случай че електрическото
поле на разсейване не пречи —
и за двата електрода, има пре-
димство използуването на въг-
ленови електроди (демонтирани
от стари батерии).
Като допълнение трябва да се
спомене, че тези схеми са под-
ходящи за сигнализиране на ни-
вото в резервоари, пълни с про-
водящи течности. При водни раз-
твори електродите могат да бъ-
дат разположени непосредстве-
но над водното ниво. Ако, ниво-
то се покачи, Е1—Е2 получа-
ват връзка и се подава сигнал.
Ако става дума за резервоар с
помпа, съответното реле може
да спре двигателя на помпата.
При спадане, на нивото връзка-
та Е1—Е2 се прекъсва и дви-
гателят на помпата се включва
отново, така че резервоарът не-
прекъснато се поддържа пълен.
Mema^HoTi
лента
/стомана
или месинг/
Цилиндор-
-Mpem
/месинг[
Е2
£7
Фиг. 4.3
Предложение за направата на електро-
ди за индикатора на влага при изпол-
зуването му за измерване на влага в
лехите
При споменатите в началото
„електронни бебешки пелени“,
конто не са шега, а намират
наистина приложение в големи-
те детски ясли и домове за кър-
мачета, електродите Е1 и Е2 се
поставят във вид на малки ме-
тални фолиа в пелената и се
свързват чрез банан-щекер към
инсталирания до леглото кон-
такт; оттам един проводник во-
ди към инсталираното в съсед-
ната стая сигнално устройство.
При това към едно сигнално
устройство могат да бъдат
свързани паралелно повече про-
водници.
Еетествено с подобно устрой-
ство може да бъде предпазена
и ваната в банята от препъл-
ване.
f
4.1.3. Индикатор на влага
с много малка консума-
ция на тока на покой
Показаният на фиг. 4.4 индика-
тор е особено подходящ за кон-
трол на всички видове растител-
149
ни насаждения (от оранжерията
до домашната саксия), но може
да бъде използуван и за други
подобии цели. При понижено
постигат малки размера на елекч
тродите. Докато Re е по-малко.(
от 100 кй, двата транзистора
са запушени. Релето Rel не е
Я5
I |<^о
R1
<+4,5/
vtSpP
"’C/ l '
lOnF I
Реле
—*------•----------4-----1------<_
Т1 :npn-Si*100mW,te80 , _ ,
Т2pnp-Ges400mw(GC30iur,u псаоони)
P^O,heo~^OOpA
DI произволен munOjA(6fiuOU/lU подоони)
Фиг. 4.4
Индикатор на влага
с много слаб ток
на покой и оптиче-
ска възможност за
блокиране
съдържание на влага трябва да
бъде подаден сигнал. При по-
добии инсталации ниската кон-
сумация на установения ток в
нормалното състояние играе осо-
бена роля; освен това не е не-
пременно задължително сигна-
лизиране в момента, даже напр.
през нощта е нежелателно. Схе-
мата работа с тактов генератор
като сигнален генератор, който
е блокиран в състояние на по-
кой посредством евързани на;
късо база—емитер. Съпротивл е-
нието Re възниква между поста-
вените в земята, която се кон-
тролира, електроди, а токът,
който протича, е от порядъка
на няколко микроампера и не
оказва никакво вредно влияние.
За предпазване на електродите
от корозия се препоръчва те да
бъдат направени от въгленови
пръчки (от стари батерии). За
домашна употреба могат да се
използуват също така и графит-
ни мини за моливи, с който се
задействувано и консумацията
на ток в състояние на покой на
цялото устройство не е повече
от 10 р.А, така че една обикно-
вена батерия за фенерче пред-
ставлява достатъчно сигурен
източник месеци наред при про-
дължителна работа на устрой-
ство™. При изсъхване на почва-
та съпротивлението Re става по-
голямо от 100 кй и през R1 и
FW Т1 получава базов ток. По
този начин Т2 също се отпуш-
ва и тактовият генератор започ-
ва да работа. По начина си на
работа той отговаря на описа-
ното в раздел 3.7.4.2 (фиг. 3.28)
устройство на реле за мигаща
светлина и поради това няма да
бъде описан подробно. В случая^
на показаното във фиг. 4.4 ораз-
меряване на елементите релето
се включва за около 1 секунда на
всеки 10 4-15 секунди. Неговият
контакт (който не е начертан
на фигурата) може да подаде
подходящо сигнализиране (на-
150
пример звънец). В този случай
консумацията на ток е значител-
на само за времето, докато трае
сигнализацията, като в паузите
тя е нищожна. Времената на па-
узите и на сигнализирането мо-
гат да бъдат регулирани с С1,
R1 (паузи) и R3 (продължител-
ност на сигнала) според необхо-
димостта. R5 и С2 имат задача-
та да предпазят входа на схе-
мата от вредни пулсации, конто
биха могли да доведат до по-
грешно задействуване на сигна-
лизацията. Фоторезисторът FW
(за това не може да се изпол-
зува фотодиод) може и да от-
падне в даден случай. Той има
за задача да предпазва от не-
нужно сигнализиране през нощ-
та. Достатъчно е нищожна свет-
лина да попадне върху FW (при
достатъчно нискоомно Re), за
да може устройство™ да работи.
Тази схема може да варира в
широки граници. Така например
тя може да се използува в об-
ратная случай — за сигнализира-
не на появяването на влага (го-
лямо съдържание на влага във
въздуха в склада или в архива).
В този случай Re отпада или се
замества при нужда от потен-
циометър (около 1МЙ) за нагла-
сяване на границата на чувстви-
телност, електродите на датчика
за влага се включват на място-
то на фоторезистора FW (тряб-
ва да се внимава връзката да
бъде добре изолирана!) и R5 се
свързва последователно от стра-
на базата с фоторезистора FW.
Уредът реагира още при някол-
ко мегаома преходно съпротив-
ление на FW (R1 при нужда се
намалява). За индикация на ви-
сока относителна влажност е
достатъчно използуването на
електроди от две графитни ми-
ни, дълги 10 mm, забодени в на-
поено със солен разтвор и след
това изсушено филцово парче на
близко разстояние един от друг.
4.2. Схеми за контроли-
ране на зададената
стойност
4.2.1 Далечен контрол на за-
дадената температура
С помощта на схемата на фиг.
4.5 а е възможно отдалеченото
контролиране на температурата
на производно място за измер-
ване. Устройството може да се
използува за контрол на аквари-
уми, сушилни, хладилници, на
температурата на складовите по-
мещения и др. , при конто тем-
пературата не трябва да бъде
над или под една определена
зададена стойност. За датчик
служи един термистор HL (съ-
противление при студено състо-
яние R20 около 1204-150 Q; за
това могат да бъдат използува-
ни между другото компенсйци-
онният термистор от транзистор-
ните уреди, както и всички ви-
дове измервателни термистори).
Транзисторите Т1 и Т2 се свър-
зват противопаралелно. При ед-
на предварително зададена тем-
пература между HL и потенцио-
метъра Р1 в точката D съще-
ствува определено напрежение
Нека първо Р2 и РЗ да са за-
въртени в положение А. В тази
точка трябва да има същото
напрежение, както в точка D.
Тогава нито през Т1, нито през
Т2 протича базов ток. Ако оба-
че температурата започне да се
151
покачва, тогава съпротивление-
то на термистора се понижава
и напрежението в точка D спа-
да. Напрежението в точка А
ТЗ през ценеровия диод Zfy.
При това релето Rel не е зь-
действувано. Ако Т1 или Т2 ее
отпушат поради разлика в тем-
Фиг. 4.5
а—схема за контрол на зададената температура; устройството съобщава за
всяко отклонение от зададената температура; б—схема на устройството за кон-
трол на зададената стойност на осветеността
става отрицателно в сравнение
с това в точка D и поради то-
ва долният транзистор се от-
пушва. В обратния случай (из-
студяване на термометъра HL)
надрежението на D става по-
вдсоко от това на А, поради
което горният транзистор се от-
пушва. Температурата, при коя-
то напреженията в точките А и
D са равни, може да се настрои
с помощта на потенциометъра
РТ, с Р1 се настройва устрой-
ството на зададената темпера-
тура. При малки отклонения на
температурата е отпущен или
Т1, или Т2. Тъй като техните
колектори са свързани успоред-
но, и в двата случая се пони-
жава колекторният потенциал
поради пада на напрежение вър-
ху резистора 10 kQ. Но този
потенциал отпушва транзистора
152
пературите, колекторният потен-
циал спада под стойността на
ценеровото напрежение, ценеро-
вият диод е запушен, релето
Rel се задействува и се подава
желаният сигнал. Ако се желае
устройството да се задействува
при по-широки температурки
граници, с помощта на Р2 и РЗ
може да се изместят съответ-
ните „сравнителни потенциали“
за Т1 и Т2 спрямо точка D. В
този случай Т1 и Т2 се отпуш-
ват (съответните потенциометри
се поставят в положение В) при
по-големи отклонения на напре-
жението в точка D. Докато тем-
пературата и заедно с нея на-
прежението в точка Д се изме-
нят между зададените с Р2 и
РЗ стойности, устройството не
се задействува. Дали темпера-
турата спада или се покачва, не
може да се установи с устрой-
ство™. В този случай е подхо-
дящо да се използува триточ-
ковата индикация според раз-
дел 12.6.3.
4.2.2. Контрол на зададената
стойност на осветеност-
та
С помоща на същата схема мо-
же да се контролира и зададе-
ната стойност на осветеност, ако
на мястото на термистора на
фиг. 4.5 а се свърже един фото-
резистор с допълнителен тран-
зистор за усилване, поставен в
точките С и D, както е показа-
но на фиг. 4.5 б. Р1 има сега
стойност 10 kQ и служи, както
преди, за нагласяване на зада-
дената стойност. Р2 и РЗ опре-
делят максимално допустимо™
отклонение на осветеността от
дадената стойност. Схемата дей-
ствува по същия начин, както при
контрола на зададената темпе-
ратура.
Тази схема може да намери
приложение например в меди-
цинската електроника за контрол
на осветеността на лампите за
облъчване (светлинни бани). При
това фоторезисторът може да
бъде закрепен на самия пациент,
така че могат да се обхванат
преместванията на пациента от
облъчващата лампа, конто изме-
нят интензивността на облъчвд-
нето.
Едно друго приложение на
схемата е използуването й като
предпазна светлинна бариера. В
този случай изкарването на ба-
риератй от строя с помощта на
допълнителен светлинен източ-
ник не е възможно, респ. пода-
ва се тревога, тъй като при из-
ползуването напр. на джобно
фенерче не може да се постиг-
не точната сила на светлината.
Други приложения могат да
се намерят в химическата про-
мишленост. Концентрацията на
цветна или мътна течност мо-
же да бъде контролирана по
време на производството, при
което течността се провежда
през стъклена тръба. При кон-
стантно поддържан светлинен
източник (постига се като се из-
ползува лампа с нажежена жич-
ка, през която протича констан-
тен ток или на която е прило-
жено константно напрежение
например според раздел 5.4.1
или 5.2 (лампа вместо акумула-
тор) респ. раздел 5.7) силата на
светлината, преминаваща през
течността, зависи само от ней-
ната концентрация. В зависимост
от това, дали светлината става
по-силна или по-слаба, се задей-
ствува контролното устройство,
чийто фоторезистор в схемата
от фиг. 4.5# контролира освете-
ността. И в тези случаи може
да се използува с предимство
триточковата индикация според
раздел 12.6.3.
4.2.3. Устройство за сравнява-
не на цветовете
Често се налага контролирането
на цвета на някои продукта
(цветни Платове, лакове, цветни
материали). Това може да бъде
направено или чрез сравнение с
един детайл от същия цвят (та-
зи възможност е дадена в раз-
дел 12.6.3.) или чрез електронно
измерване на цветната темпера-
тура. Този метод изисква обаче
153
константно осветяване (по въз- при електронния контрол на цве-
можност подобно на дневното та и при електронното сравня-
осветление, респ. в зависимост
от целта на използуване на кон-
Мрега
Фиг. 4.6
Оптическо разположение на устройст-
вото за сравняване на цвета. Тази схе-
ма отговаря на входа от фиг. 12.20
тролираните обекти) и с това
той се приближава до визуал-
ното възприемане. От цветната
фотография са известки специ-
алните филтри за светломер,
конто могат да бъдат купени
на виска цена от специализира-
ните фотографски магазини. Те
се състоят от синьо-червена
комбинация (не могат да бъдат
използувани произволни червени
и сини филтри) и се поставят
на обикновен светломер за опре-
делянето на цветната темпера-
тура, необходима за направата
на цветни снимки с естествени
Цветове. Един такъв филтър (про-
изводство на фирмата ARNZ—
Йена) се състои от две пос-
тавени една над друга червена
и синя половинка. Този филтър
може да се използува успешно
ване на цветовото съответствие.
Фиг. 4.6 показва схематично
оптическата част на контролното
устройство. Тя се състои от два
фоторезистора, разделени един
от друг от светлонепроницаема
преграда, като върху единия.
попала отразената светлина от
контролирания обект, преминала'
през синия филтър, а върху дру-
гия през червения. Светлинният
източник, служещ за осветяване
на обекта, не трябва да осветя-
'ва директно това устройство.
FW1 и FW2 се намират в мос-
товата схема на един триточков
индикатор на зададената стой-
ност, показан изцяло на фиг.
12.20, където неговото функци-
ониране е описано подробно. Оз-
начението на отделните елемен-
ти във фиг. 4.6 съответствува
на означението на елементите на
фиг. 12.20. С R1 се провежда фи-
ната настройка на желания цвят,
а с R2 — допустимият обхват на
отклонението на цвета. Двете
индикаторни кампи (фиг. 12.20)
участвуват при наличието на за-
дадения цвят. При отклонение
на цвета в посока „студено*
или „топло“ оцветяване се за-
действува ту едната, ту другата
лампа. Повече подробности за
схемата са дадени в раздел
12.6.3.
4.2.4. Индикатор на зададена-
та стойност на напре-
жението
Фиг. 4.7 показва една леска за
реализиране триточкова индика-
ция за контрол на поддържане-
то на зададена стойност на на-
154
прежението. Тя може много че-
сто да замести необхо лимите за
тази цел скъпи волтметри, осо-
бено като се има пред вид, че
тррлира (ако става дума за про-
менливо напрежение), може да
бъде изправено (еднопътно из-
правяне и филтриране с малък
/7 4 •> 600mW;p>SO[6С301 или подобии)
(или съотбеггии силициеви типове, след то да да се
с.йена палярността на zapzoa, us,uLa
Lal..3^ 0.1А;3,8... или съотбетни. релета
ZDT,ZD2:Uz-ие-3ададени гранична стойности
(Тапобе 250 mW... /И/ според Ue)
Uiсилициев диод £ иетах ; яа 0,1 А-тип,/сана при сила -
ииеви про - транзистори или при гернаниевц типове и
Ue>12V/
Фиг. 4.7
Индикатор на зададената стойност на напрежението. При подцъркане на зададе-
ното напрежение свети лампата 2, при понижаване—лампата 3, при повишаване—
лампата 1
могат да се използуват много
евтини (любителски) транзисто-
ри. При изменение на полярност-
та на всички напрежения и на
ценеровите диоди могат да бъ-
дат използувани също прп-са-
лициеви транзистори. ZD1 и ZD2
се оразмеряват (ако се изисква
голяма точност на индикацията)
според напрежението, което ще
се контролира, или в противен
случай под него, така че на вхо-
да Ue може да бъде направено
фино регулиране със свързания
преди това потенциометър. На-
прежението Ue, което се кон-
електролитен кондензатор е на-
пълно достатъчно) и при нуж-
да преди това трансформирано
в по-ниско (напр. контрол на
мрежовото напрежение) Тук е
важна разликата между ценеро-
вите напрежения на ZD1 и ZD2.
Тя определя ширината на „нор-
малната" (зададената) облает на
напрежението и по този начин и
границата на задействуване на
индикаторните лампи при откло-
нение от зададената стойност
С два ценерови диода, чиито це-
нерови напрежения се различа-
ват едно от друго само с ия-
155
колко десети от волта, може да
бъде индицирано отклонение на
Ue от зададеното напрежение
от няколко десети от волта. За-
даденото напрежение на Ue се
намира между двете стойности
на ценеровото напрежение. Це-
неровият диод с по-малко це-
нерово напрежение се поставя
на мястото на ZD2. Действието
на схемата е много просто. При
£7е=зададената стойност ZD2 е
вече отпушен, докато ZD1 е
още запушен. Поради това Т2
се отпушва, Т1 е запушен и
чрез своето колекторно напре-
жение отпушва ТЗ. Лампата
La2 показва наличие на зададе-
ното напрежение, Ако Ue спада
и премине под зададената със
ZD2 стойност, Т2 се запушва,
лампата La2 угасва и напреже-
нието на колектора отпушва Т4.
Лампата La3 показва ниското
напрежение. При повишаване на
зададената с ZD1 гранична стой-
ност на напрежението ZD2 и Т2
са отпушени, а Т4 се запушва-
и ZD1 отпушва транзистора Т1.
Лампата Lal показва повишава-
нето на напрежението, при кое-
то едновремено спада колектор-
ното напрежение на Т1 дотога-
ва, докато ТЗ се запуши и лам-
пата La2 угасне. Диодът D1 ня-
ма нищо общо с индикаторната
функция и действува като пред-
пазен диод, особено при изпол-
зуването на силициеви транзис-
тори и при положение, че стой-
ността на Ue се качи над — 5V
(при силициеви транзистори) или
+ 12V) при германиеви транзисто-
ри), диодът поема тези напреже-
ния за транзисторите от особе-
но високите базови обратни на-
прежения, тъй като при смяна
156
на полярността на Ue и двата
ценерови диода работят в пра-
ва посока. D1 може да бъде
ползуван като изправител (поля-
ризиран в съответствие с вида
на транзисторите), ако трябва Да
се контролира променливо на-
прежение Ue. След D1 към пб-
ложителния проводник трябва
да се постави още и един елек-
тролитен кондензатор (около 10^.
4-50 pF, като напрежението му
отговаря на максималното очак-
вано напрежение на Ue). Напре-
жението на лампите не влияе
на точността на индикацията.
То може да бъде избрано про-
изводно, като трябва да се обър-
не внимание на еднополюсното
свързване на ламповото напре-
жение с Ue. На мястото на лам-
пите могат да бъдат поставени
и релета. По този начин може
да се пусне в действие някаква
регулираща величина (напр. уп-
равление за трансформаторен
регулиращ двигател и др.).
4.2.5. Капацитивен индикатор
на нивото
Показаната на фиг. 4.8 схема
е подходяща за сигнализиране
на нивото на съдържанието на
резервоари и др. под. при непро-
водими течности. Индикация,
подобна на разглежданите в раз-
дел 4.1 схеми, не е възможна
при непроводими течности. Ка-
то измервателна величина при
действуваща като диелектрик
течност може да се вземе изме-
нението на капацитета на един
датчик спрямо стената на резер-
воара (или при непроводими
контейнери и на два датчика
един спрямо друг). На фиг. 4.8
е показана една подходяща за
това схема. Т1 и L1/L2, С1 об-
разуват генератор за честота от
10 до 15 kHz. Взимайки пред
(около 1000 навивки, 0,08 mm
ПЕЛ). Тези ориентировъчни ве-
личини са валидни за около 10
kHz, С1= 10 nF и стойност на
Т2'> 100mW,P ? 100, Jceo <
ТЗ- s 40QmW;p 5 40
Di- GA 100 ила подобна
* Да се проберят стоймстите
Фиг. 4.8
Схема на капацитивния индикатор на ниво. Подходящ е за непроводящи течности
вид възможното излъчване на
висши хармонични и валидните
за него условия на смущаващото
излъчване не се препоръчват, а
и не са необходими значително
по-високи честоти. L1+L3 се нави-
ват върху черупковидни сърцеви-
ни (топфкерни), като броят на на-
вивките зависи от стойността AL
на използуваната сърцевина и
трябва да бъде опитно определен
(евентуално да бъде малко из-
менен С1). Ориентировъчни стой-
ности за L1 са 200-1-300 навив-
ки, 0,1 mm ПЕЛ за L2— около
3~ от броя на навивките на L1,
а за £3 — около 5- до 12-крат-
ният брой на навивките на L1
Al от около 400. НисКочестот-
ното напрежение на£3 се пода-
ва на една мостова схема, чия-
то дясна верига се образува от
Р1 и от резистора 30 kQ, а ля-
вата верига се състои от конден-
затора С2 и капацитета на дат-
чика F. Датчикът се поставя ка-
то плосък, изолиран електрод
на около 5 mm разстояние от-
вътре на служещата за втори
електрод стена на резервоара.
Капацитетът му в нормално със-
тояние (според целта на прило-
жение пълен или празен резер-
воар) трябва да бъде приблизи-
телно равен на капацитета на
С2; за тази цел С2 може да бъ-
де евентуално изменен. При не-
157
проводими контейнери един вто-
ри датчик поема функцията на
стената на резервоара.
В нормално състояние (нор-
мално ниво на контейнера) мос-
тът е в равновесие, респ. на-
стройва се с помощта на Р1
точно, така че в съединителна-
та точка Р1—30 kQ, да не въз-
никва напрежение. При измене-
ние™ на нивото в резервоара се
изменя капацитетът на датчика,
с което мостът излиза от рав-
новесие и на базата Т2 се из-
правя възникналото мостово диа-
гонално напрежение. Заедно с
кондензатора 0,1 p,F D1 пред-
извиква посредством удвояване на
напрежението по-висока граница
на чувствителност (която се на-
стройва с Р2). Полученото на-
прежение управлява Т2 и ТЗ,
така че се задействува Pel и
нормализира отклонението от
предварително зададеното ниво.
Проводникът към датчик F тряб-
ва да бъде къс и с малък ка-
пацитет; затова тук се препоръч-
ва цялата схема да бъде евен-
туално разположена директно
при контейнера. При прекалено
дълъг проводник на датчика не
само се намалява границата на
началото на задействуване, тъй
като се взима пред вид капа-
цитетът на проводника и с то-
ва се намалява изменението на
капацитета, но по проводника
на датчика могат да навлязат
смущаващи напрежения с мре-
жова честота или други, конто
се изправят при Т1 и дават
грешна индикация. За да се из-
бягнат пулсации от мрежата, мо-
же да се включи една дроселца
бобина с достатъчно голяма ин-
дуктивност (навиват се около
0,54-1 път от навивките на L3
върху една макара от същия
тип). Дроселната бобина се вкюч-
ва на мястото на кондензатора
0,1 pF и D1 в точката на свър-
зване Р1—30 kQ и масата (ба-
зата на Т2 се свързва също
към тази точка). С това чув-
ствителността спада почти напо-
ловина.
Висока чувствителност е необ-
ходима особено тогава, когато
трябва да се сигнализира за мал-
ки отклонения в нивото и раз-
ликите в капацитета на датчика
са съответно малки. Висока чув-
ствителност е необходима също
и за едно възможно разширява-
не. Вместо релето може да се
включи (или пък успоредно на
него) един волтметър и по този
начин се постига непрекъсната
индикация на нивото в резерво-
ара при положение, разбира се,
че датчикът е достатъчно дъ-
лъг, за да обхване цялата теч-
ност. В този случай измервател-
ният инструмент се нулира с
помощта на Pl а с Р2 се регу-
лира крайното му отклонение.
Индикацията в никакъв случай
не е строго линейна, обаче е
достатъчна за използуване в
много области, напр. за контрол
на нивото на горивото в резер-
воара на автомобилите. Когато
схемата се използува в автомо-
билите, тя се захранва от аку-
мулатора, а напрежението тряб-
ва да се стабилизира с ценеров
диод.
158
4.3. Високочестотен
ключ, който се за-
действува при при-
ближаване
При работа на високочестотните
ключове, конто се задействуват
при приближаване и работят с
антена (практически при всички
Приложение: витриини рекла-
ма (при преминаването на мину-
вачи осветлението се задейству-
ва), алармени устройства срещу
кражба, регистриращо и брояч-
но устройство за различии сто-
ки, за преминаващи превозни
средства и др. Когато се изпол-
зува като брояч, релето /? може
Фиг. 4.9
ВЧ-ключ. действуващ при
приближаване
изпълнения), трябва да се спаз-
ват законните предписания за
излъчване на смущаващи сигна-
ли. Използуването им е допусти-
мо само с разрешение на Мини-
стерството на съобщенията.1
4.3.1. Високочестотен лампов
ключ, който се задей-
ствува при приближаване
На фиг. 4.9 е показана схемата
на високочестотен ключ, действу-
ващ при приближаване и рабо-
тещ на капацитивна основа. При
приближаването на човек или
предмет до антената, служеща
за датчик, устройство™ реагира
поради разстройването вследст-
вие изменение на капацитета
и релето 7? се задействува.
да включва малко броячно уст-
ройство. Схемата представлява
осцилатор на ХУТ-КЮН с ЕС92
или подобен на нея триод, а
може да се използува и пентод.
Използуват се също така и ста-
ри лампи (един опитен образец
би могъл например да работа с
RV12P2000). Осцилаторът гене-
рира непрекъснато една често-
та, чиято стойност по принцип
не е от значение (удобна стой-
ност е 1MHz, за която важат
стойностите, зададени във фиг.
4.9) L1/C1 определят честотата
и са сложени в отделна ширмо-
вана кутая, в която влиза и ре-
шетката на лампата. L1 е една
* Става дума за Министеретвото на съоб-
щенията на ГДР (б. прев.)
159
обикновена бобина за трептящ
кръг за средни вълни. Триме-
рът на обратната връзка СЗ се
регулира дотогава, докато за-
почнат генерациите, ако близо
до датчика няма никакъв обект.
Чувствителността на схемата за-
виси от отношението L/C на
анодния трептящ кръг. Ето за-
що това отношение се избира
голямо. За L2 може евентуално
да се използува бобина за дъл-
ги вълни. Съпротивлението на
решетката зависи от типа на
лампата и екземпляра и се ораз-
мерява опитно. Настройката се
извършва с С2 и СЗ, като на-
края завършва с С2. С2 трябва
да има по възможност малка
стойност. Анодният ток в със-
тояние на осцилиране е около
1,5 mA (зависи от стойността на
решетъчното . съпротивление) и
става около 12 mA при преуста-
новяването на трептенията, кое-
то се получава, когато до анте-
ната в анодната верига се при-
ближи някакъв предмет и реле-
то се задействува. При отдале-
чаването на обекта от обсега
на антената трептенията трябва
да се възстановят отново. Чув-
ствителността зависи от вида
на датчика и грижливата на-
стройка на схемата. Опитният
образец е снабден с антена, дъл-
га около 50 ст, и се задейству-
ва при приближаване до нея на
14-2 т. Практично е използува-
нето на малко по-големи антенн,
напр. опънат на зигзаг върху
дървения таван проводник. С
тях може да се постигне по-го-
лям радиус на действие, но на-
стройката става по-трудна, защо-
то лицето, което я извършва, се
намира в обсега на действие на
160
устройството. Схемата трябва jja
се монтира в затворена металйа
кутия (екранирана от всички
страни). Анодното напреженйе
(при крайна чувствителност съ-
що и отоплителното напреже-
ние) трябва да бъде добре ста-
билизирано. Това се постига,
когато комплектного устройст-
во (захранването на фиг. 4.9 не
е дадено) се захранва през ма-
лък магнитен стабилизатор на
напрежението. В противен слу-
чай измененията на напрежение-
то предизвикват грешно задей-
ствуване или отказ на схемата.
Би било хубаво, ако към мре-
жовия шнур се свърже високо-
честотен дроселен филтър.
4.3.2. Транзисторен високоче-
стотен ключ, който се
задействува при при-
ближаване
В много приложения не е необ-
ходим голям радиус на дейст-
вие. В такива случаи предимст-
во пред ламповата схема от
фиг. 4.9 има подобна схема, иЗ-
пълнена с транзистори, която е
показана на фиг. 4.10. Принцй-
път на действие на тази схема,
както и настройката й отгова-
рят на тези, описани в предиш-
ния раздел. Трептенията на оС-
цилатора се преустановяват то-
гава, когато кръгът С1)Ы е
разстроен. Това става или чрез
капацитивна разстройка на дат-
чика (прилага се освен в горе-
споменатите случаи и като кра-
ев превключвател за всякакци
машини), или чрез индуктивна
разстройка на бобината L1. В
тази си форма устройството
може да се използува добре и
като идентификатор на метали,
напр. в транспортните ленти за
неметалла материала (за контрой
на зърното), или като брояч на
малки метални детайли (произ-
бини, навити върху кухи ферит-
ни сЪрцевини, чиито брой на на-
вивките зависи от стойността
на At на ядрото. Изводът на L2
се прави на около 15% от от-
Фиг. 4.10.
Транзисторен ВЧ-ключ,
който се задействува при
приближаване
водство на съчмени лагери, на
винтове и др.). В този случай
L1 е въздушна бобина с диаме-
тър 20 mm, височина 10 mm,
работна честота 100 kHz, с око-
ло 1 000 навивки от 0,12 mm
ПЕЛ и с извод към базата на
около 25% от навивки ге от дол-
ния й край (фиг. 4.10). При ка-
пацитивно задействуване L1 е
навита върху черупковидна фе-
ритна сърцевина, като броят на
навивките зависи от стойността
на Al на ядрото и избраната
честота (средният извод се пра-
ви също така на 25%). Капа-
Цитивната разстройка се прави
освен при честота 100 kHz и
при честота 1 MHz. При 100 kHz
се работи с GF 105, докато при
1 MHz трябва да се използува
GF 126 или друг подобен тип
с гранична честота от най-малко
Ю-?12 MHz, с висока чувстви-
телност и добра стабилност.
За L2/L3 сё използуват бо-
рицателния край на бобината
(зависи от конкретните данни
на транзисторите). Намотките
на L3 са 10 ч-12% от броя на
навивките на L2. Всички навив-
ки се правят с 0,14-0,12 mm
ПЕЛ. Настройката на схемата
се прави с тримерите С2 и СЗ,
като завършва с С2 . При из-
ползуването на особено добри
високочестотни транзистори СЗ
може да се намали до 1 pF или
по-малко. СЗ трябва да се на-
строи така, че осцилаторът да
започва <сигурно да се възбуж-
да. Високочестотното напреже-
ние, което се взима от L3, се
изправя в Т2, който същевре-
менно се и отпушва: релето ие е
задействувано. Когато L1 се раз-
строи Или шунтира, трептенията
престават, Т2 се запушва и ре-
лето се задействува. Голямото
предимство на тази' схема се
състои в това, че тя не е чув-
ствителна към температурни от»
11 Книга за конструктора-електроник
161
клонения и изменения на захран-
ващото напрежение, поради кое-
то дори при работа с мрежово
напрежение (през трансформа-
тор, изправител и /?С-филтър)
не се изисква стабилизирането
му. Схемата се монтира в ме-
тална кутия, за да бъде добре
екранирана. Когато L1 е въздуш-
на бобина, датчикът не се из-
ползува. При честота до 100 kHz
е възможно увеличаването на
диаметъра на L1 до 10 4- 20
ст, като, разбира се, броят на
навивките трябва съответно съ-
що да бъде променен. Ако схе-
мата се използува за броене на
голямо количество малки пред-
меты (при промишлено използу-
ване), те се пускат да премина-
ват през бобината L1. В мелни-
ците например потокът от зър-
но може да бъде прекарван през
L1, при което се регистрира на-
личието .на чужди метални те-
ла и в случай на нужда чрез
релето се изключва мелницата.
Тук не са дадени подробни
стойности за уголеменото изпъл-
нение на L1, тъй като този ва-
риант не е бил използуван в
опцтния образец. В промишле-
ността обаче често се използу-
ват такива устройства.
4.4. Сензорни ключове
Сензорните ключове са устрой-
ства, конто се задействуват чрез
леко докосване на една произ-
водна по форма проводяща по-
върхност. Сензорните ключове
обикновено се захранват от
мрежата, а през едно достатъч-
но голямо съпротивление върху
проводящите повърхности (вклю-
ващи повърхности) често има
мрежово напрежение спрямо зе-
мя. При тяхното докосване про-
тича ток (много малък) спрямо
земята. Този ток предизвиква
например задействуването на ре-
ле, с което могат да бъдат из-
вършени различии процеси. В
случай че се използува промен-
ливо мрежово напрежение, необ-
ходимият ток за задействуване
на ключа се получава, ако тяло-
то на човека е изолирано спря-
мо земята, от капацитета между
тялото и земята; в противен
случай намиращите се винаги
в пространството чужди полета
(мрежова честота, високи често-
ти) предизвикват включването.
За включващи повърхности мб-
гат да се използуват напр. ча-
стите на настолната лампа, коя-
то ще се запалва само от до-
косване или от приближаването
на ръката до тях. За запалване-
то на осветлението в стаята
може да се използува дръжка-
та на вратата, като при нейното
докосване осветлението се за-
палва автоматично. На същия
принцип чрез проводяща повърх-
ност, поставена върху перила-
та на стълбите, може да се
включи автоматът за осветление-
то. Сензорният ключ би могъл
да се използува и като аларме-
на инсталация, при което включ-
ващата повърхност представ-
лява обектът, който трябва да
се охранява. Малкото примери
са достатъчни. Главното, на кое-
то трябва да се обърне внима-
ние при сензорните ключове е,
че проводящите повърхностц
не трябва да имат голям капа^
цитет спрямо земя, за да се из-
бегне задействуване на ключа,
предизвикано от собствения каг
162
пацитет'на датчика. Поради то-
ва проводниците към датчика
трябва да бъдат къси; наширо-
ко разположени обекти не са
подходящи за включващи по-
върхности.
ните смущения в тиристорните
схеми виж раздел 15.10.’
СХемата на фиг. 4.11 , съдър-
жа силовата част за включване,
състояща се от тиристор Th и
изправителни диоди D1—D4.
01.4, >350/>1А
OS в ^20У S.Q1A '
Th >350/ >1А (Тыс ЗА)
Фиг. 4.11
Сензорен ключ с тиристор вместо с релё
4.4.1. Сензорен ключ с тири-
стор
На фиг. 4.11 е показана схема-
та на един свързан към мрежа-
та сензорен ключ с транзистор.
Основно за този вид сензорни
ключове е казаното накрая в
раздел 4.4.3. Освен това трябва
да се припомни, че тиристорни-
те схеми към мрежата водят
до високочестотни смущения.
В този случай обаче тиристорът
се запалва в близост до прехо-
да през нулата, така че не се
образуват никакви значителни
високочестотни смущения. За
отстраняване на високочестот-
Тази мостова схема позволява,
какъвто е случаят в други схе-
ми, използуването само на един
тиристор. В сравнение със Схё-
мите с два срещуположно свър-
зани тиристора, тя е по-евтина
и по-проста за изпълнение от
любителя. Към схемата е вклю-
чено и захранването (звънчев
трансформатор КТ г, D5+-D8,
електролитен кондензатор 100-4-
-4-500 pF), което може да се из-
ползува и в схемата от раздел
4.4.2— фиг. 4.12. Звънчевият
трансформатор КТ г и диодите
D5-=rD8 създават работното на-
прежение от 10 до 14 V за тран-
163
зисторите. /Сато символичен то-
вар в случая е приета една
лампа с нйжежаема жичка. Мак-
сималната мощност на консума-
тоъа независимо от неговата
функция зависи от параметрите
на D1 — D4 и на тиристора Th.
С един тиристор с ЗА могат да
се включат до 450 W, ако се
използуват дадените диоди.
Тиристорът се запалва и свърз-
ва на късо постояннотоковия
клон на моста, докато от Т5 се
получава управляващ ток. Този
начин на свързване (изместване
на товара в променливотоковия
клон на моста 01-^04) има
предимството, че товарът съ-
държа мрежово променливо на-
прежение и не е необходимо
специално осигуряване на диод-
ния мост. Товарът се включва
при свързване на късо на D14-
D4 и Th. Сензорният ключ пред-
ставлява заедно с включващата
повърхност А и изключващата
Е един тригер. Тази схема е
обяснена подробно в раздел
8.1.3. Т1 и Т4 управляват тран-
зисторите Т2 и ТЗ на тригера.
D9 и D10 предпазват базите от
импулси с високо напрежение в
обратна посока. Колекторът на
ТЗ управлява Т5, който от своя
страна управлява тока на запал-
ване на тиристора. Ако сензор-
ният ключ се окаже много чувст-
вителен, което води до неста-
билна работа и самостоятелно
задействуване, има възможност
тази чувствителност да се на-
мали с включването на резисто-
ри, успоредно на D9 и D10 (стой-
ността йм се определи опитно
и е ориентировъчно от 1 до 100
kQ). D9 и D10 могат да бъдат
произволни германиеви диоди.
164
4.4.2. Сензорно време-реле
с тиристор
С помощта на принципа, описан
в предишния раздел, може да
се направи време-реле, което се
задействува с една включваща
повърхност, без да има изключ-
ваща повърхност, а се изключ-
ва самостоятелно след изтичане-
то на определено време. На фиг.
4.12 е показана схемата.
Силовата част в този случай
се различава, за да може за-
хранващото напрежение за тран-
зисторите да се вземе директно
от мрежата, без да се използу-
ва трансформатор. По този на-
чин е възможно схемата да бъ-
де направена по-малка. Естест-
вено може да се използува и
силовата част от фиг. 4. 11 или
обратно—силовата част от фиг.
4.12 да се използува за захран-
ването на тригера на фиг. 4.11.
Товарната верига се намирав
постояннотоковия клон на моста
и трябва да се обърне внимание
на вида на консуматора, защо-
то не е възможно използуване-
то на всички видове консумато.
ри (трансформатори, двигатели)-
В случая консуматорът отново
е означен символично с La. Ра-
ботното напрежение за транзи-
сторите се получава от мрежо-
вото напрежение през резистора
което се стабилизира с це-
неровия диод ZD и се филтрр-
ра с С4. D5 предотвратява раз-
реждането в обратна посока .в
силовата част. Предимството на
тази схема е това, че отпада из-
ползуването на трансформатор,
но недостатъкът й се състои
загубата на мощност в резисто-
ра /?.„ (вж. данните на фиг. 4.12;),
така че и Двата варианта имат
предимства и НедостатЪци и из-
борът им зависи от начина на
използуване.
йане изискват по възможност
гбЛеми стойности на На тран-
зисторите Т1 и Т2, което се
постига с изподзуването на си-
7Ы 5350V, 5’А (ТИПЗА) Ri^2^ 500S‘>(^OT2)v (^вп^тА}
DI A, *350V;>!A(SY205 ши подобии) Rn^1?!<Q ^^0W)2> ^2>.Jon<O,lA J
05 > 20V 5 01Л (BY 100 ши подобна) R3=0,!. 0,8Ртг б2(Фина настроила на
06 Сшлщиев’duoOx 20V >10mA(SAY... ОАОООшИподабш) RAkO.6/3rt-RI °Аемето)
ZD. TunlW. Uz.x5.5V R5=l .2 RA-
TI. Т2:прп-сшии,ие6,р>юо, >200тИ/(Зстах > Js-Th) Cl x25... lOOOyF (Груба настройка на
ТЗ лрп-силициед,/з>150;(Си.шцие6-дпласмасо6
корпус или пддобни)
брвмето)
Фиг. 4.12
Сензорно време-реле с тиристор вместо реле
Време-релето е всъщност един
моновибратор, чието принципно
функциониране е обяснено в раз-
дел 8.1.2. ТЗ служи за эадей-
ствуване с външен сигнал (из-
веждане от псевдостабилното
състояние на време-релето). R3
и С1 са елементите, конто оп-
ределят времето. Оразмеряване-
то на схемата зависи от тока
на запалване на тиристора (еДно-
амперови тиристори могат да се
запалват сигурно с 15 mA, до-
като по-мощните типове от ЗА
и повече изискват ток до 0,1 А).
От това и от напрежението вър-
ху ZD се определят Rl, R2 и
Rv. Големите времена на включ-
лициеви транзистори. За СЗ,
ТЗ и D6 важи казаното за чув-
ствителността на сДемата от
фиг. 4.11; чувствителността мо-
же и в този случай при необхо-
димост да бъде намалена. Със
зададенйте на фиг. 4.12 ориен-
тиров’ьчни стойности могат да
се посТигнат времена на включ-
ване до 10 мин. R3 може да
бъде потенциометър за измени-
не времето на включвайе.
4.4.3. Сензорен ключ с тран-
зистори
Сензорен ключ може да се на-
прави също (по предложение на
G. Pichl) с реле и германиеви
165
транзистори, както е показано
на схемата на фиг. 4.13. Основ-
ната част на схемата е един три-
гер, състоящ се от транзисто-
рите Т2 и ТЗ (вж. раздел 8.1.3).
много бързо чрез остатъчните
токове на Т4, без да е необхо-
димо включването на допълни-
телни елементи. С докосването
на изключващата повърхност А
Фиг. 4.13
Сензорен ключ с германиеви транзистори
Мрежа 221№
Транзисторите Т1 и Т4 работят
като импедансни преобразувате-
ли и позволяват задействуване-
то на тригера с помощта на мал-
кия ток, възникнал при докосва-
нето на включващата повърх-
ност. При докосването на включ-
ващата повърхност Е отрица-
телната полувълна на възбуди-
лия се ток към земята отпуш-
ва транзистора Т4. Напрежител-
ният импулс на емитерното му
съпротивление отпушва тран-
зистору ТЗ, при което Т2 се
запушва. Колекторното съпро-
тивление на ТЗ е релето Rel,
което се задействува и включва
свързания към него консуматор.
Кондензаторът, който е свързан
към базата на Т4 и има стой г
ноет 3 nF, се зарежда вслед-
ствие' изправителни ефекти на
базата и след това се разрежда
по същия начин се отпушват
транзисторите Т1 и Т2, при кое-
то ТЗ се запушва и релето се
изключва.
Тъй като е необходимо ди-
ректно евързване към мрежата,
захранването става през един
кондензатор 0,47 pF. Резисто-
рът от 1 kQ дава допълнител-
на сигурност при възможна по-
вреда на кондензатора и нама-
лява освен това токовия удар
при включване. Този резистор
оказва малко влияние върху на-
маляването на напрежениет о.
Посредством кондензатора се
избягва неикономичното, отде-
лящо много топлина, съпротив-
ление и функционирането на
схемата става независимо от по-
ляритета (поради използуваната
мостова изправителна схема
на Грец).
166
Схемата може да бъде напра-
вена и за други типове релета
и напрежения, като се спазват
препоръките от раздел 8.1.3.
Ако трябва да се оразмерява
наново за друго реле, трябва да
се има пред вид консумацията
и работното му напрежение. С
тези данни и със съпротивле-
нието на навивките на релето,
което участвува в пресмятането
като колекторно съпротивле-
ние на ТЗ (колекторното съпро-
тивление за Т2 трябва да бъде
равно на съпротивлението на на-
мотайте на релето), могат да се
намерят другите - необходими
стойности, като се съблюдават
правилата, дадени в раздел
8.1.3. Консумацията на ток на
схемата (на фиг. 4.13 в съответ-
ствие със заложеното реле, кое-
то е 25 mA), както и работното
напрежение (в примера около
124-14 V) определят конденза-
тора при различните оразмеря-
вания. Неговата стойност може
значително да се различава от
0,47 pF и се определи опитно
така, че да може да се полу-
чи избраният за изчисленията
колекторен ток. Стойностите
в преобразувателното стъпало
Т1 и Т4 оставят непромене-
ни.
При релетата трябва да се
внимава да има добра изолация
на контактите, тъй като ще
включват мрежово напрежение.
При всички сензорни ключове
трябва да се обърне внимание
на това, че те имат непосредст-
вена връзка с мрежовото напре-
жение и трябва да бъдат осигу-
рени срещу докосване. Изклю-
чение правят само включващи-
те повъохности.
4.4.4. Сензорен ключ без
свързване към мрежата
Намиращите се в пространство-
то електромагнитни полета (ви-
сокочестотни или 50 Hz полета)
могат да служат също за задей-
ствуване на сензорни ключове.
В случая става дума за изпол-
зуването на напрежения, конто
например могат да се чуят във
високоговорителя на нискоче-
стотния усилвател, като се до-
пре с пръст входът му. Една
друга възможност е въздейст-
вието на малък високочестотен
генератор при докосване на ни-
кой от трептящите му кръгове.
Всички тези варианти водят до
направата на батерийни, а по то-
зи начин независими от мрежата,
лесно преносими и не на послед-
но място безопасни за любителя
сензорни ключове, конто рабо-
тят на основата на реле.
За това може да се използу-
ва например описаната в раздел
4.3.2 (фиг. 4.10) схема, датчикът
на която може да се преобра-
зува във включваща повърхност
(схемата да се направи за 100
kHz или по-малко). СЗ и изво-
дите на L1 и L2 според фиг.
4.10 се избират така, че осци-
латорът да изключи при дирек-
тно докосване на датчика. Ре-
лето Rel е задействувано, дока-
то трае докосването на датчика.
От схемата на фиг. 4.10 може
също така да отпаднат транзи-
сторът ТЗ и релето Rel и от ко-
лектора на Т2 през един кон-
дензатор от 10 nF до 0,1 pF да
се вземе включващият импулс
и към него да се включи тригер
(раздели 8.1.2 и 8.1.3), така че
по този начин се получава ключ
167
за включване или изключване, а
ако се включи моновибратор, ще
се получи време-реле. Недоста-
тък на този принцип е възмож-
Двата сензорни ключа, конто
използуват вече споменатите
електромагнитни полета, са без
собствено високочестотно напре-
Г5 non S, ; ЧОО mW Pi 40
О i 02 Силициеди диоди* 20^' ’ОтА/ОАЧОО Чл* или подобна)
0.3 Gfiijnu S>» 0! А Ю V100 или подобии)
Фиг. 4.14
Сензорен ключ без мрежово захранване
71. 3. npn-Si,p ^ЮО/напр с пАастнасоди корпуса)
ТУ рпр -без 200mW(6G301UMl подобна)ft ? 90
Oh Силициед нмък duod^ZOV/OmAftAV 0А900или подобна)
02'Произволен Si-или ОехО,/А(6УЮоили подобии)
*92= Фана настройка на дренето на Включдане
СЗ:/.. 20и Г Груба настройка на дренето
Фиг. 4.15
Сензорио време-реле без мрежово захранване
ното излъчване на високочестот-
на енергия, която обаче поради
малките размери на датчика не
може да бъде хваната.
168
жение. На фиг. 4.14. е показана
схемата на един такъв сензорен
превключвател, а на фиг. 4.15 е
дадена схемата на сензорно
време-реле. Тук отново се изпол-
зува тригер, респ. моновибратор,
снабден с тригерни транзисто-
ри и реле. Поради това става
тролът, би трябвало да се из-
ползува по възможност по-ка-
чествен динамичен микрофон,
който може да възприеме всич-
Фиг. 4.16
Пълна схема на индикатора на нивото на шума. Към А може да се включи
успоредно второ индикаторнО стъпало (Р2-*-Т4 и La)
излишно обяснението на дейст-
вие!’ о на схемите.
4.5. Индикатор на ниво-
то на шума
В промишлеността, при контро-
ла на транспортните средства,
в областта на охраната на тру-
да и т. н. се налага често да се
определи силата на паразитните
звукове, на работния шум и т.н.
Ако при това е необходимо да
се контролира определена, мак-
симално допустима сила на зву-
ка, може да се избегне изпол-
зуването на скъпите фонометри.
Контролът на увеличение то на
веднаж нагласеното на апарата
ниво на шума, може да се про-
веде със схемата, дадена на
фиг. 4.16.
На входа Е се включва един
микрофон, който ще възприема
шума. За да бъде точен кон-
ки честоти, конто действуват на
човешкия слух. Подходящи . с а
всички студийни и добри бито-
ви динамични микрофони с им-
педанс около 200 Q-?5 kQ. Ко-
гато условията не се изменят
непрекъснато (същия цех), или
пък когато се провежда конт-
ролна проверка, микрофонът мо-
же да се замени с един малък
високоговорител. В зависимост
от областта на приложение с Р1
се прави грубата настройка на
чувствителността на уреда, за да
се избегне претоварването на след
ващите стъпала Ни Т2 (ин-
дикаторна грешка). Т1 и Т2 са
свързани като двустъпален нис-
кочестотен усилвател. Върху Р2,
който се използува като фин ре-
гулятор за индикацията на шу-
ма, пада едно нискочестотно на-
прежение, което е достатъчно
за действителната индикация. Р2
169
се нагласява така, че индикато-
рът да се задействува точно на
нагласеното ниво на шума (при
нужда да се сравни с промиш-
лен фонометър).
При това Р2 трябва да е
завъртян най-много до полови-
ната, в противен случай трябва
да се увеличи Р1.
Индикаторът работи на прин-
ципа, описан в раздел 12.5, и за
индикация използува лампа с
нажежаема жичка. Неговото пу-
скане става по начина, описан
там. Индикаторната лампа е от
тип 6 V/0,05 А и преминаване-
то на настроената граница на
шума се разпознава по мигаща-
та й светлина. Консумацията на
ток в момента на мигането е
около 60 mA (в паузите 7 mA);
ето защо трябва да се използу-
ва достатъчно силна батерия.
Подходящо е1 използуването на
две плоски батерии по 4,5V,
свързани последователно. Р1 и Р2
се нагласяват само един път; по-
ради това те се монтират вътре
в устройството, за да не могат
да бъдат изменяни отвън. Ус-
тройството се монтира заедно с
микрофона или високоговорите-
ля в една кутия, като отвън се
поставят само индикаторната
лампа и ключът за батерията.
В точка А могат да се вклю-
чат успоредно две по един и
същи начин направени индика-
тор ни стъпала, започващи с Р2,
т. е. с един фин регулатор. Ако
Р2 на двата индикатора се на-
гласят на различии стойности и
ако индикаторните лампи се оц-
ветят различно, ще се постиг-
нат две нива на шума и по то-
зи начин ще се индицират три
нива на звуковата честота. Та-
170
ка може да се прави разлика,
между един допустим за крат-
ко време шум (единият индика-.
тор се задействува) и едно не-
допустимо ниво на шума (двата
индикатора мигат).
4.6. Устройстве
за контрол на ско-
ростта с две свет-
линни бариери
Често се налага да се контро-
лира скоростта на движещ се
обект. При това обикновено е
достатъчно определянето не на
действителната стойност на ско-
ростта, а само установяването
на превишаване на предварител-
но зададена върхова скорост.
Контролираният обект може да
бъде превозно средство или ня-
какъв предмет върху поточна
линия. Други области на прило-
жение могат да се намерят в
спорта. Показаната на фиг. 4.17
схема работи с две светлинни
бариери, конто се намират на
определено разстояние една от
друга. Разстоянието зависи от
случая на приложение, а разпо-
ложението на бариерите е на-
пречно на посоката на движе-
ние на обекта, от който се пре-
сичат една след друга. Двете
светлинни бариери свършват с
фоторезисторите FW1 и FW2.
Контролираният обект прекъс-
ва първо светлината, падаща
върху FW1, а после върху FW2.
В обратна посока не се регист-
рира. Тъй като трябва да се ре-
гистрира само превишаването на
някаква най-голяма стойност
(превишаването напр. на макси-
мално допустимата скорост на
71 8 s lOOmW; /3*80 (Tt, T5:100M
01 Ge-Гип GA 100 или подо о HU.
02 Si-Гор fOA 900, SAY...,SY200)
03-проазоолни >O,IA >2QV
Фиг." 4.17
Устройство за контрол на скоростта с 2 светлинни бариери. При превигпаването на една регулируема
максимална скорост се задействува сигналът 5
движението), схемата може да
се направи съвсем опростена.
При засенчването на FW1 се
запушват Т1 и 72, при което на
колектора на 72 се получава от-
рицателен скок на напрежение-
то. Това напрежение се прилага
на базата на ТЗ (импулсния вход
на моновибратора, състоящ се
от ТЗ и Т4) и предизвиква пре-
минаването му в псевдостабил-
но състояние.
Използуваните два моновиб-
ратора са направени и оразме-
рени според напътствията, да-
дени в раздел 8.1.2 (фиг. 8.4),
така че става излишио описва-
нето на функционирането им.
Чрез'запускащия импулс се от-
пушва ТЗ, а Т4 се запушва, та-
ка че на колектора на Т4 и по
този начин на анода на DI се
подава отрицателно работно на-
прежение. По този начин D1 е
запушен. Продължителността на
това състояние на запушване
зависи от времето на действие
на моновибратора ТЗ Т4 и мо-
же да се настроила с Р1. Гру-
бата настройка се провежда с
С1, като този електролитен кон-
дензатор може да се използува
чрез превключване на повече об-
ласти, ако устройство™ трябва
да се направи универсално.
Малко след като е пресякъл
първата светлинна бариера, обек-
тът пресича и втория светлинен
лъч, като с това засенчва FW2,
което води до запушване на Т5
и Тб. На колектора на Тб се полу-
чава отрицателен скок на на-
прежението. Тъй като, както
приехме, диодът D1 е още за-
пушен, този импулс попада през
D2 на базата на Т7 и по този
начин се запуска вторият моно-
вибратор (Т7, Т8). Релето Rel
се задействува. През неговия
контакт Rel се получава жела-
ният сигнал на сигналния изход
S. Продължителността на сиг-
нала може да се настрои с С2
и с базовото съпротивление от
30 кЙ на Т8 (необходимите стой-
ности за сигурна индикация на
релето са дадени на фигурата;
за да може сигналът да продъл-
жи достатъчно дълго, за да се
отчита хубаво, С2 трябва да бъ-
де от 100 до 500 pF при поло-
жение, че не се използува са-
мостоятелно задържане на кон-
тактите па Rel и Та) или ако се
използува даденото на фигура-
та самостоятелно задържане.
При това релето остава вклю-
чено под въздействието на ра-
ботното напрежение и след то-
ва не може повече да индицира.
Сигналът остава до натискане-
то на бутона за нулиране Та.
Ако контролираният обект се
движи по-бавно, времето за за-
къснение на запуснатия от FW1
първи моновибратор е изтекло,
преди FW2 да е затъмнено. По-
ради това първият мултивибра-
тор се връща още преди това
в състоянието си на покой (ТЗ
запущен, Т4 отпушен), при кое-
то диодът DI има на анода си
съвсем малък изходен потенци-
ал (в случая някъде около
—0,54—0,8V). Ако сега F. Ц72 се
затъмни, отрицателният импулс
от колектора на Тб ще премине
през D1 пТ4. Напрежението на
DI, D2 сега не е достатъчно, за
да се отпуши D2 (силициев ди-
од с напрежение на отпушване
0,5 до 0,7V). Поради това Т7
не се отпушва и вторият моно-
вибратор не се задействува; кон-
172
тактите на релето не се затва-
рят. Сигнала се получават само
ако обектът е пресякъл FW2 в
рамките на времето на закъсне-
ние, настроено с Р1. Затова не-
обходимата минимална скорост
зависи от времето на закъсне-
ние на моновибратора и от раз-
стоянието между двете светлин-
ни бариери. При много големи
скорости трябва да ре избере
относително голямо разстояние
между двете светлинни бариери,
а при много малки скорости ос-
вен малкото разстояние между
двете светлинни бариери е не-
обходимо С1 да има по-голяма
стойност. Зададените на фиг.
4.17 стойности за С1 и Р1 са
подходящи за разстояние от 1 ш
между светлинните бариери, за
да може да се измери скорост
от 20 до 180 km/час; Тези стой-
ности са особено подходящи за
използуването на апарата при
контролирането на движенйето
по пътищата и в моторпия спорт.
Р2, РЗ се нагласяват в зависи-
мост от дължината на светлин-
ния път и мощността на лампа-
та на светлинната бариера така,
че Т2 и Тб да бъдат напълно
отпушени (колекторно-емитерно
напрежение 0,7-?-1,0V), респ.‘та-
ка, че двете бариери да се за-
действуват със сигурност. Спе-
циално при използуването на
апарата в спорта и пътното дви-
жение се препоръчва направата
на специални оптически принад-
лежности (насочване на светли-
ната). Диодът D2 тук има за-
дачата да повдигнеминималио-
то напрежение на отпушване ца
Т7, така, че съссигурност да
бъде го-голямо рт остатъчния
потенциал на катода на D1 (то
се получава от остатъчното на-
прежение на колектора на Т4—
сравни с фиг. 8.4) ц задържа-
щото напрежение на Ш, който
по тези причини трябва да бъ-
де напревен от германий.
Схемата работа много, надеж-
дно и осигурява (необходимо
е стабилизирането на захранва-
щото напрежение) точност на
индикацията, по-малка от 5% и
при използуване на апарата в
транспортни условия, като при
необходимост е възможно да се
направй допълнително калибри-
ране с Р1.
173
5.
Управляваща и регулираща техника
Промишлената управляваща и
регулираща техника, както и
промишлената измервателна тех-
ника се превърнаха в самосто-
ятелна, богата по съдържание
специална облает. Поради тех-
ните специфични особености и
области на приложение те пред-
лагат сравнително 'малко непо-
средствени допирни точки с лю-
бителската практика.
Схемите, елементите и апара-
тите на промишлената измерва-
телна техника имат понякога
толкова малка прилика с на-
'личните в любителската техни-
1 ка въпреки еднаквата основа,
какъвто е примерът с химичес-
। кото, промишлено производство
. на определена вещества и тях-
ното получаване с експеримен-
тални средства при училищните
опити. Поради това ще бъде
описана само една малка част
от устройствата на управлява-
щата и регулираща техника, кои-
тр могат да намерят приложе-
ния за любителя и в лаборато-
рията.
5.1. Схема на термостат
Показаната на фиг. 5.1 схема е
предназначена за кварцев тер-
мостат за любителски предава-
телни станции, но може да се
използува и за всякакви подоб-
ии цели. Термостатната камера
е означена на фиг. 5.1 с прекъс-
ната линия. Тя се включва от
релето Rel, чиито контакти ret
включват отоплителното съпро-
тивление RH, докато се достат-
ке необходимата температура,
която ще се поддържа кон-
станта (тя се избира обикновено
около 40° С). С Р1 се настрой-
ва тази температура. Като тем-
пературен датчик се използува
германиевият диод GY 100 (D1).
Принципът на действие се ос-
новала на температурната зави-
симост на обратния ток на вклю-
чения в обратна посока диод
D1. Той е независим в опреде-
лени граници от обратного на-
прежение (при G Y 100:2+0,5 V)
и се определя само от темпера-
турата на диода. Незначителни
отклонения на обратного напре-
жение не влияят върху темпе-
ратурния контрол. Поради то-
ва работното напрежение за D1
(2V) не трябва да се стабили-
зира по специален начин. При
използуването на термистор на
мястото на D1 това напреже-
ние трябва да се стабилизира
по подходящ начин (например с
ценеров диод). Т1 усилва диод-
ния ток, чиято сила е мярка за
температурата. За да се изклю-
чи влиянието на температурата
върху Т1, този транзистор се
поставя в термостата. Т1 управ-
лява един тригер на Шмид, опи-
174
сан в раздел 8.2.2. При покач-
ване на температурата се по-
качва обратният ток на D1, ко-
ранси±0,2°С. Ако схемата се
използува като кварцов термо-
стат в любителски предавател
•Фиг. 5.1
Регулираща тер-
мостатна схема
за поддържане на
константна тем-
пература;
D1--.-D6 :GH00
лекторното напрежение на Т1
спада, Т2 се запушва, ТЗ се от-
пушва, релето Rel се задейству-
ва и изключва отоплението RH,
Ако температурата започва да
спада под зададената стойност,
колекторният потенциал на Т1
се покачва, тригерът се прев-
ключва, ТЗ се запушва и реле-
то включва отново RH. Т2 и ТЗ
работят по начина, описан по-горе,
като ключове; тяхната температур
на зависимост не оказва влияние
върху функцията на схемата. На-
преженията за включване и из-
ключване на релето на базата
на Т2 се различават малко ед-
но от друго. Ако Т1 е с доста-
тъчно усилване по ток, малки
изменения в обратния ток на
D1 предизвикват включване или
изключване на релето. Темпера-
турата в този случай може да
се поддържа константна без
всякакви затруднения с толе-
тя може да се захрапи с 12V
от неговото захранване. Фиг. 5.2
онагледява предложението за
Отбор
за -
настройка
Выпрешна л
кутая " т,
Вьншен
W Т1 01
s Кбарц |
'г Стъклен
7 памук
Ванкел
Стьклен I Шаги
памук Нежданна
преграда
Фиг. 5.2
Предложение за конструиране на квар-
цов термостат
изработване на една термостатна
камера. Между другото много
подходящи за тази цел са тер-
мосните съдове.
175
5.2. Устройство за за-
реждане на акуму-
латори с констан-
тен ток
Зареждането на акумулатора ста-
ва обйкновено през едно сопро-
тивление и чрез нагласяванеТо
времето за зареждане, тъй като
след 14 часа акумулаторът не е
напълно зареден.
Описаното устройство (фиг.
5.3) поддържа тока постоянен
през цялото време на зарежда-
не на акумулатора, така че за-
реждането на гореописания аку-
Фиг. 5.3
Устройство за
зареждане на
акумулатори с
константен ток
на определен ток на зареждане.
Капацитетът на акумулатора е
известен; основно правило при.
зареждането на акумулатор е,
че той трябва да се зареди с
1,4 пъти от неговия ефективен
капациТет. 5-АЬ-акумулатор тряб-
ва да се зареди със 7 Ah и то-
кът на зареждане (ако не е из-
вестен допустимият максимален
ток на зареждане, може да се
приеме, че е 10% от ефективния
капацитет; за един 0,4—Ah-аку-
мулатор напр. 0,04А) е напр. 0,5
А за 14 часа.
При това често не се взима
пред вид, че нагласеният в на-
чалото ток 0,5 А се намалява с
увеличаване на зареждането, за-
щото напрежението на клетки-
те на акумулатора, което се явя-
ва като обратно напрежение
на зареждане, се увеличава. Към
края на зареждането токът на
зареждане е по-малък от 0,5 А,
при което трябва да се удължи
мулатор може да се проведе
„сляпо" и въпреки всичко да се
постигне точен резултат от за-
реждането. Зареждащият транс-
форматор може да бъде напри-
мер един обикновен мрежов.
трансформатор с три последо-
вателно свързани 6,3 V намотки.
Състоящият се от 4 герма-
ниеви или силициеви плоскост-
ни диоди D1—D4 (тип1А) изпра-
вителе свързан с 500 pF буфе-
рен кондензатор и може да се
използува (какъвто е случаят и с
регулиращия транзистор Т1, кой-
то трябва да бъде с мощност
4W) за акумулатори от произво-
лен вид с максимално напреже-
ние ot6V. Апаратът дава ток
на зареждане, който може да
се регулира с Р1 от 30 mA до
0,6 А и който остава константен
независимо от типа и напреже-
нието на акумулатора. Към Р1
може да се постави една граду-
ирана в ампери скала, по коя-
176
то може да се избира токът на
зареждане. При това става из-
лишно използуването на ампер-
метър. Ценеровият диод D5 под-
държа констатно напрежението
от 6 V, подадено на базата на
Т1. Транзисторът, в чиято вери-
га е включен зарежданият аку-
мулатор, е отпушен дотогава,
докато емитерното му напре-
жение е по-малко от стойност-
та на констатното му базово на-
прежение. Когато емитерното на-
прежение достигне стойността
на базового напрежение, Т1 се
запушва. При какъв емитерен
ток, който в същност е равен
на колекторния (зареждащия)
ток, ще се получи това, зависи
от стойността на Р1. Колкото
по-голяма е стойността на Р1,
толкова по-малък е емитерният
и по този начин акумулаторни-
ят ток, който предизвиква до-
стигането на съответното еми-
терно напрежение. По-нататъш-
но нарастване на тока не е въз-
можно, тъй като Т1 се запуш-
ва. Ако по време на зарежда-
нето се повиши акумулаторно-
то обратно напрежение, токът
на зареждане намалява съответ-
но. Поради намаляването на па-
да на напрежението в емитер-
ната верига се намалява потен-
циалът на емитера, чрез което
Т1 се управлява и токът на за-
реждане се усилва отново. По
този начин схемата поддържа
непрекъснато тока на зарежда-
не константен. През Т1 проти-
ча токът на зареждане и меж-
ду колектора и емитера му се
намира напрежението на зареж-
дане в точка А, намалено със
сумата на акумулаторното на-
прежение и това на емитерната
верига. Последното е почти рав-
но на ценеровото напрежение.
Ако на А има 15V, а падащо-
то върху акумулатора напреже-
ние е напр. 4V (като при това
сме приели ток на зареждане 0,5
А), между емитера и колекторр
има 15V—6V—4V = 5V. От-
тук и о.т тока на зареждане се
получава 2,5 W разсейвана мощ-
ност на Т1. При това Т1 тряб-
ва да бъде най-малко с мощ-
ност 4 W (за по-големи акуму-
латорни напрежения или токове
на зареждане е необходимо из-
ползуването на по-мбщен тран-
зистор) и да има достатъчно го-
лям радиатор. Натоварването на
Т1 може да се намали малко,
ако при зареждането на акуму-
латори с ограничен брой клетки
(до 4 V) се намали взетото от
зареждащия трансформатор на-
прежение чрез превключване на
12 V.
5.3. Устройство за за-
реждане на акуму-
латори с автоматич-
но превключване
в буферен режим
Често се поставя задачата аку-
мулаторите да се поддържат
винаги в готовност за експлоа-
тация. За тази цел те се включ-
ват непрекъснато през зареж-
дащото устройство към мрежа-
та и се зареждат с малка стой-
ност на тока. Това се налага за
устройства (описаните в раздел
3 алармени светлинни бариери),
конто и при спиране на мрежо-
вото напрежение трябва да мо-
гат да функционират. Непрекъс-
нато протичащият ток на за-
реждане трябва да бъде малък;
12 Книга за конструктора-електроннк
177
в противен случай акумулато-
рът ще се презареди. При по-
дълго консумиране на ток от
акумулатора обаче този малък
ради което ТЗ се отпушва. Све-
тенето на La индицира зареж-
дането. При буферна работа La
не свети и през ТЗ протича аку-
Л*
\tkQ ZZ25flF
2OQ
35V
0.2A
'200&
P2
Pl
5^г.
Акум/латор
tyZ.SAh
---------
Tl,T2->ti0mW,/3>S0
T3:4W,(3>35
ZD1 ,7.02'• Tun 1W
Фиг. 5.4
Устройство за зареждане
на акумулатори с авто-
матично превключване в
буферен режим
ток.не е достатъчен за повтор-
но зареждане. В такъв случай
може успешно да се използува
една схема, която дозарежда
бързо акумулатора (напълно или
частично разреден) със съответ-
но силен ток, а в края на за-
реждането, когато се достигне
пълнбто зареждащо напрежение,
се , включва (в. буферен режим с
малък ток на зареждане. При
консумиране на ток от акуму-
латора се превключва автома-
тично силният зареждащ ток.
На фиг. 5.4 е показана тази схе-
ма. Като изправител и трансфор-
матор могат да се използуват
дадените на фиг. 5.3, при което
трябва да се свържат точките
А (фиг. 5.3 и 5.4).
При включването ;на устрой-
ството през Р1 се зарежда елек-
1 ролитен кондензатор от 25 pF.
Чрез пада на напрежението вър-
ху Pl, Т1 се отпушва за крат-
ко време. Т2 не получава до-
статъчно базово напрежение, по-
му латорният зареждащ ток. Той
създава върху Р1 и след зареж-
дането на електролитния конден-
затор от 25 pF (който играеро-
лята на стартер на Т1) пад на
напрежението, който от своя
страна поддържа Т1 отпущен. С
увеличаване на зареждането се
повишава напрежението на аку-
мулатора и емитерният потен-
циал на ТЗ. Ако се достигне
крайното напрежение на зареж-
дане от 7,5 V (важи за акуму-
латор от 6 V), емитерният по-
тенциал на ТЗ отговаря на не-
говия базов потенциал, който се
определи твърдо от ценеровия
диод ZD2 и РЗ. ТЗ не се от-
пушва достатъчно добре и то-
кът на зареждане се намалява.
По този начин се намалява Jna-
дът на напрежението върху Р1,
така че сцадането под една оп-
ределена стойност на зарежда-
щия ток (15-^20 mA) не може
да отпуши повече Т1. Неговият
повишен колекторен потенциал
178
отпушва транзистора Т2, при
което базовият потенциал на
ТЗ продължава да намалява
и ТЗ се запушва напълно. За-
реждането е приключено, La
угасва. Базовият потенциал на
ТЗ сега е малко по-висок от
напрежението на ценеровия диод
ZD1 и може да се определи с
Р2. Едва когато акумулаторното
напрежение спадне толкова, че
този потенциал се намали и от-
пуши отново ТЗ, през ТЗ, аку-
мулатора и Р1 започва отново
да тече зареждащият ток. Т1
пак се отпушва, а Т2 се запуш-
ва. ZD2 и РЗ определят отново
базовия потенциал на ТЗ. Тъй
като той е по-висок отпреди, ТЗ
се отпушва пак напълно, дока-
то се достигне крайното напре-
жение на зареждане. Включва-
нето и изключването на тока на
зареждане става скокооОййзно.
Р1 се нагласява така, че иаключ-
ването на тбка на зареждане да
става тогава, когато е спаднал
по време на зареждането с око-
ло 20 mA (в зависимост от ба-
зового гранично напрежение на
Т1, което е различно за отдел-
яйте екземпляри, трябва ев§н-
туално да се измени свързани-
ят успоредно към Р1 резистор-
от 10 £2). РЗ се нагласява на
крайното напрежение на зареж-
дане (изключващо напрежение)
от 7,5 V; когато акумулаторни-
те клеми достигнат това напре-
жение, устройството трябва да
прекъсне тока на зареждане.
С Р2 се нагласява буферното
напрежение (при него става
включването на тока на зарежда-
не) на около 6,5 V. Ако акуму-
латорното напрежение спадне
под тази стойност вследствие
консумация на ток или само-
стоятелно разреждане, се про-
вежда допълнителното зарежда-
не. По този начин акумулаторът
се поддържа непрекъснато за-
редей. Началният ток на зареж-
дане е около 0,35 А и спада към.
края на зареждането, преди да
се изключи, до около 20 mA.
Оразмеряването на фиг. 5.4 е за
акумулатори от 6 V (оловни аку-
мулатори) и капацитет от 2 до
5 Ah, т. е. отговаря на най-чес-
то използуваните в любителска-
та практика акумулатори. ZD1
и ZD2 са за 6 V; за ТЗ важат
същите зависимости катозасхе
мата на фиг. 5.3. Едно преораз-
меряване на схемата за други
типове акумулатори е възмож-
но по принцип.В раздел 15.4 е
описано също едно устройства
за зареждане с тиристор за по-
големи акумулатори.
5.4. Електроннррегули-
рани захранващи
блокове
За получаването на строго по-
. стоянии захранващи напрежения
или на малки вътрешни съпротив-
ления на захранващите източници
голямо приложение намират
електроннорегулираните захран-
ващи блокове. В любителските
кръгове се срещат често погреш-
ни представи относно реализуе-
мостта на подобии устройства с
любителски средства. Скъпите
елементи за регулиране на мре-
жовото напрежение в промиш-
леността и лабораториите са че-
сто нерентабилни за аматьора.
Освен това конструкцията на та-
кива устройства поставя на пър-
ва линия проблемата за натовар-
179
ването на съответните регулира-
щи органи, защото при тях чес-
то се получават чувствителни
загуби на мощността, водещи
дователно свързан с консумато-
ра. Този принцип може добре
да се разпознае в простоте уст-
ройство на фиг. 5.5. Изправите-
Фиг. 5.5
Прост електронен стабилизатор за константно изходно напрежение
до значителни трудности, конто
не могат лёсно да се преодо-
леят. Ето защо тук ще бъдат
представени няколко не особе-
но сложни и задойоляващи лю-
битедските цели схеми, в конто
може, одновременно да се опоз-
нав принципно тази техника. Ще
се ограничим специално с мре-
жови изправит,ели. Ламповите
схеми нзма да бъдат разгледа-
ни, защото за любители практи-
ческо. значение имат само еле-
ментите, евързани с полупровод-
никовата техника.
Особено интересни в послед-
но време са захранващите бло-
кове с тиристори (виж раздел
15.3).
5.4.1. Стабилизатори на на-
прежение с транзистори
Описаните по*нататък схеми ра-
ботят на принципа на надлъж-
ното регулираце, което означава,
че регулиращият орган е после-
дят, който няма никакви особе-
ности (с изключение на дросела,
който трябва да бъде съвсем нис-
коомен поради големите токове),
захранва стабилизаторната схе-
ма с транзисторите TI-^ТЗ. ТЗ
е самият регулиращ транзистор,
през който протича токът за
консуматора. При празен ход
устройството дава напрежение
от 6V; това напрежение спада
при максимална консумация от
1 А до 5,7V. Вътрешното съп-
ротивление на захранващото уст-
ройство от страната на консу-
матора, свързан към изходните
букси, е 0,3 Q. Изменение на
мрежовото напрежение с ±10%
дава изменение на изходното на-
прежение с около 0,05V.
Ценеровият диод дава едно
константно опорно напрежение,
което е типично за всички по-
добии устройства. Опорного на-
прежение е 6V. Емитерният ток
на Т1, който представлява уси-
леният базов ток, управлява тран-
180
зистора Т2, а той от своя стра-
на управлява ТЗ. Резисторите
6 кй и 600 Q предизвикват на-
маляване на влиянието на оста-
тъчния ток в Т2 и ТЗ. През ТЗ
протича значителен ток, който
при включен консуматор пре-
дизвиква пад на напрежението.
Когато се достигнат тези 6V,
емитерният потенциал на ТЗ,
Т2, Т1 (тези три транзистора мо-
гат да бъдат разгледани като
един съставен транзистор с мно-
го голяма стойност на р) се
приближава до определения от
ценеровия диод базов потенци-
ал на Т1.
При по-нататъшно нарастване
на тока през ТЗ и консуматора
емитерът на Т1 става по-отри-
цателен от базата му, т. е. TI
и с това Т2 и ТЗ се запушват.
При изходен ток от 0 до 1А
транзисторите Tl, Т2 и ТЗ ре-
гулират напрежението, ако из-
ходното напрежение отговаря на
ценеровото (което е констант-
но), намалено със сумата на ба-
зово-емитерните падове на на-
прежение върху Tl, Т2 и ТЗ,
конто също могат да се прие-
мат за Константин. Това означа-
ва, че изходното напрежение ще
бъде константно. Това е прин-
ципът на надлъжното регулира-
не. Следователно изходното на-
прежение зависи от стойността
на опорного напрежение (напре-
жението на ценеровия диод).
Процесът на регулирането се
основава на сравнение на двете
напрежения и на регулиране на
тяхната разлика. Постоянство™
на изходното напрежение зави-
си освен от постоянството на
опорного напрежение и от об-
щия фактор на усилване на ре-
гулиращата верига Т1-±ТЗ, т. е.
по-високи стойности на (3 пови-
шават точността на изходното
напрежение при променлив то-
вар или променящо се мрежово
напрежение. Всички транзистори
работят в усилвателен режим.
Както може да се види от функ-
ционирането на схемата, за да
се получи превъзходно регули-
ране, напрежението от изправи-
теля трябва да бъде с няколко
волта по-високо от изходното
напрежение (тази разлика е не-
обходима не само за колектор-
ното напрежение на Т1,Т2 и ТЗ,
а също така и за да може
да се постигне достатъч-
но стабилизирано напрежение за
опорния диод и последователно
свързания с него резистор). Ако
напрежението след дросела е
напр. 10У,на колектор—емитери-
те падат 4V. При максимален
изходен ток 1 А, ТЗ е натова-
рен максимално с 4W (по-голям
изходен ток не се допуска!). От-
тук не следва да се приеме, че
ТЗ може да бъде с мощност
1W и с /Стах= 1А! Къси съе-
динения на изхода ще разрушат
веднага транзистора. Ето защо
се предвижда предпазител, кой-
то не трябва да бъде за ток, по-
голям от 1,2А. Въпреки това
един такъв предпазител е твър-
де инертен, за да може да пред-
пази транзистора ТЗ от късо съ-
единение. Скъпите регулиращи
уреди имат електронна защита,
която изключва извънредно бър-
зо при претоварване (виж раз-
дел 5.6). Схемата на фиг. 5.5 не
отговаря на всички изисквания.
Принципът на тази схема може
обаче да бъде още по-опростен
при използуването й като уни-
181
нереален захранващ блок за
джобни или преносими транзи-
сторни радиоприемници. Един та-
къв универсален , блок може да
за високите честоти, което при'
използуването му в приемници е
необходимо, за да се избягнат вй-
сокочестотни самовъзбуждания.
Z7/...4
20: ZA 250/9 Г: ODUO(IW), ft>25
(OC831,LA1,LDB30)
Фиг. 5.6
Просто универсалнО
захранване за тран-
зисторен радиопри-
емник
замести оригиналната батерия
на апарата. На фиг. 5.6 е пока-
зана такава схема, която може
да се използува за всички на-
прежения до 9V и за прием-
ници с изходна мощност до 1 W.
В този случаи необходимого
стабилизиране (приемниците не
са чувствителни на големи от-
клонения на напрежението) се
постига с един транзистор (Т1
и Т2 от фиг. 5.5 отпадат). На-
прежението на ценеровия диод
се взима от потенциометъра Р1,
с който се нагласява еднократ-
но необходимого изходно на-
прежение. Ако ТЗ е 4W идио-
дите DI+D4 са за lA(GHlO),
може да бъде консумиран мак-
симално ток О,ЗА. Филтрирането
на пулсациите става преди всичко
с С2 (най-малката стойност на С2
иС1 е 500 pF, ако мрежовите
пулсации трябва съвсем да се
премахнат). С4 не трябва да бъ-
де обаче по-голям от 500 pF:
С4 може и да отпадне.
СЗ намалява вътрешното съ-
противление на стабилизатора
Като мрежов трансформатор мо-
же да се използува в този случай
звънчев трансформатор КТ вто-
рична намотка 8 У~/1А),като ед-
новременно се съблюдават защи-
тните предписания според TGL1.
Както схемата на фиг. 5.5, така
също и схемата на фиг. 5.6 не
е устойчива на късо съединение.
Свързването на изходните кле-
ми накъсо може да доведе до
повреждане на ТЗ. Поради това
се препоръчва да се монтира в
приемника (не в стабилизатора!)
означеният с пунктир предпазен
диод, който предотвратява къ-
сото съединение при погрешно
евързване}- на полюсите между
захранването и приемника. Той
може да остане монтиран в при-
емника и когато се използуват
оригиналните батерии.
На фиг. 5.7 е показана схема-
та на един по-съвършен и с по-
добри стабилизаторни качества
захранващ блок. Тя също не е
устойчива на късо съединение
на изхода й. Ето зашо се пое-
1 TGL — стандарты на ГДР, бел. ред.
182
яоръчва, ако съответното уст-
ройство се използува за експе-
риментални цели и се.очакват
къси съединения, да се използу-
опростената схема на фиг. 5.6
тази схема има две особености:
първо сравняващото напрежение
не се взима директно от цене-
05: Германией диод 10тА(£А ЮО или породни),
ZD-- Ценеров диод > 250mW, Ui=5,5...6V
Th' > Тип 10W(GD2g0uau подо5ни),р>15р радиатор i50mm хШ)гпх2тт алдминий
TZ:> 0,4W(GC30iшиподобии) no звездообразенрадиатор;р>-6О,бсев г о,5тл
ТЗ.Т4-> l50fpW,p>60
•Фиг. 5.7
Универсално захранване с рграннчител на изходния ток за общо използуване.
Изходът е^самокпри известии условия устойчив на късо съединение
ва подходяща електронна защи-
та (напр. от раздел 5.6, фиг. 5.15).
За експериментална работа е
особено подходяща схемата,
описана в раздел 5.4.3.
Схемата на фиг. 5.7 работи на
принципа на описаните по-горе
схеми. Като регулиращ транзи-
стор трябва да се избере по-
мощен транзистор (виж указания-
та на фигурата), който трябва
да бъде монтиран на достатъч-
но голям радиатор. За да може
да се подобри стабилизацнята
и за да може регулиращата схе-
ма да работи с по-малък ток,
този транзистор се свързва по-
следователно с транзистора Т2
{схемата е позната като схема
на Дарлингтон). В сравнение с
ровия диод, а от изходното напре-
жение (с помощта на Р1 изход-
ното напрежение може да се
регулира от 6 до 12V) и мо-
же да се сравнява между база-
та и емитера на ценеровото
напрежение. Това напрежение
е особено константно, тъй като
токът на ценеровия диод се из-
вежда от изходното напреже-
ние. Ако изходното напреже-
ние, което се взима от Р1, пре-
виши стойността на ценеровото
напрежение, ТЗ се отпушва и се
намалява базовият ток на тран-
зисторите Т1 и Т2, което от
своя страна намалява и изход-
ното напрежение. Тази обратна
връзка на изходното напреже-
ние (затворена регулираща систе-
183
Об
Tl 4-^AW, Ua>30v, 13*20
ТЗ. lT,15OmW,ft>i0..9O
ЦенероВи duo&i 1W,UZ- IZpecn. 16 V
01.. 4 s3W, s 10A
D5..12-s40V, »0,U
Фиг. 5.8
Електронно стабилизирано захранване с регулируемо изходно напрежение и електронна защита
ма със сравнение на зададена-
та стойност с действителната)
ни дава голяма стабилност на
напрежението, дори и при голе-
ми колебания на изходния то-
вар.
Втората особеност на схема-
та се състои в ограничаването на
изходния ток. Тя включва Р2,
D5 и Т4. Р2 се нагласява така,
че падащото върху него напре-
жение, предизвикано от макси-
мално допустимия изходен ток,
да отпушва Т4. По този начин
базовият ток на транзисторите Т1
и Т2 протича към положител-
ния полюс и с това се ограни-
чава изходният ток и изходното
напрежение. При това обаче има
голяма загуба на мощно ст върху
Т1. Ето защо това ограничава-
н е на изходния ток не може да
замести електронната защита,но
•е в състояние да предотврати
повреди в транзистора, докато
се забележи късото съединение
или претоварването и може на-
време да се изключи стабили-
заторът. По-дълго поддържане
на късото съединение на из-
хода може да доведе до тер-
мично натоварване на Т1. Тази
схема представлява добър ком-
промис между цената и свойст-
вата на един такъв захранващ
блок за любителски цели.
На фиг. 5.8 е показана схемата
на един качествен при това отно-
сително прост захранващ блок.
Той може да бъде приет като
стандартен тип за схемотехни-
ката на стабилизирани за-
хранващи блокове от среден клас.
Изходното му напрежение е меж-
ду 0,5V и 12,5V, с груба на-
стройка в пет степени (галета
S2a-?52e), а всяка степей мо-
же да бъде регулирана фино с
с РЗ: консумацията на ток може
да бъде от О А максимално до
3 А. Функционирането на схема-
та е по принцип еднакво с това
на схемата на фиг. 5.5. Сравня-
ващото напрежение, за да се
постигне по-голяма точност, се
получава от два каскадно свър-
зани ценерови диода ZZ.910/16
и ZL 910/12. Разделителната ве-
рига на напрежението между
S2d и S2e позволява да се из-
ползува само една съответна
стойност на напрежението, коя-
то може да се регулира фино с
помощта на РЗ. Тъй като обла-
стите на напрежението при S2
се припокриват, превключването
с S2d, S2e се провежда двупо-
люсно. Транзисторите Т5 до Т7
създават усилването на регули-
ране на напрежението и отгова-
рят на Т1 и Т2 на фиг. 5.5 (тук
има едно стъпало повече, с кое-
то се постига по-голямо посто-
янство на изходното напреже-
ние). ТЗ от фиг. 5.5 (регулира-
щият транзистор) се представя
тук от. 4 мощни транзистора
Т1+-Т4, свързани успоредно, за
да може да издържи на по-го-
лям изходен ток. За да може
изходният ток да се разпреде-
ли равномерно (базово-емитерни-
те проходни съпротивления се
различават винаги), е необходимо
използуването на изравнителни-
те съпротивления R1 до R4. G
цел намаляване на разсейваната
мощност от транзисторите Т1
~Т4 при по-ниско изходно на-
прежение с 32а се намалява в
този • случай едновременно транс-
форматорното напрежение. S2b
включва също така в зависи-
мост от избраното изходно на-
185
прежение подходящий товар (при
липсваща или при съвсем мал-
ка консумация на ток на изхо-
да). Свързаната към този пре-
включвател верига на съпротив-
ления съответствува на схемата
на фиг. 5.5 със съпротивление-
то от 600 й на изхода си. Из-
ходното напрежение може да се
измери с инструмента/(.S3 в по-
ложение U), при което S2c
включва резисторът, отговарящ
на съответната облает на напре-
жението. По този начин може
да се отчитат добре и малки из-
ходни напрежения. Когато 3 е
в положение 1, може да се из-
мери изходният ток, при което
/?5 влияе на измервателния ин-
струмент като шунт. Един друг
шунт предизвиква задейству-
ването на електронната .защита
(Т8 до Т1О). Тя действува по
следния начин. Обикновено Т10 е.
запушен, T9 е отпушен и Т8,
Т11(Т11 има само индикаторна
функция) са запушени също, за-
щото на колектора на T9 няма
достатъчно високо напрежение.
Когато консумираният ток пре-
виши максимално допустимата
стойност от 3 А, върху Р6 пада
вече достатъчно голямо напре-
жение, което стига за отпушва-
не на транзистора Т10 (стойност-
та на тока ЗА се нагласява
точно с помощта на РГ), Т1 се
отпушва, при което изчезва базо-
вото напрежение на T9 и той
се запушва. Поради повишаване
на потенциала на неговия колек-
тор Т10 получава през резисто-
ра 20 кЙ допълнителен базов
ток, който го отпушва напъл-
но. Едновременно с това сега
се отпушва Т8 (заедно с него
се отпушва и Т11, който задей-
ствува лампата La, индицираща
задействуването на електроинатд-
защита) и неговият спадащ ко-
лекторен потенциал намалява
базовия потенциал на Тб толко-
ва, че той веднага се запушва,,
а заедно с него се запушват и
всички останали транзистори (Г?,.
Т1^гТ4). По този начин се пре-
къева изходният ток.
Тази електронна защита, чий-
то принцип е същият като на
разгледания в раздел 8.1.3 моно-
вибратор, действува значително
по-бързо от един обикновен
предпазител и реагира на мно-
го малко повишаване на изход-
ния ток. Само по този начин мо-
же да се избегне повреждането
на силно натоварения регулиращ
транзистор. След изключването
TI0 остава отпушен. Включва-
нето на устройството след от-
страняването на късото съеди-
нение става посредством натис-
кането на бутона Та. Токът за
зареждане на кондензатора от
0,1 |iF запушва за късо време
транзистора TI0, така че T9 се
отпушва отново и Т10 не мо-
же да се отпуши повече пора-
ди намаляване на базовия му
ток. Вследствие на това Т8 съ-
що се запушва и регулиращата
верига се включва отново. Ако
късото съединение на изхо-
да не е отстранено дори и при
натискане на Та, регулиращата
верига се изключва веднага.
За любители с по-малък опит
се препоръчва да се запознаят
с дадените в началото указания.
Ето защо тук ще дадем само
данните на намотките на транс-
форматора и дросела.
Трансформатор: Магнитопро-
вод М102/35, пермалой IV дву-
186
Фиг. 5.9
Принцип на двупозиционния стабилиза-
тор (а) и схема на едно регулируемо
захранване на този принцип (б); Т1->-
180 mW; T6:>1W (4W); DI:
: 0,1 A; D2-S-D5:1А,>20 V
странно покрит; намотка 1 :705
навивки 0,45 mm ПЕЛ; намотка
11:58 навивки, 1,5 mm ПЕЛ, из-
води от 22,5; 31; 40; 48,5 навив-
ки, намотките III и IV са всяка-
с по 120 навивки, 0,35 mm ПЕЛ.
Дросел: Магнитопровод
М102/35, пермалой IV, 1 ттвъз-
душна междина, едностранно
покрит, с 1,5 mm ПЕЛ, без меж-
динна изолация пълно навит.
5.4.2 Транзисторен двупози-
ционен стабилизатор на
напрежение
По-рядко използуван от описано-
то в предйшния раздел надлъж-
но регулиране е методът, при
който транзисторът е в надлъж-
ния клон на схемата, но работи
като ключ. Загубата на мощно.ст
върху него при една и съща
изходна мощност е по-малка о,т
тази, разгледана в предишния раз-
дел (при така нареченото „пла-
ващо“ регулиране ) (сравни с 2.
2.2.2). За любители в този слу-
чай проблемата с натоварването
на регулиращия транзистор е
ч значително опростена. Но въпре-
ки това двупозиционните стаби-
лиза'тори нямат по-висок коефи-
циент на полезно действие, тъй
като спестената загуба на мощ-
ност върху транзистора отива
за пбследователно свързаното
съпротивление. На фиг. 5.9 а е по-
казан принципът на двупози-
ционния регулатор.
Източникът на напрежение
Ue зарежда през кондензато-
ра С. Когато напрежението на
кондензатора достигне една оп-
ределена стойност, релето К се
задействува и отваря контакта
k. Напрежението върху С не
187
може повече да нараства. Кога-
то С започне да се разрежда,
пред товарното съпротивление
релето R затваря отново кон-
такта k, а през Rv се осъщест-
вява дозареждането, докато от-
ново се "достигне зададената
стойност на напрежението и k
съответно се отвори отново. При
по-малко по стойност RL, т. е. при
по-голяма консумация на ток, С
се разрежда по-бързо, k се зат-
варя по-често и периодичного
зареждане става в по-малки гра-
ници, но въпреки всичко напре-
жението върху С се поддържа
дотогава, докато през Rv може
да се проведе достатъчно в съ-
ответствие с консумацията на
ток дозареждане.
На мястото на механичного
реле К се използува ключов
транзистор. Въпреки всичко уст-
ройството има един основен не-
достатък, който обаче може на
практика да се поддържа много
малък: изходното напрежение
върху Rl съдържа остатъчна
пулсация; тя се колебае между
позициите за привличане и отпус-
кане на ^релето" К. Оттук идва
и наименованието на тази система
— двупозиционен стабилизатор.
На фиг. 5.9 б е показана пъл-
ната схема на двупозиционния
стабилизатор. Задачата на кон-
такта k поема Тб, а на релето
—един тригер на Шмид (Т2,
ТЗ с усилвателния транзистор
ТТ, така тригерът става по-чув-
ствителен и по този начин ее*
получава по-малка разлика меж-
ду двете нива на напрежението,
което предизвиква по-малка ос-
татъчна пулсация на изходното
напрежение; схемата включва и
необходимите за достатъчно до~
брото отпушване на транзисто-
ра Тб помощни ключови тран-
зистори Т4 и Тб). D1 осигуря-
ва намаляването на остатъчния
ток и бързото запушване на Тб
в момента на превключване. За-
даденото напрежение, което се
намира върху С, се контролира
от тригера през Rl, Р1 и Т1.
С R1 се определи грубо жела-
ното изходно напрежение, кое-
то може да бъде между 6 и
9 V, а с Р1 се провежда лесно
фината му настройка. По-рана
описаният тригер реагира на мал-
ки разлики в напрежението на
входа с рязко превключване.
В съответствие с казаното за
схемата на фиг. 5.9 а Тб се за-
пушва, когато Ua достигне за-
дадената стойност и се отпуш-
ва отново. когато Ua спадне.
Коефициентът на запълване (вре-
мето за запушване и отпушва-
не на Тб) зависи от консуми-
рания изходен ток. Опитният об-
разец, чието оразмеряване е по-
казано, на фиг. 5.9 б, има коефи-
циент на запълване 0,5 при из-
ходен ток около 0,3 А. Тази
схема е направена със стари
типове транзистори, конто мо-
гат да се заменят със съответ-
ните модерни транзистори. Без
да е включен товар (в зависи-
мост от утечния ток през С),
има само през няколко секун-
ди запушване на Тб, а когато
товарът е максимален (0,5 А),
775 се запушва за късо време в
интервал от 0,5 сек. Честотата
при коефициент на запълване
0,5 е 30 Hz и зависи от нагла-
еяването на Р1 и Р2. С Р2 три-
герът може да се регулира до
най-малката [остатъчна пулса
188
ция (най-малка разлика в гра-
ничните стойности), което при
малък товар е целесъобразно.
Регулиране с Р2, при което три-
герът става нестабилен (това
разлика от разгледаните досега
не се състои в стабилизиране
на колебанията на мрежовото
напрежение. При променлива
консумация устройството под-
Фиг. 5.10
Експериментален захранващ блок с токова защита. Добре приложим за опитни
работи с транзисторни устройства; Dl-s-D4 : 1А,>40 V; Tl: с мощност 4W
означава, че работи с висока че-
стота при липсващ или малък
товар), трябва да се избягва. Ко-
гато за Тб се използува транзи-
стор с мощност 4 W и когато
се намалява (С би трябвало
да се увеличи в този случай, до
2500 |iF), устройството може да
работи с изходни токове до 2А.
5.4.3. Експериментален захран-
ващ блок с токова за-
щита
Докато схемите, разглеждани в
5.4.1 и 5.4.2 са относително слож-
ни, устройството, което е описано
по-долу, може да се реализира
лесно и от любител без особе-
но голяма практика. То се при-
лага специално за изпробване
на опитни схеми, както и в ре-
монтните работилници за про-
веряване на повредени транзи-
сторни апарати, като се поставя
на мястото на батерията. За-
дачата на това устройство за
държа напрежението доста ста-
билно, което при приближаване-
то до максималния (който може
да се настрои) ток се намалява и
при неговото достйгане става 0.
В случай на късо съединение
се консумира само таканагласе-
ният максимален ток. Ако тряб-
ва например да се изследва ед-
но нискочестотно двустъпално
усилвателно стъпало, на захран-
ващото устройство се наглася-
ва необходимого работ но на-
прежение и максимално допус-
тимата (за използуваните тран-
зистори) стойност на тока (напр.
100 mA). При къси съединения
в изследваната схема по време
на работа, при грешно оразме-
рени делители на базового на-
прежение и др. може да се из-
ключи захранващото напреже-
ние, но транзисторите никога не
могат да бъдат претоварени по
погрешка.
На фиг. 5.10 е показана схе-
мата. Тук се използува принци-
189
път на паралелното регулиране,
което означава, че регулиращи-
ят транзистор лежи успоредно
на консуматора. С Р1 се изби-
рат желаните изходни напреже-
ния между 0,3 V и 22 V, с Р2
се избира максималният ток на
консумация между 6 mA и 170
mA. И към двата потенциоме-
търа могат да се поставят гра-
дуирани скали. Тогава измерва-
телният инструмент /, с който
се измерва изходният ток (през
шунта Rp, който се оразмерява
в зависимост от инструмента) и
изходното напрежение, може да
отпадне. Разграфяването наска-
лата на Р1 става с волтметър
към Ua, а на Р2— с амперметър,
включен към Ua (измерване на
тока на късо съединение).
Изходното напрежение се под-
държа константно до около
0,7--0,8 от стойността на избра-
ния с Р2 максимален ток и за-
виси още от стойността р на
транзистора; при по-голямо р
има по-добра стабилност, като
стойност от 20 е вече напълно
достатъчна. Принципът на дей-
ствие е подобен на принципа на
устройството, описано в раздел
5.2. За разлика от надлъжното
регулиране тук има по-голямо
натоварване на транзистора при
по-малък изходен ток, защото
транзисторът консумира тока,
който не се използува от консу-
матора (токът, нагласен с Р2,
остава константен и при про-
менлива консумация). Максимал-
ната загуба на мощност върху
транзистора се получава, когато
Р1 е нагласен на най-малко из-
ходно нвпрежение, Р2 на най-
голям изходен ток и от изхода
не се консумира никакъв ток.
Измененията на мрежовото на-
прежение не се стабилизират.
Поради това отклонения на мре-
жовото напрежение от ± 10%
водят до отклонения от ±10%
на Uа . Това не пречи на пред-
вижданата цел. Устройството мо-
же да замества батерията на
всички видове малки транзистор-
ни апарати при тяхното изпроб-
ване и също така се използува за
всякакъв вид експериментални
цели, защото изходът му е на-
пълно осигурен срещу къси съ-
единения.
5.4.4. Стабилизиран източник
на напрежението без
трансформатор за за-
хранвани от мрежата
схеми
В някои схеми се поставя зада-
чата да се захранват транзисто-
ри или други елементи с ниски
напрежения, конто са свързани
функционално с вериги, работе-
щи с мрежово напрежение. В
този случай е неудобно да се
използува тежък и обемист транс-
форматор, но не е удобно и по-
следователно свързано съпро-
тивление, защото то се нагрява
и от това възникват конструк-
тивни проблеми. Тогава може да
се използува една относително
проста схема, която е показана
на фиг. 5.11. Предварително ус-
ловие е мрежовото напрежение
да бъде свързано еднополюсно
със захранващата схема за ниско
напрежение и поради оразмерява-
нето максимална консумация на
ток на захранващата схема тряб-
ва да е от 100 до 150 mA.
