/
Text
В Г. БОРИСОВ КРУЖОК РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ
В. Г БОРИСОВ КРУЖОК РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ ПОСОБИЕ ДЛЯ РУКОВОДИТЕЛЕЙ КРУЖКОВ РЕКОМЕНДОВАНО ГЛАВНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ШКОЛ МИНИСТЕРСТВА ПРОСВЕЩЕНИЯ СССР МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1986
ББК 74.200.585.01 Б82 Рецензенты: С. А. Бирюков, кандидат технических наук; А. Н. Дмитренко, радиоинженер Борисов В. Г. Б82 Кружок радиотехнического конструирования: Пособие для руководителей кружков. — М.: Просвещение, 1986. — 208 с., ил. В книге приведены практические рекомендации по организации кружка и методика проведения занятий, раскрыты основы и методы конструирования простейших радиотех- нических устройств. Рассмотрены основы радиопередачи и радиоприема, описаны харак- терные свойства полупроводниковых приборов, дано понятие об интегральных микро- схемах, рассказано об измерительных приборах. В пособии даны также материалы справочного характера, необходимые для прак- тической работы кружка. 4306010000 — 404 ББК 74.200.585-01 103(03) — 83 373.04 (g) Издательство «Просвещение», 1986
ВВЕДЕНИЕ Трудно назвать более популярный вид научно-технического движения в нашей стране, чем радиолюбительство. Им охвачены люди самых разных возрастов и про- фессий. Самый многочисленный отряд армии радиолюбителей составляют школь- ники. Радиолюбительство помогает им закреплять на практике знания основ наук, получаемые в школе, приобщает к общественно полезному труду, расширяет обще- технический кругозор. Через радиолюбительство учащиеся делают первые шаги к познанию основ множества специальностей, связанных с радиотехникой и электро- никой. Из общего числа радиокружков, создаваемых в общеобразовательных школах и внешкольных учреждениях, при ЖЭКах, радиотехнических школах и спортив- но-технических клубах ДОСААФ, наиболее массовыми являются кружки радиотех- нического конструирования. Основная задача этих кружков — подвести школьников к самостоятельному конструированию несложной приемной и усилительной радиоаппаратуры, развить их творческую активность, самостоятельность, целеустремленность, привить навы- ки выполнения монтажных, сборочных и наладочных работ. Трехгодичное обучение в кружке предполагает постепенное углубление и рас- ширение знаний учащихся по радиотехнике, нарастание объема и сложности вы- полняемых ими практических работ. И как показывает практика, деятельность учащихся, связанная с непосредственным повторением тех или иных радиотехниче- ских устройств, незаметно для них самих перерастает затем в желание творить са- мостоятельно. Пособие подготовлено автором под проект программы1, в основу которой поло- жен многолетний опыт работы кружков радиотехнического конструирования. Оно призвано оказать помощь наставникам и руководителям кружков школ и вне- школьных учреждений, и прежде всего тем, кто еще не накопил опыта организа- ции внешкольной и внеклассной работы с учащимися, в отборе конкретных прибо- ров и радиотехнических устройств для практической деятельности этих кружков. Теоретические сведения и технологические советы, изложенные по ходу описания рекомендуемых конструкций, могут быть использованы для проведения познаватель- ных бесед. Конечно, приведенные в книге описания конструкций измерительных прибо- ров, приемников и усилителей разной сложности, источников питания радиоаппара- туры далеко не исчерпывают тематику практических дел кружков радиотехничес- кого конструирования. Расширить ее помогут другие издания, адресуемые широкому кругу радиолю- бителей-конструкторов. Это в первую очередь журналы «Радио», «Моделист-конст- руктор», «Юный техник», брошюры из серии «В помощь радиолюбителю» и др. 1 Содержание программы см. на с. 16—32 пособия. 3