В тази книга са показани меж-
ду другото примери за изпол-
зуване на схемата на фиг, 3.49
190
и на 15.8 (раздел 15.2.3.4). Ес-
тествено при тази схема цялото
устройство трябва да се раз-
глежда като захранвано с мре-
Свързаиият последователно към
Сп резистор от 100 й с моЩ-
ност 1/10 W представлява защи-
та при възможни къси съедине-
Фиг. 5.11
Създаване на стабилизирано
напрежение от мрежата. Схе-
мата се използува в тази
книга в много схеми за за-
хранване на свързани към
мрежата елементи, но не мо-
же да се използува за за-
хранване на батерийни ус-
тройства!
жово напрежение и да бъде съ-
ответно осигурено срещу до-
косване! При това трябва стро-
го да се спазват предписанията
и за захранваното устройство.
Това означава между другото,
че една такава захранваща схе-
ма не трябва да се използува
като един вид прост „универса-
лен захранващ блок" за апарати,
направени по начало за работа
с батерии и за конто не са
предвидени необходимите пред-
пазни средства за работа с мре-
жово напрежение.
Принципът на действие на схе-
мата е прост. Вместо последо-
вателно свързано съпротивле-
ние се използува кондензатор,
който консумира предимно ре-
активна мощност и който в срав-
нение със съпротивлението не се
загрява. Успоредно свързаният
към него резистор от 500 кЙ пре-
дизвиква разреждането на С„
при изваждането на мрежовия
контакт (в противен случай на-
прежението на заредения кон-
дензатор Cv ще се приложи на
контакта, което противоречи на
предписанията; резисторът мо-
же да отпадне, ако тази опас-
ност се отстрани по друг начин).
ния в кондензатора (в този слу-
чай, ако не използуваме предпа-
зителя, той ще изгори; това е
допустимо, ако изгарянето на ре-
зисторите не предизвиква повре-
ди на съседните .елементи (и
ограничава токовия удар при
включване до степей^ допусти-
ма за ценеровия диод ZD.
Ценеровите диоди работят в
права посока като обикновени
диоди, а в обратна посока вър-
ху тях пада ценеровото напре-
жение. Течащият през ценеро-
вия диод ток се определи от Cv
и трябва да бъде малко по-го-
лям от удвоения изходен ток.
Падащото в обратна посока
върху ценеровия диод напреже-
ние определи изходното напреже-
ние и се прилага на'изходния елек
тролитен кондензатор през О/.
D1 предотвратява разреждането
на електролитния кондензатор
през CD по време на полувълната>
през която ZD работа в права
посока. В случая става дума за
модифицирано еднопътно изпра-
вяне със ZD, което едновремен-
но с това стабилизира изходно-
то напрежение. Ценеровото на-
прежение се определи от жела-
ното изходно напрежение. Изчи-
191
сляването на Cv става излишно,
защото ценеровите диоди са две
различии класи по мощност (250
mW типове ZA250/... и SZX
както и типове от 1W SZ50)
. . ., SZ 600/ . . . )и поради то-
ва има две максимални стойно-
сти за Cz, (разликата между U2g
«„мрежовото напрежение не е
от значение). За 1 W пенеров
диод и при 12 V Coe4p.F/630V
за тип 250 mW (могат да ра-
ботят без охлаждане) Cv е око-
ло 0,68 p.F (максимални стой-
ности). С 1 W ценеров диод мо-
же да се постигне около 150
щА изходен ток, с 250 mW ди-
оди се постига около 20 mA,
което за много цели е напълно
достатъчно. В този случай кон-
струкцията може да стане мно-
го малка. D1 не е критичен (ми-
нималните му стойности трябва
да отговарят на изходното на-
прежение и изходния ток), Cv
обаче трябва да-бъде устойчив
на мрежовото напрежение (най-
малко 630 V=, а още по-добре
1 kV= или 250V ~).
5.5. Безконтактно регу-
лиране на обороти-
те на батерийни
двигатели
Регулирането на оборотите на
малки'батерийни двигатели, напр.
за батерийни магнетофони и гра-
мофони, е неизбежно. Често за
тази цел се използуват специал-
ни двигатели, при конто чрез
центробежек контакт (евентуал-
но за предпазване на двигателя
през един ключов транзистор)
се изключва токът през двига-
теля или се намаляват обороти-
те му при надвишаването на за-
дадените обороти. Регулиране-
то на оборотите на нормални
малки двигатели може да стане
и без използуването на помо-
Фиг. 5.12
Принцип на безконтактно регулиране
на оборотите на двигателя
щен контакт. Затова този ме-
тод е особено интересен за лю-
бители, тъй като при него мо-
гат да се използуват обикнове-
ни двигатели за играчки. На
фиг. 5.12 е показана принципна-
та схема. Двигателят М. е свър-
зан в една мостова схема заед-
но с Rl, Pl, R2,a RiM е негово-
то вътрешно съпротивление (съ-
противлението на намотките на
котвата при двигател с посто-
янни магнити). Когато двигателят
работи, е известно, че в намот-
ките на котвата се индуцира
противо- е. д. н., което увели-
чава вътрешното му съпротив-
ление и предизвиква намалява-
нето на тока на двигателя след
пускането му. Приема се, че то-
ва противо-е. д. н. UM е свър-
зано последователно с RtM и че
работното напрежение UB е с
противоположна полярност. UM
се използува за процеса на ре-
гулиране. Ако мостовата схема
е компенсирана, между х и у
192
няма потенциална разлика. При
въртене на двигателя в тези
точки се получава пропорцио-
нално на UM напрежение, чиято
стойност е мярка за оборотите
и може да бъде използувана за
управление на тока на двига-
теля.
На фиг. 5.13 е показана една
схема, оразмерена според този
принцип за един обикновен дви-
гател 6V за играчки. При избо-
ра на двигател трябва да се
обърне внимание на това, че
той и в момента на тръгване не
трябва да консумира ток, по-го-
лям от 1 А, за да не се прето-
варва регулиращият транзистор
Т1. За по-мощни двигатели, ако
е необходимо, може да се из-
ползува транзистор с мощност
4W — мярка за това не е токът
при работещ двигател, а този,
който се измерва при спирането
му с ръка!
Чрез едно сравнение на от-
деляйте означения може да се
различи мостовата схема на фиг.
5.13. Батерията В1 служи за
задвижване на двигателя, бате-
рията В2 създава помощно
напрежение (сравняващо напре-
жение) за използуваното като
рёгулираща величина мостово '
диагонално напрежение между
точките х и у. С Р1 се уравно-
весява мостовата схема. С Р2
могат или да се регулират обо-
ротите или да се нагласявд стой-
ността на оборотите. Когато
двигателят започне да се върти
по-бързо, нарастващото проти-
во-е. д. н. предизвиква отпуш-
ването на Т4. Неговият колек-
тор понижава емитерния потен-
циал на ТЗ, като го прави с по-
ложителна стойност, поради кое-
то ТЗ консумира по-голям ко-
лекторен ток. По тази причина
Т2 и Т1 се пререгулират (ба-
зовият потенциал на Т2 спада)
и Т1 намалява тока през дви-
Т1: ltVfOC831 U пи ПОЗобН11)
П i i00mw(oce25 или подобии)
Фиг. 5.13
Схема на безконтактното регулиране
на оборотите на малки батерийни дви-
гатели
гателя. При намаляване на обо-
ротите процесът протича проти-
воположно. При променливо в
широки граници натоварване дви-
гателят може по този начин да
поддържа достатъчно точно обо-
ротите си. Тази схема е особе-
но подходяща при направата на
магнитофони, при което не е не-
обходимо използуването на спе-
циален двигател.
5.6. Автоматика за за-
щита от претовар-
ване
обикиовените стопяеми предпа-
зители са неприложими за пред-
13 Киига за конструктора-електроник
193
пазване на транзисторните схе-
ми, опитните схеми и т. и. сре-
щу по-голяма токова консума-
ция поради своята инертност. За
Фиг. 5.14
Защитната схема Si се свързва едно-
полюсно към веригата
тази цел се използуват електрон-
ни схеми, конто изключват за-
хранващото напрежение много
бързо при превишаване на съ-
ответния номинален ток. Таки-
ва защитни схеми се срещат
често в транзисторните захран-
ващи устройства (виж раздел
5.4.1) и работят обикновено на
принципа на тригер. Техният не-
достатък е, че почти винаги са
направени за определено работ-
но напрежение или работен ток
и освен това трябва да се свър-
зват триполюсно, което означа-
ва, че освен включването в за-
щитната токова верига е не-
обходим и вторият полюс на ра-
ботното напрежение. Затова те-
зи схеми не могат току-така да
се използуват заедно с произ-
волни устройства за универсал-
но приложение.
На фиг. 5.14 е показана схе-
мата на защита от свръхток Si
към токовата верига за защита,
която се състои от източник на
постоянно напрежение U и кон-
суматор, означен с /?„. Свързва-
цето става еднополюсно, както
при електромеханични предпаз-
ни автомати или превключвате-
ли. Напрежението U при това
може да бъде от 1,6 до 15 V,
без да е необходимо изменение
за защитата. В тази облает се
намират напреженията за рабо-
та на всички транзисторни уст-
ройства. Използуването на по-
високи работни напрежения е
възможно, ако за Т2, ТЗ се из-
ползуват типове с по-високо ко-
лекторно напрежение {UCEmaXr'>-
1,5 UNenn} и #2’ R3 иРсе уве-
личат. Номиналният ток на Si
може производно да се регули-
раот20 mA до 1А;той се избира
така, че да отговаря на макси-
мално консумираният ток Iv от
Rv. Още при 10% повишение
на ефективния нагласен ток за-
щитата се задействува за 5=«1
ms и прекъева токовата верига,
след което през Rv и Si тече
един малък остатъчен ток 1Г,
който не е вреден за Rv. По вре-
ме на работа върху Si пада мал-
ко напрежение USi. Неговата
стойност се определи от консу-
мирания ток Д, и вътрешното
съпротивление на защитата (в
зависимост от работното състо-
яние между 0,5 и 1 Q) и във все-
ки случай е под IV. Тази мал-
ка , загуба на напрежение не
влияе на Rv.
Остатъчният ток след изключ-
ването 1Г може да се определи
от работното напрежение, като
lr^3. U (във V и mA) и е по-
малък във всички случаи от
10 mA.
На фиг. 5.15 е показана ця-
лата схема на автоматичната за-
щита Si. Тя се свързва със
своите „ + „ и „ — “ клеми по на-
194
чина, даден на фиг. 5.14. Клю-
човите транзистори Т2 и ТЗ мо-
гат да се монтират заедно, за-
щото техните колектори са свър-
зани върху малка охлаждаща
плоскост (25 ст2 алуминиева ла-
марина е достатъчна), която слу-
жи едновременно за стена на
кутията и като основна платка
за останалите елементи. С по-
те нциометъра Р се нагласява
токът за задействуване на за-
щитата от 20 mA до 1 А.
Кондензаторът С е от значе-
ние за функционирането на уст-
ройството. В момента на включ-
• ване на консуматора Rv (фиг.
5.14) цялото работно напреже-
ние пада върху Si. Тъй като С
трябва да се зареди първопрез
Р, Т1 не получава базов ток и
остава запушен. Управляваните с
D2 транзистори Т2 и ТЗ се от-
пушват по тази причина ведна-
га. С това пътят през /?5 и ТЗ
е отворен и към консуматора се
подава цялото работно напреже-
ние. Вследствие на консумира-
ния ток върху R5 пада малко
остатъчно напрежение Usl, кое-
то се намира между я4-“ и „—“
и е достатъчно голямо, за да
поддържа Т2 и ТЗ отпушени.
Това малко остатъчно напреже-
ние, което се разделя от Р и
R1, не стига, за да преодолев
задържащото напрежение върху
работещия в права посока диод
DI. Т1 остава запушен.
Ако консумираният ток се по-
виши над допустимата стойност,
се повишава съответно падът
на напрежението между и
„—“, а освен това и напреже-
нието върху D1. Когато консу-
мираният ток превиши номинал-
ния ток, напрежението върху
D1, което зависи от настройка-
та на Р, се повишава дотолкова,
че Т1 получава през D1 базов
ток. Т1 започва да се отпушва
DI: ОА 645 (SA 101) UAU ПОдоОНО
Фиг. 5.15
Схема на електронната защита за мак-
симален ток. Конструира се само с гер-
маниеви полу прово дници, но може да
се използува заедно с устройства,
направени със силициеви елементи
и по този вачин частично пре-
късва базовия ток на Т2, с
което Т2 и ТЗ започват да се
запушват. Това води до пови-
шаване на пада на напрежение-
то върху ТЗ и от там върху
я4-“ и ,, — “. D1 и Т1 се регу-
лират по-силно, поради което
Т2 и ТЗ продължават да се за-
пушват и този процес продъл-
жава, докато схемата рязко пре-
мине в запушено състояние, при
което Т2 и ТЗ се запушват на-
пълно, а Т1 е отпушен. Върху
„ + “ и „—“ е приложено цяло-
то работно напрежение U. То
поддържа сега Т1 през Р и D1
отпушен. Остатъчният ток 1Г
195
минава през R2 и Т1, успоред-
ни на Rl, Р и R3.
За да се приведе защитата в
действие, след като се отстрани
късото съединение или причина-
та за повишена консумация, тряб-
ва да се изключи работното На-
прежение U~, ’специален ключ
към схемата за това не е пред-
виден. При изключването на U,
С се разрежда през R1. При пов-
торно™ включване на напреже-
нието се получава отново из-
ходното състояние. Ако причи-
ната за късото съединение е
още налице, след зареждането
на С, Т1 започва веднага да се
управлява през D1 и консумато-
рът се изключва повторно. Ско-
ростта на задействуване на схе-
мата се определя от С. При те-
зи стойности тя е под 1 ms. По-
малки стойности не могат да
се постигнат, защото С трябва
да поддържа Т1 запущен до-
тогава, докато Т2 и ТЗ се от-
пушат напълно, което поради
относително ниската гранична
честота на Т2 и ТЗ трае някол-
ко десетки милисекунди. Вре-
мето на > задействуване обаче
може значително да се увеличи
и по този начин да се постиг-
нат свойствата на „инертния
предпазител" (увеличава се Q.
Това може да се осъществи и
чрез включването на допълните-
лен кондензатор Сг (означен с
прекъсната линия) и даже може
да се направи с ключ за избор на
времето за задействуване. Най-
голямата стойност за Cz=5pF.
По-големи стойности застраша-
ват ТЗ в случай на късо съе-
динение.
Инертно задействуване е не-
обходимо, когато консуматорът
има на входа си електролитни
кондензатори, лампи с нажежа-
ема жичка или други подобии
елементи, конто предизвикват
ток на включване. Ако напри-
мер Rv на фиг. 5.14 е лампа с
нажежаема жичка и Св защитата
е 0,1 рР, Р трябва да се нагласи
на ток, който е 5 пъти по-го-
ля от тока на лампата, за да
може включващият ток да се
поеме(предизвикан от малкото
съпротивление на студената
жичка), без да се изключи Si
защитата.
Ако С се увеличи до около
1 pF, Р може да се нагласи за
една стойност, малко по-голяма
от номиналната стойност, и из-
ключването става при по-малък
по стойност ток. От друга стра-
на, безинтертната защита с С—
=0,1 pF може да предпазва доб-
ре например крайните транзисто-
ри на безтрансформаторни нис-
кочестотни крайни стъпала
при къси пикове в нивото на
сигнала (в случаи на липса на
изходна компенсация или прере-
гулиране). Защитата със зада-
дените стойности на напрежения-
та и токовете може да работи
заедно с произволни източници
на ток и консуматори (да се
внимава за правилното свързва-
не на полярността на Sil). Ако
защитата работи непрекъснато
с един определен консуматор,
Р може да се замени с тример
или обикновен резистор със съ-
ответна стойност. В този слу-
чай защитата работи напълно
без поддръжка и не се нуждае
от обслужване. Повторното й
задействуване става с ключа за
включване на консуматора. За
универсално използуване на Р
196
се поставя копче. Разграфяване-
то на Р в стойност на тока е
възможно само при определено
работно напрежение. Ако това
условие за напрежението не е
изпълнено, Р не се разграфява,
а се нагласява опитно така, че
автоматикатаощеда нее изклю-
чила при номинална консумация
на консуматора.
Опитният образец на автома-
тичната защита беше свързана
към един релеен контакт на мя-
стото на и с източник 12 V
автомобилей акумулатор се за-
действуваше повече от 100 пъ-
ти при затвяряне на контакта,
което отговаряше на екстремно
късо съединение. При това не
се забелязаха никакви повреди
нито в релейния контакт, нито
в защитата.
5.7. Схема за поддържа-
не на константен ток
Използуваният вече в раздел 5.2,
фиг. 5.3 принцип за поддържа-
не на константно ток се основава
на това, че един ценеров диод
поддържа константен сравнява-
що напрежение и към потенциа-
ла на ценеровия диод е свър-
зан транзистор с емитерно съ-
противление. Емитерният ток на
транзистора, а с него и колек-
торният ток се регулира така,
че върху емитерното съпротив-
ление пада напрежението на це-
неровия диод. Поради това ко-
лекторният ток независимо от
колекторното съпротивление е
константен и зависи при зададе-
ното ценерово напрежение от
стойността на емитерното съ-
противление. и Я** с
Този принцип, описан в раз-
дел 5.2, има недостатъци. Кон-
суматорът, който работи с кон-
стантния ток, е свързан към
колектора и няма връзка към
масата (ако работното напреже-
ние е свързано, както обикно-
вено1 — с положителния полюс
към масата). По-нататък е необ-
ходимо захранване за ценеровия
диод, т. е. устройството се нуж-
дае от още един полюс.
В този случай комплементар-
ната техника предлага един из-
ход. При използуването на двой-
ка рпр—п/щ-транзистори и два
ценерови диода може да се по-
стигне взаимно стабилизиране
на ' двете функционални групи.
С това отпада необходимостта
от директното свързване към
захранващото напрежение; схе-
мата за стабилизиране на ток
може да се направи като дву-
полюсник и може да се монти-
ра на произволни места в схе-
мите.
На фиг. 5.16 е показано ед-
но такова устройство. Т1 еедин
и/т-силициев транзистор, Т2 е
един ри/>-германиев транзистор
(виж 3.7.4). Т2 заедно с цене-
ровия диод ZD2 и R2 образу-
ват една функционална трупа,
която, както беше описано, под-
държа константен колекторния
ток, който зависи от R2 и ZD2.
Същото важи и за групата Tl, R1
uZDl, но с обратна полярност.
За да може да се постигне пра-
вилна съгласуваност на двете
групи, цялата схема трябва да
бъде симетрична, т. е. токът през
7.D1 (ZD2) трябва да бъде ра-
вен на тока през Rl (R2). Са-
мите транзистори не е необхо-
1Касае се за транзистори тип рпр.
Бех. ред.
197
димо да бъдат специално под-
брани (допуска се отношение
в стойностите на р до 1:3). Ця-
лото функциониране се свежда
таза Rv с ZD1,ZD2, R1 иR2
При това трябва да се обърне
внимание на максимално допу,
стимите стойности на колектор.
Г2:рпр-Германиебmun>100mW UB-UK*3- Uism
Jconst
Фиг. 5.16
Схема за поддържа
не на константен ток'
Т1 е един прп.
нилициев тип. Дан-
си за оразмеряване-
то — в текста
до вече казаното, ако се обър-
не внимание на това, че колек-
торните токове на двата тран-
зистора са еднакви и по-този
начин всяка половина от схе-
мата дава необходимия ток за
работата на другата половина.
Схемата се използува по на-
чина, означен с прекъсната ли-
ния на фиг. 5.16. Схемата за ста-
билизиране на тока е свързана
последователно с източника на
напрежение UB и консуматора
Rv, при което Rv от своя стра-
на може да бъде една цяла схе-
ма, която консумира стабилизи-
рания ток (пример: осцилатор
на тунелни диоди). Независимо
от стойността на Rv токът през
него е константен. Изменения
на Rv водят до изменения на
напрежението върху консумато-
ра Unv (възможност за измерва-
не на съпротивления, защото в
този случай UR е право пропор-
ционално на /?„) ./= const се опре-
дели в зависимост от изисквания-
ния ток, колекторното напре-
жение и отделената мощност
на колекторите на транзистори-
те Т1 и Т2. (Германиевият рпр-
транзистор се подбира в зави-
симост от натоварването измеж-
ду любителските типови асор-
тименти.) Оразмеряването на схе-
мата се извършва по следния
начин:
Трябва да се спазят условията.
(товаозна-
чава два ед-
накви цене-
рови диода),
както и R1—R2. Работното
напрежение трябва да бъде по-
високо от необходимото за R-,
най-високо напрежение, за да
може да се захрапят ценерови-
те диоди и транзисторите:
Ug-Up v S23. UZDI1 (2)
то може да бъде максималф
uBma^.UCEmaxT (под
сЕтахТ се разбира по-ниско^
198
от допу тмите максим,.... .а ко-
декторни напрежения на транзи-
сторите, най-често при герма-
ниевите транзистори).
Тъй като през ценеровия ди-
од тече същият ток, който те-
че през R и Т, се изхожда съ-
ответно и за максимално до-
пустимия колекторен ток lCmax
на най-маломощния транзистор
(също така германиев тип) и
при включването на един фактор
за сигурност се получава зави-
симости
1 5 7
const * Стах '
Загубата на мощност на тран-
зисторите се определя по след-
ния начин:
РуТ1 ='^р7'.2!;;^0’5 • const №В
2 • ^ZD1(2) )•
Максимално допустимата за-
губа на мощност на двата тран-
зистора трябва да бъде по-го-
ляма от изчислената мощност
на консуматора От зависй-
мостта, с която се определят
минималните стойности на тран-
зисторите, следва, че ценерови-
те диоди с по-малко ценерово
напрежение са по-удобни за ZD
за да се поддържат по-малки
падът на напрежение върху ста-
билиЗиращата схема Uв—URvt
а също така и Uв. При налич-
ии транзистори споменатите за-
висимости позволяват да се на-
Прави преценка, какви стойно-
сти могат да се постигнат за
1const > UHV и ив-
След като се определят стой-
ностите Uв и се изберат
Иенеровите диоди, загубата на
мощност на ценеровите диоди
се изчислява по следния начин:
& R1 и R2 се определят в съот-
ветствие със зададената стойност
на 1 const •*
R1=R2
*const
Тяхната мощност се опреде-
ля от
' 0'5 • const.
По този начин схемата е на-
пълно оразмерена. RS служи
като „стартова помощ* в момен-
та на включване. Изменението
на неговата стойност в широки
граници не оказва влияние вър-
ху схемата. Стойностите на р
на транзисторите не трябва да
бъдат под 30-е-50, за да може
с помощта на гореизведените,
отчасти опростени зависимости
да се получат достатъчно точ-
ни резултати.
5.8. Батерийна буферна
схема при отпадане
на мрежовото на-
прежение
Има възможност транзисторни
схеми, захранвани от мрежата,
да се превключат безконтактно
към намиращата се в апарата
батерия, когато отпадне мрежо-
вото захранване. На фиг. 5.17 е
показана схема, която има мно-
гостранно приложение и особе-
но за схеми, транзисторни при-
емници и магнитофони, работе-
щи по избор с мрежово или ба-
терийно захранване, без да е
199
необходимо специално превключ-
ване За това.
Захранването с|мрежовия транс-
форматор Тг, изправителя G1
филтриране на пулсациите,
случай че батерията В няма то
лямо вътрешно съпротивления
поради което всякакви мерю
Т: 0.4...4W според [а
/3 >20 по frtMOKHOcm ? 100
UBAUa
Фиг. 5.17
Батерийна буферна схема, използувана при отпадане на мрежовото напрежение.
Действие и оразмеряване — в текста
и зареждащия кондензатор CL
е дадено само схематично, за-
щото не се различава от обик-
новените. Устройството, което
ще се захранва, се включва към
Ua и ако то има филтров кон-
дензатор (или успоредно свър-
зан към батериите кондензатор),
този кондензатор в схемата на
фиг. 5.17 може да отпадне. Пре-
включвателят се състои в този
случай само от транзистора Т
и оригиналната батерия В на
захранваното устройство. Еле-
ментите, начертани с прекъсна-
та линия, могат евентуално съ-
що да отпаднат.
Батерията В подава на
базата на Т сравняващо напре-
жение, което отпушва Т, щом
консуматорът се включи към
Ua. Сега базата консумира от
В малък ток, а работният ток
за консуматора се черпи като
колекторно-емитерен ток на Т
от мрежовото захранване. Т
служи едновременно с това за
за филтриране на захранването
могат да отпаднат. В тази схе-
ма транзисторът Т получава
малък базов ток и при работа
с мрежата, т. е. товари се ми-
нимално. Токоотнемането обаче
е по-малко от консумацията на
свързаното устройство с фак-
тора р на транзистора. С по-
големи р-стойности може да се
намали натоварването на бате-
рията до 1 mA и по-малко, при
което нейният срок на работа
се приближава до времето й
за съхраняване в склад. Поради
това малко натоварване и поне-
же батерията подобно на цене-
ров диод поддържа констант-
но Ъазовото напрежение, Uа
се поддържа константно до из-
тощаването на батериите. Ко-
гато батерията не е поставена
или е изтощена, няма напреже-
ние на изхода, поради което е
необходимо и когато се работи
с мрежово напрежение да се
контролира непрекъснато състоя-
200
нието на батерията. Осве това
батерията трябва да се вклю-
чи правилно, защото при
смяна на полярността на В се
запушва базовият преход, В не
се товари и не се получава Ua,
При отпадане на мрежовото
напрежение батерията поема
захранването на консуматора
през действуващия като обик-
новен диод базово-емитерен пре-
ход на Т. Падът на напрежение
върху този преход, който е 0,1 ~
4-0,2 V1, е без значение за схе-
мата.
Напрежението на захранването
трябва да бъде 14-2 V по-висо-
ко от напрежението на батери-
ята В (или напр. около 8 V при
6V батерия). Ако напрежението
от захранването е по-високо,
се покачва съответно разсейва-
ната мощност на Т. За да мо-
же в този случай да се изпол-
зува по-малък тип транзистор
без' радиатор, може да се вклю-
чи едно последователно съпро-
тивление R (стойността му за-
виси от консумирания ток и
разликата между Uе и U тряб-
ва да бъде такава, че върху Tl
да паднат 2V). Транзисторът Т
се избира в зависимост от
очаквания най-голям ток на кон-
сумация /, при което за токо-
ве до 150 mA може да се
използува добре транзистор
GC30I или подобен с Iсгаах =400
mA. Това има предимство, че Т и
евентуално Rv могат да бъдат
монтирани заедно с батерията
в устройството-коисуматор (Cs е
Почти винаги в устройството)
и от него трябва да се изведат
само проводниците за захранва-
нето. Захранващото устройство
се включва, както обикновено
навън. Ако има опасност от
разменяне на полярността на
захранването, диодът D може да
служи като защита (стойността
му се избира според 1а и об-
ратно напрежение UB-\-U^. При
по-силни токове за Т трябва да
се избере по-мощен транзистор.
Ако В е акумулатор, е удобно
да се предвиди за него доза-
реждане, така че при работа с
мрежово напрежение да не се
разрежда батерията. Затова
се поставя резисторът RL. Не-
говата стойност се устано-
вява експериментално чрез из-
мерването на тока, протичащ
през Rl в батерията при работата
с мрежовото захранване. При нор-
мално мрежово напрежение,
респ. номинална стойност на Uey
Rl се оразмерява така, че през
проводниците на батерията да
тече такъв ток (с посока, про-
тивоположна на тази на тока
на разреждане), чиято стойност
за оловни и никелови акумула-
тори да поддържа зареждането
(не трябва да се бърка със
зареждането на разредена ба-
терия) с около 1 mA/Ah акуму-
латорен капацитет. Ако схемата
не трябва да бъде особено ми-
ниатюрна, може де се направи
така, че RL да се превключва
(да се намалява стойността му),
за да може да се провежда
непрекъснато зареждане на раз-
редената батерия без допълни-
телни уреди. Първичните еле-
менти естествено не могат да
се зареждат повторно, но при
1) За германови транзистори. Бел. ред.
201
екстремни изисквания при изпол-
зуването на батерията може и
в такъв случай с да се по-
стигне поне изравняване на
транзисторния базов ток
трябва да се оразмери за кон-
сумация от батерията 0 или
минимален ток в обратна посо-
ка, няколко десетки микро,
ампера). се оразмерява, в
случай че се използуват допъл-
нителни мерки, при изключен
консуматор и при минимална
консумация (транзисторен при-
емник: регулаторът за силата на
звука е затворен).
202
6.
Дистационно управление и телемеханика
Дистанционното управление е
обширна аматьорска облает, ко-
ято не може дори отчасти да
бъде обхваната в тази глава.
Интересни за любителите публи-
кации се срещат обаче често в
списанията, особено много в
списанията Modellbau und Ва-
steln, както и Funkaniateur, къде-
то са дадени много указания за
методите на дистанционно управ-
ление на модели. Основного при
разглеждането на дистанционно-
то управление е това, че тряб-
ва да се разделят един от друг
методът на управление заедно
с използуваните към него възли
(командно устройство, устройства
за обработка на командите и т н.)
и методът на предаване (предава-
тел, приемник). Вторият, докол-
кото се използуват високочестот-
ни методи (предаватели), влиза
в рамките на любителската ра-
диотехника. Схемите, специфич-
ни за радиомоделите, няма да
се разглеждат тук, за да не
излезем от рамките на книгата.
В полза на останалиге рездели
схемите за пропорционално им-
пулсно управление, конто са
сравнително актуални и могат
да се използуват в други обла-
сти, няма да се разглеждат в
това издание. Вместо това ще
опишем няколко интересни ти-
Пични за електрониката мето ди,
На конто досега се обръщаше
малко внимание при моделира-
нето на радиоуправление. Те
са едновременно типични за
методите на телемеханиката в
промишлената електроника и
електротехника. Възможностите
за използуване на тези основни
методи във всекидневието са
толкова широки, че тук не мо-
же да се спомене дори една
малка част от тях. Точно в та-
зи облает се открива широко
поле за практического използу-
ване на богаството от идеи на
любителя.
6.1. Прости дистанцион-
ни превключватели
с диоди
6.11. Предаване на 4 коман-
дн за включване по един
проводник
По един двужилен проводник
трябва да се предадат 4 една
от друга отделени и в произво-
лен ред команди за включване.
На фиг. 6.1 а е показана схема-
та. Един звънчев трансформатор
КТ захранва устройството. С
ключа S се избира желаната
операция от 1 до 4. Релетата А
и В на другия край на провод-
ника изпълняват командата за
включване. Те работят с изпра-
вения от диодите ток; за пре-
махване на вибрирането на кот-
203
вата се включва успоредно към
намотките им електролитен кон-
дензатор, чиято стойност зависи
от данните на релето. В поло-
Ю 50/JF
Фиг. 6.1
Предаване на 4 команды за включване
и изключване по е дин провод-
ник Са), схема за захранване на
всички консумагори с общ източник
на ток (б), схема за задействуване на
4 независими една от Друга токови ве-
риги (s)
жение 1 на превключвателя и
двете релета не са задействува-
ни. В положение 2 от D1 се преда-
на само отрицателната полувъл-
на на проводника. За тази полу-
вълна D2 в другая край на про-
водника е проводим, D4 е за
пушен (D1 и D2 са с еднаква
полярност), D1 и D4 са свърза-
ни последователно с обратна
полярност. Поради това сега
се задействува само релето В.
В положение 3 съотношението
е точно противоположно поради
противоположното свързване на
диода D3. Сега се задействува
само А. В положение 4 по про-
водника преминават и двете по-
лувълни; сега се задействуват и
двете релета.
На фиг. 6.1 б е показано из-
пълнението на командите за
включване, като за елементи,
конто ще се включат са приети
4 лампи—Lal до La4. На тях-
ното място могат да се включат
произволни устройства и според
тях се избира Uв. Ако и двете
релета не са задействувани
(превключвател S на фиг. 6.1а в
положение 7), свети Lal. В по-
ложение 2 на превключвателя
се задействува В; през контак-
тите al, Ы свети La2. В поло-
жение 3 се задействува А; през
al, Ь2 свети La3. В положение
4 са задействувани и двете ре-
лета, в този случай свети La4.
Схемата за задействуване на
4 напълно отделяй токови вери-
ги, чието работно напрежение
може да бъде съвсем различно,
е показано па фиг. 6.1s. Тук, в
зависимост от това кое реле е
задействувано, в положение 1
на превключвателя 5 (фиг. 6.1а)
се свързват заедно клемите
1—Г, в положение 2 се свърз-
ват 2—2' и т. н. , като могат
да се включват производно в
токовите вериги.
204
6.1.2 . Отделив регулиране на
два двигателя по един
проводник
Според принципа, разгледан в
предишния раздел, могат също
да се управляват два постоянно-
му се управлява от диодите
D1 и D2; със свързания по-
следователно към D1 потенци-
ометър може да се регулира
амплитудата на полувълната и
по този начин—оборотите на Ml
Фиг. 6.2
Разделено регулиране на обо-
ротите на два двигателя през
един проводник. Всеки посто-
яннотоков двнгател работа с
една полувълна на захранва-
щото напрежение
01 4 Qf/IO М1.М2А 62=
oiHZcnopeti дЗигате№ы30..МЯ
Фиг. 6.3
Използуване на принци-
па от фиг. 6.2 за регу-
лиране на мощни дви-
гатели за 220 V с ти-
ристори
| 7 | =Схема на помощи ото эапалбаие
Th1.2*350V*3A
Z7/ 6 s33016 1А { = )
Ml,2' U0(220)V-
токови двигателя (напр. модел-
ям двигатели) по един провод-
вик независимо един от друг.
На фиг. 6.2 е показана тази
схема (предложена от Garbaderi).
Като източник на напрежение
служи отново един подходящ
мрежов трансформатор (моделей
или звънчев трансформатор).
Всеки двигател се захран-
ва с една полувълна на промен-
ливото напрежение (става дума
за комбинация между два едно-
пътни изправителя). Двигателят
Същото важи и за другата по-
лувълна и /?2, D3, D4 и двигате-
ля М2. Двата двигателя могат
да се управляват един от друг
с R1 и R2 от нулева до макси-
мална стойност; те не се влия-
ят помежду си. В зависимост
от използуваните диоди методът
може да се използува за по-мощ-
ни двигатели и по-високи напре-
жения.
При по-мощни двигатели се
получават значителни натовар-
вания и загуби на мощност в
205
Rl и R2. В този случай един
изход представлява използуване-
то на тиристори (фиг. 6.3). Тук
се използува принципът на уп-
равление на фазовата отсечка
(виж раздел 15.2), като по вся-
ка една от двете полувълни се
управлява един двигател. Двата
регулатора на фазовата отсечка
се състоят от Thl, подпомага-
ща запалването схема Z и Р1
за двигателя Ml, D3, както и
Th.2, Z, Р2 за М2 и D4. D5 и
D6 са необходими за двигате-
лите (като диоди за празен ход),
поради стръмните фронтове на
фазовата отсечка. Тяхното дей-
ствие може да се сравни с дей-
ствието на познатите, евързани
успоредно към релето диоди.
Разглеждането в раздел 15.2
управление на фазовата отсечка
не трябва да се обяснява по-
подробно. За запалване на тири-
сторите вместо Z могат да се
включат четирислойни диоди.
Може да се използува и схемата
от фиг. 2.27 е. Намиращите се
в схемата ценерови диоди не са
критични (64-12V). Както се
вижда от оразмеряването на
фиг. 6.3, управляващите органи
Р1 и Р2 дори при много мощ-
ни двигатели не се товарят.
По този начин могат да се уп-
равляват двигатели с мощност
до няколко киловата (в зависи-
мост от налипните диоди и тири-
стори, конто трябва да издър-
жат най-малко максималния ток
на двигателя и да бъдат за
350 V, а при професионално
използуване — за сигурност
700 V). Всеки двигател обаче
получава по една полувълна,
което изисква използуването на
постояннотокови двигатели. Ако
те са за 110V, могат да раз-
вият спокойно своята номинална
мощност с тази схема, евързана
към 220V мрежово напрежение.
D1 и D2 забраняват „ненуж-
ната“ полувълна съответно за
едната или другата управлява-
ща верига, така че „отговаря-
щият“ за тази полувълна тири-
стор е евързан директно със
своята управляваща схема към
проводника. Вместо двигатели
могат да се включат и други
консуматори (D5 и D6 могат
да отпаднат при чисто активни
товари). С тази схема може да
се регулира напр. осветлението
на сцени или филмови студия,
като при това се спестят до
50% от кабелите за прожекто-
рите. Това е напр. една възмож-
ност, която може да послужи
на аматьора като рационализа-
торско предложение.
Както при всички тиристорни
управляващи схеми, и в този
случай могат да се появят
високочестотни смущения, пре-
дизвикани от стръмните импулс-
ни фронтове. Това означава, че
трябва да се вземат в зависи-
мост от начина на използуване
съответни мерки за премахване
на смущенията (виж раздел. 15.
10). Впрочем за любители имат
значение евтините маломощни
тиристори, конто имат голямо
предимство пред тези от фиг.
6.2, ако трябва да се управляват
токове от няколко ампера, за-
щото за схемата от фиг. 6.2 са
необходими сравнително големи
и не евтини потенциометри R1
и R2. Използуването на тирис-
тори има смисъл от около 121/
и от 0,5 до 1А за всеки двига.
тел, защото полупроводниците
206
за малки захранващи напреже-
ния са по-евтини от тези за
350 V.
6.2. Предавател за ди-
станционно управле-
ние по метода на
индукционния
шлейф
За описания в 6.3 приемник за
дистанционно превключване на
врата на гараж, който може да
намери много други приложения
за дистанционно превключване
на малко разстояние (виж раз-
дел 3.3.2), се използува преда-
вател, чиято схема е показана
на фиг. 6.4 а. Става дума за
един противотактов синусоида-
лен генератор, произвеждащ че-
обикновен трансформатор, както
е показано на фиг. 6.4 б. По
този начин генераторът създава
силно променливо поле на раз-
сейване с честота 7 kHz и с ради-
ус на действие няколко метра.
В намиращата се в този радиус
на действие индуктивна намотка
се възбужда ниско напрежение
с честота 7 kHz, което, след ка-
то се усили, може да се изпол-
зува за задействуване на един
процес на включване. Генерато-
рът се прави в съответствие с
данните на фиг. 6.4 а (броят на на-
вивките важи за дадения магнито-
провод) с два транзистора (1 W) и
се захранва от обикновена плоска
батерия (когато той се използува
като дистанционен превключвател
за врата на гараж, може да се
T1J2:1...4W (6D100 или поМни)
а
Q) А= Начало на наноткагпа,Е=Крайиа наютката
Отстранявана яалана-
ринигпе
Ядро Е,I42 °
L1.L2:зададеиброй нанадийките бсички
С,4т:Т1 ПЕП', L1найнтдолу.Р!на 0,15А при х
Фиг. 6.4
Схема на предавателя за дистанционно управление по метода на индукционния
шлейф (а) и направа на бобината от магнитопровод на трансформатор (<?)
Устройството може да се носи например в джоб. При използуването му за да-
лечно задействуване на гаражни врати се монтира под бронята на автомобила.
Съответният приемник е показан на фиг. 6.5
стота 7 kHz. Особеното в него
е отвореният железен магнито-
провод на предавателя, който
се получава при отрязването
на външните ламели на един
захранва със бУ-автомобилен
акумулатор). С PI се нагласява
токовата консумация при избра-
ното работно напрежение да
бъде 0,15 А. Транзисторите мо
207
гат да се монтират без радиатор
заедно с бобината и батерията.
Цялото устройство, монтирано
в малка кутийка, може да се
носи в джоб (за приложението
в раздел 3.3.2) или да се монти-
ра под шасито на колата (за за-
действуване на гаражна врата). С
кондензатора 0,22 р F се прави
груба настойка на 7 kHz (евен-
туално се включват успоредно
малки кондензатори), след това
се провежда фина настройка на
честотата на генератора в прием-
ника. Генераторът поддържа
константна честота и при големи
отклонения на напрежението на
батерията, така че не може да
се очаква излизане от резонанс с
приемника, докато генераторът
работи. Ако Р1 е нагласен пра-
вилно, само при много разреде-
на батерия генераторът излиза
от строя. След настройката PI
може да се замени с обикновен
резистор. Има и други възмож-
ности за изпълнение, като напр.
с феритна пръчка за ядро на
бобината за разсейване, но тук
няма да се спираме на нея.
6.3. Приемник за дистан-
ционно управление
на гаражна врата по
метода на индукцио-
нния шлейф
Като предавател на представения
приемник (фиг. 6.5) за включване и
изключване служи описаното в раз
Дел 6.2 устройство. За „приемател
на антена“ се използува шлейф —
индуктивни кръгови намотки
(няколко навивки от подходящ
проводник, в зависимост от при-
ложението 0,5 тч- 1,5 тдиаметър
на кръга). Тя приема електро-
208
магнитното поле на разсейване
от предавателя. Индуцираното в
нея напрежение с честота 7kHz
се усилва селективно с транзи-
стора Т1.
Когато се използуат транзи-
стори с по-големи стойности на
р, са достатъчни две усилвател-
ни стапала. Ll/Cl са настроени
на честотата на предавателя (гру-
ба настройка се прави с С1 в
комбинация с повече малки
стойности, фина настройка — с
L1). По този начин приемникът
не реагира на други нискочестот-
ни напрежения, така че въпре-
ки голямата чувствителност на
устройството, не е необходимо
кръговата намотка на входа
да се екранира по специален
начин.
При използуването му като пре-
включвател на гаражна врата
шлейфът се поставя на малка
дълбочина под пътя, водещ към
гаража, така че предавателят да
се намери близо над него при
преминаването на колата. За
кръговата намотка е подходящ©
използуването на четирижилен
силнотоков кабел, чиито провод-
ници са евързани последовател-
но. При използуването в свет-
линни бариери шлейфът се пра-
ви от тънък проводник, поставен
под тапета или под пода, в
близост до светлинния лъч (виж
раздел 3.3.2). Даденият на фиг.
6.5 брой на навивките за L1 и
L2 важи за 7 kHz (предавателят
и приемникът могат да се на-
правят естествено и за други
честоти) и зависи от ядрото и от
неговата стойност на AL.
ТЗ в евързване с общ колек-
тор изправя нискочестотното
напрежение, при което се зареж-
да електролитният кондензатор
20 jxF (стойността му не е от
значение). При това се отпушват
?4 и Т5, Rel се задействува
дотогава, докато предавателят е
включен и се намира в близост
до кръговата намотка. Към Ви
6.4. 7-кНг-приемник за
акустично дистан-
ционно управление
Схемата на фиг. 6.5 може да се
използува добре*и за акустично
дистанционно управление. Като
T1:25LJOOtnty Т2 ТЗ.
~ * 25-IOOrnW 50JOOmH
p=aa..izo p=8ti..iio
100/jF
Jk- T5_
150mW
lOOmW p>30
120(2
L1 500 na5‘jf>Ku, 0.16mm ПЕЛ за 7kHz.'
L2 ' "50 набивки. 0. Ik mm ПЕЛ за 7kHz
Маншрер - Ядро
Фиг. 6.5
Приемник за дистанционно управление от къси разстояния. Удобен за задей-
ствуване на гаражни врати. Датчикът е показан на фиг 6.4а, б
може да се свърже механизмът
за отваряне на гаражната врата
или някакъв друг обект (напр.
далечно пускане на захранване-
то на телевизора и др.). Опит-
ният образец с шлейф с 10
навивки и 1 m диаметър включ-
ваше безотказно при разстояния
между предавателя и ръба на
Шлейфа до 4 m. С по-голям
шлейф може да се увеличи ра-
диусът на действие. Ако шлей-
фът обхваща с 2-ьЗ навивки ця-
ла стая, е възможпо сигурно
задействуване в нея и в съсед-
ните помещения.
предавател в този случай се'из-
ползува един обикновен тонгене-
ратор, който може да се свър-
же като мултивибратор или на
принципа на предавателя от фиг.
6.4 (нискочестотно напрежение
се взема от колектора). През
един нискочестотен усилвател с
малък високоговорител се из-
лъчва тон с честота 7 kHz, който
се поема от допълнителната схе
ма на фиг. 6.6. Тя е предназначена
заприемане от фиг. 6.5 и се поста-
вя на мястото на шлейфа (ако се
използува и предавателят от 6.2
заедно с нискочестотния усил-
14 Книга за конструктора-електроник
209
вател и високоговорителя, може
да се прави производна смяна
на двата метода). Кристалният
микрофон работи в един резо-
нансен кръг, който е направен
# = Настройка
ра честотата
из npefaSamew,
сВързан микрофон
^20^
т м
"i sao so
набибки наОиЬки
0}2-тт-№Л
Фиг. 6.6
За приемника от фиг. 6.5 може да се
използва тази микрофонна схема, като
по този начин се получава един селекти-
вен акустичен приемник
върху същото ядро като L1/L2
и С1 (фиг. 6.5). Кондензаторът,
успореден на микрофона, настрой-
ва резонансния кръг заедно с
микрофонния капацитет. Това
означава, че приемникът работи
с два резонансни кръга,с което
се постига много добра защита
срещу чужди шумове. Настрой-
ката на двата кръга трябва да
се проведе много старателно.
Тъй като кристалният микрофон
има чисто капацитивно; вътреш-
но съпротивление, той работи при
резонанс на празен ход, респ.
той е част от капацитета на
кръга (не трябва да се използу-
ват кабели с по-голяма дължи-
на!). За всички шумове, чиято
честота не отговаря на резонанс-
ната честота, микрофонът ра-
боти свързан на късо.
6.5. Звуково-резонанснц
кръгове за прием-
ници за дистанцион-
но управление
В този случай става дума зд
селективни включващи стъпала
в приемниците, конто реагират
на една определена ниска често.
Ti&z :L 1^й0тН. Cl*>!5nF
а
Т1:/00..!МпЛУ
п= йрой но набибките
Фиг. 6.7
а—нискочестотно резонансно стъпало
в паралелен резонанс за приемника за
далечно командуване
б—нискочестотно резонансно стъпало
в сериен резонанс за приемника за
далечно командуване
та посредством задействуване
на едно реле. Подобии стъпала
подават команда за включване
или за изключване в зависимост
от това, дали на входа им съ-
ществува резонансната честота
или не. Те могат да се изпол-
зуват за предаване на повече
210
Уоманди в симултанен режим
(предавателят предава в този
случай съответните честоти една
след друга или заедно). Ето за-
що тук ще бъдат разгледани
само основните схеми.
По принцип може да се ра-
боти с последователни резонан-
сни кръгове или с паралелни
резонансни кръгове; и двата начи-
на имат според целта на прило-
жение предимства и недостатъ-
ци. На фиг. 6.7 а е показана
схемата с паралелен резонансен
кръг. На входа Е се подава
звуковата честота от изхода на
приемника за дистанционно уп-
равление. R1 служи за разделя-
не, в случай че към Е са свър-
зани паралелно повече стъпа-
ла.
L1 /С1 се настройват на зву-
ковата честота. Т1 усилва резо-
нансното напрежение, което се
подава през С2 и накрая се
изправя през диода. Изправено-
то напрежение управлява през
L1 отново Т1, транзисторът слу-
жи едновременно като нискоче-
стотен усилвател на постоянен
ток. Освен това с С2 се създа-
ва обратна връзка, с която се
увеличава чувствителността. Ре-
лето Rel се задействува при
наличието на резонансната че-
стота.
На фиг. 6.7 б е показана схе-
мата с последователен резонан-
сен кръг=/7/С7.
Намотката L2 подава ниско-
честотното напрежение на тран-
зистора за усилване. През С2 и
диода се извършва отново из-
правяне. Изправеното напреже-
ние управлява Т1 като усилва-
тел на постоянен ток през L2,
така че при наличие на резонанс-
ната честота се задействува
Rel. Т1 се използува и този
път като нискочестотен усилва-
тел на постоянен ток.
L1/C1 се пресмятат и в двете
схеми по обикиовените формули
за трептящ кръг. На фиг. 6.7 а
и 6.7 б са дадени насочващи
стойности. В схемата на фиг.
6.76 С1 не трябва да бъде по-
голям от 5 nF, a L2 трябва да
има 104-15% от навивките
на L1.
211
7,
Кибернетични модели
Задачата на тази книга не е да
разясни понятието кибернетика.
Ще споменем само това, че ки-
бернетиката е една сборна на-
ука, която се занимава с изслед-
ване на закономерностите на
саморегулиращите се сигеми от
всички видове, т. е. в никакъв
случай не се ограничава само с
електрониката. Освен електрони-
ката с кибернетиката имат общо
и математиката, и биологията.
От интерес за любителя е преди
всичко технического приложение
на кибернетичните методи, кон-
то, разбира се, не винаги се об-
хващат от понятието киберне-
тични експерименти. Този раз-
дел ще представи няколко при-
мера за това.
7.1. Оптически самона-
сочващ се модел
Описаният модел, чиято гъсе-
нична предавка се задвижва от
два отделки двигателя, съдър-
жа един светлинен приемник.
Приемникът управлява модела
така, че той се движи непрекъс-
нато към източника на светлина.
Както за механичната конструк-
ция на задвижващия механизъм,
съответствуващ на обикновения
гъсеничен механизъм от играч-
ките, така и за външното оформ-
ление няма какво специално
да се каже. Може да бъде из-
212
бран напр. един модел животно
(„електронна котка1*, която вър»
ви след светлината на джобно
фенерче). На фиг. 7.1 е показана
схемата на светлинния приемник.
Моделът се състои или от два
приемника (тогава той не се
движи, ако не пада светлина
върху него, а при попадане на
светлинен лъч върху него
започва да се движи към свет-
линия източник) или само от
един. В този случай вторият
двигател получава непрекъснато
ток (ако е целесъобразно може
да се намали). Тогава моделът
обикаля, докато „забележи“ из-
точник на светлина и започне
да се движи към него.
Един фотодиод (подходящи
са също така селенови елементи)
захранва тристъпалния усилва-
тел Т1—ТЗ. С Р1 се прави на-
стройката на желаната светло-
чувствителност. При въздейст-
вието на светлина върху FD
Т1 се отпушва, Т2 се запушва,
а ТЗ е отпушен. ТЗ включва
двигателя М. Използуват се
двигатели напр. от подвижните
играчки Омега на VEB Weima-
rer Spiel/waren или подобии дву-
моторни гъсенични механизма
от други производители на иг-
рачки, конто могат да се при-
ложат добре за конструиране
на кибернетични дбижещи се
обекти. Двигателите трябва да
бъдат много добре обезшумени
(електрически), за да се избяг-
нат обратны влияния върху уп-
равление™. За тази цел се из-
ко съпротивление), може да се
получи самовъзбуждане.
На фиг. 7.2 е показано разпо-
ложението на светлинния прием-
Z1
25...150тШ
/3^100
12. 13_
100... 150mW iW(4W)
fl>80 р>25
М'Ьпах
Радиатор 100mm * 100 тт
tmm Алу мин ид
Фиг 7.1
Схема на светлинния приемник и управляващата част за двигателя на самона-
сочващия се модел с верижно задвижване
ползуват кондензаторите на фиг.
7.1. При специални случаи мо-
же да се наложи да се поста-
вят кондензатори мажду базата
и колектора Т1 и Т2 (стойно-
сти около 1 nF). Освен това за
управлението на двигателя и за
захранването на транзисторите
трябва да се използуват различ-
ии батерии.
В случай че не могат да се
намерят транзистори с достатъч-
но голямо усилване, между ко-
лектора па Т2 и базата на Т1
може да се свърже един рези-
стор за обратна връзка (стой-
ността му се определи опитно и
е няколко мегаома), която уве-
личава светлочувствителността,
а също и зависимостта от из-
мененията на температурата. Ако
обратната връзка е твърде сил-
на (резисторът е с твърде мал-
ник върху гъсеничната предавка.
FD3 и пружинният контакт РК
се отнасят до модела, описан в
Разделителна
стена
Фиг 7.2
Разположение на диодите FD1 до FD3
и контакта РК върху вернжния меха-
низъм за модела от фиг. 7.1 и 7.0
следващия раздел, и се приема,
че не съществуват. FDI и FD2
са светлинните предаватели на
213
двете управлявши схеми от
фиг. 7.1. FDI и TD2 се монти-
рат малко повдигнато върху
задната част на количката и та-
движат, така че Гколичката се
движи напред. Ако източникът
на светлина се движи или ако
количката излезе от курса, еди
* едентуално да се пробери
Tl, 22: про - силициёйи епитаксиална-планарни
типо£е,/3>200
(Т2:? 500mA!)nanp.SF126... 128
Di Произ&опен тип > 0,1А
Р„ ? 8Q: Ju < 0,5А задержан
Фиг 7.3
За по-мощни двигатели може на място-
то на директното свързваве на двигате-
ля с мощен транзистор да се свърже
едно реле за задействуване на двигателя
ка се отделят от разделителната
стена, че всеки светодиод има
собствен „ъгъл на гледане"
(ъгълът, под който ще се срещ-
нат със светлината), от точно
напред (0°) до напречно (90°).
Идващата отляво светлина по-
пала върху FDF. това предиз-
виква включването на задвижва-
нето на дясната верига и моде-
лът се обръща наляво към из-
точника на светлина. Същото ва-
жи точно противоположно за
FD2, ако светлината пада отдяс-
но, т. е. FD1 и FD2 действуват
„на кръст“. Само ако колич-
ката е насочена точно към из-
точника на светлина, двата
диода получават едновремен-
но светлина и двете вериги се
Фиг. 7.4
Със силициеви транзистори може да
се реализира една проста схема на свет-
линния приемник
ният диод се загъмнява от раз-
делителната стена, съответната
верига спира и количката започва
да се насочва към източника на
светлина.
Ако за по-големи модели се
използуват по-мощни двигатели,
може да се избегне използува-
нето на схемата от фиг. 7.1. В
този случай се използува схема-
та от фиг. 7.3, която сьдържа
реле за включване на двигателя,
което се задействува от ТЗ
(фиг. 6.1). В този случай ТЗ
може да бъде един маломощен
транзистор; освен това този ва-
риант позволява при силно сму-
щаващи двигатели разделяне на
двигателната и управляващата
батерия. Ако тази схема се
214
постави на мястото на ТЗ от
фиг. 7.1, трябва да се увеличи
колекторното съпротивление на
Т2 от 2 до 3 kQ, а това на Т1—
до 10 kQ. С това са постига
висока светлочувствителност на
управлението, без да се из-
ползува [предложената в текста
обратна връзка. Ако от скицата
на фиг. 7.2 се махне единият
приемник (схемата на фиг. 7.1
е само единична и с това се на-
намаляват разходите), вторият
двигател се включва през малко
съпротивление директно към
батерията за двигателя. Той се
движи сега непрекъснато с мал-
ко по-малки обороти от упра-
влявания двигател. Моделът се
върти и след като „забележи“
един светлинен източник, започ-
ва да се движи в зигзаг към
него. Разделителната стена е
необходима и в този случай.
На фиг. 7.4 е показана управ-
ляваща схема за същата цел,
но работеща със силициеви тран-
зистори. Тя също може да бъ-
де изпълнена двойно или (за
непрекъснато обикалящ модел)
единично. Ако не се използува
реле, с употребата на силициеви
транзистори се опростява схема-
та. Трябва да се обръща внима-
ние на максимално допустимия
електронен ток Т2 (отговаря на
тока на двигателя, когато е бло-
киран) при избора на транзисто-
ра. За предпочитане са епитак-
сиалните планарни транзистори,
тъй като имат малко напреже-
ние. Като светлинен приемник
се използува фоторезисторът FW
(CdS8 или при достатъчно сил-
на светлина също Cd S6; за сла-
би светлинни източници, респ.
модели, конто трябва да се
ориентират по дифузни или сла-
бо светещи източници на свет-
лина, се използува CdS19). До-
като върху FW пада светлина,
Т1 е запушен (с Р1 се наглася-
ва чувствителността на задей-
ствуване), Т2 е отпушен и дви-
гателят се върти. При липса на
светлина FW става високоомен,
вследствие на което Т1 се от-
пушва, Т2 се запушва и М спи-
ра. Поради общото емитерно
съпротивление, което може да
бъде заменено с диод, съобра-
зен за тока през двигателя (1-
А-тип, напр. SY 200), схемата има
поведението на тригер на Шмид
(виж раздел 8.2.2), така' че дви-
гателят винаги се включва и
спира рязко. Поради това Т2 е
винаги или напълно отпушен,
или напълно запушен и работы
в ключов режим. По този начин
се избягва отделянето на неже-
лателно висока загуба на мощ-
ност върху Т2 и може да се
използува максимално допусти-
мият колекторен ток. Схемата
може да се използува със съ-
щите транзистори и с 9V-—захран-
ване, което е необходимо за
по-мощни двигатели, при поло-
жение, че се удвоят всички
стойности на съпротивленията
на резисторите.
7.2. „Мислещ“ подвижен
модел с графично
обратимо управле-
ние, осезание и два
рефлекса
Описаният модел представлява
разширение на разгледания в
предишния раздел търсещ цел-
та модел. Разбира се, той не
може да мисли в човешки
215
смисъл; неговото поведение
обаче напомня много (особено
когато два такива модела се
поставят един срещу друг) по-
ведението на животно в опреде-
лени ситуации. По принципа на
функционирането си напомня
много на познатата от много-
бройните публикации и реализи-
рана в различии страни „кибер-
нетична костенурка“.
Задвижващият механизъм съ-
ответствува на този от фиг.
7.2. Допълнителното в този слу-
чай е третият светлинен прием-
ник FD 3, монтиран фронтално,
с „ъгъл на гледане" от около
30° (постига се с подходящо
монтирана бленда), както и с
един еластичен контакт PR,
който има формата на автомо-
билна броня. Контактът се за-
тваря винаги когато моделът
срещне някакво препятствие на
пътя си. На фиг. 7.5 е да-
дена цялата схема на модела,
състояща се от 11 транзистора
и 4 релета. Отляво на прекъсна-
тата линия се намира електронна-
та управляваща схема, отдясно—
двигателят и схемата на релетата.
Моделът има свойството да
търси целта, както бете описа-
но преди. FD1 включва през Т1,
Т2 и ТЗ (познатият светлинен
приемник от фиг. 7.1) и дясно-
то реле R десния двигател
FD2 включва съответно през
Т4, Т5 и Тб и лявото реле L ле-
вая двигател ML. В зависимост
от това, къде пада светлината,
двигателите получават ток през
•wl и rl, респ. 11. Без въздей-
ствие на светлина моделът не
се движи; при наличието на свет-
лина той се управлява по начина,
описан в предишния раздел от
източника на светлина. PlLWiPlR
служат за настройването на свет-
лочуствителността, която тряб-
ва да бъде еднаква и по въз-
можност голяма за двете стра-
ни. Моделът има още един тре-
ти светлинен приемник FD3 с
Т7, Т8 и T9, който има същата
функция като другите два, но
има по-малка чувствителност. За
правилна настройка на светлочув-
ствителността служат потенци-
ометрите за коефициента на усил-
ване P2R, P2l а Р4 в усилва-
телите.
Моделът се движи към един
светлинен източник. Един обик-
новен модел би се движил до
самия източник. Едно животно
обаче би се отстранило от свет-
линния източник (яогън“), кога-
то се доближи до него, за да се
предпази от „топлината му“.
Чрез FD 3 моделът получава та-
зи реакция. Ако моделът се
приближи до източника на свет-
лина, през FD3 се задействуват
освен релетата R и L и релето
W (диодите ОА 625, подходящи
саиОА 100 и подобии, разделят
една от друга съществуващите
2 управляващи групи за T9).
През wl, w2 и w3 се променя
полярността на двигателите, мо-
делът започва да се отдалечава
от светлината, след като достиг-
не „граничната стойност“ на
осветеността (настройва се с
Р4). Когато осветеността отно-
во отслабне до определена сте-
пей, релето за обръщане W пре-
става да дейетвува; моделът
започва да се движи отново към
светлината. Той непрекъснато
ще се движи напред-назад, ще
216
Пълна схема на един кибернетичен модел. Моделът реагира на въздействито на светлината с приближаване, а при
много силна светлина —с бягство. Той преодолява самостоятелно прегради и има „рефлекс"
се опитва да се доближи до
източника, но ще се „страхува"
от неговата близост.
Ако моделът се движи към
светлината и по пътя си срещ-
не някаква преграда, която я
закрива, той спира (за модела
изчезва светлинното дразнене ка-
то „привличащ дразнител"). Ако
той „вижда“ още светлинния
източник, той се блъска в пре-
градата, при което контактът
РК се затваря. През РК и w2
се задействува релето Р (за
сблъскване), като то остава за-
действувано за 0,5 s заради
заредения едновременно с това
кондензатор С2 (оразмерява се
според релето). През pl на
моновибратора Т10 и Т11, кой-
то работи като времезакъснител-
на верига (виж раздел 3.6.2 и
раздел 8.1.2) се подава напре-
жителен импулс, който го за-
действува. Т11, който обикно-
вено е отпушен, се запушва,
докато не изтече времето на
закъснение, регулиращо се с С1
и Р5 в зависимост от механични-
те и двигателните свойства меж-
ду 1 и 1,5 S. За това време тран-
зисторът T9 получава от колек-
тора на Т11 базов ток, W се
задействува за времето, нагла-
сено с Р5. Както беше описано
за приемника на граничната стой-
ност FD3, това предизвиква
обратното задвижване на моде-
ла. Това обратно движение про-
дължава около 1 s. В този момент
обаче преди закъснението на ре-
лето Р, р2 на двигателя MR се
отваря за около 0,5 s и се включ-
ва резисторът Р6. При това
след сблъскването на модела с
преградата той тръгва назад
с лек страничен завой (заради
Р6 се върти сега по-бав.
от 2WJ, а след отпускането на
релето Р (Р6 се шунтира) се
движи още 0,5-4-1 s направо
назад. Това има следпия смисъл:
ако моделът би се движил са-
мо направо назад, той би се
блъснал след това отново в
преградата на същото място.
Ако той би могъл да се дви-
жи назад в дъга, той би се на-
мерил странично спрямо източ-
ника на светлина, когато тръг-
не отново напред чрез управле-
ние™ от FD1 и FD2 и ще попад-
не отново на същото място на
преградата. Посредством комби-
нираното движение назад след
отпускане на релето W (след
като времето на закъснение на
мултивибратора TI0, Т11 изте-
че) моделът успява да се от-
клони веднага от FD1 и FD2 по
посока на източника на светли-
на и да се срещне странично с
преградата. Процесът продължа-
ва дотогава, докато моделът
успее да мине странично по-
край преградата.
Освен тези основни функции
моделът има и „памет“, която
представя основната форма на
животинското „събиране на
опит“. Това създаване на реф-
лекси може да стане по два
начина. Едната възможност е
показана на фиг. 7.5. Докато
моделът се среща с преградата
и контактът РК се затваря, из-
точникът на светлина се изключ-
ва за късо време. Наличен „жи-
вотипски рефлекс“ би свързал
събитието „изключване на свет-
лината “ със събитието „сблъс-
кване“. Ако светлината по-късно
пак изгасне, животного въз ос-
нова на събрания опит би се
218
,'грахувало от ново сблъскване
j би избягвало несъществуваща-
caJJ но предполагана преграда.
(Такива рефлекси се срещат
многократно при хората -ако
през нощта на небето започне
ia се святка, ние очакваме пос-
ледващата според натрупания ни
опит гръмотевица, без да се
замислим има ли въобще буря).
Този рефлекс в схемата на
фиг. 7.5 се създава по следния
начин. Моделът се сблъсква с
чреградата, РК и през Р също pl
S-г затварят, г2 и 12 обикновено
в този случай са отворени, мо-
делът „вижда“ преди всичко
светлината. Ако изключим за
кратко време светлината, докато
Р е задействувано, R и L ще
се отпуснат и през pl, г2 и 12
ще се зареди СЗ. Това засега е
всичко. Зареденият в СЗ товар
е „целият опит“. След преодо-
ляване на преградата моделът
се насочва отново към източни-
ка на светлина и пътят му е
свободен. Изключваме отново
светлината за късо време. г2,
12 се затварят пак и събраният
в СЗ товар дава на входа на мул-
тивибратора един импулс-
пуска го, а заедно с него и ре-
лето W. Моделът започва да се
движи назад. За разлика от
сблъскването с преграда той се
движи само направо Ha3ans за-
щото Р не е задействувано и
р2 е затворен. Това е логично,
защото моделът „няма намере-
нието“ да заобиколи една
преграда, а се „изплашва“. След
това той продължава своя път.
Зареденият в СЗ товар е доста-
?ъчен рефлексът да се повтори
ще няколко пъти. Когато СЗ
изпразни, моделът се е „нау-
чил",че изгасването на светлина-
та няма никакво значение и ре-
агира само със спиране, когато
СЗ е празен, паметта е „изтрита",
а светлината се изгася. С Р7
може да се нагласи продължи-
телността на неизползуване на
рефлекса за сблъскване, след
което той остава запазен в „па-
метта".
Моделът по схемата от фиг-
7.5 реагира на наличието на
светлина, на нейната посока и
сила. (Поради граничното обра-
тимо управление моделът може
да се пусне безопасно срещу
горящ огън! В своето поведение
той напомня на нощната пеперу-
да, която лети около светлина-
та.) Със своето „осезание" той
заобикаля преградите. Моделът
създава „рефлекс" с помощта
на двете си усещания (светлина
и докосване).
С малко повече разходи на
модела може да се създаде и
„слухово усещане" (акустично),
както и един свързан с това
втори рефлекс. Един такъв мо-
дел може действително в раз-
личии ситуации да реагира по-
добно на животно.
„Слухового усещане" изисква
направата па акустичен приемник,
за който може много добре да
се използува схемата от фиг. 6.5.
На мястото на кръговата на-
мотка се поставя микрофонната
схема от фиг. 6.6, така че се
получава устройството, описано
в раздел 6.4. Като звуков преда-
вател се използува съответен
генератор. Не може да се из-
ползува нискочестотен приемник
без нискочестотно селектиране,
реагиращ на произволни шумове,
тъй като тогава устройството
219
ще стане извънредно чувстви-
телно и би могло да реагира
напр. на собствените си шумове.
Релето Rel (фиг. 6.5) се свързва
Фиг. 7.6
За разширяване на кибернетичния мо-
дел от фиг. 7.5 с акустично дразнене
и втори рефлекс
така към управляващата схема
от фиг. 7.5, както е показано на
фиг. 7.6. Контактите на релето
rell и ге12 на акустичния при-
емник се свързват към точките
QI, Q2 и Q3 (фиг. 7.5).
Ако моделът се движи без-
препятствено към източника на
светлина и в този момент се
пусне тон 7 kHz, релето Rel се
задействува, rell (фиг. 7.6) се
отваря при Q1 (фиг. 7.5) и то-
ковите вериги на двигателя се
прекъсват, моделът „се стъпис-
ва“, докато трае тонът, спира и
след това продължава своя път.
Във всеки случай „той не знае
как да реагира на тона“. Когато
тонът се подаде в момент на
сблъскване с преграда, моделът
„се стъписва“ вследствие на от-
варящия се при това rell и не се
помества, както е предвидено,
от преградата—той се „обърква'1
от тона при правилното провеж-
дане на маневрата за заобикаля-
не на преградата и накрая тряб-
ва отново да я повтори. (В за-
висимост от продължителността
на подаването на тона и ако
междувременно W отново се
отвори, моделът не провежда
маневрата на завиването или ако
Р вече се е отворило, но W е
още задействувано, моделът се
движи направо назад и се блъска
повторно на същото място на
преградата.)
Едновременно с това се обра-
зува познатият „рефлекс “ и въп-
реки наличната светлина СЗ се
зарежда през Q2, rel2, Q3. Ако
по-късно моделът е заобиколил
преградата и пътят му отново е
свободен, този път той не спи-
ра при повторно подаване на то-
на, както беше описано по-горе,
поради „спомена" от сблъсква-
нето. Интересни проучвания мо-
гат да бъдат направени, като
тези модели могат да бъдат ин-
тересни обекти за изследване на
поведенйето, когато два такива
модела се снабдяват с фарове,
конто излъчват направо, без да
могат да осветят собствения си
светлинен приемник и да се
пуснат един срещу друг. Всеки
модел се управлява от другия.
При съответното приближаване
единият от двата модела реагира,
което е случайно при еднакво
нагласена гранична чувствител-
ност, отначало с превключване
на граничната стойност, т. е. той
„бяга“ от другия. Движещият
се назад модел е „преследван“,
докато не е повече възпрепят-
ствуван от някаква преграда.
Вследствие на това другият мо-
220
Ще се приближи толкова
близо, че той от своя страна ще
достигне граничната стойност и
де започне да „бяга“, „преслед-
уй" от първия модел, който от-
лово се включва на предел ход,
докато другият се отдалечава.
Така моделите се преследват
един друг или пък се търсят,
ако единият излезе от курса и
другият го „изпусне от очи“. По
подобен начин могат да се из-
мислят други интересна комби-
нации (също на противополож-
ите рефлекси на двата), конто
о’баче тук не могат да бъдат
разгледани.
Проведените междувременно
онити с два модела, оборудвани
според фиг. 7.5 и фиг. 7.6, все-
ки от конто съдържа допълни-
телно по един настроен на „зву-
ковата честота“ на другия мо-
дел тонгенератор с малък висо-
коговорител, показаха напр. та-
зи типично животноподобна ре-
акция.
Тонгенераторът започва да
работи (чрез включването на
друг контакт р), щом моделът
се сблъска с препятствие. Това
отговаря на зова за тревога на
едно животно при необичай-
на ситуация. Ако единият от
моделите се е блъснал в пре-
града, другият „ спира “. Ако
този втори модел е имал вече
сблъскване със създаване на
рефлекс, както е описано, което
той е „изживял“, издаденият при
сблъскването на първия модел
„зов за тревога“ предизвиква
Веднага отдръпване на втория
Модел, който в същност не е
Възпрепятствуван в момента. То-
Ва отговаря точно на поведени-
ето на стадните животни, конто
по същия начин се впускат да
бягат, подплашени от зова за
тревога на едно животно от
стадото. Този пример показва
доколко може да се прави ана-
логия между поведението на
животните и съответните кибер-
нетични модели.
7.3. Модел, управляван
от направляващ лъч
Моделът, който е описан по-
нататък, може да се използува
като демонстрационен за управ-
лението с насочващ лъч, -нещо
обикновено за реактивната тех-
ника. Използуваният в ракети-
те радиолъч се заменя в този
случай от светлинен лъч. На
фиг. 7.7 е показан принципът.
Управляващият фар се състои
от две поставени един до друг
с много добре отразяващи вдлъб-
пати огледала фарове Lal, La2.
Подходящи за това са вдлъб-
натите огледала от джобни фе-
нерчета с диаметър от най-малко
50 mm и с регулируем фокус;
освен това трябва да се изпол-
зуват лампи с много добре цен-
трирана нажежаема жичка, за
да може при голямо разстояние
да се получи точно насочване.
С всеки фар може да се по-
стигне едно по възможност по-
малко кръгло светлинно петно,
което от разстояние на 10m
трябва да има най-много 50 ч-70
ст диаметър Доброто фокусира-
не е решаващо условие за раз-
стоянието, от което се управ-
лява. Както е показано на фиг.
7.7, двата светлинни конуса се
припокриват малко, което се
постига чрез настройка на два-
та рефлектора. Двата неподвиж-
221
но монтирани фара образуват
една едновременно движеща се
система на управляващите фа-
рове.
води до завой наляво, а сигна-
лът с честота 600 Hz—до завой
иадясно; при наличието на два-
та тона води до движение на-
Осх&ат ха
Фиг. 7.7
Принцип на оптического светлинио
управление. Фарове Lal и La2 се свър-
зват здраво един за друг и заедно се
използуват за иасочващ фар
Фиг. 7.8
Светлниен модулатор за един прожек-
тор. Схемата се прави за всеки фар от
фиг. 7.7
Двата светлинни лъча се мо-
дулират нискочестотно. Подроб-
ностите за светлинната модула-
ция са разгледани в 3.8. Lal
се модулира с около 600 Hz,
La2 с около 1 kHz (съотноше-
нието на честотите не трябва
да е цяло число). Моделът има
един светлинен приемник за
модулираната светлина и две
звукови стъпала за двете моду-
лиращи честоти. Ако моделът
се намира в областта на при-
покриване на двата светлинни
конуса, се приемат и двата то-
на. Ако моделът се отклонява
наляво, той излиза от областта
на светлинния конус на La2 и
„чува“ само тон 600 Hz. При
странични отклонения надясно
моделът чува само тон 1 kHz.
При това моделът реагира така,
че сигналът с честота 1 kHz
пред. По този начин моделът
се управлява винаги в област-
та на припокриване на светлин-
ните конуси. Тази облает е
„насочващият лъч“. Ако фарът
се измести наляво или надясно,
моделът излиза, както е описа-
но, нзвъв насочващия лъч, той
приема само един от двата то-
на и с това се отправя към
насочващия лъч. Моделът може
да бъде закаран до производна
точка, осветена от фара. При
изгасването на фаровете той
спира; светлинният лъч определи
посоката на движение.
На фиг. 7.8 е показана схе-
мата за модулиране на един
фар; тази схема се изпълнява
два пъти. Двата модулатора
могат да бъдат монтирани за-
едно със своите фарове и рабо*
тят винаги едновременно. В то-
222
Зи случай се използува схемата
jja фиг. 8.9 от раздел 8.2.1, ко-
0то се оразмерява за съответ-
дата честота. За La се получа-
действие на управлението от
15 до 20 га. Дадените на фиг.
7.8 стойности на елементите
зависят от транзисторите и
Фиг. 7.9
Схема на приемник на сзетлинно-насочвания модел
ва силно модулиране на яркост-
та, която естествено поради срав-
вително високата честота не
може да се види—окото вижда
Непрекъсната светлина! За за-
Хранващо напрежение 6V най-
Подходяща е лампа от тип
3,8V/0,07A; по-мощни лампи не
Могат да се използуват поради
Натоварването на транзистора и
Тяхната топлинна инертност. Тъй
Като през лампата тече ток са-
мо за около 50% от времето,
Тя свети при 6 V с нормална до
силна светлина. С тези лампи
(както показаха опитите) и при
Дневна светлина (!) на открито
Може да се постигне радиус на
трябва да се изпробват. При
първата проба на модулаторна-
та схема може да се установи
дали модулаторът генерира, ка-
то се свърже успоредно на La
високоомна слушалка. В този
случай модулаторната честота
трябва да се чува. Ако схемата
не генерира, La или не свети, или
свети необичайно силно, следо-
вателно трябва да се изменят
стойностите на резисторите, кон-
то се определят опитно.
На фиг. 7.9 е показана схема-
та на приемника, който се на-
мира в модела. И в този случай
се използува двумоторен подви-
жен модел, като този toT пре-
223
дишните раздели, но без преград-
на стена. Сега има само един
светлинен приемник, който може
да бъде само фотодиод или
фототранзистор поради ниската
им инертност (не могат да се
използуват фоторезистори); фо-
тодиодът се монтира върху зад-
вата страна на модела с „пог-
лед“ назад. FD създава ниско-
честотно напрежение, което съ-
ответствува на модулиращата
честота на предавателя и пада
върху Pl. С Р1 се провежда
еднократна настройка на сред-
1
вата сила на светлината при -у
О
от целия радиус на действие.
Настройката зависи също от
силата на околното осветление
(препоръчва се отгоре върху FD
да се постави предпазна бленда
за околното осветление). Започ-
ва се с най-голямата стойност на
Р1 и се намалява, докато се по-
лучи сигурно задействуване на
мястото на стартиране (близо до
фаровете). Т1 и Т2 служат за
допълнително усилване, при ко-
ето с Р2 се нагласява коефици-
ентът на усилване еднократно,
така че при възможно по-голям
радиус на действие да не се по-
лучава премодулиране в схемата,
когато е в близост с предавате-
ля (разпознава се по вибрирането
на двете релета). ТЗ служи ка-
то ограничително стъпало и
осъществява равномерно задей-
ствуване на двата кръга и при
непрекъснато намаляване на си-
лата на светлината на приемане.
От РЗ, Р4 схемата отговаря на
звуковата превключваща схема,
разгледана в 6.5 (фиг. 6.7 а). С
РЗ и Р4 се прави груба настрой-
ка на чувствителността на двете
схеми, която трябва да бълд
една и съща. R3 и R4 се ораз-
меряват така, че колекторният
ток Т4, респ. Т5, в състояние нд
покой да бъде 0,5 mA. R1 и R2
се избират така, че на Т1 и Т2
да се получат дадените на фигу-
рата колекторни напрежения. С1,
L1 се настройва на 1 kHz, С2
L2—na 600 Hz. Резонансните чес-
тоти на тези два кръга трябва
да отговарят на модулиращите
честоти. Тъй като честотите в
модулаторите се настройват по-
лесно (резисторът 10 kQ на схе-
мата на фиг. 7.8 се замества с
потенциометър от 10 до 25 kQ).
За L1 и L2 могат да се изпол-
зуват обикновени нерегулируеми
бобини, чието оразмеряване се
прави според казаното в раздел
6.5. За Ll, L2 може да се изпол-
зува и един модулационен транс-
форматор от тип К20 (само
вторичната намотка, изводи зе-
лен—зелен). С С1 и С2 се опре-
делят резонансните честоти; стой-
ностите, дадени на фиг. 7.9, мо-
гат да служат само като осно-
ва за начисление при самосто-
ятелната направа на L1 и L2.
При наличието на модулира-
ния с 1kHz светлинен лъч се
задействува релето А, при нали-
чието на 600 Hz — релето В, а
докато моделът се намира в
областта на насочващия лъч,
са задействувани и двете реле-
та. Всяко реле задействува един
от верижните механизми, при
което двигателите са така свър-
зани към релетата, че при из-
ключването на едно от тях, мо-
делът се придвижва към па-
сочващия лъч. Ако управляващи-
ят лъч се изключи напълно илИ
ако се движи много бързо, А й
224
В не се задействуват и моделът
спира. Консумацията на модела
при липсваща насочваща светли-
на е около 2 mA. Чуждата
светлина не оказва никакво вли-
яние, докато FD не е напълно
премодулиран или наситен или
сам не модулира силно (напр. в
непосредствена близост вклю-
чени в мрежата луминесцентни
тръби), като управиението е
възможно дори и тогава, когато
насочващата светлина престане
да се вижда с просто око.
За да се избегне обратното
въздействие на двигателите вър-
ху звуковите схеми, отново се
препоръчва разделянето иа ба-
терията на двигателя МВ от
батерията на приемника ЕВ в не-
зависими вериги(да не се изпол-
зуват общи маси!).
15 Книга за конструктора-елекгроник
225
8.
Периодични превключватели и време-релета
В електронните устройства че-
сто се използуват различии ос-
новни схеми, което се вижда и
от другите раздели на тази
книга. Освен няколкото практи-
чески приложения на тези ос-
новни схеми ще се разгледат
накратко и техният принцип на
действие, и оразмеряването им.
Мултивибраторът специално
улеснява решаването на много-
бройни задачи в областта на
превключването; поради това
той е много важен за аматьори-
те. Теоретично разглеждане,
което ще може да се използува
практически, не е възможно в
рамките на тази книга. В съот-
ветствие със значението им в
любителската практика ще бъ-
дат разгледани само транзистор-
ни схеми.
8.1. Транзисторен мул-
тивибратор и него-
вото оразмеряване
Различават се три основни вида
мултивибраторни схеми: тук
става дума за мултивибратор,
за моновибратор и за тригер.
8.1.1. Мултивибратор
Мултивибраторът в автогене-
раторен режим представлява са-
мостоятелно работещ периоди-
чен превключвател. Той намира
приложение като генератор на
правоъгълци импулси в ниско-
честотната облает (тонгенератор)
и рядко във високочестотната
Фиг. 8.1
Схема на мултивибратора и нейното
оразмеряване
облает (горната честотна грани-
ца зависи от високочестотните
транзистори). Ако тази схема
работа с много ниска честота,
тя може да се използува като
периодичен генератор на време
(напр. генератор за мигачи, вж.
раздел 3.7.2). На фиг. 8.1 е по-
казана схемата. Ако приемем, че
Т1 се отпушва в момента, ко-
лекторният му потенциал започ-
ва да спада. Това изменение в
напрежението се подава през
С1 на базата на Т2 и Т2 се за-
пушва. С1 се зарежда през R3.
Когато С1 се зареди толкова,
че Т2 получи отново базов ток,
Т2 се отпушва и потенциалът
226
на неговия колектор спада. Това
изменение се предава през С2
на базата на Т1, вследствие на
което TI се запушва. Повишава-
нето на колекторния му потен-
циал води до скокообразно на-
пълно отпушване на Т2 (през
С1). Или сега Т1 е запушен, Т2
е отпушен, С2 се зарежда през
R2. Т1 се отпушва, когато С2 се
зареди до толкова, че неговата
база да стане отново отрицател-
на. При това през Cl Т1 се за-
пушва отново и се получава
пак изходното състояние. Схема-
та се „колебае“ независимо от
външните влияния от едно в
друго състояние.
От колекторите (на фиг. 81
е показано за Т2) могат да се
вземат правоъгълни импулси с
ниво, почти равно на Ue. Времето
за отпушване tl на транзистора
Т1 зависи от R3 и С1, времето
t2 за отпушване на Т2 съответ-
но от R2 и С2. На фиг. 8.1 е
дадена формулата за прибли-
зително пресмятане на времето
(времето е в s, съпротивления-
та в MQ, а кондензаторите в
ji/7). През R2 и R3 трябва да
протича базовият ток за пълно-
то отпушване на 77, респ. Т2.
Неговата стойност зависи от
съответното колекторно съпро-
тивление и р на транзистора.
От формулите на фиг. 8.1 се
получават максималните стой-
ности за R2 и R3 (коефициентът
0,8 е коефициент на сигурност).
Най-малките стойности за R2 и
R3 се получават от максимално
допустимия емитерен ток (/е=
=4 4* 1Ь). От tl 4-12 се извеждд
според фиг. 1.9 честотата на
следване на импулсите. Ако схе-
мата се направи несиметрична
(С7ФС2), респ. R2^R3\ тогава
коефициентът на запълване
tlltl + t2 ще стане различен от
1 :2 (приложение напр. в раздел
3.7.2.2). Чрез различного ораз-
меряване на R2, R3, респ. С1,
С2, може да се постигне коефи-
циент на запълване 1:10. Ако
за R1 и R4 се изберат различ-
ии стойности, е възможно по-
стигането на коефициент на за-
пълване до 1:100 и повече. В
раздел 3.7.2.1 е даден пример за
практического пресмятане. Ка-
заното там определя критериите
за избиране на R1 и R4.
Схемата може да се оразмери
за времена до няколко минути
(до 1/1000 Hz честота на след-
ване на импулсите и по-малко),
но със съответно по-малки вре-
меконстанти R3. С1, респ. R1.C2,
също така и за честоти от 10 до
100 kHz и повече (в зависимост
от честотните гранични стой-
ности на транзисторите). Тя мо-
же да се използува много добре
като генератор на правоъгълни
импулси. Изходното напрежение
обаче няма точна правоъгълна
форма. Предният фронт на им-
пулса, както е показано на
фиг. 8.1, е малко закръглен. При-
чината за това се крие в кон-
дензатора С2, който се зареж-
да през R4 в момента на включ-
ване, поради което колекторно-
то напрежение на Т2 не достига
веднага максималната стойност.
Ако това пречи в някои прило-
жения, може да се избегне по-
средством разделянето на R4 и
включването на буферен диод.
Това допълнение на схемата е
показано на фиг. 8.2. Там са
дадени стойностите на R5 и R6;
те се получават от определена-
227
та по начина, зададен на фиг. 8.1,
стойност на R4. Диодът D пред-
пазва от обратно въздействие
на зареждането на С2 върху
Фиг. 8.2
Подбиране на мултивибратора за из-
ходни импулси със стръмни фронтове.
За D може да се използува всеки ди-
од с малко съпротивление в права по-
сока, препоръчва се използуването на
ключови диоди
изходното напрежение Ua, което
при това получава правоъгълна
форма. Когато Т2 е отпушен, D
е проводящ, R5 и R6 са вклю-
чени успоредно и отговарят на
R4 на фиг.8.1. С2 се зарежда
само през R5, когато Т2 е за-
пушен, защото при запушване-
то на Т2 D също се „запушва".
При оразмеряването на колек-
торните съпротивления R1 и R4
(респ. R5, R6) трябва да се има
пред вид и това, че те трябва да
бъдат достатъчно малки, за да
може при най-високата очаквана
околна температура през тях да
протече колекторният ток, който
има многократно по-голяма стой-
ност от появяващия се тогава
транзисторен остатъчен ток 1се0.
За R1 и R4 е дадена най-
високата стойност за 1сео. Тяхна-
та минималка стойност се оп-
редели от максимално допусти-
мия за Т1 и Т2 колекторен ток.
Когато схемата се използува
като тонгенератор, стойността
на R1 и R4 е обикновено около
5 kQ.
Мултивибраторите в автогене-
раторен режим от фиг. 8.1 или
фиг. 8.2 се свързват и оразме-
ряват по същия начин с прп-
силициеви транзистори. В този
случай трябва да се обърне
внимание на следните ограниче-
ния. При понижено захранващо
напрежение (под 3 до 4 V) не
може да се пренебрегне влия-
нието на по-високата при сили-
циевите транзистори гранична
стойност на базового напреже-
ние (0,6 V или повече, докато
при германиевите транзистори
стойността е от 0,15 до 0,2 V);
тази особеност се съблюдава
посредством намаляването на
R2 и R3. При по-вис оки захран-
ващи напрежения от около 6 V,
което е необходимо при схеми
с висока надеждност, любителят
трябва да свърже последовател-
но на базата на силициевите
транзистори силициеви диоди
(катодът към базата), за да се
избегне превишаването на мал-
кото допустимо обратно базово
напрежение при силициевите-
транзистори. Трябва да се обър-
не внимание на това, че конденза-
торите С1 и С2, заредени до
захранващото напрежение в мо-
мента на превключването, имат
в точките на свързване с базите
отрицателен потенциал със стой-
ността на захранващото напреже-
ние. Това важи и за описаните
в следващия раздел моновибра-
тори. Недостатъкът на свързва-
нето на силициевия диод по-
следователно към базата е, че
още повече се увеличава гра-
ничната стойност на базового
228
напрежение (1,2 V и повече),
което обаче в този случай мо-
же да се пренебрегне поради
високото захранващо напреже-
ние. Използуването на германие-
ви диоди е безсмислено поради
малкото им съпротивление в
обратна посока. Особено под-
ходящи са малките силициеви
диоди (серия SAY или ОА 900
и др.), дори използуването на
пласкостни диоди и от типа SY
200 се предпочита, отколкото
да няма защита. Всички зави-
симости на фиг. 8.1 и 8.2 ва-
жат и при изпълнение на схе-
мата със силициеви л/?л-тран-
зистори, при което е необходи-
мо да се смени само поляр-
ността.
Мултивибраторите с два тран-
зистора от един и същ тип
трябва да се направят несиме-
трични, ако се изисква голям
коефициент на запълване tlЦ1 +
+12. За коефициенти на запълва-
не, по-големи от 1 :100, е необ-
ходимо да се дадат различии
стойности на съпротивленията
на резисторите R1 и R4. Не-
достатък е също и непрекъсна-
тата консумация на ток (еди-
ният транзистор е отпушен
непрекъснато) и изграждането
на фронта чрез допълнителни
мерки. В този случай е удобно
използуването на мултивибратор
с комплементарии транзистори.
Той е снабден с един прп- и
един рпр- транзистор (може да
се комбинират германиеви и си-,
лициеви транзистори). На фиг.
8.3 е показана неговата схема.
Тя се характеризира с много
големия си коефициент на за-
пълване (може да' се постигне
1 :1000 и повече), както и с
много добрата правоъгълна фор-
ма и голяма стръмност на фрон-
товете на изходните импулси.
В тази книга могат да се наме-
рят много примери на прило-
ГСSi-rpnft >30
Зе-рпр >'-5ОmWtft»A0
ОСилии,ие8 диод(ОА900, SA Y..jnpu-Lip>SA
Фиг. 8.3
Комплементарен генератор на право-
ъгълни импулси с голям коефициент на
запълване
жение (фиг. 3.28, ‘ раздел 3.7.4.2
и т. н.). Диодът D1 на фиг. 8.3
служи, както вече споменахме,
като базов защитен диод за
силициевия транзистор при за-
хранващи напрежения, по-високи
от 5-? 6 V. Характерно за мул-
тивибратора с двойка прп- и
рпр- транзистори е че и двата
транзистора са едновременно
отпушени или запушени. По вре-
ме на паузите консумацията на
ток е много малка (практически
зависи само от Ub и R1). Схе-
мата работи по следния начин.
При включването на Ub се
управляват TI през R3, емитер—
база на Т1 и R1. Колекторният
229
ток на Tl отпушва също и Т2,
вследствие на което колектор-
ният му потенциал, а заедно с
него и положителният полюс на
С1 се свързват на маса. С1 се
зарежда през R3, база—емитера
на Т1 и колектора на Т2, не-
говият ток на зареждане под-
държа Т1 непрекъснато отпу-
шен, а чрез колекторния ток на
Т1 е отпушен също и Т2. Тази фа-
за на протичане на тока се опре-
деля по време от С1 (грубата
стойност) и R3 (финната настрой-
ка на продължителността на им-
пулса). Когато С1 се зареди,
токът, който тече през R1, не е
достатъчен да поддържа Т1 на-
пълно отпушен. Спадащият ко-
лекторен ток на Т1 започва да
запушва Т2, което води до из-
местването на потенциала на
С1 в отрицателна посока. Това
изменение на потенциала води до
лавинообразно запушване на ТТ,
Т2 също се запушва. С1 (преди
това зареден в означената по-
лярност) се разрежда през R1,
DI, Т1 и R2, при което в на-
чалото цялото напрежение на
зареждане на С1 се явява като
запушващо напрежение между
базата и емитера на Т1. Време-
то на разреждане се определя
от R1 и може да бъде много
голямо. Оразмеряването се пра-
ви според описанието на дей-
ствието на схемата. Със зада-
дените на фиг. 8.3 стойности и
C7 = lnF може с R1 да обхва-
нем честотата от 2 до 20 kHz,
с C7 = 5p.F се обхваща 1kHz, а
с С=500 pF съответно се сти-
га в обхвата на няколко мину-
та (приложения като тактов ге-
нератор). R2 е работно съпро-
тивление, то може да се заме-
230
ста от реле с успоредно свър-
зан към него диод, като по вре-
ме на импулсите (по-късите)
през него тече ток, а по време
на по-дългите импулсни паузи
то остава без ток. Следовател-
но в паузите на изхота Ua има-
ме пълното работно напрежение,
а по време на импулсния период
то става 0 (изходно напрежение
с обратна полярност, което по
време на паузите е 0, може да
се постигне с едно съпротив-
ление, свързано към емитера на
Т2 и със стойност (0,5 — 3) R2).
Схемата може да се използува
и като управляващ орган, тъй
като тя консумира ток само по
време на импулсите. На фиг. 3.28
е показан един тригер за управ-
ление на ТЗ. Времето на пау-
зите (разреждането на С7) се
определя от R1. Неговата най-
голяма стойност трябва да е
такава, че токът, който тече
през Rl,j\a. може да отпушва Т1.
При по-големи стойности на р
за Tl R1 може да бъде до
10 МП и повече. Долната гра-
ница на R1 не е от значение.
С1 се оразмерява заедно с R1
за желаната честота (времето
на паузите е приблизително
равно на 0,7 . Rl. С1; в сек, MQ,
рР). R2 зависи от допустимата
мощност на транзистора, но
трябва да бъде значително по-
малко от R1. Най-малката стой-
ност на R2 се получава от мак-
симално допустимия колекто-
рен ток на Т2 и — Ub.
Продължителността на им-
пулсите (докато през R2 тече
ток) се получава от С1 и R3.
Горната граница на R3 зависи
от стойността р на Т2, защото
през R3 тече и базовият ток,
който трябва да е достатъчен
за пълното отпушване на Т2.
Минималната му стойност за-
виси от максимално допусти-
мия емитерен ток на Т1. Опит-
ното определяне на стойностите
за любителски цели води по-
бързо до целта от предварител-
ните изчисления, при което оба-
че под внимание се вземат са-
мо минималните стойности на
R3 (затова максималното от-
клонение се ограничава с после-
дователно свързан резистор,
както е показано на фигурата),
a R1 и R2 са съобразени с
максимално допустимата мощ-
ност на транзисторите. Обикно-
вено се изхожда от стойности-
те, дадени на фигурата, при
което по-големи стойности на
Р са необходими само за особено
дълги паузи. Стойностите на р
за Tl, Т2 не трябва да се раз-
личават повече от 1:2 до 1:3.
Регулирането на R3 (ширината
на импулсите) и R1 (продължи-
телността на паузите) са неза-
висими едно от друго. Схемата
като цяло няма проблеми. Ней-
ната облает на приложение се
намира преди всичко във съз-
даването на тесни със стръмни
фронтове правоъгълни импулси,
както и в използуването й като
тактов генератор.
8.1.2. Моновибратор
Моновибраторът представлява
в същност времезакъснителен
елемент. Схемата има едно съ-
стояние на покой. Чрез един от-
рицателен импулс на входа й Ue
(фиг. 8.4) тя пре.минава в своето
нестабилно състояние и след из-
вестно време се връща отново в
стабилното си състояние. Освен
като времезакъснителен еле-
мент (примерив раздели 3.6.2 и
4.6) тя се се използува също и
за формиране на импулси (кога-
то на входа Ue на фиг. 8.4 се
подаде островърх импулс, той
P31O.BR11УГ2 ие>ц
RW1.ЦТ1
R/=RZ
Фиг. 8.4
Моиовибратор
се превръща на изхода Ua в
правоъгълен импулс). Продъл-
жителността на изходните им-
пулси на Ua при използуването
на подходящи транзистори мо-
же да бъде приблизително от
0,01 ms до 30 min.
В стабилно състояние Т2 е
отпушен през R3. Неговият еми-
терен ток създава върху R6
пад на напрежението, така че
Т1, който получава своето ба-
зово напрежение от колектора
на Т2 през R4 и R5, е запушен
(чрез делението на напрежение-
то R4/R5 базата на Т1 има по-
продължителен потенциал от
емитера му). Ако на Ue се по-
даде отрицателен импулс през
С1, базата на Т1 става отрица-
телна спрямо емитера, ако Ue
е по-голямо от емитерното на-
прежение URS (гранична стой-
ност на задействуване). U Rs се
избира чрез правилно оразмеря.
231
ване на в зависимост от по-
ставената задача 0,54-1 V или по-
вече; тази стойност трябва да
се превиши от Ue, за да се за-
действува схемата. Чрез това
TI се отпушва; неговият спадащ
колекторен потенциал през С2
предизвиква запушването на Т2.
Напрежението URs се запазва от
тока през Т1, поради което
обикновено R1 се избира равно
на R2. Напрежението на колек-
тора на Т2 достига почти стой-
ността на Ub, Т1 получава през
R4 базово напрежение и по то-
зи начин остава отпушен и след
изчезването на импулса от Uе.
С2 се зарежда през R3. Когато
базового напрежение на Т2 пре-
виши отново стойността на URS,
Т2 се отпушва. Неговият ко-
лекторен потенциал спада към
базата на Т1. Колекторният по-
тенциал на Т1 се повишава,
което предизвиква скокообразно
отпушване на Т2 през С2 и за-
пушване на Т1 през R4, схема-
та се връща рязко в стабилно-
то си изходно състояние. Про-
дължителността на нестабилно-
то състояние зависи от скорост-
та на презареждането на С2
през R3, т. е. те са времеопре-
делящите елементи. СЗ получа-
ва в момента на превключване
потенциала на R6. Максимални-
те стойности на R1 — R4 се по-
лучават чрез подобии разсъжде-
ния като на фиг. 8.1; съответни-
те гранични условия са дадени
на фиг. 8.4. R3 се избира да
бъде (0,34-0,4) R4. При изчисля-
ването на Rl-:rR4 не се изпол-
зува стойността на Ub, а стой-
ността Ub—Urb. R6 се избира
според казаното и според же-
ланата чувствителност на за-
232
действуване. Неговата стойност
се получава от URS и от зави-
симия от R2 колекторен ток
на Т2. Продължителността на
импулса t (време на закъснение)
се получава от t = Q,l.R3.C2
(МП, jiF, s). От Ua излиза един
отрицателен импулс, чиято ам-
плитуда е приблизително равна
на Ub—UR6. Затова на изхода
Ua има винаги в стабилно съ-
стояние малко отрицателно на-
прежение Ur, което е прибли-
зително равно на UR6 и на кое-
то трябва да се обърне внима-
ние при свързването на други
стъпала.
R1 и R2 могат да се заменят
от релета и с това се получава
много просто време-реле. Релето
е снабдено със защитен диод
за избягване на нестабилността
и срещу увреждане на транзи-
стора (индуктирано напрежение
при изключване) (виж напр.
фиг. 7.3 или 3.17).
Моновибраторът може да бъ-
де направен и с ярп-силициеви
транзистори. При това се по-
лучават няколко опростявания,
конто се дължат на високото
базово гранично напрежение на
силициевите транзистори. То
позволява (ако се използуват
транзистори с ниско колекторно
напрежение на насищане; удоб-
ни за използуване са епитакси-
алните планарни транзистори)
директното свързване на тран-
зисторите, при което в схемата
на фиг. 8.4 могат да отпаднат
делителят R4, R5 и емитерната
комбинация R6 и СЗ. Това да-
ва едновременно малко остатъч-
но напрежение на изхода. На
фиг. 8.5 е показана схемата.
При работно напрежение над
5—6 V се поставя отново за-
щитният диод D1 (начертан с
прекъсната линия) по причини,
Dl: C-^uLtiec ёиоа {SM'inij позвони)
аа 5/
Фиг. 8.5
Моновибратор със силициеви транзис-
тори
да отпуши напълно Т2. Ако
това се използува, получаваме
разглеждания в раздел 8.2.1
(фиг. 8.9) за тази цел мултиви-
братор в автогенераторен ре-
жим), който може да бъде реа-
лизиран също и с германиеви
транзистори.
Моновибраторът на фиг. 8.5
се задействува с отрицателни
импулси на Ue, конто запушват
7'2. Тяхнага амплитуда трябва
да бъде най-малко равна на
стойността на базовото гранич-
но напрежение на 7'2 и да бъде
евентуално по-голяма при из-
ползуването на D1 (около 1,5 V).
С1 е от I nF до 0,1 p,F, но
трябва да бъде значително по-
малък от С2.
споменати в предишния раздел.
Оразмеряването става по същия
начин, както за схемата на
фиг. 8.4. Функционирането й е
същото. 7?2 трябва да бъде зна-
чително по-голямо от 7?7 (мак-
симално «=Ю,6 ф T1.Riy, за R3 важи
същото (R3m^0,6$r2R2). Оттук
се получава възможното за R3 ви-
сокоомно оразмеряване (което е
особено удобно за силициеви-
те транзистори с голямо р) и
по този начин за зададеното
време t — много малка стойност
на СЗ, което обикновено е же-
лателно. Отношението за t от-
говаря на казаното за схемата
на фиг. 8.4. Една особеност на
мултивибратора на фиг. 8.5 е,
че той става нестабилен при
голяма стойност на R3, което
означава, че генерира самосто-
ятелно, защото след изтичането
на времето, течащият през R3
базов ток не е достатъчен, за
8.1.3. Тригер
Тази схема има две стабилни
състояния. Превключването от
едно в друго стабилно състоя-
ние става посредством пусков
сигнал. Съответното състояние
оставя запазеното до издаването
на следващия пускащ сигнал.
Оттук се извеждат възмож-
ностите за приложение. Триге-
рът може да се използува за
генериране на периодични им-
пулси (напр. превръщане на
островърхи импулси в право-
ъгълни импулси) и за деление
на честоти. На фиг. 8.6 е пока-
зана схемата. Приемаме, че Т1
е отпушен. На неговия колектор
има само съвсем ниско напре-
жение, върху R4 има пад на
напрежението Ue4 поради еми-
терния ток на Т1. През делителя
на напрежение R2a-R3a базата
на 7'2 е по-положителна от не-
233
говия емитер и затова Т2 е за-
пушен. На колектора на Т2 па-
да почти цялото напрежение Ub,
през R2 и /?3 Т1 получава ба-
зов ток и поради това се под-
Ue>—II—1 ,
с: ClC1:t0nr...1fir
CZQa-.SOoF.Jnf
RhRla
RZ-fKa
R3-«3a-R3'-0^.:0/fg2
RfcRteOfiRia fill
Фиг. 8.6
Тригер
държа отпушен. На Ue се по-
дава само един положителен
импулс. През С1 той намалява
базовия потенциал на Т1 под
стойността на емитерния потен-
циал (предпоставка за това е
условието Ue > UR4; гранична
стойност на задействуване),
вследствие на което TI се за-
пушва; на неговия колектор се
получава цялата стойност на
Ub, с което Т2 получава базов
ток през R2a, R3a и се отпуш-
ва. Колекторният потенциал на
Т2 спада, URi се запазва заради
емитерния ток на Т2. Т1 не
получава достатъчно базово на-
прежение през R2 и остава за-
пушен. Това е второто стабилно
състояние: Т1 е запушен, Т2 е
отпушен.
Посредством един отрицате-
лен импулс на Ue Tl може да
се отпуши отново (същото би
било възможно, ако се подаде
положителен импулс на базата
на Т2: Т2 би се запушил). Т1
се отпушва и неговият колекто-
рен потенциал спада, от което
базовото напрежение на Т2 из-
чезва. Т2 се запушва и него-
вият увеличаващ се колекторен
потенциал създава през R2 ба-
зово напрежение за Т1, така че
Т1 става отпушен, а Т2 запу-
шен. Изходното състояние (пър-
во стабилно състояние) е до-
стигнато отново.
Схемата може да се обърне
чрез подаването на един импулс
на Ue, когато подадем импулс
с обратна полярност, да се вър-
не в изходното си състояние.
Превключването става много
бързо. То се ускорява още по-
вече от С2 и С2а. Тези конден-
затори компенсират входните
базови капацитети на транзисто-
рите. На изхода Ua в зависимост
от състоянието на схемата има
или едно постоянно напрежение
Ula (близко до (7д), или U* (близ-
ко до (7да). За R4 и СЗ важи
казаното за фиг. 8.2.
Ако схемата трябва да се
пуска с импулси с еднаква по-
лярност, е необходимо добавя-
нето на СГ, R3’ и диода D
(начертани с прекъсната ли-
ния). На U’e сега се подават им-
пулси с еднаква полярност, та-
ка че всеки импулс обръща
схемата от едно състояние в
друго. На изхода Ua се получа-
ват правоъгълни импулси с
двойно по-малка честота (при-
ложение като делит ел на често-
234
та) от входната честота U’e. Вход-
ният импулс при U'e трябва да
бъде също така с амплитуда
по-голяма от UR4. Необходима-
та полярност зависи от поляр-
ността на диодите D (на фиг.
8.6 входът U'e реагира на отри-
цателни импулси; за положи-
телни импулси трябва да се
обърнат диодите). Входният им-
пулс в тази схема въздействува
на „съответния" транзистор; при
отрицателни импулси през U'e
според схемата на фиг. 8.6 или
на съответния запушен транзи-
стор. Тази схема се прави обик-
новено симетрична, както се виж-
да от отношенията Rl, Ria и
т. н. Граничните зависимости
са дадени на фигурата. R4 се
избира в зависимост от необхо-
димата гранична стойност за
Ue най-малко 0,5 4-1 V. От ко-
лекторния ток (зависи от R1,
респ. Rid) на единия от тран-
зисторите се получава R4. R3
се избира отново като (0,34-0,4)
R2. Стойностите на С2 и С2а
не са от значение (вж. фиг. 8.6).
Тригерът също може да бъ-
де изпълнен със силициеви тран-
зистори, като при това се оп-
ростява схемата (по причини,
споменати в предишния раздел),
което се вижда при съпоставка-
та на схемите от фиг. 8.6 и 8.7.
Оразмеряването на схемата ста-
ва по-начина за схемата от фиг.
8.6. Това важи и за управление-
то с Ue (трябва да се обърне
внимание на обратната поляр-
ност в сравнение с фиг. 8.6).
Остатъчното напрежение на Ua
отговаря на напрежението на
насищане на транзистора и с
подходящи транзистори (епи-
таксиални планарни транзистори)
може да се доведе до под 0,3 V.
Поради много ниските остатъч-
ни токове на силициевите тран-
зистори тази схема има още
Фиг. 8.7
Тригер със силициеви транзистори
едно предимство: колекторните
съпротивления (ако не са за-
местени напр. от релета) могат
да се оразмерят високоомни и
може да се работи с колектор-
ни токове от порядъка на ми-
кроампери. Стойностите могат
да бъдат 20 kQ и повече. Ба-
зовите съпротивления могат да
имат по тази причина също
много големи стойности (мега-
омови), защото силициевите тран-
зистори имат често високи стой-
ности на р (което не е необхо-
димо в този случай). Схемата
със силициеви транзистори кон-
сумира много малък ток. Не
са необходими защитни базови
диоди заради липсващите кон-
дензатори, ако, разбира се, не
се очакват отрицателни пикове
на входния сигнал (Uе).
На фиг. 8.8 е показана схема-
та с двойка прп-рпр-траизи-
стори, която има поведение на
тригер. Тя се изпозува специал-
но при такива случаи, при
235
конто един консуматор (в схе-
мата за това е включено реле)
трябва да се включи от един
къс импулс. а от друг импулс
npn-Si ,р>!5
Т2 рпр-0е,р>25
~3'рпр-0е,р >80
Зста*П- -3~ )
57 произволен >0,1 А
Фиг. 8.8
Комплементарна схема с поведение иа
тригер за задействуване на реле без
релеен контакт
да се изключи. За тази задача
може да се използува тригерът
(напр. при релета за самозадър-
жане без контакт на релето). В
този случай може да се изпол-
зува с успех схемата на фиг. 8.8,
защото нейната консумация в
състояние на покой е 0 и тя е
свързана еднополюсно към ве-
ригата на релето, което означа-
ва, че не е необходима връзка
за захранване на една втора ко-
лекторна верига. ТЗ служи са-
мо за безконтактно изключване
и може да отпадне. Включване-
то и изключването на релето,
прието в случая като пример
може да стане с контакти (да-
дени с пунктирна линия) или с
управляващи импулси. Ако из-
ключването е възможно чрез
прекъсване на захранващото на-
прежение, ТЗ може да отпадне.
Подробно обяснение на самата
схема не е необходимо, защото
нейното действие беше вече
обяснено от гледна точка на
взаимно управляващите се тран-
зистори Т1 и Т2 в друга връз-
ка в раздел 2.2.5.2 (фиг. 2.27 е).
В схемата на фиг. 8.8 може да
се свърже един ценеров диод
между Т1 и Т2. Схемата реа-
гира тогава със самостоятелно
включване, когато —Ub надмине
стойността на ценеровото на-
прежение.
8.2. Други основни им-
пулсни схеми
8.2.1. Опростен мултивибра-
тор в автогенераторен
режим
При обикновените мултивибра-
торни схеми за по-дълго време
(напр. мигач на автомобил) се
получава често неприятно голе-
ми стойности на кондензаторите.
За такива специални случаи мо-
же да се използува схемата на
фиг. 8.9. Тя отговаря по дей-
ствие на мултивибратора в авто-
генераторен режим, но при едно
и също импулсно време се за-
доволява със значително по-мал-
ки капацитети, като освен това
в нея се използува само един
кондензатор. По-подробно схе-
мата няма да се разглежда в
тази книга. Недостатък на
схемата е, че всички стойности
236
на съпротивленията са зависими
от транзисторите и трябва да
се изпробват за различните слу-
чаи, поради което може да се
използува потенциометър (който
по-късно се замества с постоян-
но съпротивление с неговата
стойност). Граничните условия
за Rl, R2 и R3 са дадени на
фиг. 8.9. Изхожда се от R4,
което е съпротивлението на
жичката на лампата La в наже-
жено състояние (получава се
от напрежението и от консума-
цията на ток). Оттук и от стой-
ностите на р на транзисторите,
конто трябва да бъдат извест-
ии, получаваме граничните стой-
ности за Rl, R2 и R3. Т2 тряб-
ва да бъде подбран според спо-
менатите в раздел 3.7.2.1 изиск-
вания от гледна точка на мощ-
ността му. При различии стой-
ности на £ 77 трябва да се из-
бере с по-високата стойност. Кое-
фициентът -на запълване в този
случай не може да се измени;
времето за светене t2 обикно-
вено е винаги малко по-голямо
от времето, когато лампата не
свети Н, което се определи от
приблизителната формула. R4
трябва да бъде значително по-
малко от R2. С се получава от
стойността на R2, която се оп-
редели от друго отношение и
от времето на мигане. В зави-
симост от стойностите на тран-
зисторите получаваме по-малки
(с 10 <-100 пъти) стойности за
С от тези на мултивибратора от
раздел 3.7.2.1 за същото време
на мигане. Един оразмерен при-
мер е показан на фиг. 3.11 и
фиг. 3.12. Стойността на С може
да бъде свободно избрана в
широки граници. Един пример
на оразмеряване за по-големи
времена е показан в раздел
3.7.5.
Тази схема може лесно да се
комбинира с един фоторезистор,
/ЗП G72
иг* ж рп'р тг'^о,з к рг; р ~р
/3 R2C, fZ»tl'rp-бремеHzc5emene R^)
Фиг. 8.9
Опростев мултивибратор с твърдо за-
даден коефициент на запълване, добре
приложим за обикновени схеми за ми-
гаща светлина. Може да се направи
също и със силициеви транзистори: гер-
маниевите и силициевите варианти са
равностойни. При л/>л-типове трябва да
се измени поляритетът на Ub и С1
като в този случай се получава
комбинация от генератор и свет-
линен превключвател с много
проста схема. На фиг. 8.10 а
е показана тази възможност.
Фоторезисторът FW се свърз-
ва към схемата, която е ораз-
мерена по начина от фиг. 8.9
без фоторезистор, а после свър-
зано или към I или към II.
Свързването към I води до дей-
ствие™ на схемата като свет-
линен превключвател (La из-
гасва, ако върху FW падне
светлина; при липса на светли-
на лампата свети мигащо). Ако
FW се свърже към II, получа-
ваме обратната функция (мига-
ща светлина, докато върху FW
пада светлина). В зависимост
от екземплярните данни на тран-
зисторите и от тях изведените
237
стойности за този вариант
има относително, малка светло-
чувствителност за FW. При из-
ползуването на силициеви,тран-
зистори, което също е възможно,
фиг. 8.11 е показана схемата на
един транзисторен тригер на
Шмид. Подробностите по ораз-
меряването няма да бъдат раз-
гледани.
Фиг. 8.10
С един фоторезис-
тор опростеният
мултивибратор мо-
же да стане управ-
ляван от освете-
иостта сигнален ге-
нератор. Схема (а)
с точки за свързва-
не на фоторезисто-
ра; възможности за
увеличаване на чув-
ствителността на
двата варианта (6/'
поради техните големи стой-
ности на р е по-малко пробле-
матично действието им. Според
нуждите могат да се използу-
ват или голям нискоомен фото-
резистор CdS 19, или по-просто—
да се увеличи чувствителността
чрез трети транзистор, както е
показано на фиг. 8.10 б за двата
варианта на свързване.
8.2.2. Транзисторен тригер
иа Шмид
Тригерът на Шмид прилича по
схема на моновибратор, но няма
собствена времеконстанта. На
По принцип става дума за
прагов превключвател, който
има две стабилни работай съ-
стояния. Кое от тях ще се поя-
ви, зависи от входното напре-
жение Ue (фиг. 8.11). С1 нее
включен отначало, a R2 се из-
бира толкова малко, че да мо-
же да се отпуши Т1. Върху R4
пада напрежение, предизвикано
от тока през ТГ, поради мал-
кия колекторен потенциал на
Tl Т2 не получава достатъчно
базово напрежение през дели-
теля R2a—R3a: Т2 е запушен.
На изхода Ual се появява почти
стойността на Ub, на Ua2 — стой-
238
ността на падащото върху R4
напрежение плюс напрежението
на насищане на Т1. Напреже-
нието Ua2 е съответно ниско.
Базата на 7\ става сега по-
фиг. 8.11
Тригер на Шмид
положителна, което може да се
получи чрез увеличаването на
R2 или чрез един приложен на
Ue положителен импулс. Когато
базового напрежение на Т1 до-
стигне стойността на емитер-
ното напрежение (което се опре-
дели от R4), Т1 се запушва.
През Ria, R2a и R3a Т2 по-
лучава базово напрежение и се
отпушва. Неговият емитерен ток
предизвиква пад на напрежени-
ето върху R4. Сега Т1 е запу-
шен, а Т2 отпушен, поради ко-
ето на Ua2 се подава почти
пълното напрежение Ub, а на
Ual — ниското ниво на напреже-
ние на тригера със стойност,
равна на пада на напрежението
върху R4. Състоянието сега е
противоположно на предишното.
Когато базата на Т1 стане от-
ново по-малко отрицателна, Т1
се отпушва отново, поради ко-
ето Т2 се запушва, вследствие
изчезването на базового му на-
прежение, а тригерът се връща
обратно в изходното си поло-
жение. По този начин винаги
един от транзисторите е отпу-
шен, а другият запушен. Смя-
ната на двете състояния става
рязко и може, ако се желае*
екстремно малко време за пре-
включване, да се ускори чрез
допълнителния кондензатор С2а
(стойности 100 pF). Кой от два-
та транзистора е запушен, респ.
какво изходно напрежение има
на Ual, зависи от подаденето на
базата на Т1 напрежение и по
този начин от Ue. Ако на Ue
през кондензатора С1 се по-
даде променливо напрежение
(синусоидално), тригерът се
превключва с неговата често-
та непрекъснато и на из-
ходите се получават правоъгъл-
ни импулси с неговата честота.
Тригерът се използува често за
преобразуване на синусоидални
трептения в правоъгълни, с
много добра стръмност на фрон-
та. Транзисторните тригери мо-
гат да се използуват в зависи-
мост от граничната честота на
транзисторите при честоти до
няколко мегахерца. Когато три-
герът се използува като прагов
елемент, С2 отпада, а евентуал-
но и R2 или R3 в зависимост
от приложението. Тригерът реа-
гира в този случай с рязко пре-
включване, ако се превиши или
понижи определен базов потен-
циал на Т1. Приложения за то-
ва са показани в .разделите
3.3.1, 3.7.3, 10.2.1 и др. Там
читателят може да получи на-
пътствия за оразмеряването. R1
и Ria от фиг. 8.11 могат евен-
туално да се заместят от реле-
та, конто трябва да имат защи-
тен диод. В такива случаи оба-
239
че тригерът е склоен към само-
възбуждане. Един тригер на
Шмид може да се самовъзбу-
ди също и при неправилно кон-
струиране или погрешно ораз-
меряване. Причина за това е
големият входен капацитет меж-
ду базата на Т1 и масата.
Предпазна мярка срещу това е
включването на един резистор
от няколко килоома между ба-
зата на Т1 и точката на свър-
зване R2/R3IUe-, стойността
му се определи опитно. Настрой-
ката на работната точка при
липсващо входно напрежение Ue
става (в зависимост от това,
дали Т1 е отпушен или запушен)
с R2 или R3.
8,2.3. Тригер с комплементар-
на двойка транзистори
На фиг. 8.12 е показана схема-
та на един тригер направен с
двойка /г/>/г-щг/7-транзистори.
Неговото предимство се състои
в това, че в изключено състоя-
ние (Ue липсва) не консумира
никакъв ток. Токът в покой от-
говаря на колекторния ток на
TI .R4 и С първоначално не са
свързани. Без Ue са запушени
и двата транзистора и през то-
варното съпротивление RL (в
случая може да бъде напр. ед-
но реле) не тече никакъв ток и
към Uа се подава пълното за-
хранващо напрежение. Ако Ue
превиши една гранична стой-
ност (тя зависи от Rl, R2 и R3
и е от 0,5 до 1 V), се отпушва
Т2, неговият колекторен ток от-
пушва Т1 и предизвиканият от
товарният ток през R3 пад на
напрежението води през R2 до
пълно отпушване на двата
транзистора. Консумацията на
ток във включено състояние е
приблизително равна на тока,
който протича през RL и за-
виси от неговата стойност и от
i_!~Р~Бе
7'2 eon-Si s HOOmV/2 s.
* забисино om [3 72
Фиг. 8.12
Комплементарен тригер
Ub. На Uа има само ниско оста-
тъчно напрежение, което е рав-
но на колекторното напреже-
ние на насищане на Т1, пада-
що върху R3.
Тази схема (стойностите, да-
дени на фиг. 8.12, са примерни)
може да се използува много
гъвкаво и многостранно. Със
стойностите, дадени на фигура-
та, получаваме един хистерезис
(разликата между необходимото
Ue за включване и изключване)
от около 0,2 V. Хистерезисът е
много променлив в зависимост
от оразмеряването; граничното
напрежение на включване се
влияе в широки граници от R1.
Тъй като входът може да бъ-
де относително високоо мен, към
него директно могат да се свър-
240
жат подходящи датчици (тер-
мистори, фотосъпротивления),
така че по този начин да се реа-
лизират много прости изключ-
ватели на температурни или свет-
линни гранични стойности.
Схемата може да се направи
така, че да се захранва с от-
рицателно напрежение, ако Т1 е
л/>л-силициев транзистор, а
Т2 — рпр- германиев транзи-
стор. В този случай Т2 трябва да
бъде избран с малък остатъчен
ток (за Т2 е по-добре да се
използува един ри/>-силициев
транзистор), а Т1 може да има
по изключение малко усилване.
От друга страна, остатъчният
ток на Т2 би могъл да е до-
статъчеи, за да управлява Т1 и
да задействува тригера без на-
личието на Ue.
Ако се свържат начертаните
с прекъсната линия елемен-
ти, R4 и С, се постига самовъз-
буждане. Тригерът работи ка-
то генератор. В този случай е
удобно той да се използува
като импулсен или тактов гене-
ратор.
8.2.4. Тригер на Шмид с вход
на МОС-полеви тран-
зистори
При нормалния тригер на Шмид
(8.2.2) управляващият източник
Uе трябва да има достатъчно
малко съпротивление, респ. да
може да захрапи с достатъчно
базов ток първия транзистор,
за да го отпуши. Това е трудно
в някои приложения. В тези слу-
чаи може да се използува един
тригер на Шмид, който работи
с подходящ полеви транзистор
на входа си (виж 2.2.2.3). На
фиг. 8.13 е показана съответна-
та схема със силициеви прп-
транзистори Пи Т2 и поло-
жително захранващо напреже-
ние. ТЗ е един полеви транзи-
^i.TZ npn-Si,рт^рТ2,оя еднакъ. тир
УЗ МОС-полеви транзистори 5ШЮ/;3$-
Фиг. 8.13
Тригер на Шмид с МОС-поле ви тран-
зисторен вход
стор, който може да бъде от
типа 57И1 03/57И104 или подоб-
ии с л-канал (производство
на ГДР). R4 зависи от ТЗ и се
избира в съответствие с него и
желаната стойност на задейст-
вуване за Ue. За оразмеряване
на останалите елементи от фи-
гурата са дадени насочващи
стойности. Поведение™ на схе-
мата съответствува на обикно-
вения транзисторен тригер на
Шмид. Тъй като ТЗ може да
управлява напрежението без
мощност, Ue се товари по ток
само от резистора R5 на гейта,
който не е от значение, и може
да бъде високоомен, ако това е
необходимо за Ue. Все пак R5
не трябва да бъде по-високоомно,
отколкото е необходимо, защо-
то полевият транзистор е много
чувствителен към претоварване
16 Книга за конструктора-електроник
241
на гейта му (виж. 2.2.2.3). Ако
Ue е високо напрежение, гейтът
тряба да се защити по вече спо-
менатия начин (тук напр. трябва
Т1.Т2:6е-рпр;Р,«Рг (>50<. ,
ГЗ: цос-полеш-траизистор змюз/т*
П1=Р1а;Я2а^10-Р1
RireOj-RI; R3a^03-lR 2а
73 И'ОС noneiu транзисторен ЮЗ/104-
*R2. загсам от екземпляр ТЗ
Фиг. 8.14
Вариант на тригера на Шмид с МОС-
полеви транзисторен вход за лрл-гер-
маииевн транзистори
работа като управляващо съ-
противление, като входного на-
прежение на неговия гейт из-
меня отношението между ве-
ригата дрейн-сорс и R2 и по
-иьтози.начин входного напрежение
на вече описания тригер на
Шмид. Също тук R2 зависи от
и<2 екземпляра на ТЗ и се наглася-
ва на желаната гранична стой-
ност на тригера. За гейта и R5
важи казаното за фиг. 8.13. В
двете схеми е възможно управ-
ление с променливо напре-
жение, при което поради високо-
омността на R5 може да отпад-
не входният кондензатор С1,
без да се товари нзточникът.
С1 не оказва никакво влия-
ние върху функционирането
на ТЗ.
На фиг. 8.14 б е показан друг
вариант на тази схема. В сравне-
ние с варианта на фиг. 8.14 а, кой-
то не се изменя, ТЗ и R2 са
разменени един с друг. Ue като
управляващо напрежение се на-
мира сега между входа и —Ub —
един случай, който се явява че-
сто при комбинирането на раз-
личии отделни схеми. Ако на Ue
се подаде променливо напреже-
ние, трябва да се включи кон-
дензатор, който да има много
да се включат два ценерови дио-
да успоредно към R5).
На фиг. 8.14 а е* показан на-
чинът за свързване за рпр-
германиеви транзистори и отри-
цателно захранващо напрежение.
Тригерът на Шмид с Т1 и Т2
отговаря със всичките си под-
робности на схемата на фиг.
8.11. Полевият транзистор ТЗ
има в този случай относително
малко напрежение на дрейна и
добра изолация, но поради ви-
сокоомността на R5 за честоти
над 504-100 Hz би могъл да
бъде 14-3 nF. Без този кон-
дензатор схемата има още една
интересна особеност, която дава
нови възможности за използува-
не. Тъй като дрейнът на ТЗ и
R5 са свързани към —Ub (пора-
ди използуването на /щ/?-тран-
зистори и с това отрицателно-
то към маса напрежение на за-
хранване), входът реагира още
242
на много високоомни съпротив-
ления и на изменението им
между входа Ue и масата. Това
може да се забележи лесно,
ако се обърне внимание, че
свързването между Ue и маса-
та съпротивление образува заед-
но с /?5 делител на напрежение,
към който е свързан гейтът.
Отношението на делителя и по
този начин границата на задей-
ствуване зависият от /?5. В слу-
чая R5 може да бъде между
няколко стотин ома и повече от
100 MQ. Това се оразмерява
като десетократна стойност на
съпротивлението между Uе и
маса.
Задействуването на тригера ста-
ва много лесно чрез изменение на
стойността на съпротивлението
(не е начертано) между Ue и маса,
при което се измени и Ue. Ако
R5 се оразмери по същия начин,
тригерът може да се превключи
още в мегаомовия обхват при
малко изменение на стойността
му. Приложения са възможни във
всички случаи, при конто трябва
да се обхванат изменения на чисто
активни съпротивления и особе-
но в областта, която трудно се
овладява от обикиовените би-
полярни транзистори, в обхва-
та над 104-100MQ. Тази схема
би могла да служи (това е са-
мо един пример) за откриване
на нищожна влажност или из-
менящи се изолационни съпро-
тивления.
8.2.5. Токов тригер
Една много проста схема, която
е по-добра от тригера на Шмид,
ако се използува като прагов
елемент, е токовият тригер, чиято
основна схема е показана на фиг.
8.15. Тази схема може да работи
както с рпр- германиеви транзи-
стори, така и с л/7л-силициеви
транзистори. В схемата на фиг.
8.15 са дадени ориентировъчни
стойности за оразмеряването й.
Те са достатъчни на практика и
улесняват любителя, като му
спестяват не съвсем простите
изчисления за сметка на по-лес-
ното за него емпирично оразме-
ряване. Основният принцип на
действие е прост. Едно управ-
ляващо напрежение, приложено
на UеХ (то може да бъде, както
при досега разглежданите три-
герни схеми, постоянно или про-
менливо) след преминаването на
определена прагова стойност,
влияеща се до голяма степей
от R1, отпушва Т1 толкова, че
базата на Т2 се дава на маса.
В този момент Ua (дотогава
близо до 0) се повишава и за-
хранва през R3 с допълнителен
базов ток Т1, така че той се
отпушва напълно, а Т2 е напъл-
но запушен. Ако Ue се намали
под праговата стойност, а базо-
вият ток през R3 не е доста-
тъчен да поддържа Т1 отпушен
(R3 се оразмерява в зависимост
от екземплярните стойности на
Т1 и Т2 и от стойностите на съ-
противленията в схемата), така
че схемата отново рязко се връ-
ща в изходно състояние, • при
което Т1 се запушва, а Т2 се от-
пушва. Особено значение за
функционирането има и резисто-
рът R2. В сравнение с тригера
на Шмид импулсите от схемата
имат по-стръмни фронтове, вхо-
дът й е по-високоомен (прибли-
зително равен на R1’, консума-
цията на ток за управление и
243
натоварването на източника са
значително по-малки от тези на
тригера на Шмид само при из-
ползуването на силициеви прп-
транзистори и високоомно ораз-
че входове (на фигурата са
означени с прекъснати линии за
Ue2 и Rl^), при което токовете,
протичащи през R1 и Rla (и с
това входните напрежения), се
1.. 10 Rc2(Solimie случай Rc1=Rc2~)
R2~O.Юк91 ;R3’^1O...10DkQ
Я / 10kQ ,* = да се проберет стой посте (Rl = Up)
Tl, Т2 s ЗОту'Ц = иь и Rc 2
ft Tl^ftT2(^90)
Фиг. 8.15
Схема иа токовия тригер
меряване; входното съпротивле-
ние обаче в сравнение с триге-
ра на Шмид е почи еднакво и
в двете съ ответствия на схема-
та). Наименованието токов три-
гер се основава на токовото
управление на Т1 през R1, кое-
то се различава от управление-
то с напрежение на входа на
тригера на Шмид. Защитата сре-
щу твърде високи входни на-
прежения особено в обрат-
на посока на базата на Т1 се
осъществява посредством ус-
поредно свързване на един ди-
од към отсечката база — емитер
на Т1, който се запушва, когато
базовият преход е проводящ.
Удобно е също, че изходното
напрежение при липсващо вход-
но напрежение е около 0V (в
съответствие с колекторното
напрежение на насищане на Т2\
което би улеснило управлението
на следващите стъпала. Освен
това към токовия тригер могат
да се свържат успоредно пове-
събират. По този начин може
да се постигне състояние, в
което иЛ и Ue2 да не достигат
поотделно до праговата стойност
на тригера, а да задействуват
тригера само при едновременно
подаване на двете напрежения,
или на Ue2 се подава регулируе-
мо напрежение, с което може да
се изменя праговата стойност
на тригера за Uel. Тази схема е
многосранна и в много случаи
позволява прости схемни ре-
шения. Примери за това в тази
книга могат да се намерят в
раздел 3.1.2. Re2 може да бъде
реле, лампа или произволен из-
пълнителен орган.
8.2,6. Транзисторен Милъров
интегратор
Милъровият интегратор може
(както тригерът на Шмид и поч-
ти всички останали описани
основни импулсни схеми) да
бъде изпълнен с лампи. За лю-
244
бителя обаче имат значение са-
мо транзисторните схеми. При
интегратора на Милър става
дума за една схема, с която
бързи изменения в напрежение-
то могат да се превърнат в
закъснели, по-бавни изменения
на напрежението. Процесът на
интегриране на едно изменение
на напрежението по време е
обратен на диференцирането
(сравни с раздел 1.3 и фиг. 1.7).
Действително, ако на фиг. 1.7
разменим местата на CI и R1,
ще получим един прост инте-
гратор. Ако интеграционният про-
цес трябва да продължи по-дъл-
го време, стойностите на С трябва
да са прекалено големи и дори
непостижими. Въпреки всичко
един такъв прост интегратор
може да се използува напр. за
времезакъснение (време-реле);
пример за това е фиг. 8.21 (Р1
и избраният с S1 кондензатор
представляват интегратора).
Милъровият интегратор по-
зволява при едно и също време-
закъснение да се използуват
значително по-малки стойности
за С. Поради това нарастване-
то на напрежението има добра
линейност, която липсва при
обикновения интегратор.
Милъровият интегратор се из-
ползува в импулсната техника
за формиране на импулси, осо-
бено при превръщането на пра-
воъгълни импулси в трионообраз-
ни. Транзисторният интегратор
на Милър може добре да се
използува от любителя като
времезакъснителен елемен.
На фиг. 8.16 а е показана
основната схема. На входа Е се
подава правоъгълен импулс. Т е
запушен, С се зарежда през
и базовата емитерна верига н
Г До захранващото напрежение
U. Ако на входа се приложи
отрицателно напрежение (напр.
Фиг. 8.16
Принципа а схема на транзисторный
милъров интегратор (а) и оразмерен
пример на интегратора (б)
отрицателната полувълна на
правоъгълно трептение) Т започ-
ва да се отпушва през Rb. То-
ва води до изменение на потен-
циала на колектора в положи-
телна посока. Това изменение
на напрежението се предава на
базата през С и действува про-
тивоположно на там приложе-
ното базово напрежение, поради
което транзисторът не се от-
пушва веднага. Със спадащия
колекторен потенциал С може
да се разрежда само през Rb,
неговият ток намалява базовия
ток на Т и по този начин спа-
дането на колекторния потен-
245
циал, което отново забавя раз-
реждането на С. Т действува
директно като увеличител на
стойността на С. Коса тран-
зисторът ще бъде съвсем от-
пушен и колекторното му на-
прежение ще остане 0 зависи
от стойността на р на транзи-
стора, от Re, RbnC. В този мо-
мент С е разреден. Ако отри-
цателното напрежение на Е из-
чезне или стане положително,
процесът протича противополож-
но. Т започва да се запушва,
което води до повишаване на
колекторното напрежение и за-
почване на зареждането на С.
Токът на зареждане на С ще
действува като базов ток (в из-
вестен смисъл като „заместител“
на тока през /?й), така че Т не
се запушва веднага, а постепенно
със скоростта на зареждане на
С през Rb и Е. Колекторното
напрежение е закъсняло спрямо
входното напрежение. От вход-
ното правоъгълно напрежение
се получава трионообразно на-
прежение.
Поведението на Милъровия
интегратор прилича много на по-
ведението на разгледаната в
раздел 3.7.5 схема за декоратив-
но осветление, при която един
мултивибратор произвежда пра-
воъгълните импулси, конто се
преобразуват в трионообразни
от интегратора за бавно освет-
ление и затъмняване.
Ако тази схема се използува
като времезакъснително устрой-
ство или време-реле, тя има пре-
димството, че с малки стойности
на С могат при просто свързва-
не да се постигат относително го-
леми времена. Rc може да бъде
например едно реле. Във функ-
246
ционирането като времезакъс-
нителна верига има известии
разлики между моновибратора
(раздел 8.1.2) и интегратора.
След изтичане на времето за
закъснение на изхода на мулти-
вибратора се явява отново скок
в напрежението или на изхода
му получаваме един правоъгълен
импулс „разширен“ по време. На
изхода на Милъровия интегра-
тор обаче получаваме непрекъс-
нато бавно нарастване или спа-
дане на напрежението (той има
две състояния на покой в зави-
симост от това, дали на входа
му има отрицателно напрежение
или не). Това постепенно изме-
нение на напрежението е недо-
статък на времерелетата, защо-
то не може да се дефинира
точно точката на включване.
Поради това Милъровият инте-
гратор може да се използува
като времезакъснителен елемент
само при ниски изисквания за
точност на времето.
На фиг. 8.16 б е показана
оразмерена примерна схема за
закъснението на включване на
едно реле с ключа S1. Свър-
зването на един диод към релето
е ненужно поради бавното из-
менение на напрежението. В по-
ложение „ включено “ започва да
тече непрекъснато колекторен
ток през Т1 и Т2, така че Rel
се задействува след достига-
не на необходимата стойност на
тока. В положение „изключено"
на S1 се наблюдава обратният
прочее. Rb от фиг. 8.16 а е раз-
делено на две независими едно
от друго регулируеми съпро-
тивления R1 и R2, така че за->
къснението за привличане и за
отпускане на котвата на релето1
може да се настрои поотделно.
Двете могат да се съчетаят в
един потенциометър, чийто плъз-
гач е свързан към S1 (виж фиг.
3.30).
Тъй като времезакъснението
зависи пряко от стойността на
коефициента на усилване р и се
увеличава с него, една такава схе-
ма има смисъл само при голе-
ми стойности на р. Това се по-
стига само с познатата схема
на последователно свързване на
два транзистора (схема на Дар-
лингтон), при което се умножа-
ват стойностите р на двата тран-
зистора. Ако за Т1 и Т2 се из-
ползуват екземпляри, всеки от
конто има р«100, се получава
общо усилване по ток
«10000. Но този метод има
и значителни недостатъци: оста-
тъчният ток на Т1 се усилва с
коефициента р на Т2 и се съби-
ра с остатъчния ток на Т2! За-
това при използуването на гер-
маниеви транзистори трябва да се
подбере за Т1 транзистор с
много малък остатъчен ток. В
случая на Милъровия интегратор
се прибавя и утечният ток на
електролитния кондензатор С,
който се усилва с рг; и рг2и
се събира с колекторния ток.
Двете влияния предизвикват
често остатъчен ток на това по-
следователно стъпало, близък
до тока за задействуване на ре-
лето или дори по-голям, така
че стъпалото не може да рабо-
ти. Поради това за Т1 трябва
да се използува транзистор с
малък остатъчен ток, а също
така и кондензатор с малък уте-
чен ток. При използуването на
силициеви транзистори отпадат
проблемите с остатъчния ток
(Лео ПРИ силициевите транзисто-
ри е<1|1А); влиянието на тока
на утечка остава същото, докато
високото гранично напрежение
UBE (^1,2 за последователните
стъпала) не е приятно; стъпало-
то може да работи със сили-
циеви транзистори от Ub^6.
Със стойностите, дадени на фиг.
8.16 б, получаваме закъснения за
превключването на релето от 4
до 6 минута — закъснение, ко-
ето в други схеми би се полу-
чило при използуване на значи-
телно по-големи стойности на
С. Недостатъците на пълзящата
точка на свързване и на оста-
тъчния ток на един интегратор с
последователна схема могат да
се избягнат чрез подходящо
свързване на допълнителна схе-
ма (например свързването на
един тригер на Шмид). Един
пример за това е показан на
фиг. 8.9. Там могат да се на-
мерят и упътвания за използу-
ването на силициеви транзи-
стори.
Като пример за възможни
комбинации на показаните в та-
зи книга схеми е споменато са-
мо възможно приложение на
интеграторното стъпало, а реа-
лизирането му е оставено на
любителя. С него може да се
направи много сигурно работе-
ща брава за врата на гараж,
която се управлява от автомо-
била с модулирана светлина
(използуването на светлинна мо-
дулация предпазва срещу вли-
янието на чужда светлина, зло-
употреба с джобно фенерче
и т. н.). Затова в автомобила
зад предното му стъкло се мон-
247
тира обикновена мигаща лампа,
така че светлинният лъч да
пада на вратата на гаража. Тя
има отвор, зад който е монти-
ран приемникът на светлина.
Като светлинен източник и све-
тлинен приемник могат да се
използуват спокойно описаните
в 3.5 бариери на променлива
светлина, а за приемник — един
фоторезистор.
Taw tel2 във фиг. 3.14 есте-
ствено отпадат. Въпреки всич-
ко приемникът все още не е
осигурен срещу смущения, за-
щото релетата, конто се задей-
ствувата при падаща трептяща
светлина и пускат двигателя
отварящ вратата, биха могли да
се задействуват и от бързи из-
менения на светлината (бързо
преминаващи автомобили, мига-
не на джобни фенерчета). Ето
защо се налага да се забави
времето за задействуване, за
което много добре може да се
използува интеграторът. На фиг.
3.14 на мястото на Т4 се свър-
зва едно интеграторно стъпало
подобно на това на фиг. 8.16 б
(горният край на R1 от фиг. 8.16 £
се свързва към емитера на ТЗ
на фиг. 3.14). S1 на фиг. 8.16 б
отпада, a Rl, R2 и Т1 се свър-
зват директно. За закъснението
на задействуване са достатъчни
0,5 s; ето защо интеграторът мо-
же да има само един транзи-
стор. С R1 се нагласява необ-
ходимого закъснение. R2 може
да бъде много по-голямо от R1
и вследстие на това се полу-
чава значително по-голямо закъ-
снение на изключване на реле-
то, което е достатъчно, за да
се отвори напълно вратата.
Приемникът се захранва от
248
атомобилен акумулатор (какъв
то често се намира като резер-
вен в гаража) и за да се осигури
срещу спиране на мрежовото на-
прежение, акумулаторът трябва
винаги да се дозарежда. Той
може да се поддържа непрекъ-
снато зареден с помощта на
схемата за буферно зареждане
(раздел 5.3 и раздел 15.4.1).
8.2.7. Генератор
на трионообразно напре-
жение с добра линей-
ност, изпълнен с
двойка комплементарии
рпр-ярп-транзи стори
Трионообразните импулси се из-
ползуват често в измервател-
ната техника, но също така напр.
в електронното звукопроизвеж-
дане. На фиг. 8.17 е показ ане дин
генератор на трионообразно на-
прежение, който при проста
структура дава добра линейност
на покачването на напрежение-
то и рязкото му спадане. За
много високи изисквания за ли-
нейност и стабилност на често-
тата се препоръчва стабилизи-
ране на честотата. Генераторът
може да се синхронизира лесно
през С2 от сигнали с Констант-
ин честоти с производна друга
(също и синусоидална) форма.
Т2 работи като генератор на
константен ток за зареждане на
кондензатора, определящ често-
тата на С1. През делителя на
напрежение 200 £2/1 k Q базата на
Т2 има твърд потенциал. Колек-
торният ток е също така кон-
стантен и зависи от стойността
на Pl. С Р1 може да се нагла-
си скоростта на зареждане на
кондензатора (и по този начин
честотата) в отношение 1:10.
По-големи изменения на често-
тата се постигат чрез смяната
на С1 (чиято стойност за ниско-
честотния обхват може да бъде
в зависимост от желаната често-
рите стойност. От пего могат да
се отнемат одновременно стръм-
ни островърхи импулси, конто
съвпадат по време със задняя
фронт на трионообразния импулс
Фиг. 8 .17
Схема на генератора на трио-
нообраз ни импулси. За Т1 се
препор ъчва използуването на
рпр-сял ициев тип. Ако е изпол-
зуван един />л/>-германиев тип,
необходимо е да се свърже ус-
поредно към база—емитер на ТЗ
едно допълнително съпротивле-
нне (ориентировъчна стойност
1. . . 5 kQ)
та от InF до 10nF). През дели-
теля на напрежение Ik Q/lk Q ба-
зата на Tl получава също така
твърд потенциал. Когато заря-
дът на кондензатора, който има
линейно нарастване на напреже-
нието (заради поддържането на
тока на зареждане от Т2 кон-
стантен), превиши базового на-
прежение на Т1, той се отпуш-
ва. Неговият колекторен ток от-
пушва ТЗ и двата транзистора
се управляват един друг до на-
сищане. При това кондензаторът
ще се разреди рязко през Т1 и
ТЗ. Резисторът към емитера на
ТЗ ограничава тока на зарежда-
е до допустима за транзисто-
н
и могат да служат например за
синхронизиране на други възли,
при осцилографите — за въвеж-
дане на светлинни маркери и
т. н. След приключване на
разреждането на Cl, Т1 и ТЗ се
запушват и зареждането на кон-
дензатора започва отново. Мо-
ментът на включване на заряда
на кондензатора може да се из-
мени чрез изменяне на напре-
жението на Т1, което може да
стане и чрез външно синхрони-
зиращо напрежение. За да не се
товари С1 значително при зареж-
дането, което ще влоши линей-
но стта на импулсите, трябва да
се включи емитерен повторител
249
Т4, на чийто е митер чрез Р2 мо-
же да се получи регулируемого
изходио напрежение. С прието-
то оразмеряване трионообразното
напрежение има амплитуда око-
не да прави електронен часов-
ник), любителят се стъписва пред
голямото количество стъпала,
конто ще вложи, ако използува
познатите делители на честота
П. 3: npn-Si s 200mW, /3 s WO
74,75: рпр-Ge s 100mW,
Фиг. 8.18
Схем а на двигателя на честота в отношение 10:1 и повече. Чрез замяната иа
тран зисторите схемата може да работи с отрицателно захранващо напрежение
ло 50% от захранващото напре-
жение.
Схемата може да бъде на-
правена за отрицателно напреже-
ние, при което рпр- и прп-
транзисторите трябва да си раз-
менят местата (Т1, Т2—прп-тшк>-
ве, а ТЗ, Т4—рпр).
8.2.8. Прост делител
на честота с коефи-
циент на делене до 10
В много случаи се налага изпол-
зуването на делители на често-
та с големи коефициента на де-
лене. Ако например една често-
та трябва да се понижи от 100
Hz на 1 Hz (тази проблема се явя-
ва пред любителя, когато започ-
(тригери, конто делят с коефи-
циент 2).
На фиг. 8.18 е показана схе-
мата на един делител, който оба-
че се настройва за една предва-
рително зададена честота, като
с нея могат да се постигнат
при стабилна работа коефициен-
ти до 10 и повече. В Ue се
подават на делителя право-
ъгълни импулси, конто трябва
да имат константен коефициент
на запълване (около 0,5) и да
могат лесно да се произвеждат
напр. с обикновен ограничител
(по-добре с тригер на Шмид
или токов тригер). Импулсите
Ue трябва да са положителни.
Трябва да се спомене, че при
размяна на прп- и /?«/?-тран-
250
зисторите схемата може да ра-
боти с отрицателни импулси и от-
рицателно захранване. Функцио-
нално схемата прилича на опи-
сания в предишния раздел гене-
ратор на трионообразно напре-
жение. Тя обаче не генерира са-
ма, тъй като Т1 е запушен при
липсващо входно напрежение
Ue, вследствие на което Т4 не
може да доставя ток за зареж-
дане на С1. Това има предим-
ството пред другите делители с
големи коефициенти на делене,
защото делителят не дава пове-
че импулси при липсващо Ue.
Изходната импулсна честота от-
говаря на нагласеното в делите-
ля отношение, ако на входа му
са подадени импулси. Т1 се уп-
равлява периодично от Ue. Т4,
който работи като стабилизиран
източник на ток, подава на вся-
ка положителна полувълна на
Ue константен ток за зарежда-
не на С1. Поради това С1 се
зарежда скокообразно и на не-
го се образува стъпаловидно на-
прежение. Когато това напреже-
ние достигне стойността на еми-
терния потенциал на Т5, респ.
базовия потенциал на ТЗ (кой-
то отгаваря на половината от
захранващото напрежение), Т5 и
Т2 се отпушват. Двата транзи-
стора се отпушват един друг ла-
винообразно по вече описания на-
чин, така че С1 се разрежда
веднага. Резисторът 50 Q, свър-
заи последователно с CI, служи
за ограничаване на тока на раз-
реждане през Т5 и Т2 и пре-
дизвиква леко удължаване на
импулса на разреждане. По вре-
ме на разреждането на Cl, Т5
и Т2 са отпушени и базовият
потенциал на ТЗ е даден към
маса. На изходите А1 и А2, на
конто напрежението обикновено
е половината от стойността на
работното напрежение спрямо
маса, се появяват в този момент
импулси с противоположни фази.
Те могат да се разширят (ако
приложението изисква) и посред-
ством включването на моновиб-
ратор, защото продължителност-
та им върху А! и А2 е по-
кратка от продължителността на
една полувълна на управляващо-
то напрежение.
След колко стъпки на зареж-
дане, след колко управляващи
полувълни на Uе, напрежението
на С1 ще надвиши базовия по-
тенциал на ТЗ и Т5, зависи от
стойността на тока на зарежда-
не (настройва се с Р1). Тъй ка-
то след определен брой полу-
вълни на входного напрежение
стъпаловидното напрежение на
С1 предизвиква разреждането с
кратковременно запушване на
ТЗ, подава се изходен импулс
на съответен брой входни им-
пулси, което може да се нагла-
си с Р1. Както се вижда от функ-
циоиирането на схемата, нагла-
сеното отношение на делене с
Р1 може да се поддържа само
за определена входна честота
Ue, което се изисква в повечето
случаи на използуване. Трябва
обаче да се обърне внимание на
това, че Ue трябва да има доста-
тъчно голяма амплитуда, за да
може да отпуши Т1 напълно. В
противен случай токът на зареж-
дане от Т4 не е константен и
при големи отношения на деле-
не захранващото напрежение
трябва добре да се стабилизира.
Последнего може да се направи
в самата схема, ако резисторът
251
1,6 kQ между базата Т4 и ра-
ботното напрежение, както и
резисторът 5 kQ между базата
на ТЗ и масата се заменят с
ценерови диоди. За Т4 е необ-
ходим ценеров диод за 1,5 V,
който може да се направи от
любителя при последователното
свързване на два до три си-
лициеви диода в права посока.
За ТЗ е необходим ценеров
диод с приблизителна стойност
4,5~5V (при по-високо захран-
ващо напрежение със стойност,
равна на половината от захран-
ващото напрежение). Обикнове-
но е по-правилно в устройства-
та, където ще се използува тази
схема, да се стабилизира централ-
но захранващото напрежение.
Схемата може тогава да се на-
строи на коефициенти на деле-
не между 3 и 14 и да работа
стабилно. CI се оразмерява гру-
бо в зависимост от предварител-
но зададената честота, а с Р1
се настройва точно по време на
работа коефициентът на делене.
За входна честота от 1 kHz и
десетократно делене до 100 Hz
С има стойност в дадената схе-
ма около 0,47р,А
8.3. Време-реле с МОС-
полеви транзистор
Време-релетата работят обикно-
вено с презареждане на конден-
затори като времезадаващи еле-
менти. При това почти винаги
от гледна точка на използува-
нето на малки кондензатори е
желателно при големи времена
входът на следващото стъпало
да е високоомен. В този случай
се предлага използуването на
полеви транзистор.
252
Време-релето, което ще бъде
описано (фиг. 8.19), е също ка-
то това, описано в предишния
раздел, но е конструирано спе-
циално за фотолаборатории и
други подобии цели. Той пред-
ставлява приложение на описа-
ния в 8.2.4 (фиг. 8.13) тригер на
Шмид с вход на МОС-полеви
транзистори, който е направен с
п/?п-силициеви транзистори и
управлява непосредствено реле-
то за лампата на копирното
устройство. Токовата верига на
консуматора е означена само с
контакта на релето ге13.
На входа на МОС-полевия
транзистор е свързана А’С-ком-
бинацията за определяне на вре-
мето. С S1 могат да се изберат
повече кондензатори (грубо оп-
ределяне на времето). Съответно
включеният кондензатор CI в
състояние на покой е непрекъс-
нато зареден до захранващото
напрежение, а гейтът на ТЗ по-
лучава положително напрежение
през Р1, така че ТЗ практи-
чески е напълно отпушен. Не-
говият ток на дрейна отпушва
Т1, така че Т2 се запушва и
релето не е задействувапо. За
задействуването на релето се
натиска Та и поради това, че
електролитният кондензатор със
стойност 100 pF се разрежда
през релето, Pel се задейству-
ва за късо време. Тази схема
на стартиране предизвиква при
малки нагласени времена за
осветяване отпускането на Pel
същото се получава и ако Те
се натаска продължително i
след изтичане на времето е
още затворен.
Докато Pel е задействуванс
rell и ге12 свързват към гей-
га на ТЗ заредения електроли-
тен кондензатор с отрицателния
му полюс, който запушва T3.TI
се запушва, Т2 се отпушва и
Rel остава дотогава задейству-
кова от намирането на високо-
омен потенциометър за Р1, кол-
кото от появяващите се изола-
ционни дрейфови токове (кри-
тични места са S1, контактите
5000?
Т0Т2 : Si-npn s 200mW,(3^90;D1:0P произволен .77LV7
ТЗ МОС-полеВш транзистор змюз/юз-;
* Стойност, зависима от екземпляр ТЗ
Фиг. 8.19
Схема на време-реле с МОС-полеви транзисторен вход
вано, докато CI се разреди до-
статъчно през PI срещу захран-
ващото напрежение с разменена
полярност, за да може през сор-
са на ТЗ да протича достатъчно
ток. След това тригерът се връ-
ща в изходно състояние. Р2 за-
виси от екземпляра ТЗ и се на-
стройва така, че релето със си-
гурност да не е задействувано в
състояние на покой. С Р1 се на-
стройва фино желаното време в
рамките на избраните с S1 об-
ласти. PI може да има големи
стойности, а по този начин С1
съответно по-малки стойности
(постигането на времена от ня-
колко часа става чрез съотве-
тен избор на кондензаторите,
конто трябва да имат много
добра изолация). Практически
проблемите се създават не тол-
на релетата и утечните токове
на кондензаторите), което не е
особено подходящо за климата
на фотолабораторията. Препо-
ръчва се С1 да бъдат фабрич-
но нови кондензатори, електро-
литните кондензатори да имат
малки утечни токове и да се
обърне внимание на добрата
изолация на цялата схема. Ос-
вен това трябва да се обърне
внимание на предписанието за
монтиране на МОС-полеви тран-
зистори (раздел 2.2.2.3). Прин-
ципът на презареждане на кон-
дензатора има значителни пре-
димства и се използува в схе-
мата, описана в следващия раз-
дел.
На схемата на фиг. 8.19 се
получават следните времен а (за-
висещи от екземпляра ТЗ и на-
253
стройката на Pl) за Pl = 10 МЙ:
с C7 = lp.F около 0,3 4-5 s, с
C=10p,F до 80s, със lOOpiF
при безупречен кондензатор от
14 до 15 мин. Стойности над
1 OOpF могат да се изпробват,
но при тях се забелязват спо-
менатите вече изолационни про-
блеми; въпреки всичко могат да
8.4. Време-реле с транзи-
стори, използуване
като часовник за ек-
спониране
Това времереле се използува съ-
що предимно във фотолаборато-
риите, но в същата си форма мо-
же да се използува като стъл-
5ОР
с. настройка на Сремето,
Р1 : настройка на бремето
I :С HS, И- 1,5... 40$,
,5... 400$
7* 5O...150mW)/3>JO...4O
Постоянна
светлина
Фиг. 8.20
Часовник за експониране с транзистори и*мрежово захранзанг; мо;кг да се на-
прави н със силициеви транзистори
се постигнат времена до два ча-
са, което бе доказано опитно,
но много рядко би могло да се
използува. Когато са необходи-
ми по-големи времена, е целе-
съобразно използуването на
обикновени контактни часовни-
ци (будилници „Зуматик", „Ми-
диматик“ или собствено произ-
водство), конто представляват
просто и лесно решение. Т. е.
аматьорът не трябва да се под-
вежда в името на техниката от
принципно зададени електронни
решения.
бищен автомат. В състояние на
покой то консумира малък, прак-
тически незначителен ток (при
работа с мрежово напрежение).
На фиг. 8.20 е показана пълна-
те схема. Устройството се при-
движда за работа с мрежово
захранване. При други приложе-
ния естествено може да се за-
хранва от батерии с напреже-
ние 154-18V. Мрежовият тран-
сформатор може да бъде един
з въ нчев трансформатор. Ре13 се
в кл ючва при задействуването
на релето на копирния апа-
254
рат. С 57 могат да се изберат
три обхвата на време (даде -
ни на фиг. 8.20), с Р1 се прави
фина настройка в рамките на
един избран обхват На Р1 е по-
ставена разграфена скала, която
обаче трябва да бъде различна
за трите обхвата поради елек-
тролитните кондензатори. В съ-
стояние на покой Т1 е отпушен
през Р1, 10 kQ и D5, Т2 е запу-
шен, a Pel не е задействувано.
За да се избегне нежелателно-
то при малките времена удължа-
ване на осветяването поради за-
държане на стартовия бутон,
пускането става също през кон-
дензаторна схема, която се за-
действува достатъчно бързо. За
тази цел зареденият до захран-
ващото напрежение електроли-
тен кондензатор със стойност
lOOpF се изпразва при натиска-
не на Та през Rel, вследствие
на което Rel се задействува.
Съответно избраният с S1 елек-
тролитен кондензатор (трябва да
се използуват висококачествени
кондензатори с малък утечен ток;
модерните елементи отговарят на
изискванията, ако са фабрично
нов и) е зареден до захранващо-
то напрежение. При задействува-
нет о на Rel контактите rell и ге12
изменят полярността на включ-
ване на електролитния конденза-
тор, свързвайки го с положител-
ния си извод към D5, който се
запушва от това. Т1 също се за-
пушва, Т2 се отпушва, а релето
остава задействувано и след раз-
реждането на стартовия конден-
затор и отварянето на Та. През
Р1 включеният през 57 електро-
литен кондензатор се презарежда
спрямо захранващото напреже-
ние. Този метод е по-точен в
сравнение с обикновеното за-
реждане и разреждане на кон-
дензатора (критерият за включ-
ване — преминаване през нулата
на кондензаторното напреже-
ние върху D5, не се намира в
плоската част на графиката на
зареждане, а към средата й, къ-
дето кривата на презареждане-
то на кондензатора е относи-
телно стръмна). Към това се
прибавя предимството от значи-
телна независимост от захран-
ващото напрежение. По този
начин схемата е независима от
големите изменения на мрежо-
вото напрежение и може да по-
стигне добра повторяемост на
настройката на времето. Когато
по време на презареждането на-
прежението на кондензатора и
на D5 премине от положителна
в отрицателна стойност, D5 от-
пушва 77, Т2 се запушва, ре-
лето престава да действува и
прекъсва осветлението с ге13.
Rell и rel2 включват отново
кондензатора, определящ време-
то за зареждане към захранващо-
то напрежение. Релето трябва
да се снабди, както вече беше
споменато, с един защитен диод
срещу индуктивни напрежения
при изключване, което е необхо-
димо не само заради бързото
запушване на Т2, а и поради
относително високото захранва-
що напрежение (то нараства още
вследствие явяването на напре-
жителен пик като резултат на
изменението на индуктивността
на отпускане на котвата на ре-
лето). D5 е необходим, когато
времената са големи и служи
за предотвратяване на допълни-
телно разреждане на конденза-
тора, определящ времето, през
255
транзисторния обратен ток. Тряб-
ва да се използуват диоди с го-
лямо обратно съпротивление от
типа напр. О А 705 или GA 104; още
по-добре е да се използува си-
8.5. Време-реле с тира
трон
На фиг. 8.21 е показано време-
реле с тиратрон Z5823 за сил-
Фиг. 8.21
Време-реле с триратрон и мрежово з ахранване
лициев диод от серията SAY,
ОА 900, а евентуално и SY 200.
Освен това D5 предпазва срещу
недопустимо високи емитерно
базови обратни напрежения на
Т1, предизвикани от захранващо-
то напрежение. За да могат да
се постигнат по-големи времена,
могат да се използуват за Т1
и Т2 силициеви транзистори
(>200 mW, р>60).77 трябва да
има £>200; неговото колектор-
но съпротивление се увеличава
до 20 Ш. При използуването на
силицие ви транзистори, трябва да
се смени полярността на елек-
тролитните кондензатори и ди-
одите. PI може да се увеличи
в този случай до 2-4-3 MQ и
по този начин се постига 10 пъ-
ти по-голямо време. Условие за
това е използуването на много
качествени кондензатори без
утечеп ток.
нотокови приложения (за дей-
ствието на тиратрона виж раз-
дел 2.1.3). Тиратронът получава
при включване на захранващото
напрежение стартово напреже-
ние и се запалва. Rel се за-
действува, през rel се дава
накъсо стартерът и конденза-
торът, определящ времето, се
разрежда през S7. Едновремен-
но с това rel отделя консу-
матора от мрежата. За да се
включи, което означава да се
стартира устройството, се натис-
ка Та. Кондензаторът CL се за-
режда през катодното съпротив-
ление със стойност 1 kQ, пора-
ди което катодният потенциал
се покачва кратковременно до-
толкова, че напрежението за га-
сене на тиратрона става по-мал-
ко. Той изгасва, при което Rel
се изключва. CL се разрежда
след отпускането на Та през
256
свързания успоредно към него
резистор, rel включва при из-
ключването на релето консума-
тора и преустановява късото
съединение на стартовата токо-
8.6. Светлинно реле
с тиратрон
На същия принцип (фиг. 8.21)
за целите на фотолаборатория-
ЗкяЗМ Селен 250/'30
Фиг. 8.22
Светлинно реле с тиратрон за автоматично регулиране на времето за експони-
ране на фотохартня
ва верига. През Р1 ще се заре-
ди избраният с S1 кондензатор.
Времето за достигане на напре-
жението на запалване при за-
реждането може да се нагласи
с Р1. В зависимост от Р1 и по-
ложение™ на S1 могат да се
постигнат закъснения от части
от секундата до няколко мину-
ти. След достигане на старто-
вото напрежение тиратронът се
запалва отново, rel включва кон-
суматора и преустановява зареж-
дането на кондензатора през SI.
Една възможност на приложе-
ние на тази схема е например
стълбищен автомат за осветле-
ние.
Време-реле с тиристор може
да намерите в раздел 15.6, а в
раздел 8.7 е показан един ва-
риант без реле.
та може да се направи светлин-
но реле, чиято схема е показа-
на на фиг. 8.22. Времето за ос-
ветяване не се определи по
обикновения начин чрез пробно
осветяване на всеки позитив, а
устройството регулира самб след
еднократно нагласяване на чув-
ствителността на фотохартията
времето за осветяване, което
зависи от различните негативи
или от изменящата се освете-
ност (влияние на мрежовото на-
прежение!). Принципът па дейст-
вие е следният: за да може да
се достигне определена степей
на почерняване на фотохартията,
е необходимо определено коли-
чество светлина, което зависи
от осветеността и времето за
осветяване. Един фоторезистор
FW регистрира количество™
17 Книга за конструктора-електрониж
257
светлина, падаща от копирния
апарат върху фотохартията. Ко-
гато то достигне необходимата
величина, светлината се прекъс-
ва. За тази цел фоторезисторът
FW се поставя така в полето
на осветяване (при увеличители-
те папр. на ръба на рамката,
определяща формата), че да мо-
же да се осветява от едно мя-
сто на негатив със средна плът-
ност, нампращо се извън поле-
то на картината. Тиратронът е
обикновено запален, релето е
задействувано през rel, старте-
рът е даден пакъсо, а увеличи-
телят е изключен. Чрез натис-
кане на бутона Тс (схемата за
стартиране от фиг. 8.21 може
също да се използува) тиратро-
нът угасва. Релето се изключ-
ва, rel включва светлината на
увеличителя и премахва късото
съединение на кондензатора, из-
бран с S1. Кондензаторът, из-
бран с S1, се зарежда през Р1
(фино регулиране на количест-
вото светлина) по-бавно или по-
бързо в зависимост от освете-
ността върху FW. След въздей-
ствието на определено количе-
чество светлина напрежението
за стартиране е достигнато, ре-
лето се задействува и rel пре-
къева осветлението. S1 и Р1 се
нагласяват еднократно в зависи-
мост от вида на фотохартията,
проявителя и т. н. В рамките
на този вид хартия устройство-
то изравнява самостоятелно раз-
ликата в плътността на различ-
имте негативи. Едно такова
устройство е особено полезно
за фотолаборатории, работещи
по поръчка на клиенти. В то-
зи случай Р1 и S1 се надпис-
ват за използуваните видове фо-
258
тохартия и градации.2 Необхо-
димата градация па фотохарти-
ята може да се прецени, като
се разгледа негативът и се за-
лага в устройството. Времето
за експониране в този случай се
нагласява самостоятелно в за-
висимост от негатива. По този
начин могат да се избягнат за-
губите на материал, конто се
получават при пробите, повиша-
ва се производителността на тру-
да и се намаляват разходите на
материали. Добро решение се
получава, когато FW се монти-
ра над касетата с фотохартия
(около обектива при фотоувели-
чителите) и се осветява от свет-
лината, отразена от повърхност-
та на хартията. FW може да
се монтира в малка кутия, за
да се предпазва от околната
светлина. По този начин се об-
хваща автоматично средната
плътност на целия негатив или
само част от кадъра, който се
осветява върху картината и от
който зависи осветяването. Опи-
тите показаха, че отразената
светлина е достатъчна и не за-
виси от различните повърхности
на хартията, поради което съ-
ответната използувана хартия
не указва практически влияние
на дозирането на количеството
светлина.
8.7. Светлинно реле
с тиристор
Действието и използуването на
светлинните релета бяха описа-
ни в предишната глава. Тъй ка-
то засега тиратронът е по-евти-
но решение за любителя, този
раздел е запазен в това изда-
ние. Голям брой читатели про-
явяват интерес към това прило-
жение и по-нататък е дадена
една схема, която вместо с ти-
ратрон работи с тиристор (фиг.
8.23). Действието на тази част
Чрез кратко натискане на бу-
тона за стартиране Та положи-
телният потенциал на заредения
успореден на релето конденза-
тор със стойност 1 [1F се дава
Th1:s150V;1A-Tun
Tl :npn~Si(SF121u/!u подогни; 200
ZD-1-W- Tun; Ut = 10..,12V
D]:s; Ь50У,~0,1... 1A
Фиг. 8.23
Светлинно реле с тиристор вместо тиратрои. Отляво на прекъснатата линия
може да се сзърже и време-релето от фиг. 8.21
от схемата, която определя вре-
мето (отляво на прекъснатата ли-
ния на фиг. 8.23), съответствува
на предишната. Релето Rel, в
състояние на готовност е задей-
ствувано. Thl е запален. Rel,
Th и времезадаващата част изи-
скват стабилизирано с глимлам-
па (StR 150/30) захранващо на-
прежение. Едновременно с това
токът на стабилизатора за за-
хранващото напрежение за Т1
се получава с ZD. Тъй като
глимлампата GL (тя замества
функционално стартиращата ве-
рига на един тиратрон; могат да
се използуват например малки-
те глимлампи за фазопоказател
без резистор за 80 до 90V) е
загасена, запушва се първо Т1,
на маса. Поради това анодът на
Thl получава за късо време от-
рицателен потенциал и Thl се
запушва. Веригата на Rel се
прекъсва; пуска се с rel лампа-
та на копиращото устройство
и се разрешава зареждането на
кондензатора във веригата за
време. Когато избраният с S1
кондензатор (стойностите и вре-
мената отговарят на ^схемата с
тиратрон) достигне напрежение-
то на запалване на GI, тя се
запалва и отпушва Т1. Успоред-
но свързаният към ZD електро-
литен кондензатор предизвиква
протичане на емитерен ток през
TI, достатъчен за запалването
на тиристора. По този начин
Th се запалва отново, Rel се
259
адействува, прекъсва осветява-
нето и разрежда напълно през
своя контакт времеопределя-
щия кондензатор.
Съшата схема може да се
зависимост от целта на използу-
ване времеопределящата схема
на време-релето (фиг. 8.21) или
светлинното реле (фиг. 8.23).
и ZD и в този случай определят
ТЫЛЫ: s350V, JSOViA
Tl. npn-Si TJF 72/ им nouaFuu) Jcmax > 0,1 A; p *luO - jS0 OJA
ZD J-W~Tun,Ui= 10..JZ1/ 06: > 20V > OJA
Фиг. 8.24
Тиристорно време-реле. Копирната лампа се управлява безконтактно. Отляво на
прекъснатата лнння може да се свържат схемите от фиг. 8.23 и 8.21
използува и като тиристорно
време-реле (действието си при-
лича с описаното в раздел
8.5, фиг. 8.21). Към схемата на
фиг. 8.23 отляво на прекъснатата
линия се свързва съответната
схема от фиг. 8.21 {Pl, S1, кон-
дензатори).
Тъй като с тиристори могат
да се включват по-големи токо-
ве, отколкото с тиратрони, реле-
то може да се махне, а копир-
ната лампа на времерелето да
се включи директно и безкон-
тактно. Това изисква обаче из-
ползуването на втори тиристор
и на малко по-различна схема.
На фиг. 8.24 е показана схемата
за такова безконтактно включ-
ване на лампата. Отляво на пре-
къс.чатата линия се свързват в
необходимите за Т1 и за време-
задаващата схема напрежения.
В състояние на готовност Th.2
е запален, а с това StR е изга-
сена и върху Rv пада пълното
мрежово напрежение. За Th.2
може да се използува тип 1 А,
а за Thl при мощност на лам-
пата над 200 W е необходим
тип ЗА. В този случай вече не
е достатъчно еднопътното из-
правяне. Използува се мостова
схема D1-F-D4. Сега лампата се
намира в токовата верига с по-
стоянен ток. При конструиране-
то трябва да се обърне внима-
ние на отделящата се от Rv Топ-
лина в състояние на готовност
{Thl запушен, Th.2 запален). За-
това се предлага удобно реше-
260
нис,при което вместо Rv се изпол-
зува една лампа 220 V, 15 W (нс
по-мощна!), която и без това е
необходима във фотолаборато-
рията. Тя има по време на фа-
зата на осветяване (Thl запален,
Th2 запушен) съвсем подходящо
съпротивление на студено, за да
може да поддържа точно необ-
ходимая ток на стабилизиране
при много малкото напрежение,
падащо върху него. Свързаната
на мястото на Rv лампа за-
мества това силпо натоварено
съпротивление и служи също
като функционален контрол (по
време па експонирането лампата
във фотолабораторията не све-
ти, а при изключване па светли-
ната на увеличителя започва от-
ново да свети). Процесът на ос-
ветяване се задействува чрез на-
тискане на Та, което води до
запалване на Thl. Намиращият
се между двата анода на тири-
сторите кондензатор със стой-
ност lp,F (не трябва да бъде
електролитен кондензатор!) се е
зареждал през успоредно свър-
заното към него съпротивление
Rv, а сега е свързан през Thl
с положителния си полюс към
маса, поради което аиодът на
Th2 получава за късо време от-
рицателен потенциал и се запуш-
ва. StR и ZD получават сега ток
през Rv, успоредно свързаният
към ZD електролитен конденза-
тор се зарежда и схемата за-
почва да работи. D5 се запуш-
ва. Когато напрежението на вре-
мезадаващия кондензатор достиг-
не стойността на запалване на
глимлампата, тя се запалва и от-
пушва Т1, чийто емитерен ток
запалва Th2. Кондензаторът, свър
зап към тиристорните аноди, се
е заредил междувременпо с об-
ратна полярност и поради това
предизвиква изгасването на Thl
и на светлината за копиране.
При този процес на изгасва-
не отрицателни къси пиковс на
напрежението могат да доведат
да повторно запалване на глим-
лампата и по този начни да пов-
редят базата на Т1. Те се от-
веждат през D5. След запалва-
нето на Th2 връзката към Р1
лежи на отрицателен потенциал.
През D5 и Th2 времеопределя-
щият кондензатор се разрежда
напълно (контактът на релето
от предишната схема за премах-
ване на остатъчното напрежение
на кондензатора след изгасва-
нето на глимлампата не е вече
необходим).
Необичайноторазположение на
ключа за постоянна светлина е
необходимо, защото запалването
на лампата през Thl води съ-
щевременно до загасването на
Th2 и би предизвикало задейст-
вуването на схемата, ако едно-
временно не се изключи и кон-
дензаторът. При включване на
продължителна светлина лампа-
та, поставена на мястото на RVt
няма да изгасне.
8.8. Периодично време-
реле с тиратрони
С тиратрони със студени като-
ди могат да се конструират пе-
риодично работещи схеми, конто
имат прилика с принципа на мо-
новибратора в автогенераторен
режим. Тези схеми се използу-
ват особено там, където са не-
обходими високи изходни на-
прежения или ако устройството
261
се използува в някакъв силно-
токов апарат. На фиг. 8.25 е по-
казана схемата на импулсен ге-
нератор, който произвежда пра-
воъгълни импулси с честота до
Cst2 се зарежда през Rsti със
закъснение. Напрежението за
стартиране на десния тиратрон
се покачва непрекъснато до до-
стигане на стойността на запал-
1kHz
1“ 7...
Cs!> InF
2x25823
2 xStR 10^’30
Фиг. 8.25
Мултивибратор с два тиратрона. Използува се като периодичен тактов генератор
0,1/jF
HI ’Ua
*100
- - Селен
* ^2S0/J0
1 kHz (ограничена поради отно-
сително дългото време за дейо-
низация на тиратрона) и ниво
около 100V на Ua. Захранва-
щото напрежение от 215 V, кое-
то трябва да се поддържа точ-
но, се получава от две стаби-
лизаторни лампи StR 108/30.
След включването на схемата
не може да се запали нито един
тиратрон, защото и двата стар-
тови електрода нямат предиа-
прежение. Първо трябва да се
натисне за късо време бутонът
Та, от което се запалва левият
тиратрон. Поради тока, който
протича през него, се получава
пад на напрежение 35V върху
/?а, а върху /?*/ — около 110 V.
Това катодно напрежение върху
/?А. е над стойността на напре-
жението за запалване на десния
тиратрон (85 V), въпреки това
ване 85V. Десният тиратрон
се запалва, при което левият
изгасва. Това става по следния
начин.
СА2 не е зареден първоначал-
но, защото през /?*2 не тече ток.
Когато този тиратрон се запали,
в първия момент неговият катод
има потенциала на масата през
СА2. Напрежението на горене на
запаления тиратрон е около 65V;
анодния потенциал на двете
лампи спада до тази стойност.
Лявата вече запалена лампа има
положително напрежение около
110V спрямо маса, защото С*х
се е заредил междувременно до
потенциала на катода вследствие
пада на напрежение върху /?*/.
В момента на запалване на дяс-
ната лампа се намалява напре-
жението на запалване на лявата
лампа, така че тя изгасва. Сега
262
Ck2 се зарежда през Rk2, върху
което падат около 110V. През
Rsti и Ст се повишава напре-
жението на стартиране на лява-
та лампа. Когато то достигне
ние и /?С-комбинациите в катод-
ните вериги. Кондензаторите Cst
трябва да бъдат най-малко 1 nF,
за да може да се получи доста-
тъчен ток за стартиране. Приб-
31... л-СПЛ
Фиг. 8.26
Многостъпалеи периодичен тактов генератор с тиратрони
85V (зависи от времеконстан-
тите на тези два елемента), ля-
вата лампа се запалва. Нейният
катоден кондензатор се е разре-
дил междувременно през Rk/,
така че в момента на запалване
катодът е към маса, а катодът
на дясната лампа има потенциал
плюс 110V. Поради това при
запалването на лявата лампа се
намалява напрежението на гасе-
не на дясната лампа. Описаният
прочее започва отново. Csti и
Cst2 се разреждат съответно при
запалването на стартовата вери-
га през нея. Двете лампи се
включват и изключват една дру-
га с времеконстантите, зададени
с RstiICsti и Rsts/Cstz, при кое-
то изгасването се предизвиква
от обгцото анодно съпротивле-
лизителната формула за закъс-
нението на запалване t на всяка
лампа (съответствува на една
импулена полувълна на изхода
Ua) е дадена на фиг 8.25. Със
схемата могат да се постигнет
времена до няколко минути; Cst
тогава ще бъде с много голяма
стойност. С оразмеряването, да-
дено на фигурата, се постигат
времена до 1,2 s. Чрез раз-
лично оразмеряване на Rsti/Csti
и Rst2lCst2 е възможно не-
симетрично (във времето) вклю-
чване. Катодните съпротивле-
ния могат да бъдат релета или
към тях да бъдат евързани по-
следователно релета, както е
показано напр. на фиг. 8.26. 06-
щото съпротивление за Rk от
5 kQ трябва да се запази.
263
На този принцип могат да се
свържат повече от 2 тиратрона.
По този начин се получава прог-
рамно тактово управление, кое-
то се включва самостоятелно и
чието тактово време може да се
регулира с Cst и Rsi.
Такива схеми намират широ-
ко приложение в промишленост-
та, но могат да се реализират
или най-малкото да се предло-
жат от любител. На фиг. 8.26 е
дадена комбинацията на някол-
ко възможни схеми, конто ра-
ботят на принципа на схемата
от фиг. 8.25. В ' зависимост от
желания брой процеси на включ-
ване се използуват и тиратро-
ните от Rol до ROn, конто
(всички се свързват по един и
същ начин) образуват „верига-
та" от време-релета; от послед-
ната лампа ROn се извежда връз-
ката към стартера на R01. От-
качало S1 е отворено, a S2 се
намира в положение а. При
включването нито една лампа
не е запалена. Чрез натискане
на Га се стартира процесът: R01
се запалва. Rell се задействува
и извършва първата производна
команда. Релетата са шунтирани
с диодите D1 до Dn, за да се
избегне обратно запалване на
лампата при изключване на ре-
лето по време на процеса на га-
сене. След изтичане на времето,
зададено с R/st2^st2' се запалва
Ro2, R01 изгасва поради спада-
нето на анодния потенциал вър-
ху общото за всички аноди съ-
противление Rag, което се под-
помага от катодните кондензато-
ри със стойност 0,5 p.F, както в
схемата на фиг. 8.26. Когато R02
се запали, Rel2 се задействува
и изпълнява следващата коман-
да. Rell се изключва при угас-
ването на R01. Следващата лам-
па се запалва със закъснение
през RstnlCstn, при което се за-
действува Rein и т. н. до до-
стигането на последната лампа
от веригата (представена чрез
R6n). Ако S1 е отворен, програ-
мата се прекъсва след еднократ-
но провеждане. Ако S1 е затво-
рен ROl се запалва отново през
Rst и Cst от ROn ипрограмата
се повтаря непрекъснато. Rsf и
Cst за всяко стъпало се оразме-
ряват (в зависимост от коман-
дата, която изпълняват) за же-
ланото време на съответното
реле.
За определени задачи може
да се наложи да не се изключ-
ва релето веднага при запалва-
нето на следващото стъпало, а
да остане задействувано, докато
траят няколко други команди.
В този случай съответната лам-
па не трябва да изгасва при за-
палване на следващата. Това се
постига, като към анода на след-
ващата лампа се свърже анодно
съпротивление. Тази възможност
е показана за R02. S2 се поста-
вя за тази цел в положение Ь.
По този начин RO2 има собст-
вено анодно съпротивление Rae.
(Трябва да се обърне внимание
на захранването, което сега тряб-
во да издържа консумацията на
двете лампи. Стабилизаторите и
захранващият блок трябва да бъ-
дат в този случай по-мощни,
както е означено в скобите.)
RO1 се е запалила, Rell е задей-
ствувано. Когато R02 се запали
Rol не изгасва, Rell остава за-
действувано, Rel2 се задейству-
ва също. Едва след задейству-
ването на третата лампа (тук
264
Ron) изгасва Rol, докато RO2
остава запалена, a Rel2 е задей-
ствувано непрекъснато. Чрез кон-
такта на релето rein на едно
от следващите стъпала може да
се изгаси R'62, а в този момент
се спира и Rel2. На този прин-
цип могат да се направят раз-
личии комбинации и припокри-
вания на отделните команди,
предизвикани от релетата. Зави-
симостта на времето на закъс-
нение на отделните стъпала е
дадена в секунди на фиг. 8.26;
останалите стойности не трябва
да се изменят. Запалването на
една от лампите от предишната
се дължи на това, че катодно-
го напрежение на всяка лампа
надвишава напрежението на за-
палване на следващата. Ако ка-
тодните съпротивления се нама-
лят дотолкова, че катодното на-
прежение на запалената лампа
да е под стойността на напре-
жението на запалване на след-
ващата, може да се предизвика
запалването на следващата лам-
па от един допълнителен импулс,
подаден на отделените от маса-
та краища на кондензаторите
Csl. Запалването не става ведна-
га, а след подаването на един
импулс към Cst. Тази схема от-
говаря на старите броячи, из-
ползувани в броячната и изчи-
слитслната електроника. Тя може
да се използува за броене на
импулси, за делепе на честота
и т. н.
8.9. Време-реле за голе-
ми времена с инте-
граторно стъпало
В някои случаи е необходимо
използуването на време-релета
за по-големи времена, чиято точ-
ност не е необходимо да бъде
особено голяма. Проблематично
е използуването на транзистор-
ни схеми, защото при големи
времена времеопределящите кон-
дензатори трябва да бъдат мно-
го големи. В такива случаи е
удобно да се използува транзи-
сторният интегратор на Милър
(сравни с раздел 8.2.6). За да
могат да се избягнат проблеми-
те с утечните токове, засегнати
в раздел 8.2.6, и с цел по-на-
татъшно увеличаване на време-
то, след интеграторното стъпа-
ло се свързва един тригер на
Шмид (раздел 8.2.2), който од-
новременно с това определя мо-
мента на задействуване не ре-
лето.
На фиг. 8.27 е показана схе-
мата на времерелето за големи
времена. Действието на интег-
ратора е описано в раздел 8.2.6.
Времеопределящият кондензатор
е С, чиято величина tee опреде-
ля опитно в зависимост от жела-
ното време на закъснение. Ре-
лето е задействувано дотогава,
докато бутонът Та е отворен.
То се изключва със затваряне-
то на Та. Контактите на релето
изпълняват желаните операции.
С Р1 може да се избере отно-
шението между закъсненпето при
задействуване на релето и при
изключването му. Когато Р1 е
в горно крайно положение, ре-
лето веднага се изключва при
натискане па бу гона Та и едва
след отпускането на бутона (от
момента на отваряне започва
времето за закъснение, това е
разлика в сравнение с другите
конструкции на време-релета) ре-
лето се задействува отново с
265
максималното време за закъсне-
ние. В долно крайно положение
на Р1 след затварянето на Та
се получава максимално закъс-
нение на изключване на релето,
же да се прекрати процесът на
закъснение. Освен това трябва
да се спомене още една възмож-
ност, която е от значение за об-
ластта на приложение на тази
Фиг. 8.27
Време-реле за по-големи времена с интеграторно стъпало (Г/, Т2) я тригер
на Шмид (ТЗ, Т4)
докато след отварянето на Та
се получава значително бързо
задействуване; отношенията в то-
зи случай са точно обратни. В
сравнение с останалите видове
време-релета тази схема има две
стабилни състояния, конто зави-
сят от положението на Га. В за-
висимост от използуването Та
може да бъде двупозиционен
ключ, при което предизвиканият
с Rel прочее на превключване
ще получи съответното закъс-
нение след задействуването на
Та. Ключовете, начертание пре-
късната линия, означени с „вклю-
чено", „изключено", дават други
възможности за включване. Кон-
тактите на ключовете предиз-
викват независимо от Р1 свое-
временно задействуване на реле-
то („включено") или неговото
изключване („ изключено “) — по
този начин по всяко време мо-
схема: Та може да бъде контакт
от релето Rel. В този случай
схемата работа като периодичен
тактов генератор (снабден съот-
ветно с голям по стойност С за
много големи времена), при кое-
то Р1 определи тактовото отно-
щение (задействуване/ изключ-
ване на релето). Действието и
приложението на една такава
схема отговаря на мултивибратор
в автогенераторен режим с тази
разлика, че може да се изпол-
зува за много по-големи вре-
мена.
За еднократни времезакъсне-
ния ще бъде дадено като при-
мер използуването на тази схе-
ма като стълбищен автомат. Бу-
тонът за включване на автомата
се поставя на мястото на бутона
„включено", а Та се свързва на-
късо, като в този случай „из-
ключено" отпада. Релето се за-
266
действува веднага, включва ос-
ветлението, а продължителност-
та на светене се определи с Р1.
Интеграторната схема има при
това предимство в сравнение с
останалите време-релета, че при
повторно натискане на бутона,
без да се прекъсва светлината,
процесът на закъснение започва
отначало.
Р2 служи за избягване въз-
действието на транзисторния ос-
татъчен ток, върху входа на
тригера (по причини, спомепати
в раздел 8.2.6). Р2 се нагласява
така, че при най-високата окол-
ка температура релето да може
да работи безотказно. Въпреки
това Т1 трябва да бъде тран-
зистор с малък остатъчен ток;
същото се отпася и за С!
Конкретни стойности на вре-
ме.-о тук няма да се дадат, за-
щото стойностите на транзисто-
рите, както и остатъчният ток
в емитера на Т2 влияя? на вре-
мето. С може да се установи
само опитио. Груби ориентиро-
въчни стойности са Р— 100 kQ
(между базата на Т1 и масата)
и С=100 pF, прп конто могат
да се постигнат закъснения на
задействуване на релето грубо
от 10 до 20 минути. Много го-
леми за Т1 и Т2 и елементи
с малък остатъчен ток (Т1, Т2,
С) позволяват при използуване-
то на значително големи стой-
ности за Р/ и С постигането на
закъснения до един час и пове-
че (също когато Та е контакт
на реле и схемата работи като
тактов генератор). Това време
може да се увеличи още пове-
че, ако се използуват силициеви
транзистори (при използуването
на /гря-транзистори трябва да
се смени полярността на бате-
рията, на С и на диода на реле-
то). В този случай, ако Р е ня-
колко MQ, а С е подбран ек-
земпляр (в промишлеността в
такива случаи се използуват скъ-
пите танталови кондензатори),
могат да се постигнат закъсне-
ния до няколко часа. За люби-
телски цели обаче използуване-
то на танталови електролитни
кондензатори не е рентабилно.
8.16. Брояч на количест-
вото светлина
Припципът на броене на коли-
чеството светлина се основава
на това, че се регистрира осве-
теността и продължителността на
осветяването на един обект. В
много случаи, като например при
биологичните процеси или фо-
тографията, не е достатъчно са-
мо опрсделянсто на количество-
то светлина, респ. силата на ос-
ветяване, а и въздействието и
времето, необходимо за постига-
не на желания сфскг. За реги-
стрирането например на падащо-
то върху едно растение коли-
чество светлина трябва да се
измери както осветеността, така
и продължителността на осветя-
ване, при което двата резулта-
та от измерването не представ-
ляват поотделно никакъв инте-
рес. В този случай се използу-
ва подобен на описания в 8.6
принцип, обаче тук на определе-
но количество светлина (доза)
отговаря броячен импулс: или на
всяка регистрирана единица (до-
за) отговаря един електрически
импулс. Тези импулси се реги-
стрират от механичен брояч и
резултатите ни дават точна пред-
267
става за общото количество па-
даща върху измервателния ор-
ган (поставен до интересуващи-
те ни обекти) светлина; те са
независими от измененията на
Р — иь~и st
v Rmax
където Iq та!с е максималният
допустим ток за съответния тип
стабилизатор (стабилизатори за
Фиг. 8.28
Прост брояч на количество™ светлина с глимлампа. При използуването н
л/и-силициев транзистор трябва да се измени поляритетът иа електролитния
кондензатор, на диода и на двете напрежения
осветеността, изключването и
включването й и т. н.
Една проста схема, която оба-
че работи точно само в ограни-
чен обхват на осветеността и на
интервалите на включване и из-
ключване (а по този начин из-
ползуваща се само за демонст-
рации или ориентировъчни измер-
вания), е показана на фиг. 8.28.
За получаването на сравнително
точни резултати е необходимо
да се стабилизира захранващо-
то напрежение, което става със
стабилизатора St. Захранващото
напрежение (2504-350 V) заедно
с напрежението на брояча (напр.
9 V в зависимост от типа на
брояча) може да се вземе от
един обикновен захранващ блок.
Стабилизаторного напрежение на
запалване трябва да бъде най-
малко 150 V. По~подробно за
стабилизатора виж в раздел
12.7.1. Съпротивлението на ре-
зистора Rv за схемата от фиг.
8.28 се изчислява по формулата
268
ток от няколко милиампера са
напълно достатъчни). Констант-
ного напрежение от St зарежда
кондензатора С през фоторези-
стора FW. Когато напрежението
върху С достигне стойността на
запалващото напрежение на глим-
лампата GI, GL се запалва и раз-
режда С през Т, при което тран-
зисторът се отпушва от късия
токов импулс, подаден на база-
та му. От него се задействува
броячът (например брояч за те-
лефонии разговори или друго
подобно електромеханично из-
пълнение). След това започва
повторно зареждане на С през
FW до достигането на следва-
щото запалване на глимлампата,
при което се предизвиква след-
ващият импулс за броене.
Броят на импулсите в рамки-
те на определено време за из-
мерване зависи от това, колко
дълго ще се осветява фоторе-
зисторът (ако FW не е осветено,
неговото съпротивление е тол-
кова голямо, че зареждането на
С става през съпротивлението
на изолацията и другите съпро-
тивления в схемата; на това се
основава и границата на прило-
вижднапр. фиг. 8.16 б. FW се
поставя при обекта, чиято доза
на падащото количество светли-
на ще сеизмерва, например плът-
но до листото на някакво ра-
Фиг. 8.29
Брояч на количество™
светлина с транзистори
жимостта) и с каква сила. С
увеличаването на осветеността
се намалява съпротивлението на
FW, така че е възможно по-бър-
зото зареждане на С, като с то-
ва се увеличава и броят на им-
пулсите за единица време. С
С може да се зададе в извест-
ии граници броят на импулсите
в зависимост от осветеността,
което грубо отговаря на измер-
вателната облает. При по-малка
осветеност С трябва да има
много качествена изолация. Тук
не могат да се използуват елек-
тролитни кондензатори. Глимлам-
пата не трябва да има резисто-
ри, а електродите й тябва да
имат голяма площ. Напрежение-
то на запалване на G трябва
да бъде най-много 100 V. Тран-
зисторът Т трябва да има голя-
ма 3, особено ако С има малка
стойност, за да може да се по-
стигне достатъчно силно прив-
личане на брояча. В краен слу-
чай могат да се евържат два
транзистора последователно —
стение. Неговите проводница
трябва да бъдат много добре
изолирани, защото в противен
случай ще се получат грешки
при броенето поради изолацион-
ните токове! При по-голяма си-
ла на светлината FW става нис-
коомно и работата на устройст-
вото се преустановява. 01 свети
непрекъснато. В този случай FW
се засенчва или му се поставя
филтър, който отслабва светли-
ната. На фиг. 8.29 е показана
схема, работеща с транзистори
и ниско напрежение за измерва-
не на количеството светлина. За
FW важи вече казаното. Броя-
чът Z е задействуван в паузите
и се изключва, когато дойде им-
пулсът, което не указва никак-
во влияние на функцията, но
води до относително голяма кон-
сумация на схемата. Този недо-
статък може да се избегне, ако
на мястото на Z се евърже ре-
ле, което от своя страна ще за-
действува брояча с един нормал-
но затворен контакт. Релето
269
трябва да има съпротивление от
един до два килоома. Всички
останали стойности на 7? (с из-
ключение на свързаното към FW
съпротивление от 20 kQ, което
се запазва) могат да се удесе-
торят, а с С да се намали зна-
чително и по този начин да се
намали копсумацията на устрой-
ство™. При директно свързване
на Z тя е около 0,1 А (при за-
хранване от мрежата с без значе-
ние). При използуването на меж-
динно реле тя се нахалява до
около 10 mA.
Схемата представлява в същ-
ност модифициран тригер на
Шмид. При това се използува
фактът, че входното сопротив-
ление па тригера е различно го-
лямо в двете му съетояния. Ако
Т1 е запушен, а Т2 отпушен, на
базата на Т1 се получава сгпо-
сително голямо сьиротивление.
През FW се зарежда С/, с кой-
то също и в тази схема се оп-
ределя грубо броят на г.мпулси-
те за единица време, в зг-виси-
мост от падащата върху A U7
светлина. Когато се достигле
граиичната стойкое г за вкл.очва-
не на тригера, Т1 се отпушва,
Т2 се запушва, Zee из: лючва и
при това отброява следващата
цифра. Сега С7 трябва да доста-
ви базовия ток за Т! (поради
този базов ток във второто със-
тояние на тригера той има по-
ниско входно съпротивление).
Поради това С1 се разрежда
през Т1 относително бързо до-
тогава, докато се достигне гра-
ничната стойност на изключване
на тригера, и Т1 се запушва от-
ново. След това започва следва-
щият период на зареждане
на С1.
В зависимост от мехапичните
свойства па брояча Р се нагла-
сява така, че да се получава си-
гурно превключване на меха-
низма.
С оразмеряването на схемата
на фиг. 8.29 и с един непосред-
ствсно включен телефонсн брояч
със съпоотивлегие 100 Q и с
С1 от 500 uF се получи при
опвтния образец един импулс
кд всяка । до 30 s (в зависимост
от с.?,-;-- ,-д за светлината, надаща
вш’-ху F"). Тези числа могат да
служат като груби ориентиро-
въчни стойности и освен това
че са зависими от 3 на транзи-
сторите. Колкото по-високи са
стойностите на р, толкова по-го-
ляма е паузата между импулси-
те при еднаква голяма стойност
на С1 и еднакво осветяване
на Ай/.
270
9. Транзисторни преобразуватели
на напрежението (трансвертора)
Трансверторите са преобразува-
тели на постоянно напрежение,
конто създават от по-ниско по-
стоянно напрежение по-високо.
Постоянного напрежение се
„накъсва“ с помощта на тран-
зистори и се трансформира.
Трансверторите могат да наме-
рят приложение напр. за захран-
ване на луминесцентни лампи с
батерии (между другото в авто-
мобилите), в любителската об-
лает — за създаване на ано дно
напрежение за лампите от бате-
рии с ниско напрежение. Разли-
чават се еднотактни преобразу-
ватели, еднотактни преобразува-
тели на поток (те имат малко
значение за аматьора) и проти-
вотактни преобразуватели.
9.1. Еднотактен преобра-
зувател
На фиг. 9.1 е показана принцип-
ната схема на еднотактния пре-
образувател. Тук няма да се
спираме на сравнително сложно-
го изчисляване на този преобра-
зувател; то има значение за лю-
бителя само в специални случаи.
Ще разгледаме една еднотакт-
на схема с обратна връзка.
L1 е първичната намотка, L2 е
намотката на обратната връзка,
L3 е вторичната намотка, от ко-
ято се взема изходното напре-
жение. При включването през
L1 протича ток, защото транзи-
сторът Т получава през R1 и
R2 преднапрежение за базата
си. Вследствие на това в L2 се
Фиг. 9.1
Принципна схема на блокинг-генератор-
ния преобразувател. Решаващо за функ-
ционирането е правилното съблюдава-
не на полярността на всички намотки
н диода. Тази схема не трябва никога
да се включва без товар RL. Една си-
гурност срещу повреждаието на тран-
зистора може да се постигне, ако се
евърже успоредно към С един варистор,
чието напрежение е малко над напре-
жението Ua . Ако изходното напреже-
ние на преобразуватели започне да
се повишава при отстраняването на то-
вара /?£ .варисторът поема натоварването
му
индуктира напрежението, което
при правилна полярност (означе-
на на фиг. 9.1) отпушва още по-
вече Т. Токът през L1 се пови-
шава лавинообразно. L3 и D са
с такава полярност, че в изход-
ната верига не тече ток. Когато
магнитопроводът на трансфор-
271
матора се насити или ако Т до-
стигне областта на насищане
(при правилно оразмеряване на
L1 и L2 зависи от транзистора),
токът през L1 не нараства по-
вече. В L2 вече не се индуктира
напрежение за управление на Г,
Т се запушва и изключва скоко-
образно L1 от източника на на-
прежение.От натрупаната магнит-
на енергия при рязкото прекъс-
ване на тока в L3 се индуктира
напрежение в обратна посока,
което отпушва D и създава из-
ходния ток. След разсейването
на магнитната енергия процесът
започва откачало.
В зависимост от полярността
на L3 и D, която, както се виж-
да, има решаваща роля за дей-
ствието на преобразувателя, из-
ходният ток се явява винаги ко-
гато Т е запушен (или източни-
кът на ток е отделен). Изход-
ното напрежение няма констант-
на стойност, защото става ду-
ма за индуктирано напрежение,
а зависи от натоварването. При
липсващ товар RL това напреже-
ние достига големи стойности;
при голяма консумация то е мно-
го писко. Особеност на блоки-
ращия преобразувател е, че той
не произвежда константно на-
прежение, а отдав:! на R мощ-
ност, съответствуваща па па-
трупаната в трансформатора маг-
нитна енергия. Тъй като тя е
константна, изходното напреже-
ние става по-високо прп памаля-
ване на консумацията. Изходно-
то напрежение, което може да
се получи не записи (както е
при обикиовените трансформа-
тори) от отношението па намот-
ките Ll/L3\ Отношението Ua!Ub
може да бъде значително по-го-
лямо от отношението L3/L1. От-
ношение на намотките напр. 1:10
позволява трансформиране на
напрежението от 1:100 и пове-
че. Предпоставка за константно-
то напрежение е константният
товар 7?л; оразмеряването на
преобразувателя може да се на-
прави вследствие на това само
за определен товар RL. Едно-
тактният преобразувател не тряб-
ва да работи без товар, иначе
изходното напрежение ще има
значително високи стойности.
При това трябва да се обърне
внимание, че стойността на Ua,
трансформирана с отношението
L3/L1, се подава отново на ко-
лектора на транзистора като об-
ратно колекторно напрежение.
При голямо увеличаване на из-
ходното напрежение, т. е. при
прекъсване на товара RL, тран-
зисторът Т ще се повреди вед-
пага! Този иедостатък може да
се отстрани само чрез допълни-
телни мерки (ограничаване на
напрежението напр. с варистор
към Z.3).
Поради тази своя особеност
едпотактният преобразувател
може да се прилага добре за
създаването па високи напреже-
пия върху постоянно съпротив-
лепие (приложение напр. в броя-
чите на излъчзаната ядрена енер-
гия), във военпата техника за
захрапвапе на броячпата тръба.
Интересни приложения за ама-
тьора, конто са едновременно и
оразмерепи, са показапи в раз-
делите 9.3 и 13.7.
Споменатият вече преобразу-
вател на потока се получава при
смяната на полярносттта на D в
272
схемата от фиг. 9.1. Той дава
изходен ток и В’ьв фазата, ко-
гато Т е проводим. Неговите ра-
ботай свойства са съвсем раз-
личии: във всички случаи на лю-
бнтелската практика той би мо-
гъл да се смени с простия за
конструиране и по-лесен за ов-
ладяване противотактен пре-
образувател.