ОРГАНИЗАЦИЯ И СОДЕРЖАНИЕ КРУЖКОВОЙ РАБОТЫ КОМПЛЕКТОВАНИЕ КРУЖКА Кружок радиотехнического конструирования может быть орга- низован на станции юных техников, при Дворце или Доме пионеров и школьников, при радиотехнических школах и спортивных клубах ДОСААФ, ЖЭКе и т. д. Заниматься радиотехническим конструированием могут ребята как среднего, так и старшего школьного возраста. При комплекто- вании кружка следует учитывать их возраст. В один кружок рекомен- дуется записывать школьников с разницей в возрасте не более одного- двух лет. Комплектование в кружок учащихся с разницей в обще- образовательной подготовке не более чем в один класс позволит ру- ководителю методически правильно построить свое занятие соответ- ственно с возрастными особенностями ребят, облегчит организацию их коллективной работы. Кружок рассчитан на трехгодичное обучение школьников. Кру- жок 1-го года занятий рекомендуется комплектовать из учащихся VI—VII классов, 2-го года занятий — VII—VIII классов, 3-го года занятий — VIII—IX классов. Эти рекомендации не исключают орга- низации кружков 1-го и 2-го годов занятий для старшеклассников. Набор учащихся в кружок производится в конце летних каникул и в начале учебного года. До начала набора рекомендуется провести предварительную работу по привлечению ребят в кружки: расклеить и распространить по школам, ЖЭКам афиши с приглашением в кру- жок и кратким содержанием его работы. Комплектованием кружка должен заниматься сам руководитель, не передоверяя этого дела никому. В помещении, где проводится запись ребят, желательно оформить стенд или витрину с работами учащихся прошлых лет занятий. При записи руководитель должен выявить интересы учащихся, пусть даже еще неустойчивые, а также ос- ведомленность их в вопросах элементарной электро- и радиотехники. Это поможет в дальнейшем правильно распределить время для тео- ретических занятий и практических работ, определить их тематику, сформировать звенья кружковцев и в конечном итоге предотвратить отсев из кружка. Особого внимания требует, конечно, набор в кружок 1-го года занятий. Кружки последующих лет обучения комплектуются в ос- новном из ребят, продолжающих занятия, с устойчивым интересом к радиотехнике. В них также могут быть включены школьники, са- мостоятельно занимавшиеся дома радиотехническим конструирова- нием и получившие знания и навыки в объеме программы 1-го года занятий. При записи таких ребят в кружок руководитель должен в ходе непринужденной беседы выяснить, какие радиотехнические 4
устройства они- монтировали, по каким схемам, какой литературой при этом пользовались. Можно также попросить их начертить схему, принести собранный приемник или усилитель, чтобы посмотреть, как он смонтирован и работает, и таким образом решить, в какой из кружков целесообразно определить того или иного учащегося. Если в ходе последующих занятий в кружке 2—3-го годов занятий выяс- нится, что кто-то из вновь принятых ребят тормозит работу кружка, его придется перевести в соответствующий по уровню подготовки кружок. Далеко не всегда в кружок записываются ребята с устойчивым интересом к изучению радиотехники. Некоторые записываются в кружок только для того, чтобы быть вместе с товарищами по классу, дому. Другим, увидевшим разнообразие измерительных приборов, аппаратуры радиолаборатории, кажется, что здесь интереснее, чем в других технических кружках. А кое-кто записывается в кружок с единственной, чисто потребительской целью — сделать для себя «карманный» приемник, хотя у него самого особой тяги к познанию радиоприемной техники нет. Руководитель должен учитывать это в своей работе и стараться так построить занятия, чтобы заинтересо- вать всех ребят, найти каждому из них дело по душе. В противном случае неизбежен отсев из кружка. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА Эффективность занятий и конечные результаты деятельности кружка во многом зависят от технического оснащения и оформления радиолаборатории, наличия в ней материалов и деталей, электро- и радиоизмерительных приборов. Созданию и постоянному совершенст- вованию материально-технической базы кружка каждый руководи- тель должен уделять самое пристальное внимание. ПОМЕЩЕНИЕ И ЕГО ОБОРУДОВАНИЕ В кружке радиотехнического конструирования учащимся при- ходится иметь дело с приборами, устройствами и инструментами, многие из которых питаются от сети переменного тока, заниматься составлением и чтением схем, чертежей деталей, монтажными и сбо- рочными работами, покраской деталей и готовых