Накрая ще дадем пример за
оразмеряване на еднотактния
преобразувател от фиг. 9.1. На-
прежението на батерията Ub е
6 V, изходното напрежение Ua е
70 V. Изходният ток е 2mA, RL =
= 35 kfi, С= 10 [iF, Т е с мощ-
ност 100 mW и има 3 = 40 = 50.
D е GA 104, а още по-добре
силициев тип за УД 100 V, Rl^a
с<;1 kQ, Z?2s=?100 Q. Магнитопро-
водът е от манифер 163, AL—
425 (феритпи кухи ядра 3x17,
ТК 5983), U = 114 намотки, 0,18
mm ПЕЛ, 7.2 = 45 намотки,
0,08 mm ПЕЛ. Ако искаме схе-
мата да работа безупречно, тези
стойности не трябва да се из-
менят, тъй като е невъзможно
да се измени едва стойност, без
да се обърне внимание па дру-
гпте. При свързване па намот-
ките трябва да се обръща вни-
мание па полярността!
9.2. Противотактен пре-
образувател
Изходното напрежение па про-
тивотактпите преобразуватели е
до голяма степей независимо от
изходното натоварване. Освен
това тези преобразуватели мо-
гат да бъдат конструирани за
по-голяма изходпа мощност. Из-
ходното напрежение има право-
ъгълна форма и може да се из-
прави по произволен начин. Из-
числяването на трансформатори-
те на противотактните преобра-
зуватели не става (както често
се приема от любителите) по на-
чина за пресмятане на мрежови-
те трансформатори, защото тук
става дума за правоъгълпо на-
прежение, а не за сипусоидално.
Тук са дадени два варианта
на противотактни преобразувате-
ли с предписание за оразмеря-
ване. Те могат да намерят при-
ложение за всички аматьорски
задачи.
9.2.1. Преобразувател за мал-
ки МОЩНОСТИ (Ра пгах =
=0,7 W)
В много случаи е напълно дос-
татъчна малката изходна мощ-
ност. В този случай магнитопро-
водът на трансформатора е от-
посително малък, транзисторите
са маломощни (150 mW) и нато-
варването на батерията е отпо-
сително малко. На фиг. 9.2 е по-
казана схемата с всички пеоб-
ходими данни. L1 е първичната
намотка, L2 е иамотката на об-
ратната връзка, a L3 е вторич-
пата намотка.
При включвакето на батерия-
та в трансформатора се създа-
ва през R1, горпата половина па
L2 и резистооа 10 Q един па-
нрежителен импулс, който пред-
пзвиква генерирането. Т1 м Т2
работят като ключове и се
включват и изключват един друг.
Тъй като превключването става
рязко, върху L3 се получава
правоъгълпо напрежение. Гру-
пата 10 nF/3 kQ филтрира на-
прежителните пикове, конто се
получават в момента на включ-
18 Книга за конструктора-ечентроник
273
ване и в противен случай биха
могли да повредят транзистори-
те. R1 се определи в зависимост
от транзисторите (техните стой-
ности не трябва да се различа-
прежение и максималната налич-
ка мощност 0,7 W (който досе-
га не е конструирал преобразу-
вател, е най-добре да заложи за
сигурност 0,54-0,6 W). Сечение-
77, Т2; * 150 mW (60301или подо5ни)с радиатор; f « 1кНт
D1...4:npu Ua-10...30V:GY101
при Ua-30... 100 Y'G¥100-6Y103 unuSY202
при иа=100...200У‘5¥202или GYJ05
МагнитопроВод M 42/15
Противоположно постабени ланарини Без Вьздршна мМзна
И* 2x25 наВиВки, 0,5-тт -ПОЛ
L2=2x16hoBu6ku, 0.2-тт-ПБД
L3=6.4 набивки /V, 0,12-mm-fWl
100 v= 640 навивка
Фиг. 9.2
Схема на противотактния преобразувател за изходна мощност макс. 0,7 W.
Максималният консумиран ток се получава от максималната мощност и избраното
изходно напрежение
ват много; удобно е да се из-
ползуват двойки, но не е задъл-
жително) за ток 0,15 А при мак-
симален изходен товар. Честота-
та на генерациите е около 1
kHz, поради което може да се
опрости филтрирането след из-
правителя. L3 се оразмерява в
зависимост от желапото изход-
но напрежение, както е показа-
но па фиг. 9.2. За 50 V изходно
напрежение L3 трябва да има
50x6,4 = 320 навивки. Максимал-
ният ток на консумация се по-
лучава от избраното изходно на-
то на проводника за L3 може
да се вземе от обикиовените
таблици за товара. D1-4-D4 се
избират в зависимост от Ua. При
съответно изменение на R1 пре-
образувателят може да работи
с напрежение на батерията от
4 до 8 V, без да се налагат
други промени, при което Ua се
изменя пропорционално с напре-
жението на батерията. Най-до-
бър коефициент на полезно дей-
ствие се получава при 6 V.
274
Ратах=™ ?атах— 10W
Т1, Т2/радиатор 2XGD 160/100 cm2 2XGD240/200 ст2
R1 0 ч-5012 0 ;-5£2
R2 0,54-3 кй около 100 Q
С2 100pF 50 pF
СЗ 0,1 pF 0,22 pF
Imax (ПРИ Ра~Ратах) < 1,1 А 2,4:-2,6 А
I (при /->а = 0) празен ход ' ' а ’ <0,3 А <0,5 А
К. П. Д. 7) <470% «65%
Честота на генериране <«500 Hz «50 dz
Магнитопровод/ покрытие М42'едкостранно 0,5 mm въздушен процеп М55/дву странно без въздушен процеп
1,1 (най-отдолу) и гвеге I,: мотки се павиват би- филярно 2X65 навивки 0,75 mm ПЕЛ 2X65 навивки 0,9 mm ПЕЛ
1.2 (навита върху LI без нежлинен слот'!, бифиляр- i:el 2x22 навивки 0,3 mm ПЕЛ 2x30 навивки 0,5 mm ПЕЛ
1.3 (n^Ua. намотки/V) (пример) 12,7 намотки/V (220 V:2800 навивки, 0,12 mm ПЕЛ) 13,6 намотки/V (220 V:3000 навивки, 0,15 mm ПЕЛ)
Упътвания за настройка R1 на 1тах ПРИ Ратах R2 не по-малко, отколко- то е необходимо за гене- риране при Ратах
9.2.2. Преобразувател за 5 W.
респ. 10 W, изходна
мощност
За по-големи изходни мощности
се избира схемата на фиг. 9.3.
В зависимост от използваните
транзистори (4 W или 10 W)
може да се повиши изходната
мощност на 5 или 10 W.
На фиг. 9.3 и в таблицата са
дадени всички данни и препоръ-
ки за настройка за двете мощ-
ности. L3 се определя в зависи-
мост от желаното изходно на-
прежение Ua. D14- D4 могат да
бъдат в зависимост от вторич-
ната намотка плоскостни или се-
ленови изправители. Т1 и Т2 се
монтират изолирано към радиа-
275
торите, дадени в таблицата, за-
щото радиаторите имат потен-
циала на колектора. За да може
да се постигне максималният
коефициент на полезно дейст-
вие, L1 и L2 трябва да се на-
вият бифилярно (двете половин-
9.2.3. Тиристорен преобразу-
вател на постоянен ток
в променлив за 50 W
изходна мощност
При изходни мощности на пре-
образувателите над 10 W при
днешното пиво на техниката се
Фиг. 9.3
Схема на противо-
тактен преобразу-
вател за максимал-
на изходна мощ-
ност 5W, респ.
10W. Таблицата на
стр. 275 дава необ-
ходимого оразмеря-
ване за съответно
избраната мощност-
ки”на намотката се навиват ед-
новременно с 2 проводника и
посоката на навиване е еднаква).
Максималният изходен ток 1а се
получава от изходното напреже-
ние Ua и максималната изходна
мощност Ра тах. Трансверторът
с мощност 10 W генерира, как-
то се вижда от таблицата, с
честота около 50 Hz; честотата
не е много стабилпа (зависи от
товара) и напрежението върху
L3 не е синусоидално.
„Честота около 50 Hz“ не оз-
начава, че трансверторът може
да се използува за захранването
напр. на магнетофон, който из-
исква константна честота на за-
хранващото напрежение. Усилва-
тели или малки предаватели за
220 V могат обаче да се вклю-
чат директно към L3, ако тях-
ната мощност не е по-голяма от
10 W. При първата настройка
трябва да се внимава да не се
превиши 1тах.
дава предимство на тиристорния
преобразувател. С него могат да
се постигнат значително по-го-
леми мощности при високи пър-
вични напрежения и добър к. п. д.
На фиг. 9.4 е показан пример
за схемата, но направата на та-
зи схема се препоръчва само на
напредналия любител, който има
опит в областта на тиристори-
те. При такива преобразуватели
на постоянен ток в променлив
от голямо значение са добрата
паправа на трансформаторите и
внимателната настройка при пър-
вото им пускане в действие.
Схемата работа, както всички
обикновепи тиристорни преобра-
зуватели, с външно възбуждане.
Един стабилизиран с ценеров
диод ZD мултивибратор подава
управляващата честота 50 Hz. С
Р2 се прави фината настройка
на честотата 50 Hz, при което
тиристорите са в покой чрез
прекъсване на проводника в точ-
276
ка А. Важно в този случай е
цоддържането на възможно то-
чен коефициент на запълване
0,5 (симетрия). Това се контро-
лира с осцилоскоп и се настрой-
който поема по същия начин
(и вместо Т1 и Т2) управление-
то на тиристорите и едновремен-
но с това понижава честотата
на 50 Hz.
Т1Т2 npn-SiJc„a^200mA:p!i160(SFl26EunUпододни)
3 1-W- Тип, иг =PV(z в 54 600/9,1)
£304 Si-TunoSenZOVs-lOmA (SAY. )
С 1=0? f
СЗ 0,5. 2/з-оси, илоскопно (Us): неполярен- тип > 60V
Fi Правоъгълни симетрия I 1 осиилоскопно
Р2 f—53Hz фино (за 50 Hz- Грр5а настройка: Да се
раздели проводника 6 А)
ThlTh2:sZ5V, *ЮА 4 Th1+D1,ThZ+DZ
\.на един радиатор
D!,O2 ^4OV.s5A;Si-iuno6ej s!50x150x3mmAl
Магнитопробод MRS/Oyn-B! lV/0,35
противоположно поставени дез бездушна
междина
L1=L2=2x44 навивки ,13тт ЛЕ/1, вшсрилярно
23&3ададена стойност Us, х4,5навивки/Г
(2Z0V 990навивки, 0,4тт ПЕЛ)
Фиг. 9.4
Тиристорен преобразувател за 50W изходна мощиост
ва с Р1. След възобновяване на
връзката в точка А тази на-
стройка трябва да се провери
още веднъж.
По-добро техническо решение,
но и много по-сложно би било
използуването на генератор за
синусоидално напрежение с че-
стота 100 Hz като управляващ
генератор, чийто синусоидален
сигнал се ограничава и диферен-
цира в островърх импулс. По
този начин се постига по-добра
стабилност на честотата и най-
важното — коефициентът на за-
пълване е 0,5. Островърхите им-
пулси с честота ва следване
100 Hz управляват един тригер,
Тиристорите се управляват в
противофаза и включват ту L1,
ту L2 към първичното напреже-
ние. СЗ поема изгасяването на
съответно запаления тиристор,
което става по начина, описан в
15.8, айв други схеми от тази
книга. D1 и D2 отстраняват от-
рицателните пикове, поязяващи
се в момента на превключване
от СЗ и тиристорите.
СЗ е относително критичен и
трябва да бъде оразмерен оп-
тимално чрез опити, което не е
възможно без осцилоскоп. Ори-
ентировъчни стойности за всич-
ки елементи са дадени на
фиг. 9.4, а също и данните за
277
трансформатора. Те важат за
захранващо напрежение 12 V и
управляваща честота 50 Hz. Из-
числяването на такива трансфор-
матори става по същия начин,
както при противотактните пре-
образуватели; то се различава
значително от изчисленията на
обикновените мрежови транс-
форматори (тук не става дума
за синусоидалии, а за право-
ъгълни импулси) и не може да
бъде разгледано. Чптателят мо-
же да памери достатъчно съве-
ти по този въпрос в периодич-
ната литература. Вторичного на-
прежение Us о правоъгълно,
както при транзисторните пре-
образуватели. При появага на
значителни пиконе на превклю-
чващи.ч фронт на иравоъгълния
импулс е необходимо към LS да
се евърже успоредпо един коп-
дензагор, чиято оптимална стой-
ност се определи също така чрез
измервания с осиилоскоп. При
константен товар па Us може
да се получи с успоредно евър-
зан кондензатор приблизително
синусоидално из.ходно напреже-
ние.
При първото пускане в дей-
ствие на преобразуватели съще-
ствува опасност (докато СЗ не
е оразмерен оптимално или ако
трансформаторът не е изчислен
и навит правилно) при включва-
нето на втория тиристор пър-
вият да не е изгасен, при което
по-нататъшните управляващи
импулси няма да окажат въздей-
ствие, а двата тиристора оста-
ват отпушени. Протичащият при
това ток се ограничава само
чрез омическите съпротивления
от L1, респ. L2, и може да се
стигне до кратковременно пре-
товарване на DI, D2, Thl, Th.2
и трансформаторните намотки.
Ето защо се препоръчва при
първите проби да се постави
предпазител за по-малък ток.
Най-ниската граница на пър-
вичното напрежение се избира
да бъде 12 V. По-високи пър-
вични напрежения водят до по-
голям к. п. д. (със съответно
по-голям трансформатор и в за-
висимост от мощността на D1
и D2, Thl и Th2 при 24 V по-
лучаваме изходни мощности до
500 W; в промишлената елек-
троника са познати такива тири-
сторни преобразуватели с мощ-
.носг до 10 kW и повече). При
зададеното оразмеряване и с
първично напрежение от 12 V
се получава к. п. д. от 65 до
70%, което по пикакъв начин
не може да се нарече оптимал-
но. Причината за това се крие
в относително големия пад на
напрежение върху Thl и Th2\\
евързаните последователно към
тиристорите диоди, който е око-
ло 2 V, така че върху L1 и L2
падат фактически само 10 V. Ето
защо няма много смисъл в из-
ползуването па тиристорен пре-
образувател с напрежение, по-
ниско от 12 V. Поради значител-
ната загуба па мощпост в дио-
дите и тиристорите те трябва
да се охлаждат, което става
чрез монтирапето им върху пра-
вилно оразмерен радиатор. Да-
дените на фиг. 9.4 размери са
минимално възможните стойно-
сти. Хубаво би било радиатори-
те да бъдат по-големи или да
са снабдени с ребра, ако темпе-
ратурата на околната среда е
висока или циркулацията на въз-
278
духа не е достатъчна. Тъй ка-
то анодът на тиристорите се
намира на корпуса, а при дио-
дите — катодът, Thl и D1, как-
то и Th.2 и D2 могат да бъдат
монтирани на общ радиатор,
върху който се монтират полу-
проводниците без междинен изо-
лационен слой.
При добра направа и настрой-
ка един такъв преобразувател
работи много сигурно. Негово-
то предимство се крие в добра-
та стабилност на честотата до-
ри при изменящ се товар, което
се дължи на външното управ-
ление. За захранване могат да
се използуват само големи из-
точници на ток (автомобилей
акумулатор, батерии за фарове
и др.).
9.3. Източник на високо-
волтни импулси с ба-
терии
Със схемата, показана на фиг.
9.5, е възможно да се създават
високоволтни импулси с малко
(безопасно) количество енергия.
Тя може да се използува за
физически опити, за източник
на импулси за запалване на га-
зоразрядна лампа, както и за
направата на миниатюрна огра-
да на пасбище, подобна на „елек-
трическата ограда", за ограни-
чаване на движението на малки
животни като зайци или гъски.
Тъй като източникът на импул-
си може да се направи много
малък и може да се монтира
напр. в една тръба от поливи-
нилхлорид, също така може да
се използува и като електричес-
ка пръчка за крави при транс-
портирането им в кланиците и
т. н. Трябва да се спомене още,
че енергията на високоволто-
вите импулси е безопасна, но
при неправилна работа с нея
или при съприкосновение от не-
W 1НО 4
4U/
D: Силициеб Виод s 400 V, > 0.1 Л
Фиг. 9.5
Източник иа високоволтови импулси с
батерия. Високото напрежение, получа-
вано от трансвертора U1, е от около
300 V с разреждане на кондензатора
през U2
подготвени за тази цел хора би-
ха могли да се получат неща-
стни случаи вследствие уплаха
или шоково въздействие.
Високото напрежение се съз-
дава. в две стъпала. Този на-
глел сложен начин позволява
използуването на готови части,
като спестява на любителя на-
правата на преобразувателната
бобина с високоволтова намотка
и изникващите при това неосъ-
ществими от любителя изола-
ционни проблеми.
Трансформаторът U1 (който
може лесно да бъде направен
и няма проблеми) и транзи-
сторът Т образуват един едно-
тактен преобразувател (виж раз-
дел 9.1). L3 образува вторич-
ната намотка. Върху нея падат
около 300 V. През силициевия
плоскостей диод D се зарежда
279
кондензаторът С. За начина на
правилното свързване на D и
L1-±L3 трябва да се съблюда-
ва казаното в раздел 9.1?
Когато напрежението върху
С достигне стойността на за-
палващото напрежение на газо-
разрядная диод Z860 А, той се
запалва, при което кондензато-
рът се разрежда ударно през
U2. При разреждането на кон-
дензатора се появява във вто-
ричната намотка на U2 високо-
волтовият импулс. Долният край
на U2 или се заземява, или ее
свързва към корпуса на устрой-
ството. След като С се разреди,
той започва отново да се за-
режда през D, докато се до-
стигне отново напрежението на
запалване, и т. н. Устройството
създава по този начин периодич-
ни високоволтови импулси. Тях-
ната честота на следване зави-
си от свойствата на преобразу-
вателя, от избрапото напреже-
ние на батерията и от стойността
на С и е от порядъка на 10 Hz.
U2 може да бъде бобина от
фотографска светкавица (опит-
ното устройство беше направе-
но с бобина от светкавицата В-70,
вж. 3.9), с която може да се
постигне високо напрежение от
порядъка на 5-?-10 kV и пове-
че. Самостоятелиата иаправа на
тази бобина с проблематична.
Тя трябва да се навис върху фе-
ритен цилиндър със 100 първич-
нп навивки и 10 000 вторични (де-
белина на проводника за първич-
ната намотка 0,3 mm ПЕЛ, а
на вторичната — 0,06 4-0,08 mm
ПЕЛ), навити с междуслойна
изолация и накрая напоени в
смола вакуумно.
По-проста е изработката на
280
трансформатора U1. В опитния
образец беше използувано едно
маниферно кухо ядро с размери
18x30 mm, Лл=2500. Могат да
се използуват и други подобии
ядра и различии стойности за AL,
Върху ядрото се навива пър-
во L1 с 50 навивки, 0,12 mm
ПЕЛ, върху нея се навива L2 с 20
навивки, 0,12 тшПЕЛ и върху
тях върху достатъчна много-
слойна изолация се навива L3
с 1000 навивки, 0,08 mm ПЕЛ
(след всеки 200 до 250 на-
вивки се поставя междинна
изолация). Ако се използуват
друг тип ядра, L3 се на-
вива с 1500 навивки, като се
правят междинни изводи на 500,
800 и 1100 навивки. При из-
пробването се избират тези из-
води, с конто се получават най-
добри показатели. Консумация-
та на ток зависи от напреже-
нието на батерията и свойст-
вата на преобразувателя и е
между 70 и 90 mA.
Както е споменато в раздел
9.1, всеки преобразувател на на-
прежение трябва да има ограни-
чител на вторичного напреже-
ние, за да се избегне повишава-
нето на напрежението и да не
се допуска повреда на транзи-
стора. В този случай то се по-
лучава от салю себе си, защото
напрежението върху L3 не мо-
же да превиши стойността на
напрежението на запалване на
диода Z860 А. Съпротивления-
та на делителя на базового на-
прежение не са толкова критич-
ни и могат да се изменят, в
случай че стойностите на U1
или Т се променят (да се обър-
не внимание на консумацията
на ток от батерията!).
Диодът Z860A е специална
разработка на газоразрядна лам-
па за подобии кондензаторпи
разреждапия. Нейното поведение
с подобно на поведението на
глимлампата (напрежението на
запалване на този тип е до
300 V), но- работи за разлика
от нея поради специалната кон-
струкция на катода си в обла-
стта на дъговия разряд, забра-
нен при глимлампата). Този диод
има извънредно ниско напряже-
ние на гасене (от порядъка на
10 V), така че С се разрежда
напълно, а събраната в него
енергия се дава изцяло на раз-
положение на 02. По принцип
на мястото на тази специална
лампа може да се използува
друга газоразрядна лампа. Под-
ходящ за експериментиране е
напр. тиратронът Z5823, чийто
стартов електрод не се евърз-
ва в този случай. Поради зна-
чително високото напрежение
на гасене на тези лампи (Z5823—
около 60 V) и повишаването на
вътрешното съпротивление при
разряда (важи за всички типо-
ве глимлампи, поради което не
могат да се прилагат в тази
схема) загубите са големи. Ос-
вен това нарастващият фронт
на токовия импулс върху 02
не е толкова стръмен. И двете
причини водят до намаляване
на високото напрежение. Ако
не се използува Z860 А, може
да се вземе решение само с по-
мощта на опити.
Подходяща замяпа на Z860 А
с възможна при използуването
па тиристор. На фиг. 9.6 е по-
казано съответното изменение
на схемата. 01, 02 и D отго-
гарят на елементите от фиг. 9.5.
Управляващият електрод на ти-
ристора се евързва към по-
мощно запалване с достатъчно
високо напрежение на запалване
към анода на Th. С служи за-
С:1 ..5uF Z400V
7h^400V=3A
Ro. Z 5823 или 2xStR 150/30
(ioa/зо) последователно
Фиг. 9.6
Смяна на лампата Z860A във фиг.9.5
с тиристор
едно с помощното запалване (в
този случай /?0) като помощен
кондензатор. трябва да се
запалва, за да се получи доста-
тъчно голяма вторична мощ-
ност върху 02 при 250-^300 V
и трябва да подава за късо
време управляващ ток за Th.
Ето защо не е възможно из-
ползуването на малки глимлам-
пи, а използуването на тран-
зисторного запалване, показано
в раздел 2.2.5.2, е проблематично
поради високото обратно напре-
жение преди запалването. За лю-
бителски цели като най-евтино
решение се препоръчва изпол-
зуването на стабилитрон с го-
лямоплощни електроди. R6 мо-
же да бъде стабилитрон
StR 180/30, респ. StR 150/30, или
други произволни типове с по-
добии данни, като в случая ще
се използува токът на горене в
нормален режим на работа на
стабилитрона (най-малко 30 mA),
281
а напрежението на горене е без
особено значение. Евтино ре-
шение за любителски цели е
също така използуването на ти-
ратрона Z5823, който е широко
разпространен. За тази цел е
възможно да се вземат и стари,
вече употребявани типове, кои-
то не могат да се запалват пра-
вилно през стартовия електрод.
Той се свързва към катода или
се оставя да виси. В краев слу-
чай могат да се свържат после-
дователно два стабилитрона, за
да може да се постигне изиск-
ваното напрежение на запал-
ване.
С може да остане 0,1 4-0,5 p.F
или в тиристорната схема да
се увеличи до 1ч- 5pF. За U2
може да се използува автомо-
билна бобина за запалване. С
по-голям кондензатор честотата
за запалване е около 1 Hz, а
енергията върху 02 е достатъч-
на за работа на една средно
голяма полска ограда, като с
това устройство може да се
спести значително количество
енергия.
9.4. Преобразувател
за захранващи
напрежения под 1 V
Схемата на фиг. 9.7 показва, че
е възможно да се използуват
напрежения от 0,4 V за захран-
ване, след като бъдат преобра-
зувани. Такива преобразувате-
ли получават енергия напр. от
силициеви фотоелементи или ня-
колко термоелемента, свързани
последователно, и се използуват
за захранването на схеми с мал-
ка консумация и работно напре-
282
жение от няколко волта. На
последно място освен практи-
ческого му използуване това
може да бъде интересна въз-
можност за експериментиране
от любителя. Термоелементи
(естествено с ограничена про-
дължителност на живот) могат
да се направят лесно от провод-
ници от константан и желязо.
Загрят на газов пламък, такъв
термоелемент отдава от 30 дс
80 mV в зависимост от темпе-
ратурата, при което от ниско-
омния елемент може да се кон-
сумира значителен ток. Напълно
достатъчно за опитни цели е
мястото на свързване па желя-
зото с константана да се сплес-
ка с плоски клещи и да се за-
грее на пламък (възможно е
заварявапето да се направи с
бунзенова лампа). 10 — 20 таки-
ва елементи, свързани последо-
вателно, позволяват безотказна-
та работа на опитната поста-
новка.
Т1 и Т2 работят в този случай
каго токовоуправлявани ключо-
ве. Дроселът Dr предизвиква
за тази цел константен колек-
торен ток в колекторната на-
мотка Ll. L2 е намотката за
обратна връзка, L3 се ораз-
мерява според желаното из-
ходно напрежение. Ориенти-
ровъчни стойности са даде-
ни на фигурата. Ако не се пре-
вишат значително граничните
стойности на транзисторите, та-
зи схема може да се използува
за около 1,5 V (приложение в
схема, работеща с МОС-поле-
ви транзистори, като за гейта
на МОС-полевия транзистор се
изисква обикновено преднапре-
жение от няколко волта, а се
захранва с един акумулатор от
1,4 V). От време на време тряб-
ва да се изпробват резисторът
300 Q и кондензаторът 2nF
успоредно свързани към L3.
Може да се използува и тран-
зисторът GF139 (производство
на ГДР), при който обаче от
каталозите се вижда, че се над-
вишава максимално допустимият
«ориентирооъчни стоимости спорее опита ц
77, ~2 рпр-Дифдзионни munote германиеВи сплаВии 136илиподобии рОПЗО)
[)1,D2 6 А100 или подобии
U ПОро-Маиифер ,163,18x11 Вез Воздушна междииа
L1 2:ЗиаВи8ки. 05тт ПЕЛ, Вифилярно
L2 2x1.. 15наВиВки, 02тт ПЕПВифилярно
L3 Например 2x70 наВиВки ,0,2 тт ЛЕЛВидзилярно(1.3- Ua)
Or 70 надиВки, 0,3 mm ПЕЛ В Vz ядро = й
Фиг. 9.7
Преобразувател за захранващи напрежения 0,4-*-1,5 V. Схема (а) и конструкция
на макарата (б)
Този кондензатор може значи-
телно да увеличи изходната мощ-
ност. Опитният образец беше за-
хранван с 0,8 V-термоелементи
по вече познатия начин и с то-
вар около 5 кЙ се получиха
около 13 V на изхода, а к. п. д.
беше около 65%. При входно
напрежение 0,4 V к. п. д. е
около 45%, а при 1 V—около
80%.
Поради ниското напрежение
могат да се използуват само
германиеви транзистори с много
ниско колекторно напрежение
на насищане. Такъв е случаят
при германиевите /?л/?-сплавни
дифузионни типове. Опитната по-
становка беше снабдена cAF134.
колекторен ток. Опитите с
няколко броя GF139 показаха, че
не се получават никакви откази.
Използуваемостта на други
германиеви типове за напреже-
ния под 0,8 V може да се ус-
танови само опитно; между дру-
гого може да се очаква и по-
нисък к. п. д. Трансформато-
рът О се навива върху манифер-
но ядро с размери 18X11, както
е показано на фигурата. L3 ва-
жи за споменатите изходни дан-
пи и може да се измени съответ-
но в зависимост от желаната
стойност на Ua. Стойността
на Al на ядрото не е осо-
бено критична, но трябва да
бъде най-малко 400 (при опит-
283
ния образец — 1000). Дроселът
се павива върху едната полови-
на на ядрото по същия начни,
поставя се върху затвореното
ядро на трансформатора и се
могат! да се използуват преобра-
зувателни схеми без трансфор-
матор. На фиг. 9.8 е показана
една такава (схема за повиша-
вапе на напрежението. Този
Т1.Т2:^400тУ/-,вх50(еСс01илигск5ни) _
ТЗ : прп-S/ siGOmiV(ST 12fjj',unoSt)Cr/U); -r/n^^b
••97.. Dh-:Gs или S;~ 1 A, ~ 30/
Фиг. 9.8
Безтрансформато-
рен преобразува-
тел за удвояване
или утрояваие на
захранвашотц на-
прежение
свързва конструктивно с него,
както е показано на фиг. 9.7 б.
Това позволява компактна кон-
струкция на устройството.
9.5. Безтрансформаторен
преобразувател
Недостатък на досега описани-
те преобразуватели е относител-
но големият трансформатор, чие-
то магнитно поле оказва често
смущения. В случайте с малко
трансформаторно отношение (уд-
воявапе или утрояване на налич-
ното батерийно напрежение при
не толкова голяма мощност; при-
мер на получаване на напреже-
нието за настройка на варикапи)
преобразувател генерира с чес-
тота 1,5 kHz, което улеснява
филтрирапето, и работи без по-
ле на разсейване. Той може да
се направи за работа с положи-
телно захранващо напрежение,
ако се разменят местата на прп-
и рпр - транзисторите, както и
ако на всички диоди и електро-
литни кондензатори се смени
полярността. Т1 заедно с вклю-
чената в базата му RC—верига,
образува фазовоизместващ гене-
ратор, който умишлено е силно
премодулиран и в точка X се по-
лучава правоъгълно напрежение.
С R1 се нагласява симетричност-
та па правоъгълните импулси
(удобно е да се направят осцило-
284
скопни измервапия в точка X
при максимална изходна мощ-
ност). Комплемептарното ключо-
во стъпало Т2 и ТЗ включва към
точка X ту — Ub, ту маса. D1,
UaI= 10,5 (9,5) V, Ua2= 15 (12) V
Ub -9 V: 1Л 230 (350) mA
Uar\ 6,5(15,2) V,l%-24(21)V
Ub= 12 V: 1й 240 (360) mA
Т/а7 —22(20) V, Ua2=32 (30) V
Фиг. 9.9
Схема за удвояване на
напрежението с транзис-
тори от един тип проводи-
мост. Предвидени са гер-
маниеви /ш/ътранзистори
Л, Т2: s 150m W,fi = 40
73, П: s 0,4 W (напр 60301); /3^60
D1,D2 1А ГерманиеВи типове
D2 и електролитният конден-
затор със стойност 250 pF об-
разуват схема за удвояване на
напрежението, така че върху
Ual, се получава двойното за-
хранващо напрежение. С оз-
начените с прекъснати линии
елементи D3, D4 и електролит-
ните кондензатори върху Ua2 се
получава утрояване на напре-
жението. К. п. д. на този пре-
образувател е между 65 и 75% в
зависимост от конструкцията
и захранващото напрежение. Из-
ходното напрежение зависи от-
носително от товара (само при
малки изходни токове 1а могат
да се използуват по-малки елек-
тролитни кондензатори). Полу-
чават се следните ориентиро-
въчпи стойности при празен
ход на изхода (стойностите в
скоби са за /а = 0,1А):
74 = 6 V:I^ 200 (340) mA
На фиг. 9.9 е показана друга
схема за удвояване на напре-
жението с подобии свойства,
която може да работи с един
и същи тип транзистори (за по-
ложително напрежение на ба-
терията тя може да работи със
силициеви лрл-типове, при кое-
то ТЗ и Т4 трябва да имат по-
ниски напрежения на насищане,
напр. епитаксиални планарни
транзистори). В този случай се
използува управлението на мулти
вибратор по познатия начин. Т2
управлява от страна на колекто-
ра ГЗ, а със своя емитерен ток—
Т4. ТЗ и Т4 се отпушват в
противофаза и включват перио-
дично СЗ към — Ub и маса. Ако
Т4 е отпушен, СЗ се зарежда
през D1. Когато Т4 се запуши,
а ТЗ се отпуши, напрежението
върху СЗ е последователи о на
захранващото напрежение. С4
285
се зарежда през D2 (теоретич-
но) до двойното захранващо на-
прежение. Ua зависи от това-
ра и достига на практика до
1,7 от стойността на Ub. Нато-
варването на изхода зависи от
стойността на СЗ. СЗ трябва
обаче да има голяма стойност,
защото в противен случай ще
се увеличат максималните ко-
лекторни токове на ТЗ и Т4.
По желание могат да се изме-
нят възможностите за натовар-
ване на изхода с СЗ. Честота-
та на генериране не оказва
влияние и може при необходи-
мост да се изменя по познатия
начин (раздел 8.1.1, фиг. 8.1 и
фиг. 3.23). Ориентировъчни стой-
ности са дадени на фиг. 9.9.
Схемата може да работи и с
друго напрежение.
286
1U.
Електроника в радиолюбителските предаватели
10 .1. Безконтактни клю-
чове в любителския
предавател
Малко видове манипуляция в лю-
бителските предаватели могат да
се приложат в комбинация с
електронните съоръжения. По
принцип не се използува
манипулация, при която тряб-
ва да се прекъсват анодните,
катодните и другите видове ра-
ботой токове. Тъй като спомена-
тите методи имат и други недо-
Фиг. 10.1
Принцип на безконтактния ключ в
любите лския предавател
статъци, такава манипулация не
се използува в модерните люби-
телски предаватели. Най-удобно е
да се работи по метода на запуш-
ването на ключова лампа, при
което се включва запушващото
напрежение. Тъй като в тези
случаи става дума за включва-
не с напрежителни импулси (без-
мощностно), тези методи могат
да се използуват добре за елек-
тронни ключови схеми. Ключо-
вите релета в предавателя прак-
тически не са вече необходими.
На фиг. 10.1 е показан принци-
път на безконтактното включ-
ване. Как ще бъде изпълнена
схемата, зависи от използувана-
ната в предавателя схема за
включване, от ключовата лампа
и от необходимого за нея на-
прежение за запушване. Ако то не
надвишава няколко волта, елек-
тронните устройства могат да
се свързват по начина, показан
на фиг. 10.1, при което като уп-
равлявана буферна лампа се из-
ползува пентод със стръмна
характеристика,
През CgI се подава високата
честота от осцилатора към лам-
пата, а през и високоче-
стотния дросел HF— Dr се по-
дава едновременно отрицателно-
то запушващо напрежение от 12
до 18 V (при използуването на
транзистор с високо допустимо
колекторно напрежение, напр. GC
123 напрежението може да до-
стигне до — 60 V). Колекторно-
то съпротивление със стойност
1 кй може да се увеличи в
този случай от 5 до 10 кй.
Обикновено Т1 е запушен, т. е.
на решетката на лампата е по-
дадено запушващо напрежение.
Ако на входа Е се подаде от-
287
рицателно напрежение (може да
стане ръчно или чрез производ-
им електронни устройства, напр.
описания в раздел 10.2 полуав-
томатичен морзов бутон), Т1 се
отпушва и дава напрежението
на решетката на късо. Предава-
телят е пуснат. Електронните
ключове се отличават с подава-
нето на „твърди" знаци. Знакът
може да се пусне и „по-меко“
(отговаря на закръгляне на пред-
ния фронт на ключовия импулс),
което става чрез свързване на
електролитен кондензатор с ма-
лък капацитет между базата и
емитера на Т1 (стойността му
се получава чрез изпробване и
е между 0,1 и 5 pF). Меко за-
тихване на импулса (заден фронт
на ключовия импулс) се получа-
ва чрез увеличаване на кон-
дензатора със стойност 10 nF
към колектора. Върху характе-
ра на знаците може да се влияе
в широки граници при това
включване.
10 .2. Електронен морзов
ключ
Целта и основният принцип на
често наричания в любителски-
те кръгове Е1— Bug електро-
нен морзов ключ се приемат за
познати. Такива помощни мани-
пулатори се препоръчват само
на опитния радист, защото с
тях често се получава „размаз-
ване“ на знаците. В любителска-
та литература има голям брой
схеми за такива ключове, с мно-
го от конто не може да се по-
стигие необходимата прецизност
на знаците. По-нататък са опи-
сани два ключа, който работят
с показаните в тази книга мно-
гократно основни електронни
схеми на тригера на Шмид и
на мултивибратора. Според се-
гашното ниво на техниката има
смисъл да се правят такива
устройства само с транзистори,
поради което тук не са показа-
ны лампови схеми.
10.2.1 . Електронен морзов ключ
с тригер на Шмид
Схемата на един Е1—Bug, за
която се изразходват относи-
телно малко материали и има
добра стабилност на знаците, е
показана на фиг. 10.2. Та е
ключът, поставен в междинно
положение и странично спрямо
точките и тиретата. Т1 и Т2
образуват описания в 8.2.2 три-
гер на Шмид. Тъй като базата
на Т1 първоначално няма пред-
напрежение, Т1 е запушен, Т2 е
отпушен, а релето Rel не е задей-
ствувано. Контактът rel 3 включ-
ва предавателя, а още по-добре е
да се използува безконтактното
включване на предавателя, по-
казано на фиг. 10.1. Необходи-
мият включващ сигнал се взема
от Е (фиг. 10.2). Ценеровият
диод предпазва входа на триге-
ра от появяващото се при това
остатъчно напрежение (вж. раз-
дел 8.2.2). Та се поставя първо
в положение „тире“. През Р1,
R1 и Та Т1 получава базово
напрежение, вследствие на кое-
то тригерът се превключва. Rel
се задействува, С1 се разрежда
веднага през rell, а ге12
включва С2 (който е зареден
през Р1 с отрицателно напре-
жение) към Та. Поради това
тригерът остава в работно по-
ложение, докато С2 не се раз-
288
реди през /?2) с това сопротив-
ление се определи дължина-
та на тирето). След преминава-
пето на тирето Rel се изключва
поради преминаването иа три-
се разрежда по-бързо, защото
успередно към R2 е свързано
сега R3. С R3 се настройва
(след настройката на R21) дъл-
жината на точките. Скоростта
Фиг 10.2
Електронен морзов ключ с тригер на Шмид. R1— дължина на паузата, R2—
дължина на тирето, R3—дължина на точката, Pi—скорост на предаване
герното прагово напрежение.
(За разлика от много подобии
познати схеми релето не се
включва постепенно, а рязко.
Вследствие на това предизви-
каната от постепенного падане
на релето механична неточност
няма да окаже никакво влияние.)
С2 се зарежда наново през
ге12. Зареждането на С2 става
през R1 (с него се нагласява
еднократно дължината на пау-
зите). След като премине пауза-
та, върху С1 се получава отно-
во напрежението за задейству-
ване на тригера, така че той
отново се включва. Процесът
започва наново. R3 не оказва
никакво влияние поради свър-
зания в обратна посока диод
OY 100 (СУ 100).
При включването на точките
процесът е същият. С2 обаче
на предаване може да се изме-
ни чрез промяната на напреже-
нието на зареждане на С1 и С2.
Това става с Р1, който образу-
ва заедно с двете съпротивле-
ния със стойност 50 Q един
делител на напрежение и изме-
ни противоположно напреже-
нията за С1 и С2. Със зададе-
ното оразмеряване може да се
варира от 30 до 150 знака в
минута.
10.2.2 . Скоростей ключ с внсо-
ка прецизност на зна-
чите
Тук показаната схема позво-
лява и при голяма скорост да
се постигне прецизност на зна-
чите в рамките на една буква
от морзовата азбука и показва
същевременно колко сложно е
19 Книга за конструктора-електроинк
289
КЗ
<£>
О
Фиг. 10.3
Пълна схема иа електронния морзов ключ за бърза връзка с висока7.прецизност на знаците. R3— дължина на ти-
ретата, R4—дължина на точките, R2— симетриране на правоъгълните импулси (а=4:1), — скорост на
прсдаването, Т1 ч- Т2, Т4<- Т7: > 30 mW; Ц^50; /се0 <200 р А; ТЗ: > 150 mW, ₽<=«30; Т8> 150 mW, ₽<=«80, /се0 < 200 рА;
D1--.-D4: GA100; D5-.GY100; ZD:2.^xnW =
постигането'на един чист, поч-
ти без грешки знак'от ;ключа.
Схемата работы с два непрекъс-
нато ;действуващи мултивибра-
тора в автогенераторен режим,
ният фронт. Честотата’на пра-
воъгълните импулси определи
скоростта на предаване; тя мо-
же да се регулира чрез регу-
лиране на базового преднапреже-
Фиг. 10.4.
Импулсна диаграма на схемата от фиг. 10.3
като генератори на точката, респ.
на тирето. Тези основни схеми
са описани вече в 8.11 и 8.1.2.
На фиг. 10.3 е показана цялата
схема на устройството, като за
описание на действието й слу-
жи диаграмата на фиг. 10.4. Т1
и Т2 произвеждат непрекъснато
правоъгълни импулси, конто
служат като таксуващи импулси
(импулсна поредица г на фиг.
10.4). С R2 се нагласява симе-
тричостта за коефициент на за-
пълване 0,5. Това обаче не
оказва особено голямо влияние,
защото се използува само пред-
ние на Т1 и Т2, което се по-
стига с Р1. Правоъгълният им-
пулс г (вж. фиг. 10.4 и 10.3) се
диференцира (вж. 1.3) и се пре-
връща в островърхия импулс
е. D1 и D2 служат за унищо-
жаване на положителните им-
пулси е. На морзовия ключ се
подава само поредица от тес-
ни островърхи импулси (е), конто
служат за пускане на знаците
и за тактуване. На фиг. 10.4 е
показана времедиаграмата на
знаците: а изобразява поре-
дицата точки, a б— поредицата
тирета. При стандартните знаци
291
паузата трябва да бъде дълга,
колкото точката, а тирето —
три пъти по-дълго от точката.
Както се вижда от в дължина-
та на тиретата не може да се
изведе от утрояването на точки-
те, защото тиретата ще съвпад-
нат с времето за пауза. Ето защо
е необхдимо да има отделки пре-
даватели за точките и тирета-
та. Т4 и Т5 образуват преда-
вателя за тиретата. Когато клю-
чът е в положение „тирета“,
следващият импулс пуска мо-
новибратора Т4 и Т5. Обикно-
вено Т5 е отпушен; на неговия
колектор има само нищожно
остатъчно напрежение, което се
запушва от ценеровия диод ZD.
При получаването на един остро-
върх импулс от ключа, което
отговаря в диаграмата на започ-
ване на една нечетна стъпка,
Т4 се отпушва, а Т5 се запуш-
ва. На ж се подава захранва-
щото напрежение, което управ-
лява през D3 и ZD (неговото
ценерово напрежение се надви-
шава) Т8. D4 не позволява
обратного влияние върху дру-
гите предаватели на знаци. Ре-
лето Rel (необходимо само при
включване на предавателя чрез
механични контакти) се задей-
ствува, а едновременно с това
от Е може да се вземе сигна-
лът за безконтактно включване
на предавателя според фнг.
10.1 (този ключ позволява дей-
ствително безконтактно включ-
ване без реле). Предавателят
на тиретата Т4:Т5 остава в
продължение на тирето в не-
стабилно състояние. Дължината
на тирето се нагласява едно-
кратно с R3. Тъй като тя тряб-
ва да бъде равна на дължина-
та на три правоъгълни полу-
вълни, преднапрежението за Т5
се взема от потенциометъра
Р1 през R3. След задействува-
нето на тирето морзовият ключ
може веднага да се върне в
междинно положение. Ако ос-
тане в положение „тире", след-
ващият островърх импулс (срав-
ни б и е) не оказва никакво влия-
ние, защото и без това Т4 е
отпушен. Ако след изтичане на
тирето ключът е още в поло-
жение „тире", преминава вре-
мето на паузата и следващият
островърх импулс задействува
следващото тире.
При предаване на точки от-
ношенията изглеждат по същия
начин. Предавателят на точките
Т6/Т7 се пуска. Той работи
като предавателя на тиретата
и има също така регулатор на
скоростта Pl (с R4 се нагласява
еднократно продължителността
на точките). През D4 и ZD Т8
отново се пуска, D3 предпаз-
ва от обратните влияния върху
предавателя на точки. В преда-
вателя на точки само конден-
заторът за определяне на вре-
мето С4 трябва да се оразме-
ри различно от съответствува-
щия му кондензатор СЗ в пре-
давателя на тирета, така че пре-
давателят на точки се връща в
стабилното си състояние ведна-
га след изтичане на точката. И
в този случай след подава не на
точката морзовият ключ може
да го върне в междинно поло-
жение, респ. да го постави в
положение „тире", и то още
докато се предава точката. След-
ващият островърх импулс,
пускащ предавателя на тирета-
та, следва според диаграмата
292
едва след като са изтекли гоч-
ката и паузата. Ако се пусне
едно тире (напр. стъпка 5 в
диаграмата на ж), а след това
морзовият ключ се поставя вед-
нага в положение „точка", след-
ващият островърх импулс за-
действува предавателя на точки
по време на тирето (стъпка 7 в
диаграми е, ж, з). За стъп-
ките 7 и 8 са пуснати два-
та предавателя, така че ZD и
Т8 се управляв ат едновременно
през D3 и D4. Тъй като краят
на двата знака съвпада, точ-
ката остава без влияние в този
случай.
Тази особеност е показана в
примера на един нарочно нечи-
сто подаден знак „QD“. В стъп-
ка 1 морзовият ключ се поста-
вя в положение „тире" и оста-
ва в него до изтичане на първо-
то тире и започване на второто
(стъпка 5); след това той ведна-
га се поставя в положение „точ-
ка". Следващият островърх им-
пулс (стъпка 7) пуска допъл-
нително към тирето (ж) и една
точка (з), след което следва пау-
зата и поради това, че ключът
е останал в положение „точка“
следващият знак е точка (стъп-
ка 9). След това ключът може
веднага да се постави в поло-
жение „тире", защото следва-
щият остовърх импулс следва
в позиция 11. Оттам нататък
до стъпка 16 и 17 ключът мо-
же да се постави в средне по-
ложение, за да може от стъпка
16 да се постави отново в по-
ложение „тире", след което
веднага да се върне пак към
точка (най-късно от стъпка 21).
Операторът има около 4 дъл-
жини на точки за преместването
на лостчето и въпреки това не
се получава грешка. Дори кога-
то случайно по време (което
трае само няколко милисекунди)
на островърх импулс през мор-
зовия ключ, ако последният тъкмо
се отваря или затваря, би мог-
ло най-много да се получи една
точка или едно тире повече, но
в никакъв случай изменена про-
дължителност на знак или пау-
за. На морзовия ключ не могат
да се получат никакви смуще-
ния, тъй като той остава почти
през цялото време без ток, ка-
то само за извънредно краткого
време на островърхите импулси
стойността на преминаващия през
него ток е по-малка от 0,1 mA,
следователно сам той не може
да стане причина за смущение
дори тогава, ако случайно в съ-
щия момент морзовият ключ се
отвори. Морзовият ключ и про-
водниците му трябва да имат
малък капацитет спрямо кон-
тактите на точката и тирето (да
се съблюдава при конструира-
нето!), защото в противен слу-
чай островърхите импулси биха
могли да причинят през тези
капацитети още при отворен ключ
задействуването на предавателя
на знаци.
След предишните ни издания
ние бяхме затрупани с писма по
повод този морзов ключ. Стана
ясно, че той се е наложил при
добра и комплексна изработка,
но относно целесъобразността
на постоянно работещ зада-
ващ генератор мненията на ра-
диолюбителите се разделяха на
две големи еднакво силни гру-
пп. Следвайки напътствията на
някои читатели, тук ще пока-
жем допълнително един вари-
293
ант на схемата от фиг. 10.3, къ-
дето задаващият генератор обик-
новено е блокиран и се пуска
в действие едва при подаване
на знак заедно с предавателя на
или тире, Т1 се включва през
D6 или D7, с което Т2, ТЗ вед-
нага се запушват и през Т8 се
подава първият управляващ им-
пулс за генераторите на знаци.
-72/
£иг. 10.5
Изменение на схемата от фиг. 10.3 за включен основен генератор
знаци. Оттук се получава друг
ритъм на подаване за операто-
ра (разбира се, това е въпрос
на вкус и лично виждане кой
вариант ще бъде предпочетен).
Показаното допълнение идва
със свойствата си за техниче-
ско обслужване на помощ на
по-прости схеми от различен тип,
конто работят по принцип без
работещ задаващ генератор.
Следователно разликата е от
чисто обслужващо технически
характер.
Фиг. 10.5 показва допълнение-
то, извадката от схемата съвпа-
да по означенията си със схемата
от фиг. 10.3. Както се вижда,
Т1 е изключен, когато Та сена-
мира в състояние на покой, сле-
дователно Т2, ТЗ са отпушени.
Щом се подаде първата точка
294
Този сигнал затваря накъсо през
D1 или D2 ключа за неизпол-
зувания генератор, т. е. сигна-
лът действува само на жела-
ния генератор на знаци. Иначе
схемната функция остава не-
променена. Едно конструктивно
предимство на този вариант се
състои в това, че морзовият
ключ е свързан към маса, кое-
то улеснява филтрирането на
влизащи ВЧ. И сега също е не-
обходимо ключът да бъде ек-
раниран, но това не е критично.
Освен това във фиг. 10.5 са
показани други възможни фил-
три към ключа, конто могат да
бъдат предвидени допълннтелно
като защита срещу навлизането
на ВЧ (конто предизвикват сму-
щения след изправянето им от
полупроводниците).
10 .3. Тунелен диод и
приложение™ му
Основният принцип и действие-
то на тунелния диод бяха вече
разгледани в раздел 2.2.1.2.
ципната осцилаторна схема. С
обикиовените тунелни диоди,
конто се намират сега на све-
товния пазар, се постигат при
използуването им като едностъ-
пални предаватели ,ВЧ-мощно-
30mW(T1„3zB.3C100)
р = 120
Т2
30т IV
ft‘150
Ue=0,05mV за 70kHz НЧ-откмнение(8ОНг.... 12kHz i2dB,k=2p> про BOkh'z отклонение
71
30mW
3cea-300pA.
/3=130
f1: ЧМ-Дебиация
P2- РаВЬтна точка
11 ;3на6ибки.1.2тат ,
Ютт диаметър, 15тт дължина за /=74,1MHz
И при 075наЫка от масата.
В при 2,25 Шибки от начата
МеВен посреорен
Фиг. 10.6
Пълна схема на безжичния микрофон
Въпреки че този елемент не е
извоювал общо приложение в
света, както напр. транзисторът
(в ГДР тунелни диоди се вна-
сят от СССР), точно за люби-
телски цели той се оказва инте-
ресен заради простата си схемо-
техника. Затова любителят би
трябвало да се запознае с този
елемент добре. Като информа-
ция ще бъде представена схе-
ма на миниатюрен предавател с
лаборатории мостри на тунелни
диоди от ФЕБ Верк фюр Ферн-
зеелектроник, конструирана
от съставителя.
Фиг. 2. 8 показва вече прин-
с малък предавател с тунелни диоди
сти от порядъка на 1 mW. С
това приложение™ на тази схе-
ма се ограничава върху малки
(миниатюрни) предаватели с ма-
лък радиус на действие.
10. 3. 1. Безжичен микрофон с
тунелен диод
Пълната схема на конструира-
ния според принципа от фиг. 2.13
безжичен микрофон показва
фиг. 10.6. Входът се предвижда
за висококачествен динамичен
студиен микрофон. Предавател-
ните данни са дадени във фиг.
10.6 съответно на измерените
295
на опитния образец стойности.
Р1 е регулаторът на степента
на модулиране (ходов регула-
тор), Р2 е регулаторът на ра-
ботната точка на тунелния ди-
од, Т1 и Т2 представляват об ви-
новен двустъпален НЧ-усилва-
тел; дадените транзисторни дан-
ни отговарят на опитния обра-
зец. ТЗ работи като импедансен
преобразувател в схема с общ
колектор, защото точката на
захранване във веригата на ту-
нелния диод е много нискоом-
на. Устройството е конструира-
но за 74,1 MHz (честотен
обхват на транспорта), тъй като
съставителят е имал специално
разрешение за използуване на
тази честота за опитни цели.
Устройството може да се кон-
струира спокойно и за други,
използувани обикновено за це-
лите на радиолюбителите поз-
волени честоти. Интересно е, че
наличната мостра тунелен диод
се представи отлично отчасти и
при честоти от 144 до 146 MHz.
За произведените от ФЕБ Верк
фюр Фернзеелектроник,Бертт
типове GE 114 до GE 118 това
важи без изключение. Те могат
да се използуват и при значи-
телно по-високи честоти.
Фиг. 10.7 показва конструк-
цията на опитния образец. Мал-
ката предавателна мощност от
около 0,3 mW позволява (в за-
висимост от условията на раз-
пространение със съответно чув-
ствителни приемници) - радиус
Фиг. 10.7
Безжичен микрофон с предавател с
тунелни диоди според схемата от
фиг. 10.6 (на снимката отзад с антена
и свързан микрофонеи куплуиг, на-
дясно от него е Р1). На преден план е
микрофонът. За кутия на предавателя
може да се използува кутия от таб-
летки
на действие до 300 метра и по-
вече.
Накрая трябва да обърнем
внимание на това, че дори и та-
кива миниатюрни предаватели
трябва да се правят едва след
съответно позволение от отго-
ворните за това органи.
296
11. Безконтактни прекъсвачи за висока
и ниска честота
11.1. Нискочестотен
дистанционен пре-
късвач с диод
Фиг. 11.1а показва принципната
схема. Такива комутационни стъ-
пала (сравнение на функцията
им с механичен модел) се озна-
чават нагледно като схема на
врата и играят особено голяма
роля в изчислителната електро-
ника.
Любителят може да използу-
ва това устройство за затваря-
не и прекъсване на нискочестот-
ни токови вериги в усилвател-
ни уредби и др. Схемата на
врата се поставя в уреда на
електрически най-подходящото
място, а задействуването се про-
вежда чрез пропускащия по-
стоянен ток прекъсвач S от
производно място. Ако 5 се на-
мира в позиция а през R1 и R2
тече към диода ток в права по-
сока. Оттук диодът има
малко съпротивление за теча-
щия през С1 и С2 НЧ-промен-
лив ток. Този променлив ток се
наслагва с постоянния ток през
диода и затова трябва да бъ-
де малко по-малък, защото ина-
че диодът би се запушил. Сле-
дователно токът на диода тряб-
ва да се измери според силата
па НЧ-ток, който трябва да
се предаде; определящи са /?/,
R2 и батерийното напрежение.
Затова и R2 не могат да се
изберат производно големи. За
да се поддържа загубата на нис-
ки честоти при предаване в по-
носими граници (С1 и Rl R2
образуват ВЧ-филтър, респ. ди-
ференциращо звено, подобно на
фиг. 1.7 a). CI и С2 трябва да
бъдат относително големи. То-
ва има недостатък, че при прев-
ключване на 5 при презарежда-
не на тези кондензатори на вхо-
да и изхода се получават отно-
сително силни импулси на тока
на превключване, конто биха
могли да предизвикат според
вида на включените уреди не-
приятии шумове на превключва-
не и кратковременно „запушва-
не" (премодулиране) на свърза-
ния към изхода усилвател. Сле-
дователно тази проста схема
има някои недостатъци.
В позиция b на прекъсвача S
диодът сменя полярността си и
се запушва. Напрежението на
диода достига приблизително до
батерийното напрежение, тъй
като сега през R1 и R2 не тече
никакъв значителен ток. Бате-
рийното напрежение не трябва
да превишава максимално до-
пустимая обратен ток на диода.
Нискочестотното напрежение на
сега прекъснатата токова верига
през Cl, С2 трябва също да
бъде по-ниско от обратного на-
297
прежение на диода, за да не го
модулира.
Като диоди най-подходящи са
според случайте на приложе-
Фиг. 11.1
Полупроводникови диоди като безкон-
тактни ключове (принцип): а — ед-
нотактна последователи схема (врата);
6 — еднотактен превключвател. Ключо-
вете могат да се използуват в двете по-
соки (протичане на променлив ток от
Е към А или обратно)
ние почти винаги германиеви
точкови диоди с възможно го-
лямо обратно съпротивление
(напр. GA 103.. .GA 104), а за
определени приложения (изчис-
лителни машини и т. н.) има
специални типове „превключва-
телни диоди" с голямо съотно-
шение на съпротивленията в
права и обратна посока.
Фиг. 11.1 б показва използу-
ването на два диода за прев-
ключвател. Принципът е същи-
ят. Според положението на пре-
късвача се отпушва или горни-
ят диод и долният се запушва
(тогава според променливото на-
прежение Е1 е свързан с А),
или обратно (тогава Е2 е свър-
зан с А). Като обратно напре-
жение на диода се явява вина-
ги обусловеният от тока в пра-
ва посока пад на напрежение
върху работното съпротивление
R1 на другия диод. В означе-
ното положение на прекъсвача
на Rib пада обратното напре-
жение за горния диод D1. Спо-
менатите недостатъци (прев-
ключвателни импулси на входа
и на изхода при включване и
необходимост от относително
големи стойности на С) важат
и за тази схема.
11.2. Безшумна при прев-
ключване противо-
тактна схема
Недостатъците на простата схе-
ма на врата с диоди за НЧ -
цели могат да се избягнат с
противотактна схема, която е
показана на фиг. 11.2. На място-
то на свързващи кондензатори
се използуват трансформатори
със среден извод (напр. моду-
лационни трансформатори за
транзисторни уреди). Според по-
лярността на управляващото
напрежение, което трябва да се
подаде на управляващите букси
Sil и SI2 (по зададеното ораз-
меряване на фиг. 11.2 стойност-
та му е около 5 V), се отпуш-
ват или DI, D2 (тогава вход /
се свързва с вход III), или D3,
D4 (тогава // се свързва с III).
Тъй като през двете половинки
на трансформаторната намотка
протичат управляващи токове с
противоположна посока, управ-
ляващият ток на изводите 1-^111
не индуктира никакво напреже-
ние. По тази причина някаква
малка остатъчна пулсация на
298
управляващото напрежение (ако
то се взема напр. от изправите-
лите) не оказва никакво влия-
ние при предаването.
31,2: Абой ка 20А 109или 23АПЗ
J3, 4 '-Кзто At,2или91...4: ЧетборкаЬОА 114
. U1 ...J:Тип к20 или подобен
Фиг. 11.2
Противотактен превключвател за без-
шумно превключване на НЧ проводни-
ци. Имаме преходи или между I—III,
или II—III
Два принадлежащи един към
друг диода от един канал (D1,
D2, респ. D3, D4) са свързани
винаги успоредно за управлява-
щия ток, а за нискочестотния
сигнал •— винаги последовател-
но. Върху резистора 500 Q на
включеното звено пада обратно-
го напрежение за диодите на
другого (в този случай затво-
рено) звено. Тъй като през ре-
зисторите 500 Q не тече ниско-
честотният ток, те не предиз-
викват затихване на нискоче-
стотното предаване. Затова при
тази схема отпадат недостатъ-
ците на простил диоден прекъс-
вач от фиг. 11.1. За принадле-
жащите един към друг диоди,
ако са поставени високи изиск-
вания към безшумно превключ-
ване, трябва да се използуват
двойки с еднакви характеристи-
ки, конто се доставят съответ-
но сортирани от производителя.
В схемата нафиг. 11.1 затих-
ването в областта на пропуска-
не зависи от (при затворен вход)
обратного съпротивление и бло-
киращия капацитет на диода,
следователно полупроводнико-
вият диод не може да бъде
идеален прекъсвач. В схемата
на фиг. 11.2 отношенията са
значително по-благоприятни,за-
щото тук винаги има два запу-
шени диода, свързани последо-
вателно за НЧ, а зад тях се
намира сравнително малкото
съпротивление на отпушената
НЧ-верига. При изградения ка-
то миниатюрен блок опитен об-
разец (фиг. 11.4) между вхо-
довете беше постигнато затих-
ване в областта на пропуска-
не (потискане на смущенията
от кръстосана модулация) от
около 60dB (1:1000). Има различ
ни възможности за управление
на тази схема на врата, както
показва фиг. 11.3 Ако има на
разположение работно напреже-
ние от около 9 ч- 12V, а превключ-
ването трябва да се извършва
на ръка, се използува двупо-
люсен превключвател SI, S2.
Когато се съединяват клемите
на двете схеми Stl и St2 (фиг.
11.2 и 11.3) според желаната
възможност, се свързват съот-
ветно означените изводи на схе-
мата на врата от фиг. 11.2).
Фиг. 11.3 б, показва схема за
приложение на вратата в захран-
вани от мрежата лампови уре-
ди. Управляващото напрежение
се взема от товарния електро-
литен кондензатор на захранва-
щия блок на съответния уред,
при което е достатъчен едно-
полюсен прекъсвач. е така
299
оразмерено според разполага-
емото напрежение, чепрез„него
тече ток около 5 mA.
Тази схема на врата е намно-
го подходяща за безконтактно
управление посредством други
в предаватели и уредби за авто-
матичного прекъ сване на излъч-
ваща се музикална програма при
съобщения по микрофона. Музи-
калната програма се подава на
вход /, а проводникът от микро-
- 5тА
Захранване
Мзглаждаир
кондензатор
МЩиР
1ZV
Фиг. 11.3
Възможности за управление на пре-
включвателя от фиг. 11.2 о —захран-
ване от батерия или нисковолтов източ-
ник; б — захранване с високо напреже-
ние (лампови усилватели); в — безкон-
тактно управление чрез различии еле-
менти
електронни устройства през един
ключов транзистор. Фиг. 11.3 в
показва тази схема. Ако Т по-
лучи базов ток, във вратата
(фиг. 11.2) се свързват изводи-
те II и ///, а при запушен тран-
зистор — съответно / и ///. Тази
схема намира приложение напр.
Фиг. 11.4
Безконтактен "’НЧ превключвател от
схемата на фиг. 11.2, вдясно отзад
U3, \вляво Ul, U2
фонния усилвател — на 11. Ill
води към входа на усилвателя
на предавателя. Успоредно на
II се взема напрежението за
микрофона и се отвежда към
едно транзисторно стъпало, за-
вършващо с изправител. Полу-
ченото^по този начин постоян-
но напрежение включва Т (фиг.
11.3 б). При пускане на микро-
фона Т се отпушва и входът
на предавателиия усилвател се
превключва към проводника на
микрофона. Възможно е задей-
ствуването на Г и от други
произволни уредн (тактов гене-
ратор, светлинни бариери и т.
н.). Оттук произлизат много-
бройни възможности за прило-
жение и читателят може да да-
де простор на своите много-
бройни идеи.
300
11.3. Безконтактни пре-
късвачи за антенн
Много интересно е приложенно-
го на диодната врата за прев-
ключване на приемни антенн за
верига; кондензаторите InF
предпазват от свързване на къ-
со през дипола. Поради малки-
те диодни капацитета с тази
схема могат да се постигнат зна-
чително по-добри подтискания
От антената От антената
Фиг. 11.5.
Безконтактен превключвател за антенн
с диоди за симетрични антенни входове.
Специално за това се използуват дио-
дите GA106 или GAZ16; също така
GA100 или SAY12-S-SAY20
различии канали в СВЧ-обхват.
Фиг.'11.5 показва тази възмож-
ност на примера на превключ-
ване на симетричен дипол за
честотни обхвати / и III. Gil
и G12 служат за защита на дио-
дите от свръхнапрежение, ин-
дуктирано при бури. При а, Ь е
свързан кабелът на антената
(плосък кабел), през който ед-
новременно се подава управля-
ващо напрежение за диодите.
Според полярността на посто-
янного напрежение при a, b D1,
D2 са отпушени, D3, D4 са
запушени (дипол I в действие)
или обратно. Върху резистора
5 kQ пада обратного напре-
жение за диодите от другата
Фиг. 11.6
Превключвател, съответствуващ на
схемата от фиг. 11.5 за несиметрични
антенни входове и коаксиалеи кабел,
диодите са същите, както на фиг. 11.5
на смущенията от кръстосана
модулация, отколкото от изпол-
зуваните в такива случаи от лю-
бителите механични антенни ре-
лета. Общата схема се вмества
във водоустойчива кутия (напр.
малка гръмоотводна кутийка) и
се закрепва непосредствено до
антената на тръбата.
Фиг. 11.6 показва същата схе-
ма за несиметрична форма на
антената и коаксиалеи кабел.
Тъй като в такива случаи тряб-
ва да се превключи само вът-
решният проводник, за всяка
верига е достатъчен по един
диод. Според принципа си на
действие схемата отговаря на
показаната на фиг. 11.5.
301
От страната на приемника за
разделянето на управляващия
ток и ВЧ-напрежение са необ-
ходими съответни разделящи
филтри. Фиг. 11.7 показва схе-
Коаксиален
кайел
приенника приемника
;а :иметричен
За коаксиален
кабел к а Зел
Фиг. 11.7
Разклонител за антеии на входа на при-
емника за антенно превключване според
фиг. 11.5 (л) и 11.6 (б)
'301,Q
^ir=. oyioq от отоплението
1211'LL или подобии
се поставя непосредствено на
входа на приемника. Зададените
за ВЧ-дросели Dr данни важат
за приложението в честотни
обхвати 11 и 111, В други слу-
чаи Dr се изчислява според из-
ползуваната честота. При а, b
се свързва плоският кабел спо-
ред фиг. 11.5. При А, В се по-
дава управляващото напреже-
ние; две възможности за това
показва фиг. 11.8. Вариантът от
фиг. 11.8 б може да се вгради
допълнително по-лесно. С пре-
късвача 5 се сменя полярност-
та на подаденото към провод-
ника управляващо напрежение;
този прекъсвач избира и съот-
ветната желана антена. Според
типа приемник и конструкцията
му 5 може да се използува ка-
то малък помощен контакт
+200..300V
1,5тА
напрежение)
а 5
Фнг. 11.8
Управляващи схеми за антениия превключвател от фиг. 11.5 и 11.6 Л и В
водят до разклонението за антената (фиг. 11.7 а,б)
мите им за (а) плосък антенен
кабел и (б) коаксиален кабел
(при това входната коаксиална
букса на приемника трябва да
бъде поставена изолирано, за
да може през В да се подаде
управляващото напрежение). Ct
осигурява свързването към ма-
са за ВЧ. Разделящият филтър
(напр. на оста на тунера), така
че без особено обслужване точ-
ната антена може да бъде вклю-
чена винаги едновременно с
включването на канала. Не е
необходимо да се прави особе-
но филтриране на управляващо-
то напражение; необходимото
напрежение се взема на подхо-
302
дящо място от анодното напре-
жение на приемника,
Вариантът от фиг. 11.8 б пред-
лага предимството, че се спра-
вя само с прост входно-изходен
ключ за превключването, което
се оказва особено благоприятно
напр. при свързване с тунерна-
та ос на приемника. Необходи-
мото обръщане на тока в про-
водника на антената се постига
в този случай с получено от
отоплителното напрежение про-
тиводействуващо напрежение.
Освен това този вариант има
предимството, че единият полюс
на управляващото напрежение
(5) е свързан към маса; сле-
дователно, когато се използува
коаксиалният антенен кабел, мо-
же да отпадне разделящият
кондензатор Ct (фиг. 11.7 б).
Тогава не е необходимо букса-
та да се поставя изолирано.
Недостатъкът е само в по-голе-
мия разход на материали.
303
12. Електроника визмервателната
и изпитателната техника
12.1 . Устройства за про-
верка на транзи-
стори
В повечето схеми на тази кни-
га не са дадени определени
типове транзистори, а само тех-
ният вид (p/zp-Ge- или npn-Si-
транзистори в съответствие със
схемния символ), клас на мощ-
ност, както и необходимите за
схемата стойности на някои па-
раметри.
По този начин изборът оста-
ва на любителя в зависимост
от наличните типове и екземпля-
ри. Предпоставка за такъв из-
бор е възможността да могат
Фиг. 12.1 показва една под-
ходяща схема. За захранване
служи обикновена плоска бате-
рия 4,5 V, чието напрежение
трябва да бъде константно,
тъй като то влияе на резулта-
тите от измерването. Тя се то-
вари само с около 1 mA, така
че и вече отчасти изхабена ба-
терия ще даде при измерване-
то достатъчно точно номинално
напрежение.
Устройството е подходящо за
изпитване на малки транзисто-
ри от всички типове (до?«1 W).
При транзистори с по-големи от
1 W мощности също може да
бъде измерен остатъчният ток
Кляч S
= Кзкл. +1 _
2-Контрол на Катерияга-----b
2= Край на изпитанието лру
Фиг. 12.1
Просто устройство за
фуикционално изпитване и
измерване на стойностите
1сеО и В на рпр-транзисто-
ри с мощност до 150 mW,
както и за избор на кон-
трол на мощни транзис-
тори. За измерването на
лрл-транзистори се из-
мерва поляритетът на
батерията и измервател-
ния инструмент
* - hen /Р
да бъдат определени най-важни-
те данни на транзисторите. Ето
защо любителят се нуждае от
просто устройство за изпитва-
не на транзистори.
/сео; като фактор по усилване-
то по ток се определи коефи-
циентът р, което в много прило-
жения не е достатъчно точно,
но дава ориентировъчен пог-
304
лед, след което може да се
вземе решение за използувае-
мостта на даден транзистор в
определена електронна схема. В
този случай се препоръчва оп-
ределеният резултат на р за
мощните транзистори да се на-
намали с 50% (когато транзи-
сторите ще се използуват като
ключове), за да има фактор на си-
гурност срещу възможна греш-
ка в измерването.
Транзисторът, който ще бъ-
де изпитван, се свързва към В,
Е и С посредством три кроко-
дилчета, евързани към батерия-
та, галетата и бутоните. Из-
мервателният инструмент 1 мо-
же или да бъде вграден, или
посредством букси да бъде из-
ползуван универсален уред с
обхват 1 mA.
В положение 1 на галетния
превключвател 5 устройството
е изключено. Положение 2 слу-
жи за контрол на батерията;
при изправна батерия инстру-
ментът трябва да показва точ-
но 1 mA (пълно отклонение).
В положение 3 се провежда
измерването на колекторно-еми-
терната връзка (пробит колек-
торен слой). При това измерва-
телният инструмент не трябва
да отива до крайно положение,
като в краен случай може да
стига до~з~ от обхвата на ска-
лата. В противен случай измер-
ването трябва да се преустано-
ви, защото по този начин измер-
вателният инструмент е застра-
шен.
В положение 4 се отчита ко-
лекторният ток 1се0 при Ueg—
— 4,5 V (отчита се непосредствено
от измервателния инструмент).
Най-високата допустима стой-
ност е (в зависимост от данните
на производителя) за повечето
германиеви транзистори 0,8 mA,
но на практика по-често е под
нея (с изключение на мощните
транзистори над 1W). За сили-
циевите транзистори инструмен-
та трябва да показва 0; I
при силициевите я/?я-тра нзисто-
ри е<1 р.А.
Преди и по време на измер-
ването транзисторът не трябва
да се докосва с пръети, тъй
като остатъчният ток е силно
зависим от измененията на тем-
пературата и биха се измерили
по-високи стойности. Данните
в каталозите важат за 20° С.
При тази температура трябва
да се провеждат и измервания-
та (от 2 до 3°С отклонение не
е фатално при любителската
практика).
Усилването по ток се опре-
деля накрая при измерването на
/.^също в положение 4 на га-
летния превключвател. Първо
се натиска бутонът Та за най-
високия измервателен обхват
(до р<500); ако отклонението
на стрелката не е достатъчно
ясно, се натиска бутонът за ня-
кой по-нисък обхват. На изпит-
вания транзистор се подава по
този начин базов ток с опреде-
лена стойност; предизвиканото
покачване на тока над стойност-
та на 1 е мярката за (3. При
разделение™ на обхватите спо-
ред фиг. 12.1 се използува ска-
ла на измервателния инстру-
мент със 100 и с 50 деления.
Нарастването на тока до 1
mA (в съответствие със скал-
ните деления) се получава при
20 Книга за конструктора-електроник
305
натискането на бутона Tai за
р = 20, при Та2 за ₽ = 50, при ТаЗ
за р = 200 и при Та4за р=500.
Последната облает се използу-
ва относително рядко, тъй ка-
то при германиевите транзисто-
ри най-често р е под 200. При
германиевите типове измервател-
ният инструмент отчита 1сео още
преди натискането на бутона.
Отчитането става по много де-
сен начин. От отчетената стой-
ност при натиснат бутон се из-
важда отчетената стойност, по-
лучена при отпуснат бутон.
От следния пример се обяс-
нява начинът на отчитане.
Пример. / се0 се измерва в по-
ложение 4 на галетата. Та е от-
ворен. Върху скалата с 50 де-
ления получаваме напр. откло-
нение от 10 деления. Оттук
следва, че 1сеа е 0,2 mA. След
това се натиска Та4 (започва
се винаги от най-големия об-
хват, за да се избегне претовар-
ване на измервателния инстру-
мент), което води до по-малко
отклонение на стрелката. След
това се избира ТаЗ или Та2,
докато се получи добро от-
клонение. При Та2 може да се
получи напр. отклонение до 30
деления. Като извадим от тях
10 деления (това отговаря на
стойността от измерването, на-
правено при незаденствувани бу-
тони), се получава 20; тази стой-
ност отговаря на нарастването
на тока. Тъй като за Та2 50
деления от скалата отговарят
на {3 = 50 (пълно отклонение),
при 20 деления от скалата за
измервания екземпляр се полу-
чава [3 = 20. Изпитваният тран-
зистор има след ните данни: 1 cto —
= 200 р.А, [3 = 20. При измерва-
нето на силициеви транзистори
отпада изваждането на стойност-
та. При тези транзистори оба-
че не трябва да се пренебрегва
базового гранично напрежение.
То предизвиква понижаване на
индикацията на стойността на р
с около 20%, което трябва да
се вземе пред вид (за любителя
това означава допълнителна си-
гурност при избора на екзем-
пляр).
За да се измерят л/гл-сили-
циеви транзистори, трябва да се
обърнат полюсите на батерия-
та и уреда. Ако устройството
за тази цел се предвижда да бъде
с 4-полюсен галетен превключ-
вател, се препоръчва освен то-
ва да се приеме напрежение 9 V,
за да се намали при измерване
влиянието на различните базови
гранични напрежения при герма-
ниевите и силициевите транзи-
стори. В схемата на фиг. 12.1 за
9 V трябва да се удвоят стой-
ностите на всички резистори.
Изпитването на МОС полеви
транзистори трябва да бъде
проведено с помощта на друга
схема и да бъдат съблюдавани
други изисквания. Тъй като в
момента любителите работят
само с л-канални МОС-полеви
транзистори от типа SM 103,
SM 104 и др. под., конто са
показани в схемите на тази кни-
га, дадена е една проста схема
(фиг. 12.2) за изпитване на поле-
ви транзистори само от този
тип. Ако ще трябва да се
измерват други типове МОС
-полеви транзистори, напр. SMY
50 . . . SMY 52, сравни с пре-
поръката в раздел 2.2.2.3. Йн-
тересните за любителски цели
306
величини са връзката на елек-
тродите (особено изолацията на
гейта) и стойността на вточния
ток ID при напрежение на Дрей-
на 0V. Този ток на дрейна мо-
(обикновено е около 5 V). Стръм-
ността при SM 103 се колебае
между 1,3 mS (mA/V) и 1,7 mS
При SM 104 е 1-?1,4 mS.
Тези ориентировъчни стойно-
же да бъде при типовете SM
103 от 3 до 12 mA, при SM 104
от 1,5 до 6,5 mA. Максимално
допустимият ток на дрейна по
време на работа е 15 mA. Из-
мервателният инструмент се
съобразява с това отклонение
(може да се използува милиам-
перметър, снабден с подходящо
скално деление посредством
шунта Rsh, който го прави удо-
бен за измерване на 15 mA).
Другите интересии данни са
блокиращото напрежение (това
е преднапрежението на гейта),
при което токът на дрейна спа-
да на 10 р.А (подръчният измер-
вателен инструмент I практи-
чески се намира в нулево поло-
жение), както и стръмността,
която се задава в mS (зависи-
мост между изменението на то-
ка на дрейна в mA от напре-
жението на гейта във V).
Блокиращото напрежение може
да достигне при SM 103 до 12 V
(обикновено е около 7 V), при
SM 104 е пай-малко 8 V
сти позволяват подреждане на
екземпляри от същите типове
от любителя. За тяхното изпит-
ване е необходимо регулируемо
напрежение на гейта.
Изпитанията със схемата на
фиг. 12.2 се провеждат по след-
ния начин. След свързване на
изпитвания транзистор (Внима-
ние! МОС-полевите транзистори
се закрепват към цокъла с да-
ден на късо гейт и след като
се закрепят, се отстранява про-
водникът, свързващ на късо гей-
та!) с помощта на ключето S2
се подава захранващото напре-
жение (2 обикновени плоски ба-
терии за фенерче). Ако при то-
ва измервателният инструмент
показва пълно отклонение или
стрелката му е близо до послед-
ното деление, изпитанието тряб-
ва да бъде преустановено. Из-
питваният транзистор има в то-
зи случай твърде висок ток на
дрейна или късо съединение.
Ако този ток е под 10 mA (маю
307
сималко около 3 отклонение от
скалата), може да се натисне
бутонът Та к при това да се
отчита вточният ток на покой
ID при преднапрежение на за-
твора О V.
След това с потенциометъра
Р1 (юстиран във волтове) избира
преднапрежението на гейта, кое-
ко зарежда кондензатора С1
положително в долния му край.
След това ключето S1 се по-
ставя от положение „/д“ на по-
ложение tU‘. По този начин се
изменя полярността на С1 и на
гейта се подава отрицателно
напрежение, което съответству-
ва на нагласеното с Р1. При пов-
торно натискане на бутона Та
може да бъде отчетен ток на
дрейна, съответствуващ на на-
прежението на гейта. При по-
стоянна промяна на стойността
на напрежението с Р1 и непре-
къснато превключване на S1 се
намира едно напрежение, при
което /D става 0. Това напре-
жение, което може да бъде от-
четено върху Р1, е блокиращо-
то напрежение. По същия на-
чин, ако е необходимо, може да
бъде снета точка по точка ця-
ла графика. Смяната на поляр-
ността на С1 с S1 прави из-
лишне използуването на второ
захранване за преднапрежение-
то на гейта, което трябва да
бъде отрицателно спрямо сор-
са S. Нанесените на Р1 стой-
ности на напрежението са от-
рицателни.
В положение „Uau на SI С1
е евързан към гейта без съпро-
тивление, вследствие на което
кондензаторът се разрежда в
308
този случай само чрез собстве-
ния си утечен ток и изолацион-
ните съпротивления на S1, цо-
къла на изпитвания транзистор
и изолацията на гейта. Послед-
ната трябва да има съпротив-
ление 1012-?1014 Q, така че раз-
реждането на С1 в нормалния
случай трябва да става особе-
но бавно. Предпоставка за това
е първокласната изолация на
проводника на гейта до С1 и
S1, който трябва да бъде къс
и без допълнителни запоявания.
С1 се запоява директно на S1
(еднополюсно ЦК-ключе); ако
е възможно, за S1 се използува
керамично ключе. При това мо-
же да се получи общо изола-
ционно съпротивление най-мал-
ко 1010 Q. За С1 може да се
използува висококачествен ке-
рамичен или полиестерен кон-
дензатор с най-добра изолация
(не трябва да бъде книжен).
Точната стойност не е толкова
критична.
За изпитване на изолацията
на затвора се нагласява подхо-
дящ за отчитане ток на дрей-
на (около 1 mA). При това S1
остава в положение „£70“, като
непрекъснато се наблюдава по-
качване на тока на дрейна, поя-
вяващ се поради саморазрежда-
не на С1 (или при дефектен
гейт през него), като в същото
време напрежението на гейта
спада.
При пзправен гейт (както и
изправно устройство) в пръдъл-
жение на 10-?20 s не трябва
да има никакво нарастване на
тока на дрейна. В противен слу-
чай изолацията на гейта е де-
фектна. При С/= 10 nF и при
съпротивление на връзките на
затвора 100 MQ в продължение
на 10 s се получава удвояване
на тока на дрейна. Такова по-
качване на тока на дрейна се смя-
та за грешка. При прекъсване на
затвора С1 се разрежда веднага.
Тогава не може да се осъще-
стви понижаване на тока на
дрейна с помощта на Р1 и S1,
респ. при превключване на S1
се установява съвсем различен
от нагласения с Р1 ток на дрей-
на, който въобще не се влияе
от Р1. В този случай изпитва-
ният транзистор е дефектен.
При линейно изменение на
стойността на съпротивлението
на Р1 той се разграфява с по-
мощта на транспортир или още
по-добре чрез измерване на на-
прежението между плъзгача на
Р1 и клемата за свързване на
сорса с високоомен волтметър
(20 kQ/V или повече). Съблюда-
ването на точната стойност на
Р1 не е толкова важно.
Преди изваждането на измер-
вания транзистор от клемите
гейтът трябва да се даде отно-
во накъсо, за да се избегне не-
говото разрушаване от статични
товари. За това може да се из-
ползува тънък бронзов пружи-
нен тел, който се поставя меж-
ду крачетата и се отстранява
по време на измерванията. По-
добре е полевите транзистори
да се съхраняват затворени в
метални кутии или да бъдат
увити поотделно в алуминиево
фолио и при употреба да се
пипат само за изолираното им
тяло и никога за крачетата им
при положение, че телчето,
свързващо накъсо изводите, е
махнато.
Тези прости изпитващи устрой-
ства са достатъчни за избора
на транзисторите, конто се из-
ползуват в зададените в тази
книга схеми. Други съвети за
измерване на полупроводникови
елементи, както и схеми за из-
питващи устройства могат да се
намерят в литературата. Особе-
но интересно е устройство, кое-
то действува без измервателен
инструмент, който представлява
най-скъпата част от транзистор-
ното изпитващо устройство. То
се състои от три транзистора
и светлинна индикация. С по-
мощта на това устройство за
ряр-транзистори до 500 mW
може да се измерва 1сео в об-
хвата от 0,1 до 1,5 mA. Измер-
ването на р става в три обхва"
та от 10 до 400. Освен това
може да се измерва входното
базово съпротивление RBE, как-
то и да се прави сравнение на
характеристиките на два тран-
зистора едновременно. И двете
измервания са от значение при
избора на двойки транзистори.
Освен това на транзисторите
може да се направи оценка за
техния фактор на шум. По този
начин устройството може да
обхване всички интересни за лю-
бителя и производството вели-
чини. Отчитането на резултати-
те става върху разграфени ре-
гулаторни скали. Принципът на
функциониране на устройството
е (за разлика от обикновените)
твърде интересен, а разходите —
ниски; може да се направи по
принцип с мощни транзистори и
с лря-транзистори. Поради лип-
са на място подробно описание
в книгата няма да се направи.
Двете основни схеми, показа-
309
310
Фиг. 12.3
Схема на едно комбинирано устройство за изпитване на транзистори според принципа на фиг. 12.1 и 12.2, подходя-
що за германиеви и силициеви транзистори от рпр -и ярл-тип, както и за мотни транзистори. Обслужването се
прави с 3 реда клавиши, всеки е по 6 клавиша (виж фиг. 12.4). Схемата на усилвателя RV е дадена на фиг. 12,6
ни в този раздел (фиг. 12.1 и
12.2), изискват (ако, разбира се,
любителят иска да бъде осигу-
рен за всички случаи на прило-
жение) два измервателни инстру-
12.1 и 12.2. Тази схема не е
толкова сложна, колкото изглеж-
да, порада големия брой на кон-
тактите. Устройството се състои
от измервателен уред за измер-
5
S
.4
рпр
/Л'
:ггт
Измерване.
величина
прп
>1W
M0CG-
полеви
—Зп=15тЛ— 6
3 4 •MQ— U, 1 /1 5
Л 1 ; Тест woe 1 MOCis MOC
1 Ld'dR при Is
1| 1 - D-S | Us = 0 при Us
о •j f 5 6
II
7 «гм i! 3 2000 1 [3 500 [3 200 [350 [3 20
-U~ ет I Lfe=-71' _L US=-5V 1 US-1V
Изкл. всички клавиши
Вкл. първо :
I включва се сане един клавиш, след това се поставя изпитваният
транзистор, следтова сезадействуват клавиимите блокаде Ди Ш
П 3+6 приМОС-полеви (G-5накъсо)
П 3+5+6 МОС-полеви шум (Rs = 2ZMQ)
Д 3 : шум J сео
ДЗ + HI 2 .6 •• Шуи 6 сишириеви прп - транзистора при Л
Ш Задействува се само един витон !
Фиг. 12.4
Разположеиие и надписване на обслужващите клавиши на устройството от
фиг. 12.3
мента или букси за свързване
на външен измервателен уред.
Още по-добре би било, ако се
комбинират двата варианта, с
което става възможно измерва-
нето на лрп-силициеви тран-
зистори и мощни транзистори.
Това е възможно при използу-
ването на три 6-секционни ми-
ниатюрни клавишни блокове. Мо-
же да се използува блок от
радиоапарат или друг подобен.
На фиг. 12.3 е дадена схемата
на свързване, която използува
Принципите от схемите на фиг.
ване на тока /, усилвател за
изпитване на шума RV (който
би могъл и да отпадне), както
и около 20 резистора, конто мо-
гат да се поставят директно
върху клавишния блок. RV об-
разува отделен възел. Не е не-
обходима специална монтажна
площ за схемата на фиг. 12.3.
Измервателният инструмент се
монтира върху предната плоча
заедно с цоклите за свързване
на транзисторите (цокъл за по-
леви транзистори, цокъл за рпр-
и лря-транзистори, както и
311
свързани успоредно към тях
крокодилчета за включване на
отклоняващи се от стандарта
транзистори) и трите клавишни
блока 1, 11, 111. За яснота на
Схемата се свежда в зависимост
от натиснатия бутон до схеми-
те, изобразени на фиг. 12.1 или
на 12.2, така че не е необходи-
мо подробно описание на цяла-
Вкл.
1
7/а -а дсички кзнтак.-ш
ilb -—« I.» b а, b ,с = нормам отворена
----j_j.-с контакта
' i d d, e,f = норка>и'о затворена
। контакта
——-Р
Ilf---Г ,
I I
г- [~п~] ... [7^1-1
Фиг. 12.5
Разположение на кон-
тактите на един клавиш
(към фиг. 12.3 и 12.4)
фиг. 12.4 е дадено означението
на отделяйте бутони. На фиг. 12.5
е дадено напр. означението на
отделяйте контакта на един бу-
тон. Разположението към кон-
тактите на бутоните няма да
бъде описвано. Трябва да се
обърне внимание на това, че
всички контакти а, Ь и с са нор-
мално отворени контакти (те се
затварят при натиснат бутон), а
d, е, f са нормално затворени
контакти (те се отварят при на-
тиснат бутон). Тъй като на все-
ки бутон има три нормално от-
ворени и три нормално затворени
контакта, тези от контактите,
конто не са означени на фиг. 12.3,
не се използуват. Поради това
чрез употребата на неизползу-
ваните наличии контакти може
да се направи допълнителна за-
щита срещу погрешно обслуж-
ване, а също така има възмож-
ност за допълнителни тестове.
та схема от фиг. 12.3.
Функционирането на устрой-
ството ще може най-лесно да
се разбере, ако се опише проце-
сът на измерване (вж. към това
фиг. 12.4). Първо се прави про-
верка на батерията, като се за-
действува бутон 11. Батерията
(две плоски батерии по 4,5 V
или по-добре 6 кръгли батерии
R20, свързани последователно)
се товари с 0,1 А. Измервател-
ният инструмент I трябва да
показва максимално отклонение.
След това в зависимост от вида
и мощността на изпитвания тран-
зистор се натиска съответният
бутон 2-4-5 в ред 1 (напр. 13 за
лрл-силициеви транзистори, по-
добии на SF 121, или 14 за GD
160 и други мощни транзистори).
По този начин се постига пра-
вилно свързване на полярността
на батерията и измервателния
инструмент, както и чрез избо-
312
ра на шунт се определят обхва-
ти на измерване на инструмента
(1 mA или 0,1 А крайне откло-
нение на стрелката). Шунтът за
обхвата 0,1 А е резисторът 7?77.
Той трябва да се изравни с
вътрешното съпротивление на
уреда (по познатия начин), чия-
то зададена стойност е 100 Q.
Изпитваният транзистор се то-
вари при задействувани бутони
12 или 13 максимално с 1 mA,
респ. 9 mW, а при задействува-
ни бутони 14 или 15 максимал-
по с 0,1 А, респ. 0,9 W. За из-
питанията на МОС полеви тран-
зистори (всички са л-канални,
подобии на SM 103, SM 104 и
могат да бъдат изпитвани) тряб-
ва да се натисне бутонът 16.
След като са извършени тези
операции, изпитваният транзи-
стор може да бъде евързан към
схемата. Повторно изключване
става чрез освобождаване на
натиснатите клавиши на реда 7.
Трябва да внимава на реда I да
бъде натиснат само един кла-
виш, защото в противен случай
батерията може да се даде на-
късо. Ето защо е необходимо в
батерийната верига да се поста-
ви предпазител.
След предварителния избор на
подходящ клавиш на ред 7 и
след евързване на изпитвания
транзистор (комбинацията от кон-
такти е такава, че не допуска
повреждане на транзистора, ако
се обърка цокълът) се избира
процесът на измерването с кла-
вишния ред II. Първо ще бъде
описано измерването на биполя-
рен транзистор (прп или рпр\
Натиска се III, при което 7 не
трябва да показва отклонение,
2
по-голямо от -g- от цялата ска-
ла. При максимално отклонение
колекторът на изпитвания тран-
зистор е евързан накъсо с еми-
тера. Изпитанието трябва да се
преустанови. Това, както и след-
ващото измерване за определя-
не на стойността на {5 се про-
веждат, както са описани за
схемата на фиг. 12.1. Отчитане-
то на р и влиянието на остатъч-
ния ток при германиевите типо-
ве става също по вече описания
начин. Ако между колектора и
емитера няма късо съединение,
измерванията могат да бъдат
продължение и бутонът 112 се
натиска. На инструмента 7 се
отчита остатъчният ток 7 „„ (1111
може вече да се натисне). При
малките типове се избира из-
мервателен обхват за Iceo=\ mA
а за типовете над 1 W (според
избора на клавиша на ред 7)
измервателният обхват за 1сео е
0,1 А. За мощни транзистори
с много малък остатъчен ток
измерванията могат да бъдат
направени, както за малките ти-
пове (72 или 13) и 1сео да бъде
изменен в обхвата 1 mA.
След определянето на оста-
тъчния ток е възможно да бъ-
де направена субективна оцен-
ка на фактора за шум, при
което се задействува клавишът
113. Този тест се прави по осо-
бен начин. Ако се вземе реше-
ние това измерване да не се пра-
ви, т. е. усилвателят RV, който
е показан на фит. 12.6, да не
се монтира, клавишът 773 оста-
ва празен. Съответните контак-
та в схемата от фиг. 12.3 се
оставят празни или се евързват
313
заедно, а може да се свържат
като на схемата за по-късно из-
ползуване на RV.
След определянето на /сео(при
не протича като този, описац
за схемата на фиг. 12.1 с тазц
разлика, че новата схема е при-
ложима без използуване на до-
# иврабмване
ТЗ 5F121 или подобии, >4-03mW, 'ОС; Ccn.ajr > 2 1 -1
D1.02 GA 100 или двиги поаойи геочиниеЗи Злей
Фиг. 12.6
Схема на усилвателя за тестване на шума от 12.3. За оразмеряването и дей-
этвието му виж текста
силициевите типове трябва да
бъде Iceo^Q) Н2 остава натис-
нат и с бутоните II 12-б-6 (като
се започне от най-големия об-
хват) се измерва стойността на
р. Тези клавиши отговарят (ка-
то е прибавен още един допъл-
нителен обхват, имайки пред вид
голямата стойност на р при си-
лициевите транзистори) на Tai -~
-±4 в схемата на фиг. 12.1, така
че за отчитането на р не са не-
обходими обяснения. За да мо-
же измерваната стойност на 1сеа
при германиевите транзистори
да бъде лесно извадена, при
отчитането с клавишите 1П2±-
4-6 за обхвата на р по всяко
време може да се превключва
клавишът 1111 (I — базата се
\ сео
прекъсва). Начинът на измерва-
пълнителни уреди за измерване
на силициеви и германиеви тран-
зистори. Освен това се изпитват
и мощни транзистори с по-го-
лям колекторен ток, което от-
говаря на реалните условия на
работа на транзистора.
За изпитването на МОС- по-
леви транзистори се натиска кла-
вишът 16 (обхват на показания-
та на измервателния инструмент
15 mA, за което сега се изпол-
зува шунт R12, който трябва
да се оразмери в зависимост от
/), изпитваният транзистор се
поставя в цокъла, след което се
натиска клавишът 114 и се про-
вежда изпитанието за опреде-
ляне на късо съединение меж-
ду дрейна и сорса на транзи-
стора по начина, описан за схе-
314
мата на фиг. 12.2. Инструментът
трябва да показва при макси-
мална стойност отклонение, мал-
ко по-малко от крайното откло-
нение. Ако инструментът показва
по-голямо от крайното отклоне-
ние, между D и А има късо. В
този случай изпитането трябва
да се преустанови. При изправен
полеви транзистор показанието
трябва да бъде най-малко 1 mA
(при /=0 има прекъсване на
дрейна). След това се измерва
вточният ток при преднапре-
жение на гейта 0V (чейтът е
свързан на късо спрямо сорса),
което става при задействуване
на клавиша 115 (това положе-
ние на клавиша отговаря на по-
ложение я/д“ на S1 и Га в схе-
мата на фиг. 12.2). Следващото
изпитване на гейта при различ-
ии преднапрежения става по-
средством избора на различии
твърдо зададени преднапреже-
ния (вместо с Р1 от фиг. 12.2),
конто се избират с клавишния
блок 11Г2-Т-6. Този блок изпъл-
нява две функции — избор на
облает на р и избор на предна-
прежение за гейта (—1 N—9 V
със стъпка 2 V). За това измер-
ване се натиска 116 и се избира
първо последователно включване
на 1111 и някой от клавишите
1112-^6, при което токът на
дрейна става 0. Блокиращото
напрежение е в областта на из-
браното от съответния клавиш
преднапрежение на гейта. Отчи-
тането на напрежението на гей-
та става при натискането на
111Г, този бутон има функцията
на S1 според фиг. 12.2, при
което С1 (вж. фиг. 12.2 и 12.3)
се свързва с обратна полярност
и връзката на гейта се осво-
бождава. И така с 1112-^6 се
прави изборът, а с 1111 се по-
дава преднапрежението на гейта.
Наблюдението на повторното по-
качване на тока на дрейна по-
зволява, както вече е описано
на схемата на фиг. 12.2, да бъ-
де направена оценка на изола-
цията на дрейна. Ако избраните
преднапрежения на гейта не
оказват никакво влияние на то-
ка на дрейна, гейтът е дефектен.
За избора на кондензатора
С1 и за изолацията на провод-
ника, свързан към затвора (кон-
такти 115, 116, и ПИ), важи каза-
ното за С1 и S1 от схемата на
фиг. 12.2. Лоша изолация на
този проводник може да доведе
до заблуждението, че гейтът на
транзистора е дефектен. Освен
това трябва да се провери юсти-
рането на контактите 1111а, 1111.
ЦП трябва да се отвори, пре-
ди ППа да се е затворил, тъй
като в противен случай при за-
действуването на бутона 1111,
С1 ще се разреди веднага.
Много схеми изискват изпол-
зуването на малошумящи тран-
зистори. Ето защо това изпит-
ващо устройство е разширено
с един тестер за изпитване тран-
зисторите на шум. В схемата на
фиг. 12.3 е даден усилвателят
RV, чиято схема е нафиг. 12.6.
Той е направен със силициеви
транзистори и се състои от три
стъпала с директна връзка. Чрез
евързания към него малък ви-
сокоговорител, който в сравне-
ние със слушалките дава най-
евтиното и практически най-удоб-
ното решение, може да се на-
прави сравнително добра субек-
тивна оценка на шумовете на
изпитвания транзистор. Успоред-
315
но на първичната намотка на
изходния трансформатор през
друг изходен трансформатор (кой-
то е нужен за галваничното раз-
деляне на токовата верига на
измервателния инструмент от то-
ковата верига на усилвателя;
добри за използуване са освен
типа К20 всички подобии мал-
ки изходни трансформатори) се
взема изходното напрежение (на-
прежението на шума), изправя
се от схемите за удвояване на
напрежението (DI, D2) и се
предава към изводите + 7 и—7
на измервателния инструмент. По
този начин се постига относи-
телно отчитане на стойността
(сравнителни стойности за това
могат да се набавят много ско-
ро). Тя не е идентична с таб-
лично зададената стойност на
шума F, което за практическото
използуване няма никакво зна-
чение. Усилвателят се включва
чрез контакт 113с само при на-
тиснат клавиш „Тест на шума“;
при това ПЗе и 773/ отделят
измервателния инструмент от
транзистора. При другите из-
мервания изходът на усилвате-
ля е успореден на инструмента,
което не оказва никакво влия-
ние на показанието, защото RV
е изключен и 7)7 е с обратна
полярност.
През 113а за изпитването на
шума се свързва колекторната
верига и през 773 се включва
товарного съпротивление R17
(СЗ, както и С2 и Dr служат за
избягването на високочестотни
самовъзбуждания на изпитвания
транзистор; С2, Dr се запояват
директно за цокъла на транзи-
стора). Напрежението на шума,
което пада върху R17, се по-
316
дава на усилвателя през 16f.
При изпитването на МОС-поле-
вите транзистори на шум на-
прежението на шума на дрей-
новата верига пада през рези-
стора R18. Германиевите тран-
зистори се тестват на шумност
в I - областта. Затова трябва
да се натисне клавишът 773.
Контрол на шума при голям
колекторен ток трябва да бъде
проведен чрез едновременно на-
тискане на един от клавишите
за р (зависи от преди направе-
ното измерване на р). За сили-
циевите транзистори заедно с
клавиша за тестване на шум
773 трябва да се натисне един
от клавишите за (3 (най-добре
7772 или 1113), тъй като в про-
тивен случай няма да имаме ко-
лекторен ток и по този начин
върху R17 няма да пада напре-
жение.
За теста на шум на МОС
полеви транзистори се натискат
едновременно 773 и 116. По то-
зи начин се обхваща и шумът
при даден накъсо гейт. Контрол
на шума при високоомно свър-
зване на гейта е възможен, ако
773 +5 +6 се натиснат. Озна-
ченията на фиг. 12.3 и 12.4 да-
ват още по-точна информация
за това. На реда II могат да
бъдат натиснати едновременно
повече клавиши; погрешно свър-
зване на токови вериги не може
да се получи.
Натискането на повече кла-
виши на ред III също така не
е опасно, обаче няма никакъв
смисъл (грешно измерване). Как-
то в схемата нафиг. 12.1, така
и в тази на фиг. 12.3 трябва да
се спазят всички стойности на
съпротивленията (особено на
pl— RIO, R21+-R25, R15, както
0 приблизителните стойности на
Rll, R12), тъй като те опреде-
лят точността на показанията.
Накрая няколко думи за на-
стройката на RV (фиб. 12.6).
Rl-^RS зависят от данните на
Т1~~гТЗ. Те се определят с мал-
ки потенциометри по следния
начин: първо R2 се оставя и
базата на Т1 се свързва към
емитера накъсо. R1 сега се на-
гласява за колекторно-емитерно-
то напрежение на ТЗ, което е
«0,3 4- 0,5 V. При това при„-|-У“
тече ток 0,2 A. R1 не трябва
да се поставя по-малко, откол-
кото е необходимо. След това
се замества R2 и се намалява
дотогава, докато колекторно-
емитерното напрежение на ТЗ
достигне до около 7,5 4-8,2 V.
Най-накрая се премахва скъся-
ването между базата и емитера
на Т1 и РЗ се оразмерява, та-
ка че колекторно-емитерното
напрежение на ТЗ да бъде от
3 до 3,2 V. При n+V“ трябва
да тече ток около 100 mA.
Препоръчва се ТЗ да бъде снаб-
ден с малък радиатор тип звез-
да. Зададените стойности за
Rl-^RS в схемата на фиг. 12.6
са насочващи стойности и мо-
гат относително много да се
различават.
С Р1 е възможно регулиране
на усилването. Р1 се нагласява
така, че когато изпитваният
транзистор не е евързан към
устройството, усилвателят RV
не трябва да показва забележим
собствен шум. Р1 и електро-
литният кондензатор 2pF могат
да отпаднат, ако без тях усил-
ването не е голямо (собствен
шум); потенциометърът Р1 тряб-
ва да бъде по възможност по-
близо до колектора на ТЗ. Ако
се появят високочестотни само-
възбуждания, те могат да се
избягнат чрез успоредно евър-
зване към R3 на един малък
кондензатор (104-100 pF). Най-
после крайното отклонение на
измервателния инструмент се
нагласява с помощта на Р2 по-
средством силношумящ (дефек-
тен) транзистор.
Този усилвател за изпитване
на шума на силициеви и МОС
-полеви транзистори, конто че-
сто са малошумящи, има голя-
мо усилване. Ако се избегне из-
ползуването на измервателен ин-
струмент, усилвателят може да
се опрости, като се махнат Р2,
К20, Dl, D2. Кондензаторът
0,68 p,F на входа (максимална
стойност!) трябва да бъде не-
полярен кондензатор, тъй като
на входа в зависимост от из-
питвания транзистор се явява
различна полярност.
Предимството на това комби-
нирано устройство за изпитване
на транзистори е, че отговаря
на изискванията на всички ама-
тьори, лесно се обслужва, тъй
като освен измервателния ин-
струмент имаме още само 3 ре-
да клавиши, конто изпълняват
ролята на обслужващи органи.
Поради това изпитанията са
много ясни. Слуховото изпита-
ние на шума се наложи много
добре в тази си форма.
12.2. Джобно устройство
за изпитване на про-
бив с глимлампи
Глимлампата, като средство
за изпитване на пробив при изо-
317
лационни изпитвания и др., на-
мира добро приложение в рабо-
тилниците. Това устройство най-
чссто се използува захранвано
от мрежата. За да може да се
Эстета 2 kHz
Фиг. 12.7
Джобно устройство за изпитване на
пробив с глимлампи. Работного на-
прежение на глимлампите се създава
от един преобразувател
използува навсякъде, нужното
напрежение за глимлампата тряб-
ва да се създава с вибропре-
образувател. За тази цел може
да се използува много добре
транзисторният еднотактен пре-
образувател. На фиг. 12.7 е
показана съответната схема. Ней-
ният принцип е вече описан в
раздел 9.1. В този случай пра-
ви впечатление изменената схе-
ма на вторичната намотка, както
и липсата на диода. GH създа-
ва нужния товар за вибропре-
образувателя, който, както е
известно, никога не трябва да
работи на празен ход (да се
обърне внимание па това при
първата проба!). Когато Т1 е
запушен, напрежението върху
Z.3 се покачва, докато достигне
напрежението на запалване на
Gil. Gil се запалва и тъй като
към нея няма включено после-
дователно съпротивление, тя пое-
ма акумулираната енергия в
трансформатора, което означава,
че напрежението се задържа
автоматично на стойността на
запалващото напрежение за G11.
Проводниците се свързват към
буксите Bui и Ви2-, Ви2 е бук-
са с контакт. Поради това не е
необходимо използуването на
специален ключ, вследствие на
което габаритите на устройст-
вото могат да станат още по-
малки; при майсторски монтаж
обемът на една кибритена ку-
тия е напълно достатъчен да
побере схемата от фиг. 12.7.
Ако Bui и Ви2 са евързани,
свети G12. Условие за това е G12
да има по-ниско запалващо на-
прежение от G11. Поради про-
изводствени допуски никога две
глимлампи нямат съвсем еднак-
во запалващо напрежение. Зато-
ва при първата проба Gil и G12
трябва да се евържат успоредно.
Лампата, която свети при това
свързване, има по-малко напре-
жение на запалване и се изпол-
зува за G12. Когато има късо
съединение между буксите Ви!
и Ви2, свети G12, a GU угасва.
Ако между Ви! и Ви2 е
евързано съпротивление, ос-
вен G11 свети и G12, при
което стойности на съпротив-
лението >10 М2 предиз-
викват лесно забележимо све-
тене на лампата. За GH и
G21 могат да се използуват мно-
го добре познатите малки глим-
лампи във формата на тръбичка.
Възможно е също така изпит-
ването на изолационното съпро-
318
тивление и на кондензатори, за-
щото устройството работи с
постоянен ток. На пръв поглед
това не може да се види от
схемата. GL2 свети само при по-
даване на пик от L3 в момента,
когато транзисторът е защитен
и докато L3 е достигнало на-
прежението на запалване. Напре-
жителният импулс с обратна
полярност достига при отпуш-
ване на Т1 зададената от отно-
шението Ll/LS стойност на на-
прежението, която е около 20 V.
При това G12 още не се запал-
ва, тъй като този импулс не
достига до буксата Bui. Факти-
чески между Bui и Ви2 текат
само токови импулси с еднаква
полярност.
Устройството може да се ком-
бинира с обикновено нискоомно
устройство за изпитване на про-
бив (ВиЗ и лампа за 1,5 V). С
проводниците, свързани към бук-
сите Ви2 и ВиЗ, е възможно
различаването на малки съпро-
тивителни стойности, при конто
G12 свети най-силно. Р1 се на-
гласява на X, като се има пред
вид, че консумацията е 100 mA.
Като изходен трансформатор в
опитното устройство беше из-
ползуван пренавит изходен транс-
форматор от приемник „Stern-
chen“ тип К21 (с големина на
магнитопровода EI19/5). L1 съ-
държа 60 навивки; може да се
използува лежащата най-отдолу
намотка, към която се свързва
зисокоговорителят. Върху нея се
правят ръчно нови намотки: за
L2—45 навивки 0,14 mm ПЕЛ и
изолационно фолио; за L3—500
навивки 0,10 mm ПЕЛ. За това
може да служи отново проводни-
кът о г първичната намотка на
трансформатора. Тези данни мо-
гат да се използуват при всички
подобии размери на магнитопро-
вода (сечение около 25 mm2).
12.2.1. Високоомно устройство
с лам нова индикация за
пробив и изпитване на
капацитети и съпро-
тивления
Показаната на фиг. 12.8 схема
е подходяща преди всичко за
любители с по-малко опит. Тя
позволява изпитването на про-
бив, съпротивление (вкл. голе-
ми стойности) и капацитет (вкл.
малки стойности). Схемата мо-
же да бъде направена в джо-
бен формат и не изисква скъпи
индикаторни елементи.
Непознатите съпротивления
Rx (също така изолация и т. н.)
се свързват за изпитване с
обикновени проводници с букси
към — U_ и една от входните
букси -ь74-+3. При това +3
има най-висока чувствителност,
а +/ — най-малка, поради кое-
то е възможно да бъде напра-
вена и груба разлика в стойнос-
тите на съпротивленията, респ.
разлика между късо съедине-
ние и налично съпротивление.
La свети повече или по-малко
интензивно в зависимост от Rx
и използувания вход.
R2 зависи от данните на из-
ползуваните транзистори и се
оразмерява така, че лампата да
не тлее, а да е изгаснала. По
този начин се получава най-го-
ляма чувствителност за всички
входове. Така могат да се ус-
тановят стойности на съпротив-
лението А\>5М 2. Изолационно-
то съпротивление на конденза-
тори се изпитва също на Rx. В
319
соответствие със зададената
полярност е възможно и изпит-
ването на пробива на транзис-
т^ри и диоди, без да има опас-
ност от повреждането им. Поз-
RG1 и да се използува за тази
цел. Ако не е нужно да се про-
веждат изпитания на капаците-
та с променливо напрежение,
могат да отпаднат Т4 и свър-
Т1.4-s.'50n'rV; (p^SOJCSi)^ ZOOuA ТА некритичен
. *Rl~!..5kQ (R1.CI ~500Hz)
чООК-Q.. 2MQ , когато La изгасне
Фиг. 12.8
Високоомно устрой-
ство за изпитване
на пробив и капа-
цитет. Към Rx се
включват съпротив-
ления до 5 М2, а
към Сх — капаците-
ти от около 500 pF,
конто се определят
чрез светенето на
лампата
натата полярност на входните
букси позволява да се опреде-
ли начинът на свързване на та-
кива полупроводници.
За изпитване на капацитети е
необходимо променливо напре-
жение. Ето защо капацитетите
Сх се свързват между буксата
£7~и една от входните букси
+ /-?•+ 3. Т1--ТЗ поемат функ-
цията на.'изправяне на изпитва-
телното напрежение и по този на-
чин отпада използуването на спе-
циален изправител. La свети при
изпитването на Сх по-слабо, от-
колкото при Rx, защото й въз-
действува само една полувъл-
на, което практически не е от
значение. Изпитващото промен-
ливо напрежение се създава от
обикновена генераторна схема
с Т4 и познатия изходен транс-
форматор К21‘, също така мо-
же да се включи широко из-
ползуваният генераторен блок
заните с него детайли. Rl, С1
се оразмеряват опитно (честота
около 500 Hz; достатъчно е да
се направи оценка на звуковата
честота с помощта на слушал-
ки или високоговорител, вклю-
чени към изход на R21). Лам-
пата започва да свети при стой-
ност на Сх от около 500 pF,
ако се използува входът 3. На
Сх могат да се изпитват също
така и електролитни конденза-
тори на загуба на капацитет.
Точно установяване на стойнос-
тите естествено не е възможно,
а не е и цел на този уред.
12.2.2. Прост пробник за
генерираие и за про-
следяване на сигнали
На фиг. 12.9 е показана прос-
та схема на пробник, с койТо
могат както да се генерират
нискочестотни трептения за из-
320
питващи цели (S1 затворен), та-
ка също и да се открие и прос-
леди наличен нискочестотен сиг-
нал при търсене на дефекта в
устройствата (S1 отворен). Сиг-
ване (S1 отворен). След това,
ако е нужно, с помощта на С
може да се коригира височина-
та на тона (S1 затворен),
оразмерява за най-голямо усил-
Фиг. 12.9
Пробник за генерира-
не и за проследяване
на сигнали. Схемата
работи при отворен
S1 като двустъпален
усилвател, а при за-
творен S1 — като тон-
генератор
налът се приема от сондата,
свързана към схемата, и се усил-
ва двустъпално от комплемен-
тарната двойка транзистори, ка-
то по този начин може да бъ-
де чут с помощта на слушал-
ки. При затварянето на S1 се
постига обратна връзка. По то-
зи начин схемата започва да
генерира самостоятелно остро-
върхи импулси, конто се пода-
ват на сондата и имат честота
(може да се изменя с С) около
1 kHz. В този случай сигналът
може да се чуе в слушалките,
ако те останат евързани. Тази
схема има предимство, че се
състои от малко елементи и
може да работи с малка бате-
рия (1,5 V). Тя може без особе-
ни затруднения да се побере в
обикповените сонди, връзката
към маса (буксата) в много слу-
чаи може да отпадне. /?/ зави-
си от вида на транзистора и се
12.3. Измервателен преоб-
разувател на малки
постоянни напре-
жения
Често се налага малки постоян-
ни напрежения или токове да
се усилват, за да могат да бъдат
достатъчно точно измерени или
за да могат да се използуват
за управлението на други възли.
Направата на постояннотоко-
вите усилватели носи със се-
бе си още в ламповата техника
многобройни проблеми, евърза-
ни със стабилизирането, конто
могат да бъдат още по-критич-
ни при използуването на тран-
зистори поради тяхната темпе-
ратурка зависимост. Многостъ-
пално усилване с полупроводни-
ци се осъществява само със
сложни противотактни схеми
(за да се постигне достатъчна
стабилност). Много често в та-
кива случаи е удобно постоян-
21 Книга за конструктора-електроник
321
ното напрежение да бъде пре-
върнато в пропорционално про-
менливо напрежение, тъй като
то може значително по-лесно и
по-стабилпо да бъде усилено с
помощта па нискочестотни усил-
ватели и ако с необходимо след
това, отново да бъде изправе-
но. За преобразуването на по-
стоянното напрежение е необхо-
дим постояннотоков преобразу-
вател, познат в литературата и
като трансвертор.
За тези цели се използуват
освен някои безинтересни за лю-
бителя специални методи (напр.
с трептящи кондензатори) също
така и механични вибропреобра-
зуватели. Те също не са рента-
билни за любителски цели. С
обикновени релета при малки
напрежения (в обхвата на някол-
ко миливолта) не могат да се
получат достатъчно сигурни ре-
зултати. В тези случаи е по-
добре да се използуват безкон-
тактни ключове, конто могат да
бъдат транзистори или диоди.
По-нататък е описан един пос-
тояннотоков преобразувател, в
който като ключ се използуват
фотосъпротивления, отличаващи
се с възможностите за високо-
омно оразмеряване, както и с
много малкото собствено смуща-
ващо напрежение.
12.3.1 . Диоден трансвертор
На фиг. 12.10 е показана съот-
ветна схема. За управлением
на трансвертора (фиг. 12.10 а),
състоящ се от диодите D2 и
D3 от Р1 и изходящия транс-
форматор се изисква управля-
ващо напрежение (ключово нап-
режение), което се създава от
мултивибратор. За да се постиг-
не необходимо™ бързо прев-
ключване на диодите, мултивиб-
раторът (Т1, Т2) е снабден с
диода D1, който работи според
принципа, обяснен на фиг. 8.2.
Със зададеното оразмеряване
се постига удобна за по-ната-
тъшно усилване честота на
превключване 500 Hz. За транс-
форматор се използува бифи-
лярно навит драйверен транс-
форматор от транзисторен при-
емник (може да се ползува тип
К20).
С него се постига необходи-
мата симетрия между двете вто-
рички намотки. Правоъгълните
импулси, конто се създават от
мултивибратора, отпушват и за-
пушват диодите D2 и D3. На
входа Е се нзвежда накъсано-
то постоянно напрежение. Ако
диодите D2 и D3 са отпушени,
постоянното напрежение се да-
ва на късо през Р1, диодите и
трансформатора; когато диоди-
те са запушени, то се появява
на изхода А. На А се намира
променливо напрежение с фор-
ма, близка до правоъгълната,
чието ниво е пропорционално
на нивото на постоянното нап-
режение, подадено на Е. Ако
постоянното напрежение изчезне
на изхода А, изчезва и промен-
ливото напрежение. Трансфор-
маторът образува заедно с D2,
D3 и Р1 мостова схема, в чии-
то напречни клонове е подаде-
но постоянното напрежение и
може да се изведе изходното
напрежение. Поради това Р1 се
нагласява при отворен вход Е
на минимално променливо нап-
режение на изхода. Предпостав-
ка за възможно по-малко оста-
322
тъчно напрежение на А е най-
добрата мостова симетрия. Ето
защо освен симетрични намотки
на трансформатора трябва да
се използуват еднакви по ха-
но на изхода А могат да се по-
лучат повишени остатъчни нап-
режения. Причината за това се
крие в капацитета между пър-
вичната и вторичната намотка
Фиг. 12.10
Измервателен преобразувател на постоянно напрежение с диоди: а — пълна
схема с трансформатор; б—схема на преобразувателната част при използуването
на трансформатор без среден извод. Вариангьт а има предимство в електрическо
отношение
рактеристика диоди (напр. диод-
на двойка 2GA109, 2GA113). При
добра симетрия (да се внимава
също при опроводяването) и точ-
но нагласяване на Р1 преобразу-
вателят може да се използува
за постоянни напрежения sjl mV.
Фотоелектрическите преобразу-
ватели могат да се използуват
в обхвата на микроволтовете.
Към А може да се включи
обикновен нискочестотен усил-
вател, с който се постига нуж-
ного усилване. Относително ви-
соката честота от 500 Hz не
поставя пред усилвателя никак-
ви изисквания и освен това има
предимството, че сравнително
бързи колебания в напрежение-
то Е могат да се предават про-
порционално.
На фиг. 12.10 б е показана
схемата за използуването на
трансформатор без среден из-
вод. Принципът е един и същ,
на трансформатора. Но ако той
трябва да се навие по специа-
лен начин, се препоръчва меж-
ду първичната и вторичната на-
мотка да се навие предпазна
намотка. За магнитопровод
МЗО Dyn-B. IV важат следните
данни: най-отдолу вторичната на-
мотка с 500 навивки 0,1 mm
ПЕЛ, върху нея се поставя изо-
ляционно фолио, върху което
се навива предпазна намотка с
0,12 mm ПЕЛ, свързана едно-
полюсно към буксите на маса-
та Е, А (ширмована) и върху та-
зи намотка се навива първична-
та с 1000 навивки 0,1 mm ПЕЛ.
Тя се свързва така, че вътреш-
ният й край (началото на намот-
ката) е на масата на мултивиб-
ратора.
Трябва да се избягва свър-
зването на масите на мултивиб-
ратора и на измервателната ве-
рига Е—А.
323
12.3.2 . Фотоелектрически
измервателен преобра-
зувател на постоянно
напрежение
На фиг. 12.11 е показана схе-
мата на управляващата част (а)
и измервателната част (5) на
фотоелектрически преобразува-
тел. Използува се мултивибра-
тор, чиито колекторни съпротив-
ления са лампите Lal и La2 и
който работи на честота 30 Hz.
Фиг. 12.11
Фотоелектрически измервателен пре-
образувател на постоянно напрежение.
Управляваща част (а) и измервателна
част (б)
Тази честота е оптимална за
зададените типове лампи, но мо-
же и да бъде увеличена от
гледна точка на допълнително-
то усилване на измерваното нап-
режение (С/, С2 се намаляват
наполовина). В ритъм 30 Hz се
изменя яркостта на Lal и La2
и тя е около 10% от нормал-
ната яркост (предизвикана от
увеличеното работно напреже-
ние). Една от лампите осветява
фоторезистора FW, поставен на
измервателната схема (фиг.
12. 116 и 12.12). Другата лампа
може да служи за контрол на
включването, като показва види-
мо постоянна светлина. Съпро-
тивлението на FW се изменя пе-
риодично вследствие изменени-
ето на яркостта на лампата, та-
ка че подаденото на входа нап-
режение Ue се появява модули-
рано на изхода Ua~. В зависи-
мост от средната стойност на
яркостта на светлината върху
FW R5 може да се изменя в
широки граници или дори да се
образува от входното съпротив-
ление на следващия усилвател,
при което СЗ (неговата стой-
ност зависи от входното съпро-
тивление на усилвателя) може
да отпадне. R4, С4 представля-
ва филтър, който предпазва сре-
Фиг. 12.12
Оптически разположение на лампата
и фоторезистора иа фотоелектрически
измервателен преобразувател
щу проникване на смущаващи
напрежения през Ue~. Фиг. 12.12
показва пространственото раз-
положение на лампата и фото-
резистора. Те са поставени в
малка, затворена за външна
светлина кутийка, като по този
начин се ограничава проникване-
то на чужда светлина. Чрез из-
менение на разстоянието между
FW и La може да се измени в
значителни граници средната
324
стойност на съпротивлението на
FW, като по този начин се пос-
тига напасване към входа на
усилвателя. Тъй като и средна-
та стойност на яркостта влияе
Фиг. 12.13
Принципиа схема на измервателния
преобразувател с два фоторезистора с
транзисторен вход (а) и лампов
вход (б)
на нивото на сигнала, работно-
то напрежение на лампата се
стабилизира с ценеров диод ZD.
Появяващото се на Ua^ про-
менливо напрежение 30 Hz е
право пропорционолно на ам-
плитудата на входното постоян-
но напрежение Ue—. Тъй като
управляващата част на схемата и
измервателната й част са елек-
трически напълно разделени ед-
на от друга, управляващото нап-
режение не може да проникне
в измервателната верига.
Едно особено добро решение
се получава при използуването
на 2 фоторезистора. Мигащият
генератор представява в същ-
ност 2 лампи, включении в про-
тивотакт. Ако към всяка лампа
се постави по един фоторези-
стор (в отделни кутии!), те ще
започнат да се управляват в про-
тивотакт и става възможно из-
ползуването на транзисторен
(фиг. 12.13 а) или лампов (фиг.
12.13 б) усилвател.
При вариант а е възможна
появата на малък токов сигнал
при липсващ входен сигнал, кой-
то се получава от остатъчните
токове на транзистора. Това се
избягва или чрез използуването
на силициеви транзистори (рпр
или прп, това в случая е без
значение), или чрез свързването
на базата през разделящ кон-
дензатор и базово съпротивле-
ние, което се определя по поз-
натия начин. При правилно из-
брано разстояние между лампа-
та и фотосъпротивлението с този
преобразувател могат да се об-
работват измервателни постоян-
на напрежения в обхвата на
микроволтите.
12.3.3 . Преобразувател на по-
стоянен ток с МОС-по-
леви транзистори
Полевите транзистори поради
тяхното голямо входно съпро-
тивление са особено добре при-
ложими за преобразуватели. На
фиг. 12.14 е показана такава схе-
ма. Един мултивибратор създава
и тук управляващо напрежение,
което запушва и отпушва в про-
325
тивотакт полевите транзистори ТЗ
и Т4. При типовете SM 103/SM104
се препоръчва за по-сигур-
но запушване напрежение на
гейта 12 V. Мултивибраторът
ваното постоянно напрежение
Uсе включва периодично
през ТЗ към Ua~, при което
Т4 се запушва, или ТЗ е запу-
шен, а Т4 свързва накъсо из-
СЗ, С4: симетриращи
T1, Т2: силициеби прп транзистори
тз.тл мос полеВи транзистори SMWk
D1,D2- силициеби тип SAY...
Фиг. 12.14
Измервателен пре-
образувател с МОС-
полеви транзистори
може лесно да се оразмери, ка-
то се използуват препоръките,
дадени в раздел 8.1.1. За зада-
дените и подобии на тях типове
полеви транзистори е подходя-
що използуването на честота
от 1 до 5 kHz. Използуването
на по-висока управляваща че-
стота има предимството, че Ua<~^
може да следва бързо измене-
нията на входния сигнал U—.
DI, D2 са необходими поради
относително високото батерийно
напрежение при силициевите
транзистори като предпазни ба-
зови диоди. С СЗ и С4 (добре
познати ни от високочестотната
техника тримери) се нагласява
симетрията при наличието на
малък смущаващ сигнал на из-
хода и липсващо Ue—. Измер-
326
хода спрямо маса. Последното
е необходимо за разреждането
на изходния кондензатор и по-
добрява коефициента на запъл-
ване, като по този начин се по-
добрява коефициентът на полез-
но действие на устройството.
Полярността на подаденото на
напрежение е без значение,
докато £/г_ не надвишава ни-
вото 300 mV.
12.4. Транзисторен бло-
кинг-генератор като
индикатор за ниски
постоянни напре-
жения
На фиг. 12.15 а е показана
схемата на транзисторен тонге-
нератор, който работи с един
транзистор, свързан в схема с
обща база като блокинг-генера-
тор. Тази схема изисква, за да
може да се чува добър за въз-
грисмане тон, работно напреже-
само от 0,1 V и по-малко.
Копсумацията на ток тогава е
около 10 цА, а мощността е
лот 1 [1W. За транзистора и
трансформатора изпскванията не
са специални; транзисторът мо-
же да бъде произволен герма-
киев тип до около 150 mW.
Тпансформаторът може да бъ-
де всеки нискочестотсн транс-
форматор с отношение в на-
мотките 3:1 до 10:1. Особено
потходящи са малките транс-
форматори. Определянето на
Фиг. 12.15
а — транзисторен блокинг-генератор ка-
то индикатор за малки посто.чнни на-
прежения;
б — пример за използуване като инди-
катор в гмеивен измервател на резонан-
са. Приложим само за гермвниеви тран-
зистори: при (с) произволнп типове,
при (б) — GF132 или подобен
полярността става чрез проба.
Поради малката консумация уст-
ройството може да работи с
напрежението на селенов фото-
елемент при нормална светли-
на в стаята, както и обикнове-
ни „батерийни" решения (напр.
отрязана ябълка, в която се за-
бождат електроди от медиа и
желязна жица).
Това устройство може много
добре да се използува като ин-
дикатор за малки напрежения.
Едно от многото възможни
приложения е показано на фиг.
12.15 6, при което схемата е раз-
ширена в пасивен измервател
на резонанс (принципа на грид-
дипметъра). Скалата на Са е гра-
дуирана по обикновения начин.
Фиг. 12.16
Транзисторен блокинг-геиератор с
мощност 1 JJ.W, ег.тобен от флаконче
от таблетки (отляво) и захранван с един
селенов фотоелемент (отдясно). В сре-
дата на снимката се вижда малка слу-
шалка от типа KNOT (схема от фиг.
12.15 а)
La може да се използува мно-
гократно във формата на сме-
няема бобина. Най-доброто раз-
положение на средний извод
(обикновено на 20 % от броя на
намотките) се намира опитно. В
случай на резонанс на измерва-
ния трептящ кръг отнетото ви-
327
сокочестотно напрежение се из-
правя в базово-колекторния пре-
ход и през кондензатора 10 nF
дава работното напрежение за
устройството. Особеността на
гическо око), са неудобии за
използуване поради високото ра-
ботно напрежение, което те
изискват. Често в този случай
се обръщаме към измервател-
ZS.-JOOmW 25... 100rnW 150mW
/3*50 /3~30 /3*30
R' 4 и заЬисимоап от ртг r3 и /
Фиг. 12.17
Индикатор на ниво-
то за НЧ-апарати
тази схема се състои в това,
че транзисторът работа без ба-
зово-емитерно преднапрежение
в областта на 1сео.
В слушалката на този прост и
без инструмент евтин измерва-
тел на резонанс, който обаче е
учудващо чувствителен при до-
стигането на нагласен с La и Са
резонанс, се чува зумерен тон.
В този случай транзисторът
трябва да бъде високочестотен.
С GF1284-GF132 апаратът ра-
бота още в двуметровия обхват.
12.5. Индикатор на ниво-
то за нискочестотни
апарати
За транзисторните магнетофони,
батерийните нискочестотни пре-
давателни апарати и т. н. е не-
обходимо да се коптролира мо-
дулацията (контрол на нивото).
Познатите от ламповата техни-
ка прости средства, като инди-
каторната електронна лампа (ма-
ните инструмента. Необходими-
те микроамперметри обаче са
скъпи и не са подходящи за из-
ползуване в портативните апа-
рати.
За тази цел особено удобна
е схемата на фиг. 12.17. Лампа-
та La служи за индикация на
достигнатото максимално ниво
на сигнала. Поради инертност
на светлинната жичка не е въз-
можно индикираното нискоче-
стотно напрежение да се изпра-
ви и да се използува за управ-
ление на лампата: кратки нис-
кочестотни импулси не биха се
индикирали или индикацията ня-
ма да е достатъчна. Ето защо
се използува една схема (фиг.
12.17), която представлява пре-
образуван моновибратар. Тран
зисторът Т1 служи за импедан-
сен преобразувател, като по то-
зи начин се гарантира достатъч-
но високоомен вход. Входното
съпротивление зависи от р на
този транзистор и може да до-
328
стигне до 50 kQ. Ако източни-
кът е достатъчно нискоомен
(например изход на нискочесто-
тен усилвател, успореден на ви-
сокоговорителя), може да се из-
бегне използуването на Т1 и
нискочестотното напрежение мо-
же да се приложи директно на
Pl. С Р1 се нагласява чувстви-
телността на устройството, та-
ка че в момента на достигане
на максималното ниво лампата
трябва да светне. Индикаторът
на нивото се задействува още
при входно напрежение от 0,1
V—; При липса на нискочестот-
но напрежение Т2 е отпушен
през R2, а ТЗ е запушен, т. е.
лампата La не свети.
Когато нискочестотното нап-
режение през С1 и D1 превиши
определена стойност, базата на
Т2 става положителна. Т2 се
запушва, ТЗ се отпушва, La
свети. Спадането на колектор-
ния потенциал на ТЗ се преда-
на през С2, R4 на базата на Т2.
Т2 остава запушен след утих-
ването на нискочестотните им-
пулси, докато се извърши пре-
зареждането на С2. Ако след
това няма повече нискочестотно
напрежение, Т2 се отпушва от-
ново, ТЗ се запушва, при което
покачването на колекторния по-
тенциал на ТЗ се връща отново
обратно в базата на Т2 през С2
и R4, така че превключването
става рязко.
Ако на R1 има още нискоче-
стотно напрежение, то предиз-
виква повторно превключване.
La свети периодично, докато
нискочестотното напрежение на
R1 превишава една минимална
стойност. Продължителността
на светене на лампата се опре-
дели от С2 и R4 и е целесъоб-
разно да се нагласи на 0,3 s.
Тъй като устройството се за-
действува от много къси напре-
жителни импулси, е осигурено да
се индикира чрез просветване и
едно такова кратко превишава-
не на нивото. При постоянно
превишаване на нивото лампата
мига непрекъснато. Много голя-
мо входно напрежение (силно
превишаване на нивото) предиз-
виква продължително светене,
защото напрежението на D1 не
позволява запушването на
Т2.
Стойностите на съпротивле-
нията на резист орите зависят от
типовете на транзисторите. Тряб-
ва точно да се определят спо-
ред съответния опит. Даденото
оразмеряване важи за работно
напрежение 9 V, а транзистори-
те Т2, ТЗ имат fk=«30. ТЗ тряб-
ва да бъде (поради тока на
лампата) с мощност 150 mW.
За 9 V могат да се използуват
споменатите типове лампи, при
което за лампа 6 V ще дава по-
ясен сигнал. За 4,5ч- 6V може
да се използува и тип 3,8V/0,07А.
Най-подходящото работно нап-
режение е от 6 до 9 V; то зави-
си от апарата, който ще се кон-
тролира и от който ще се взе-
ма и захранващото напрежение
за индикатора на нивото. Кон-
сумацията на ток в задейству-
вано състояние отговаря на кон-
сумацията на лампата, а в съ-
стояние на покой е около 10 mA.
Едно приложение на тази схе-
ма е показано в раздел 4.5.
329
12.6. Устройства за ди
станционно измер-
ване на темпера-
тура
Устройствата за дистанционно
измерване на температура на-
мират голямо приложение и в
любите тския сектор. Като при-
мер мо; ат да се споменат: ди-
станцпэнен контрол на складове
и мазета, складове за картофи
в зимниците, гаражи, оранжерии
и хранилища на топла вода. В
училищните сгради напр. може
да се отчита от помещението
на парного отопление темпера-
турата в най-важните помеще-
ния и по този начин се подпо-
мага работата на огняра.
Показаните варианта за ди-
станционно измерване на темпе-
ратурата трябва да бъдат тари-
рани (след направата им) чрез
сравнение с един термометър,
и то по цялата скала, защото
индикацията не е съвсем линей-
на. Налипните скални разграфя-
вания не могат да се използу-
ват направо; трябва или да се
начертае нова скала за изпол-
зувания инструмент, или да се
направи сравнителна крива, с
която може да се отчита темпе-
ратурата от всеки инструмент.
Тъй като този процес е общ за
всички методи, за това тарира-
не по-надолу няма да се говори
12.6.1. Мостова схема с тер
мистор
На фиг. 12.18 е показана мосто-
ва схема с термистор. Тя има
предимството, че измененията в
захранващото напрежение не
влияят върху резултата от из-
330
мерването. Измервателният ин-
струмент / се използува като
нулев индикатор; разграфяване-
то на скалата му е без значе-
ние. Нулевата точка обаче тряб-
ва да бъде точно маркирана.
Според познатите отношения от
мостовата схема на Уитстоуц
напречният клон с / остава бе,
Rl R2 п
ток, ако^-= , където е
съпротивлението на термистора
HL при наличната температура.
За да може да се установи тем-
пературата на HL, Р1 се наг-
ласява така, че токът в напреч-
ния клон да бъде 0. В този
случай съпротивлението на Р1
е равно на това на HL и с то-
ва — мярка за температурата на
HL. Към Р1 е монтирана гра-
дуирана в °C скала. За да може
да се получи по възможност
по-равномерно разпределение на
скалата, се препоръчва използу-
ването на логаритмичен потен-
циометър за Pl. HL може да
бъде монтиран отделно от мо-
стовата схема. Удобни са тер-
мистори с номинално съпротив-
ление RN (съпротивление при
20° С) няколко килоома. В за-
висимост от HL се установяват
стойностите на останалите еле-
менти от схемата, като се спаз-
ва зададеното отношение. Зах-
ранващото напрежение на моста
трябва да бъде в зависимост
от стойността на HL от 2 до
4 V. Неговата максимална стой-
ност се определи от това, че
протичащият през HL ток не
трябва да предизвиква собстве-
но загряване на термистора. Мак-
симално допустимого натовар-
ване на този случай може да
се вземе от проспектните дан-
ни на производителя. В зависи-
мое? от стойността на HL тази
мощност е няколко миливата.
Захранващото напрежение на
моста може да бъде също и
променливо. В този случай на
мястото на / може да се евър-
жат слушалки. В тази си форма
устройството става съвсем про-
сто. Ако HL трябва да бъде
специален измервателен терми-
стор (това не е задължително;
за любителски цели е достатъч-
но използуването на компенса-
торни или пускови термисто-
ри, конто обаче поради голямата
си маса са сравнително бавни
при бързи изменения на темпе-
ратурата), могат да се изпол-
зуват термисторите от тип
TNS . . . В от комбината ФЕБ —
Кепамише Верке в Хермсдорф.
Те съдържат излят !в тънкия
връх на една тръбичка малък
измервателен термостат с форма
на перла и диаметър, по-малък
от 1 mm. Те могат да се до-
ставят с различии стойности на
съпротивлението, при което
особено подходящи за люби-
телски цели са стойностите за
kQ (напр. TNS5kB).
С тези температурни датчици
те реагират за няколко секунди
на изменението на температура-
та, могат да се провеждат точ-
кови измервания на температу-
рата на малки обекти (повърх-
ност на съпротивления, намотки,
машинни детайли, измерване на
температурата на водни капки
върху предметного стъкло на
микроскопа, измерване на чо-
вешката температура в меди-
цината и т. н.).
За непосредствено отчитане
на температурата в една опре-
делена облает (зависи от измер-
вателния обхват на инструмен-
та; може да се разшири евен-
туално с шунт) скалата на ин-
Фиг. 12.18
Мостова схема с термистор за измер-
ване на температурата
струмента може да се разграфи
в °C, а Р1 да се поддържа
константно (Р/ служи в този
случай за еднократно определя-
не на измервателния обхват и
за точно тариране от време на
време). В този случай е възмож-
но непосредственото отчитане
от инструмента, но захранващо-
то напрежение влияе на резул-
тата и поради това е необхо-
димо да бъде стабилизирано
(ценеров диод!). Схемата на
фиг. 12.20 работи също на мо-
стовия принцип.
12.6.2. Дистанционно измерва-
не на температурата
с полупроводник
В раздел 5.1 беше описано как
може да се използува темпера-
турната зависимост от обратния
ток на германиев плоскостей
диод. На този принцип е въз-
можно да бъде направено про-
сто дистанционно устройство,
чиято схема е показана на
фиг. 12.19 а.
331
За плоскостния диод GY100
обратният ток зависи при обрат-
но напрежение 2V±0,5V само
от диодната температура. Ми-
кроамперметърът за 100 р,А
може да бъде градуиран директ-
ив в °C, докато работното на-
прежение е в рамките на зада-
дения допуск. Ако за захран-
ващ елемент се използува ма-
лък 2 V акумулатор, горното
изискване е спазено. По този
начин се получава многа проста
и сигурна за работа индикация.
Поради малката консумация на
ток познатите малки 2 V сухи
акумулатори позволяват теоре-
тично няколко хиляди часа ра-
бота, която на практика се ог-
раничава от срока на съхране-
ние. С тях може да се работи
в продължение на 4 месеца.
При някои приложения се за-
белязват два недостатъка: из-
мервателният инструмент е от-
носително скъп; при късо съе-
динение на проводниците, оз-
начени с прекъснатата ли-
ния на фиг. 12.19 а, както и
при смяна на полярността на
батерията, инструментът се по-
врежда. Тези констатации могат
частично да се избягнат пос-
редством използуването на схе-
мата 12.19 б. Германиевият тран-
зистор усилва диодния ток, при
което в зависимост от р на
транзистора може да се изпол-
зува инструмент за 1-?5 mA.
По изключение могат да се из-
ползуват и стойности на [3, по-
малки от 30. Транзисторът обаче
трябва Да има възможно по-
Фиг. 12.19
Дистанционно измерване на
температура с полупроводник
а — принципна схема, б —
подобрена схема за нечувст-
вителен инструмент и защита
срещу ненормало включване
на полюсите на батерията. D
и Т образуват общ темпера-
турен датчик
малък остатъчен ток 1сео (най-
много 80-1-100 р,А). За да се
избегне температурното влияние
на транзистора, той се монтира
плътно до диода, това означа-
ва, че D и Т (монтирани в мал-
ка стъклена тръбичка) образу-
ват датчика. При обратно свър-
зване на батерията се запушва
емитерната верига и инструмен-
тът не може значително да се
претовари.
12.6.3. Контрол на зададената
стойност на температу-
рата с трнпозиционна
индикация
Често се налага да се контр о-
лира зададената стойност на
температурата в отоплителните
устройства, в помещенията на
машини и машинни детайли. В
такива случаи е необходимо
индицирането на три работни
състояния: температурата е нис-
ка; температурата е нормална;
температурата е висока. На
фиг. 12.20 е показана подходя-
ща за тази цел схема, която
също така с помощта на дълъг
проводник позволява дистан-
ционеп контрол на температу-
332
рата. За индикация се изпол-
зуват 2 лампи—Lal и La2. При
поддържане на зададената тем-
пература и двете лампи не све-
тят, при повишаването й свети
форматор, който има две по'сле-
дователно свързани намотки,
всяка по 6 V, респ. среден из-
вод на намотка за 12 V. През
D1 и D2 се изправя двупътно
Г/. Т2 • 25 -lOOmW.fl^Sa 0!... 4; OJA (GY1OO ши подобии)
ТЗ-. isomW,р >50 La1,La2:3,eY0,07A
Фиг. 12.20
Схема за контрол за зададената стойност на температурата с трипозиционна
индукция. При използуването на прп-силициеви транзистори поляритетът яа
D1. D4 н на електролитните кондензатори трябва да се смени
La2, а при понижаването й све-
ти Lal. Тъй като едно такова
устройство се използува винаги
стационарно и трябва да рабо-
та непрекъснато, то е снабде-
но с мрежово захранване. Това
позволява използуването на
променливотоков усилвател (то-
ва не може да се забележи
веднага от схемата), като по
този начин се постига темпера-
турна независимост на тарира-
пето и на индикаторная усил-
вател. Също така и отклонения-
та в мрежовото напрежение не
оказват никакво влияние върху
функционирането на уреда, за-
щото г; се използува - мостова
схема.
За захранване служи под-
ходящ малък мрежов транс-
работно напрежение за инди-
каторния усилвател Т1—ТЗ,
което за опростяване и за из-
бягване на дефазирането на ин-
дикаторното мостово напреже-
ние е с постояннотокова обрат-
на връзка; предизвикани от
температурата изменения в ра-
ботната точка, не оказват ни-
какво влияние на точността на
индикацията.
R1 и термисторът HL (дат-
чик на уреда) образуват с две-
те трапсформаторни намотки
променливотокова мостова схе-
ма. Ако R1 е равно на HL, меж-
ду точката на свързване на R1
с HL и средния извод на транс-
форматора няма напрежение.
Поради това Т1 не се управ-
лява и лампата не свети. Ко-
333
гато HL се затопли или изсту-
ди, съпротивлението му спада,
респ. се увеличава, мостът се
разстройва и Т1 получава през
R2 базов ток. В зависимост от
настройката на R3 Т1 е толкова
отпушен, че колекторното му
напрежение се приближава до
О, по този начин Т2 и ТЗ са
запушени. От минаващата през
R2 положителна полувълна на
мостовото напрежение Т1 се
запушва за една от полувъл-
ните на променливото напре-
жение, от което неговото ко-
лекторно напрежение се пови-
шава и по времето на тази по-
лувълна Т2 и ТЗ се отпушват.
В колекторната верига на ТЗ
се намират и двете индикатор-
ни лампи Lal и La2. Диодите
D3 и D4 са причина лампите
да светят само по време на по-
лувълната, за която съответни-
ят им диод е в права посока.
Фазата на падащото върху R2
мостово напрежение съвпада (в
зависимост от това, дали съп-
ротивлението на HL е по-голя-
мо или по-малко от R1) или с
фазата на D3, или на D4. Тъй
като ТЗ е отпушен само дока-
то трае полувълната, свети са-
мо тази лампа, чийто диод е в
права посока за съответната
полувълна. Коя лампа свети, за-
виси от посоката на отклоне-
ние на стойността на HL. В за-
висимост от това, коя лампа
свети, може да се разбере да-
ли HL е топъл или студен.
HL се поставя на обекта,
който ще се контролира (залеп-
ва се напр. върху нагреватели
или машинни детайли). Особено
подходящи са не особено мал-
ки термистори с номиналнистой-
334
ности на R20 от 5 до 10 kQ.
HL може да се свърже с лам-
пите, трансформатора и оста-
налите елементи чрез обикно-
вен проводник с дължина до
100 ш.
С Р1 мостът се настройва на
зададената температура. R1 оп-
редели „зададената температу-
ра" и може да се градуира, ка-
то се прави сравнение с термо-
метър, поставен до HL (при
това положение е възможно да
се измерва дистанционно тем-
пература, като R1 се нагласява,.
докато изгаснат лампите и тем-
пературата се отчита от скала-
та). R2 определи допуска на за-
дадената температура, т. е. об-
хвата, в който и двете лампи
още не светят. С R2 — Q може
да се постигне точност, по-добра
от 1°С. Тази голяма чувстви-
телност, която за много цели
не е нужна, може да се намали
с R2. '
R3 се нагласява еднократно,
така че при зададената темпе-
ратура лампите още да не све-
тят. За нагласяването на R3,
HL и R1 могат да се разпоят
и да се заменят с два резисто-
ра по 10 kfi. По-нататък R3 не
се регулира.
Схемата на фиг. 12.20 може
да се използува за много дру-
ги цели, ако само HL или HL
и R1 се заменят с фоторези-
стори.
Първият вариант позволява
контрол на осветеността, с кой-
то меже да се разбере дали
светлината, падаща върху фото-
резистора (на мястото на Л7А),
се различава от една зададена
с R1 стойност.
Интересна е втората възмож
ноет. HL и Rl се заменят с два
еднакви по тип фоторезистора.
За да се изравни техният до-
пуск, те не се евързват директ-
но към R2, а през един потен-
циометър (стойността се изпроб-
ва и е около 10-4-100 kQ), чий-
то плъзгач се свързва към R2.
Допълнителният потенциометър
позволява нулиране, ако и два-
та фоторезистора са осветени
еднакво. Ако осветеността вър-
ху двата фоторезистора е раз-
лична, това се индицира съот-
ветно от Lal и La2. Двата фо-
торезистора могат напр. да се
осветяват от един и същи из-
точник на светлина, чиято свет-
лина не е необходимо да бъ-
де константна. Между източни-
ка и единия фоторезистор се
поставя транспарентна материя
(в хартиената промишленост:
хартия или фолио; в химическа-
та промишленост: течност или
дим с определено оцветяване
или затъмняване), а към друго-
то се насочва някакъв сравни-
телен обект. По този начин мо-
гат да се индикират отклоне-
нията в светлинната пропускли-
вост. В този случай схемата
работи като сравняващо устрой-
ство. С него могат да се реги-
стрират много малки разлики в
светлопропускливостта (наглася-
ват се в зависимост от стойност-
та на R2). Ако се използува
цветна светлина или фотосъп-
ротивление с цветен филтър,
може да се прави автоматично
сравняване на цветовете, да се
регистрират цветовите отклоне-
ния в производствения процес
и т. н. Това приложение е раз-
гледано в раздел 4.2.3. Освен
лрозрачни обекти могат да се
контролират и твърди обекти,
като фотосъпротивленията се
осветяват от отразената от тях
светлина. В такива случаи на
мястото на Lal и La2 могат да
се поставят релета (със съпро-
тивление 50Q-?lkQ и успо-
редно евързан кондензатор от
100 до 500 pF), така че при
отклонения производствената ма-
шина да се спре, и т. н. Ако се
изисква висока чувствителност
(в случай че върху фоторези-
сторите пада малка светлина),
трябва да се увеличи захранва-
щото напрежение от 20 до 30 V,
което става, като се заменят
двете намотки 6 V с намотки
за 204-30 V~ (за моста) с из-
води при D1+D4.
При използуването на само
един фоторезистор и запазване-
то на R1 със схемата могат да се
правят дистанционни измервания
на много горещи (загрети до
червено) обекти (напр. в мета-
лургията), при конто темпера-
турата на обекта има директна
връзка с излъчваната от него
светлина. Тази светлина се на-
сочва през леща или сферично
огледало към фоторезистора.
Устройството от фиг. 12.20
може да работи с батерии, ка-
то захранването става с помощ-
та на един преобразувател (раз-
дел 9.2). Дзете вторични намот-
ки 6 V се явяват вторичната
страна на трансформатора на
преобразувателя.
12.6.4. Устройство за измерва-
не на температурата
с линейно изменение
на скалата
Описаните в 12.6.1 и 12.6.2 про-
сти измервателни устройства
335
имат нелинейно изменение на
скалата, което изисква специал-
но разграфяване на скалата на
измервателния инструмент. На
Т1,Т2: » 30,mW:/3а 90 (по възможност Обойка)
ТЗ- прп - Силициеб планарен транзистор р >30
(ЗгЯп < ЮО/М при 100 9С‘)
ZD:250mW,U^6S
Фиг. 12.21
Схема на устройството за измерване
на температурата с линейна скала. ТЗ е
температурният датчик
фиг. 12. 21 е показана схема,
чието изменение на скалата е
почти линейно, така че може да
се запази намиращата се в на-
личност скала. Грешката на ли-
нейност е само 1%. ТЗ е тем-
пературният датчик. За него се
използува един л/>л-силициев
транзистор. Базово-емитерното
напрежение на силициевите тран-
зистори има температурна зави-
симост около 2mV/“ С. В то-
зи случай се използува това
свойство. Ако ТЗ се затопля,
поради спадането на базово-
емитерното напрежение колек-
торният ток на ТЗ се усилва.
Това води до повишено акти-
виране на Т1, който заедно с
Т2 работи като диференциален
усилвател. Тъй като потенциа-
лът на базата на Т2 се поддър-
жа константен (ZD), увеличава-
нето на емитерния ток на Т1
води до намаляване на колек-
торния ток на Т2 в същата сте-
пей, защото само по този на-
син сумата на двата емитерни
тока през общото емитерно съ-
противление (и с това емитер-
ният потенциал) ще се запази
константна. Поради това ко-
лекторният потенциал на Т2 ста-
ва отрицателен. Тъй като в та-
зи точка е евързана базата на
ТЗ, базового напрежение се из-
меня (колекторният потенциал
на Т2 се прибавя към ставащия
с повишаване на температурата
по-отрицателен базов потенциал
на ТЗ), докато в същото
време колекторният потенциал
на Т1 се изменя в обратна по-
сока. Появилата се разлика в
напрежението между колектори-
те е пропорционална на откло-
нението на базового напрежение
на ТЗ, а от него — на темпера-
турата на ТЗ. Тя се индикира
от измервателния инструмент.
Тъй като / е свързан в напреч-
ния клон на моста, образуван
от Tl, Т2 и техните колектор-
ни съпротивления, влиянието на
температурата върху Т1 и Т2
не оказва никакво влияние и
двата имат еднаква температу-
ра, което се постига чрез мон-
тажа върху общо метално тяло.
Това важи също и за ZD, тъй
като температурният коефици-
ент на ценеровите диоди с це-
нерово напрежение 6 V е око-
ло 0. За по-точна индикация с£
препоръчва стабилизиране на
захранващото напрежение. Оста-
тъчният ток на ТЗ трябва да
се измери при температура
100°С (максимално 10 цА при
тази температура), ако ще тряб-
336
ва да се измерват по-високи
температуря. Устройството мо-
же да се използува в темпера-
турния обхват от —30° С до +
+ 120° С. С Р1 се нагласява на-
чалото на скалата на желаната
температура (определяне на ну-
левата "точка), а с Р2 — краят
на обхвата. Един измервателен
инструмент със скала, разграфе-
на от Одо 100, може спокойно
да се използува за обхвата 0
до 100° С със своето оригинално
разграфяване. За точност от 1
до 2% в целия обхват е напъл-
но достатъчно при тази схема
да се направи сравняване на две
точки от обхвата.
12.7. Приложения на глим-
лампи
12.7.1. Стабилизиране на напре-
жение
Използуването на глимлампата
като стабилизатор на напреже-
ние е особено често срещано
явление при любителите. На
фиг. 12.22 е показан принципът.
Фиг. 12.22
Принцип на стабилизиране на напре-
жение с глимлампи
Работното напрежение Uь тряб-
ва да бъде във всеки случай
по-високо от напрежението на
запалване на глимлампата. Вър-
ху нея се прилага напрежение-
то на горене, което е констант-
но в границите на тока на го-
рене, както е описано в раздел
2.1.2 (сравни с фиг. 2.1). За тази
цел се произвеждат специални
стабилизаторни глимлампи, кон-
то се отличават със стабилно
напрежение на горене и с ши-
роки граници на тока на горе-
не; техните характеристики Ugl=
= f(t) са почти линейни (фиг. 2.1).
Успоредно на стабилизаторната
лампа St (фиг. 12.22) може да
се вземе напрежението на горе-
не като стабилизирано U_Sl. То-
варното съпротивление RL по-
лучава напрежение, което е не-
зависимо в широки граници от
отклоненията на захранващото
напрежение Ub. Резисторът Rv
има ролята на токоограничител.
Основно може да се каже: кол-
кото по-голяма стойност има
R , толкова по-добро е стаби-
лизирането. По възможност вър-
ху Rv трябва да пада напреже-
ние, най-малко равно на Us', то-
ва означава, че Ub трябва да
бъде равно най-малко на 2 Ust-
През Rv освен тока на запалване
тече и консумираният от RL
ток. Ако последният се нама-
лява, токът на горене се уве-
личава в същата степей; това
означава, че токът през R ос-
тава константен. За стабилиза-
торните глимлампи е нужно то-
кът на горене да бъде минима-
лен, за да може да се постигне
добро стабилизиране. Rv тряб-
ва да бъде така оразмерено, че
през него да тече ток, който да
отговаря на максималния ток на
консуматора и на необходимая
22 Книга за конструктора-електроник
337
минимален ток на горене (стаби-
лизаторен напречен ток). Ако
консумираният от RL ток се на-
мали, стабилизаторният ток се
увеличава съответно и достига
своята максимална стойност,
когато RL не консумира ника-
кие ток. Стабилизаторът е поел
в този случай тока на консума-
ция. Тук трябва да се обърне
внимание на това, че не трябва
да се превишава използуваният
от стабилизатора максимален
ток на горене.
Типът на стабилизатора се
определя от необходимото за
Lst напрежение. Ако Us, е по-
високо от това на лампите с
«ай-голямо напрежение на за-
палване (максималното напреже-
ние на горене на модерните
стабилизатори достига до 150 V),
могат да се включат последо-
вателно 2еднакви стабилизатор-
ни лампи. По този начин се
определя максималният консу-
миран от Rl ток. Към него се
прибавя и минималният ток на
горене за съответния тип стаби-
лизатор. Сумата дава тока през
Rv. Напрежението върху Rv се по-
лучава от разликата Ub —Use,
от него и от тока през Rv
се определят стойността на
съпротивлението и мощността
му. С това стойността на Rv е
определена. Ub се избира, ако
не е зададено предварително
най-малко като 2 U sf. Накрая
трябва да се изпробва с как-
ва най-малка консумация на
Rf може да работи устрой-
ството; в екстрени случаи
този ток може да стане 0
(да се обърне внимание на мо-
мента на включване, докато глим-
лампата се затопли!). Допълни-
телно натовареният с тока на
консумация стабилизатор трябва
да бъде така подбран, че да не се
превишава максимално допусти-
мия му ток на горене. Ако не се
очаква променлива консумация
от Rl, Ry се оразмерява по спо.
менатия вече начин, така че на-
пречният ток през стабилизато-
ра да се нагласи на половината
от максимално допустимия ток.
При контрола на поддържането
на минималния и максималния
ток на стабилизатора трябва да
се предвидят очакваните откло-
нения на Ub (отклонения на
мрежовото напрежение). За про-
извежданите в ГДР стабилиза-
торни лампи, чието означение
най-често започва със StR. .. ,
любителят може да се ориенти-
ра за означението на типа, без
да използува проспект. Число-
то преди напречната линия оз-
начава напрежението на горене
Ust, а числото след линията =
=максимално допустимия на-
пречен ток. Стабилизаторът StR
108/30 напр. може да се нато-
варва максимално с 30 mA, а
напрежението му на горене е
108 V. Подходящ ток, ако RL е
константно, е 15 mA. Минимал-
ният ток при тези типове се
1
отклонява с - . - наи-малко с
4
1
-у от максималния ток; в при-
мера токът не трябва да спада
под 6-^-7 mA. Консумираният от
RL ток не трябва да надхвърля
24 mA, в противен случай тряб-
ва да се използува по-мощен
стабилизатор, напр. StR 100/80.
338
12.7.2. Глимлампови релакса-
ционни генератори
С глимлампи мнгат да се пра-
вят относително прости импулс-
ни "генератори, конто могат да
се използуват напр. като тонге-
ператори и пр. За описаните по-
нататък схеми може да се из-
ползува всяка произволна глим-
лампа, разбира се, без вграден
я цокъла й токоограничителен
резистор. Малките глимлампи
110 V за фазопоказател могат
много добре да се използуват
12.7.2.1, Генератор на трионооб'
разно напрежение с глим~
лампа
Показаната на фиг. 12.23 проста
схема на релаксационен генера-
тор може да се използува много
добре като тонгенератор, напр.
за упражнения по морзова теле-
графия. Тя произвежда трионо-
образни импулси, конто се
отнемат от кондензатора С. На-
чинът на действие на схемата е
следният.
При включване на напреже-
нието UB (най-малко 1,5 пъти
по-високо от напрежението на
запалване на GZ) кондензаторът
С се зарежда през съпротив-
лението /?; напрежението на
кондензатора започва да расте.
Когато се достигне стойността
на напрежението на запалване,
GI се запалва, при което С се
разрежда рязко до стойността
на напрежението на гасене на
GL през нейното малко съпро-
тивление. GL изгасва отново и
С се зарежда през R отново,
докато се достигне напреже-
нието на запалване. При това
напрежението непрекъснато се
колебае между напрежението на
запалване и напрежението на
гасене на глимлампата, чиято
разлика отговаря на нивото на
«
Фиг. 12.23
Генератор на трионообразно напрежение
с глимлампа
трионообразното напрежение,
при което покачването на на-
прежението е сравнително по-
бавно поради зареждането през
R, а спадането на напрежението-
стръмно поради малкото вът-
решно съпротивление на GI след
запалването й. Оттук се обяс-
нява формата на импулсите.
Честотата се определя от ско-
ростта на зареждане, това озна-
чава—от стойностите на R и С.
Освен това разликата между
запалващото напрежение и на-
прежението на гасене, както и
работното напрежение UB влия-
ят на честотата. При използува-
нето на една глимлампа НО V
за фазопоказател при Us«=«200V,
Ся«54-10 nF и 4-1 МЙ
се получава честотата на
следване на импулсите около
4004-600 Hz.
Регулиране на честотата може
да се проведе в широки грани-
ци посредством изменението на
R. Горната честотна граница се
определя от времето за дейони-
зация на глимлампата и в зави-
симост от типа на лампата мо-
же да достигне до няколко
килохерца. Долната честотна
339
граница може да се доведе при
достатъчно големи и С под
1 Hz (приложение в схема на
мигач, раздел 3.7.1.).
12.7.2.2 Генератор на островърхи
импулси с глимлампа
Както беше обленено в предиш-
ния раздел, разреждането на
кондензатора става във форма-
та на малък токов шмпулс през
глимлампата. Това може да се
Фиг. 12.24
Импулсен генератор на островърхи им-
пулси с глимлампа
използува за извеждане на остро-
върх импулс, както е показано
на фиг. 12.24. /?/, С и GI обра-
зуват релаксационна схема (фиг.
12.22). Кондензаторът се раз-
режда през глимлампата и /?2.
При всяко разреждане върху
R2 пада напрежение с формата
на островърх импулс. Докато
R2 е значително по-голямо от
динамичното съпротивление на
запалената глимлампа (при из-
ползуването на споменатите глим-
лампи за фазопоказател R2 се
избира от 5 до 25 кй), ампли-
тудата на островърхия импулс
се получава независимо от стой-
ността на R2 приблизително като
Ua = Uz—U ь (Uz—напрежението
на запалване, Ub— напрежението
на горене на лампата). Ширина-
та на островърхите импулси се
определя от R2 и расте с уве-
личаването на R2, защото това
съпротивление удължава време-
то за разреждане па конденза-
тора. Тъй като R2 е значително
по-малко от R1, напр. при из-
ползуваното в предишния раздел
оразмеряване, честотата и в та-
зи схема се определя предимно
от R1 и С според казаното в
предишния раздел.
12.7.2.3. Синхронизация на глим-
лампови релаксационни
генератора
Глимламповите релаксационни ге-
нератори не са особено стабил-
ни и поради това не могат да
се прилагат за създаването на
Константин честоти. Причината
се крие в това, че нарастването
на трионообразното напрежение
се спира от запалването на глим-
лампата. Но напрежението на
запалване никога не е констант-
но във времето, а се измени с
малка стойност в зависимост от
случайните йони в газовия пъл-
неж, както и поради възникнали
външни йонизационнн процеси
под въздействието на космичес-
ко лъчене или под въздействие-
то на светлина. Влиянието на
светлината може значително (как-
то и силните високочестотни
полета) да намали напрежението
на запалване, поради което глим-
лампите трябва да се монтират
така, че да не може да прониква
светлина до тях. Намалено на-
прежение на запалване означава
намалено време на нарастване на
трионообразното напрежение и
с това — повишаване на често-
тата.
340
По-малко известно е, че глим-
ламповите релаксационни гене-
ратори могат да се синхронизи-
рат по-лесно. Чрез подаването
на константна честота (син-
хронизационного напрежение)
към релаксационната схема тя
може да се синхронизира и по
този начин да се постигне добра
стабилност на честотата. Прин-
ципът се основана на това, че
глимлампата не се запалва са-
мостоятелно при достигането на
напрежението на запалване вър-
ху кондензатора, а малко преди
достигането на този момент от
външния синхронизационен им-
пулс. На фиг. 12.25 е показана
схемата за този метод.
Uв е захранващото напреже-
ние, R1 и С са елемептите,
конто определят честотата на
релаксационната схема според
фиг. 12.23. Синхронизиращото
напрежение се включва към Us.
Върху R2 то се събира с нап-
режението на запалване на глим-
лампата, респ. с напрежението
върху С, или се изважда от тях
в зависимост от полярността
на Us. Когато напрежението
върху С достигне стойност, кон-
то е напр. с 5 V по-малка от
напрежението на запалване, е
напълно достатъчно напреже-
вието върху R2 да бъде с 5 V
по-голямо (с противоположна по-
лярност спрямо Uв~), за да се
получи сигурно запалване. Опре-
делената от Rl/С честота на
„свободния" генератор (безUs)
трябва така да се определи, че
да бъде малко по-ниска от че-
стотата на синхронизиращото
напрежение. Тогава глимлампата
се запалва сигурно при появя-
ване на отрицателната полувъл-
на на Us малко преди запал-
ването при „свободна" работа.
В този случай генераторът се
синхронизира с честотата на
U s, R2 трябва да бъде значител-
но по-малко по стойност от RI.
Чрез правилно оразмеряване на
R3 синхронизационного напре-
жение може така да се определи,
че генераторът да се обръща
при всяка втора, трета или при
старателно оразмеряване, дори
четвърта или пета полувълна на
Us. Следователно R1 и С тряб-
1 1
ва да се оразмерят за - - до
Z о
I- от честотата на £7_ Схе мата
□
се използува като обикновен
делител на честота.
Честотата на свободно рабо-
тещия генератор от фиг. 12.23,
съответно фиг. 12.24 и 12.25, се
пресмята по следния начин:
f __________?__________
jk _ц
R-CA°v^dr
(Hz, MQ, jlF, V) с fk— честота-
на следване на импулсите,
Uь — работно напрежение, UL—
напрежение на гасене, Uz—на-
прежение на запалване па глим-
Фиг. 12.25
Синхронизиране на глимламповия релак-
сационен генератор
341
лампата; fk се прави (за фиг.
12.25) около 10—20% по-ниска
от честотата, с която схемата ра-
боти, когато е синхронизирана.
зуват първия делител. Според
вече казаното R1 и С1 се опре-
делят експеримеяталяо или спо-
ред формулата от предишния
Фиг. 12.26
Схема за делене на
честотата със синхро-
иизиран релаксационен
генератор
Uz и UL могат да се установят
с помощта на регулируем из-
точник на напрежение и успоред-
но свързан към глимлампата
волтметър. Формулата важи с
приближение и само за честоти,
при конто влиянието на времето
за дейонизация на глимлампата
още може да се пренебрегне,
което означава — в зависимост
от типа и екземпляра до някол-
от килохерца. Приложението на
тази синхронизационна схема,
респ. използуването й като дели-
тел на честоти, се ограничава в ни-
скочестотната облает.
12.7.3. Глимлампови делители
иа честота
Нафиг. 12.26 е показана цялата
схема на направения на принципа
от фиг. 12.25 тристъпален дели-
тел на честота. f е честотата,
която ще се дели. От изводите
t t t
2-, 4- и 8 може да се вземе съот-
ветната разделена честота. Вся-
ко стъпало работи с коефициент
на делене 2. СИ, Cl, R1 обра-
342
раздел на около 0,9 . Rs служи
за отнемане на изходното напре-
жение и отговаря на R2 от фиг.
12.24, т. е. на изходите получа-
ваме островърхи импулси. Rs се
оразмерява значително по-малко
от RRoKono 1 kQ). Резисторът
R2 от фиг. 12.25, служещ за
внасяне на синхронизационного
напрежение, е заместен от D1.
Схемата се задействува, както
вече беше обяснено, от отрица-
телните синхронизационни импул-
си, конто запушват D1. След за-
палването на G11 разреждането
на С1 може да стане през диода,
свързан в права посока. По този
начин се избягва удължаването
на времето за разреждане от съ-
противлението R2 (начертано на
фиг. 12.25). Вкарването на син-
хронизационната честота 5 ста-
ва през капацитивния делител на
напрежение, състоящ се от евър-
зания последователно конденза-
тор Cs и от евързания успоредно
кондензатор Ср. По същия начин
синхронизационният импулс за
второто делително стъпало, кой-
то се явява като отрицателен
импулс в момента на разрежда-
не, -се взема от С/ (сравни фиг.
12.23, падащ импулсен фронт!).
Ср и Cs се избират значително
по-малки от С/ (С2, СЗ и т. н.),
a Cs е обикновено по-малък от
С , защото на диода са’ не-
обходими само няколко волта
за * безупречно синхронизира-
не.
Точното оразмеряване зависи
също от импулсното напреже-
ние (Ua на фиг. 12.23), което се
подава на следващото делител-
но стъпало, както и от дакни-
те *на глимлампата. Определяне-
то става експериментално. Първо
се избира Ср=(0,05 -Ь 0,1) С1
(респ. С2, СЗ.. .); Cs тогава се
увеличава, започвайки от 0,1 .
Ср, докато се получи добра син-
хронизация. Затова^при настрой-
ката може много' да помогне
«дин осцилоскоп. Всички дели-
телни стъпала се оразмеряват
по вече показания начин, при
което могат да се свържат про-
изволно много делителни стъ-
пала, както е показано с пре-
къснатата линия на фиг. 12.26.
Коефициентът на делене 2 поз-
волява много стабилна работа.
Чрез подходящ избор на R1 ~
R3, С1 -г- СЗ могат да се постиг-
нат много по-високи коефици-
енти на делене (практически до
около 5,6). Cs трябва да се
оразмери много внимателно, а
захранващото напрежение U
трябва да се стабилизира, за5
щото в противен случай дели-
телното стъпало може да се
прехвърли на по-малък коефи-
циент на делене и може да за-
почне да работа нестабилно.
U2 би трябвало да бъде най-
малко равно на 3-?4 пъти^на-
прежението на запалване на
глимлампите.
Фиг. 12.27
Секунден тактов генератор с глимлампи.
За еталон за време служи мрежовата
честота
343
12.7.4. Секунден тактов гене-
ратор с глимлампи
Пример за приложение на опи-
сания в предишния раздел де-
лител на честота е показаната
на фиг. 12.27 напълно оразме-
рена схема на едносекунден так-
тов генератор. Устройството ге-
нерира тактови сигнали (с кон-
такт на реле) в интервали от
1 s и може да се използува за
много цели като еталон за вре-
ме. Импулсите могат да се из-
ползуват напр. за включването
на малък електромагнит за за-
движване на Часовников меха-
низъм, като по този начин се
получава и електронен еталонен
часовник.
За да може схемата да се
запази колкото може по-про-
ста, се избягва използуването
на прецизен задаващ генератор,
а се използува мрежовата че-
стота. За съжаление тя не винаги
е 50 Hz. Често се получават
отклонения до 1%. Един часов-
ник, задвижван с такъв тактов
генератор за време, ще показва
грешка, която отговаря на от-
клонение от 5 min на ден. Но
използуването на този часовник
за късо време за любителски
цели е напълно задоволително,
особено ако неговата грешка
може да се изчисли чрез кон-
трол на честотата на мрежата
(евентуално с добър честото-
мер).
Работното напрежение е от
300 до 370 V и се получава
през мрежовия трансформатор,
като се изправя от D2. Едно-
временно с това излизащото от
трансформаториата намотка на-
прежение 210 V с мрежова че-
344
стота се превръща от ограни
чителя D3, D4 и резистора 0,2 Q
в серия от правоъгълни импул-
си (виж фиг. 1.3 и 1.4). Тъй ка-
то в този случай са нужни са-
мо отрицателни импулси, на съ-
ответния ограничителен диод
D3 е приложено в обратна по-
сока (създадено през D1) по-
стоянно напрежение 14 V, а
другият ограничителен диод D4
е свързан направо към маса.
Първото стъпало на делителя
работи на 10 Hz и поради това
се синхронизира на всеки пети
импулс от мрежовата честота.
Неговата функция става ясна
от обясненията за фиг. 12.25 и
12.26. Получаваното от ограни-
чителя правоъгълно синхрони-
зиращо напрежение 50 Hz се
отнема от резистора 50 kQ при
G11. То образува заедно с кон-
дензатора 10 nF диференцира-
ща верига, която превръща пра-
воъгълния импулс в отрицател-
ни островърхи импулси, с конто
е възможно да се направи си-
гурна синхронизация на първото
делително стъпало.
Първото стъпало синхронизи-
ра по познатия ни начин второ-
то, състоящо се от G12 и опре-
делящите честотата елементи
(резистор 5 MQ и кондензатор
2 |iF) и работещо на 2 Hz. Тук
също има делене на честотата
5:1. Третото стъпало работи с
коефициент на делене 2 на 1
Hz и доставя импулса 1 s. Той
служи за управление на транзи-
стора Т1, който задействува
всяка секунда релето Rel. Кон-
тактът rel може да изпълнява
произволни включвания. Разде-
лянето на управляващите импул-
си за транзистора става чрез
диода D7. По време на зареж-
дането на кондензатора 1 p.F
диодът е в права посока. При
запалването на глимлампата той
се запушва; кондензаторът тряб-
ва да се разреди през D6 и ба-
зовото съпротивление на транзи-
стора, който се отпушва при
това. Относително голямото ба-
зово съпротивление служи за
удължаване на времето за раз-
реждане, за да може релето да
има достатъчно време за задей-
ствуване. Успоредно свързаният
към релето електролитен кон-
дензатор (стойността му зависи
от свойствата на релето) дава
малко закъснение на отпускане-
то и по този начин времето на
задържане се увеличава дотол-
кова, че времето на задейству-
ване на относително инертния
часовников механизъм е доста-
тъчно. Използуването на защи-
тен диод, свързан успоредно
към релето, става излишно.
На фиг. 12.27 са дадени ня-
колко напътствия за оразме-
ряването на схемата. Стойности-
те, означени със звездичка, за-
висят (какъвто е случаят и в
предишния раздел) от свойства-
та на глимлампата. Ако се на-
прави предварително изчисление
с формулата, зададена в раздел
12.7.3, честотата на отделните
стъпала става съответно 9,5 Hz,
1,9 Hz и 0,95 Hz. Кондензато-
рите Cs и Ср (виж фиг. 12.26)
трябва така да се оразмерят, че
действуващите върху D5 и D6
синхронизационни импулси .да
бъдат малко по-малки от 0,2.
(Uz—U1). Схемата може да из-
ползува малките глимлампи
110 V за фазопоказатели, при кон-
то обаче може да се случи една
от тях да има нестабилно пове-
дение (изведнъж се изменя за-
палващото напрежение). В отдел-
ни случаи изправността на тези
малки и евтини елементи се
определя опитно. Кондензатори-
те от 1 (1F и 2 |aF, определящи
времето, трябва да бъдат пре-
цизни и с добра изолация (не-
полярни кондензатори).
12.8. Броячна глимлампа
N41 и нейното при-
ложение
В раздел 2.1.4.2 бяха описани
функционирането и конструк-
цията на десетичната броячна
глимлампа. Всички десетични
броячни глимлампи работят по
този начин. При някои типове
обаче не са изведени всички ка-
тоди отделно (често катодите
К1-?К4, К6Ч-К9 са изведени
паралелно евързани, а катодите
КО и К5 поотделно) или между
всеки катод се използуват 2 по-
мощни електрода (Н1 и Н2) за
управление, конто изискват две
противоположни по фаза управ-
ляващи напрежения. Използува-
нето на такива глимлампи е
евързано със съблюдаването на
повече схемотехнически особе-
ности и тяхната най-голяма че-
стота на броене е 4 kHz.
За любителски цели е особе-
но подходяща броячната глим-
лампа N4, произвеждана от ФЕБ
Електронише Шпециалрьорен
Лайпциг предишното название:
Дойче Глимлампенгезелшафт
Преслер КГ), конто позволяват
много просто и с любителски
средства използуване. При тях
всичките 10 катода са изведени
*3 литературата подобии лампи са известии
под название™ декатрони — бел, ред.
345
поотделно, а за управление е из-
веден един помещен електрод
Н. Лампата може да бъде уп-
равлявана със синусоидални,
правоъгълни (май-малка ампли-
туда около 25 V респ.
^-•40 V) или подобии импулси с
честота до 25 kHz. Отделим
екземпляри могат да работят
до 100 kHz. Его защо в настоя-
щата глава на книгата за всички
схеми ще се използува тази лам-
па. Някои от примерите могат
да се реализират и с тип N3,
произвеждан в същия завод, в
която катодите К5 и ЦО са из-
ведена отделно, а останалите са
обединсни. Захранващото напре-
жение за N4 трябва да бъде
най-малко 300 V (най-добра стой-
ност от 320 до 330 V). Анодпи-
ят ток се нагласява на 1,5 mA
чрез подходящ набор на анодно-
то съпротивление. За да има
сигурно броене, анодно го съпро-
тизление трябва да се свърже
по възможност директив към
цскъла на лампата.
12. 8. 1. Основна схема на бро-
ячно стъпало с N4
На фиг. 12.28 са показани основ-
ните елементи на едно импулсно
броячно стъпало N4. Към анода
А е свързано само Ra, Ra се
оразмерява в зависимост от Ub
така, че да тече аноден ток
1,5 mA ±0,3 mA. За да може
да се поддържа този допуск,
ако се очакват големи измене-
ния на мрежовото напрежение
и ако Ra е с много малка стой-
ност, Ub трябва да се стабили-
зира. На фиг. 12.28 са дадени
примерни стойности за Ra. Ка-
тодите R\ до R9 са свързани
директив към маса. Към катода
КО се свързва последователно
един резистор (максимална стой-
ност 10 kQ). На него пада вина-
ги положително напрежение, ако
Фиг. 12.28
Принципна схема на броячно стъпало с
броячната дссетична глимлампа (де-
катрон) N4
разрядът на глимлампата е в
„положение" 0, което означава,
че е дости! нало до катода КО.
На помощния електрод Н е при-
ложено положително напрежение
през делителя на напрежение
R1 и R2 от 25 до; 30 V. По то-
зи начин се постига разрядът
на глимлампата при липсващ
входен импулс да спира винаги
на един от катодите, а не на
някой помощеп катод. През ре-
зистора Rv (от порядъка на 50
kQ) се получава преднапрежение
за помощните електроди Н. На
Ue се прилага импулсът, който
ще се брои. Той трябва да бъде
с толкова голяма амплитуда, че
помощните електроди да станат
най-малко с 10 4-15 V по-отрица-
телни от катоди ге. Помощният
електрод поема от съответния
катод разряда на глимлампата.
След изчезването на импулса
Н става отново положителен
спрямо катода К, така че пора-
ди особения сгроеж на тези
346
електроди следващият по посока
на броеие (след западения по-
мощен електрод Н) катод К ще
приеме разряда па глимлампата.
Това придвижване се осъщсствя-
ва при всеки входен импулс с
една позиция. Както се вижда,
Uе може да бъде и синусоидал-
но напрежение. Неговата полу-
вълна предизвиква по-нататъш-
ното изместзапе на разряда на
глимлампата, а положителната
полувълна се събира с предна-
прежението и не може да оказ-
ва влияние. За други импулсни
форми важи същото; при остро-
върхи импулси трябва да се
определи минимална продължи-
телност на импулса, защото прие-
мането на разряда на глимлам-
пата от един електрод на друг
има известна инертност поради
процеса на йонизация, обяснен
в част I. От него следва и гор-
ната гранична честота на брояч-
ната лампа.
12.8.2. Просто броячно устрой-
ство на импулси с бро-
ячна глимлампа N 4
На фиг. 12.29 а е дадена схе-
мата на прост импулсен брояч.
Устройството използува за пър-
вата и втората декада (едини-
ците и десетиците на резултата)
броячни глимлампи. За другите
декади е поредвидено механично
броячно устройство, което може
да бъде четириразредно. Пора-
ди това максималният брой им-
пулси, който може да се пре-
брои, е 10‘3—1, а горната често-
та па импулсите се определи от
скоростта на броене на меха-
ничния брояч. В опитния обра-
зец беше използуван броячен
механизъм с максимална често-
та на включване от 100 Hz,
като по този начин най-висока-
та честота на броене беше 10
kHz. Като броячен механизъм
може да се използува например
обикнозеп брояч на телефонии
разговори, чиято максимална че-
стота на броене не е по-голяма
от 10 Hz. Максималната често-
та на броене тогава е 1 kHz,
но чрез включването на още
една декада N4 може да се по-
виши на 10 kHz. Чрез използу-
ването на повече стъпала N4
може да се избегне използува-
нето на механичния брояч, кое-
то обаче оскъпява значително
конструкцията. За любителя има
предимство използуването на
механичния брояч.
В схемата на фиг. 12.29 а на
Ue се подава импулсът, който
ще се брой. Той може да бъ-
де или периодична импулсна
поредица с производна честота
(максимално до 10 kHz), или
производна непериодична поре-
дица от отделяй импулси, чие-
то отстояние един от друг тряб-
ва да бъде най-малко 0,1 ras
(но може да бъде производно
голямо). Разбира се, могат да
се броят и отделни импулси.
R61 служи за предусилване на
импулсите. За да се получи си-
гурно броене, е напълно доста-
тъчно входно напрежение от
0,5 V Максималното входно
напрежение може да бъде 500
V^, така че е възможно устрой-
ството да се използува за вся-
какви задачи. С S1 се съгласу-
ва грубо входната чувствител-
ност. Непрекъснатото регулира-
не на входа става излишно, за-
щото по-нататък и без това то
347
CO
00
A 005 СО
Фиг. 12.29 a
Схема на"броячното устройство с дссетични броячни глимлампи. D1,D2\ GA104 или силициеви диоди >: 100 V
се ограничава. SI има задачата
да се избягнат големи премо-
дулации на R61, защото те биха
могли да доведат до грешно
броене вследствие изменснието
мално до тази стойност. По то-
зи начин се избягват грешки в
броенето при премодулиране на
N4 (/?оЗ). Точка 0 отговаря на
входа на Uc от схемата на фиг.
Фиг. 12.29 б
Захранващ блок за брояча на импулси от фиг. 12.29 a. EZ80 не може
да се замени с диоди
на формата на импулсите. Пре-
дусилването става в система I
на R61. Нейната система II
служи за допълнително усилва-
не и инвертираие на импулсите.
Броячната лампа реагира само
на отрицателни импулси. За да
могат да се обработват също
и положителни импулси, може
да се избере съответно с S2
необходимата полярност на Rol
II, евързана като стъпало с раз-
делен товар. След S2 следва
импуленият ограничител DI, D2.
Тъй като положителният потен-
циал не е необходим, D2 е
свързан направо на маса. D1
получава от захранващия блок
напрежение —85 V. Входните
импулси се ограничават макси-
12.28; тук започва комплексът
на първата броячна декада.
Rl, R2 създават преднапреже-
нието за помощните електроди
на двете броячни лампи; S3
откачало е затворен. Преднапре-
жението за помо щните електро-
ди е около 30 V. При Rd3 се
броят входните импулси. При
десетия импулс разрядът на
глимлампата достига КО, при
което върху съпротивлението
на този катод пада положител-
но напрежение. То се използува
за управление на следващата
декада. Тъй като тя се задей-
ствува само от отрицателни им-
пулси, трябва да се инвертира
взетото от КО напрежение. Та-
зи задача се поема от Rd2 1.
349
Тя работа без кйтоден конден-
затор, защото трябва да усилва
съвсем малко (7-Ь10 пъти). Взе-
тият от /СО импулс има кон-
стантна амплитуда, защото тя
се определя само от анодния
ток. Поради това RO2 1 се уп-
равлява константно; взетият от
нейния анод импулс е също
така константен, така че огра-
ничаването става излишно. Този
импулс управлява втората бро-
ячна декада с R64. Ro4 се из-
мества с една позиция, ако Rd3
е минала през нулево положе-
ние (/СО), т. е. при всеки десе-
ти входен импулс. По този на-
чин Ro4 брои втората позиция
(десетиците). Към нея могат да
се включат трета, четвърта и
пета броячна лампа (с конто мо-
гат да се броят стотиците, хи-
лядите и т. н.), като между
всяка тръба се включи по една
инверторна лампа. На предната
плоча на устройството лампите
се нареждат в противоположен
ред за по-удобно отчитане (пър-
ва декада отдясно).
R04 (фиг. 2 29 а) управлява
механичния брояч, който брои
третата и останалите позиции и
се задействува от всеки стотен
входен импулс. И тук се взема
от катодното съпротивление на
КО един положителен импулс.
Rd2 11 включва броячния меха-
низъм Z. Тази лампа в нормал-
но състояние е запушена от за-
хранващия блок през Р1 с от-
рицателно напрежение (Р1 се
нагласява така, че анодният ток
на R62 11 да е 0). Взетият от
R64 положителен импулс задей-
ствува за късо време лампата
R62 II при всеки стотен входен
импулс и по този начин брояч-
350
ният механизъм се обръща с
една позиция. Резисторът 10
kQ и електролитният конденза-
тор 16 pF служат като защита
срещу влиянието на силните то-
кови удари на броячния меха-
низъм върху останалата схема.
За да може броячът да се
използува правилно, са необхо-
дими 2 помощни устройства.
Преди началото на всяко брое-
не индикацияга трябва да се
нулира. В механичния брояч то-
ва може да стане чрез механи-
ческо нулиране, ако, разбира се,
е предвиден механизъм за това.
При броячните глимлампи раз-
рядът трябва да се доведе до
катода КО. Това се постига, ка-
то всички катоди от К1 до К9
(с изключение на катодите КО
на двете лампи), както и долна-
та точка на делителя на напре-
жение (R2, R3) се свързват на
маса през бутона за нулиране
Tai, а не директно. За нулира-
нето на индикацията Tai се от-
варя. Поради това Kl-^KO на
двете лампи са отделени от ма-
сата; потенциалът на помощни-
те катоди Н се покачва почти
до стойността на анодното на-
прежение. Разрядът на лампата
е възможен само между анода
и катода КО и той скача от пре-
дишното си състояние в това.
Поради това Z получава в този
момент импулс от КО през RO2
11. Механичният брояч ще се
измества с една позиция при
всяко нулиране с Tai. За да се
отстрани тази грешка, се свърз-
ва и катодът на R62 II с Tai,
така че броячът при нулиране-
то не може да се задействува.
За много приложения е же-
лателно броячът да може да се
спира или пуска ръчно, когато
на входа му има непрекъснато
поредица от импулси . Схемата,
която се предлага с N4, дава
много проста възможност за
това. При отварянсто на пре-
късвача S3 потенциалът на по-
мощните електроди Н се пови-
шава до около +150 V. Поради
входния ограничител DI, D2
входного напрежение не може
да надхвърли стойността —85 V,
помощните електроди оставит с
положителен потенциал и глим-
лампата не може да приеме за-
ряда. Вследствие на това Ro3
не брой; R04 е също така за-
пушена поради това, че от Rd3
не получава управляващо на-
прежение. Когато S3 се затвори,
започва броенето.
Успоредно към S3 може да
се свържат букси и на това
място да се монтира бутон.
Ако на входа се подаде извест-
на честота, напр., 1 kHz (това
са 1000 импулса за всяка секун-
да), интервалът между съседни-
те импулси ще бъде 1 ms. Чрез
отчитане на преброените импул-
си се получава времето, през
което S3 е бил затворен. В та-
зи си форма броячът може да
се използува като електронен
хронометър. С него могат точно
да се измерват напр. времената
за включване на времерелетата
(описани в раздел 8), ако техни-
те контакти се свържат успоред-
но към S3.
Максималната честота на брое-
не на една глимлампа се изиск-
ва само от първата декада (тук
Ro3). За всяка следваща декада
честотата на броене се намаля-
ва с от предишната декада.
По това правило и в зависимост
от максималната честота на
броене на механичния брояч Z
може да се изчисли максимал-
ната честота, която може да
се обработи от брояча, респ. да
се определи броят на глимлам-
пите за желаната честота на
броене и за механичния брояч.
На фиг. 12.29 б е показана
схемата на захранващия блок за
този брояч. Опитният образец е
с трансформатор от типа Ной-
ман N102U. Захранващото на-
прежение + 300 V е стабилизи-
рано с два лампови стабилиза-
тора StR 150/30, чието предсъ-
противление(приблизителна стой
ноет 3 kQ) е нагласено за ток
от 20 mA. Чрез селеновия из-
правител, свързан в еднопътна
схема, получаваме нужного от-
рицателно напрежение от —85 V
за ограничителя и R62 11, което
е стабилизирано със стабилиза-
тор STR85/10. За избягване на
брумове в предното стъпало
(R61 /) се симетрира отопление-
то. С два диода се получава
удвояване на мрежовата често-
та до 100 Hz, което колебание
се извежда постоянно през ре-
зистора 100 kQ към буксите
(напр. при споменатия „електро-
нен хронометър") и може да се
използува като еталон за време
(1 импулс + 10 ms). Точността е
естествено зависима от стабил-
ността на мрежовата честота.
Тази еталонираща честота от
100 Hz може да се евърже към
Ие (фиг. 12.29 а) с кабел.
351
12.8.3. Схема за измерване на
честотата и за стартира-
не на устройството за
броеие на импулси
Схемата за стартиране на броя-
ча на импулси с S3 на фиг.
12.29 а има недостатъка, че за
стартиране и за спиране е необ-
ходимо да се задействува меха-
ничен контакт. Често обаче е
желателно пускането да стане
с импулс, подаден отвън. (Напри-
мер, ако трябва да се определи
времето за светене на лампата
на една транзисторна схема на
мигач. В този случай се изпол-
зува напрежението на лампата
за пускане на брояча, т. е.
броячът брой дотогава, докато
върху лампата пада напреже-
ние.)
Същата задача се получава
и ако трябва да се измери про-
дължителността на импулса на
моновибратор. В този случай се
използува подаденият от моно-
вибратора импулс за управление
на брояча. В двата случая е
възможно (ако на входа на броя-
ча се подаде позната честота)
непосредствено измерване на про
дължителността на импулсите.
Друга задача е безконтактно-
то регистриране на механични
процеси. Напр. времето за отва-
ряне на затвора на фотоапарата
се определя така: пред обекти-
ва има източник на светлина, а
зад затвора на мястото на фил-
ма е поставен фоторезистор. За
времето, през което затворът е
отворен, фоторезисторът подава
напрежение, с което може да
се пусне броячът. За тази цел
броячът трябва да има допъл-
нителпа схема за стартиране.
Друг метод в модерната -из-
352
мервателна техника е методът
за измерване на честота чрез
преброяване на импулси. Често-
тата на промепливото напреже-
ние се дава от броя на перио-
дите за секунда. Ако на входа
на брояча се подаде неизвестна-
та честота и с помощта па клю-
ча S3 (фиг. 12.29 а) той се пусне
точно за 1 s (което естествено
не може да се осъществи с ме-
ханичен контакт), тогава отче-
теният брой на импулсите ни
дава непосредствено честотата
в херци. Ако времето за измер-
ване се поддържа точно (1 s),
този метод позволява измерва-
ния на честотата с точност (ка-
то се абстрахираме от осцило-
скопния метод за сравняване на
честотите), която не може да се
постигне по друг измервателен
принцип. Поради вече описаните
особености на броячната глим-
лампа този метод може да се
използува само в нискочестотна-
та облает.
Една схема, която изпълнява
в проста форма тези условия и
позволява за аматьорски цели
достатъчна точност, е показана
на фиг. 12.30 като допълнение
на брояча от фиг. 12.29 а и б.
Към нея се прибавят лампите
Ro5 и R66. В схемата на фиг.
12.29й отпадат R2, R3 и S3.
На тяхно място в точките X и
Y се свързва триодпата система
Ro5I. Акю Ro5I се запуши, то-
ва отговаря на отварянето на
ключа S3 (фиг. 12.29 а), като
броячът е също запушен. Ако
Ro5I е отпущена, вътрешното й
съпротивление спада дотолкова,
че нейното анодно напрежение
(R1 от фиг. 12.29 а е сега анод-
но съпротивление за R05 /) има
достатъчната стойност за пред-
напрежение за електродите Н.
Ключът S4 (фиг. 12.30) отнача-
ло в положение a, a S5 е отво-
рен. R65II не получава предна-
цеса на броене може или да се
приложи напрежение между бук-
сите Ви2 и ВиЗ с амплитуда
най-малко от 8V и отрицателен
полюс, евързан към ВиЗ (произ-
- w
Фиг. 12.30
Схема за измерване на честотата
на импулси
и за стартиране на устройството за броене
прежение за решетката си и
поради това има малко вътреш-
но съпротивление. Чрез делене
на напрежението между нея и
анодното съпротивление със
стойност 50 kQ върху анода на
Ro5II пада съвсем малко на-
прежение. Между този аноден
потенциал и потенциала —85 V
(черпи се от захранващия блок)
е евързан Р2. Неговият плъзгач
се нагласява така, че потенциа-
лът на решетката на Rd5I да
е отрицателен и с такава стой-
ност, че анодът на R65I да
получи необходимите 130 4-150 V
за запушване на брояча. Броя-
чът спира. За пускане на про-
ходът на това напрежение е
произволен: напр. напрежение на
лампата на мигач или изходен
импулс на моновибратор), или
да се евържат Ви! и ВиЗ заед-
но (механичен бутон за пуска-
не при контрол на релеен кон-
такт и т. н.), поради което по-
тенциалът — 85V се прилага на
ВиЗ. Отношенията между съ-
противленията са избрани така,
че между Ви! и ВиЗ има съпро-
тивление от 50 kQ, което води
до пускане на брояча. По то-
зи начин може да се измерва
продължителността на светли-
ната (затвор на фотоапарат или
измерване на ефективно време
23 Книга за конструктора-глектроиик
353
за светене на лампи на мигачи е желателно броенето да се из-
и т. н.), ако на мястото на на-
чертания с прекъсвана линия
ключ се свърже един фоторе-
зистор (CdS -тип).
Във всички тези случаи отри-
цателният потенциал на ВиЗ во-
ди до запушване па Ro5II.
Нейният аноден потенциал ста-
ва по-положителен и поради
това потенциалът върху Р2 се
„повдига“. Напрежението на
плъзгача на Р2 от отрицателно
става положително със стойност
14-2 V. Поради това спада въ-
трешното съпротивление на R65I.
Броячът започва да действува,
защото напрежението на помощ-
ните електроди па N4 е само
25V. Тези стойности, дадени на
фиг. 12.30, се нагласяват с Р2.
Кондензаторът 200 pF предиз-
виква запускането да става по
възможност без закъснение, кое-
то става чрез директно предава-
не на скока на напрежението
при задействуването >(като се
заобиколят резисторите) директ-
но от анода на R651I на решет-
ката на R65I.
По-различен е случаят, кога-
то се измерва времето на перио-
дични процеси. Даденото за
пример измерване на времето на
мигане на една лампа не е въз-
можно, ако лампата мига рит-
мично. Със същият ритъм ще
се пуска и спира броячът, така
че междинно отчитане на ре-
зултатите е невъзможно. В този
случай трябва да се направи та-
ка, че броячът само еднократно
да брой, но след приключване
на броенето да не задействува
при повторно пускане. За тази
цел може да се използува тира-
тронът Ro6 (Sl,3/0,5iV). Когато
354
вършва еднократно, ключът S5
се затваря. Тиратронът сега е
успореден на Ro5II (на фиг.
12.29 а точката У се намира през
Та на маса!). Тиратронът има
две управляващи решетки, конто
имат подобии свойства като те-
зи на стартовите електроди при
тиратрона със студени катоди.
(Sl,3/0,5iV е тиратрон с отопля-
вани катоди, чиято интересна за
случая особеност е, че след за-
палването има много малко анод-
но напрежение на горене от око-
ло 8V). Преднапрежението на
решетката 7 се нагласява с РЗ
така, че тиратронът още да не
се е запалил при отворена бук-
са ВиЗ. Когато на ВиЗ се пода-
де отрицателно напрежение, то
попада на решетката 2 на тира-
трона и увеличава напрежението
й дотолкова, че Rod не се запал-
ва даже и ако неговото анодно
напрежение се повиши чрез за-
пушване на R65II. За да може
това запалване да се избегне
със сигурност, нарастването на
диодното напрежение трябва да
стане около една милисекунда
по-късно от повишаването на
напрежението на решетката 2 на
R66. Това може да се гюстигне,
ако запушващото напрежение,
идващо от ВиЗ, задействува вед-
нага RO6, а това за R65II за-
къснее малко през R4 и С1.
Когато процесът на броене
трябва да приключи, отрицател-
ното напрежение на ВиЗ се от-
страпява, то отпада веднага и
от решетка 2 на Ro6, докато
на решетката на R05II поради
заряда на С1 закъснява извест-
но време. (По този начин се из-
равнява закъспението на стар-
тиране, така че времето на брое-
не отговаря точно на времето
за стартиране на ВиЗУ) Напре-
жението на запалване на R06
се понижава, докато на анода
на R051I има още високо на-
прежение. R66 се запалва вед-
нага. Нейното малко вътрешно
съпротивление след запалването
свързва практически на късо
R05I, което означава, че на
анода на Rd5I има около +8V,
а на решетката на R65I през
Р2 — високо отрицателно напре-
жение. Броячът е спрян. Но
един път запаленият тиратрон
не се влияе повече от решетки-
те и остава запален. Ако на
ВиЗ се подаде повторно отри-
цателно напрежение, тиратронът
не може да се загаси и не мо-
же да достигне необходимото
покачване на анодното напре-
жение на R05II. Повторно
пускане на брояча е невъзмож-
но. Резултатът може да се от-
чете спокойно. След това се за-
действува бутонът за нулиране
Tai (фиг. 12.29 я). С това през
проводника Y (фиг. 12.29 и 12.30)
се прекъсва катодната верига
на тиратрона, той угасва и стар-
товата схема е готова за ново
броене. Освен това тиратронът
може да се изгаси чрез крат-
ковременно отваряне на S5, без
да е необходимо нулирането на
брояча.
При направата на схемата
трябва да се обърне внимание,
че настройката на РЗ е относи-
телно критична и трябва да се
проведе след настройката на
Р2. При грешно настроен РЗ
тиратронът или не ее запалва,
или се запалва веднага при за-
почване на броенето. Най-дсбре
е запалването на тиратрона да
се наблюдава не по светящия
газ, който се забелязва лошо
отвън, а чрез измерване на анод-
ното напрежение на RO5II с
лампов волтметър. Ако то спад-
не до около +12V, Rd6 се е
запалила.
S4 може да има още едно
трето положение, което не е да-
дено на схемата и с което се
свързва директно към Bill. В
този случай броячът непрекъс-
нато е готов за работа (отгова-
ря на затворения контакт S3
на фиг. 12.29 а). Ако се изпол-
зува двуполюсен 4-позиционен
прекъевач, S4 и S5 се комбини-
рат по начин, при който поло-
жение а се предвижда два пъ-
ти, а в една от тези позиции
S5 се затваря. Тогава на пре-
включвателя на режимите имаме
4 позиции: „непрекъснато измер-
ване на времето през ВиЗ“, “из-
мерване на време със забрана
за повторно измерване", „измер-
ване на честота" (положение Ь)
и „непрекъснато броене" (горе-
споменатата позиция с).
Измерването на честотата
става с S4 в положение b, S5
е отворен. За това според ка-
заното броячът трябва да се
пусне автоматично за 1 s. След
подаване на непознатата често-
та на входа се натискат буто-
ните Та2, ТаЗ. При това С2 се
зарежда до 300V (плюса па
ТаЗ). С отпускане на бутоните
Та2 и ТаЗ се сменя полярност-
та на С2, плюсът е на маса, а
на S4b се подава през Та2 по-
тенциал —300V. R35II се за-
пушва веднага; броячът работи.