конструкций. Ха- рактер выполняемых работ определяет требования к помещению лаборатории: оно должно быть сухим, светлым и хорошо проветри- ваемым. Радиаторы и трубы центрального отопления должны быть загорожены деревянными решетками, чтобы предупредить контакт- ные электротравмы. При пайке воздух лаборатории насыщается парами канифоли и припоя, поэтому рабочие места желательно обо- рудовать вытяжной вентиляцией. Кроме общих подвесных светиль- ников, создающих равномерное освещение, рабочие места следует оборудовать настольными лампами (можно переносными) с отража- телями света, покрытыми белой эмалью или алюминиевой краской. Очень желательно, чтобы при радиолаборатории было подсобное помещение для хранения приборов, материалов, деталей, учебно- 5
наглядных и демонстрационных пособий, запасных инструментов и других предметов не каждодневного пользования. Для этих целей можно- также приспособить шкафы- или сделать специальные стелла- жи,. если позволяет полезная площадь помещения. Вдоль стен следует предусмотреть места для электроточила, настольных сверлильного и токарного станков, верстака для различных вспомогательных опера- ций. Возле оборудования на стене вывешивают правила безопасности труда при работе на станках, слесарным инструментом. Для рабочих мест пригодны лабораторные или ученические столы размерами примерно 800 X 1400 мм. Каждый из таких столов рас- считан на одновременную работу двух человек. Чтобы не портить крышки столов во время монтажных и сборочных работ, их целесо- образно закрыть оргалитом. Столы можно заменить дощатым на- стилом длиной 3...4 и шириной около 1 м, покрытым линолеумом и установленным на козлах посреди комнаты. Вдоль настила в центре крепят П-образный короб из досок, который делит настил на две ча- сти с несколькими рабочими местами с каждой стороны. Внутри ко- роба прокладывают провода электропроводки, сверху на него можно ставить измерительные приборы. Число розеток электросети для подключения паяльников должно соответствовать числу рабо- чих мест. Рабочее место руководителя кружка оборудуется столом и стулом. Оно должно быть расположено так, чтобы можно было видеть все рабочие места лаборатории. В непосредственной близости от рабо- чего места руководителя — классная доска и силовой распредели- тельный щит с общим выключателем электросети лаборатории, пре- дохранителями, индикатором включения сети и отдельными выклю- чателями для питания паяльников и измерительных приборов, станков. На стенах лаборатории размещают учебные плакаты, таблицы, типовые схемы усилительных каскадов, щиты с образцами конструк- ций катушек колебательных контуров, монтажных плат, разновид- ностей резисторов и конденсаторов, полупроводниковых приборов, других пособий повседневного пользования. Из таблиц следует обязательно иметь те, которые содержат графические изображения и буквенные обозначения радиоэлементов на схемах, стандартных номиналов резисторов и конденсаторов. Использование наглядных средств будет содействовать усвоению кружковцами теоретических сведений и эффективности выполнения практических работ. ИНСТРУМЕНТ Инструмент, которым должна быть оснащена радиолаборатория, подразделяется на две группы: индивидуального и общего пользова- ния. К первой группе относится инструмент, которым кружковцы пользуются при выполнении монтажных, сборочных, наладочных и других работ индивидуально (или звеном) непосредственно на своих рабочих местах, к второй группе — инструмент, которым кружков- цы пользуются по мере надобности. 6
В группу инструмента индивидуального пользования, необходи- мого кружкам 1—3-го годов занятий, входят: — паяльники электрические мощностью до 40 Вт. С точки зре- ния безопасности труда рекомендуется иметь паяльники, рассчитан- ные на питание переменным током напряжением не выше 36 В. К со- жалению, промышленный выпуск бытовых низковольтных паяль- ников пока еще недостаточен для обеспечения нужд радиолюбителей, поэтому чаще лаборатории оснащают паяльниками, питающимися от электроосветительной сети напряжением 127 или 220 В. Чтобы предотвратить случайное попадание кружковцев под напряжение сети, надо систематически проверять омметром, нет ли пробоя изоля- ции или соединения между нагревательным элементом и корпусом паяльника, просматривать сетевой шнур со штепсельной вилкой и своевременно ремонтировать их. В радиолаборатории должно быть не менее одного паяльника на,два рабочих места; — плоскогубцы разные — 4—6 шт. Плоскогубцы длиной 100... 