С2 се презарежда през Р4 (гру-
ба настройка на времето) и Р5
355
(фина настройка на времето)
към захранващото напрежение
+ 300V. Когато напрежението
на С2 стане при това презареж-
дане О, R05II се отпушва на-
пълно. Резисторите се оразме-
ряват така, че да не се получи
недопустимо голям решетъчен
ток.
Р4 и Р5 се настройват най-
добре, когато се измерва кон-
стантна честота от 1 kHz или
10 kHz (по възможност да се
прави сравнение с кварц), а вре-
мето за измерване се нагласява
така, че броячът да показва
точно 1000, респ. 10 000 импул-
са. Тази проста схема, както
показва опитният образец, дава
точност (2-J-3). 10“б, за което
бяха използувани висококачест-
вени елементи (С2 трябва да
има първокласна изолация). Го-
лямата точност се дължи на
стабилизираното напрежение
+ 300V, както и на особеност-
та на кондензатора С2, който
се презарежда към захранва-
щото напрежение с обратна по-
лярност. В този случай точност-
та не зависи от захранващото
напрежение. Този многостранен
брояч може да се комбинира
с един кварцов резонатор 10kHz.
Кварцовото стъпало може да
служи за „времееталон“ при
точки измервания па времето,
както и за постоянен контрол
на часовника при измерване на
честота. За съжаление такива
кварцове са сравнително скъпи.
От друга страна, е възможно
такъв имнулсен брояч, снабден
с еталонен кварц да се изпол-
зува като „измервателен еталон“
за всички любителски измерва-
телни постановки. С брояча на
импулси, използуван като често-
томер, може по всяко време да
се контролира точно честотата
на наличните тонгенератори, им-
пулсни генератори и др. В та-
кива случаи броячът би трябва-
ло да се захранва точно с 220V
от мрежата, за което се изпол-
зува регулируем трансформатор.
12.8.4. Делител на честота с
броячна глимлампа N4
Изведените катоди на броячна-
та глимлампа N4 позволяват
използуването й за просто и
сигурно делене на честотата.
В сравнение с почти всички поз-
нати схеми тя има предимство,
че може да се използува в рам-
ките на цялата нискочестотна
облает независимо от работна-
та честота.
На фиг. 12.31 а е показан
принципът. Ако S1 и S2 са в
начертаното положение, Kl-^-KO
са на маса; на всеки десети им-
пулс върху Rk пада напреже-
ние. Приложената на Н входна
честота ще се раздели в отно-
шение 10:1. Ако S1 е в поло-
жение b, К5 е евързан с Rk.
Върху Rk пада напрежение на
всеки пети входен импулс, пред-
извикано или от К5, или от
КО. Входната честота се разде-
ли в отношение 5:1. Ако S1
остане в положение a, a S2 се
постави в положение Ь, всички
четни катоди са свързани с Rk.
Поради това на всеки втори
входен импулс пада напреже-
ние върху Rk; отношението на
честотите е 2:1. Както се виж-
да, тези процеси не зависят от
входната честота.
На фиг. 12.31 б е показана
356
Фиг. 12.31 а
Принципна схема на броячната глим-
лампа N4 за делене на честотата
Фиг. 12.31 б
Схема па двустъпален делител на че-
стота за производим честоти :'25 kHz
с глимлампи N4. За захранващ блок
служи схемата от фиг. 12.29 б; вход-
ният усилвател и ограничителят се
свързват в точка Q според фиг. 12.29 а
OJ
Сл
оразмерената схема на един
делител на честота. За захран-
ващ блок служи отново блокът
от фиг. 12.29#. Входного стъ-
пало с предусилвател и ограни-
чится съответствува на брояча
на фиг. 12.29. Към точка Q от
схемата от фиг. 12.29 а се свър-
зва точка Q от схемата от
фиг. 12.31 б. Стартовата схема
отпада. R03 (озпачеиията отго-
варят на озиаченията от фиг.
12.29 а) е първото делително
стъпало според схемата от
фиг. 12.31а, след него следва
познатото стъпало за инверти-
ране на фазата (RO2I), а след
това второго делително стъпа-
ло. Към неговия изход е свър-
зано импулсното изходно стъ-
пало R62II през S5. То позво-
лява изходните импулси да се
вземат от Ви.1 с отрицателна
полярност, а от Ви2 с положи-
телна и е свързано като фазо-
инверсно стъпало. Трябва да
се обърне внимание на това, че
изходното напрежение има фор-
ма на правоъгълни импулси спо-
ред фиг. 1.9 (долната графика)
независимо от формата на вход-
ного напрежение. Чрез съответ-
на комбинация на превключва-
телите S1 до S5 па фиг. 12.31 б
могат да се иагласят различии
отношения на деление (виж таб-
лицата). Те се получават спо-
ред вече казаното за фиг. 12.31а.
Отношението 1:25 се получава
чрез двойно делене в отноше-
ние 1:5 и т. н., Sl-^SS могат
да се комбинират в един 8-по-
зиционен превключвател с 5 га-
лети, с чиято помощ зададени-
те отношения на делене могат
да се избират само с една опе-
рация. Горната граница на вход-
358
ната честота зависи от свой-
ствата на глимлампата и е 25
kHz;- с екземпляри с подходя-
щи характеристики може да до-
стигне до 100 kHz (за Ro3 тряб-
ва да се използува по-добрият
екземпляр). За долните честоти
няма никакво ограничение.
12.8.5. Генератор на стъпало-
видни импулси с брояч-
иа глимлампа N4
За определени измервателни ме-
тоди предимно в телевизионна-
та техника са необходими на-
растващи стъпаловидни импул-
си (неутрален стъпален клин в
телевизионната картина). Стъпа-
ловидните импулси са особено
необходими и в нискочестотна-
та техника за импулсни усилва-
тели, за измервания и изпитва-
ния. На това място не е въз-
можно да се спрем по-подробно
на различните възможности за
използуване и измервателни ме-
тоди със стъпаловидни импул-
си. С една броячна лампа N4
може да се осъществи генера-
тор на стъпаловидни импулси,
който може да се използува за
много цели, но в относително
тясна честотна облает. На фиг.
12.32 е показана оразмерена
схема на такъв генератор за
стъпаловидни импулси. В него
могат да се използуват както
захранващият блок от фиг.
12.29#, така и входного стъпа-
ло с Rol от фиг. 12.29 а (до
ключа S2, виж S2 на фиг. 12.32).
Катодите К1-±К9 са свърза-
ни към една верига от 9 рези-
стора, всяко от конто има стой-
ност 500 Q. Връзката К9—Р6
не съществува отначало, а раз-
359
25kQ
250M
Фиг. 12.32
Схема на генератор на стъпаловидни импулси с глимлампа N4. Захранващ блок според фиг. 12.29 б, входпа схе-
ма до S2 според фиг. 12.29 б
ряда на глимлампата става от
катода К1- Върху първия рези-
стор 500 Q от веригата падат
0,75 V; това напрежение може
да се измери в точката М. Ко-
Фиг. 12.33
Осцилографна снимка към схемата на
генератора на стъпаловидни импулси
с глимлампа (фиг. 12.32). Фигурата по-
казва напрежението в точка М (фиг.
12.32) (при липсваща връзка М-Р6 и
без диода D 3) при придвижване на
разряда на глимлампата през катодите
К1+К9. На КО напрежението е 0,
на К9 е най-високо
гато следващият разряд на глим-
лампата се прехвърли от управ-
ляващия импулс върху К2, вър-
ху М пада (поради свързаното
сега към /<2 катодно съпротив-
ление 500 + 500=1000 Q) напре-
жение 1,5 V. То се покачва с
всеки следващ управляващ им-
пулс с 0,75 V и достига (ако
катодът К9 е задействуван)
6,75 V. Когато товарът върху
КО изчезне, напрежението на М
става 0, като започва отново да
расте със следващия цикъл на
броене. Между отделните като-
ди разрядът се поема от И. В
тези моменти напрежението на
М слиза за късо време до 0.
Върху М не се получава дей-
ствително стъпаловидно нараст-
ване, а крива, която се вижда
от осцилограмата на фиг. 12.33.
Там може ясно да се различи
нарастващото напрежение от
катод до катод с междинните
нулеви положения в момента,
когато става предаването на
разряда на глимлампата върху
помощния катод. От тази осци-
лограма трябва да се получи
„действителният" стъпалообра-
зен импулс. Това става като
през диода D3 (който в този
случай поради необходимого
високо съпротивление в обратна
посока може да бъде само ва-
куумен диод) се зареди конден-
заторът Ct. По време на нуле-
вите положения на напрежение-
то на М, Ct не може да се раз-
реди през запушения диод D3.
Сега трябва да се осигури при
достигането на катода КО на-
прежението на Ct да стане от-
ново 0, като по този начин се
получава стъпаловидно зареж-
дане. За тази цел от КО се взе-
ма по познатия начин един им-
пулс, който се усилва в инвер-
тиращото стъпало R02I и с
отрицателна полярност се пода-
ва на Ct през Сг и D6. Този
импулс (неговото енергийно съ-
държание се определя от Сг и
трябва да бъде малко по-голямо
от енергийното съдържание на
максимално заредения конден-
затор С,) разрежда кондензато-
ра Ct. За да не се зареди Ct
при този процес отрицателно,
диодът за нулевого ниво D4
провежда допълнителния отри-
цателен заряд от Сг и D6 към
маса. При достигането на като-
да КО, стойността на напреже-
нието на Ct е 0. Сг се разреж-
да след подаване на обратния
импулс през D5, при което по-
тенциалът върху D5 е +30 V.
360
Това е необходимо, за да се
запушат D5 и D6 по време на
зареждането на Ct и за да се
избегне обратно разреждане на
Ct през диодите. D5 и D6 мо-
гат да бъдат само диоди с ви-
соко обратно напрежение
(ОА705 или силициеви диоди; при
нужда може да се включи вто-
ра лампа ЕАА91). Стойността
на Ct е относително без значе-
ние. Стойността 4,7 nF, дадена
на фиг. 12.32, е подходяща за
входна честота от 6 до 25 kHz.
Ако кондензаторът се избере
по-малък, по време на нулира-
нето (помощният катод Н е за-
пален) се получават по-малки
обратни разреждания, при което
спада импулсният таван на стъ-
палото. Ако Ct се избере по-
голямо, процесът на зареждане
е по-продължителен, фронтове-
те на стъпалата ще се закръг-
лят и вместо стъпалообразен
импулс ще получи покачване
на напрежението във формата
на експонента. Без специални
мерки последният ефект не мо-
же да се избегне, защото за-
реждането на Ct става през анод-
ното съпротивление на N4. Тъй
като Ct има долна гранична
стойност, не може да се избег-
не голямата времеконстанта,
оказваща смущения. Закръгля-
ването на фронта на стъпалото
може да се компенсира, ако
в момента на импулсния скок
се подаде помещен импулс.
Скокът на импулса съвпада с
момента на разреждане на глим-
лампата от помощния катод към
следващите катоди. Този мо-
мент отговаря на положителния
фронт на входния импулс, по-
даден на Н, който според схе-
мата на фиг. 12.29 а се подтиска
от диода D2. От този фронт
чрез евързването на регулируе-
мо съпротивление Рб след D2
(фиг. 12.32) се получава поло-
Фиг. 12.34
Стъпаловиден импулс на изхода Ви2
на генератора от фиг. 12.32. В съот-
ветствие с катодите A7-t-№ на глим-
лампата има 9 стъпала: Катодът КО
връща напрежението на 0. Формата на
стъпалата може да се настройва с Рб
(фиг. 12.32)
жителен напрежителен импулс,
който се подава на точка М и
се използува по този начин за
бързо разреждане на Ct през
D3. Произвежданите от глим-
лампата отскоци на напреже-
нието имат предимно задачата
да изравняват товарите с по-
мощния импулс от Рб, както
и да поддържат нивото в точ-
ка М. С Рб така се нагласява
скокът на импулса, че при най-
добрата стръмност на фронто-
вете да не се забелязва още
пререгулиране на контурите на
стъпалото. По този начин вър-
ху Ct се получава стъпаловиден
импулс с много добра линей-
ност, който се подава на раз-
делителното импулено стъпало
PO2II. Свързващият конденза-
тор със стойност 0,1 p.F не се
явява като смущаващ поради
361
високото входно съпротивление
па фазоипверсното стъпало
(R02H). От буксата Ви.1 се взема
стъпаловидният ' импулс с от-
Фиг. 12.35
Един пример за използуване на стъ-
паловидния импулс. Импулсът от фиг.
12.34 се подава на входа на лампово
усилвателно стъпало с амплитуда, коя-
то премодулира усилвателя. На изхода
се получава показаната осцилограма.
Различават се горните и долните стъ-
пала, конто са сбити; това показва, че
на тези места усилването е малко. Тъй
като сгъстяването отгоре и отдолу е
равномерно, работната точка на стъ-
палото се намира на средата на лам-
повата характеристика. От стойността
на намаляването на амплитудата на дол-
ните и горните стъпала в сравнение
със средните може да се изведе не-
посредствено степента на изкривяване-
то на характеристиката
рицателна полярност (падаща
стълба), а от Ви2— с положи-
телна полярност (покачваща се
стълба). Осцилограмата (от фиг.
12.34) показва стъпаловидния
импулс, взет от Ви2 при вход-
на честота 10 kHz. Ясно се виж-
дат съответствуващите на ка-
тодите от К1 до К9 девет на-
прежителни стъпала, както и
предизвиканият от катода КО
чрез разреждане на Ct пад на
напрежението до 0 с обратния
импулс през Сг и D6.
В следващата осцилограма
(фиг. 12.35) е показана възмож-
постта за използуване на стъ-
паловидния импулс. Импулсът
се подава на входа на едно
усилвателно стъпало, премоду-
лирано от висока импулсна ам-
плитуда. Ясно се вижда как
горната и долната част на стъл-
бата са свити вследствие на лам-
повата характеристика. Тъй ка-
то формирането се прави на
третото стъпало, може да се
каже, че работната точка на
стъпалото се намира на среда-
та на характеристиката. От дру-
га страна, би могло да се раз-
менят долният и горният потен-
циал на стълбата. Със стъпало-
видните импулси може да се
прави много добър контрол на
линейността на отделни усил-
вателни стъпала или цели усил-
ватели, като също така могат
да се отчитат директно от ос-
цилограмата причините за мно-
го смущения.
12.9. Безконтактен фото-
електричен оборо-
томер
Измерването на оборотите е
необходимо както в автомобил-
ните, така и в много други
области на техниката. Механич-
ните обороти изискват механич-
но свързване към детайла, чии-
то обороти ще се измерват.
Тази трудност може да се из-
бегне посредством фотоелектри-
ческия измервателен метод. Та-
кава възможност ни дава напр.
светлинният стробоскоп (виж
раздел 3.10.2), с който едновре-
менно може да се изследва по-
подробно поведението на вър-
тящия се детайл. Често обаче
е достатъчно да се знаят само
362
оборотите или се изисква обо-
ротите да се отчитат дистан-
ционно. Тогава използуването на
стробоскоп не е подходящо. В
такива случаи може да се из-
прежение. Тя се поставя до FW.
Те могат да се монтират в една
цилиндрична конструкция; въз-
можно е използуването на кон-
струкцията на продълговато
Фиг. 12.36
Безконтактен фотоелектронен оборотомер
ползува схемата на фиг. 12.36.
Принципът се основава на това,
че един въртящ се детайл с
маркер се осветява от малък
светлинен източник. Отразената
светлина от детайла (с перио-
дично изменяща се от маркера
яркост) се насочва към един
фоторезистор FW и от него
се преобразува в напрежителни
импулси, конто се превръщат от
изходяща индикаторна схема в
постоянно напрежение, пропор-
ционално на честотата на им-
пулсите и отчитано от един из-
мервателен инструмент. Инстру-
ментът е разграфен направо в
обороти.
Източникът на светлина мо-
же да бъде обикновена малка
лампа с нажежаема жичка, коя-
то се захранва с постоянно на-
джобно фенерче (неговата ба-
терия захранва лампата), ако се
използува FW с конструкция
за аксиално падане на светли-
ната. Този датчик се приближа-
ва към въртящия се детайл до-
толкова, че осветяването му да
става само от лампата и да
може да се пренебрегне стра-
ничного осветление. Машинният
детайл трябва да се боядиса
преди измерването по такъв на-
чин, че двете негови половини
да се различават по степей на
отражение. Ако материалът е
светъл или лъскав, необходимо
е да се затъмни само полови-
ната обиколка. Когато детайли-
те са тъмни, използува се те-
беширен прах или подходяща
бяла боя. Отразената светлина,
падаща върху FW на всеки по-
363
ловин оборот, ще се изменя.
Върху RI на схемата от фиг.
12.36 пада променливо напре-
жение (синусоидално или с пра-
воъгълна форма) с честота, про-
порционална на оборотите. Тъй
като осветеността върху FW
никога няма да стане 0, това
променливо напрежение има по-
стоянна съставна. Тя може да
се компенсира чрез подходящо
нагласяване на RI. Следовател-
но стойността на R1 зависи от
степента на отражението на
измервания обект, от светлина-
та на лампата, разстоянието
между обекта и датчика и т. н.
Ако устройството се използува
за измерване на оборотите на
различии детайли (напр. изпита-
ния в цеха), на R1 се поставя
копче, с което от време на вре-
ме се прави настройка, за да
може оборотомерът да работа
със сигурност. Когато се измер-
ва непрекъснато само един
обект, R1 може да се нагласи
твърдо.
Ако обектът е прозрачен, FW
може да се постави зад него,
а лампата пред него (напр. вър-
тяща се перка), така че светли-
ната периодично ще се прекъс-
ва. Това позволява напр. изпол-
зуването на устройството като
уред за измерване на дебита,
напр. в химическата промишле-
ност. Една част от тръбопрово-
да, през който минава веще-
ството (то трябва да е прозрач-
но), чийто дебит ще се измер-
ва, трябва да е прозрачна и
вътре в нея се монтира въртя-
ща се перка, която се задвиж-
ва от течността. Перката, чиито
обороти са пропорционални на
скоростта на протичане, пресича
364
по вече познатия начин светлин-
ния лъч, подаден отвън за обо-
ротомера.
Приложеното върху R1 про-
менливо напрежение първо се
усилва от Т1. Тъй като при
малки обороти честотата е мно-
го ниска, Т1 е евързан галва-
нично и неговият колекторен
електролитен кондензатор има
достатъчно голяма стойност (в
зависимост от най-ниските обо-
роти— от 10 до 50 pF). Тъй
като вследствие променливите
условия на работа амплитудата
и формата на променливото
напрежение не могат да се
предвидят, трябва да се извър-
ши импулено формиране. Про-
менливото напрежение се фор-
мира от един тригер на Шмид
Т2— ТЗ (виж раздел 8.22) в
правоъгълни импулси, конто се
вземат от колектора на ТЗ. За
да не оказва влияние коефициен-
тът на запълване на импулсите,
те се диференцират от С2, след
което се въвеждат в индика-
торната схема (един моновибра-
тор— виж раздел 8.1.2). Пус-
кането на моновибратора се из-
вършва от отрицателния остро-
върх импулс, създаден от С2 и
диода (виж раздел 1.3 и фиг.
1.7 б), което става един път на
всеки оборот. При това Т4 е
отпушен за времето на закъсне-
ние на моновибратора, което се
определя от C3/R3. През това
време през / протича ток. Ко-
гато оборотите се увеличават,
/ се включва по-често през Т4,
при което средната стойност на
тока през I се увеличава. Успо-
редният на I електролитен кон-
дензатор интегрира токовите
импулси и предпазва от вибра-
ции на стрелката при ниски
обороти.
Стойностите иа С1 и С2, кон-
то са в съответствие с оборо-
тите и честотния обхват, не са
особено критични (С2 не тряб-
ва да бъде с по-голяма стой-
ност, отколкото е необходимо
за сигурно задействуване на
моновибратора). С СЗ се прави
груба, а с R3 фина настройка
па измервателния инструмент
за необходимите обороти. R3 е
регулируемо съпротивление за
еднократна настройка на устрой-
ството, която се постига чрез
сравнение с механичен оборото-
мер или (тъй като оборотите
могат да се изчислят непосред-
ствено в честота) чрез захран-
ване с константно променливо
напрежение, подадено успоред-
но на Rl. I се разграфява не-
посредствено в обороти. Него-
вата скала е практически линей-
на (ако С1 — СЗ и R3 са ораз-
мерени правилно) и грешките
от измерването са по-малки от
Зо/О. С оразмеряването, дадено
на схемата на фиг. 12.36, устрой-
ството се използува за измер-
ване на обороти от 100 до
6000 min-1. Ако трябва да се
измерват по-ниски обороти, е
удобно върху обекта да се
нанесат повече от един свет-
ло/тъмни маркери. По този на-
чин при малки обороти се по-
стига една честота между 5 и
10 Hz, която може да се обра-
ботва. Отчетените обороти от I
се разделят на броя на мар-
керите.
Работното напрежение на
устройството трябва да се ста-
билизира чрез ценеров диод ZD,
защото то влияе непосредстве-
но на резултата от измерването.
Пълната консумация на схемата
е 15 mA.
Трябва да се споменат и дру-
ги две възможности за изпол-
зуване на тази схема. Възмож-
но е на мястото на колектор-
ното съпротивление на Т5 да
се постави реле със същото
съпротивление (със защитен
диод), което да може да се за-
действува при 1 mA. Релето се
задействува на всеки оборот на
обекта и един негов контакт
може да задействува електро-
механичен брояч, който отброя-
ва оборотите от момента на за-
почване на въртене на обекта,
докато I отчита оборотите в
момента (ако е необходимо са-
мо броене на оборотите I може
да се даде на късо). За по-висо-
ки обороти механичният брояч
е инертен. В такива случаи се
използуват електронни импулсни
броячи (виж раздел 12.8.2), кон-
то вземат импулса непосредстве-
но от колектора на Т5.
За оборотомер за автомобили
същият принцип на измерване
може да се опрости значително,
защото при бензиновите двига-
тели импулсите за запалване са
директно пропорционални на
оборотите. В този случай могат
да отпаднат цялата оптическа
част и формулирането на им-
пулсите Т1—ТЗ. С2 се свързва
евентуално през един подходящ
делител на напрежение с обща
стойност от 2 до 3 kQ, успо-
редно към контакта на прекъс-
вача на мотора (проводиикът —
между бобината и прекъсвача,
а противоположният полюс на —
маса). Ако се увеличи съпротив-
лението на ценеровия диод от
365
200 Q на 300 Ч- 400 Q, устрой-
ството може да се захрапи от
автомобилния акумулатор. Въз-
можно е и индуктивно приема-
не на импулсите за запалване,
с което се избягва непосред-
ственото свързване и е удобно
за работа в сервизи. И тук схе-
мата до ТЗ отпада. Между С2
и маса ее свързва индукционна
бобина, която се състои от изо-
лирано тяло, върху което са
навити малък брой навивки.
През това изолирано тяло се
прекарва един от проводниците
за свещите. Преминаващите през
кабела запалителни импулси ин-
дуцират в намотката напреже-
ние, което е напълно достатъч-
но за запускането на моновиб-
ратора.
12.10. Прост електронен
хронометър
За точни измервания на времето
се използува високостабилна
еталонна честота, като импулси-
те се отброяват в течение на
измерваното време от брояч.
Повече за този брояч е казано
в 12.8.2. Не винаги обаче си
струва за любителя направата
на тази схема. По принцип за
еталонна може да се използува
и мрежовата честота (50 Hz).
Тъй като тя не е константна,
проблемата на този метод се
състои в неговата относително
малка точност, което вече се
разгледа подробно в 12.7.4.
Ако точността на мрежовата
честота ни удовлетворява и ако
отчитането на времето със стъп-
1
ка s е достатъчно, има една
много проста възможност за
направата на електронен хроно-
метър. За тази цел се използу-
ва мултивибратор със собстве-
на честота 10 Hz, който се син-
хронизира с мрежовата честота.
По този начин получените им-
1
пулей с период s могат да
се отчитат много лесно от ме-
ханичен брояч, напр. брояч на
телефонии разтвори.
На фиг. 12.37 е показана съ-
ответната схема. Т1 и Т2 обра-
зуват заедно с R1 и R2 мулти-
вибратора, настроен на 10 Hz.
Поради това, че се прави син-
хронизация с мрежово напре-
жение, е удобно захранването
да бъде мрежово, като за тази
цел се използува обикновен
звънчев трансформатор Kt и
еднопътно изправяне. Та е бу-
тонът за пускане и спиране.
Докато той е затворен, броячът
Z работи. Синхронизацията по
мрежовата честота не може да
се забележи от пръв поглед.
Това се дължи на нарочно на-
правено недостатъчно филтри-
ране на захранващото напреже-
ние (електролитен кондензатор
със стойност 500 pF в зависи-
мост от общата консумация на
схемата; оразмеряването на мул-
тивибратора и стойността на
електролитния кондензатор са
зависими един от друг). Поради
това в захранващото напреже-
ние с честота 50 Hz се намира
и съставката на необходимого
за синхронизиране на схемата
в отношение 1 :5 променливо на-
прежение (с подходяща ампли-
туда). R1 и R2 (започва се с
най-голямата стойност) се на-
гласяват така, че Z да работи
точно на 10 Hz. Поради синхро-
366
низацията с мрежовата честота
при грешна настройка на R1 и
R2 честотата на мултивибрато-
ра се променя към отношение
1:4 или 1:6(12,5, респ. 8,33 Hz).
Породилата се поради това
грешка във времето се устано-
вява чисто слухово на брояча
или чрез сравнение със секун-
дарната стрелка на ръчния ча-
совник. В рамките на отноше-
ние™ 1 :5 R1 и R2 имат една
облает на въртене, в която че-
стотата не се изменя. R1 и R2
се поставят някъде в средата
на тази облает. Ако при това
броячът не се задействува си-
гурно (което зависи от механич-
ните свойства на брояча), чрез
настройката на R1 и R2 може
да се измени коефициентът на
запълване на мултивибратора
така, че да се получат оптимал-
ни условия за работата на
брояча.
Бутонът Та се използува по
същия начин, както и при меха-
ничния хронометър. Та може
да бъде и контакт на реле на
някакво друго устройство. Ин-
тересни възможности се полу-
чават при комбинирането напр.
на Та с 1 или 2 светлинни ба-
риери.
Един пример за това.
Използуват се 2 светлинни
бариери като тези, показани в
раздел 3.2, и двете със самоза-
държане. rell от схемата (фиг.
3.3) на първата бариера е нор-
мално затворен контакт, а на
втората нормално отворен; два-
та rell контакта са свързани
последователно на мястото на
Та в схемата от фиг. 12.37. Ако
тези две светлинни бариери се
поставят напречно на една ули-
ца, респ. листа на разстояние
от 10 до 100 m един от друг,
при пресичането на първата от
движещ се обект се задейству-
Фиг. 12.37
Схема на електронен хронометър. Мул-
тивибраторът е синхронизиран към мре-
жовата честота чрез нарочно недоста-
тъчното изглаждане на мрежовото на-
прежение
ва хронометъра, а когато се
пресече втората, той спира. Ако
се използува и за двата типа
светлинни бариери една и съща
схема и един и същи тип реле,
инертността на релето може да
се пренебрегне. Поради инерт-
ността на първото реле хроно-
метърът се пуска със закъс-
нение от 0,2 до 0,3 s, второто
реле закъснява по същите при-
чини, така че разликата във
времето между пресичането на
бариерата и задействуването на
брояча може да се пренебрегне.
Такова устройство може да се
използува за спортни цели или
дори в транспорта за измерване
на време и скорост (скоростта
се получава от разстоянието
между двете бариери и отче-
теното от брояча време). При
всички подобии приложения
трябва да се обърне внимание
на това, че резултатът има ви-
наги разлика +1 импулс, което
отговаря на 0,6 s. Измерването
367
ще бъде толкова по-точно, кол-
кото по-дълго продължава, кое-
то зависи от разстоянието меж-
ду бариерите. Повече за офор-
мянето на светлинните бариери
за измерване на времето ще на-
мерите в раздел 4.6.
12.11. Линеен честотомер
с директна индика-
ция за 14-100 kHz
На фиг. 12.38 е показана схема-
та на честотомер с директна
индикация, който има конструк-
ция, подобна на универсален
измервателен уред и се задей-
ствува като него. Уредът има
освен ключа за пускане и един
галетен превключвател (4 обхва-
та с крайни стойности 100 Hz,
1 kHz, 10 kHz и 100 kHz).
Входната схема с R6, D1 и
електролитния кондензатор, кой-
то трябва да издържа на голя-
мо натоварване, предизвикват
индикацията да не зависи от
стойността на входното напре-
жение. То може да бъде от
0,1 до 300V~ (ако на входа Fx
се подават често високи про-
менливи напрежения за по-дъл-
го време, се препоръчва да се
свържат последователно два
електролитни кондензатора с об-
ратна полярност или още по-
добре един неполярен книжен
кондензатор за 400V със стой-
ност 1 (1F). При ниско входно
напрежение (под 100 mV) няма
индикация. Формата на импул-
сите на входа (синус, трионооб-
разна, правоъгълна и т. н.) не
оказва никакво влияние на ре-
зултата при коефициент на за-
пълване от 8 до 0,12.
Измерваното напрежение се
усилва от Т1, а при високо
входно напрежение се ограни-
чава от него (особено удобно
при островърхи импулси), след
което се формират правоъгълни
импулси с константна амплиту-
да от тригера на Шмид Т2, ТЗ.
От гледна точка на горната че-
стотна граница (100 kHz) Т1 —
±Т4 трябва да имат 10 4- 20
пъти по-висока гранична често-
та (т. е. високочестотни типове).
Ако при най-високата измервана
честота се забележи смущаващо
намаляване на входната чувстви-
телност, това може да се из-
равни с С6. На колектора на
ТЗ имаме правоъгълни импулси
с контактна амплитуда и често-
та А-
Същинската схема за измер-
ване се състои от С1^гС4, D1,
Т4 и С5, R5. Ако ТЗ се запу-
ши, измервателният кондензатор
(напр. С/) се зарежда през D2.
При отпушване на ТЗ той се
разрежда през него и базата и
емитера на Т4. Тъй като С1 е
зареден с точно определен то-
вар, през колекторната верига
на Т4 протича дефиниран ток.
Това води до зареждане на С5
с определен товар. Тъй като
той зависи от измерваната че-
стота Д (колко единици товар
ще се заредят и разредят през
Т4), върху С5 пада напреже-
ние, пропорционално на често-
тата. Чрез измерване на средна-
та стойност на това напреже-
ние Ua може да се определи
честотата Д; отношението е ли-
нейно. Това опростено обясне-
ние е напълно достатъчно. На-
прежението върху С5 се измер-
ва с I. За да може всеки из-
мервателен обхват да се на-
368
24 Кипа за конструктора-електроник
Tl GF 100 T2J3GF100
0=120 ./3=100
T4.GF1OO Sla^O 100 Hz
0=30 b=100..1000Hz
c=1 . 10kHz
d-IO.JOOkHz
Фиг. 12.38
Директно отчитащ
НЧ-честотомер за честоти 10 Hz-г-100 kHz
стройва поотделно и по този
начин да се елиминират допу-
ските на С1-±С4 (така че за
целта да се използуват обикно-
вени кондензатори), превключва-
телят S1 притежава втора га-
лета Sib, с която се избират
поогделно регулируемите съ-
противления R1^R4.
За / е удобно скалата да бъ-
де със 100 деления, като след
това тя не се изменя. Настрой-
ката се провежда с R1 — R4 в
съответния обхват чрез пода-
ване на позната честота на вход
и изравняване на инструмен-
та. Между другото I може да
отпадне и на негово място да
се включи обикновен универса-
лен уред. Устройството става
с това много евтино допълне-
ние към универсалния уред. Не-
обходимого и без това за цене-
ровия диод съпротивление може
да се замени с лампа за инди-
кация на включването. Захран-
ването става чрез обикновени
плоски батерии, конто са мон-
тирани в устройството. При из-
ползуването на извода Ua
устройството може да се изпол-
зува за преобразуване на често-
тата в напрежение (цифрово-
аналогов преобразувател).
12.12. Волтметър с МОС-
полеви транзистори
и високо входно
съпротивление
За да не се натоварва източни-
кът на напрежение при измер-
ването на напрежение, използу-
ваният измервателен уред тряб-
ва да има голямо вътрешно съ-
противление. В миналото за то-
ва се използуваха лампови волт-
метри. Те могат да се сравнят
със съответните полупроводни-
кови волтметри с МОС- полеви
транзистори. На фиг. 12.39 е
показана удобна за любителски
цели схема. Входното съпро-
тивление във всички обхвати е
22,5 MQ. Ако измерваното на-
прежение се приложи между
входните букси U=n „14x2“
вместо маса, всички измервател-
ни обхвати се удвояват, а вхо-
дът е симетричен с 45 MQ. С
галетния превключвател S1 мо-
гат да се измерват постоянни
напрежения от 0,1 до 500 V в
осем обхвата при максимално
отклонение на стрелката. Пред-
пазното съпротивление R1, как-
то и насрещно свързаните дио-
ди DI и D2 нямат само зада-
чата за защита на вратите на
Т1 и Т4, а във всички обхва-
ти правят волтметъра издръж-
лив на натоварвания. От гледна
точка на високото входно съ-
противление D1 и D2 трябва
да бъдат само силициеви типо-
ве с много високо обратно съ-
противление (препоръчват се
типове SAY3O, ОА904, ОА905
и т. н.). Ако R1 се състои от
2 до 3 последователно свърза-
ни стойности (точната стойност
за R1 е относително некритич-
на), волтметърът е защитен сре-
щу претоварване още от обхва-
та 0,1 V до обхвата 500 V и
повече. Кондензаторът със стой-
ност 3 nF заедно с R1 служи
за филтриране на променливо-
токовите съставни.
S1 може да бъде само един
висококачествен галетен прев-
ключвател с много добра изо-
лация (керамичен превключва-
тел). Делителните съпротивле-
370
ния, конто се намират между
S1 и входните букси, определят
точността на измерването и по-
ради това трябва да имат ма-
лък допуск или по-добре да се
За това се използуват два МОС-
полеви транзистора, но висока-
та входна чувствителност се по-
лучава от Т2 и ТЗ, конто ра-
ботят като диференциален усил-
U=
22.5MQ
Ux2
(Re=45MQ)
—• 0.1 -«
И
18М2
0.5
2.25MQ
1
3 ,4mA
if
Т1
225KQ
10
180kQ
50
22,5kQ
100
18FQ
500
V
4,5 kQ
1.8MQ~
5
R1
1MQ
ЗпГ^~
T1.T4: MOO-полови транзистор SM103 004)
ТЗ.П: 5 -npn (SF 121)f}^200 (no възможнист двойка)
DI.D2.CMUu.ueB тип (SAY 30 или под.)
Фиг. 12.39.
Схема на волтметьр с МОС-полеви транзистори. Т1 и Т4 са МОС-полеви
транзистори (SM103). Входното съпротивление във всички области е 22,5 М2,
респ. 45 М2. Входът не се натоварва
измерят точно (1°/о максимален
допуск за любителски цели). Те
трябва да се оразмерят така, че
всяка отделна стойност да мо-
же да се комбинира от 2 стан-
дартна стойности. По този на-
чин определянето на всяка от-
делна стойност става чрез ком-
биниране на повече резистори,
чиито отделяй допуски могат
да се изравнят. Измервателният
усилвател работи противофазно.
вател и са свързани с общото
емитерно съпротивление R4. За
да може в най-ниския обхват да
се поддържа чувствителността
от 0,1V при крайно отклонение
на стрелката, Т2 и ТЗ трябва
да бъдат транзистори с въз-
можно голяма стойност на J3
(около 200), което се постига
лесно със силициеви типове.
МОС-полевите транзистори мо-
гат да бъдат от тип SM103, но
371
може да се използува и тип
SM104. Освен това могат да се
използуват сравнително евтини-
те любителски типове МОС по-
леви транзистори, ако се избе-
рет екземпляри със приблизи-
телно еднакъв ток на дрейна.
При добър подбор на двойката
полупроводници нулева точка
ще има, когато потенциометъ-
рът за нулевата точка Р1 е в
средно положение. Стойността
на R5 може да бъде само на-
сочваща. Точната му стойност
зависи от данните на транзис-
торите и особено от МОС-по-
левите транзистори. R5 се ораз-
мерява с Р1 в средно положе-
ние така, че успоредно на Р4
да се измерят 4V. С Р2 се на-
стройва и крайното отклонение
на стрелката. За да могат да
се измерват напрежения с про-
тивоположна полярност, към из-
мервателния инструмент се
свързва ключ за полярността.
Вместо инструмент 100 рА мо-
же да се включи и универса-
лен уред; за този волтметър с
МОС-полеви транзистори е под-
ходяще вграждането на измер-
вателен инструмент с не много
малък диаметър и скала с ясен
за отчитане шрифт. Цялата кон-
сумация на ток при използува-
нето на захранващо напрежение
12V е 3-?4 mA. Разграфяването
на скалата е вярно само ако
батерийното напрежение е кон-
стантно. Вместо разходите за
стабилизиране на напрежението
е по-удобно използуването на
малък сух акумулатор с малко
вътрешно съпротивление, което
е възможно поради ниската кон-
сумация и малката продължи-
телност на работа на схемата,
защото напрежението на акуму-
латора се поддържа дълго вре-
ме константно. Възможно е до-
пълнително монтиране на бутон
(тук не е начертан) за контрол
на напрежението на батерията.
За тази цел успоредно към из-
водите на батерията се свързва
потенциометър (500 kQ до 1MQ),
като между плъзгача му и бук-
сата U. се свързва бутон. Този
потенциометър се нагласява при
нова батерия и при натиснат
бутон така, че при пълпо откло-
нение стрелката да показва 10V,
като след това с бутона може да
се контролира напрежението на
батерията. Волтметърът е ста-
билен на отклонения на темпе-
ратурата, без да се прави ком-
пенсация, което се дължи на
мостовата схема. Удобно е те-
зи волтметри да се конструират
с SMY51.
12.13. Логаритмичен ам-
перметър с широк
измервателен обхват
Полупроводниковите диоди имат
логаритмична зависимост между
протичащите в права посока
напрежение и ток. Това свойст-
во може да се използува за ам-
перметри, чиято скала е до-
статъчна, за да измерва без пре-
включване на отделяй обхвати
токове от няколко микроампери
до почти 1А. Такива измерва-
телни инструмента са много
удобни, когато е необходимо да
се определи консумацията на
ток на някои устройства, която
обаче много силно се променя.
Един случай за използуване е
например измерването на изход-
ните токове в транзисторните
372
стабилизатори на напрежение.
На фиг. 12.40 а е показана една
такава схема. За тази цел се
използува измервателен инстру-
мент за 100 р А с вътрешно
съпротивление около 3 kQ. D1 и
D2 са силициеви диоди за 1А
(SY200 или подобии). Те трябва
да бъдат еднакви и се монти-
рат заедно върху един радиа-
тор, който служи не толкова
за охлаждане, колкото за под-
държане на еднаква температу-
ра на корпуса на диодите. Опи-
тите показаха, че при спазване
на това условие грешката при
температура между 15 и 60° е
по-малка от 3%. Подборът на
подходящи диоди от един тип
се прави по следните парамет-
ра обратният ток при 24-3V
трябва да бъде под 1 рА (при
добри типове той е още по-ма-
лък). Напрежението в права по-
сока при малък ток (около
100 рА) трябва да бъде ниско
и преди всичко трябва да бъде
еднакво и за двата диода. Ес-
тествено напълно съвпадане на
двете прави напрежения (конто
във всеки случай трябва да се
измерят) не може да се получи;
но разликата между двете пра-
ви напрежения се използува.
Ето защо трябва да се обърне
внимание на това, че диодът с
по-малко право напрежение тряб-
ва да се постави па мястото на
DI. D2 има по този начин мал-
ко по-голямо право напрежение
от D1. Мерило за този избор
е измереното право напрежение
през двата диода при ток око-
ло 100 рА (естествено той е
един и същи и за двата диода).
За измерване на променлив
ток може да се използува схе-
мата от фиг. 12.40 б. Тя не е
чувствителна при смяна на по-
лярността и практически има
мощност, равна на максималната
мощност па диодите (1А). D3
(или диод 1А,1
’Jbp п дззда 5к I тгкста
Фиг. 12.40
Логаритмичен амперметър с широк об-
хват на индикация. Оразмеряването му
е дадено в текста. Скалата на инстру-
мента обхваща около 5 порядъка на
токовия обхват
се избира да бъде с най-малък
обратен ток, измерен при 2V;
правото напрежение на D3 тряб-
ва да бъде горе-долу равно на
правото напражение на D1 и D2.
Също така токът на утечка на
електролитния кондензатор тряб-
ва да бъде при 2V по-малък
от 1 рА. Стойността на тока
при пълно отклонение на стрел-
ката на инструмента може да
се оразмери с R1 в съответст-
вие с диодите и да се нагласи
максимално допустимият ток
(около 1А). Падът на напреже-
ние върху измервателната схе-
ма при токове до 1А остава под
IV. D3 трябва да има същата
температура като D1 и D2 и
поради това да се монтира вър-
ху същия радиатор. За Dl-^DS
373
е достатъчно да се монтират в
отворите на една метална плоч-
ка ( D3 изолиран).
Разграфяването на скалата
зависи от диодите и трябва да
се направи наново. При опитния
12.14. Прост тестер за
кварцови резонато-
ри и пиезофилтри
На фиг. 12.41 е показана схе-
мата на прост тестер за изправ-
Т1: B4-mun>30mW('[} >50)нопр0Р130
Т2: ^IQOmW-.p ? 109 (GC121 или под )
D1,D2-GA ЮОили под.)
ClxlOnF. за xiOOkHz... xIOMh'z.
(1nF заИМНг)
32= 0,1 Cl
Фиг. 12.41
Прост тестер за кварцо-
ви резонатори в пиезо-
филтри. Когато кварцът е
здрав, лампата свети
образец с един инструмент
100 р.А и скала със 100 деле-
ния се получиха следните точ-
ки, конто показват нелинейного
разграфяване на скалата; начало
на скалата—3 до 4 рЛ; скално
деление 10?«15 рА; скално де-
ление 20<=«100 рА; скално деле-
ние 30<=«500 рА; скално деление
40<=«2,5 mA; скално деление
50«з9 mA; скално деление 60р«
^35 mA; скално деление 70<=^
?«0,11 А; скално деление 80<=«
<=«0,3 А; скално деление 90<«
<=«0,55 А; скално деление 100«=<
<=«0,9 А; крайно положение на
скалата <=« 1 А. Скалата за про-
менлив ток трябва да се напра-
ви отделно, защото не отговаря
на разграфяването за постоянен
ток, а от лявата страна стой-
ността е значително по-голяма
(скално деление 10<=«90рА; скал-
но деление 100<=«1,15 А).
ността на кварцове, конто се
свързват към Ох. С него могат
да се изпитват също така и
пиезокерамични филтри, при кое-
то 3-полюсните филтри се свър-
зват двуполюсно (третият извод
се оставя свободен). Тук става
дума за един осцилатор с еми-
терно свързан Т1, който изпол-
зува последователния резонанс
на кварца. С1 и С2 се оразме-
ряват грубо в зависимост от
честотния обхват: ориентировъч-
ни стойности са дадени на
фиг. 12.41. Специална настройка
не е необходима. TI трябва да
има достатъчно висока гранична
честота. Ако кварцът е в из-
правност, върху емитерното съ-
противление на Т1 пада висо-
кочестотно напрежение, което
се изправя с диодите D1 и D2
и отпушва Т2. Тогава лампата
свети, ако е натиснат бутонът
374
Та. По-подробно обяснение на
тази схема е излишно поради
простата й функция. Необходи-
мите напътстаия за оразмерява-
не са дадени на фиг. 12.41.
12.15. /?С-измервателен
мост с транзистори
На фиг. 12.42 е показана схе-
мата на един напълно транзи-
сторизиран /?С-измервателен
мост за работа с батерия. Тя
работи на познатия принцип на
моста на Уитстоун, но има лам-
пова индикация за минимума на
моста, която е зависима от фа-
зата. С галетния превключвател
S1 могат да се измерват съпро-
тивления от 0,1 Q до 10 MQ и
капацитети от 10 pF до 1000 pF
в 7 обхвата. Настройващият по-
тенциометър Р1, с който се ну-
лира мостът (двете лампи Lal
и La2 изгасват), е настроен не-
утрално от „0,1“ през „1“ до
„10“. Неговата скала е разгра-
фена в обхвата на познатите
съпротивления и отговаря на
всички R и С обхвати. Предпо-
ставка за това са естествено
измервателните еталони, свърза-
ни към галетата SI. R3—R6 и
С1 — С4 трябва да имат точни
стойности (допускът по въз-
можност трябва да е 0,5%, ко-
ето се постига чрез комбина-
цията на повече R и С стой-
ности, ако не е възможно да
се използуват скъпи измерва-
телни съпротивления и еталон-
ни кондензатори). С4 трябва да
бъде висококачествен електро-
литен кондензатор с точна стой-
ност. Както показа многогодиш-
ният опит с някои уреди, рабо-
тещи с тази схема, точността,
която се постига за продължи-
телно време с електролитния
кондензатор, е напълно доста-
тъчна за целите на работилни-
ците. S1 има и други две по-
зиции на включване; в положе-
ние „ настройка “ се включват 2
еднакви съпротивления R1 и R2,
чиято абсолютна стойност не е
критична. R1 трябва да даде
минимума на моста точно в сред-
ното си положение и в точката
за настройка „1“ на Р1. По то-
зи начин може да се забележи
и коригира евентуално превър-
тане на копчето по отношение
на оста на потенциометъра. В
положение на S1 „отворено" не
е свързан вътрешно никакъв
еталон. Сега може чрез едно-
временно свързване на буксите
за изпитващите елементи Рх и
Cs да се направи отвън сравне-
ние на два елемента (симетри-
ране на трансформаторни на-
мотки, защото в този случай и
двата клона на моста се състоят
от индуктивности). Р1 трябва
да бъде висококачествен лине-
ен жичен потенциометър, чиято
абсолютна стойност е относи-
тално без значение. Неизвестни-
те съпротивления се свързват
към Rx, а кондензаторите към
Сх, а Р1 и S1 се нагласяват
дотогава, докато двете лампи
изгаснат. Отчитането се извърш-
ва по формулата „S1 по Р1“,
т. е. настроената с S1 стойност,
умножена с отчетената на Р1
стойност дава стойността на Rxt
респ. Сх.
За моста е необходимо про-
менливо напрежение без връзка
към масата. То се създава от
един мултивибратор Т5 и Тб,
375
Фиг. 12.42
Схема на /?С-измервателен мост с~транзистори за работа с батерия. Иидикацията на нулирането на моста и разликата при
разстройка става с 2 лампи. Измервателни области от 0,12 до 10 М2 и 10 pF до 100 pF; Rx, СХ=Р1 (стойност
на скалата) XSI (избраната стойност)
работещ с честота около 250 Hz
(точната стойност не е от зна-
чение). Ключовите транзистори
Т8 и T9 подават периодично през
D1 и D2 захранващо напреже-
ние към половинките на пър-
вичната намотка на трансфор-
матора от типа К21, който е
много подходящ за тази цел.
D1 и D2 са необходими за из-
бягване на паразитни токове
през съответната лампа при из-
ключване на трансформаторната
намотка.
Мостовото променливо напре-
жение се взема от вторичната
намотка на К21 и се подава на
диагоналния клон на моста меж-
ду Р1 (масата) и S1. След това
следва едно високоомно емитер-
но стъпало, което служи за
предотвратяване на натоварване-
то на моста при високи стой-
ности на R и ниски на С. С Р2
се регулира чувствителността на
индикацията. Допълнително дву-
стъпално усилване предизвиква
достатъчен минимум на инди-
кацията. Тъй кйто в напречния
клон на моста има още напре-
жение със стойност 1 mV, про-
водникът, идващ От S1 и бук-
сата за свързване към базата
на Т1, е чувствителен на брум.
Ето защо този проводник тряб-
йй Да бъде къс или в краен
случай да се екранират всйЧкИ
части на S1 и мостовите етало-
ни до базата на Т1. Базовите
съпротивления на Т2 и ТЗ се
оразмеряват в зависимост от
транзисторите за колекторно на-
прежение 2V. R9 се оразмерява
така, че лампите Lal и La5 да
не светят, ако Р2 е затво-
рен.
Идващото от моста промен-
ливо напрежение се изправя в
Т4 и управлява през Т7 лампи-
те. Лампите се захранват през
D3 и D4 противофазно, т. е.
всяка лампа се захранва с една
полувълна, поради което те све-
тят с двойно по-слаба светлина.
Управляваното от Т4 и Т7 мо-
стово напрежение в зависимост
от положението на Р1 е във
фаза или с Lal, или La2, защото
мостът обръща фазата при пре-
минаване през нулата на 180°.
Поради това една от двете лам-
пи ще свети непрекъснато, ко-
гато съвпада фазата от Т7 с
идващата от D3 фаза. Съответ-
но светещата лампа показва вед-
нага в каква посока трябва да
се завъртят Р1 и евентуално
S1, за да се приближат до ну-
лата на моста. Поради това ми-
нимуМът може да се забележи
при бързо въртене на Р1, защо-
то в този момент се сменят
лампите. Това позволява бърза
работа.
377
13.
Специални приложения
13.1. Транзисторен апарат
за откриване на ме-
тали
Описания? апарат е подходящ
за откриване на метални пред-
мета в земята и в зидове, за
осцилират с малко различаващи
се една от друга честоти от по-
рядъка па 14-1,5 MHz. Честот-
ната разлика на двата осцила-
тора е около 800 Hz 4-1 kHz.
Чрез смесване на двете честоти
се получава тази честотна раз-
Фиг. 13.1
Металотърсач с транзистори. Принципна и монтажна схема
проследяване на положена тръ-
би и др. Той работи на прин-
ципа на познатия по военната
техника минотърсач. Схемата
му е дадена на фиг. 13.1.
Два осцилатора Oszl и Osz2
лика (чуваща се в слушалка
като пищене). Ако една от две-
те честоти се промени, малко
се променя и височината на то-
на на пищенето. Единият от ос-
цилаторите — търсещият осци-
378
латор Oszl, има за тази цел
една голяма по площ бобина,
участвуваща в трептящия кръг,
който при приближаване на чуж-
ди метални предмети се раз-
стройва. Това от своя страна
предизвиква съответна промяна
на пищенето в слушалката.
Бобината L2 на осцилатора
Oszl се изработва като рамка
(подобно на пеленгаторна анте-
на); С2 е кондензаторът на
трептящия кръг. С дадените за
С2 и L2 стойности се получава
честота около 1,2 MHz. Осци-
латорът е изпълнен като тран-
зисторен осцилатор с колектор-
на връзка. Неговата схема е
подобна на известният от лам-
повата техника ECO - осцила-
тор. За Т2 се използува тран-
зистор с достатъчно висока гра-
нична честота.
Освен посочените ОС870 (още
по-добре GF100 или GF105) под-
ходящи са също и евтините
любителски типове за ВЧ и др.
подобии. В тези случаи са не-
обходими повече опити. Базово-
то съпротивление (с ориентиро-
въчна стойност 10 kQ) се под-
бира така, че осцилаторът да
започва да осцилира, когато Р2
е завъртян на половина.
Осцилаторът Osz2 — осцила-
тор за сравнение, генерира по-
стоянна честота. За тази цел
той е снабден с един компакт-
но изработен трептящ кръг L1,
С1 (както е често при малките
приемници). Даденият за L1
брой навивки е ориентировъчен
за цилиндрична феритна сърце-
вина (с размери 6 mmX20 mm).
По принцип за тази бобина мо-
же да се използува производна
сърцевина; особено подходящи
са тези форми, конто имат мал-
ко магнитно разсейване (напри-
мер топфкерн). В общи линии
този осцилатор схемно е изпъл-
нен както Osz 1.
След като Oszl бъде настро-
ен на 1,2 MHz с помощта на
С2 (точна некритична честота;
измерването може да се напра-
ви приблизително чрез сравне-
ние със средните вълни на един
радиоприемник), Osz2 се на-
стройва така с С1, че да се по-
лучи необходимата малка раз-
лика в двете частоти. С1 се на-
гласява на не много висок тон
на пищене. Колкото по-ниско е
пищенето, толкова по-чувстви-
телен е апаратът. Р1 се устано-
вява след определяне на базо-
вого съпротивление за Т1 (при
което за съпротивлението и за
транзистора е в сила по-горе
казаното), така че Osz2 да започ-
ва сигурно да осцилира. На-
стройването не е толкова критич-
но, ето защо Р1 може да се за-
мени евентуално с две постоян-
ни съпротивления. Р2 е изпъл-
нен като потенциометър с копче
и при използуване се установя-
ва така, че Oszl да започне
да осцилира, което се установя-
ва по пищенето в слушалката.
Р2 позволява в практиката да
се установи най-подходяща ви-
сочина на пищене. Важно е L1
и L2 да не си влияят една на
друга; за тази цел двете боби-
ни трябва да се разположат на
разстояние най-малко 0,5-е-1 т.
L1 трябва да се ориентира та-
ка, че оста й да е перпендику-
лярна на оста на търсача L2.
Честотата Oszl се прехвърля
чрез СЗ на Osz2 и в Tl двете
честоти се смесват. Разликата
379
се взема от колектора Т1 като
ниска честота и се усилва от
две нискочестотни стъпала, кон-
то могат да бъдат много про-
сто изпълнени.
Връзката между двата осци-
латора трябва да бъде възмож-
но най-малка, за да се избегне
ефектът на синхронизация. За
целта СЗ се избира със стой-
ност, не по-голяма от необходи-
мата за достатъчно силно пи-
щене. За С1 и СЗ са използу-
вани керамични тримери.
Търсещата бобина може да
бъде поместена в една виноду-
рова тръба; за нейната нара-
ботка са в сила същите пред-
поставки, както например за по-
строяването на антена за при-
емник за „лов на лисици“.
На фигура 13.1 е предложен
един вариант на изпълнение. За
носач на целия апарат е изпол-
зувава една винодурова тръба
или дървена дръжка, която в
най-простия случай чрез една
напречна летва отпред приема
вида на кръст с четири точки
за закрепване на търсещата бо-
бина. В близост до бобината и
вътре в нея не трябва да се
използуват метални части, с из-
ключение на елементите за Oszl
(търсещата бобина се навива
около дървени щифчета, поста-
вени на кръстообразния дър-
жач). Квадратно изпълнената
търсеща бобина трябва да има
дължина на страната около
25 ст. Ако е изработеиа кръг-
ла, диаметърът й трябва да бъ-
де около 30 ст. На L2 директ-
ив върху една малка платка се
помества Oszl. Osz2, както и
останалите елементи (НЧ-усил-
ватели ТЗ, Т4, батерии) се по-
ставят на другия край на дър-
жача, при това оста на LI
трябва да е перпендикулярна на
оста на носача. Зад тези еле-
менти на апарата се оставя дръж-
ката.
Излъчената ВЧ-енергия от
този апарат е толкова малка, че
предизвиканите радиосмущения
се ограничават до 4—5 m и за-
това не са опасни. Разбира се,
проводници, антенн и др. под.
не трябва да бъдат поставяни
допълнително. При старателна
наработка и точна настройка в
зависимост от условията, при
конто ще се използува апара-
тът, биха могли да се открият
метални предмети в земята с
големина на домашен ключ от
брава на разстояние 0,5 m от
L2. Разбира се, не трябва да се
очакват чудеса от един такъв
апарат за откриване на метал-
ни предмети. Резултатът зави-
си освен от точната изработка,
така също и от опитпостта и
сръчността на потребителя. От
някои читатели на по-предните
издания на тази книга, която
авторът им беше предоставил,
на базата на по-високи изисква-
ния за приложение на такива
апарати се установи, че про-
блемът за високочувствителни
металотърсачи засега не е ре-
шен задоволително, дори и в про-
мишлената техника. Следовател-
но за аматьора също има гра-
ници.
Опитният образец беше изра-
ботен по скицата от фиг. 13.1
херметично затворен, с възмож-
ност за приложение в подвод-
ната археология (брегови разкоп-
ки на старинни находки и др.).
В такива случаи е необходимо
380
да се извърши допълнителна
настройка под вода на С1 и Р2,
тъй като влиянието на водата
значително променя параметрите
на осцилатора Oszl. Апаратът
може да се използува и за от-
криване на зазидани в стена
проводници. За тази цел е въз-
можно L2 да бъде изпълнена
на феритна сърцевина (броят на
навивките да се определи чрез
изпробване; ориентировъчни стой
кости: 604-70 навивки за ферит-
на пръчка 10X120 mm с изво-
ди при 15% и 25% от общия
брой навивки). Възможно е и
сменяемо изпълнение на L2 чрез
щекерчета (търсеща рамка и
феритна пръчка), така че апара-
тът да може да се използува и
в двата случая. С феритна
пръчка обсегът на действие се
свежда до 54-10 ст и по този
начин може да се проследи и
отделен проводник от връзка
проводници в стена.
13.2. Акустичен превключ-
вател за автома-
тично стартиране на
магнитофони
Често възниква задачата един
магнитофон продължително вре-
ме да бъде в готовност, за да
могат да се запишат определе-
ни предавания или други неща,
чието начало предварително не
е известно. В подобии случаи
се оказва подходящ един аку-
стичен превключвател, който при
попадане на НЧ - напрежение
на входа на магнитофона го
стартира автоматично. След от-
падане на НЧ-напрежение магни-
тофонът трябва да продължи да
работи още няколко секунди и
след това автоматично да спре.
Това задържане на изключването
е необходимо, за да не се прекъс-
не предварително записът при
кратки паузи (например при съ-
общения), а с това и да не се
накъса записът.
Всички магнитофони дават
възможност (или чрез допълни-
телно просто вмешателство в
токовата верига на електродви-
гателя, или чрез наличния куп-
лунг за обслужване от разсто-
яние при някои типове магнито-
фони) да се включва и изключ-
ва задвижващият механизъм
чрез контактите на едно реле.
Превключва се следователно или
токовата верига на електродви-
гателя (което има недостатък,
че двигателя? има известна
инертност), или, ако е налице
магнитно притискане на ролка-
та към тоноста, превключване
на този магнит с реле. При то-
ва двигателят може да работи
непрекъснато и се получава
много късо време на стартира-
не. За задействуване на автоматич
ното превключване е необходи-
мо отрицателно напрежение, ко-
ето може да се получи чрез из-
правяне на НЧ-напрежение
от усилвателя на магнитофона.
Това отрицателно напрежение
при повечето магнитофони се
изработва като напрежение за
индикатора при запис. По този
начин автоматиката се опростя-
ва значително; в повечето слу-
чаи тя може да бъде поместе-
на в самия магнитофон и да
бъде захраиена от неговото за-
хранване. На фиг. 13.2 е даде-
на схемата. Тази лампова схема
е показана като допълнителна
възможност за все още разпро-
381
странените лампови магнитофо-
ни. Тя позволява просто и сигур-
но превключване на тези магни-
тофони.
Решетката на левия триод от
дензатора 1 pF (метало-книжен
кондензатор с висококачествена
изолация). Това положително на-
прежение предизвиква нараства-
не на анодния ток в десния
Токова верига на
електродвигателя
Стойности в зависимост
от времето за изключВане
на релето
Фиг. 13.2
Схема за автоматично стартиране иа магнетофон при наличие на сигнал за
запис
лампа L1 се свързва паралелно
с решетката на индикаторната
лампа. При липса на НЧ-напре-
жение левият триод е отпушен,
напрежението на пеговия анод
е ниско —недостатъчно да за-
пали GL. За GL е подходяща за
фазопоказатели глимлампа за
ПО V, запоена непосредствено.
Протичащият в десния триод
катоден ток е недостатъчен за
включване на релето Rel-, rel е
прекъснало токовата верига на
електродвигателя (или токовата
верига на магнита за притиска-
щата ролка). При поява на НЧ-на-
прежение на входа на магнито-
фона, което е достатъчно за за-
действуване на индикаторната
лампа, а с това и за запис, ле-
вият триод се запушва и анод-
ното му напрежение превишава
запалващото напрежение на GI.
GI се запалва и зарежда кон-
382
триод, който вече е достатъчен
за влкючване на Rel, а чрез rel
и магнитофона. Катодният по-
тенциал на тази лампа „изоста-
ва“ от потенциала на решетката
(пад на напрежение върху Rel),
което предотвратява протичане-
то на решетъчен ток. С отпада-
нето на НЧ-напрежение Gl угас-
ва. Кондензаторът започва по-
степенно да се разрежда през
паралелно включения резистор,
докато решетъчният потенциал
на десния триод (а с това и
неговият аноден ток) спадне до
стойност, при която Rel се из-
ключва. Паралелно включеният
резистор определя времето на
закъснение на изключване на
магнитофона. Неговата стойност
се определя според предназна-
чепието. Ако по време на раз-
реждане на кондензатора (вре-
мето на задържане) се появи
отново достатъчно високо НЧ-
напрежение, кондензаторът вед-
нага се зарежда през GI. Анод-
ното напрежение Ua може да
се вземе от филтровия конден-
затор на магнитофона. Елин
ключ в аподната верига позво-
лява изключване на автоматика-
та. Схемата е оразмерена така,
че автоматиката да се задейст-
вува, когато на входа на инди-
катора за запис се появи не-
обходимого за добър запис НЧ-
напрежение. Последнего е от
порядъка на 6-4-9V — на инди-
каторната решетка за всички
магнитофони, снабдени с лам-
пов индикатор (лампи тип ЕМ...).
Релето Rel трябва да се задей-
ствува от ток 10 mA и да се
изключва при 5 4- 6 гл А. Ако се
използува реле със съпротивле-
ние, по-малко от 5 kQ, е необ-
ходимо последователно включ-
ване на резистор, който допълва
общото съпротивление в катод-
ната верига до 5 kQ. Глимлам-
пата GI служи да предотврати
обратного зареждане на конден-
затора през левия триод. Освен
това тя установява един полезен
„акустичен праг“, тъй като поз-
волява много сигурно задей-
ствуване на релето след нейното
запалване. За транзисторни маг-
нитофони е подходяща схемата,
дадена в раздел 13.3. От схема-
та на фиг. 13.3 може да се
махнат микрофонът, Т1 и Т2, а
НЧ-напрежение да се вземе през
подходяще оразмерено съпро-
тивление от главата на магни-
тофона и да се подаде на ба-
зата на ТЗ.
13.3. Акустичен превключ-
вател с общо на-
значение
С помощта на апарата от фиг.
13.3 е възможно превключване
на произволен процес (запалване
на осветлението в стая чрез из-
викване с демонстрационна цел
и др.). Апаратът може да се
използува и за регистриране на
шум (акустична защита срещу
крадци и др.). От икономични
съображения за микрофон е из-
ползуван кристален микрофон,
при което транзисторът Т1 дей-
7/ 7? 77 Л
25...100mW 25...100mW 25...100mW 15QmW 1SQmW
J3>SO J3>50 J3>50 J3>50
* Стойности 8 зависи- +) Стойности 8 завис иност
мпстп от транзистора оп> вренето за задържане
Фиг. 13.3
Акустичен превключвател с произволно предназначение. Примериата схема е
предвидена за Ge-транзистори, а след обръщане на полюсите на всички електро-
литни кондензатори и на захранващото напрежение и за /гр/г-Бьтранзистори
383
•ствува като импедансен прео-
бразувател. Технически по-удо-
бен е един нискоомен (динами-
чен или магнитен) микрофон: за
малки апарати се препоръчват
много подходящите за това Маг-
нитки капсулни микрофони за
слухови апарати, а така също и
микрофонът DSPM 64 на VEB
Geratewerk, Leipzig.
Но тези разходи не винаги
водят до по-добри резултати.
При използуване на нискоомни
микрофони Т1 се включва по
обикновения начин с общ еми-
тер (подобно Т2-, Р1 със стой-
ност 50 kQ представлява колек-
торно съпротивление), с което
се нагласява според силата на
шума, така че слабите шумове
в близост до апарата да не го
задействуват. С Т2 и TS се по-
лучава едно двустъпално НЧ-
усилване. В случай, че се изи-
сква чувствителност към тихи
шумове, трябва да се предвиди
евентуално още едно трето по-
добно стъпало, ако за Т2-^Т5
не е възможно използуването
на транзистори с висок коефи-
циент р. Т4 е изправително стъ-
пало в схема с общ колектор.
Нормално запушен, Т4 се от-
пушва от генерирането от мик-
рофона НЧ-напрежение и зареж-
да емитерния кондензатор. Не-
говото (на кондензатора) напре-
жение управлява Т5 и предиз-
виква включване на релето. Ре-
лето от своя страна включва
съответния процес. Капацитетът
на този електролитен конденза-
тор се определи в зависимост
от желаното задържане при из-
ключване. Може да се постигне
изключване на Rel заедно е из-
чезването на шума или няколко
384
секунди по-късно (в зависимост
от капацитета на електролитния
кондензатор). Времето за закъс-
нение зависи също от стойност-
та на отбелязаното с 4-базово
съпротивление на Т5, което
обаче е ограничено отгоре (в
зависимот от коефициента [3 на
Г5), тъй като с увеличаване на
стойнотта му се намалява чув-
ствителността, докато Rel пре-
стане да се включва. Ето защо
при нужда първо трябва да се
увеличава капацитетът на елек-
тролитния кондензатор. Самоза-
държане на релето може да се
постигне чрез свързване накъсо
на емитера и колектора на Т5
посредством втори нормално от-
ворен контакт на релето. В то-
зи случай кондензаторът в еми-
тера на Т4 има стойност 50 pF.
С това допълнепие релето ос-
тава включено и след изчезване
на шума до ръчното му изключ-
ване.
13.4. Електронни функци-
онални блокове, по-
лучени по метода
на заливане със
смоли
Сериозният аматьор ще прояви
интерес и към модерните мето-
ди и средства на техниката. В
електрониката като помощно
средство при някои специални
случаи много често се използу-
ват модерни изкуствени смоли.
Едно такова приложение, което
може да бъде полезно и за
аматьора, ще бъде описано в
настоящия раздел.
Независимо от съвременните
техники, като полупроводнико-
вата интегрална техника и мо-
лекулярната електроника, конто
засега не предлагат големи въз-
можпости на аматьора, една
компактна наработка на елек-
тронни схеми е възможна също
и при използуване на съвремен-
на техника и модерни мини-
елементи. Често изискване е те-
зи схеми да бъдат особено ста-
билни при удари и сътресения
(например електронно управле-
ние з ракети и спътници, а съ-
що при специални апарати във
военната техника). Тъй като при
използуване на скъпи старател-
но проверени елементи (при
аматьора това е реализуемо,
след като съответната функцио-
нална схема се остави известно
време да функционира при тежки
условия) не се очаква дефектира-
не па отделни елементи в послед-
ствие, такива функционални гру-
пп могат да бъдат залети с из-
куствена смола. По този начин
се получава един излючително
устойчив на удари и сътресения
функционален блок, който пове-
че не може да бъде разглобя-
ван — допълнителии промени и
ремонт са невъзможни — и по-
нататък се използува един един-
ствен елемент. На фиг. 13.4. и
фиг. 13.5 е показан един такъв
блок, изработен като опитен екс-
понат (на фиг. 13.6 ж е отра-
зена неговата принципна схема).
В обем от около 6 ст3 са
поместени показаните на фиг
13.6 ж 17 елемента, което отго-
варя на една наситеност от око-
ло 3 елемента на ст3. Понеже
всички части след заливката
оставят неподвижни една спря-
мо друга, използуване на печат-
ни платки е нито необходимо, ни-
то (преди всичко при аматьорите)
предимство. Ощо взето, чрез
подходяще разполагане на еле-
ментите, така че да се запояват
непосредствено без допълнител-
ни свръзки, се постига по-висо-
Фиг. 13.4
Опитен образец на електронен функ-
ционален блок, залят със смола Polyes-
ter G Schkopau. Схемата е по фиг.
13.6 яс. Обемът на блока е около 6
сгп3 и съдържа 4 полупроводника, 4
електролитни кондензатора, 1 неполя-
рен книжен кондензатор, 8 резистора
и 20 извода
ка плътност от елементи и по-
компактна форма, отколкото при
печатни платки, тъй като свръз-
ките не е необходимо да бъдат
правени само в една равнина.
Няколко изолаторни фолии, пос-
тавени с пинсета, предпазват от
неволни къси съединения при
монтажа. Смолата обуславя след
това необходимото застопоря-
ване на всички елементи в бло-
25 Книга за конструктора-електроник
385
ка. В случай че функшюналният
радиоблок няма предварително
определено предназначение, се
препоръчва всички точки за
връзка да бъдат изведени с
рите бяха подбрани с нисък шум),
показа при 3,5 pV входно нап-
режение 10 mV изходно напре-
жение. Това отговаря на едно
усилване от 70 dB (1:3000). За-
Фиг. 13.5
Монетата (за сравнение)
показва малкия обем на
опитния образец
тънък литцендрат или по-добре
с къси почистени твърди щиф-
тове. По този начин след това
може да се реализират най-
различни схеми с малко външни
спойки. За примера от фиг. 13.6 д
такива възможности са показа-
ни на фиг. 13.6 я до 13.6 е. Чрез
свързване на съответните изво-
ди (виж означението на изводи-
те в двете фигури) може да се
получи:
за фиг. 13.6 я—двустъпален
НЧ-усилвател с ВЧ-детектор и
изправително звено. Чрез включ-
ване на външен трелтящ кръг
LaCa и слушании се получава
един прост радиоприемник. Ако
трептящият кръг се изключи, а
се включи микрофон, ще се по-
лучи двустъпален микрофонен
усилвател. С такова приложение
опитният образец, данните на
транзисторите за конто са да-
дени на фиг. 13.6 ж (транзисто-
хранването може да стане с
постоянен или променлив ток по
избор, без допълнителни елемен-
ти;
за фиг. 13.6 б — двустъпален
постояннотоков усилвател. За
използуване например с реле и
селенов фотоелемент като фото-
реле;
за фиг. 13.6 в— импедансен
преобразувател + едностъпален
НЧ-усилвател. Подходящ като
микрофонен усилвател за кри-
стални микрофони и дуги висо-
коомни източници на напрежение;
за фиг. 13.6 г — мултивибра-
тор. Подходящ за тактов гене-
ратор на схеми за светлинни
сигнали и релейни схеми. Тук,
както в многото други схеми за
светлинни сигнали, показани в
тази книга (напр. фиг. 3.23), в
проводника 12 може да бъде
включен един превключващ тран-
зистор. Честотата на мигане мо-
386
V
387
Фиг. 13.6
Чрез подходяще вышлю евързвапе и добавяне ua малко нови елементи функ-
ционалният блок от фиг. 13.6 ж, а така също от фиг. 13.4 и 13.5
може да се преобрааувл в следните варнанти:
д-детектореи приемник с двустъпалеи НЧ-усилвател за радиоприемане
(необходими са входен трептящ кръг La, Са и слушалки или през Bui—
двустъпалеи усилвател за нискоомни микрофони. Захранването по избор —
с постоянен или променлив ток;
б— двустъпалеи постолнпотоков усилвател за фоторелета (необходими са фотоелемент и реле);
в — импедансен преобразувател за високоомни микрофони и едностъпален НЧ-усилвател;
г—мултивибратор като тактов генератор за фотосветкавица и др.;
д — НЧ-токоизправител и постояниотоков усилвател в схема тандем, подходяща за превключване на пронеси
(релета) чрез НЧ-иапрежения от всякакъв произход;
е—двойно използуване в суперхетеродинен приемник като МЧ-усилвател в основната схема (горе) и Split-Load —
фазообръщащо сгъпало за противотактни крайни стъпала, безтрансформаторнн крайни стъпала и др. (долу).
же да бъде изменяна в широки
граници чрез паралелно включ-
ване на електролитни конденза-
тори отвън (точки 8, 10 и 14,
16), а може да бъде изменен и
Тези примери показват колко
многостранно може да бъде из-
ползуван един залят функцио-
нален блок, когато са изведени
всички възможни точки. При
5jxF
д
Безшумен
TI0C87O 1сео--120уЛ
/3-160
Без и/умен
Т20С870 /сео-130^А
уз-230
75083.
: i. 3 / J 6 39 10 11 1213 1915 16 17 13 19 2С
Фиг. 13.6 ж
Схема и изводи 120 на електронен функционален блок, изготвен по метода на
заливане със смола. Функционалният блок бе определен за опитен образец
с универсално приложение.
ОА
625
коефициентът на запълване на
импулсите;
за фиг. 13.6 д—изправител за
НЧ-напрежения и двустъпален
постояннотоков усилвател в
Tandem-схема. Rel се задейст-
вува, когато на извода 2 бъде
приложено НЧ-напрежение. Мо-
же да намери приложение като
акустичен превключвател, респ.
навсякъде, където чрез НЧ-нап-
режение трябва да се превклю-
чи някакъв процес. И на тази
схема, както и на другите се
намират много подобии в пре-
дишните раздели на тази книга;
за фиг. 16.6 е — приложение
в транзисторен супер. Горе —
стъпало с Т1 като МЧ-усилва-
тел с обща база. Долу — стъпа-
ло на фазоинвертор за без-
трансформаторно противотактно
крайно стъпало. Приложеното в
т. 11 НЧ-напрежение се получа-
ва вт. 16 и 19 в противофаза.
експериментирането обаче тряб-
ва да се подхожда обмислено —
едно единствено претоварено
съпротивление ще направи него-
ден целия скъп блок! Разглобя-
ване на блока с цел „спасяване"
на останалите части е почти
невъзможно.
Понеже в достъпната за ама-
тьора литература могат да се
намерят малко полезни указания
за заливане на смола, тук ще
бъдат дадени някои указания,
конто почиват на опита на ав-
тора и дават представа за същ-
ността на този метод на работа.
Естествено подробно третиране
на тези проблеми тук не е въз-
можно — любителят на експери-
менти след няколко предвари-
телни опити с евтини елементи
ще набере бързо необходимия
практически опит.
Използуваната за заливане
смола Polyester G Schkopau е
388
производство на комбината VEB
Chemische Werke BUNA и се
доставя като жълта, гъста, би-
стра, медоподобна течност. Ин-
формация за възможностите на
втвърдителя циклохексанонпе-
роксид 50 % в стирол и на ко-
балтовия ускорител е целесъоб-
разно да се вземе от завода-
производител. Всички химикали
са огнеопасни и отровни. Ето
защо трябва да се работи при
отворени прозорци и непремен-
но с гумени ръкавици без на-
личие на огън. Втвърдителят е
бяла паста със силно разяжда-
щи свойства и не бива да по-
пала върху човешката кожа
(предпазни очила!). Същото се
отнася и за кобалтовия ускори-
тел. Всички химикали трябва да
се съхраняват на студено, раз-
делены един от друг и заключе-
ни добре. Особено трябва да се
има пред вид, че втвърдителят
и ускорителят при директен кон-
такт могат да реагират чрез екс-
плозия. Ускорителят реагира с
масло чрез самозапалване. Ето
защо за двата химикала да се
използуват различии парцали за
почистване, конто трябва да
бъдат напълно чисти (в никакъв
случай да не се използуват на-
поени с масло текстилни парче-
та). За подложка да се използу-
ва стъкло. Желязото не бива
да попада в контакт с втвърди-
теля и ускорителя, докато тези
химикали не са разредени (при-
готвената смола обаче може да
се нанесе и върху железни час-
ти). За разбъркване да се из-
ползува стъклен съд, който след
това (както и използуваните пар-
цали и средства за разбъркване)
се унищожи. Подходящи за то-
ва са празни малки бурканчета
и др. Разбърква се с чисти и
сухи стъклени или дървени пръч-
ки, като към смолата първо се
прибавя втвърдителят. Едва след
пълно размесване (смолата се
разбърква, докато възникналото
след прибавянето на втвърдите-
ля размътване изчезне напълно)
може да се прибави ускорителят.
За неговото разбъркване е необ-
ходима втора дървена пръчка
(може и стъклена), в противен
случай останалите по пръчката
остатъци от неразбъркан втвър-
дител могат да доведат до не-
приятии последици.
За показаната на фиг. 13.4 и
13.5 функционална трупа беше
използуване като форма стък-
лено флаконче от таблетки; са-
мата тя беше „скроена по мяр-
ка“. За да може да се изва-
ди функционалният блок след
втвърдяването, е необходимо
формата да бъде леко конична,
в противен случай тя ще тряб-
ва евентуално да се разбие. Смо-
лата залепва много здраво за
стъкло и метали. За да се по-
лучи лесно отделяне на формата,
е необходимо използуването на
отделните средства. За тази цел
преди нанасяне на смолата фор-
мата се напръеква с чист тетра-
хлорен въглен. Накрая се оста-
вя около 1 ст3 от въглена във
формата и в него се разтваря
още толкова восък от свещ,
така че да се получи около
2 %4-3 %-ен тетравосъчен раз-
твор. С него се намазва цялата
форма. След изсъхване по с те-
ните на формата остава тъика
разделителна ципа, от конто след
това смолата се отделя много
лесно.
389
Приготвената и основно про-
верена функционална трупа се
поставя във формата. Едва сета
се нанася смолата. Приготвена-
та смола изглежда първоначал-
но непроменена. След пълното
разбъркване в зависимост от
стайната температура смолата
остава още 204-40 min течна;
в това време трябва да стане
заливането на формата. Залива
се бавно, за да се избегне об-
разуването на мехури. В зави-
симост от предназначението на
блока се препоръчва поставяне
на винт (МЗХ20), който да се
използува по-късно за закрепва-
не на блока към други апарати
(посредством насрещна гайка).
В тези случаи частта от винта,
която остава извън блока, се
обработва преди заливане също
с разредително средство, за да
може резбата по-късно лесно
да се почисти от случайно по-
паднали капки смола (след втвър-
дяван е на смолата) За да не се
разместват изводите преди изли-
ването на смолата, последните се
захващат за ръба на формата с
кламе ри или функционалмата тру-
па се окачва чрез тях на малък
статив, така че да виси вътре
във формата.
След 20-ь40 min смолата за-
почва бързо да желира, което
може да се установи чрез проб-
ване на остатъци от смолата в
съда, в който е приготвена. През
това време формата не трябва
да се разклаща много силно.
Блокът може да се извади от
формата, 20 min след като смо-
лата в съда за разбъркване не
показва промени при обръщане.
Той е все още гумообразен и
се вт върдява при стайна темпе-
ратура за 14-2 дена, когато смо-
лата става твърда като стъкло,
подобно на бернщайнмаса.
Втвърдяването зависи много
от температурата. Ако след 40-ь
4-60 min не последва желиране,
то може да се предизвика чрез
затопляне на формата във вод-
на баня при най-много 45° С (да
се използува термометър). Често
е достатъчна топлината на ръ-
цете. В момента на желирането
в смолата протича екзотермична
реакция (отделяне на топлина),
която се преустановява едва с
втвърдяването. Това е един отно-
сително критичен момент. Отде-
лената топлина може да ускори
(особено при големи обеми смо-
ла, тъй като смолата е лош про-
водник на топлината) по-ната-
тъшното втвърдяване, с което
отделянето на топлина да на-
расне лавинообразно. Това може
да доведе до унищожаване на
залетите елементи (полупровод-
ници), понеже температурата мо-
же да достигне 1504-200° С.
Ето защо от започване на же-
лирането до втвърдяването фор-
мата трябва да се контролира
(да се опипва с ръка) и при
значително повишаване на тем-
пературата да се охлади в пред-
варително приготвена студена
водна баня. Не последва ли то-
ва веднага, предизвиканата топ-
линна реакция не може да бъде
спряна след това своевременно.
Скъпи елементи би трябвало да
се заливат едва след като про-
цесът на втвърдяване е усвоен
с предварителни опити. Ако из-
лишната смола е в голямо ко-
личество, съдът, в който се на-
мира, също трябва да бъде наб-
людаван, защото и тук може да
390
се стигие до значително отделя-
не на топлина. Това може да се
избегне чрез изливане на излиш-
ната смола върху голяма плос-
кост (върху разгънат вестник
смолата се разлива на тънък
слой и след това се закопана).
Освен околната температура-
конто по време на цчлата обра-
ботка трябва да бъде в грани-
чите 15 — 25° С — втвърдяването
зависи много силно от съотно-
шеиието на компонентите и пре-
ли всичко от процентного съ-
държание на ускорителя. Дори
незначително повишаванс коли-
чеството на ускорителя предиз-
виква желиране в рамките на
10 мин с толкова интензивно
топлоотделяне, че е невъзмож-
но да се осигури достатъчно
охлаждане при обеми над 2 ст3.
Оцветяването в розовочервен
цвят по време на желирането
(към цвета на неразредения
тъмновиолетов ускорител) по-
казва достигането на критичната
степей на затопляне. Когато то-
ва оцветяване премине в свете-
що светлосин цвят, залетите
топлочувствителни части едва
ли ще могат да бъдат спасени.
Ето защо е по-добре да се ра-
боти с по-малко количество ус-
корител, а желирането да се
подпомогне чрез затопляне —
като и в този случай топлоот-
делянето при втвърдяване се
контролира. Добрата заливка
след втвърдяването е стъклено
чиста до леко жълтеникава или
светлокафява. Розово или вио-
летово оцветяване след втвър-
дяването означават високо съ-
държание на ускорител. Готова-
та функционална трупа се из-
мерва преди заливането (данни-
тена транзисторите се записват),
за да се направи сравнение с
данните от измерването след
втвърдяването на смолата. По-
високи температуря от 50° С
(при заливане на полупроводни-
кови елементи) респ. 70° С (за
останалите елементи) не бива
да се допускат по време на
втвърдяване на смолата. Добре
извършената отливка не оказва
вредно влияние на елемеатите
(електролитни кондензатори, по-
лупроводници, резистора и др.).
Втвърдената смола след някол-
ко дена е и водоустойчива (ко-
гато изводите са направени от
проводник без изолация, зале-
тият блок може да бъде оста-
вен безпрепятствено във вода
за дълго време; изолационните
изкуствени материали по провод-
ниците се свързват незадоволи-
телно със смолата, сбръчкват се,
поради което изводите вече не
са достатъчно плътно свързани
със смолата). Материалът освен
това е устойчив на киселини и
масла, а също и устойчив на
топлината на поялник, без да се
деформира при загряване, но го-
ри. Лесно се пробива, реже, пили,
престъргва и лепи. Показаният
на фиг. 13.4 и 13.5 отлят блок
беше изпробван (преди заснима-
нето) на удар чрез хвърляне 12
пъти от височина 20 m на бе-
тонна плоча. Освен няколко
външни драскотини, забележи-
ми само с лупа, не бяха конста-
тирани нито външни повреди,
нито функционални смущения.
Разрушаване на блок със същи-
те размера и евтипи елементи
бе постигнато с тежък козашки
чук върху наковалня.
Поради трудного овла дяване
391
на то плоотделянето със сред-
ства на аматьора се препоръчва
първоначално S да пе се отливат
обеми, по-големи от 5 ст3. Сме-
Фиг. 13.7
Функционален блок KUV1 в оригинал-
и > изп-мнение (отпред), отзад е сь-
щикт блок, залят с еластична смола
ста трябва да се приготви точ-
но. С цел по-правилно дозиране
да се започне с 50 ст3 смола
Polyester G Schkopau. За тази
смола са в сила дадените по-
долу указания за смесване и
вече споменатите втвърдител^и
ускорител (производство 1968 г.;
препоръчва се запитване 1'до
производителя, тъй като не‘са
изключени промени в начина на
приготвяне за същите химикали).
50 ст3 смола се смесват с
1 ст3 паста-втвърдител, като се
разбърква добре до пълно из-
бистряне и изчезване на всякак-
вп мехурчета. След това се взе-
мат нови бъркало и парцал за
чистене. Едва тогава внимател-
но при постоянно разбъркване
се прибавят най-много 20 капки
ускорител (получилите се евен-
туално кафяви петна да се раз-
бъркат). След това веднага
трябва да се започне с отлива-
нето. Ако отливаяето касае не
много термочувствителни еле-
менти или отливката не е ком-
пактна, а върху плоскост (нап-
ример водоустойчиво уплътне-
ние на изводи и свръзки от апа-
рати) и по този начин е осигу-
рено добро топлоотвеждане, ко-
личество™ ускорител може да
се увеличи до 35 капки (1,75 ст3
при 50 ст3 смола и 1 ст3 втвър-
дител). В този случай трябва да
се работи бързо и евентуално-
то нагряване в съда с излишната
смола да се избегне чрез свое-
временно разливане на тънък
слой. Времето до започване на
втвърдяването зависи от окол-
ната температура. При по-малко
от 18° С втвърдяване няма да
се получи. За форма може да
се използува стъклен съд (епру-
ветка), дървена форма, поли-
винилхлорид или слепени със
стъклен кит отделяй стъкле-
ни плоскости (виж фиг. 13.7.).
При дървени форми да се из-
ползува по-голямо количество
разделител. Стените на формата
трябва да бъдат абсолютно глад-
ки. Внимание! Елементи от це-
лулоидно фолио, пиакрилно стък-
ло или полистирол (например
кутии от домакинството) могат
да се заливат със смола само
при определени условия, тъй ка-
то тези пластмаси се разтварят
от течнообразната смола.
392
13.5.
Безконтактно
часовниково махало
Електрическите часовникови ме-
ханизма почти винаги работят
с един механичен управляващ
: 25- I50tW, произвол ни
стойности
GYIOO(OYWO)
Макаю
Лръчкооивен
магнит
1 Точка на
окачване
'•'-г щ. Магнитна ~^тт
сърреЁина
5
Колектор
Т1—-----
(за U^,<‘>5V)
в 72 уз>2Ь.DI..IW в заиисимостп
от ReL и UKeL
Фиг. 13.8
Схема на безконтактно часовниково
махало (о), разположение на махалото
и задвижващата бобина при използу-
ването им като часовниково махало
(б), допълнителна схема към 13.8 а
за вземане на тактовите импулси от
часовниковото махало (в).
контакт до механизма за нави-
ване или до махалото. Този
контакт, както всяко механично
контактно съоръжение, е един
възможен източник на смущения.
На фиг. и б е показана
една възмсж; ост за безконтакт-
но задвижгуп'е иа производно
махало. Мах',-‘’ст0 носи на своЯ
долей край е.’7’м постоянен маг-
нит с подходящ 1 форма и раз-
Фиг. 13.9
Лабораторна опитна постановка на без-
контактното часовниково махало от
фиг. 13.8 а и 13.8 б. За бобина (фик-
сирана към статив) е използуван теле-
фонен трансформатор с отстранена
външна обвивка. Махалото е дървено
трупче с издадена плочка постоянен
магнит. От счимката се вижда разсто-
янието между магнита и сърцевината
на бобината
мер, например малък пръчкооб-
разен магнит — маниперм. Под-
ходящи са също шайбообразни
или плоски магнити с аксиално
намагнитване. Махалото не съ-
държа други задвижващи меха-
низми и се окачва, както е прие-
то при часовниците. Опитният
образец, показан на фиг. 13.9 и
393
13.10, се състои от една обик-
новена дървена пръчка с
дървени трупчета и един магнит
от велосипедно динамо. Това
махало бе окачено с една топ-
Фиг. 13.10
Махалото, чието нормално отклонение
се еижда от снимката. е закрепено в
точката на въртене с карфица за ос,
поставена в две кукообразно огьнати
карфици. Виждащата се долу единична
батерия 1,5 V е достаттлтл да захранва
махалото до 1 година.
лийк а, служеща за ос, между
две закривени топлийки, служе-
щи з а лагер.
Под махалото на разстояние
няколко миниметра е поставена
задвижващата бобина с пръчко-
видна сърцевина, както е пока-
зано на фиг. 13.8 6. За олитната
постановка бе използузан обик-
новен телефонен трансформатор
(„звукова бобина11 от стара те-
лефонна слушалка) с непременен
брой навивки, при който бе пре-
махната само външяата част на
магнитопровода.
На фиг. 13.8 а е показана схе-
мата на това задвижване. Първо-
начално Т1 е запушен (липсва
базово напрежение). Приближа-
ли се обаче задвиженото на ръка
махало със своя магнит до бо-
бината, в L1 се индуктира нап-
режение, което отпушва Т1 (по-
ляритета на магнита спрямо по-
соката на навивките на LI, L2
трябва да се провери). През Т1
протича ток от батерията през
L2. D е поставен за този ток в
непроводящо положение. В ре-
зултат на обратната връзка от
L2 към LI, Т1 се отпушза на-
пъляо и към L2 се подаза пъл-
ното напрежение от батерията.
По този начин бобината от своя
страна става магнит и призлича
махалото, което по този начни
се ускорява. Магнитного паси-
щане на сърцевината прекъсва
обратната връзка, Т1 се запушва
отново. Възникналото при това
обратно напрежение се дава на
късо през D. Това е предпо-
стазка за предотвратяване на
самовъзбуждане (подобно на
трансвертор). При запушен Т1
движещото се махало възбуж-
да отново напрежение в L1 и
процесът се повтаря. По този
начни махалото се задвижва не-
прекъснато в резултат на серия
394
кратки токови импулсиТпрез L2,
докато премине най-късото раз-
стояние до сърцевината. Възбу-
деното в L1 напрежение има
обратен поляритет, така Т1 оста-
ва запушен, бобината остава из-
ключена и махалото може да
отмине свободно. При неговото
обратно движение (при прибли-
жаване на бобината) ускорява-
щият пронес протича отново.
По този начин махалото се под-
държа постоянно в движение и
достига при оптимално опреде-
лено разстояние бобина—махало
показаното на фиг. 13.10 откло-
нение.
Ако дължината на махалото
се оразмери добре, може да се
постигне преминаването на ма-
халото над бобината да става
точно през 1 s. Така аматьорът
получава един сравнително точ-
но функциониращ „еталон за
време" (секундов тактомер), с
който могат да се задвижват
синхронии часовници с едносе-
кундов механизъм или брояч,
използуван за отброяване на се-
кунди. За това е необходимо от
механизма за задвижване на ма-
халото да се вземе подходящ
управляващ сигнал. Това става
чрез допълнително включване
на схемата, показана на фиг.
13.8 в, която се включва в точ-
ките А1 и А2 със съответните
точки на прекъснатата връзка в
схемата от фиг. 13.8 а. Възник-
ващите токови импулси при пре-
минаване на махалото отпушват
същевременно Т2, с което се
включва релето Rel. Паралелно
включеният към него конденза-
тор пнтегрира краткотрайните
единички импулси в един до-
статъчно константен общ импулс
за всяко”колебанне на маха лото
така че за ет-;о преминаване на
махалото Rel се включва един
път. Т2 се избира в зависимост
от параметрите на Rel и пред-
виденото, респ. необходимото,
напрежение URet. Ако Uад^4,5 V,
то може да захранва и двига-
телната схема (фиг. 13.8 а) —
прекъсваната линия на фиг. 13.8 в,
при което връзката А2 отпада.
По този начин чрез Rel е въз-
можно управление на всякакви
апарати или часовници.
За задвижващата схем а (фиг.
13.8 а) е достатъчно вповечето
случаи захранване 1,5 V (в зави-
симост от параметрите на боби-
ните). L1 и L2 са послед овател-
но свързани с еднакви параметри,
без тези параметри да са особено
критични. За споменатия опитен
образец с телефонен трансформа-
тор L1 и L2 имаха около 120 Й.
Подходяща е също така ориги-
налната намотка на изходен транс-
форматор за транзисторни прием-
ници тип К21 или К31 (за LI и L2
се използуват двете първични
половини на намотката) след
премахване на външната полови-
на на магнитопровода, а още по-
добре, ако на мястото на ори-
гиналната сърцевина се поставят
обикновени трансформато рни ла-
мели във форма на правоъ гълник
с дължина 30 4-40 mm. В най-
простия случай такава сърцеви-
на може да се получи от връз-
ка леко оксидиран железен тел.
Ако бобината трябва също да
бъде навита, то L1 и L2 трябва
да имат около 1200 навивки с
проводник ПЕЛ 0,14 пип-у
4-0,20 mm ПЕЛ.
Транзисторът Т1 е напълно
некритичен със своите парамет-
3 95
ри; подходящ е вески германиев[’
транзистор. Диодът D обаче bj!
права посока трябва да бъде;
много нискоомен, за да бъде L2
добре шунтирана, в противен
случай може да се получи са-
мовъзбуждане (познава се по
непрекъснатата консумация на
ток и при неподвижно махало).
Подходящи са само германиеви
плоски диоди за ОДА или 1А
(GY100, GY110 и подобии).
Добре функциониращият ме-
ханизъм консумира само кратко-
трайни токови импулси (в зави-
симост от параметрите на боби-
ните с ре дно от 1 до 5 mA). В
паузите на едно колебание на
махалото и при спряно махало
консумираният ток е от поря-
дъка на 10 р.А (съответствува на
тока на покой на транзистора,
който поради нищожното по-
стояннотоково съпротивление на
L1 е по-малък от стойността /с ).
Толкова малка е и консумация-
та от батериите. Опитният об-
разец работи с показаната на
фиг. 13.10 капсулна батерия 1,5V
повече от 10 месеца без пре-
късване.
Г олемината на въздушната
междина между бобината и по-
стоянния магнит зависи от него-
вата сила и се определи по опи-
тен път чрез променяне на раз-
стоянието. При правилно ораз-
меряване махалото започва да
се ускорява и при незначително
първоначално залюляване, а от
друга страна, не се забавя от
смяната на въздействието маг-
ннт/бобина (наблюдава се дви-
жением на махалото при вклю-
чено захранване).
Ако този механизъм бъде
направен достатъчно малък (за
L1 и L2 се използува намотка-
та от трансформатор К21 или
К31 със съответно оформена
сърцевина, за В-капсулна бате-
рия или малък акумулатор,
респ. капсулен акумулатор 1, 2
до 2,0V) постановката би могла
да се промени, като задвижва-
щият механизъм се постави в
махалото (кръгла пластмасова
доза като корпус и същевре-
менно маса на махалото),
а магнитът се закрепи под не-
го. Така свободно окаченото
над магнита (поставен на маса)
махало остава за външния наб-
людател в постоянно движение,
без да се вижда някакво зад-
вижване (приложение например
за декоративни цели или от
илюзионистите — аматьори и
професионалисти).
13.6. Камертон-метроном
за музиканти
Професионалните, а също и
любителите музиканти използу-
ват за настройка на инструмен-
тите си основния тон а1
(440 Hz)*. За това се използу-
ва обикновеният камертон, кой-
то в някои случаи е малко
неудобен, а освен това има
малка сила на звучене. Полезно
би било създаването на камер-
тон по електронен път, звуче-
нето на който да става с по-
мощта на високоговорител за
продължително време.
Друг апарат, използуван от
музикантите, е метрономът
(обикновено механичен Часовни-
ков механизъм), който генерира
характерен регулируем тактов
* Тон ла от първа октава. Бел. ред.
396
звук, използуван'” за спазване
на определен ритъм при репе-
тиции. Към метронома музикан-
тът поставя определени звуко-
ви изисквания ;(не трябва да
безтрансформаторно крайно
стъпало в режим А.
За камертона са възможни и
чисто електронни решения чрез
един АС-тонгенератор, настроен
~'1тл\
сразу/Таща
50...t00mw,ft923
Метроном
Ют
Л
,'ООКЯ
Un.
-ОН
Камертон
6 5V
ТЗ-. it wo тлак- плоскост
I T2:npn-Si-mun
(SC Жили
па За дсп)
.Р*20-,1„ > 0,2 А
Фиг. 13.11
Схема на камертон-метроном. Апаратът се състои от две функционални
групи — генератор за камертона и генератор за метронома, който могат да се
изработят и отде лно. Т2 е л/и-Бьтранзистор
бъде какъв да е тактов шум с
цъкащ или скърцащ характер).
По тази причина и поради изи-
скваната точност и възможност
за нагласяване в широк диапа-
зон (темпов диапазон), механич-
ните метрономи са сравнително
скъпи. Ето защо идва идеята,
този тактомер да бъде създа-
ден по електронен път и да се
обедини с един електронен ка-
мертон. Така се получава елек-
тронен камертон-метроном.
На фиг. 13.11 е показана схе-
ма на такъв апарат. Тя се съ-
стои от функционалните групи
на камертона (който работи с
обикновен механичен камертон
за базова честота) и на такто-
мера, който се използува от
електронния камертон и като
на 440 Hz (синусовТ генератор
на стабилна честота). Механич-
ният камертон има това предим-
ство, че отпадат проблемите
по настройка на електронния
камертон, а също и опасността
от разстройване с течение на
времето. Механичният камертон
(който се намира в музикалните
магазини) се закрепва чрез за-
появане на основата му към
фиксираща конзола.