120 мм с тонкими и узкими губками без насечки при укладке провода не повреждают его поверхность (если он голый) или изоляцию. Более длинные плоскогубцы с насечкой используют для выпрямления или вытягивания сравнительно толстых одножильных проводов, поджа- тия крепежных скоб, монтажных опор. Плоскогубцы-«утконосы» удобны для работы в труднодоступных местах; — круглогубцы разные — 2—4 шт. Круглогубцами с губками диаметром 5 мм у основания и 1,5 мм на концах изгибают проволоч- ные выводы деталей с радиусом от 0,7...0,8 до 2,5...3 мм. Кругло- губцы с насечкой на сходящихся поверхностях губок применяют при монтаже радиоаппаратуры голым проводом диаметром 1,5...2 мм или изгибают проволочные выводы деталей для крепления под гайки; — кусачки торцовые и боковые («бокорезы») — 2—4 шт. Ис- пользуют для откусывания отрезков проводов разной длины, укора- чивания проволочных выводов деталей, удаления толстой изоляции с проводов и т. п.; — пинцеты — 4—6 шт. Применяют для удержания деталей и проводов во время монтажных работ, в качестве теплоотводов при пайке выводов маломощных транзисторов, микросхем. Малогабарит- ные пинцеты особенно удобны при монтаже малогабаритных деталей и пайке тонких проводов; — монтажные или перочинные ножи — 4—6 шт. Служат для за- чистки выводов деталей перед залуживанием, удаления изоляции с проводов, обрезки бумажных каркасов контурных катушек, ниток и многих других вспомогательных работ; — отвертки с лезвиями шириной 2...8 мм и разной длины — 8—10 шт. При работе подбирают такую отвертку, чтобы ее лезвие соответствовало ширине шлица винта (или шурупа) и плотно входило в него. Для хранения паяльников желательно сделать специальную «вешалку» (рис. 1). На стене крепят полосу листового асбеста или асбоцемента шириной 200...250 мм, а поверх нее лист железа или алюминия такой же ширины. Длина этого теплоизоляционного уча- 7
Рис. 1. «Вешалка» для паяльников стка зависит от числа паяльни- ков. В его средней части крепят отрезок дюралюминия уголково- го профиля 40 X 40 мм с отвер- стиями и прорезями для подве- шивания паяльников. При таком способе хранения паяльникбв, который отвечает правилам по- жарной безопасности, шнуры паяльников находятся в вып- рямленном состоянии, чю пре- дотвращает излом токопроводя- щих жил. Другие инструменты индиви- дуального пользования можно хранить в специальных гото- вальнях или на щитах, на кото- рых они удерживаются прово- лочными крючками, скобами, прижимами или планками, об- разующими гнезда соответствую- щей конфигурации. Инструменты общего поль- зования'. — тиски ручные, настольные и слесарные. Ручные и настольные тиски хранят в инструментальном шкафу и пользуются ими по мере надобности, а слесарные устанавливают на лабораторном верстаке. Для слесарных тисков надо иметь стальные накладки в виде уголков, которыми пользуются при изготовлении металлических шасси, фи- гурных скоб, подставок и т. д.; — дрель ручная (или электрическая) с наборами сверл диамет- ром 1...10 мм; — плашки и метчики для нарезания внешних и внутренних резьб разных размеров (М3, М4, М5); — молотки двух видов: массой 200...300 г и 750...800 г с деревян- ными ручками длиной 230...250 мм. Более тяжелые молотки исполь- зуют при работе зубилом. Сгибание шасси, скоб и других деталей из металла осуществляется с помощью деревянного молотка-киянки; — плоскогубцы, желательно с изолированными ручками. Исполь- зуют для перекусывания проводов, винтов, затягивания гаек; — напильники и надфили разных размеров, форм, типов насеч- ки. Наборы напильников и надфилей хранят отдельно от других инструментов в специальных готовальнях; — гаечные накидные и универсальные ключи для завертывания гаек. Набор накидных ключей должен быть под гайки размерами 3...15 мм; — ножовка слесарная ручная со сменными полотнами — для ра- боты по металлу и дереву; 8