От двете страни на камерто-
на са монтирани — с възмож-
ност за промяна на разстояние-
то —две електромагнитни пре-
образувателни системи. Всяка
преобразувателна система се
състои от постоянен магнит и
бобина Ы, респ. L2. Подходя-
щи за тази цел например са
397
магнитните системи на слушал-
ки. Ако се използуват такива
на високоомни слушалки (LI, L2
от 1 до 2 кП), бобините могат да
сеюставят с оргиналния им брой
навивки. Цялата схема в този
случай наподобява много систе-
мата на слушалките, при което
рамото на камертона заема мя-
стото на мембраната в слушал-
ката. L1 и L2 се поставят пър-
воначално на такова разстояние,
че генераторът да е в началото
на сигурно осцилиране, без то-
нът да е изкривен. Разстояние-
то между рамото на камертона
и преобразувателя е от порядъ-
ка на 1 mm. Ако при това раз-
стояние генераторът не се въз-
буди, е необходимо да се сме-
ни поляритетът на Ы или L2.
Трептящият камертон предиз-
виква промяна на магнитното
поле в L2. С това се индукти-
ра напрежение с честотата на
камертона. Усилено от Т1, то
се прехвърля на поставената до
другото рамо възбуждаща си-
стема L1, която по пътя на ме-
ханичната обратна връзка през
камертона поддържа осцила-
цията. Р1 е регулятор на звука,
който се възпроизвежда от ви-
сокоговорителя L. Този елек-
тронен камертон може да се
изработи и самостоятелно без
тактомер. В такъв случай полу-
чения! в точка А сигнал се по-
дава на входа на някакъв НЧ-
усилвател (при използуване на
сцена—към входа на усилвател-
ната уредба на залата).
В положение „камертон" от
S1 работят Т2 и ТЗ като без-
трансформаторно крайно стъпа-
ло в режим А, при което обрат-
ната връзка през Р2 и елек-
тролитния кондензатор 20 p,F
остава без влияние. Т2*епрп-
силициев транзистор, което се
налага от функционални съоб-
ражения. С РЗ еднократно се
установява работната точка на
крайното стъпало (0,5А ток при
максимална изходна мощност;
при по-малка мощност работна-
та точка се установява при
консумация 80 4- 150 mA). Тъй
като върху ТЗ пада значител-
на мощност, ТЗ трябва да се
предвиди с дадената охлажда-
ща повърхност. За L може да
се използува (с оглед на него-
вия нисък к.п.д. и от функцио-
нални съображения) само висо-
коговорител с нормална големи-
на (150 4- 180 mm диаметър)
и с дадените параметри. Бате-
рията поради голямата консу-
мация (0,5А средня консумация
в режим „камертон" и око-
ло 1,2А краткотрайна консу-
мация за късите импулси в
режим „тактомер") трябва да
бъде достатъчно мощна и с
малко вътрешно съпротивление
(3 елемента по 1,5V, или два
малки акумулатора, или „сухи
акумулатори RZP2, или подоб-
ии по 2V последователно). По-
неже тонът за настройка се из-
ползува обикновено за кратко
време (няколко минути), а при
работа като тактомер се отне-
ма за всеки такт само къс то-
ков импулс (с продължител-
ност, по-малка от 10 ms), се
получава едно напълно доста-
тъчно време за използуване на
комплект батерии.
За работа в режим „такто-
мер" S1 се превключва в съот-
ветното положение. С това се
изключва камертонът, а се
398
включва обратната връзка. При
това положение схемата пред-
ставлява един мултивибратор
с комплементарии транзистори.
Раздели 3.7.4.1, 3.7.4.2 съ-
държат също описание на мул-
тивибратор от подобен вид.
Комплементарната техника дава
възможност (с обикновени мул-
тивибратори това би било труд-
но — с много елементи и висо-
ка консумация на ток) да се
постигне много малък косфи-
циент на запълване 1:10, съот-
ветствуващо на най-често из-
ползуваните музкални ритми.
При това продължителността
на импулса трябва да остане
приблизително постоянна и да
бъде по-малка от 10 ms и при
бавни ритми; изисквания, конто
лесно се реализират с помощта
на описвания мултивибратор.
В тактовата пауза 7'2 и ТЗ
са запушени (посредством вто-
ри контакт Т1 може да бъде
изключен от захранването с цел
намаляване общата консумация).
След изтичането на тактовата
пауза Т2 и ТЗ се отпушват
едновременно и рязко, при кое-
то електролитният кондензатор
се разрежда през ТЗ. При това
през ТЗ на L се подава работ-
но напрежение. След разрежда-
не на електролитния конденза-
тор 7'2 и ТЗ се запушват от-
ново и L се изключва рязко,
при което неговата мембрана
започва да трепти свободно със
собствена честота. Това опре-
дели характера на тона на мет-
ронома, който значително зави-
си от свойствата на L. От тези
съображения, както и с оглед
на по-ниско натоварване изпол-
зуването на малък високогово-
рител е нецелесъобразно. Им-
пулсът за включване на L тряб-
ва да бъде много кратък, по-
неже мембраната на високого-
ворителя трябва да бъде задей-
ствувана само за кратко време;
един по-п, одължителен импулс
ще се чуза като ненужен вто-
ря такт. Въпреки високата
стойност на импулсния ток
(около 1,2А) консумираната
енергия общо.за цялото време
на работа се получава сравни-
телно малка, така че в зависи-
мост от нагласения ритъм и
големина на батерията може
да се осигури напълно доста-
тъчна продължителност на ра-
бота около 10 часа и повече.
След изключване на L започ-
ва постепенно зареждане на
електролитния кондензатор през
ТЗ, L и Р2. В края на неговото
зареждане 7'2 получава през Р2
базов ток, с което започва след-
ващият процес на включване.
Грубо тактовата честота се оп-
редели от електролитния кон-
дензатор, а допълнителната ре-
гулировка в зависимост от из-
исквания ритъм се извършва
чрез Р2. Р2 подобно на маха-
лото на механичния метроном
може да бъде разграфен (чрез
сравнение с него) непосредст-
вено в музикални темпа. Ста-
билизиране срещу изтощаване
на батериите и температурни
промени за Т1 (както и за Т2
и 7'3) изобщо не е необходимо,
тъй като при сплно изтощени
батерии метрономът престава
да функционира, преди още на
Р2 да е достигнало предвиде-
ното изменение. L се закрепва
в обикновена кутия за високо-
говорител с подходящи размери,
399
за да може в свободн ия обем
да се помести цялат а схема
заедно с батериите. Изв еждат
се Р1 (за нагласяване си лата на
тона от камертона, достатъчна
за използуване и от оркестър)
Р'2, а също S1 и S2.
13.7. Брояч-индикатор
за гама-лъчи
В промишлеността във все по-
голяма степей за нуждите на
измервателната техника, техни-
ката на автоматичного регули-
ране и управление се прилагат
радиоактивни препарата (a-, (3-, у-
лъчи). По тази причина, а и с
учебна цел регистраторите на
радиоактивно излъчване придо-
биват все по-голямо значение и
за аматьора. На това място е
невъзможно да се направи под-
робно разглеждане на тази об-
ширна тематика за измерване
на ядреното излъчване. За кон-
статиране на радиоактивно из-
лъчване обикновено се изпол-
зуват Гайгер-Мюлерови броячи.
Те се състоят от една запъл-
нена със специална газова смес
при ниско налягане тръба, в
която е вкаран тънък провод-
ник (анод), обхванат от метален
цилиндър (катод). Работното
напрежение се избира така, че
да не настъпва самостоятелен
разряд (вж. раздел 2.1.1. Осно-
ви на електрическия разряд в
газова среда); неговата стойност
е обикновено от порядъка на
500V (в някои случаи до 1500V).
Всяка радиоактивна частичка,
която преминава през тръбата
почти безпрепятствено, се сблъ-
сква с един или повече атоми
на газа в тръбата и предизвик-
ва неговата ионизация. В резул-
тат на това се получава „йони"
зационна лавина" (вж. раздел
2.1.1), при което през тръбата
на брояча протича кратък то-
ков импулс. Особената кон-
струкция на броящата тръба
(за разлика от обикновения
електрически разряд в газова
среда) не позволява протичане-
то на постоянен ток, като пре-
дизвиканият от радиоактивните
частички ударен разряд веднага
се прекратява. Следователно
във външната токова верига
на брояча се появява само един
токов импулс при преминаване
на радиоактивна частичка през
тръбата. Преброяването на те-
зи импулси позволява да се
направи оценка на интензитета
на излъчването (но не и на
енергията на излъчването). Не-
ка се задоволим с това силно
опростено функционално обяс-
нение. Фактическото протичане
на процесите в Гайгеровата
тръба е много по-сложно.
За контрол на индикатора е
достатъчно излъчването на ра-
диоактивната фосфоресцираща
боя на часовников циферблат.
Със значително по-силно излъч-
ване са светещите надписи, на-
пример бордови уреди на стари
самолети (но също така безвред-
ни, както и фосфоресциращите
бои), а така също и радиоактивни
препарата за учебни цели. Ясно
се регистрира и излъчването на
използуваните в училище за
уроците по физика демонстра-
ционки рентгенови тръби. На-
края ще обърнем внимание™
на читателя и към използува-
ните в промишлената измерва-
телна техника и при системи за
автоматично регулиране източ-
ници на радиоактивно излъчване.
400
На фиг. 13.12 е показана
схема на един индикатор. За
тръба е използувана съветска,
тип СТС-1. В ГДР се произвеж-
дат подобии типове от VEB
SY205. . . 5У207;^също 0А905
и др. подобии). Други изправи-
тели (с изключение на силицие-
ви елементи) са неподходящи,
тъй, като от D се изисква твър-
Фиг. 13.12
Гайгер-Мюлеров
индикатор — апарат
за доказване нали-
чие™ на радиоак-
тивного излъчване
Messelektronik—Дрезден. Подхо-
дящи за тази схема са всички
самогасящи се халогенни тръ-
би-броячи за напрежение 400-?
-1-500V. Това напрежение се съз-
дава с един трансвертор, рабо-
те щ като блокинг-генератор
(виж раздел 9.1). За намаляване
обема на навивките L3 на транс-
вертора и L1 са свързани по-
следователно, така че да е въз-
можно използуването на обрат-
ното ударно напрежение в пър-
вичната намотка. Изправянето
на създаденото високо напреже-
ние (напрежението за тръбата)
става с един силициев диод D,
който трябва да е предвиден
за минимум 550V обратно на-
прежение. Подходящи са, макар
и токово преоразмерени, но
сравнително лесно достъпни, си-
лициевите изправители за теле-
визионни приемници (например
де високо обратно съпротивление
Понеже тръбата не представ-
лява постоянен товар за транс-
вертора, на пръв поглед изглеж-
да (според казаното в 9.1), че
липсва защита срещу повиша-
ване на изходното напрежение.
Такава се постига в дадения
случай чрез подходящ избор на
работна точка за трансвертора
с помощта на R1. Тъй като
всеки трансвертор има известии
загуби, конто нарастват с на-
растване на напрежението, въз-
можно е при коректна настрой-
ка на R1 да се постигне изход-
ното напрежение на конденза-
тора 10 nF да бъде от 400 до
500V (в зависимост от типа на
тръбата) и предотвратяване на
по-нататъшно нарастване на
напрежението в резултат на на-
стъпилото равновесие между
мощността на трансвертора и
26 Книга за консг уктора-електроник
401
общите загуби. С R1 се уста-
новява правилното работно на-
прежение за тръбата. Но тъй
като то зависи силно от нато-
варването, което представлява
допълнителна защита за тръ-
бата (за аматьора е без значе-
ние поради ниската интензив-
ност на излъчването), е необхо-
димо да бъде измерено с мно-
го високоомеп инструмент (дам-
пов волтметър; също волтме-
тър с МОС-полеви транзисто-
ри — виж раздел 12.2 — или
подобии), чието вътрешно съ-
противление да бъде по въз-
можност над 20MQ.
Трансформаторът на експери-
менталния трансвертор бе навит
върху топфкерн, 26 ><16 mm,
Manifer 163, AL -стойност 425
(комбинат VEB Keramische wer-
ke Хермсдорф) с параметри:
7,7 = 60 н, 0,12-тт-ПЕЛ, L2=
= 25 н„ 0,12-тт-ПЕЛ, L3=
= 1500 и., 0,08-тт-ПЕЛ. При
опитния образец се получи че-
стота от 20 кНг, което има то-
ва предимство, че се избягва
смущаващото „бръмчене“ от
трансвертора.
Възникналият за всяка радио-
активна частица импулс въз-
лиза на няколко волта, ето за-
що усилване по напрежение не
е необходимо. Т2 и ТЗ работят
само като импедансен преобра-
зувател, за да се постигне не-
обходимото високоомно напас-
ване с тръбата. На изхода е
постазена капсулна телефоина
слушалка Н (малки или обик-
новени слушалки са неподходя-
щи). В опитния апарат за „висо-
коговорител“ бе използувана те-
лефонна капсулна слушалка.
Всеки импулс предизвиква пу-
402
кане в слушалката и означава
преминаване на радиоактивна
частица през тръбата. От изхо-
да А импулсите могат да се
вземат за импулсния брояч. За
такъв са подходящи само елек-
тронни апарати с висока ско-
рост (раздел 12.8.2), но не и
механични броячи, тъй като
радиоактивните частици попадат
по статистическо разпределение
и затова и при малък интензи-
тет могат да се появят много
частички, респ. импулси, един
след друг.
Тръбата реагира дори на ра-
диоактивни частици с косми-
чески произход разпространени
навсякъде по земята. Ето защо
и без специални радиоактивни
източници се чуват импулси през
неравномерни интервали. Тази
предварително налична интен-
зивност, характеризирана като
ну лев е тект, е от порядъка на
20 = 30 имп/min за посочените
тръби. При доближаване на све-
тещ циферблат се наблюдава
ясно покачване на броя импулси
за минута. При по-нататъшно
повишаване на интензивността
на излъчването неравномерните
пукания преминават над 100
имп/мин в пращане, а при още
по-голям брой импулси (до око-
ло 100 000 имп/мин) в едно ост-
ро свистене. Още по-висок
радиоактивен интензитет, кога-
то достигне вече опасни разме-
ра (при аматьора не могат да
възникнат), предизвиква шум,
който затихва с повишаване на
интензивността. Рентгеновото из-
лъчване на медицински апарати
предизвиква обикновено остър
брум поради захранването на
рентгеновите тръби с мрежово
променливо напрежение, а оттук
и „модулираната" с 50 или
100 Hz интензивност. Отчитане
интензив.чостта на частичките
(измерване на радиоактивната
доза) с импулсомера по принцип
е възможно, но трябва да от-
падне възможността за слухово
регистриране.
13.8. Домашен телефон
с електронен гене-
ратор за повикване
Тази схема за домашен теле-
фон показва, че е възможно
проникване на електрониката и
в тази облает, която на пръв
поглед не може да предложи
на аматьора „нищо ново*. На
фиг. 13.13 е показана схемата
на един абонат. Възможно е
паралелно включване на 3 до 4
абоната в една линия, като се
внимава за правилния поляритет
на двата проводника а и Ь (дъл-
жината на проводниците при
използуване на обикновен звън-
чев проводник трябва да бъде
максимално 300 до 400 ш).
В схемата не е включен ня-
какъв специален звънец, а съ-
що и специален токов генератор
за повикване. Повикването се
извършва с помощта на бръм-
чене, излъчено от телефонната
слушалка с достатъчна сила.
Освен „ръчния апарат“, за кой-
то може да се използува една
полева микротелефонна гарни-
тура с капселована слушалка
Н, въгленов микрофон Mi и
превключвател за режим „гово-
рене“ STa (при използуване на
пощенски телефонии слушалки
или подобии без такъв пре-
включвател STa се изпълнява
като ключ или по-добре като
контакт в мястото на окачване
на слушалката), са необходими
само още една обикновена ба-
‘>20
(GC 22С LtALi
по do*tn}
Фиг. 13.13
Домашен телефон с електронен повик-
ващ генератор. Схема на един або нат.
Други абонати по същата схема се
включват в а,Ъ. STa — бутон „разго-
вор”, RTa—бутон .повикване*
терия 4,5V, един клавиш за
повикване RTa (обикновен звън-
чев бутон), транзистор Т, 4 мал-
ки елемента и използуваният
същевременно като изходен
трансформатор и генератор за
повикване изходен трансформа-
тор за транзисторни приемници
тип К31. Схемата е разработена
специално за този най-разпро-
странен тип изходни трансфор-
матори.
В нормално положение RTa
и STa са отворени и В следо-
вателно е изключена. Специален
ключ за изключване или пре-
включвател за повикване не е
необходим. За повикване на на-
срещния абонат се натиска бу-
тона RTa. Транзисторът Т об-
разува с трансформатора /С31 и
/?С-групата 5 pF//?7 един треп-
406
тящ кръг, който създава сигнал
за повикване. При това /?/ тряб-
ва да се подбере по опитен път
в зависимост от параметрите на
изпо.тзувания транзистор, дъл-
жината на проводниците и броят
на паралелно включените
абонати (да се използува евен-
туално регулируем резистор, кой-
то след настройката да се за-
мен!! с посто!1нен. Неговата стой-
ност е между 500 й и 5 kQ.
се подбира така, че да се
получи оптимално силен, но не
много висок сигнал за повиква-
не (подходяща честота 300-ь
-i-800 Hz). Този сигнал за по-
викване се чува силно от всич-
ки свързани в уредбата капсе-
ловани слушалки и служи на
извикващия абонат за функцио-
нален контрол. Нека ST а бъде
приведен в режим „говорене*
(може да бъде затворен и по
време на повикването), при кое-
то през цялото време на разго-
вора RTa трябва да бъде от-
ворен. Трансформаторът К31
гарантира правилно съвместява-
не на съотношенията между Н,
Mi и проводниците по време на
връзката. Паралелната на про-
водниците верига база — колек-
тор на Т не предизвиква сму-
щения нито при разговор, нито
при повикване.
Предимството на тази схема
пред другите познати домашни
телефони (освен в двужилния
проводник) се състои преди
всичко в това, че е необходим
малък брой елементи и обслуж-
ването става само с 2 бутона
(при гарнитури с превключвател
само един допълнителен кла-
виш). Един пълноценен мост мо-
же да бъде изпълнен толкова
малък с изключение на H,Mi, а
така също и на наличния STa,
че да се помести в кутията
на джобно фенерче. Оригинал-
ното място на батерията се за-
пазва, а превключвателят на фе-
нерчето може да се използува
за RTa. При умело разпределе-
ние на наличного свободно про-
странство е възможно използува-
нето на този телефон и като
джобно фенерче. Формата, в коя-
то бе реализиран опитният апа-
рат, е подходяща за полеви ус-
ловия, един вид като полеви
телефон.
13.9. Електронен „бебе-
гледач“
Това, че един електронен над-
зор на оставеното в спалнята
или детската стая малко дете
е нещо повече, отколкото само
една игра, не се нуждае от спе-
циална обосновка. Обикновено
това е малка система за под-
слушване, която с помощта на
един проводник дава възмож-
ност за акустичен контрол на
бебето по всяко време. Който
е работал известно време с та-
кава система, бързо ще забеле-
жи, че само системата за под-
слушване е недостатъчна за та-
кива цели. Без оглед на излиш-
нитс разходи, свързани с изпол-
зуваните в тези случаи телефон-
ии системи и разговорни уред-
би, тези системи могат да се
използуват, като се включват
само при нужда с оглед песте-
не на електроенергия. Но в то-
зи случай е почти невъзможен
контрол върху пелените на бе-
бето, така че майката ще му
обърне внимание едва след ка-
404
то детето стане неспокойно.
Следователно от една по-целе-
съобразна система би- трябвало
да се изисква следното: да поз-
волява освен възможност за
чев сигнал. В съответствие с
предназначенного стремежът е
системата да е по възможност
най-проста, с малко елементи,
като се направи компромис по
Тра-хр/еь грсЁзз-з-:
„
да)г!- РЗ ДУ
'.ЦоЗико.
Г]
Ц
И
-г
i Подслрш- L и/
(___д ° Зане
6V I
Р4
Т2
'I Sla,b сЗюзани
a? -Pi S1
у- ,, -, . Д—------>г"t
И -Ж/; -I'JOjur^OMi^F^ ,
-FC! j J7 _________
T1 T2-.^0rpW 'УуЗЗ V1,D2-0Atpj.S-A'OOaa
fOihuA}
его
Фиг. 13,14
Електронен „бебегледач”. El, Е2 са електроди на контролната пелена. Mi
е въгленов микрофон
акустичен контрольна детската
стая, така също иЖонтрол вър-
ху влажността на пелените. Ос-
вен това системата би трябвало
да бъде включена непрекъснато
и да известява за овлажняване
на пелените. Също автоматично
би трябвало да известява за
продължителен шум или плач
на детето. но да не се задейству-
ва от тихи околни шумове,
а също и от кратки шумове,
за да не се алармира ненужно
майката при едно покашляне на
детето. Накрая от контролната
система се изисква да бъде без-
шумна, т. е. без постоянно пре-
хвърляне на малко или повече
смущаващ шум; от друга стра-
на, при необходимост да събуж-
да заспалата майка чрез звън-
отношение качеството на аку-
стичното предаване (и без това
не става въпрос за предаване
на хубава музика, а само за
възможността изобщо да се чуе
какво става в детската стая).
Схема, отговаряща на тези
условия, е показана на фиг. 13. 14.
Към детската стая води 3-жи-
лен проводник, за който при
обичайните домашни разстояния
може да се използува нормален
звънчев проводник с пластмасо-
ва изолация. В детската стая са
инсталирани един микрофон Mi
в близост до детето и един изход
за контрол на пелените с елек-
троди Е1 и Е2.
За микрофон е използуван
един нормален въгленов телефо-
405
ней микрофон. Той е напълно
достагъчен за тази цел, евтин е
и има това предимсгво, че дава
сравнително впсоко НЧ-напре-
жение. Цялата автоматика съ-
държа само два транзистора. За
контролна пелена може да се
използува обикновена пелена, в
която с игла на малко разсто-
яние (5ч-8 пип) се прокарват
тънки медни проводници. По-
следните се свързват в краища-
та на пелената към изводите,
водещи към Е1 и Е2, така че в
пелената двата съседни провод-
ника да са евързани към раз-
личните полюси. Целесъобразно
е да се приготвят няколко та-
кива резервни контролни пелени.
Една така приготвена пелена се
поставя заедно с другите пеле-
ни, така че да се овлажнява од-
новременно с тях. Влажността
създава проводяща среда меж-
ду Е1 и Е2,— разбира се, поя-
вяващите се напрежения и то-
кове са напълно безвредни, и
не могат да бъдат почувствува-
ни от детето. Връзката на кон-
тролната пелена към проводни-
ка се осъществява в единия
край на леглото най-добре с ба-
нан-щекер.
Действието на схемата е след-
ното: главният превключвател
S2 в нормално положение е
включен, превключвателите Sla,
Sle са в положение „повикване“.
На транзистора Т1 (при суха
контролна пелена) няма базово
преднапрежение (първоначално
R2 липсва). Протича само нез-
начителен колекторен ток (как-
то и през Г2). Релето Rel е из-
ключено и апаратът консумира
незначителен ток (обикновено
под 1 mA). При мокра контро.т-
на пелена между Е1 и Е2 еъз-
никва проводяща среда. Въпре-
ки че последната може да е вп-
сокоомна, все пак протича дс-
статъчен базов ток, за да отпу-
ши Т1, при което се задейству-
ва релето Rel. Контактът rel се
включва и прозвучава алапмен
сигнал. За да се провери какза
е причината за сигнала, превключ-
вателят Sla,b може да се по-
стави в положение „Подслушва-
не“. По този начин базата на Т1
се изключва от контролната пе-
лена, а се включва към един
резистор РЗ. Тук попада съще-
временно през Р1 и сигналът от
микрофона Mi. В положение
„Подслушване“ на SI Р1 слу-
жи за регулиране силата на сиг-
нала и представлява единстве-
ният орган за обслужване след
S1 и S2. Същевременно Р1 (за-
едно с Р4) е работното съпро-
тивление на микрофона, който
изразходва също малък ток —
в случай че е използуван обик-
новен високоомен микрофон. Със
Sib колекторът на Т2 се пре-
включва към трансформатора на
високоговорителя (за тази цел е
подходящ всеки малък изходен
трансформатор със съответния
му високоговорител, напр. таки-
ва от транзисторен радиоприем-
ник „Sternchen". НЧ-напреже-
ние, генерирано от микрофона
Mi, преминава през Р1 и S1 а
и се усилва от Т1 и Т2, така
че е възможно да се чуе дали
детето плаче. Ако плач не се
чува и въпреки това в положе-
ние „Повикване" аларменият
сигнал се чува, това означава, че
пелените са мокри. След смяна
на пелените S1 се превключва
406
отново в положение „Повик-
ване".
Ако детето започне да плаче,
НЧ-напрежение попада на Т1
проз Р4 и Sla (положение „По-
викване") и първоначално се
усилва много слабо от остатъч-
ния ток на транзистора, което е
достатъчно обаче, за да управ-
ляза Т2. При това памотката на
Rel представлява работното съп-
ротивление на колектора. От пея
през кондензатор 5p,F усиленото
НЧ-напрежение се изправя от
изправител в схема за удвоява-
не на напрежението (DI, D2).
Полученото по този начин из-
правено напрежение предизвик-
ва през пасивната верига Rl, CI
едно постепенно нарастващо от-
рицително напрежение на С1,
което през Р2 действува като
преднапрежение за Т2 и предиз-
виква нарастване на колекторния
му ток. По този начин общото
усилване се увеличава постепен-
но. а заедно с това и напреже-
нието върху С1, докато след
няколко секунди двата транзи-
стора попаднат в режим, при кой-
то Rel се включва, а заедно с
него и алармения сигнал. Чрез
превключване в положение
„Подслушване" по описания ве-
че начин отново може да се ус-
танови причината за това. Крат-
котрайни шумове не са в съ-
стояние да задействуват алаоме-
на~а уредба, понеже за това
време С1 не може да се заре-
ди с достатъчно високо напре-
жение за включване на релето.
След изчезване па краткия шум
С1 се разрежда бавно през Р2.
Аларменият сигнал се включва
само когато детето проплаква
през кратки интервали или пла-
че продължително. При каква
минимална сила на шума (шумо-
ва чувствителност) трябва да
реагира уредбата, се устаиовява
еднократно в зависимост от ус-
ловията чрез Р4. Тъй като си-
лата на прослушвания сигнал се
регулира чрез Р1, шумовата
чувствителност е независима от
положението на Р1.
Времето за задържане, след
което трябва да последва алар-
мен сигнал, се установява-чрез
подходящ избор па С1 и R1 в
съответствие с конкретпите из-
исквания. На фиг. 13.14 са даде-
ни ориентировъчяи стойности.
Понеже R1 променя същевре-
менно и шумовата чувствител-
ност, за предпочитане е да се
изменя само С1. Освен това Р4
и Р2 да се установят едва след
като се избере окончателна стой-
ност за Rl. С Р2 първоначално
се установява шумовата чув-
ствителност приблизително — то-
зи регулатор влияе освен това на
времето за задържане, т. е. вре-
мето, през което след зарежда-
не на С1 напрежението му оста-
ва още достатъчно високо, за
да може следващият краткотра-
ен шум да предизвика включва-
не на алармения сигнал. Тъй
като-тези стойности зависят в
голяма степей от конкретпите
изисквания, Р2 и накрач Р-- се
настройват така, че да се полу-
чи желаното действие на авто-
матиката. Настройката на Р4
трябва да бъде съобразена и с
околните шумове, така че шумо-
вете на улицата например да не
предизвикват включване на алар-
мения сигнал и при дълготрай-
ио въздействие, докато по-висо-
кият, предизвикан от детето
407
шум, да предизвиква неговото
включване. РЗ се пастройва та-
ка, че в положение S1 „Под-
слушване" на между колектора
и емитера па Т2 да се получа-
ва напрежение около 3V. На-
края се измерва колекторният
ток на Т2 в положение „Повик-
ване" при суха контролна пеле-
на. Неговата стойност трябва да
бъде 0,5 mA или малко повече.
Ако е под тази стойност чрез
въвеждане на R2 (стойността
му се определи опитно) може
да се постигне необходимият
колекторен ток от около 0,5 mA.
За реле е подходящо малко
реле с дадените параметри, на-
пример тип GBR0335-3 на VEB
Relaistechnik Гросбрайтенбах/
Илменау (предишният завод за
елементи на съобщителната тех-
ника Гросбрайтенбах). За захран-
ване на апарата са подходящи
4 малки батерии, свързани пос-
ледователно, или три акумула-
тора (сухи акумулатори тип
/?ZP2) по 2V, свързани после-
дователно. При не много често
алармиране един чифт от 4 малки
батерии може да захранва апа-
рата близо 3 месеца. От пред-
пазни съображения мрежово за-
хранване не се препоръчва, още
повече, че не представлява .пре-
димство от гледпа точка за ико-
номия на батерии.
13.10. Контрол на тока в
мрежови вериги
Когато е необходимо да се кон-
тролира състоянието на мрежа-
та по отношение на включени
консуматори (например към да-
ден прекъсвач или контакт из-
вън помещението, или общ кон-
трол при слектромерпото табло,
дали всички токови консуматори
са изключепи и т. н.), контролът
по напрежение не е достатъчен.
Обикновено се използуват ам-
О
Фиг. 13.15
За контрол на мрежови токови вериги
се използува падът на напрежение в
права посока на силициеви диоди
перметри, конто обаче, от една
страна, често са излишен раз-
ход и, от друга страна, не мо-
гат да отчитат малки токове, а
при силен се претоварват. В то-
ва отношение падът на напре-
жение върху диод в права по-
сока дава едно просто и сигур-
но решение. На фиг. 13.15 е по-
казана схемата. Rv символизира
консуматора, който трябва да
бъде контролиран. Схемата се
състои от антипаралелно вклю-
чени във веригата диоди с до-
статъчна мощност, паралелно на
конто е включена една малка
лампа с нажежаема нишка. Тъй
като най-ниското номинално на-
прежение на намиращите се по
магазините лампи е от порядъка
на 1,5, респ. 1,8V, е необходимо
последователното включване на
2 диода, върху конто, почти не-
зависимо от консумирания от
Rv ток, се получава необходи-
мият пад на напрежение за лам-
пата. Предпоставка е консуми-
раният ток да е най-малко от
порядъка на тока на лампата,
408
конто определя долната грани-
ца (0,1-? 0,2А). При по-силни
токове ламповото напрежение
нараства незначително, ето защо
горната граница се определя от
мощността на диодите. За кон-
суматори около 450 4-550W (2А)
могат да се използуват диоди
тип SY200 или подобии сили-
циеви диоди за 1А, за по-сил-
ни токове (до 20А) трябва да
бъде контролиран ток в грани-
чите от 0,1 -=-0,2 до 20А.
Едно по-обемисто, но значи-
телно по-икономично решение
се получава, когато вместо си.
лициеви диоди се използуват
селенови токоизправители. За та-
зи цел са подходящи селенови
мостови токоизправители (Грец-
токоизправители)за 20V номи-
нално напрежение (по 2 селено-
ви плочи за всяка токоизправи-
телна отсечка, общо 8 плочи) и
номинален ток за една плоча,
съотзетствуващ на една четвърт
от максималния консумиран ток.
На фиг. 13.16 а е показан на-
чинът на включване на Грец-
селенов токоизправител. На пръв
поглед тя изглежда малко не-
обичайна. Всъщност от нея се
получава схемата, показана на
фиг. 13.16 б. На тази схема на-
всякъде 2 последователно вклю-
ченп селенови плочи (необходи-
ми, за да осигурят необходимия
пад на напрежение от 1,5V) са
изобразени като един диод. Как-
то се вижда, за всеки полупе-
риод на променливия ток са на-
лице 2 паралелни диодови отсеч-
ки, което позволява двоен но-
минален ток за продължително
натоварване. Понеже през все-
ки клон преминава само един
полупериод, е възможно 4 пъти
по-голямо токово натоварване
от номиналното за всяка плоча.
Опитите показаха, че с един та-
къв селенов Грец-токоизправи-
тел, състоящ се от 8 плочи с
Фиг. 13.16
Схема за контрол на токови вериги с
използуване на обикновен селенов мо-
стов токоизправител
размери 75 mm >(75 mm и лампа
1,8 V/0.2A, може да се постиг-
не токов контрол в диапазон
0,15А (забележимо засветване
на лампата) до над 10А — нор-
мално светене на лампата след
1А — без да е необходимо ох-
лаждане дори и при продължи-
телно натоварване. Дефектиране
на лампата не оказва влияние
върху включената верига. Съ-
щият принцип е залегнал всъщ-
ност и при описания в 12.13 ам-
перметър. Показаното на фиг.
13.16 решение се оказа изключи-
телно надеждно и евтино.
13.11. Оптическа връзка за
предаване на сигна-
ли без галванична
връзка
При свързване на различии апа-
ратни системи или при други
технико-комутационни задачи
409
често е необходимо да се пре-
даде сигнал без галванична връз-
ка от един комутационен ком-
плекс към друг (например при
управление на комутационни
Фиг. 13.17
Принцип на оптическа връзка за пре-
даване на сигнали
комплекси, работещи под мрежо-
во или високо напрежение с по-
мощта на слаботокови уредби
или транзисторни схеми). Ама-
тьорът се сблъсква с такива
проблеми например при транзи-
сторно управление на тиристорни
схеми. Едно решение с не мно-
го големи разходи, реализуемо
от аматьора, е оптическата връз-
ка, която в много случаи позво-
лява предаване на сигнали меж-
ду схемни елементи, конто по-
някога могат да имат няколко
киловолта разлика помежду си,
или за някои предпазни мерки
(предпазване от допир до вклю-
чени под напрежение апаратури).
В раздел 15 (фиг. 15.28) това е
дадено за конкретен пример при
тиристорно управление. Тук ще
бъдат дадени някои общи ука-
зания върху проблема, за да се
представи това решение на ама-
тьора във връзка с други за-
дачи.
Принципът се състои в това,
че източник с регулируема свет-
лина и фоточувствителен еле-
мент са поставени близо един
до друг, изолирани от околната
светлина. Двете токови вериги
по този начин нямат директна
връзка една с друга, но една
промяна на излъчваната светли-
на ще се предаде като промяна
на съпротивлението в приемащия
елемент. За двете вериги в за-
висимост от конкретните усло-
вия са възможни различии ре-
шения. На фиг. 13.17 а като
светлинен източник е използува-
на малка глимлампа от фазопо-
казател. За приемащ елемент
може да се използува фотодиод
или фоторезистор. Предимството
на глимлампата: чрез промяна на
напрежението или на последоза-
телно свързания резистор могат
да се предават сравнително ви-
соки честоти, респ. бързи свет-
линни изменения (отделу често-
тата по принцип е неограничена
до пула). Глимлампата може да
предава сигнална честота до ня-
колко килохерца (от порядъка
на 10 kHz и повече, както се
установи при опитите). Недоста-
тъците на глимлампата са след-
иите: необходимо е високо ра-
ботно напрежение (което обаче
може да се получи евентуално
с помощта на малък трансвер-
тор например от раздел 12.'2,
фиг. 12.7) и не съвсем постоян-
ни във времето параметри (евен-
туални промени в характеристи-
ката на напрежението за горене
на глимлампата, постепенно по-
тъмнявапе и т. н.). За високи
410
честоти от около 150-?200 Hz
трябва да се използуват фото-
диоди като светлинни приемни-
ци (от серията GP или подобии),
а за по-ниски честоти е по-под-
ходящ значително по-инертния
фоторезистор, при това предпо-
читая тип е CdS6, който се
свързва оптически най-добре
със светлинния източник. Глим-
лампа и фоторезистор CdS6
бяха поставени за опита според
фиг. 13.17 б в стъклена тръба.
Опитният образец показа изме-
нение на съпротивлението на
CdS6 при светене на глимлам-
пата с ток 0,4 mA (това отгова-
ря на напълно покрити със свет-
лина електроди) до около 10 кй
от неговата стойност на тъмно
(при някои фоторезистори и до
няколко МЙ). Това е подходя-
ща стойност за по-нататъшна
обработка на сигнала. За преда-
ване на синусоидални трептения
CdS6 може да се използува и
до 500 Hz. Тези стойности да
се използуват като ориентиро-
въчни.
Вместо глимлампа за честоти
до няколко стотин херца (сину-
соидални честоти до няколко
килохерца) може да се изпол-
зува една малка лампа с въз-
можно минимална консумация
на ток и съответно с малко
топлинно-инертна светлинна нит-
ка. Тя може да се захрани с
постоянен или променлив ток,
като променливотоково захран-
ване има това предимство, че в
приемащата страна е възможно
лесно стабилизиране на усилва-
нето. Следователно съответната
величина (за аматьора това са
промели на тока или напреже-
нието) се преобразува в светлин-
на промяна, която в приемащия
елемент може да се възприеме
като промяна на съпротивление.
Описаният в 13.2.2 преобра-
зувател на постоянно напреже-
ние представлява един приложен
пример. За управление на тири-
стори по този начин може да
се постигне например надеждно
отделяне на произволна управ-
ляваща схема от мрежовата ве-
рига. Този метод би бил реали-
зуем например и в схемата от
фиг. 15.1 с цел спестяване на
малко критичния разделителен
трансформатор (а освен това
намаляване предаването на ВЧ-
смущения от тиристорната вери-
га). За предаване на сигнали,
чиито променлива величина е
честотата, е подходящ и свет-
линният модулатор от фиг. 3.36.
13.12. И мпулсен рентгенов
апарат за училищни
и лаборатории цели
За демонстрационки цели, а та-
ка също за преглеждане на не-
разглобяеми функционални гру-
пп — например залети със смо-
ла функционални групи или дру-
ги апарати, чието отваряне без
повреда е критично — често е
необходим малък рентгенов апа-
рат, подходящ за неподвижни
обекти. Сравнително скъпите
училишни апаратури, състоящи
се от класическия искров ин-
дуктор и една проста вакуумна
рентгенова тръба за средни
училищни нужди не са доста-
тъчни за по-сериозни приложе-
ния. Възможно е обаче една та-
кава апаратура да бъде разши-
рена до по-мощен малък рент-
генов апарат чрез подходящо
411
импулсно захранване. Във връз-
ка с това трябва да отбележим,
че с описания по-долу метод на
импулсен режим облъчването
па обслужващите въпреки зна-
чителната прониквателна способ-
ност на лъчите остава сравни-
телно малко. Доработката се
препоръчва само за опитните
аматьори или специалиста, тъй
като прилаганите високи напре-
жения и кондензирана енергия
при неправилна манипулация са
опасни за живота. Изработва-
нето е актуално преди всичко
за учебни цели и за обучавани-
те специалисти, както и в рамки-
те на заводското рационализа-
торско и новаторско дело. Ос-
вен това общият размер на ма-
териалните разходи (около 500-^-
4-600 марки)1, конто отпоено
възможностите па апарата са
изгодни, все пак за отделния
аматьор едва ли са икономиче-
ски оправдани.
Подробности за предпазване
от облъчването, допустимите до-
зи на облъчване, контролнрането
им и др., както и детайлно опи-
сание на рентгеповите прегледи
тук не може да бъде дадено.
Ще споменем само, че функцио-
нирането на апарата не създа-
ва такива проблеми, в случай
че не се използува по-често от
едно и също лице, както това
е например в един нормален
учебен курс. Въпреки това се
препоръчва при съмнения да се
използува обикновеният дози-
метричен контрол във форма
на филмова платка, използувана
и в медицинската рентгенова
техника. За целта е достатъчно
късче обикновена филмова леп-
4804-216 лв., бел. ред.
412
та, обвита плътно с пластмасо-
ва фолия и хартия, при което
типът на използуваната филмова
лента няма съществено значение.
Подходящи са всички черно-
бели негативни материали с чув-
ствителност между 15 и 25 по
DIN. Платката се поставя в
джоба на якето или на китката
(понеже обикновено ръцете в
даденпя случай са изложени най-
много на облъчване). Ако след
осемседмично използуване (при
нормална до честа работа с апа-
рата) върху поставената филмо-
ва лента няма петна, то критич-
ного облъчване на тялото не е
надхвърлено, в противен случай
работата с апарата трябва да
се преустанови за няколко ме-
сеца. Всъщност предпазните мер-
ки против облъчване (също и
на околността) са същите, как-
то за работа с рентгенови апара-
ти от конвенционален тип (демон-
страционки апарати) за учебни
нужди. Тези ориентировъчни
указания са приблизителни, но
те не могат да заменят даденото
в специалната литература.
Особеността на този апарат
се състои в това, че неговото
действие може да се сравни с
това на една електронна свет-
кавица или светлинен стробоскоп.
Генерират се максимално къси
рентгенови светкавици с отно-
сително висока енергия (около
4-b6Ws за импулс) и честота на
следване от 10 до 15 Hz, която
е достатъчна за едно сравнително
спокойно наблюдение на непод-
вижни обекти. Чрез този режим
на работа, различен от този на
индустриалните рентгенови апа-
рати, се постига ниско усреднено
облъчване въпреки добрата про-
никвателна способное? па рент-
геновите лъчи и съответно де-
тайлно вътрешно изображение
на обекта (почти не отстъпва
на средните медицински апара-
за 120 mm — индуктори) и екран
Perlux (с размер 180 mm X
X120 mm) се доставят от съот-
ветните ведомства като учебни
пособия (състояние 1969). Нор-
____КЗ____
RSOOSliinnw
21.22 ~s700V^'}A
23: р k.10A.'.(SY U.‘ и подмен
Z: управление на запалването, Виж текста,
или четирислоен диод 20 /100/респ. диак
Фиг. 13.18
Обща схема на импулсен рентгенов апарат
ти) и консумираната от апарата
енергия е в приемливи граници.
Мрежовото захранване не може
да се избегне, но това не е
недостатък, понеже подобии
апаратури и без това работят
стационарно.
За истинската рентгенова апа-
ратура се използуват същите
апарати, конто намират прило-
жение за учебни цели. Подхо-
дящи са искрови индуктори за
всички типове с нскрово раз-
стояние 120 mm и работно на-
прежение (номинална стойност
на производителя) 12V. Те, както
и съответните сравнително евти-
ни учебни рентгенови тръби (тип
мално искровият индуктур се
използува с вградения механи-
чен прекъсвач (вагнеров чук),
което е причина за много нис-
ката мощност. Значително по-
високи мощности могат да се
постигнат при използуване прин-
ципа на кондензаторно импулс-
но разреждане. Този принцип
намира приложение за запалва-
не при моторни превозни сред-
ства и е описан в раздел 14.2
на тази книга. На фиг. 13.18
е показана подходяща схема за
рентгенов апарат. Ind е спомена-
тият искров индуктор, чиято
първична намотка Р е евързана
директив без използуване на ме-
413
ханичния прекъсвач и другите
дгрегати. Целият апарат от пред-
пазни съображения, което ще
бъде пояснено по-долу, се об-
вива изцяло с 2 mm дебела олов-
на ламарина. Това оловно екра-
ниране предпазва освен от об-
лъчване и високи напрежения,
така също и от ВЧ-смущения,
което е особено необходимо при
този апарат. За предпазване от
ВЧ-смущения в мрежата е необ-
ходимо поставяне на добра ВЧ-
защита директив на входа на
апарата, която се свързва заед-
но с оловната изолация към зану-
лителния проводник на щепсела.
Тази защита, показана с прекъс-
вана линия на фиг. 13.18, може
да бъде изпълнена съгласно
•фиг. 15.30 в (раздел 15.10). Раз-
бира се, RL от фиг. 15.30 в тряб-
ва да отпадне, тъй като под 'S'
там е показана цялата схема от
фиг. 13.18. Дроселите от фиг.
15.30/? поради сравнително сил-
ния ток трябва да са мощни
(34-4 А) и много нискоомни
(<Ш).
Както се вижда от фиг. 13.18,
използуваните елементи е необ-
ходимо да са с голяма мощност
поради силните импулсни токо-
ве. DI, D2— за конто могат да
се използуват обикновените си-
лициеви токоизправители 1А,
ако са предвидени охлаждащи
ребра—заедно с С1 и С2 пред-
ставляват удвоитсл на напреже-
ние. По този начин се пости-
га работно напрежение между
500V (при максимална импулс-
на честота) и около 630V (в
ненатоварено състояние). Както
беше обяснено в раздел 3.9,
аналогично на действието на
електронните фотосветкавици и
тук наличната импулсна енергия
се получава от натрупващия
кондензатор СЗ и приложеното
на С1 и С2 работно напрежение
по формулата А = С .U2. Ето
защо работното напрежение
трябва да бъде удвоено, за
да се получат реализуеми стой-
ности за СЗ. СЗ се зарежда
през съпротивлението R3, а при
запълване на тиристора Th пе-
риодично се разрежда през пър-
вичната намотка на искровия
индуктор. Диодът D3 предпаз-
ва Th от претоварване в обрат-
на посока и същевременно до-
ставя обратно енергия за СЗ. Тази
част от схемата функционално
отговаря на подробно описаната
в 14.2. схема и затова повече под-
робности тук не са необходими.
Поради силните импулсни токо-
ве, получаващи се при разреж-
дане на СЗ, за Th и D3 са не-
обходими типове за най-малко
10А номинален ток (респ. 254-
4-ЗОА импулсен ток), при кое-
то обратното им напрежение о г
предпазни съображения трябва
да бъде от порядъка на 700V.
За СЗ са подходящи хартиени
кондензатори (електролитни кон-
дензатори за периодично удар-
но разреждане са напълно не-
подходящи). Могат да се из-
ползуват обикновените конден-
затори за подобряване на cos р,
респ. дефазиращите кондензато-
ри за електродвигатели с ка-
пацитет от 1 до 10 pF за ми-
нимум lkV, необходимият брой
от конто се включват паралелно.
Подобии кондензатори се изпол-
зуват и за електродвигателите
на някои магнитофони.
414
За да се осигури висока им-
пулсна честота, зареждащото
съпротивление R3 не трябва да
бъде много високоомно. От дру-
га страна, ако е много нискоом-
но, може да се предотврати за-
пушването на тиристора. С R3
следователно трябва да се па-
прави компромис между две
противоречиви изисквания. Тъй
като това съпротивление при
работа се натоварва също с
около 100 W (да се предвидя
охлаждане и въздушна цирку-
лация), може да се използуват
успешно 2 последователно евър-
зани обикновени лампи 100 W
220V, чието студено работно
състояние в този случай е осо-
бено изгодно. Тези лампи се
поставят затъмнени в цокъла
на искровия индуктор, както и
цялата останала част от схема-
та. Евентуално е изгодно СЗ да
се постави в цокъла, a R3 да
се постави на мястото на меха-
ничния прекъевач в горната част
на цокъла, тъй като там е въз-
можно по-добро охлаждане. Об-
вивката на целия апарат осигу-
рява предпазване от светлината
на R3 и рентгеновата тръба (чии-
то стени при работа флуоресци-
рат със светлозелена светлина)
при наблюдаване на рентгеновия
екран.
Най-подходяща импулена че-
стота е от порядъка на 10 Hz.
Стойности пад 14 Hz не осигу-
ряват пълно зареждане на СЗ в
импулените паузи. Ето защо
чрез повишаване на импулената
честота може да се постигне по
прост начин регулиране проник-
вателната способност на лъчите.
При ниски честоти (54-6 Hz)
консумираният мрежов ток и
топлинното натоварване на всич-
ки елементи е по-малко, но по-
лучава щото се в този случай
трептене на екрана може да
пречи значително при наблюде-
ние. Тъй като обикновените ек-
рани за демонстрационки и учеб-
ни цели имат относително дъл-
го послесветене, при 10 Hz им-
пулена честота и неподвижен
обект се получава една контраст-
на и спокойна картина. При
подвижни обекти се получават
евентуално няколко контура.
Понеже в този случай не се
касае за особена стабилност на
импулсите, достатъчна е една
сравнително проста схема за уп-
равление па тиристора. Запал-
ването става в резултат на за-
реждане на кондензатора С4
през R6, Rl (с R1 може да се
регулира импулената честота в
зависимост от конкретния слу-
чай) и периодично разреждане
през помощната схема за запал-
ване Z и управляващата верига
на тиристора при достигане на
запалващото напрежение за Z
от С4. За символично означе-
ната на фиг. 13.18 помощна схе-
ма за запалване Z може да се
използува схемата от фиг. 2.27 д
със стойности на използувания
там ценеров диод от 14 до 20V
или тази от фиг. 2.27 б. В слу-
чай че за Th не е необходим
силен ток на запалване, което
зависи много от отделния ти-
ристор, за Z на фиг. 13.18 мо-
же да се използува евентуално
и една обикновена глимлампа с
голяма повърхност и възможно
ниско напрежение на запалване
(глимстабиловолт за 704-80V;
по-добре тиратрон Z5823, чиито
стартов електрод има 504- 100 кй
415
на анода си). Върху дадените
вече в раздел 2.2.5.2 подроб-
ности по управление запалване-
то на тиристори тук няма да се
спираме.
Постигнатата импулсна често-
та зависи много (освен от из-
браното решение за помощната
схема за запалване Z) така съ-
що и от тока за запалване на
тиристора, ето защо е възмож-
но за С4 и Р1 в някои случаи
да се получат твърде различии
стойности. С4 все пак не тряб-
ва да бъде по-малък от 0,22
p.F. С4, /?/, рб се оразмеряват
така, че в средно положение на
Р1 да се получава около 10 Hz
импулсна честота. За Z може
да се използува също един че-
тирислоен диод с достатъчна
импулсна мощност и напреже-
ния на запалване от 204-100 V
(за опитния образец бе из-
ползуван съветският тип
Д228Д).
I ккровият индуктор не бива
да работи без товар при този
начин на захранване. Възниква-
щите при ненатоварено състоя-
ние вторични напрежения до-
стигат стойности, конто са опас-
ни както за самия индуктор, та-
ка също и за разположените
около него елементи. При опит-
ния образец в резултат на не-
доглеждане бе допуснато нена-
товарено състояние, при което
се получи прескачане на искра
по цялата дължн"?. на спирала-
та (дъл жина на искната 320 mm),
както и допълнителен пробив през
изолацията на намотките и цо-
къла на индуктора с повреда
на всички полупроводници. Това
налага при изпробване по време
на работа да се включи рентге-
416
нова тръба или една предпазна
искрова междина (с около 10-?
4-20 mm разрядно разстояние),
а още по-добре проводник, свър-
зващ накъсо вторичната намот-
ка. При използуване на късо
съединение във вторичната на-
мотка трябва да се избягва дъл-
говременна работа на апарата
въпреки високоомната вторична
намотка (около 45 й). Възник-
ващите във вторичната намотка
напрежения при работа, както и
тези на първичната намотка са
опасни за живота! По тази при-
чина рентгеновата тръба се мон«
тира неподвижно за индуктора,
за което неговите болтове за
високо напрежение се изработ-
ват с клеми, в конто се закреп-
ва здраво тръбата.
На фиг. 13.19 е показано прин-
ципно конструктивного изпъл-
нение. Апаратът е пзработен за
работа на маса. В кухината на
основата е поместена цялата
схема (да се осигури охлажда-
не), като освободеното от де-
монтажа на прекъсвача и на
комутаторния превключвател
място може да се използува за
СЗ и P3.pi и S1 се извеждат
с изолирани оси навън, като
техните маси трябва непремен-
но да се занулят. Открито за-
крепената за индуктора рентге-
нова тръба излъчва нагоре (из-
лъчените от антикатода лъчи
са почти перпендикулярни на
оста на тръбата, а използува-
ният ъгъл на лъчите е около
60°; при добри тръби лъчевият
източник е почти точков; с то-
ва се постига добра контраст-
ност на изображението). Самата
тръба при по-дълговременна ра-
бота се затопля незначително.
Целият апарат се поставя в ед-
на затворена от всички страни
изолирища кутия, с оставени от-
вори (светлонепроницаеми — да
работа с апарата само при за-
творена кутия. При работа вър-
ху тръбата се прилагат напре-
жения от 30-г50 kV (във зависи-
Фиг. 13.19
Пример за монтаж на им-
пулсния рентгенов апарат
се има пред вид излъчваната
светлина на рентгеновата тръба
и /?<?) за циркулация на възду-
ха, чиято основа и стени са из-
работени от 10 шт поливинил-
хлориднн плоскости или 20 mm
дебело дърво. Горната част се
състои от 2-т-З mm дебела по-
ливинилхлоридна или пертипак-
сова плоскост. На фиг. 13.19
са дадени приблизителните раз-
мери на индукторите от ука-
зания тип и полученият апа-
рат. Вътрешно стените тряб-
ва да са облицовани непремен-
но с най-малко 2 mm дебела
оловна ламарина, която трябва
да е добре занулена. Вътре в
кутията е предвиден краен из-
ключвател, който при отваряне
на апарата изключва захранва-
нето. Освен това паралелно на
С1 и С2 се поставят разрядни
съпротивления (около 1 kQ/lW),
конто предпазват от заредените
кондензатори след изключване-
то. По този начин се осигурява
мост от импулсната чес тота)
това съответствува на използ у-
ваните в медицинските апарати
напрежения. Това налага около
болтовете за високо напрежение
на индукторната намотка да се
остави най-малко 60 mm сво-
бодно пространство или още «о-
добре 100 mm с цел предпаз-
ване от пробив спрямо земя.
Оловната облицовка трябва да
се направи и от вътрешната
страна на капака, който пред-
ставлява работната маса. Тук се
оставя само едно необлицовано
прозорче с размери 180x240 mm
(пертинаксовата плоскост почти
не задържа лъчите и затова не
е необходимо да бъде изрязва-
на). Разстоянието от тръбата до
прозорчето (също и от пред-
пазни съображения срещу висо-
ко напрежение) се предвижда
да бъде 15 mm. По-големи раз-
стояния влошават контрастност-
та на изображението и интен-
зивността на лъчите. Необлицо-
27 Книга за конструктора-алектроник
417
ваното с олово прозорче се
маркира външно върху работна-
та повърхност. Наблюдаваните
обекти се поставят директно на
това място. Принадлежащият
към апарата екран (който пора-
ди трошливостта му се поставя
между две стъкла) се полага
директно върху обекта или със
статива се насочва към обекта.
При включването на тръбата
трябва да се внимава за поля-
ритета й, тъй като високовол-
товите импулси са постоянното-
кови. При съмнение (правилното
включване се установява опитно)
евентуално се разменя поляри-
тетът при първичната намотка.
По принципа на действие апа-
ратът е подходящ и за фото-
графско заснемане на рентгено-
ви изображения. За тази цел ще
дадем някои ориентировъчни
стойности. Най-препоръчително
е директно фотографиране от
екрана с 35-милиметров фото-
апарат. Поради дебелината и
едрозърността на използуваните
обикновени екрани се губи до-
ста от контрастността на кон-
турите и от разделителната спо-
собност. При опитния образец
бе използувано за показаната
като пример снимка на фиг.
13.20, време за експониране 1
min при филм ORWO-NP-27 и
бленда 2. Приблизително също-
то време за експониране е не-
обходимо, когато върху екрана
се постави директно фотохар-
тия. Този метод спестява целия
негативен процес и необходи-
мостта от фотоапарат. Но той
може да се приложи, когато в
близост до апарата е налице
фотолаборатория. В този случай
се получава един сравнително
изгоден вариант, тъй като из-
ползуването на екрана може да
се избегне. Използуването му е
необходимо само за ориентира-
не на обекта, а при фотографи-
Фиг. 13.20
Рентгенова снимка от екрана на пост-
роения опитен апарат от раздел 13.12.
Обектът е акумулаторно джобно фенер-
че PREFO с вградена схема за зареж-
дане. На снимката горе е ламповата
част, в средата — акумулаторът, долу
схемата за зареждане. В средата долу—
мрежовият входен трансформатор, чия-
то вътрешна намотка се вижда през
алуминиевата обвивка на кондензатора.
Детайлното възпроизвеждане при по-
добии снимки пропала поради загуби
при лечат
ране на обекта на негово място
се поставя фотохартията (нор-
мална до контрастна). При им-
пулс на честота от 10 Hz времето
за експониране е от 1 до 3 min.
418
Проявяването на хартията ста-
ва по нормалния начин. Ако са
необходими повече снимки, по
същия начин може да се из-
ползува и фотоплака, което
в същност (както показаха опи-
тите) изисква контрастно проя-
вяване. Контрастността на фо-
тографираните чрез директно
осветяване снимки е по-добра
от наблюдаваната на екрана. На
фотоснимката могат да се забе-
лежат и проводници по£ 1 mm.
Копиране на тези снимки не се
препоръчва, тъй като подобии
подробности не могат да се въз-
произвеждат поради полиграфи-
чески трудности. Фотографира-
ната от екрана снимка (фиг.
13.20) възпроизвежда субективно
наблюдавания ефект върху ек-
рана. Заснето е познатото аку-
мулаторно джобно фенерче
PREFO.
Работата с този и всички дру-
ги подобии рентгенови апарати
(също и непромененият апарат
за учебни и демонстрационни
цели с механичен прекъсвач) из-
исква съответно разрешително.
Същото важи за опитни и екс-
периментални конструкции. Под-
робности за получаване на раз-
решително могат да се получат
в съответно предписание или
чрез запитване до съответната
инстанция по защита от об-
лъчване. Работа с описания тук
апарат без наличие на такова
разрешение е недопустима
419
14.
Електроника за моторни превозни средства
Към тази глава са необходими
нЯкои предварителни пояснения.
Електрониката за МПС — пека
бъде подчертано още в самото
начало — не е опитно поле за
случайни аматьори. Точно при
прилагане на електрониката в
собственото превозно средство
изкушението е особено голямо,
от любое към техниката да се
предприеме едно или друго „по-
добрение", с което в крайна
сметка може да се окаже про-
тивоположно на първоначалната
цел на всяко приложение на елек-
трониката в МПС—повишаване
сигурността при работа и дви-
жение по пътищата, улесняване
на водача при обслужване на
превозното средство. Затова
трябва да се предпазваме особе-
но много от тенденцията за пре-
автоматизиране на МПС, от пре-
трупване на арматурного табло
с не дотам необходими ключе-
та, сигнали и т. н., конто нато-
варват допълнително внимание-
то на водача. При всяко вме-
шателство непременно трябва
да се спазват законните положе-
ния (особено ЗАТ, БДС и т. н.).
Този раздел може да предизви-
ка интерес само за опитни ама-
тьори, конто същевременно имат
необходимее познания по МПС.
Ето защо в целия раздел се
приема, че читателят има основ-
ни познания по електрическите
420
вериги в МПС (в същност за то-
ва има достатъчно литература,
която разглежда електрическите
вериги на МПС).
В следващите раздели няма
да бъдат разгледани такива обек-
ти, конто от технически или
предпазни съображения са не-
реализуеми от аматьора (като
спирачни регулатори, регулато-
ри на сместа и др.), както и след-
ните представляващи интерес за
аматьора области на приложе-
ние:
Предпазваме от кражби —
за това могат да се използуват
много схеми от тази книга чрез
подходящи изменения с цел при-
способяване към съответното
превозно средство. Изпълнение-
то на подобии уредби в повече-
то случаи не е свързано със
схемни проблеми, както и с та-
кива по монтирането на уредба-
та към ПМС, за което в зависи-
мост от предназначението могат
да бъдат намерени много инди-
видуални решения. Използуват
се коитакти за врати, времеза-
държащи стъпала и прости ин-
дуктивни уредби за разпознава-
не. Подобии решения могат да
се намерят лесно от поместения
в тази книга материал по пре-
включващи схеми (принципно по-
добии раздели 3.3.2, 3.5.3).
Мигащи светлини и автома-
тични габаритни светлини —
те са описани в глава 3 на
тази книга понеже използуване-
то им в МПС е само една от
многото им области на прило-
жение.
Чрез подходящо схемно ре-
шение безконтактните мигащи
светлини могат да се изпол-
зуват и като предупреждава-
ща уредба за превознато сред-
ство (едновременно мигане на
двата мигача в случай на ава-
рия).
220в МПС за включва-
не на допълнителна уреди.
За това виж раздели 9.2.2 и
9.2.3 (приложение на трансвер-
тора).
Индикатор за количеството
гориво в резервоара—за това виж
раздел 4.2.5.
Автомат за отваряне вра-
тата на гаража — един въз-
можен вариант за това е даден
в раздели 6.3 и 6.4. Също така
един малък източник на мигаща
светлина в автомобила и един
селективен светлинен приемник
(настроен на съответна светлин-
на честота) във вратата на гара-
жа се оказват изпитано и сигур-
но решение (раздели 3.5.1. и
3.5.3.); допълнителни указания за
такова приложение може да се
намерят в раздел 8.2.6.
Апарати за зареждане на
акумулатора: виж раздел 15.4
и други схеми от тази книга
(5.2, 5.3).
14.1. Регулиращи еле-
менти
Регулаторите на електр онна ба-
за нямат контакти; те заменят
наличните в МПС механични ре-
гулатори (релейни регулатори),
с което техните недостатъци
(износване, обгаряне на контак-
тите н др) отпадат. Регулира-
щите елементи работят в об-
щия случай по-точно и са из-
носоустойчиви.
14.1.1. Регулятор за постоян-
нотоковия генератор
за 6 -:12V
Този регулатор, с изключение
на диода D1, може лесно да се
побере в кутията на един меха-
ничен регулатор. На фиг. 14.1
е показана една опростена.схе-
ма. Диодът D1 предпазва от
обратен ток, в случай че напре-
жението от генератора е по-ни-
ско от това на акумулатора.
През D1 протича пълният за-
раждащ ток, ето защо трябва
да се използува диод 10А с
охлаждаща повърхнина; за по-
мощни системи трябва да се из-
ползуват 2 такива диода, вклю-
чени паралелно (в този случай
диодите да се подберат по въз-
можност с еднакъв пад на на-
прежение при един и същ про-
пускай ток от 5А и от Предпаз-
ни съображения натоварването
да не бъде по-голямо от 15А).
ZD предоставя опорного напре-
жение. Щом зареждащото на-
прежение на генератора достиг-
не необходимата стойност, ZD
се отпушва, възбужда Т1, за-
пушва Т2 и изключва възбуди-
телната намотка на генератора.
Съпротивлението 0,5 S2 в еми-
терната верига на транзистори-
ге придава на постановката пра-
гово-превключващ характер (три-
гер на Шмид), с което се пре-
дотвратява пълзящото изключ-
ване на възбудителната намотка
421
и претоварването на транзи-
стора Т2. Диодът D3 предпаз-
ва Т2 от пикове при изключва-
нето. Той трябва да разсейва
значителна мощност, тъй като
нително ограничение на зареж-
дащия ток, така че и при мно-
го разоедени акумулатори да не
протича прекомерно силен за-
реждащ ток. На фиг. 14.2 е по-
L1-.SY 160/* 35 V; > ЮА!); 5иф,2 xSY160 успоредно
B2-.SY 200 или подобен($; уО,2А)
D3 SY160 или подобен
ZD-S26OO/7/5[u^=7,5...3v)3a окунулатор 6V
(SZ 600/(6(иг =(5...16У)за акумулатор(2и)
P!'-25Si(.5O5i)-, ОР'ЛЦзареждащо напрежение)
Rf-.100Sl(200n);(W(2W)
ТГ.ъ400mW;J3<s30...6i}GC301 или подобен
T2:s.4W',f3 =; 25...50;GD 240 или подобен
Фиг. 14.1
Схема на елементаре н
регулатор за генератор
на МПС. Приложим за
6 и12 V
при достигане на зареждащото
напрежение възбуждащата на-
мотка периодично се включва и
изключва и следователно тряб-
ва да е диод за ЮА. С Р1 се
установява необходимото зареж-
дащо напрежение. За да се по-
лучи добра точност, ZD трябва
да отговаря точно на тази стой-
ност (виж данните на фигурата)
и Р1 да е по-възможност бли-
зо до опорного напрежение от
ZD. Температурната стабилност
се определя само от ZD, тъй
като Tl, Т2 работят в режим
на превключване и при всички
случаи е по-добра от тази на
механичния регулатор.
14.1.2. Регулатор за лек авто-
мобил със система 12V
Този регулатор по принцип ра-
боти също както по-горе описа-
ната схема, но съдържа допъл-
казаиа схемата. За DI, D3, ZD’
Р1 (зареждащото напрежение)
Т1 и Т2 е в сила казаното за
фиг. 14.1. Допълнение в този
случай е комплементарната схе-
ма с ТЗ и Т4. Схемата от фиг.
14.2 се оразмерява подобно на
тази от фиг. 14.1. R2 се поставя
в зареждащата верига и се из-
работва собственоръчно от меден
проводник с диметър 2 mm. При
достигане на максимално пред-
видения зареждащ ток (напри-
мер 20А) за тази цел за D1 да
се използуват вече 3 диода
SY160 в паралел или един
от предвидените за МПС
SY170/SY171, допускащи ток до
23А (върху R2 трябва да се по-
лучи пад точно 0,2V). Целесъ-
образно е спирално навитият
проводник за R2 да бъде око-
ло 20% по-дълъг от нзчислена-
та дължина. Базового съпротив-
422
ление 50 Q за 73 може да се
премества чрез клема или още
по-добре с поялник по намотки-
те на R2 и по този начин точ-
но да се установи максимални-
запалване днес се счита за изо-
станало и затова няма да бъде
разгледано. Теоретичното раз-
глеждане на всички подробно-
сти на тиристорното запалване
T3:^.50mWjj3^0;7cst>^OOju.A
T^'-npn-Si >0,6W',fi>30{SF126c o.)
R2-^0,0tf!3ajLma!r^A;Mamiipua/[ 2тпт-МеЗен проБоснцк
Я 3:500SI 0,5 W( / 6 V: 25 OSi 05 *)
Фиг. 14.2
Регулятор за 12 V-система с ограничение на зареждащия ток. Възможност
за преизчисляванс за 6 V
ят зареждащ ток. При дости-
гане на максималния ток полу-
ченият върху R2 пад на напре-
жение отпушва ТЗ и Т4. Р1
получава потенциал през R3 до-
ри когато зареждащото напре-
жение не е достигнало опорно-
то напрежение на ZD, така че
Т1 се отпушва, Т2 се запушва
и възбуждащата намотка се из-
ключва. Чрез намаляване стой-
ността на R3 наполовина и
смяна на ZD системата може
да се прнгоди и за МПС със
захранване 6V.
14.2. Тиристорни системи
за запалване
Дискутираното много през из-
миналите години транзисторно
надхвърля рамките на настоя-
щата книга. Затова в следващи-
те раздели ще бъдат разгледа-
ни само принципът и два нало-
жили се лесно изпълними при-
мера.
14.2.1. Принцип на тиристорно-
то запалване
Докато при обикновеното за-
палване с бобина, а също и при
транзисторното запалване на-
трупването на необходимата за
запалването енергия става по
магнитен път, т. е. във високо-
волтовата бобина, при тиристор-
ното запалване се използува
съвсем друг принцип. Акумула-
тор на енергия тук е един кон-
дензатор, поради което това за-
423
палване често се характеризира
като кондензаторно запалване.
Предимство на това запалване е,
че при преоборудване на налич-
Фиг. 14.3
Принцип иа тиристорно запалване в мо-
торно превозно средство
ни системи с тиристорно запал-
ване оригиналната високоволто-
ва бобина може да се използу-
ва отново. За да се постигне
максимално използуване на на-
тру паната енергия за запалител-
ната искра (това изисква опре-
делена характеристика на елек-
тродите, получената искра и ней-
ната продължителност — в про-
тивен случай -тиристорното за-
палване при максимална мощ-
ност може да доведе до силно
износване на свещта), е необхо-
димо и при тиристорното запал-
ване използуването на специал-
на бобина за запалване. Но и с
обикновената високоволтова бо-
бина се постига по-висока мощ-
ност и сигурност от тази при
конвенционалното запалване. На
фиг. 14.3 е показан принципът.
Трансвертор преобразува аку-
мулаторното напрежение във ви-
соковолтово напрежение до
около 300V. През /? и високо-
волтовата бобина се зарежда
акумулиращият кондензатор С.
С отваряне на прекъсвача U си-
стемата за импулси подава уп-
равляващ импулс на тиристора.
Последният се запалва, С се
разрежда рязко през високовол-
товата бобина и по този начин
се получава високоволтов им-
пулс.
Същественото е, че трансвер-
торът зарежда веднага конден-
затора С между импулсите за
запалване. За тази цел в пове-
чето случаи са достатъчни транс-
вертори с мощност от порядъ-
ка на 10 W. Други предимст-
ва на тиристорното запалване
са ниската консумация на ток
(тя нараства почти линейно с
оборотите на двигателя) и висо-
ка надеждност, тъй като, от ед-
на страна, прекъсвачът пре-
включва малък управляващ ток
и по този начин се постига зна-
чително по-малко износване; от
друга страна, вътрешното съ-
противление на високоволтовата
страна се получава малко, кое-
то прави запалването по-малко
чувствително към утечки, пре-
дизвикани от влажност, блужда-
ещи токове в свещта и др. Пре-
късвачът може да бъде заме-
нен по принцип от безконтакт-
но устройство, с което запалва-
нето става напълно безконтакт-
но. За целта се оказват подхо-
дящи магнитният генератор на
импулси или оптично-електрон-
ният метод. При замяната на
оста на прекъсвача се поставя
малък постоянен магнит, който
при преминаване в близост до
индукционна бобина създава то-
ков импулс. Последният се из-
ползува като импулс за запал-
ване. При оптичния метод на
оста на прекъсвача се поставя
малко перце, което пресича
периодично светлинния лъч.
424
падащ от малка лампичка вър-
ху насрещен фоторезистор.
След фоторезистора е вклю-
чен един тригер, изходни
те импулси на който се изпол-
зуват за запалване на тиристо-
ра. Тук обаче няма да се спира-
ме на описанието на този ме-
тод. Напредналият аматьор мо-
же да го реализира сам с по-
мощта на посочените в тази
книга общи схеми. Описаните по-
долу схеми се управляват от
наличния механичен прекъсвач.
Оставянето му в двигателя има
(при запазване на оригиналната
високоволтова бобина) за ама-
тьора това предимство, че при
д ефект в електронното запалва-
не чрез превключване на малък
брой проводници може отново
да се премине към механично
запалване, което е един осигу-
ряващ фактор при самостоятел-
но изработени системи по вре-
ме на тяхното изпробване.
14.2.2. Примерии схеми за ти-
ристорно запалване
На фиг. 14.4 е показана елемен-
тарна схема, която представля-
ва стандартна схеми за подоб-
ии решения. Трансверторът с
помощта ва U 1, Т1 и Т2 под-
готвя върху L3 необходимого ви-
соко напрежение. Параметрите
на трансформатора са дадени
па схемата и са в сила за за-
хранване 12V (чрез замяна на
трансформатора може да се из-
ползува и при 6V захранване,
което изисква обаче по-силни
колекторни токове за Т1 и Т2).
За разлика от описания в
9.2.2.10 трансвертор (който
в същност е подходящ за за-
хранване 6V, като неговата
намотка L3 замества намотката
L3 от фиг. 14.4) тук използува-
ният трансвертор работи в
емитерно свързване на транзи-
сторите. Това има предимство-
то, че колекторите на Tl, Т2
са свързани на късо, което поз-
волява поставянето им на обща
охлаждаща повърхност. Конден-
заторът С1 се зарежда с око-
ло 320V, което означава енер-
гия за запалване на около 100
mWs. Паралелно поставеният
резистор служи за разреждане
на кондензатора при спрял дви-
гател. Нека се има пред вид,
че полученапга енергия при mu
ристорно запалване може да
бъдеопасна за живота.Етоза-
що с тази система за запалване
трябва да се заеме само опит-
ният аматьор, а освен това ви
соковолтовото запалване трябв-
да бъде отбелязано в двигате-
ля чрез подходяща табелка.
Първоначално прекъсвачът
U е затворен, а с това С2 се
зарежда през D6 до напрежепи-
ето на батериите. При отваря-
не на U С2 се разрежда през ре-
зистора 80 Q и управляващата
верига на тиристора, Th се за-
палва и свързва С1 към боби-
ната за запалване. При разреж-
дане се получава промяна на
поляритета в първичната намот-
ка на бобината. Това запушва
тиристора и обратного напреже-
ние пред D5 зарежда отново
кондензатора С1. Това отговаря
на регенериране на енергия, а
освен това по този начин се
улеснява бързата поява отново
на осцилации на трансверто-
ра (за кратко време свързан на
късо). Паралелно свързаният
425
към прекъсвача кондензатор Си
може да остане на мястото в
случай, че надвишава нормална-
та стойност (0,22 p,F). Дадено-
то на фиг. 14.3 съпротивление
много голяма. Дадената схема
може да работи с наличната ви-
соковолтова бобина за 12V. Тя
се различава от обикновените
схеми по това, че вместо транс-
2051 I .. (SYEOboalA^OOY
Dl.,.4
L4
Lt
Г2 ,____L2
зоолог
rClZb 2uF/hOOV
С!..
ОБ
С2-
80ft2W
(OOftZW
2009 20Я
и
Т1~2-двойка >!0(G'D2‘t0)u^u подобии
Th-^3A,> 400VfST11l/6или подобии)
D5.S'12OL...2O5
06-SY200
Обикновено.
бобина за
запалване
0,68juF
U1 „
СърцевинаЕЗ 60,
Силициеба ланарина IV
L1-L2*2x35HaS.1d ПЕЛ
1Л*1.5=2х10 нав.ЪЗПЕА
L3 = 1200нов. 0,2 РОЛ
Фиг. 14.4
Схема на типично елементарно запалване с тнристори
R, постаряно в много такива
схеми, тук не необходимо, кое-
то се обуславя от оразмерява-
нето на схемата (7)5) и на транс-
вертора. По този начин се ели-
минират неизбежните загуби в
него и се намалява времето за
зареждане на С1. Това е особе-
но важно при високи обороти,
когато тази схема може да до-
стави цялата енергия за запал-
ване.
На фиг. 14.5 е показана спе-
циална схема за високоенергий-
но тиристорно запалване. Тя
представлява едно завърше-
но и надеждно решение. Подроб-
ната й теоретична трактовка е
вертор в познатата противо-
тактна схема се използува един
достатъчно мощен еднотактен
токов преобразувател. Този пре-
образувател, който за повечето
случаи от аматьорската практи-
ка не представлява интерес, в
в този случай има някои реша-
ващи предимства. Той обаче
изисква един относително мо-
щен транзистор (максималният
колекторен ток да е най-малко
10А; подходящ за случая е тран-
зисторът ASZ1018 и подобните
вносни типове), както и един
специален трасформатор U1, кой-
то трябва да бъде изработен
собственоръчно, без това обаче
426
да е особено критично. Даде-
ният брой навивки се отнася за
феритна сърцевина, като за цел-
та може да се използуват сър-
цевини с подходящи размери от
бичайно високото работно на-
прежение на кондензатора 600
pF и на последователно свър-
заните D1 и D2 за получаване
на достатъчно обратно напреже-
TpASZ 1018или подобен;
’ ЮА : ^СЕтах ^30V
T2;SF121 или подобен
T3.GC.301 или подобен
ИЗ,04 :.3Y205 или подобен
Т)Е... 10.SY20D
Th' >ЗА ; s-4-OOV
феритна сърцевина UJ68
Напречно сечение / 73 стг
вредна дълчкина. на
магнитопровода 16,4 ст
L1 - 60 Нав. 1 О /ТЕЛ
L2=UC0 над. О 18 ПЕЛ
Фиг. 14.5
Високомощно тиристорно запалване със специален преобразувател
стари износени трансформатори
за хоризонтална развивка на те-
левизионни приемници. Може
да се използува магнитопровод
от трансформаторна ламарина
със съответно напречно сечение,
като индуктивността на първич-
ната му намотка не трябва да
надхвърля 2 mH, а на вторич-
ната — 1,5Н. На L2 в режим на
работа се получават високовол-
тови пикове, което налага нео-
ние. С1 е натрупващият конден-
затор, неговата функция и тази
на диода D3 (регенератор на
енергия) отговаря на съответни-
те елементи в описаната по-го-
ре схема.
Направени са повече разходи за
получаване на управляващи импул
си за тиристора. При затворени
контакта па прекъсвача U, Т2
и ТЗ са запушени, С2 са зареж-
да през D8-3-D1O и колектор-
427
ното съпротивление на ТЗ. Щом
U се отвори, Т2 и 7'3 се от-
пушват и С2 се разрежда през
ТЗ, D7, D5, Th V. D4, при кое-
то Th се запалва. Токът от раз-
реждането на С1 протича през D5
(затова той трябва да бъде диод за
10А и предизвиква моментално
изключване на трансформатора,
чиято характеристика като то-
ков преобразувател се определи
от зареждащия ток на С/) през
веригата емитер—база на Т1 и L2.
D9 и D7 служат за осигурява-
ие запушването на транзисторите.
Тази управляваща схема е стабил-
на срещу вибрациите на контак-
та на U и позволява конденза-
торът Са да бъде оставен на
мястото си. В същност тази схе-
ма е удобна и за безконтактно
запалване, в случай че U се за-
мени с едно регулируемо по-
стоянно съпротивление (ориен-
тиновъчна стойност 1 до 5 kQ),
а на мястото на съпротивление-
то 80 Q от U се постави един
фоторезистор. Поставената плът-
но срещу него лампа (12V/3W)
трябва да предизвиква съпро-
тивление на светло на фоторе-
зистора от порядъка на 104-
20 kQ (при използуване на обик-
новени типове, напр. CdS8, кой-
то лесно може да се намери) и
се закрива периодично от поста-
вено на вала крило. Последното
има само един тънък процеп
за всяка точка на запалване.
Попаднето на светлина върху
фоторезистора предизвиква за-
палването. Тази възможност се
дава тук допълнително.
Тъй като между аматьорите
често се дискутират подходящи
за такива системи типове тири-
стори (това не е най-главният
проблем!) ще споменем, че общо
взето, подходящи са всички тири-
стори с достатъчно обратно на-
прежение, достатъчно високо над
максималното напрежение на на-
трупващия кондензатор (послед-
ното обикновено е от порядъка
на 250V-*-400V, по-високи на-
прежения са нецелесъобразни).
От предпазни съображения и
съблюдаване на надеждност се
избира възможно най-висок кое-
фициент на сигурност (номинал-
ното обратно напрежение да е
два пъти по-голямо от напре-
жението на кондензатора). Съ-
що диодът за обратен ток (D3
на фиг. 14.5 и D5 на фиг. 14.4)
допринася за осигуряване от
пробиви по напрежение. Токово
тиристорът се натоварва от къ-
си, но с голяма амплитуда им-
пулси. При използуване на обик-
новена високоволтова бобина и
натрупващ кондензатор до 2jiF
той трябва да издържа на то-
кови импулси с амплитуда от
порядъка на 40А (при бобина
за 12V), отнесена към дадените
в описанието на тиристорите па-
раметри за продължителност на
импулсите от 2ms или отнесено
за максимален ток на един си-
нусов полупериод от продължи-
телност 10 ms. На това отгова-
рят почти всички тиристори с
граничен ток> ЗА при продъл-
жително натоварване, напри-
мер произвежданите в ГДР ти-
пове ST111/6...8 и ST121/6...8.
428
14.3. Увтоматика за чи-
стачки с транзи-
стори
При слаб дъжд е целесъоразно
чистачките да се включват за
малко през голям интервал.
Релето трябва да има нормал-
но отворен и нормално затво-
рен контакт, за да се запази
приетото при електродвдгатели-
те за чистачки крайно изключ-
ване. Начинът на свързване е
даден на фиг. 14.6 6. Наличният
Фиг. 14.6
Тиристорен автомат за
автомобилни чистачки.
Принципна схема (а) и
свързване към изводите
на ключа за включване на
чистачките (в)
Свързаното с това неприятно
включване и изключване от
страна на водача може да се
поеме от автоматика. На фиг.
14.6 е дадена схемата. Един мул-
тивибратор (раздел 18.1.1) включ-
ва и изключва периодично реле-
то през ТЗ. С Р1 може да се
установи продължителността на
включване по желание от 1 до
3 цикъла на чистачките. С Р2
(само този потенциометър се
обслужва по време на пътува-
нето) се регулира продължител-
ността на паузите между два
интервала на чистачките от 3
до 30 s. Други времена могат
да се получат лесно чрез про-
мяна на електролитните конден-
затори.
в МПС превключвател за чистач-
ки има необходимите контакти.
Контактите rel се комбинират
с наличния превключвател Sw.
Захранването за тактовия гене-
ратор се подава през ключ, ком-
биниран с Р2. По този начин
чрез Р2 по желание може да се
включва автоматиката паралелно
на Sw, без да има опасност от
грешки при обслужването й.
14.4. Автоматика за чи-
стачки с тиристор
вместо реле
На фиг. 14.7 е показана схема-
та, за която не е необходимо
реле и може да се включи към
ключа за чистачките само с 1
429
полюс, т. е. без допълнително
захранване. С Р1 и С се уста-
новява продължителността на
паузите, след изтичането на кон-
то чистачките ще извършат
цикъл, след който крайният из-
ключвател се отваря, върху Sw
отново се появява работното
напрежение и цикълът се пов-
таря отначало
Т1, Т2: прп -Si: fi » ЮО
SKD2-.SY200или подс(:ен(20У М)
Th'-? 30V ,?ЗА ’
реле и се свързва само с
ключа за включване на
чистачките
един цикъл. S1 може да се ком-
бинира с Р1. При изключен Sw
на един от неговите контакти е
приложено работното напреже-
ние. При затворен S1 започва
зареждане на С през Р1. Кога-
то в С се достигне сумата от
праговите напрежения на Tl, Т2
и Th, Tl нТ2 се отпушват, а
Th се запалва, с което се шун-
тира нормално отвореният кон-
такт па Sw. Чистачките се за-
движват и включват в този мо-
мент крайният изключвател, кой-
то също шунтира нормално от-
ворения контакт на Sw, следо-
вателно съответната електриче-
ска схема на колата остава не-
променена. Чрез крайния изключ-
вател се шунтира Th, който вед-
нага се запушва. Същевременно
С се разрежда през D2 и Th. Чи-
стачката извъшва един пълеп
Проблеми по отношение
включване на схемата към схе-
мата за крайно изключване на
чистачките (в която двигателят
се спира чрез късо съединение
или чрез включване на втора
индукционна намотка) няма,
тъй като веднага след задвиж-
ване на двигателя Th се запуш-
ва. Следователно не може да
се появят одновременно включ-
ване на работната токова вери-
га Sw (през Th) и късо съеди-
нение в двигателя (от крайния
изключвател), което при някои
системи е възможно.
14.5. Оборотомер
В 12.9 бе описан един оборото-
мер с универсално приложение,
подходящ и за МПС, който ра-
боти на фотоелектронна база
430
безконтактно. Тук ще бъдат
разгледани две схеми, подходя-
щи специално за двигатели с
вътрешно горене (бензинови дви-
гатели).
ряне на разпределителния палец
за задействуване на един моно-
вибратор, така че вибрацията на
контактите практически остава
без влияние. Комплементарният
Фиг. 14.8
Оборотомер за вграж-
дане в моторного пре-
возно средство: а —
тази схема, предвиде-
на за 12 V-захранване,
може да се разшири
до трилампова индика-
ция според фиг. 4.7;
б —допълнение към
оборотомера от фиг.
14.8 а за описаната в
раздел 4.2.4 (фиг. 4.7)
светлинна индикация
Л.Т2 * 100rrW-.fi ъ.70
T3;ipn-S<;fi *33
31.02- Sis20V 0,1 А
а
14,5.1. Оборотомер, удобен за
вграждане в превозно-
то средство
На фиг. 14.8 а е показана една
схема, относително нечувстви-
телна към вибрациите на кон-
тактите. Както е прието, в таки-
ва случаи за индикация се из-
ползува импулсната честота за
запалване на двигателя, която
представлява директна мярка
за оборотите на двигателя. Взе-
ма се от разпределителния палец.
Използува се точката на отва-
мултивибратор (Г/, ТЗ) вече бе
разгледан в подобно изпълне-
ние на друго място в тази кни-
га. Dl, D2 служат за предпазване
на схемата от пикови напреже-
ния. ZD стабилизира работ-
ното напрежение, от което
зависи много точност та на инди-
катора. С Р1 се извършва точ-
на настройка на желания диапа-
зон (установяване крайното от-
клонение на стрелката на ин-
струмента, който се включва към
431
U^. Сх се оразмерява в зависи-
мост от двигателя по формулата
Сх = 0,06 — (С\. в pF),
където Z е броят на цилиндри-
те, а К приема следните стой-
ности:
К = 1 за четиритактови дви-
гатели;
Д'—2 за двутактови двигатели.
За индикатор може да се из-
ползува здрав волтметър или
милиамперметър със собствен
ток от 1 mA (вътрешното съпро-
тивление трябва да бъде 5 Q—
при необходимост може да се
добави последователно съпро-
тивление). За измерителния диа-
пазон до 6000 об/min за Ua се
получава около 6V, така че на-
личного скално разграфяване
може да бъде запазено (с Р1
в известии граници е възможно
напасване към други скални
разграфявания). Индикацията е
линейна.
Понеже при движение често
интерес представлява само спаз-
ването на най-подходящ оборо-
тен диапазон, то тази схема
предлага едно още по-просто,
икономически изгодно и техни-
чески по-добро решение с от-
страняване на измерителния ин-
струмент. Измерителният ин-
струмент за Ua може да се
премахне и да се поставят 3
лампи, конто да показват опре-
делени стойности, което бе раз-
гледано в 4.24 (фиг. 4.7). Тази
комбинация е изведена на фиг.
14.8 б. Съответствуващото на
14.8 а Ua първоначално се ин-
тегрира от един електролитен
кондензатор (стойността му се
подбира опитно, така че инди-
432
кацията да не бъде много инерт-
на при високи обороти) и се по-
дава на паралелно включените
Р2, РЗ. В схемата от фиг. 4.7.
са използувани лрл-силицие-
ви транзистори (поради положи-
телното напрежение на колата)
и лампи 12V/O,1A или 18V/0,1 А.
Базовите съпротивления за Т2 и
ТЗ при вариант с 12V се уве-
личават на 24-3 kQ. ZD1 и
ZD2 трябва да имат опорни на-
прежения, конто да отговарят
на получаващите се за Ua на-
прежения при исканите обороти,
респ. да са малко по-ниски. То-
ва може да означава използува-
не на трудно достъпните цене-
рови диоди с опорни напреже-
ния между 3 и 5V. В тези
случаи може да се прибегне до
последователно включване на
Si-диоди в права посока за все-
ки ZD и Pl, Р2 да се устано-
вят за исканите гранични обо-
роти. Това решение дава до-
статъчно малък толеранс на ин-
дицираните оборотни граници
при движение (твърде малък
толеранс е технически неизго-
ден!) и представлява едно по-
евтино решение спрямо това с
измерителен инструмент, тъй ка-
то за индикатор могат да се
използуват (фиг. 14.8 б и фиг.
4.7) сравнително евтини полу-
проводници. Трите индикаторни
лампи отговарят на „ниски—
нормални—високи обороти" и
позволяват да се комбинират
така, че да се наблюдават при
движение на МПС по-удобно,
отколкото измерителният ин-
струмент. За сервизни цели схе-
мата от фиг. 14.8 дава възмож-
ност да се използува като раз-
ширение на упиверсалния изме-
рителен уред за измерване на
обороти.
14.5.2. Оборотомерът като до-
пълнение към универ-
салния измерителен
уред за сервизии рабо-
ти
На фиг. 14.9 е показана една
особено проста схема. При мал-
ки изисквания за точност тя мо-
стантата на СР определи сред-
ний базов ток за Т2. На изхо-
да може да се включи милиам-
перметър. След еднократна на-
стройка на Р за исканото
крайно отклонение на стрелката
(при което чрез С е възможна
груба настройка на измервания
диапазон) уредът е готов за
използуване. Със зададените
стойности при приблизително ли-
нейна зависимост между оборо-
Фиг. 14.9
Принципна схема на оборотомер за МПС. Освен за вграждане в превозното
средство схемата може да се използува за сервизни цели С помощта на
универсален измерителен инструмент
же да се използува и за мон-
тиране в превозното средство.
Свързването става към двата
полюса на акумулаторната ба-
терия — при това е без значение
за тази схема кой полюс е вклю-
чен към масата на превозно-
то средство; импулсите от раз-
пределителния палец се пода-
ват чрез Ut. Tl работи като
ключ, през който С последова-
телно се разрежда и зарежда
през колекторното съпротивле-
ние на Tl, D1 и Т2. Времекон-
ти и изходен ток може да се
постигне протичане на ток 1 mA
през I за 1000 об/мин. По този
начин може да се използува
един милиамперметър за 10 mA
или подходящ диапазон от уни-
версалния измерителен уред.
При опитния образец констати-
раната линейна грешка на ин-
дикатора до 6 mA бе максимал-
но около 3%. Точността на из-
мерването обаче зависи много
от притискането на контактите
на разпределителния палец.
28 Книга за коне труктора-електроник
433
14.6. Други приложения
на електрониката в
моторните превозни
средства
14.6.1. Прост стробоскоп за на-
стройка на запалването
в сервиза
За коректна настройка на мо-
мента на запалване при бензи-
новите двигатели заопределени
ние на лампата. L3 на трансвер-
тора е предвидена за 220 V спо-
ред дадените в раздел 9.2.2 па-
раметри. С е бързоразреждащият
се кондензатор,/? — зареждащо
съпротивление. Подробно опи-
сание на действието не е необ-
ходимо, тъй като то е анало-
гично на описаното в спомена-
тия раздел. Запалващото напре-
жение на лампата се взема
Трансформатор 5W(220V~')
j__ Захранване
ВисокоЗолтоб
надел
Фиг. 14.10
Схема на прост стробоскоп за настройка на запалването. Ламповата част се
захранва чрез удвонтел на напрежение от трансвертор (по схема от 9.2.2).
Мрежово захранване е възможно при използуване на разделят трансформатор
220/220 V (вместо L3). Импулсите за запалване на лампата се взимат по капа-
цитнвен път от високоволтовия кабел
обороти е необходим стробоскоп,
с който да се установи ъгълът
на коляновия вал спрямо горна-
та мъртва точка в момента на
запалване. За този специален
случай може да се изработи
един значително по-прост стро-
боскоп от описания в 3.10.2
уред (който също може да се
употреби в този случай при из-
ползуване на синхронния му
вход). На фиг. 14.10 е показана
схемата. Един трансвертор за
5 W или 10 W изходна мощ-
ност, изработен според раздел
9.2.2, захранва схема за удво-
яване на напрежението, която
изработва постоянното напрсже-
434
директно от високоволтовия ка-
бел, като за целта запалителни-
ят електрод на светкавицата
(външно покритие) се свързва
капацитивно с високоволтовия
кабел на двигателя чрев къс
свързващ кабел (едножилен). За
целта са достатъчни няколко
намотки навит около високовол-
товия кабел проводник. По-прак-
тично е използуването на кро-
кодилий щипки със запоени на-
пречно на отвора около 60 шт
дълги пластинки за увеличаване
на капацитета. Директно свърз-
ване към свещта не е необходимо,
а така също може да отпадне
и свързването между масите
на лампата и превозното сред-
ство (което също се прави с
къс проводник и щипка).
В случай че вместо захран-
ване от батерия чрез трансвер-
тор се използува мрежово на-
прежение, е необходимо да се
постави разделителен трансфор-
матор 220/220 V (както се из-
табло. Контролната лампа е по-
казана на схемата с прекъсна-
та линия и сигнализира за не-
достатъчно налягане на масло-
то при натискане на съответния
бутон с постоянна светлина. В
схемата е използуван един ком-
плементарен мултивибратор
Г2-? Т4, който се блокира от
F
1Г/25-'
пТ
ОхлажОп-Л
ща течност
'Клю^ за на
' лягането
на матлета
зокя |
La'
। Контрол за
\налягането
\намаслото
Т1Т2 > 150 mW, Ji >90 + 12Y-
ТЗ и-прп -Si 5200rnW:/3 >go(ТЗ-Зс„„>500mA)
01,02 Slguodu (SAY О A 90Q,SY200uau поВоВни)
Фиг. 14.11
Схема на индикатор за охладителната течност. Апаратът съобщава за намаляване
на охладителната течност чрез мигаща светлина, за което може да се използува
индикаторната лампа за нивото на маслото
исква от техниката по безопас-
ност), който и може да се по-
стави директно на мястото на
L3 (предпазителите се поставят
на първичната намотка). По то-
зи начин се получава една съв-
сем елементарна схема.
14.6.2. Индикатор за охлажда-
щата течност
Показаната на фиг. 14.11 схема
сигнализира за ниско ниво на
охлаждащата течност. За инди-
кация се използува наличната
контролна лампа за налягането
на маслото — с цел да не се
претрупва излишно арматурного
Т1. Когато TI е запушен, кон-
тролната лампа сигнализира за
ниско ниво на охлаждащата
течност с мигаща светлина, до-
като постоянната светлина оз-
начава ниско налягане на мас-
лото. Най-удобната честота на
мигане се установява чрез С1,
R2. На подходящо място в ре-
зервоара за охлаждаща течност
се поставя изолиран корозо-
устойчив електрод F, който при
нормално ниво на охлаждащата
течност се допира сигурно до
повърхносттай. През/7 77 е нор-
мално отпушен и импуленият
генератор запушен. Протичащи-
ят през електрода продължите-
435
лен ток е от порядъка на 50 р.А
и не предизвиква смущения.
Прекъсне ли се контактът меж-
ду F и масата, осъществяваи
от охлаждащата течност, Т1 се
запушва и генераторът започва
да функционира. ТЗ трябва да
бъде предвиден за най-малко два
пъти стойността на консумира-
ния от La ток.
В случай че уредът се ока-
же чувствителен на утечки в
изолацията на електрода, пара-
лелно към база—емитер на Т1
се включва съпротивление, чия-
то стойност се определя опит
но така, че при нормално ниво
на охлаждащата течност лампа-
та да гасне сигурно (ориенти-
ровъчни стойности 5 4-30 кй).
Изолацията на У7 трябва да бъ-
де от водоустойчив синтетичен
материал.
14.6.3. Сигнализация за дефект
в задните светлини
Един дефект в задните светли-
ни, както е известно, представ-
лява сериозна опасност за дви-
жението. За да може да се
установи веднага отпадането на
задните светлини, е необходим
контрол върху протичащия ток
във веригата на задните свет-
лини. На фиг. 14.12 е дадена ед-
на такава възможност. Провод-
никът към задните светлини се
подава през съпротивление R1,
върху което падът на напреже-
ние при нормален ток (включе-
ни всички задни светлини) във
веригата е около 0,5 V. Р1 се
установява еднократно така, че
Фиг. 14.12
Схема за индикация на неизправност в
задните светлини. La3 се запалва при
неизправност на една от Lal или La2
Tl да е отпушен, Т2 запушен
и La3 загаснала. Ако една от
задните лампи Lal, La2 изгори,
падът на напрежение върху R1
намалява значително и става не-
достатъчен, за да държи Т1 от-
пушен. Т2 получава базов ток,
La3 се запалва и сигнализира
за изгоряла задна лампа.
При желание за постоянна
сигнализация на включените зад-
ни светлини отпадат Т2 и не-
говото базово съпротивление.
La3 се поставя между колек-
тора на Т1 и масата и свети
постоянно при включени задни
светлини и наличие на консума-
ция на ток във веригата.
436
15.
Тиристорни схеми
Устройството и действието на
тиристора бе разгледано вече в
2.3,5. Схеми с приложение на
тиристори в сыцност бяха вече
предложени в съответствие с
тяхното основно предназначение
на много места в тази книга
(виж раздели 3.7.6, 4.4 и 14.2).
Няма да бъде разгледано при-
ложение™ на триака (това са
специални форми на тиристори,
конто могат да работят в две-
те посоки и могат да се изпол-
зуват за променлив ток без то-
коизправител) и диака (подобен
на четирислойния диод, също
така работоспособен в двете по-
соки на помещен елемент за
запалване на тиристори и три-
аци). Те са преди всичко труд-
но достъпни за аматьора, а и
по-скъпи, отколкото схемите с
обикновени тиристори, с конто
аматьорът може да изпълни
всички възникнали за него за-
дачи. В следващите раздели са
показани някои изпитани типич-
ни схеми за приложение на ти-
ристори. При често срещащите
се схеми с мрежово захранване
аматьорът трябва да спазва об-
щите правила по техника на
безопасност за мрежови уреди.