Рис. 2. Нож-резак (а) Рис. 3. Челнок для намотки провода и пользование им (б) на кольцевой сердечник — ножницы разные, в том числе ручные для резания листового металла толщиной до 1,5 мм; — нож-резйк по металлу и пластмассе (рис. 2). Изготавливают из отрезка ножовочного полотна длиной 130... 140 мм. Рабочий конец затачивают на шлифовальном круге так, чтобы угол режущей части составлял 30...35°, а по ширине был равным толщине полотна. Ручку обертывают изоляционной лентой в несколько слоев (чтобы во время работы не повредить руку); — челнок для намотки провода на кольцевые (тороидальные) сердечники (рис. 3). Представляет собой два отрезка медной проволоки толщиной 0,8... 1 мм и длиной 80... 100 мм, которые спаивают вместе в нескольких местах. Весь челнок, и особенно его вилкообразные концы, зачищают мелкой шлифовальной шкуркой. Подготавливают провод такой длины, чтобы его хватило на всю будущую обмотку ра- диочастотного трансформатора или дросселя. Пропуская челнок через отверстие в сердечнике, укладывают на него витки провода. Предварительно углы сердечника сглаживают шлифовальной шкур- кой, чтобы при намотке провода не повредить его изоляцию; — кернер для обозначения мест сверления; — бородки для пробивания отверстий в листовом металле; — угольники, линейки металлические и чертилки для разметки монтажных плат, деталей футляров аппаратуры и т. д.; — штангенциркуль для измерения диаметра отверстий, винтов, сверл со стертыми надписями и т. д.; — микрометр для измерения диаметра намоточных проводов; — одноручная пила для распиловки фанеры и досок; — рубанки для обстругивания досок; — долото и стамеска для вырубания отверстий и пазов различной ширины; — коловорот с перками разного диаметра для сверления отвер- стий в фанере, досках. 9
Инструменты общего пользования хранят в шкафу, на щите возле лабораторного верстака. Для сверл и метчиков делают общий «ма- газин» — деревянный брусок с глухими отверстиями по диаметру ин- струмента. МАТЕРИАЛЫ И ДЕТАЛИ Потребность лаборатории в материалах и радиодеталях опреде- ляется числом кружков и планами их практической деятельности на учебный год. Необходим, конечно, и некоторый резерв материалов и деталей для внеплановых конструкций, предусмотреть которые не всегда удается перед новым учебным годом. Для первых практических работ в кружках 1-го года занятий необходимы обрезки картона, чертежной бумаги, клей БФ-2 или «Мо- мент» для изготовления каркасов контурных катушек простейших конструкций, обмоточный провод диаметром 0,12...0,3 мм с любым изоляционным покрытием, припой и техническая канифоль, много- жильный провод и изоляторы для антенны, желательно наружной, и заземления, точечные диоды серии Д9 или Д2, головные телефоны, конденсаторы емкостью от 47...51 пФ до 3...6.8 тыс. пФ. Позже, когда кружковцы приступят к изучению и постройке усилителей, приемников прямого усиления, потребуются резисторы и конденса- торы разных типов и номиналов, маломощные низкочастотные тран- зисторы, динамические головки прямого излучения, трансформаторы и другие детали. Хорошим подспорьем для организации работы кружков радио- технического конструирования служат так называемые радиоконст- | рукторы — наборы материалов и деталей, предназначенные для са- I мостбят^^^ нйхТазн сложности транзисторных I радиоприемников, усилителен звуковой частоты, измерительных при- । Тюров, электронных автоматов. Например, набор для сборки пяти- • транзисторного' '"‘ малогабарйтного приемника прямого усиления «Мальчиш», три набора под общим названием «Олимп», из материалов и деталей которых можно собирать моно- и стереофонические усили- тели звуковой частоты для воспроизведения грамзаписи и т. д. Наборы деталей и материалов продаются в магазинах культтова- ров и радиотоваров. Некоторые наборы, а также многие радиодетали можно приобрести через Центральную базу Посылторга и Москов- скую межреспубликанскую торговую базу Центросоюза (адреса этих торговых баз и условия приобретения радиодеталей по почте приведены ниже). Для постройки радиотехнических устройств в кружках 1—3-го годов занятий необходимы самые разнообразные материалы. Наибо- лее «ходовыми» из них являются: припой ПОС-бО и техническая кани- фоль; бумага чертежная и миллиметровка, калька; картон и пресс- шпан (электрокартон); клей БФ-2 или «Момент»; винты и гайки М2 и М3, шайбы, заклепки; шурупы и гвозди мелкие; провод обмоточный марок ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,1...0,2 мм; провод монтажный (ПМВ, МГШВ и др.); листовой гетинакс или стеклотекстолит, в том числе фольгированный, толщиной 1...2мм; фанера толщиной 1 ...5 мм; ю