15.1. Управление за свет-
линни ефекти
За театралки и декорационни
цели станаха междувременно из-
вестии уредите, наричани „свет-
линен орган" или с други звуч-
ни имена, с конто освен плам-
ващите в ритъма на музиката
или говора светлини, прожекто-
ри и др. може да се инсцени-
ра един смайващо истински ог-
нен ефект (сценично-техническо
приложение например за театрал-
ни цели). На фиг. 15.1 е показа-
на принципната схема на едно
такова управление. В токовата
верига на символично отбеля-
зания като лампа товар (обик-
новено система от цветни лам-
пи или прожектори) се намира
един мостов токоизправител
01-^4. Когато тиристорът, по-
ставен в постояннотоковата ве-
рига, се запали, върху товара
пада цялото мрежово напреже-
ние. Запалването се предизвиква
лесно чрез външно НЧ-напреже-
ние. НЧ-трансформаторът Тг
трябва обаче да бъде подходящ
за тази цел разделителен транс-
форматор, тъй като съществу-
ващата във вторичната му на-
мотка връзка с мрежата в ни-
какъв случай не трябва да се
прехвърля към захранващата
усилвателна уредба. В случай
че на изхода на усилвателя се
получават поне 100V, може да
се използува разделителнаят
трансформатор за отопление на
телевизионния кинескоп, чиято
намотка 6V управлява Th. Те-
437
зи трансформатори имат отдел-
ки макари за първичната и вто-
ричната намотка и достатъчно
сигурна изолация. В същност
вместо Th може да се използу-
малко невероятно. Една много
интересна възможност се полу-
чава, когато тази схема се уп-
равлява с обикновен шум —
специално формиране на импул-
а/тИ
>350V;=0'тобар
S5-GY1OO или nodoSen(20V0,1А)
Th- >350V, — >ито^ар
Фиг. 15.1
Приниипна схема
за светлинни ефек-
ти
ва успешно и оптическа връз-
ка (раздел 13.11, фиг. 13.17). В
15.8.3 са дадени указания за
оразмеряване, конто са прило-
жими за тази цел. Тиристорът
в този случай се запалва чрез
вариращите с управление™ пи-
кови стойности на НЧ-напреже-
ние винаги когато нивото на
НЧ-пикове надхвърли напреже-
нието за запалване на тиристо-
ра поради по-високата и несин-
хронизирана управляваща често-
та спрямо мрежовата. Оптиче-
ского въздействие на тази схема
зависи изключително от нивото
на НЧ-напрежение и неговия
ритъм и слабо — от НЧ-хармо-
ници; при това нивото се регу-
лира от потенциометъра на уп-
равляващия НЧ-усилвател, а за-
едно с него — и оптического
въздействие. По тази причина
може да се използува успешно
и оптическа връзка (CdS-фото-
резистор) за гранична честота
от няколко стотици херци, кое-
то от пръв поглед изглежда
сите, както показаха опитите,
е излишно. За генератор на шум
може да се използува всеки
сравнително константно и по
възможност силно шумящ тран-
зистор, който се пуска при
германиеви транзистори в об-
ластта на остатъчния ток с от-
ворена база чрез едно колектор-
но съпротивление от 5 до 10 kQ,
като полученото напрежение от
шума на транзистора се подава
към микрофонния вход на под-
ходящ усилвател или се усилва
по друг елементарен начин до
няколко волта. Амплитудата на
шума се регулира в НЧ-усилва-
тел. Появяващите се по стати-
стическо разпределение нерав-
номерно импулсни пикове запал-
ват тиристора по съвсем слу-
чайно разпределение в различ-
ните моменти от полупериода
на приложено™ напрежение.
Понеже на Th е приложено пул-
сиращо напрежение 100 Hz (то-
ва ще бъде разгледано още във
връзка с фазово-импулсното уп-
438
равление, виж фиг. 15.2), момен-
ты на запалване, а с това и
действуващата на консуматора
мощност има случаен характер
По този начин La трепти съв-
сем неравномерно и чрез регу-
лиране напрежението на шума
създава впечатление на слабо
горящ огън до светли огнени
отблясъци. С достатъчно мощ-
ни D1—4 и Th подобии ефек-
ти могат да се създадат много
лесно и за сценични прожекто-
ри и групи от лампи до някол-
ко киловата. В този случай ста-
ва въпрос за малко изменен
принцип на фазово-импулсното
управление. ПосЛедното създа-
ва чрез твърде стръмните фрон-
тоне за включване относително
силни ВЧ-смущения, конто мо-
гат да достигнат до няколко
мегахерца. Ето защо в този
случай е необходимо особено
добро ВЧ-дроселиране на НЧ-
вход. Виж също раздел 15.10.
В противен случай в НЧ-уред-
ба се получават силни пукания.
Оптическата връзка поради ней-
ния нисък капацитет между
вход и изход улеснява значител-
но и този проблем. Предложе-
ните на фиг. 15.1 мерки за от-
страняване па смущенията пред-
ставлява един минимум за то-
ва. С1 е обикновен проходен
кондензатор за отстраняване на
смущения при двигатели (0,1 pF
между проходящите полюси и
по 2,5 nF между полюс и зе-
мя „у“; нормално изпълнение
за 250 V~).
15.2. Схеми за регулиране
на мощност при
220 V~ с тиристорн
15.2.1. Принцип на фазово-им-
пулсното управление
Принципы и действието на фа-
зово-импулсното управление са
разгледани подробно в споме-
натата в началото литература и
на други места. Ето защо ще
обобщим още веднъж най-важ-
ното. На фиг. 15.2 е показана
време-диаграмата на изправено-
то мрежово напрежение (с пре-
късвани линии), което е прило-
жено на тиристора например по
схемата от фиг. 15.1. Всеки път
при преминаване през нулевата
точка на напрежението, респ. на
тока през тиристора, последни-
ят се запушва, така че по вре-
ме на следващия полупериод
не протича ток. Нека приемем,
че в момента tx на тиристора
се подаде запалващ импулс. Th
се запалва и върху консумато-
ра за останалата част от полу-
периода отново е приложено
мрежовото напрежение (плътна-
та крива нафиг. 15.2 а). На кон-
суматора е приложена само
щрихованата част на отрязапия
полупериод. Временният интер-
вал между преминавапето през
нулевата точка па мрежовото
напрежение и момента tx може
да се изрази отнесено към пе-
риода на мрежовото напрежение
като фазов ъгъл ср, който на
тази скица е от порядъка па
45°. Ако запалващият импулс се
подаде в по-късен момент, на-
раства и този фазов ъгъл (фиг.
15.2 Ь) и действуващата върху
консуматора част на полупери-
439
ода става съответно по-малка.
По този начин приложеното вър-
ху консуматора напрежение не
е вече синусоидално, а има фор-
мата на показаната например на
фиг. 15.2 с диаграма. Под него
Фиг. 15.2
Принцип на фазово-импулсното управ-
ление
са представени във времето съ-
ответните управляващи (запал-
ващи) импулси за тиристора.
Както се вижда, те трябва да
са синхронизирани с мрежовата
честота. Чрез фазово отмества-
не спрямо нулевата точка пре-
образувапата мощност от кон-
суматора може да се регулира
в границите от 0 до почти мак-
сималната й стойност. Тъй ка-
то в този случай тиристорът
работи като превключвател, то-
ва регулиране е почти без за-
губи и може да се осъществи
с малка изразходена за управ-
ление™ му мощност. Управля-
ващите импулси се вземат за
тази цел винаги директно от
мрежовото напрежение, с, кое-
то се постига необходимата син-
хронност.
Както се вижда от показани-
те на фигурата стръмни . пред-
ни фронтове, това означава спо-
ред казаното вече в част I ви-
сок процент хармонични, т. е.
възникване на импулсни често-
ти в друг честотен диапазон.
Тези предизвикани от стръмни-
те фронтове на включване и
модулиране със 100 Hz честота
на повторение иглообразни им-
пулси достигат до няколко ме-
гахерца и смущават силно, ако
се появят безпрепятствено в
мрежата, не само НЧ-уредби,
но и радиоприемници. Това на-
лага да се вземат мерки сре-
щу ВЧ-смущения при тези схе-
ми. Те са по принцип необходи-
ми за фазово-импулсното управ-
ление (поради закончите усло-
вия при излъчване на смущения
и предписанията за предпазване
от радиосмущения). Ето защо
това ще бъде разгледано от-
дели о в раздел 15.10 с цел при-
добиване на по-ясна представа
с предварително разглеждане на
други схеми — понеже това не
зависи от конкретната схема.
440
15.2.2. Универсален регулятор
на мощност за осветле-
ние и задвижване
На фиг. 15.3 е показана схема
за регулиране на мощност с об-
що предназначение. Токовата
пата бе разгледана вече в раз-
дел 2.2.5.2. Най-често се изпол-
зува схемата от фиг. 2.27 д. Да-
деният там ценеров диод не е
критичен, неговото опорно на-
прежение може да бъде от 5
Фиг. 15.3
Универсален силното-
ков регулятор с фазо-
во-нмпулсно управле-
ние. Вместо Z да се
използува управлява-
щата схема от фиг. 2.27
д; а, Ь, с са възможни-
те изводи за фоторе-
зистор
DI., A: > 350V; >0.53l ГЯ управление на
7h >350V, 1—1 запалването
w } включване
верига с диодния мост D1 — D4
(който дава възможност да се
използува само един тиристор;
понеже диодите са значително
по-евтини, това решение има
предимство и за аматьора) и ти-
ристорът Th, не се нуждае от
подробно обяснение. Цялата схе-
ма се включва еднополюсно в
токовата верига на консумато-
ра; мястото за включване на
схема за премахване на смуще-
нията е показано с прекъсвани
линии. За генериране на запал-
ващи импулси се използува пул-
сиращото изправено напрежение,
приложено върху запушения ти-
ристор. През Р1 управляващият
кондензатор С2 се зарежда с
известно закъснение. Между С2
и управляващия електрод на
тиристора се включва помощна
схема за запалване Z. Послед-
до 9V и повече. Щом напре-
жението върху С2 достигне та-
зи стойност, схемата за запал-
ване се включва по описания
вече начин и разрежда С2 през
Th, в резултат на което Th се
запалва. Напрежението върху
Pl, С2 изчезва и до края на
полупериода не може да пос-
ледва ново зареждане. По този
начин началото за зареждане на
С2 принудително се фиксира
към нулевата точка на напре-
жението. Какво ще бъде вре-
мезакъснението за достигане на
необходимого напрежение в С2
зависи от С2 и от положепие-
то на Р1. С PI следователно
може да се фиксира забавяне
на запалването (фазов ъгъл) от
почти 0 (максимална стойност на
РГ) до приблизително 180° (бли-
зо до нулевата му стойност),
441
така че Pl определя действу-
ващата върху консуматора мощ-
ност. В нулево положение на
Р1 тиристорът остава запушен
и през консуматора протича са-
мо незначителен остатъчен ток
от Р1 (около 1 mA). Тази еле-
ментарна схема удовлетворява
най-често възникващите при ама-
тьорите изисквания. С нея мо-
же да се регулира осветеност-
та в помещение иаи оборотите
на електродвигател (домашни
уреди от всякакьв тип, метало-
режещи машини). Максимална-
та копсумирана мощност зависи
само от мощността на
на Th\ при диоди за 1А и ти-
ристор за ЗА може да се вклю-
чи консуматор с мощпост 450 W.
Понеже тиристорите за високи
напрежения са скъпщ ще обър-
нем внимание на показаиата на
фиг. 2.28 възможност за после-
дователно включване на два
тиристора, която може да се
използува и в схемата от фиг.
15.3.
Cl, R1 образуват една ком-
пенсационна схема, известна
като Tragerstaueffektbeschaltung
(TSE-включване), която компен-
сира при консуматори с индук-
тивна компонента изоставането
на тока спрямо напрежението.
Стойностите са ориентировъчни
и трябва да се определят по
опитен път за най-добра ком-
пенсация. При чисто активни
консуматори TSE-схемата може
да отпадне.
На фиг. 15.3 е загатната още
една възможност. Действието
на Р1 може да се поеме от
един фоторезистор. При зададе-
ното оразмеряване — схемата за
запалване по фиг. 2.27 д — най-
подходящ тип е CdS8, но може
да се използува и CdS19. При
включване на фоторезистора в
точки а—с приложената на кон-
суматора мощност нараства с
нарастването на осветеността
върху фоторезистора, а при
включване в точки а — b кон-
сумирапата мощност намалява
с увеличаване на осветеността
върху FW, което отговаря на
действието на фоторелейните
автомати. И в двата случая се
постига равномерно регулиране,
при което могат да се вземат
всякакви междинни стойности.
Праговата стойност за включва-
не (и евентуално основната ос-
ветеност) се фиксира с Р1, ос-
тавен допълнително.
15.2.3. Варианти на схеми за
регулиране на мошност
15.2.3.1. Антипаралелно фаэово-
импулсно управление с
два тиристора
При използуване на 2 тиристо-
ра диодният мост може да от-
падне, с което схемата се
опростява и същевременно мо-
же да се използува за по-
високи мощности, понеже все-
ки тиристор работи само в
един полупериод. На фиг. 15.4
е показана схемата. С два тири-
стора тип ST121/6 консумирана-
та мощност може да достигне
до 5 kW. Схемата работи, как-
то досега описаната, но в този
случай е изпълнена два пъти
(CZ, С2, схеми за запалване) и
само регулаторът Р1 обслужва
двете страни. При тов D1 зат-
варя управляващата верига за
С2, Thl в единия полупериод,
442
a D2 в другия период затваря
управляващата верига за CI и
Th2. Всички останали подроб-
ности отговарят на казаното пре-
ди това. Тази схема позволява
ва регулиращият елемент. Фа-
зового изместване се получава
в резултат на изменения на еми-
терното напрежение спрямо при-
ложени върху D5 от делителя
Кэнсуматор
Напр (х)-220V- (У 2,30-160'1
J Ь__________________
Мрежа 220V
ъ—5 ВЧ - срил триране
включване
ТЫ,2 >350Y 0>0.5<Tl
01,02'Si ?30V 0,1 A (SY200 или подобен)
□I управление на
I Запалването
Фиг. 15.4
Антипаралелна схема на фазово-
импулсно управление с два ти-
ристора за големи мощности
регулиране на фазовия ъгъл от
30° до 160°, т. е. не напълно от
0 до цялата мощност. Получе-
ният остатък обаче е с незначи-
т*елно въздействие. Тази схема
е особено подходяща за управ-
ление на мощни товари.
15.2.3.2. Опростен фаза» регула-
тор
На фиг. 15.5 е показан опростен
вариант на фазово-импулсно уп-
равление. DI-4-D4 и Th отго-
варят функционално на тези от
фиг. 15.3 и тук Р1 представля-
на напрежение базов потенциал
Щом емитерното напрежение до-
стигне моментната стойност на
базового напрежение, Т1 се от-
пушва и електролитният конден-
затор се разрежда през верига-
та на Th. Тази схема позволява
диапазон на регулиране от 90°
до 170°, обусловено от дейст-
вието на схемата. Регулируемият
диапазон на мощността по този
начин се ограничава значително,
но в много случаи е достатъчен.
Тази схема е подходяща преди
всичко за регулиране на актив-
ни консуматори, не изисква TSE-
443
схема, но както и другите — схе- електродвигателя, което е осо-
ма за отстраняване на ВЧ-сму- бено полезно за домашните уре-
щения. ди и бормашините. Тиристорът
Фиг. 15.5
Схема на опростен фазов
регулатор. Схемата не
позволява използуване на
нелия диапазон от 0 до
180°
> 35~'V; > ОЗ-З.
C5:Si>35SV ? 0;iA ;sY205,CASCSl'H
Tl: р 150~ 121,301 илио 3}
П: >350V; >3^
FW1
FW2
31: Si > 500V;0.1А (SY206или подобен)
СВ-.Филтрираш, проходец-C(250V-~)
6М1.2:въздидителца намотка на електродВи-
гателя (ilO-V-аодхоВящо за електродвц -
гателя)
Фиг. 15.6
Независим от натоварва-
нето регулатор на оборо-
ти за битови електродви-
гатели. При нарастване
на натоварването автома-
тично се у величава пода-
ваната мощност, обороти-
те остават постояинн
15.2.3.3. Независим от товара
регулатор на оборотите
за електродвигатели с
битово предназначение
За регулиране задвижването на
домашни уреди и металореже-
хци машини (бормашина) най-под-
ходяща е схемата, дадена на
фигура 15.6. Фиксираните с Р1
обороти на електродвигателя ос-
тават сравнително постоянни и
при променливо натоварване на
444
е включен в роторната верига
на сериен електродвигател (ця-
лата схема може да се помести
в повечето случаи в кожуха на
електродвигателя). Моментът на
запалване на Th вече не се оп-
ределя от фазовото изместване
(получаващо се по подобен на-
чин, както бе вече описано, но
и от зависещото от оборотите
роторио напрежение на електро-
двигателя. Когато електродвига-
телят е натоварен, неговите обо-
роти спадат, а заедно с това и
приложено™ върху Th роторно
напрежение. Това предизвиква
допълнително изменение на по-
тенциала между катода па Th
и плъзгача на Р1, с което мо-
ментът на запалване се измест-
ва в посока на по-малък фазов
ъгъл. По този начин на електро-
двигателя се доставя повече мощ-
ност, която увеличава неговите
обороти, т. е. електродвигателят
изравнява сам зависещото от то-
вара колебание на оборотите.
Електродвигателят се захранва
с тази схема само през един по-
лупериод, а за обратния полупе-
риод The. запушен, т. е. един
220V електромотор няма ве-
че своята пълна мощност. Това
или може обаче да се прене-
брегне, или електродвигател 110V
да се захранй с 220V напрежение,
при което ще има почти пълната
номинална мощно ст. Схемата има
това предимство, че възбудител-
ната намотка може да се изпол-
зува и за премахване на радио-
смущенията. За цялостното от-
страняване на смущенията е до-
статъчен почти винаги посоче-
ният вече кондензатор (прохо-
ден кондензатор). Th трябва да
се изчисли за двоен номинален
ток- на електродвигателя, за до-
машни уреди е достатъчен мал»
кообемният тип 1А.
15.2.3.4. Регулатори за темпера-
турата на отоплителна
тела
За автоматично или ръчно ре-
гулируеми електрически печки
или климатични инсталации мо-
же да се откажем от фазово-
импулсното управление, тъй ка-
то термичната инертност на те-
зи консуматори позволяват плав-
но регулиране чрез включване и
изключване в по-големи интер-
вали. Следователно тиристорите
се запалват без фазово измест-
ване, т. е. непосредствено при
или след нулевата точка на мре-
жовото напрежение. По този на-
чин се избягват ВЧ-радиосмуще-
ния, а заедно с това и трудно
реализуемото им отстраняване
при по-мощни консуматори. На
фиг. 15.7 е показано такова уп-
равление за автоматично поддър-
жане на постоянна стайна тем-
пература. HL е термистор (по-
ради връзка с мрежата да се
има пред вид изолация при мон-
тажа). Отоплителният проводник
трябва да има номинално съпро-
тивление от около 5 kQ, в про-
тивен случай трябва да се про-
мени стойността на Pl. С Р1
се задава желаната за поддър-
жане температура — иа фигурата
товарного съпротивление е от-
белязано като R^t • D1 доста-
вя работното напрежение за тер-
моизмерителния мост, паралелно
на който е поставен транзисто-
рът Т1. Когато температура-
та достигне висока стойност,
HL става достатъчно нискоомен,
за да изведе моста от равнове-
сие и да отпуши Т2. Този тран-
зистор шунтира управляващото
напрежение за Thl така, че Thl
и Th2 не могат повече да се за-
палват и печката е изключена.
Запалващият ток за Thl се пре-
образува (с цел избягване на
топлинни загуби в съпротивле-
ние) през един входеи конден-
затор (1 p,F) в капацитивен реак-
тивен ток, което има и това пре-
445
димство, че управляващият ток
достига своя максимум малко
след нулевата точка на мрежово-
то напрежение. Отрицателните
ният се отпушва. Ако Thl е бло-
киран, помощният кондензатор
не се зарежда и през следва-
щия полупериод отсъствува уп-
Г/.у 10QmW;fi >i0-,3ceo^ 100juA(GC121 или подоБен
Г2: npn-Si-nAanapen(SF 12LSF 12Били подоБен),в>1203ета,zO1A
ni.Th2.,350V;>0.53niag '
Hl.OA.Si i350V; > OJA($Y20*илипоЗйБен )
E2,B3‘Si > 20V; j 0,1A (SY200 или подобен)
Фиг. 15.7
Регулиране на температурата на отоплителни тела чрез безконтактно свърз-
ване на R^ast с два тиристора в антипаралелиа схема. Подходяща за под-
държаие на постоянна стайна температура
полупериоди са шунтирани за
Thl и ГАЗ-Положигелните полу-
периоди управляват Thl през D3,
ако през Т2 не са също шунтира-
ни. За другите полупериоди Th.2
поема натоварването (следова-
телно всеки тиристор трябва да
бъде предвиден за половината
от консумирания ток). Неговото
отпушване се получава като ре-
зултат от отпушването на Thl.
В този случай през Thl и D4
се зарежда кондензаторът IpuF
с отрицателен потенциал от ка-
тода на Th2. В следващия по-
лупериод Thl е запушен и току-
що зареденият кондензатор се
разрежда !през управляващата
верига на Th2, така че послед-
равляващ ток за Th2. Точност-
та на схемата е по-добра от
0,5° С. Товари от няколко кило-
вата могат да се регулират без
затруднения.
За ръчно регулиране може
да се използува подобен прин-
цип. Вместо фазово-импулсно ре-
гулиране се използува импулс-
но регулиране с мултивибратор,
който генерира една постоянна
серия от импулси (от порядъка
на 1 импулс за секунда). Кое-
фициентът на запълване на им-
пулсите от мултивибратора се
променя и с това и продължи-
телностите за включване и из-
ключване на товара. На фиг. 15.8
е показана съответната схема.
446
Последната се поставя вместо
управляващата схема за отопле-
нието в едноименно отбелязаните
точки в схемата от фигура 15.7.
Т1а=пь->ia0mW;flf90
C1=C2=5O iOOjur/IOV
D1:GeiMu Si >20V; fO.IA
ZD:^250mWjUzsBV
Фиг. 15.8
Ръчно регулиране на отоплителнн тела.
Управлението на тиристорите (фиг. 15.7)
се осъшествява чрез изменяне на кое-
фициентите на запълване на периодич-
но включеннте н изключените тиристо-
ри. В Л, В и С се включва представе-
ната на фнг. 15.7 силнотокова част
(вдясно от прекъсваната линия)
Включването на товара се осъ-
ществява, както е описано там,
чрез запушване на Т2. Този
транзистор сега се включва пе-
риодично на всеки З-т-4 s чрез
един мултивибратор, който бе
използуван за различии цели в
тази книга. Импулената честота
(която е сравнително некритич-
на) остава приблизително по-
стоянна, а се изменя коефициен-
тът на запълване на импулсите
(този вид приложение бе раз-
гледан по друг повод, например
на фиг. 3.24 от 3.7.2.2). Т1 уп-
равлява Т2. В зависимост от
положение™ на Р1 товарът е
включен по-малко време, откол-
кото изключен или е включен
по-дълго време, отколкото из-
ключен.
Захранването на тактозадава-
щите транзистори Tla, Tib ста-
ва (с цел избягване на топлин-
ните загуби в големи съпротив-
ления) по описания в 5.4.4, фиг.
5.11 начин. И в този случай то-
варът се включва винаги около
нулевата точка на мрежовото
напрежение, с което се избягва
възникването на големи ВЧ-сму-
щения.
15.3. Токоизправители
с тиристори
По-долу ще бъдат разг ле да-
ви токоизправители за мрежово
напрежение с тиристори. За ти-
ристорни вибропреобразуватели
(трансвертори) виж раздел 9.2.3Г
тук разгледаните апарати са
предвидени за мрежово напре-
жение 220 V.
15.3.1. Мрежов токоизправител
с фазово-импулено ре-
гулиране
За получаване на работни на-
прежения за консуматори със
средна мощност често се изпол-
зува мрежов трансформатор, кой-
то понякога е нежелан поради
разсейваното магнитно поле, а
така също и от гледна точка
на място и тегло. В този случай
изход предлагат тиристорните
токоизправители. На фиг. 15.9 е
показана схемата на един такъв
безтрансформаторен мрежов то-
коизправител. Тиристорът поема
изправянето на мрежовото на-
прежение и включва конденза-
тора CL за определено време
447
към мрежата; продължителност-
та определя желаното изходно
напрежение. Управляващият сиг-
нал за Th се получава от един
30V и 250у. Допустимият иэ-
ходен ток е от порядъка на
ОДА, при което пулсациите на
изходното напрежение Ua са под
Мрежа,
22QV-
ВЧ-дркел
IQOwflR'0.551)
3a (maxaO,5A)
-*-C +
R1
100/M
(Щ5Я)
Cs-- филтри^ащ npo-
Cij»^2x2finF/!50V'-
S1J12:s500V;p01A
Th:-s500V;~MH >3A
Tl npn-Si; 2OOmW;(5s50
(ST 121 или nodoSe-ч}
,^4?Д5И/
Т1
1
№50.
CI^OOjuF
30 V
k5l
02
41
nO.ljuF
Ю
।
I V * / ь ' v , I u '>vU U *1 (S rf j
ИЗ: s 20V > 0.1 А прзиздален тип
R2
из
Th
'LT3oo...
250_
£'
02
15U-W
it
Фиг. 15.9
Токоизправител с фазово-импулено управление. Подходящ за получаване на
определени работин напрежения, когато използуването на мрежов трансфор-
матор е нежелателно
прагов превключвател, чието пус-
ково напрежение се настройва
с Р1 в положителния полупериод.
По този начин Р1 определя
стойността на изходното напре-
жение Uа. Когато напрежение-
то от Р1 надхвърли праговата
стойност на базового напреже-
ние на транзистора Tl, Th се
отпушва през С2. Колекторното
напрежение за Т1 се получава
през D1 на С1. Емитерната ве-
рига РЗ, СЗ намалява темпера-
турната зависимост на схемата.
В зависимост от положението
на Р1 се използуват части от
полупериода от 90° до 180°.
Th се запушва отново, когато
моментната стойност на мрежо-
вото напрежение стане равна на
напрежението върху CL. Схема-
та позволява регулиране на из-
ходното напрежение между
20%. Тези пулсации, както и при
обикновените токоизправители се
филтрират. Р2, D2 представля-
ват добавка, която прави праго-
вия превключвател независим от
изходното напрежение., Изходно-
то напрежение се променя поч-
ти линейно с мрежовото напре-
жение (напр. Ua= 1404- 160V при
Ua=2004-240V) и остава до 10%
постоянно при променливо нато-
варване (0,14-0.5А). Въпреки това
на тази схема не трябва да се гле-
да като на регулируем токоиз-
правител, а преди всичко като
на заместител на тежък мрежов
трансформатор, след който тряб-
ва да последва обикновено то-
коизправяне. Показано е и тук
необходимого ВЧ-филтриране.
ВЧ-дросели трябва да имат мно-
го малко съпротивление.
448
15.3.2. Регулируем токоизпра-
вител с презареждане
на кондензатор
Положителни свойства има схе-
мата от фиг. 15. 10, чието тео-
ретично разглеждане надхвърля
ренциращата схема С2, R2. По'
лучената по този начин форма
на. кривата осигурява отпушва-
не на ТА в близост до нулева-
та точка, а с това и намаляване
на смущенията.
250кЯ G31630V)
Th^60(JZ,JHa„ DA:>
D1:> 350V > (Si') VDR B* текста
D2,D3 >Ua,>O.1A(Si) C J
ZV: Вж. текста
Фиг. 15.10
Схема на регулируем токоизправнтел с кондензатор (а) и възможна замяна на
ценеровия диод с варистор (<У). За оразмеряване виж текста
рамките на тази книга. Схемата
е подобна на схема за удвоява-
не на напрежението, при което
С4 е презарежданият конденза-
тор, D1 и ТА—токоизправителят.
ТА получава управляващо напре-
жение само тогава, когато нап-
режението на кондензатора CL
спадне под опорного напреже-
ние на ZD. В противен случай
остава запушен и се пропускат
няколко периода за зареждане
на CL. По този начин Ua е не-
чувствително към колебанията
на мрежовото напрежение и про-
мените на товара.
Управляващото напрежение за
ТА се получава по следния на-
чин. Мрежовото напрежение през
С1 се прилага на ZD. Стабили-
зираното трапецевидно напреже-
ние от ZD се подава на дифе-
Тази иначе изгодна схема
създава за потребителя някои
проблеми при оразмеряване, от-
насящи се до използуваните еле-
менти. Това важи за С4 и ZD.
С4 със своя капацитет опреде-
ля максималния изходен ток.
Дадената на фиг. 15.10 а стой-
ност заедно с другите зададени
стойности се отнася за ориен-
тировъчните стойности, дадени
за изходното напрежение и ток.
С4 трябва да е биполярен кон-
дензатор — за малък изходен
ток и съответно малък капаци-
тет може да се използува и един
неполярен книжен кондензатор.
При необходимост от конденза-
тори с голям капацитет трябва
да се използува последователно
включване на два кондензатора
(по 50 pF/500V), конто в нор-
29 Книга за коиструктора-електроиик
449
малпото изпълнение като елек-
тролитпи кондензатори имат срав-
нително високи загуби и при
максимално натоварване на из-
хода може да се получи значи-
телпо затопляне. Освен това при
използуване на метало-книжни
капселовани кондензатори със
стойност 22 p.F/250V~ (или
630V—) се губи предимството от
премахването на мрежовия транс-
форматор по отношение на из-
ползуваното място. Останалите
предимства, като стабилност на
изходното напрежение и липса
на разсейвано магнитно поле,
остават. Проблематичен е още
и елементът ZD. За изходни на-
прежения до 100V е възмож-
но последователно включване на
няколко ценерови диоди (напре-
жението на ZD е малко по-нис-
ко от Ua). По този начин броят
на ценеровите диоди, конто тряб-
ва да се включат последовател-
но (обикновените ценерови дио-
ди имат номинално напрежение
до 25V), става толкова голям,
че за аматьора по-изгодни са
други решения. Интерес пред-
ставлява използуването на йонен
стабилизатор с напрежение на
запълване от порядъка на же-
ланото изходно напрежение (ка-
то дът към Cl, С2) или един ва-
ристор. Варисторите с различии
параметри са по-евтини и могат
да бъдат препоръчани за напре-
жения над 50V въпреки малко
по-силно изразената кривина на
характеристиката. И в двата слу-
чая паралелно на този елемент
трябва да се включи диодът
D4, както е показано на фиг.
16.10 б за варистор. Ако цената
не е от съществено значение,
последователното включване на
няколко ценерови диода е тех-
нически най-доброто решение.
Токът през ценеровия диод (респ.
през варистора) е от порядъка
на 15 mA максимално. Желано-
то изходно напрежение при та-
зи схема се получава чрез под-
бор на ZD, респ. на използува-
ните вместо него елементи. D2,
D3 трябва да са оразмерени най-
малко за желаното изходно на-
прежение, а СЗ е също метало-
книжен. Неговата стойност мо-
же да се вземе от дадената
таблица за някои възможни при-
ложения.
Но отношение на КПД и ста-
билност, а така също и пулса-
ции тази схема показва добри
показатели. Коефициентът на
полезно действие з зависимост
от изпълнението е от порядъка
на 0,85-?0,93; при консумирана
мрежова мощност 125 W отпа-
дат като загуби в схемата само
8 W. Пулсациите на изходното
напрежение при максимално на-
товарване са под 124-15% от
Uа, а филтрирането му се из-
вършва, както обикновено. При
колебания на товара между 1а=0
и максималния изходен ток Ua
остава в граничите +10%. При
превишаване на максималния из-
ходен ток Ua спада изведнъж
и по този начин елементите не
могат да бъдат претоварени
(следователно токоизправителят
е и устойчив срещу късо съе-
динение). Смущаващите напре-
жения, общо взето, са по-висо-
ки от допустимите стойности,
така че във всички случаи е
необходимо поставянето на про-
ходен кондензатор. Опитите,
конто направи авторът за раз-
личии оразмерявания, потвърди-
450
Ua i/ZD i Cl ! «2 Q /met
30V 28,5V 20|xF 2500nF lOOka O,56’1F 0.5 A
150 V 147 V 20|xF 200|iF 68k° 0,82pF 0.4 A
265V 250 V 25p.F 200;iF lOOka 1 pF 0,35A
330V 315 V 25pF 200|iF lOOka IpF 0,27A
ха дадените тук стойности и по-
ложителните качества па тази
схема.
15.4. Апарати за зарежда-
не на акумулатори
със самоизключване
15-4.1. Апарат за зареждане на
акумулатори за моторни
иревозни средства
За зареждане на акумулатори
за МПС са необходими мощни
зареждащи апарати. Освен това
самоизключването на зарежда-
щата система има голямо значе-
ние за избягване на презарежда-
не с „извиране“ на акумулатори-
те. За целта е подходяща схе-
мата от фиг. 15.11. Зареждащият
трансформатор Тг и зарежда-
щият токоизправител DI, D2 са
оразмерени, както при обикно-
вените зареждащи апарати, за
необходимите стойности на аку-
мулаторния ток и напрежение.
Дадени са ориентировъчни стой-
ности за 12V акумулаторно напре-
жение (в скоби за 6 V). Измерител-
ният инструмент / и трансформа-
торът трябва да имат общо необ-
ходимото за ограничаване на за-
реждащия ток вътрешно съпро-
тивление. Дотук всичко съответ-
ствува на нормалната техника за
зареждане. Допълнение към това
е тиристорът Thl с неговото
управление (Th2, Tin ZD). Дока-
то напрежението на акумулатора
не е достигнало своята крайна
стойност, Thl ще се отпушва през
D1 и съпротивлението 50 Q
(15 Q), паралелно на което мо-
же да се включи контролна лам-
па всеки път в пачалото на по-
лупериода (в съответствие на
пулсиращото изправено напре-
жение след D3, D4, което за
кратко време има пулева стой-
ност). Протича зареждащ ток.
При достигане максималното
напрежение на акумулатора (при
акумулатори за МПС обикнове-
но 2,8V на клетка) през D2 се
отпушва ZD, който през Р1 (с
него се регулира точната праго-
ва стойност за изключване при
зареждане на акумулатора) от-
пушва Tl. С това се отпушва
Th2, който прехвърля на анода
на D1 отрицателен потенциал.
Вследствие на това през след-
ващия полупериод Thl не може
да се отпуши — токът за зареж-
дане се прекъсва, докато на Р1
е приложено напрежение. При
спадане на напрежението в акуму
латора токът през ZD спада,
Т1 се отпушва, Th2 не може по-
вече да се отпуши, а през D1
Тhl се отпушва отново. При из-
ключен зареждащ ток Th.2 е
отпушен и лампата показва крач
на зареждането. D2 предпазва
от повреди при евентуално не-
451
правилно включване на полюси-
те на акумулатора към апарата.
За ZD се подбира ценерово на-
прежение, малко по-ниско от на-
прежението на акумулатора
же да се използува за акуму-
латори с всякакъв капацитет—
т. е. и за по-малки акумулатори.
Трансформаторът Тг с токоиз-
правителя D3, D4 и евентуално
.sv(g,sv'iB3
I I
Th1:*5OV (srui/t-STIZI/l)
^hZ^OV^T'
Tl;npn-Si >500mW- SF126 или ncscien
T)1,J)2:^3OVO1A(SY2OO или подобен
ЪЗ,№>ЗОУ?10А ',SXieo или подобен
Фиг. 15.11
Апарат за зареждане на
акумулатори за МПС с
автоматично изключваие в
края на зареждането
в края на зареждането (за
акумулатори 12V ZD тряб-
ва да има около 13V). С това
се постига най-голяма точност
при изключването. Тази схема е
подходяща преди всичко за аку-
мулатори с капацитет от 25 Ah
и повече, при конто токът за
зареждане е от порядъка на
2-i-20A и повече (в зависимост
от DI, D2, Th и трансформато-
ра).
15.4.2. Импулсно управляем
апарат за зареждане
Показаната иа фиг. 15.12 схема
по своето действие е типична
за тиристорната техника и мо-
измерителният инструмент 1 от-
говаря на описания вече по-горе.
При / може да се включи също
един реостат за регулиране то-
ка на зареждане. Действието на
контрола за състоянието на про-
веса заедно с Thl, Tl, Т2, ZD
има две особености: първо, с ог-
лед на запушване и отпушване
на Thl токът за зареждане тряб-
ва да бъде пулсиращ, филтри-
ран постоянен ток е неподхо-
дящ. Второ, управляващата схе-
ма се захранва от включения
акумулатор — при отсъствие на
акумулатор или когато напреже-
нието му е под допустимото,
схемата ие пропуска ток за за-
452
реждане. Затова изходът е съ-
що устойчив на късо съедине-
ние.
През Р1 и D1 се зарежда С1
от акумулаторната батерия. ZD
не на С1. Комбинацията Rl, С1
и Tl, Т2 създава периодичии
релаксационни колебания с че-
стота от няколко стотици хер-
ца, когато, от една страна, на
ТЫ: > 5CV > Тзип
ZD: 250-m W- Tun(Uz«10... 10, 5 V
-FIZ-V-Pb-акумул.
С; no Опитенпып^^ОО^ЗООЫ)
71: ? 150mW-7ceo^ ЮОцА, 3-^30(<50!)
72: Si- npn > ТООтп > О, /А; ftx50(< 70'.)
lit: произволен *1OVO,1A, Ge-.Si
D2:Si-mun>20i't0mA(SAY.. ,37200UM подобен
Фиг. 15.12
Импулсио управляван апарат за зареждане на акумулатори с автоматично изключ-
ване. При изключени, шунтираии или неправилно свързани акумулатори зареж-
даш ток не протича
е оразмерен така, че неговото
напрежение да бъде малко по-
ниско от номиналното напреже-
ние на акумулатора (за акуму-
латори 6V — около 5 4-5,5 V). По
този начин напрежението на С1
не може да стане по-високо от
това на ZD. Същевременно през
Р1 от клемите на акумулатора
се взема част от напрежението
му. Ако напрежението на Р1 не
надхвърля опорното напрежение
на ZD, включително това на Т2,
D2, то Т2 и Т1 са отпушени и
С1 се разрежда през управля-
ващата верига на Thl. С това
се отпушва Thl и за съответ-
ния полупериод зареждащото на-
прежение е включено към аку-
мулатора. След това през R1
започва нов цикъл за зарежда-
акумулаторните клеми е прило-
жено минималното напрежение
от няколко волта, т. е. включен
акумулатор, а не късо съедине-
ние, и от друга страна, потен-
циалът на Pl, D2 е все още по-
ложителен по отношение на ZD
и емитера на Т2. Тази схема на
импулсен генератор е подобна
иа показаната например на фиг.
3.51 и затова не е необходимо
да бъде разглеждана отново. С
повишаване напрежението на
акумулатора потенциалът на Р1
започва да нараства в отрица-
телна посока спрямо фиксира-
ния от ZD потенциал на еми-
тера на Т2, докато накрая при
достигане на максималното
напрежение на зареждане
(което е установено с Pl) Т2
453
се запуши и прекъсне управля-
ващите импулси за Thl. По то-
зи начин се изключва токът за
зареждане. При липса на аку-
мулатор или при кьсо сьеди-
нение на изхода също не може
да протича зареждащ ток, поне-
же лилова напрежение за за-
реждане на С1.
Cl, R1 трябва да се подберат
опитно така, че да се получи им-
пулена честота от около 500 Hz.
С това Thl се използува пове-
че от един път за един полу-
период, което е .необходимо за
получаване па равномерен зареж-
дащ ток. За С1 не трябва да
се използуват стойности под
30 nF, за да се осигурят до-
статъчно мощни импулси за
управление на Thl. За Tl. Т2
могат да се използуват трапзи-
стори с нисък коефициент на
усилване по ток. Преди края на
зареждане управлението включ-
ва и изключва зареждащия ток
през известен интервал от вре-
ме и осигурява по този начин
при надхвърляне на времето за
зареждане да се запази макси-
малното напрежение на акуму-
латора. Схемата е особено под-
ходяща за зареждане на резерв-
ни акумулатори без наглеждане.
15.5. Специални приложе-
ния на тиристорите
15-5.1. Тиристор като термо дат-
чик
Упразлязащото напрежение на
тиристора е температурно зави-
симо. При постоянен управляващ
ток тази зависимой може да се
използува за отпушване на ти-
ристора, след като температура-
454
та на неговия корпус надхвърли
една отнапред зададена стой-
ност. Подобно приложение е въз-
можно за известяване при пожар,
за отоплителен контрол и т. н. с
директно включване на отопли-
телна или охладителна инстала-
ция. Принципът е показан на
фиг. 15.13 с. Rl е товарът, кой-
то може да бъде напр. едно ре-
ле. Rl получава напрежение, ко-
гато Th се нагрее над зададена-
та температура. С2, ZD, D1 и
С1 (вж. раздел 5.4.4) доставят
стабилизирано напрежение, с кое-
то Р1 сьздава постоянен за-
реждащ ток за термодатчика
Thl. С Р1 се задана температу-
рата. Моментът на задейству-
ване. т.. е. необходимият управ-
лязащ ток за една зададена от-
напред температура, зависи мно-
го от тиристора (дори и за един
тип тиристори), но остава по-
стоянен за отделния екземпляр
и се определя от положението
на Р1. Тази схема реагира при
надвишаваие на предварително
зададената температура, а след
изстиване се включва отново,
като трябва да се има пред вид
самозагряването на тиристора,
т. &.Th се запушва отново едва
след значително спадане на тем-
пературата. Това предизвиква
автоматично задържане на сиг-
нала за изключване, което в за-
висимост от приложението мо-
же да бъде предимство.
На фиг. 15.13 б е показано
едно допълнение, с което е въз-
можно изключване на RL при
спадане на температурата под
определена стойност. Същевре-
менно товарът се включва не
директно от тиристора Thl, из-
ползуван за датчик, а от помощ-
ния тиристор Th2, така че се
избягва самозатопляне на Thl.
Управляващият ток за Th2 се
получава като капацитивен ток
врати преждевременното от-
пушване на Th2.
На фиг. 15.3 в е показано още
едно допълнение за включване
на RL при надвншаване на за-
----------с,-
1Л) 8
* Стойност зависела
ат типа на Th2
Фиг. 15.13
Тиристор като термодатчик. Елементарна схема (в), разширена схема за сиг-
нализиране (включваие-на RL) при спадаие на температурата под определеиата (tf)
и при повишаване над определеиата (в). Термодатчик е Thl
през СЗ (замени резисторите и
премахва топлинните загуби в
тях) и обикновено се шунтира
от Thl, който е отпушен при
достигане на зададената тем-
пе ратура. Регулирането отново
се извършва с Р1, както беше
вече описано. При спадане тем-
пературатура на Thl послед-
ният се запушва и Th2 се от-
пушва. Поради пад на напреже-
ние в Thl от около IV е не-
обходим D3, за да се предот-
дадената температура (прило-
жение, както на фиг. 15.3 а) и
включване на чрез Th2, с
което се избягва самозатопляне
на датчика Thl. Тази схема е
подходяща за предупреждаване
при пожар. Rl може да бъде
например магнитен вентил за
автоматично пускане на вода.
Резисторът 100 Q на Th2 ели-
мииира влиянието на темпе-
ратурно зависимого напрежение
455
на Th2 върху Thl, понеже в
тази схема напреженията от Thl
и Th.2 се събират. Неговата
стойност е сравнително некри-
тична и се избира така, че Th2
малко под граничната стойност
да не се самоотпушва. Схемата
от фиг. 15.13 в се включва с
изходните си точки А, В, С към
захранващата схема от фиг.
15.13 б (там са включени С2,
Dl, Cl, Pl, ZD).
И трите схеми могат да се
използуват в температурен диа-
пазон от —35°С до +125°С,
като разширените схеми б и в
дават точност >+0,3°С, което
бе потвърдено от опитите.
15.5.2. Установяване на малки
съпротивления с тири-
стор
Ако се шунтира тиристор, през
който протича управляващ ток,
със съпротивление, по-малко
от съпротивлението на тиристо-
ра в отпущено състояние, то
той остава в ненаситено състоя-
ние. Това свойство може да се
използува за установяване на
от къси съединения (съпроти-
вление близо до 0). На фиг.
15.14 е показана схемата. С на-
тискане на Та протича ток през
La, Та, R2 и се включва тири-
сторът. При отпускане на Та
могат да възникнат два случая:
La изгасва отново, ако Rx е
по-малко напр. от 0,1 й; La
остава включена, в случай че
Rx е по-голямо от тази стой-
ност, понеже токът през тири-
стора е достатъчен за насища-
нето му (управляващ ток). R1
трябва да се определи по опи-
тен път, понеже параметрите на
тиристорите са много различии.
Същевременно R1 определя гра-
ницата за RX.R2 не е критич-
но. Вместо La може да се вклю-
чи например реле. За добра гра-
нична точност захранващото на-
прежение трябва да е стабили-
зирано.
15.5.3. Управление на звуково-
сигиални системи
Звуковите сирени и звънци кон-
сумират често толкова силни
--п
ТЬПГЮизволен гпсг: я .
»:в jaSucuMOcmагп Th
Фиг. 15.14
Схема за установяване на малки съпро-
тивления Rx (под 1 й) с тиристор
Фиг. 15.15
Сигнални уредби могат да се включват
с незначителна управляваща мощност
чрез един тиристор. Тиристорът заменя
мощно реле
малки по стойност съпротивле-
ния (от порядъка на няколко де-
сети от ома) и отличаването им
токове, че контактите на включ-
ващите релета се натоварват
значително. Вместо реле може
456
да се използува тиристор, както е
показано на фиг. 15.15. Звъне-
цът 5 се задействува само то-
гава, когато управляващата ве-
рига на Th получи напрежение,
Помощната батерия Ub. поставе-
на в края на предпазното зве-
но, запушва Т1 през D1. При
късо съединение в предпазна-
та верига, а така също и при
77: ? lOOmWiJitfO-Jceo e 200ju А
21:произволен (SAY...tSY200,OA9QQ)
ТЪ'~иь и Jсигнал
Сигнал
<
Фиг. 15.16
Предпазна систе-
ма без реле
понеже съществуващият при
постояннотокови сигнални систе-
ми прекъсвач гаси периодично
тиристора. Сирената 5 може да
бъде и за променлив ток без
прекъсвач (Us в този случай е
променливо напрежение),* при
което е налице работа в режим
на полупериоди. D2 е необходим
само при постояннотоково за-
хранване, голяма индуктивност
на 5и ниско обратно напрежение
за Th. Us и Th се подбират в за-
висимост от параметрите на
сигналния апарат 5.
15.5.4. Предпазни системи без
релета
На фиг. 15.16 е показана схема-
та на предпазно звено, което
при консумация на ток при по-
кой не се нуждае от реле. При
необходимост Th включва сиг-
налния елемент към работното
напрежение Ub. Поради своята
простота схемата работи много
надеж дно, консумираният ток
при покой е значително под 1mA.
прекъсване на проводника, това
запушващо напрежение изчезва.
Т1 се отпушва и отпушва Th.
Сигнализацията се изключва
чрез SI. Uh в режим на покой
се натоварва само от тока, про-
тичащ през базового съпроти-
вление на Т1. Този ток може
да бъде намален, ако за Т1 се
използува транзистор с висок
коефициент р.
15.5.5. Двупосочно многоканал-
но телеуправление на
двигатели за телемеха-
ника н моделизъм
На фиг. 15.17 е показано едно
интересно решение за телеупра-
вление на няколко двигателя,
конто могат да бъдат например
мрежови двуфазни асинхронни
двигатели с дефазиращ конден-
затор, познати от магнетофонна-
та техника. Показани са само 2
управляващи вериги за ляво и
дясно задвижване на двигателя
М. Други управляващи вериги
с друга честота за други електро-
двигатели могат да се включат
457
паралелно. Управляващата че-
стота се подава на fst (предава-
нето й може да стане по про-
изволен начин, напр. чрез про-
водник, или fst е изход на при-
Thl и ТА2 са поставени в съ-
ответен диоденмост. Когато е
отпушен ТА2, променливотоко-
вите точки на моста D1—4 са
свързани, двигателната намотка
Фиг. 15.17
Схема на двупосочно многоканалио управление за електродвигатели. Пред-
ставено е управление на един електродвигател с два канала
емник за телеуправление). Нали-
це са последователни резонансни
кръгове; С2, L2 напр. за пред-
назначената за ляво задвижване
на М честота, a Cl, L1 за че-
стотата, предназначена за дяс-
но задвижване. В случай на ре-
зонанс, т. е. при наличие на
управляваща честота във вто-
ричния кръг (Р1 или Р2) се по-
лучава управляващо напрежение,
което запалва или Th.2, или Thl.
Ст, Рт е вече споменатата ком-
пенсационна схема (TSE - схе-
ма), която изравнява индуктив-
ните компоненти на двигателите.
IF7 получава напрежение, а пре
наличния дефазиращ конденза-
тор СЗ W2 получава дефазира-
но напрежение. При отпушен
Thl действието е обратно. Глав-
на намотка е W2, a W1 — дефа-
зирана намотка, така че двигате-
лят се завърта в обратна посо-
ка. Оразмеряването на тази не-
проблематична схема любителят
може да наприви сам по обик-
новения начин в зависимост от
наличните елементи. На Ыа,
Lie при резонанс трябва да е
приложено поне 2V.
458
15.5.6. Тиристорен „клаксон"
За мощна звукова сигнализация
чрез високоговорители са вод-
ходящи тиристорите, използува-
' }iOC5l\ i !
-э—4_—4---------—•
yfA
ZD1,ZV2:Uz«S...6V
Gt C2-. - Височма на memo
feZxiOOjir/tLlV}
teWh'z
Фиг. 15.18
Схема на тиристорен .клаксон* с висо-
коговорнтели
S.J2V ^(Г
Т5 82 TJ
Gt. 0,05... 0tyF(8 зависимост
от тона и 82}
R2» (*1...10кЯ)
Jr
;?,’г
и
Th-*Ut; 3М0и Pentin Вл окиращ ток
' ~ J&y управляващ ток
на Th
Фиг. 15.19
Опростеиа схема на тиристоряа сигиал-
на уредба
ни за генериране на колебания,
поради тяхното просто действие
като превключватели. На фиг.
15.18 е показана схема, функцио-
нално подобна на разгледания
в 3.7.6.1 (фиг. 3.31) тактов гене-»
ратор за мигащи светлини. Раз-
ликата тук е само в по-висока-
та честота, затова подробного
разглеждане тук е излишно.
ZD1 и ZD2 се използуват вме-
сто резистори за постигане на
по-висок праг на включване и
за по-рационално използуване
на мощността. Ако е необходим
само един високоговорител, вто-
рият може да се замести със
съпротивление (104-100 Й), с
което може да се регулира че-
стотата.
На фиг. 15.19 е показана оп-
ростена схема за същата цел.
Тя може да се сравни с една
схема на блокинг-генератор. Схе-
мата подава на високоговорите-
ля иглообразни токови импулси
и затова консумира по-малка
мощност от предната. Тя е осо-
бено подходяща при използува-
не на малки високоговорители
с малка мощност. При прилага-
не на Ub зареждащият С1 ток
отпушва през R1 тиристора. С1
се дозарежда през RL. След за-
реждането му токът през R2
е недостатъчен, за да поддър-
жа Th отпушен. Th се изключ-
ва, С1 се разрежда през R2, с
което напрежението на Th на-
раства. Това предизвиква увели-
чаване на тока през R1, докато
Th отново се отпуши и т. н.
Необходимее указания за ораз-
меряване са дадени н9 фигура-
та. По-висока мощност и по-
добро дименсиониране се полу-
чава, когато вместо R1 се по-
стави ценеров диод, чието на-
прежение е малко под t/*.
459
15.5 7. Бързореагиращо' фото-
реле за 220 V със само-
блокировка
На фиг. 15.20 е показана една
типична за приложение на ти-
ристори схема на фотореле. Оз-
зитета на падащата върху FW
светлина), който държи Т1 от-
пушен. През La, която служи
за предсъпротивление и индика-
ция за работоспособност (тя
може да бъде същевременно
Фиг. 15.20
Фотореле за 220 V със самоблокировка
наченият като лампа произволен
сигнален елемент за 220V RL
е включен в променливотокова-
та верига на един познат от по-
горе описаните схеми диоден
мост /?7ч-4, в постояннотокова-
та верига на който е включен
Th. D5, D6, С2 и Т2 са необ-
ходими за самоблокировка. Те
могат евентуално да отпаднат
и нямат влияние върху верига-
та на тонвра. В нормално съ-
стояние Th е запушен. С1 се
зарежда през D7. Падащата вър-
ху фоторезистора FW светлина
предизвиква пад на напрежение
в Р1 (настройка на праговата
стойност в зависимост от интен-
460
ограничителната лампа) Th по-
лучава управляващо напрежение
след запушване на Т1 в резултат
на затъмнението на FW. Th се
запалва и включва сигналния
елемент, при което La изгасва.
(В случай че La е ограничава-
щата лампа, е възможно само-
блокиране в резултат инертност-
та на La)\ Повторного й включва-
не става чрез натискане на Та,
така че Th отново се запушва.
За постигане бързо реагиране
на самоблокировката са предви-
дени D5 и D6. Щом Th се за-
пали, товарният ток предизвиква
пад на напрежение в него, кой-
то отпушва '.Т2. Т2 блокира Т1,
така че и при ново появяване
на светлинната Т1 остава запу-
шен и управляващият ток за
Th продължава да протича. В
товарната верига протича токът
при покой през La.
пушва през обратно включения
кондензатор, както това бе раз-
гледано при другите подобии
схеми. Lal изгасва, през Rv на
на ZD2 се прилага напрежение.
През Р1 (временен интервал —
7h1,Th2. = Ub и в U.-9V
Z92;UZ ‘9V;250-17tW-Tun *v~3,
C^2ur-AUb 1
| Z | управление за запалване,
с.* текста
Фиг. 15.21
Време-реле за
12 V или други
ниски' напреже-
иия с тиристори
15.6. Време-реле за 12 V
с тиристори
На фиг. 15.21 е показано тири-
сторно време-реле с батерийно
захранване. Подобна схема за
мрежово захранване бе разгле-
дана в раздели 8.6. Вместо Lal
(включена при готовност) и La2
(включена през интервала на ра-
бота на време-релето) могат да
се използуват релета или по-
добии елементи. При натискане
на Та се отпушва Th2 и се
включва La2. С2 и включването
на Та към анода на тиристора
предизвикват да се генерира
кратък импулс от С2, като след-
ващо изключване остава невъз-
препятствувано, в случай че Та
остава натиснат след изтичане
на определеното време. С от-
пушването на Th2 Thl се за-
фино) и S1 (временен интервал —
грубо) се зареждат избраните
кондензатори СЗ-т-5. Със зада-
дените стойности се получават
интервали от около 10 s за СЗ—
= 10pF, 100 s за C4=100p.F и
около 15 min за С<5=1000 p.F.
Управляващата схема Z е изпъл-
нена според фиг. 2.27 д. Даде-
ният там ценеров диод трябва
да бъде най-много за 5,5-ь 6 V.
Щом тази стойност се достигне
от електролитния кондензатор,
последният се разрежда през Z
и управляващата верига на ти-
ристора. Thl се отпушва, с кое-
то изчезва работното напреже-
ние за Rv и схемата изпада в
равновесно състояние. Същевре
менно през С/ се запушва Th2
с което схемата е отново в из-
ходно състояние. Работното на-
прежение за Lal и La2 може да
461
бъде по-високо от 12V, ако La
и Th са изчислеии за това.
трябва да се оразмери така, че
с наличного работно напреже-
ние през ZD2 да протича ток
от порядъка на 10 mA.
времето, през което е включен,
Lal трябва да свети, a La2—
да угасне. При отпускане на бу-
тона Lal трябва да угасне от-
ново. Описание на действието
Тристор за
д проверка
(GY100,SY200
Фиг. 15.22
Схема за фуикционална
проверка на тиристори
15.7. Прост апарат за
функционалиа про-
верка на тиристори
На фиг. 15.22 е показана схема-
та на прост тестер за тиристо-
ри. С него е възможна само
функционалиа проверка, но ней
определяне на параметрите му.
Апаратът се състои от звънчев
трансформатор КТ г (намотка
8 V), тестов бутон Та, диоди
0/4-3 и лампи Lal, La2. След
включване на проверявания ти-
ристор първоначално не трябва
да свети нито една лампа. Ако
двете лампи светнат одновремен-
но, налице е късо съединение
и тиристорът е негоден (пробив
в обратна посока). Ако свети
само La2 или при натискане на
Та La2 продължава да свети,
може да е налице неправилно
включване. Същото е в сила,
когато при ненатиснат бутон Та
свети само едиата от двете лам-
пи. При изправен тиристор и не-
натиснат Та не свети нито една
лампа; при натискане на Та за
на тази елементарна схема е из-
лишно.
15.8. Включване н изключ-
ване на тиристорни
силнотокови вериги
В разгледаните схеми на тази
книга бяха използувани различ-
ии варианти за включване на тири-
стори. За да дадем на любителя
някои основни положения прн
разработката на собствени схе-
ми ще бъдат разгледани различ-
айте възможности още веднъж.
15.8.1. Включване и изключва-
не с механични контак-
та
На фиг. 15.23 е показан тиристор
Th в една променливотокова
верига Uь, което е често сре-
щан случай. Използуването на
диодния мост/>/ч-4 спестява
използуването на втори тиристор.
Обикновено 4 диода са все пак
по-изгодни от 1 тиристор, освен
462
това на лице е само една токова
верига. (Управлениетона два ан-
типаралелно включени тиристора
е по-трудно, понеже на двете
управляващи вериги се падат
ток 1а за Th, който в пай-про-
стил случай се взема през един
резистор от анода на запушения
тиристор. Когато контактът 5
се затвори, Th се отпушва, при
7Ъ1.П2-.Щ.1/6(е») и %-
O1,D2 . Uc (Ge или Si^1DV0.1 А}
(прииь>100¥-.обикно8ено
ж 1OOS2...fkft0i25w)
'Rimin.
7h-.3li>:U!>(efrj и J_
:ooQ...‘k9 oiw...npuU' ’ioov)
Jr » * ' о
Фиг. 15.23
Включване и изключване на тиристори
с механичен контакт
различии потенциали.) Товарно-
го съпротивление, което трябва
да бъде превключване в зависи-
мост от съответния случай, мо-
же да бъде или в променливо-
токовата верига (RL—), или в
постояннотоковия клон (/?£ ~ ).
Включването в променливотоко-
вата верига има това предимст-
во, че могат да се превключват
и трансформатори, електродви-
гатели и т. н., без да са необ-
ходимн специални мерки срещу
късо съединение, понеже RL по-
ема късото съединение. Включ-
ването откъм постояннотокова-
та страна има това предимство,
че и при отпушен тиристор из-
правеното от диодния мост
напрежение остава и може да
се използува от управляващата
схема на тиристора.
За включване и изключване на
е необходим управляващ
Фиг. 15.24
Превключване иа два тиристора в анти-
паралелна схема с механичен контакт.
Подходящо за превключване на силно-
токови вериги
което 1а става почти 0, което
вече не е от значение. При от-
варяне на 5 тиристорът се запуш-
ва при преминаване на напре-
жението през нулата, респ. на
тока в силнотоковата верига, т. е.
в края на текущия полупериод
трябва да превключва само мал-
кият управляващ ток. Указания
за оразмеряване на силнотокова-
та верига са дадени на фигура-
та. RI се товари само от крат-
кий импулс до отпушването на
Th и може да бъде 0,1 W.
На фиг. 15.24 е показа-
но елементарно антипаралелно
включване на два тиристора за
превлючване на мощен консу-
матор в променливотоковата
страна. При това не са необхо-
463
дими мощни диоди и всеки
тиристор е натоварен само през
един полупериод, така че е
възможен двойно по-голям то-
Фиг. 15.25
Запушване на тиристори в постоянно-
токови вернги с механичен контакт
(а) и с помещен тиристор (б)
варен ток. 7?/ има отновофунк-
цията на блокиращо съпро-
тивление, през което протича
променлив ток, a D1, респ. D2,
шунтира управляващия ток за
обратния полупериод на съот-
ветния тиристор и включва упра-
вляващата верига на този тири-
стор, който трябва да се отпуши
в същия полупериод. RI е срав-
нително некритично. През 5
протичат малко след началото
на всеки полупериод кратки
управляващи токови импулси
от Uь в двете посоки.
На фиг. 15.25 е показана въз-
можност за изключване на ти-
ристори от постояннотоковата
страна. При схемата от фиг.
15.23 се получаваше пулсиращ
постоянен ток, чиито нулеви
точки запушваха принудително
Th. При непулсиращ постоянен
ток това не е така и отпуше-
ният тиристор не може да се
влияе от управляващата верига.
Проблемът се решава принцип-
но (в случай че не е възможно
изключване чрез допълнителен
механичен контакт в силнотоко-
вата верига) в съответствие с
фиг. 15.25 a. SI, R2 служат за
вече познатото включване, След
отпушване на тиристора върху
товарното съпротивление RL
(консуматорът, който трябва да
се превключва) е приложено
работното напрежение Ub. С е
зареден през R1 € тази стой-
ност, но с отрицателен поляри-
тет. Щом се затвори S2, С2
става паралелно на Th, и то с
отрицателния полюс към анода
му. По този начин Th се бло-
кира веднага. Същевременно
през Rl се презарежда С и по-
късно се разрежда (когато S2
се отвори) отново през Rl, RL.
През времето, когато S2 е вклкг
чено, върху R1 е приложено
цялото работно напрежение, ко-
ето трябва да се има пред вид
при определяне на мощността му.
Освен това през S2 (поради
краткотрайното последователно
включване на заредения С с Ub)
протича импулсен ток с двойно
по-голяма стойност от нормалния
товарен ток. Това води до значи-
телни проблеми за мощността на
S2, така че тази схема има смисъл
464
само за малки консуматори. S2
се замени с втори тиристор (фиг.
15.25 б), който поема това им-
пулсно натоварване. За S2 и
неговата мощност са в сила
същите съотношения, както за
ключа S1. За дименсионирапе
има две възможности. Първо-
начално С трябва да е с до-
статъчно голяма стойност, за да
задържа обратного напрежение
през време на освобождаване на
Thl (максимално 1 ms). Времекон-
стантата /?л. С определя долна -
та стойност за С. Нормални
стойнсти са 0,14-10 p,F. /?/ се
оразмерява или за Ub (фиг.
15. 25 а) и управляващия ток,
или може, когато времето на
изключване е достатъчно дълго,
да бъде значително по-голямо
(нормални стойности 1 4-100 kQ).
За фиг. 15.25 6 съществува още
една възможност: /?/ може да
се избере толкова високоомно,
че през него да протича значи-
телно по-малък ток от минимал-
ния управляващ ток за 77z2(lmA
или по-малко). Тогава при включ-
ване на S2 Th2 се захранва от С.
След разреждане на С обаче
токът спада под управляващия
ток за Th.2, така че Th.2 от-
ново преминава в изключено
състояние. В този случай и
двата тиристора са запушени.
Паралелно на може да е
необходим един предпазен ди-
од (D) в постояннотоковата
верига, в случай че RL се съ-
стои от индуктивни компо*
ненти.
15.8.2. Включване и изключва-
не в транзистории стъ-
пала
Нека си представим произвол-
ни транзисторни стъпала, при
конто дадено реле е заместено
с тиристор. Това обуславя (по-
ради общия тиристорен катод)
едностранна връзка между
транзисторната токова верига
и силнотоковата верига. На
фиг. 15.26 а е показано включ-
ването на Th и неговата силно-
токова връзка (плътната линия)
към един /щр-транзистор. При
това отрицателният полюс на
силнотоковата верига и захран-
ващото напрежение на транзи-
стора са общи. Тиристорната
управляваща верига е поставена
сега на мястото на релето в
колекторната верига на Т, а за
ограничаване на тока е необхо-
димо колекторното съпротив-
ление Rc. Т трябва да може да
превключва необходимия мак-
симален управляващ ток за ти-
ристора (максимално 0,1 А).
Rc се изчислява според този ток
и наличното Uh. На фиг. 25.26 6
е показано включването на един
л/?л-транзистор. Th в този случай
е в емитерната верига на Т (по
този начин праговото базово
напрежение за Т се повишава
значително, което трябва да се
има пред вид при включване на
по-горе разгледаните транзисто-
ри, за базата са необходими по-
не 2V управляващо напрежение).
Rc представлява отново токо-
ограничител и се оразмерява,
както по-горе. Понеже при този
вариант общият полюс (С7д) в
повечето случаи е същевременно
30 Книга за конструктсра-електроник
465
и маса за транзисторната схема,
за предпочитане е това управле-
ние. Резисторът 1 к£2 на емите-
ра (некритично дадената стой-
Трябва да се спомене още
възможността на управление на
Th с малък трансформатор. То-
ва дава възможност за потен-
Фиг. 15.26
Включване иа управ-
ляваща тиристоржа ве-
рига към транзисторна
токова верига. Управ-
ление на тиристора с
рлр-транзистор (п) и
лрл-транзистор (б)
Т: СЕО * ит ’ ^С max Б
ni’ThZWjJj.UL
ри^>у-(бн^Блокиращтак)1
обимавено >10...1U0rfl
Фиг. 15.27
Схема за включване
и изключване на
тиристор Thl чрез
импулси с едиакъв
поляритет и чрез
допълнителен тири-
стор Th2
иост приблизително е в сила за
всички типове Т и Th) предот-
вратява влиянието на остатъч-
ни токове. По аналогия на
15.26 а може евентуално да се
предвиди диод D, в случай че
се очакват отрицателни импулсни
пикове в управляващата верига
на Th (Rc може да бъде намот-
ка на реле или подобен допъл-
нителен елемент!).
циално разделяне на Th и тран-
зисторната схема. Първичната
намотка на подходящ транс-
форматор (подходящи са транс-
форматорите за противотактни
транзисторни крайни стъпала)
се включва вместо Rc в колек-
торната верига на транзистора,
а вторичната му намотка към
катода и управляващия елек-
трод на тиристора. Препоръчва
466
се паралелно включване на диод
(некритичен) между управлява-
щия електрод и катода на ти-
ристора (анод на диода към ка-
тода на тиристора), който шуп-
тира импулсите с обратен по-
ляритет. Тази възможност за
управление няма голямо прило-
жение за аматьора.
Изключване на тиристора мо-
же да се постигне по принципа
на фиг. 15.25 б, ако схемата се
промени леко съобразно 15.27.
Приложеният в Ust импулс от-
пушва двата тиристора (Ust
трябва да има амплитуда поне
24-3V!). Ru се избира толкова
високоомно, че Th2 да се за-
пуши веднага. През Ru паралел-
ният на товарното съпротивле-
ние Rl кондензатор Са се за-
режда по описания вече на-
чин. Нов импулс на Ust от-
пушва отново Th2 (върху Thl
няма въздействие, понеже тири-
сторът е вече отпушен), а с това
и блокирането на Thl по опи-
сания от фиг. 15.25 б начин.
Накрая Th2 се запушва отново»
получава се изключено състоя-
ние. Нов импулс на Ust пред-
извиква включване на RL и т. н.
Необходимее упътвания за
изчисление са дадени на фигу-
рата. Импулсът Ust трябва да
има правоъгъглна или игло-
образна форма с достатъчно
стръмни фронтове. Схемата по-
казва бистабилен (Flip—Flop)
характер. UT може да бъде
равно на U L (при свързване), в
случай че грапичпите парамет"
ри на Т допускат това.
15.8.3. Включване и изключва-
не чрез светлина (опти-
ческа връзка)
За разделяне па тиристорната сил-
нотокова верига (често свърза-
на с мрежата от управляващата
верига) може да се използу-
ват оптически връзки (раздел
13.11). На фиг. 15.28 са дадени
указания за използуване на по-
добии връзки с тиристори. На
фиг. 15.28 а е дадено елемен-
тарно изчисление, което пред-
полага, че FW ще създаде не-
обходимата стойност на управ-
ляващия ток за Th. Със сравни-
телно нискоомния с голяма по-
върхност фоторезистор тип
Cdsl9 е възможно директно
управление на тиристори, конто
имат управляващ ток от 40 до
50 mA (това важи за почти
всички типове от 1 до ЗА). От
значение в случая е силата на
светлината на La, както и нейно-
то скокообразно управление
(светло — тъмно с отстраняване
намеждинни стойности; La да се
управлява евентуално чрез пра-
гов превключвател, напр. тригер
на Шмид или подобен, за да се
предотврати претоварването на
FW. Това може да се получи,
когато през FW протичат токо-
ве от порядъка на управлява-
щия ток и 77? още не е отпушен,
в резултат на което върху FW
се отделя мощност. След отпуш-
ване на Th напрежението на
FW изчезва. FW се натоварва
само импулсно. Указания за из-
числяване са дадени на фигура-
та. Схемата на фиг. 15.28 б
дава възможност да се изпол-
зуват по-малки и маломощни
типове фоторезистори. В този
467
случай FW се натоварва само
с управляващия ток за Th, обаче
транзисторът трябва да бъде
съобразен за максимално колек-
известни, може да се изпълни
твърде лесно с тиристори. На
фиг. 15.29 е даден един пример.
Показани са 3 стъпала. Реги-
а
La-.3Q.25W
FW:CdS19
Th : 3^S0mi\(Tan1A)
UTh= 10...250V
La:>0,1W
FW: CdS6(CcLS3)
D: GY 100, GA 100 или n ad о бея
T :npn-Si;3Cma^0,1A,
J33 60-,UceDyUTh!
Urh>10V
Фиг. 15.28
Оптическо управление на тиристори. Вж. също раздел 13.11
торно напрежение Uceo, равно
най-малко на приложеното об-
ратно напрежение върху тири-
стора. С това областта на прило-
жение на тази схема се ограни-
чава за работни напрежения на
тиристора до най-много 100V
(транзистори SF129, SS202 или
подобии), или трябва да се при-
бегне до разширените варианта,
за който могат да се намерят
много примери в тази книга.
D предпазва Т от неправилно
включване на UTh.
15.9. Кръгов преместващ
регистър с тиристо-
ри и директна лам-
пова индикация
Кръговият преместващ регистър,
чието основно действие и облает
на приложение се приемат за
468
стърът може да се разширява
производно, както със евър-
зването на точки а и b на по-
следното стъпало с тези на
първото да се получи кръгов
преместващ регистор. За раз-
глеждане действието на схемата
приемаме, че Th2 е отпушен.
Това се индицира чрез La2.
Приложеният на входаб^. импулс
може да достигне само до диода
D2, тъй като на всички останали
диоди (DI, DS) през резисторите
10kQ е приложено обратно напре-
жение от потенциала на съответ-
ните тиристорни аноди. Управля-
ващият импулс Ut отпушва Th3.
Намиращият се между анодите
на Th2 и Th3 кондензатор O,ljiF
запушва останалите отпушени
тиристори по описания вече на-
чин. За следващия .постъпващ
в Ui импулс D2 е запушен, а
D3— отпушен, така че се от-
пушва следващият тиристор, а
се запушва Th3. В резултат на
това ламповата индикация се
хранващо напрежение, което
може да се избира в широки
граници, тази схема на кръгов
преместващ регистъре подходя-
Всички D: Sii30V> 0,1 А
Всички Lu-2i>V50mA
Фиг. 15.29
Кръгов пргмгстващ ргги:гьр с тирчсгэр! и шоп яшаш Пз!д:газ;.<т
са 3 сгъпала. Възможчо е паслгювзтедвэ вчллвмг на 3J и пэзггг сгьнн,
като наследного се включва към пьрвого в точкиге а, Ь. с,-(-. Всеки имтук,
приложен в U[ , привижн лачпзага ияди.сатд с его сгыало налред.
Вместо лампи могат да се използуват релета
придвижва при всеки импулс с
едно стъпало напред.
•А$3а да може да се започне о г
определено начално положение,
е поставен контактът К, който
може да бъде и механичен
(бутон за нулево положение).
Той прекъсва всички тиристори,
с изключение на един (например
Th3 с D3) ог пэложителния
проводник, и същевременно съз-
дава импулс на Uс, така че Th3
се отпушва принудително. Крат-
кото описание на схемата на
този многостранно приложим
кръгов преместващ регистър е
достатъчно като пример.
Поради положителното за-
ща за захоанване на лампи за 110
или 220V~, а така също и за
директно управление на цифро-
ви индикаторни лампи. 24-вол-
товите лампи се заместват в
този случай от работни съпро-
тивления, конто осигуряват ми-
ни.малния управляващ ток на
тиристора. Работнияг ток на
една цифроза индикаторна
лампа често е недостатъчен за
това. Катодите на цифровата
индикаторна лампа се свързват
с анода на тиристора. Захран-
ващото и запушващото напре-
жение за тиристорите и диоди-
те се подбират в зависимост о;
параметрите на индикаторната
469
лампа. По същия начин се из-
бира напрежението за конденза-
торите. Други преизчисления в
общия случай не са необходи-
ми; преместващата верига в
това изпълнение може да се
управлява с входни импулси от
15.10. Филтриране на ему
шенията от тири-
сторни схеми
Както бе споменато в 15.2.1, из-
вънредно бързоте (от порядъка
на микросекунди) включване
Or- i 10... 1,'Ои п; Ся0,^Г',2С0~)
Са: Прохоаен фахтриращ
кондензатор
0JjuFt2x2,5nF(25OV~)
Фиг. 15.30
Филтриране на тиристорни схеми
10 до 12V, а освен това при
използуване на цифрова индика-
торна лампа да се изпълни с по-
лупроводникови схеми. Понеже
тиристорите за 1А имат управ-
ляващ ток, по-малък от 20 шА,
за създаване на анодно напре-
жение може да се използува
трансвертор. По този начин ста-
ва възможно и захранване с
батерии, а с това и разширява-
не областта на приложение. В
анодната верига на цифрово-
индикаторната лампа трябва да
се постави предписаното от
производителя анодно съпротив-
ление.
даже и на мощните тиристори
предизвиква много стръмно на-
растване на тока във включена-
та силнотокова верига. Това
води до възникването на мощни
токови импулси в широк често-
тен диапазон (до няколко мега-
херца и повече), когато в мо-
мента на включване върху ти-
ристора е приложено високо на-
прежение. При периодичного
превключване това ВЧ-смущение
се модулира с честотата на
включване. Това създава, особе-
но при фазово-импуленото управ-
ление, едно силно ВЧ-смущение
в мрежата, модулираио върху
470
100 Hz. По тази причина тези схе-
ми трябва да се филтрират от
ВЧ-смущения. Целта на тези мер-
ки е да се предотврати разпро-
странение на ВЧ-колебания на ти-
ристора, респ. от неговото управ-
ление. В разгледаните примерни
схеми бяха показани съответни
филтриращи елементи. На фиг.
15.30 са обобщени възможните
начини за филтриране на сму-
щенията. Навсякъде 5 е елемен-
тът, предизвикващ смущението,
тиристор и принадлежащото му
управление, който се включва
към А и В еднополюсно по
познатия начин към силнотоко-
вата верига. RL изобразява сим-
волично консуматора. Общо
трябва да се каже, че няма об-
щи правила за необходимите
мерки за премахване на смуще-
нията; за всеки случай трябва
да се подхожда конкретно чрез
многократно изпробване. Осо-
бено смущаващи за околните
радиоапарати, а така също и
за НЧ-уредби са тиристорните
схеми с напрежение над z4V~
и фазово импулсно управление,
конто е необходимо да бъдат
филтрирани. Използуването на
ВЧ-дросели при мощни консу-
матори често пъти е проблема-
тично, понеже тяхното постоян-
нотоково съпротивление не мо-
же да се пренебрегне. В тези
случай често се използуват фе-
ритни тороидални сърцевини,
конто се поставят непосредст-
вено върху изводите на тири-
стора.
За случайте от практиката на
любителя филтрирането на сму-
щениятааможе да се извърши
за елементарни случаи по
фиг. 15.30 a. Dr са ВЧ-дросели
с иидуктивност о г 10 до 100 р,Н,
в някои случаи до 1 mH. По-
някога са достатъчни обикнове-
ните филтриращи дросели за
електродвигатели 10 р.Н/1А Въз-
можно е и ръчно изработване
на подходящи дросели. Изпол-
зуват се феритни пръчки за
антенн с диаметър 10 mm и
дължина 70 mm, около конто
се навиват 70ч-100 навивки ПЕЛ
1,0mm (при токове над 4-?5А
дебелината на проводника да
се подбере в зависимост от
натоварването). Намотките се
фиксират с лепило „Уле“ или
лак. По този начин се получа-
ва индуктивност (некритична по
отношение на точност) от около
100 цН. За индуктивност 1 mH
и работен ток малко над 2А са
необходими 250 навивки от по-
тънък проводник.
За нормално филтриране на
смущения може да се приеме
схемата от фиг. 15.30 б. Двата
дросела са поставени на обща
сърцевина с една и съща посо-
ка на навиване (да се има пред
вид добра изоляция между
двете намотки). Трите конден-
затора имат особено голям
ефект при извинение със спе-
циален проходен ко?1дензатор,
както това е направсно на фиг.
15.30 в, удовлетзоряващо всякак-
ви изисквания по филтриране
на смущения. Тези кондензатори
се намират в магазините като
филтри за електродвигатели.
При това филтриране са поста-
вени допълнителни дросели
10 [1Н за ВЧ-импулси и цялост-
но метално екраниране на управ-
ляващата схема до входа на
проходния кондензатор, заземе-
но в неговата маса. Нулевият
471
проводник на мрежата не може
да се използува за заземяване;
това би анулирало действието
на голяма част от елементите.
При фазово-импулсно управ-
ление за големи мощности или
консуматори със силни индук-
тивни компоненти в някои слу-
чаи се изиска амплитудно демп-
фиране. Последното се включ-
ва в А, В през ВЧ-филтрира-
що звено паралелно към мре-
жата. На фиг. 15.30 г е показана
схемата му. Звеното RC не
трябва да се смесва с компен-
сационната схема (TSE), която бе
спомената преди и която се
включва към управляващата
схема .S’. Амплитудного демп-
фиране може да замени ком-
пенсационната схема (но не и
когато в .S’ е включен тиристор
и диоден мост). Доколкото те-
зи мероприятия поотделно или
в комбинация са необходими,
трябва да се реши конкретно
за всеки случай по опитен път.
Тези въпроси не трябва да се
подценяват от любителя. За
смущенията от тиристорни схе-
ми са в сила същите законни на-
редби, както за смущенията в
резултат на другите електри-
чески уреди, филтрирането на
конто (от прахосмукачката до
моторните превозни средства) са
също установени. Особено мя-
сто има (не по закон, а от тех-
нически съображения) запалва-
нето на моторни превозни сред-
ства с тиристори. Обикновеното
филтриране на смущенията, раз-
бира се, е също необходимо, но
често е недостатъчно да се
постигне достатъчно филтрира-
не за собственото радио. Налага
се тиристорната схема за запал-
ването да се постави в екрани-
раща кутия, а филтрирането да
се направи по фиг. 15.30 в; може
да се окаже достатъчен и само
един проходен кондензатор във
веригата на захранването, както и
кондензатор във веригата на
разпределителния палец (прекъс-
вач).
472
Съдържание
Предговор към четвъртото и петою издание..................... 3
Въведение.................................................... 5
Ч а с т I Основи на електрониката
1. Някои основни понятия в електрониката . 11
1.1. Променлив ток и променливо напрежение ... 11
1.2. Различии форми на импулсите......................13
1.3. Схеми за генериране на импулсни форми . . 14
1.4. Най-важни параметри на импулсите............17
2. Градивни елементи на електрониката ... 21
2.1. Газоразрядни електронни лампи...............21
2.1.1. Основи на електрическия разряд в газова среда 21
2.1.2. Глимлампи...................................24
2.1.3. Лампа-ре."е ст.с с.; ...од (1йратрон със студен
катод).....................................26
2.1.4. Специални изпълнения на газоразрядни лампи 28
2.1.4.1. Лампи за цифроса индикация..................28
2.1.4.2. Декадни броячи с тлеещ разряд...............29
2.2. Полупроводникови елементи...................31
2.2.1. Полупроводников диод........................31
2.2.1.1. Ценеров диод................................32
2.2.1.2. Тунелен диод................................33
2.2.2. Транзистор..................................35
2.2.2.1. Транзисторът като усилвател.................37
2.2.2.2. Транзисторът като превключващ елемент ... 38
2.2.2.3. МОС-полеви транзистори......................40
2.2.3. Варистори и термистори......................44
2.2.З.1. Варистор....................................45
2.2.3.2. Термистор...................................46
2.2.4. Фотополупроводници..........................48
2.2.4.1. Фоторезистори ...................................48
2.2.4.2. Фотодиоди...................................49
2.2.4.3. Фототранзистори.............................51
2.2.4.4. Фотоелементи . . . •........................52
2.2.4.5. Саморъчна наработка на селенови фотоелементи 53
2.2.5 Тиристор....................................55
2.2.5.1 Принцип на действие и строеж................56
2.2.5.2. Схеми за запалване на тиристори.............62
Част II Примерки схеми и указания за изра-
ботката им
3. Фотоелектронни приложения. Фотодатчици и
фотоелементи............................71
3.1. Фоторелета, конто се задейстуват при здрачаване 71
3.1.1. Обикновено фотореле с универсално приложение,
което се задействува при здрачаване.......................71
3.1.2. Фотореле с управление по ток, което се задей-
ствува при здрачаване.....................................73
3 2. Захранвано от мрежата фотореле за броене и за
задействуване на произволен механнзъм .... 75
3.3. Усъвършенствувани фоторелета..................77
3.3.1. Висококачественп фоторелета с праг на задей-
ствуване и с електронно самозадържане за работа
с много бързи или много бавни промени на свет-
лината .......................................77
3.3.2. Разпознаващо фотореле за охрана на обекти . . 82
3.3.3. Фоторелета, конто релгират на определена посо-
ка на движение............................................83
3.4. Обикновени фоторелета със звукова сигнализация 85
3.5. Фоторелета с модулирана светлина..............8/
3.5.1. Генератори на модулирана светлина.............87
3.5.2. Приемници на светлина.........................89
3.5.3. Разпознаващо фотореле за модулирана светлина 91
3.6. Светлинен пистолет............................91
3.6.1. Източник на светлинни импулси.................92
3.6.2. Приемник на светлинни импулси.................92
3.7. Реле за мигаща светлина.......................94
3.7.1. Схеми на релета за мигаща светлина с глимлампи 94
3.7.2. Транзисторни релета за мигаща светлина ... 97
З.7.2.1. Транзисторна шамандура с мигащ светлинен сиг-
нал ......................................................97
3.7.2.2. Уред за редуващи се мигащи светлини — елек-
тронен маяк..............................................101
3.7.3. Фотореле, което се задействува при здрачаване
за включване на релето за мигаща светлина от
фиг. 3.7.2...............................103
3.7.4. Схеми с комплементарии транзистори..........104
3.7.4.1. Схеми на реле с комплементарии транзистори за
мигащи светлини на автомобил...............105
3.7.4.2. Реле за мигащи светлини с включване при здра-
чаване, изпълнеио с комплементарии транзистори 107
3.7.5. Схема за осветителни ефекти с плавно измене-
ние на яркостта...........................•.............119
3.7.6. Тиристорни тактови генератори и релета за ми-
гаща светлина...........................................112
3.7.6.1. Елементарна тиристорна схема за мигаща светли-
на за 4,5-;- 24 V.......................................112
3.7.6.2. Схема на тиристорно реле за мигаща светлина
за производно напрежение иа лампите и мрежово
захранване ............................................ 113
3.7.6.3. Тиристорна схема за мигащи светлини с малка
консумация на ток.......................................117
3.8. Използуване на светлинен лъч за предавателна
линия (светлинна телефония)...................119
3.8.1. Предавател на светлинни лъчи..................120
3.8.2. Светлинен приемник............................122
474
3.8.3. Двустранна телефонна връзка посредством свет-
линен лъч...................................123
3.9. Електронна фотосветкавица с транзистори . . . 124
3.9.1. Допълнителна лампа към електронна фотосветка-
вица ............................................130
3.9.2. Уреди за електронни фотосветкавпци, захранвани
с напрежение от мрежата .....................................133
3.10. Електронни стробоскопи......................139
3.10.1. Опростен модел на стробоскоп................140
3.10.2. Транзисторен стробоскоп, независещ от мрежата 141
4. Сигнални и алармени инсталации..............147
4.1. Прости индикатори на влага ......................147
4.1.1. Постолннотоков батериен индикатор на влага . . 147
4.1.2. Променливотоков индикатор на влага..........148
4.1.3. Индикатор на влага с много малка консумация
на тока на покои.................................149
4.2. Схеми за контролиране на зададена стойност . 151
4.2.1. Далечен контрол на зададената температура . .151
4.2.2. Контрол на зададената стойност на осветеността153
4.2.3. Устройство за сравняване на цветовете . . . 153
4.2.4. Индикатор на зададената стойност на напреже-
нието ...........................................154
4.2.5. Капацитивен индикатор на нивото..................156
4.3. Високочестотен ключ, който се задействува при
приближаване.....................................159
4.3.1. Високочестотен лампов ключ, който се задей-
.. .1; ..L'.::'K3ojne................159
4.3.2. Транзисторен високочестотен ключ, който се за-
действува при приближаване...............................160
4.4. Сензорни ключове.................................162
4.4.1. юточ с тиристор........................163
4.4.2. Сен.-юрио време-реле с тиристор.................164
4.4.3. Сензорен ключ с транзистори....................165
4.4.4. Сензорен ключ без свързване към мрежата . . 167
4.5. Индика гор на еиеото на шума....................169
4.6. Устройство за контрол на скоростта с две свет-
линни бариери............................................170
5. Управляваща и рггулирада техника .... 174
5.1. Схема на термостат . •........................174
5.2. Устройство за зареждане на акумулатори с кон-
стантен ток..............................................176
5.3. Устройство за зареждане на акумулатора с авто-
матично превключване в буферен режим . . . 177
5.4 Електроннорегулирани захранващи блокове . . 179
5.4.1. Стабилизатори на напрежение с транзистори . .180
5.4.2. Транзисторен двупозиционен стабилизатор на
напрежение...................................... 187
5.4.3. Експериментален захранващ блок с токова защита189
5.4.4. Стабилизиран източник на напрежение без транс-
форматор за захранвани от мрежата схеми . . 190
5.5. Безконтактно регулиране на оборотите на бате-
рийни двигатели..................................192
5.6. Автоматика за защита от претоварване .... 193
5.7. Схема за поддържане на константен ток .... 197
5.8. Батерийна буферна схема при отпадане на мре-
жовото напрежение..................................... . 199
479
6. Дистаициннно управление и телемеханика . 203
6.1. Прости дистанционни превключватели с диоди . 203
6.1.1. Предаване на 4 команди за включване по един
проводник ............................................ 203
6.1.2. Отделно регулиране на два двигателя по един
проводник ............................................ 205
6.2. Предавател за дистанционно управление по ме-
тода на индукционния шлейф.............................207
6.3. Приемник за дистанционно управление на гараж-
на врата по метода на индукционния шлейф . . 208
6.4. 7 kHz-приемник за акустично дистанционно управ-
ление .................................................209
6.5. Звуково-резонансни кръгове за приемници за ди-
станционно управление..................................210
7. Кибериетичин модели.......................212
7.1. Оптически самонасочващ се модел........212
7.2. „Мислещ” подвижен модел с графично обратимо
управление, осезание и два рефлекса.......215
7.3. Модел, управляван от направляващ лъч .... 221
8. Периодична превключватели и времерелета 226
8.1. Транзисторен мултивибратор и неговото оразме-
ряване .................................................226
8.1.1. Мултивибратор...............................226
8.1.2. Моновибратор................................231
8.1.3. Тригер......................................233
8.2. Други основни импулсни схеми................236
8.2.1, Опростен мултивибратор в автогенераторен.ре-
жим ................................................. ... 236
8.2.2. Транзисторен тригер на Шмид................ 238
8.2.3. Тригер с комплементарна двойка транзистори . 240
8.2.4. Тригер на Шмид с вход на МОС полеви тран-
зистори ................................................241
8.2.5. Токов тригер................................243
8.2.6. Транзисторен Милъров интегратор.............244
8.2.7. Генератор на трионообразно напрежение с добра
линейност и двойка комплементарии рпр-прп-
транзистори.................................248
8.2.8. Прост делител на честота с коефициент на де-
ление до 10..............................................250
8.3. Времереле с МОС полеви транзистори .... 252
8.4. Времереле с транзистори, използувано като ча-
совник за експониране.......................254
8.5. Времереле с тиратрон...................... 256
8.6. Светлинно реле с тиратрон...................257
8.7. Светлинно реле с тиристор...................258
8.8. Периодично времереле с тиратрони............261
8.9. Времереле за големи времена с интеграторно
стъпало.....................................265
8.10. Брояч на количеството светлина..............267
9. Траизисторни преобразуватели на напреже-
нието (трансверторн).........................271
9.1. Еднотактен преобразувател.................• • 271
9.2. Противотактен преобразувател..............• ; 273
9.2.1. Преобразувател за малки мощности (Ра
476
9.2.2.
9.2.3.
9.3.
9.4.
9.5
10.
10.1.
10.2.
10.2.1.
10.2.2.
10.3.
10.3.1.
11.
11.1.
11.2.
11.3
12.
12.1.
12.2.
12.2.1.
12.2 2.
12.3.
12.3.1.
12.3.2.
12.3.3.
12.4.
12.5.
12.6.
12.6.1.
12.6.2.
12.6.3.
12.6,4.
12.7.
12.7.1.
12.7.2.
12.7.2.1.
12.7.2.2.
Преобразувател за 5 W, респ. 10 W изходна мощ-
ност .......................................275
Тиристорен преобразувател на постоянен ток в
променлив за 50 W изходна мощност...........276
Изтсчник на високоволтни импулси с батерии . 279
Преобразувател за захранващи напрежения под 1V282
Безтрансформаторен преобразувател...........284
Електроника в раднолюбителските предава-
тели .......................................287
Безконтактни ключове в любителския предавател287
Електронен морзов ключ......................288
Електронен морзов ключ с тригер па Шмид . . 288
Скоростей ключ с висока прецизност на знаците289
Тунелен диод и приложение™ му...........295
Безжичен микрофон с тунелен диод.........295
Безконтактни прекъсвачи за висока и ииска
честота ................................... 297
Нискочестотен дистанционен прекъсвач с диод . 297
Безшумна при превключване противотактна схема298
Безконтактни прекъсвачи за антенн...........301
Електроника в измервателната и изпитател-
на техника..................................304
Устройства за проверка иа транзистори .... 304
Джобно устройство за изпитване на пробив с
глимлампи ................................. 317
Високоомно устройство с лампова индикация за
пробив и изпитване на капанитети и съпроти-
вления .....................................319
Прост пробник за генериране и за проследяване
на сигнали..................................320
Измервателен преобразувател на малки постоянни
напрежения..................................321
Диодеи трансвертор..........................322
Фотоелектрически измервателен преобразувател
на постоянно напрежение.....................324
Преобразувател на постоянен ток с МОС полеви
транзистори.................................325
Транзисторен блокинггенератор като индикатор
за ниски постоянни напрежения...............326
Индикатор на нивото за нискочестотни апараги 328
Устройства за дистанционно измерване на темпе-
ратура .....................................330
Мостова схема с термистор..................330
Дистанционно измерване на температурата с полу-
проводник ..................................331
Контрол на зададената стойност на температура-
та с трипозиционна индикация .............. 332
Устройство за измерване на температурата с ли-
нейно изменение на скалата.................,
Приложения на глимлампи.....................;
Стабилизиране на напрежение.................I
Глимлампови релаксационни генератори . . . . ;
Генератор на трионообразно напрежение с глим-
лампа ......................................339
Генератор на островърхи импулси с глимлампа340
335
337
337
339
12.7.2.3.
12.7.3 .
12.7.4 .
12.8 .
12.8.1 .
12.8.2 .
12.8.3 .
12.8.4 .
12.8.5 .
12.9 .
12.10 .
12.11 .
12.12 .
12.13 .
12.14 .
12.15 .
13.
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
13.5.
13.6.
13.7.
13.8.
13.9.
13.10.
13.11.
13.12
14.
14.1.
14.1.1.
14.1.2.
14.2.
14.2.1.
14.2.2.
14.3.
14.4.
14.5.
14.5.1.
14.5.2.
Синхронизация на глимлампови релаксационни ге-
нератори ................................ 340
Глимлампови делители на честота............342
Секунден тактов генератор с глимлампи .... 344
Броячна глимлампа N4 и нейното приложение . 345
Основна схема на броячно стъпало с N4 . . . 346
Просто броячно устройство на импулси с броячна
глимлампа N 4..............................347
Схеми за измерване на честотата и за стартира-
не на устройството за броене на импулси . . . 352
Делител на честота с броячна глимлампа N 4 . . 356
Генератор на стъпаловидни импулси с броячна
глимлампа N 4............................. 358
Безконтактен фотоелектричен оборотомер .... 362
Прост електронен хронометър................366
Линеен честотомер с диоектна индикация за
1:100 Hz................‘..................368
Волтметър с МОС-полеви транзистори и високо
входно съпротивление ..................... 370
Логаритмичен амперметър с широк измервателен
обхват.....................................372
Прост тестер за кварцови резонатори и пиезо-
филтри ................................... 374
RC-измервателен мост с транзистори.........375
Специални приложения ..................... 378
Транзисторен апарат за откриване на метали . . 378
Акустичен превключвател за автоматично стар-
тиране на магнитофони......................381
Акустичен превключвател с общо назначение . 383
Електронни функционални блокове, получени по
метода на заливане със смоли ............. 384
Безконтактно часовниково махало............393
Камертон-метроном за музиканти ........... 396
Брояч-индикатор за гама лъчи...............400
Домашен телефон с електронен генератор за
повикване................................. 403
Електронен „бебегледач“ ................. 404
Контрол на тока в мрежови вериги..........408
Оптическа връзка за безпотенциално предаване
на сигнали.................................409
Импулсен рентгенов апарат за училищни и лабо-
ратории цели...............................411
Електроника за моторно превозни средства 420
Регулиращи елементи........................421
Регулатор за постояннотоковия генератор за
6л-12У.....................................421
Регулатор за лек автомобил със система 12 V422
Тиристорни системи за запалване............423
Принцип на тиристорното запалване...........423
Примерни схеми за тиристорно запалване . . . 425
Автоматика за чистачки с транзистори .... 429
Автоматика за чистачки с тиристор вместо реле429
Оборотомер.................................430
Оборотомер, удобен за вграждане в превозното
средство.................................. 431
Оборотомерът като допълнение към универсалния
измерителен уред за сервнзни работи........433
478
14.6.
14.6.1.
14.6.2.
14.6.3.
15.
15.1.
15.2.
15.2.1.
15 2.2.
15.2.3.
15.2.3.1.
15.2.3.2.
15.2.3.3.
15.2.3.4.
15.3.
15.3.1.
15.3.2.
15.4.
15.4.1.
15.4.2.
15.5.
15.5.1.
15.5.2.
15.5.3.
15.5.4.
15.5.5.
15.5.6.
15.5.7.
15.6.
15.7.
15. S.
15.8.1 .
15.8.2 .
15.8.3 .
15.9.
15.10.
Други приложения на електрониката в моторни-
те превозни средства..........................434
Прост стробоскоп за настройка на запалването в
сервиза.......................................434
Индикатор за охлаждащата течност..............435
Сигнализация за дефект в задните светлини . . 436
Тиристорни схеми..............................437
Управление за светлинни ефекти................437
Схеми за регулиране на мощност при 220 V с
тиристори.................................... 439
Принцип на фазово-импулсното управление . . 439
Универсален регулатор на мощност за осветле-
ние и задвикване..............................441
Варианти на схеми за регулиране на мощност442
Антипаралелно фазово-импулсно управление с два
тиристора.....................................442
Опростен фазов регулатор......................443
Независим от товара регулатор на оборотите за
електродвигатели с битово предназначение . . . 444
Регулатори за температурата на отоплителни тела445
Токоизправители с тиристори...................447
Мрежов токоизправител с фазово-импулсно ре-
гулиране .....................................447
Регулируем токоизправител с презареждане на
кондензатор...................................449
Апарати за зареждане на акумулатори със самоиз-
ключване......................................451
Апарат за зареждане на акумулатори за .моторно
превозни средства ........................... 451
Импулсно управляем апарат за зареждане . . . 452
Специални приложения на тиристорите .... 454
Тиристор като термодатчик.....................454
Установяване на малки съпротивления с тиристор456
Управление на звуково-сигнални системи . . . 456
Предпазни системи без релета..................457
Двупосочно многоканално телеуправление на
двигатели за телемеханика и моделизъм . . . 457
Тиристорен „клаксон* ........................ 459
Бързореагиращо фото-реле за 220 V със само-
блокировка ..................................460
Часовников превключвател за 12 V с тиристори461
Прост апарат за функционална проверка на ти-
ристори .....................................462
Включване и изключване на тиристорни силно-
токови вериги.................................462
Включване и изключване с механични контакти462
Включване и изключване в транзисторни стъпала465
Включване и изключване чрез светлина (оптическа
връзка).......................................467
Кръгов преместващ регистър с тиристори и ди-
ректна лзмпова индикация......................468
Филтриране на смущенията от тиристорни схеми 470
475
КНИГА ЗА КОНСТРУКТОРА-ЕЛЕКТРОНИК
Автор Хаген Якубашк
Преводачи: инж. Райко Николов Белопитов
инж. Звездомар Манков Джурев
Нацноналност — немска ГДР
ГГьрво издание
Редактор к.т.н. инж. Жавко Б. Паскалев
Художник Цветан Чуканов
Худ. редактор Лазар Коцев
Техн, редактор Желязка Илаева
Коректор Янка Петрова
Дадена за набор на 10. III! 1978 г.
Подписана за печат м селтсмври 197S
Излязла от печат м. септември 1978
Формат 60/90/16
Печатни коли с0
Издателски коли 30
м 9533152511
КоА 03 3172—13—78
Изд. № 11424
Тираж 6000+ 90
Цена 2. 02 л».
ДИ „Техника", бул. Руски 6, София
държавна печатница, Ат. Стратаев*» Хасково