древесностружечная плита (ДСП) толщиной до 10 мм; алюминий и дюралюминий листовой толщиной 0,5... 2 мм; жесть белая (консервные банки); лакоткань и трубка поливинилхлоридная разных диаметров; самоклеющая декоративная поливинилхлоридная пленка (для оклей- ки готовых футляров). Отдельные материалы из этого ориентировочного перечня могут быть взаимозаменяемыми. Так, гетинакс или стеклотекстолит для монтажных плат, например, можно заменить текстолитом, пластиком, а в ряде случаев — прессшпаном, оргалитом и даже тонкой фанерой. Для выполнения практических работ, предусматриваемых прог- раммами кружков 1-го и 2-го годов занятий, потребуются радиодетали'. резисторы и конденсаторы разных типов и номиналов; малогабарит- ные конденсаторы переменной емкости и блоки КПЕ; полупровод- никовые точечные и сплавные диоды; низкочастотные и высокочас- тотные биполярные транзисторы структур п-р-п и р-п-р\ полевые транзисторы; микросхемы серий К118, К122, К224, К174; стабилит- роны; ферритовые круглые или плоские стержни (для магнитных антенн); ферритовые кольца с внешним диаметром 7... 10 мм (для радиочастотных трансформаторов и дросселей); малогабаритные меж- каскадные (согласующие) и выходные трансформаторы; трансформа- торы типа ТВК (используются в блоках питания в качестве сетевых трансформаторов); головные телефоны; электродинамические головки прямого излучения; телефонные капсюли ДЭМ-4м; измерительные приборы магнитоэлектрической системы на ток полного отклонения стрелки не более 1 мА; малогабаритные выключатели и переключате- ли; разъемы разные, однополюсные вилки и гнезда, ручки; электрон- ные лампы пальчиковой серии и панельки для них. Количество радиодеталей каждого вида зависит от конкретных конструкций, планируемых на учебный год, и уточняется по ходу практической деятельности кружковцев. Хранить радиодетали, особенно малогабаритные, желательно в кассетнице, ящики которой разделены перегородками на отделения разных размеров. Для этой цели можно приспособить, например, библиотечный каталожный шкаф, разделив каждый его ящик на не- сколько отделений. Рассортированные по номиналам и типам радио- детали раскладывают по отделениям или ячейкам кассетницы. Это значительно упрощает и ускоряет поиск нужной детали. РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА Современное радиотехническое конструирование немыслимо без широкого применения измерительных приборов. Измерительная ап- паратура позволяет быстро обнаружить неисправную деталь, наладить и оценить достоинства и недостатки сконструированного приемника, усилителя 34. В радиолаборатории желательно иметь: — авометры (2—3 шт.) для измерения основных электрических величин в различных цепях и параметров маломощных биполярных транзисторов (например, типа Ц4341). Пригодны авометры типа И
Ц-20, «Школьный», но к ним нужен измеритель параметров тран- зисторов (может быть самодельным); — звуковой генератор ГЗ-ЗЗ или любой другой промышленного изготовления; — генератор стандартных сигналов, например типа Г4-1а (ГСС-ба); — осциллограф любого типа. Предпочтение можно отдать осцил- лографам Н313, ОМЛ-76-2, выпускаемым промышленностью специ- ально для радиолюбителей. Осциллограф Н313 имеет полосу частот от постоянного тока до 1 МГц и чувствительность 1 мВ на деление. У осциллографа ОМЛ-76-2 чувствительность на порядок меньше (10 мВ на деление), зато полоса пропускания значительно шире — до 5 МГц. Каждый из них пригоден для налаживания практически лю- бых радиолюбительских конструкций. Эти приборы — необходимая база измерительной лаборатории кружков радиотехнического конструирования. Со временем она по- полнится другими приборами, в том числе самодельными, конструи- руемыми в кружках 2-го и 3-го годов занятий. РАДИОДЕТАЛИ — ПОЧТОЙ Заказы на радиодетали по почте выполняют Центральная торго- вая база Посылторга и Московская межреспубликанская торговая контора Центросоюза. Ознакомиться с полным перечнем радиодеталей, высылаемых Посылторгом во все населенные пункты страны (кроме Москвы), можно по каталогу «Радиодетали», который должен быть в каждом почтовом отделении. Если каталога почему-либо не окажется, нужно сообщить об этом Посылторгу — в течение десяти дней он вместе с с бланками заказов будет выслан в адрес почтового отделения. Заполненные и подписанные бланки направляют по адресу: 111126, Москва, Авиамоторная ул., 50. Центральная торговая база Посылторга. Детали высылаются заказчику наложенным платежом. Заказы с обратным адресом «До востребования» не исполняются. База Посылторга не обслуживает по каталогу «Радиодетали» Дворцы и Дома пионеров и школьников, станции и клубы юных тех- ников, школы. Для них существует отдельный список деталей, ко- торый база высылает по запросу. Детали в эти учреждения поступа- ют после оплаты счета. Московская межреспубликанская торговая контора Центросою- за высылает радиодетали почтовыми посылками или бандеролями на- ложенным платежом по индивидуальным заказам сельских радиолю- бителей. Перечни деталей и бланки заказов контора высылает по запросу покупателей бесплатно. Бланки заказов вкладываются также в посылки (бандероли) при отправке радиодеталей по ранее присланным заказам. Письма-заказы следует направлять по адресу: 121471, Москва, Рябиновая ул., 45. Московская межреспубликанская торговая база Центросоюза, отдел заказов. Радиодетали высылаются заказчику наложенным платежом. 12
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА Обеспечение безопасности труда учащихся в процессе освоения ими приемов обработки материалов, электро- и радиомонтажных работ, конструирования аппаратуры — важнейшая задача, стоящая перед руководителем кружка. Уже на первом организационном занятии ребят необходимо поз- накомить с электрооборудованием помещения, рабочих мест, с ин- струментами общего и индивидуального пользования, а в ходе вы- полнения практических работ постоянно обращать их внимание на то, как правильно использовать материально-техническую базу кружка. Причинами травм нередко бывают неисправные слесарные или столярные инструменты. Сработавшееся полотно ножовки, например, «прыгая» по металлу, может поранить палец, удерживающий заготов- ку детали; соскочивший с рукоятки молоток может больно ударить по руке. Необходимо постоянно следить за исправностью инстру- мента, своевременно ремонтировать его, заменять непригодный для дальнейшего пользования. Значительную помощь в этом деле руко- водителю могут оказывать сами кружковцы. В мастерских, учебных кабинетах и лабораториях школ и вне- школьных учреждений для освещения рабочих мест, выполнения электромонтажных работ, различных контрольных проверок исправ- ности электрических цепей должно использоваться напряжение до 36 В. Но по ряду причин радиолюбителям приходится иметь делос электроосветительной сетью напряжением 127 или 220 В. Напри- мер, на такие напряжения рассчитаны электропаяльники, электро- дрели, сверлильные станки, которыми ребята пользуются на заня- тиях кружка. Поэтому необходимо, чтобы учащиеся хорошо знали правила электробезопасности и неукоснительно соблюдали их. Вот некоторые из основных правил электробезопасности: — пользуясь электрооборудованием, быть особенно вниматель- ным и дисциплинированным; — не касаться токонесущих частей электрооборудования, на- ходящихся под напряжением; — без разрешения руководителя кружка не включать источники питания электро- и радиоаппаратуры; — ремонт радиоаппаратуры, питающейся от сети переменного тока, замену деталей в ней производить только при отключенном напряжении; — при измерении напряжений в цепях питающегося от сети ус- тройства один из щупов измерительного прибора подключать к об- щему проводу до подачи напряжения сети. Эти правила рекомендуется оформить в виде плаката и повесить на видном месте. Все штепсельные розетки в радиолаборатории должны быть за- крытого типа и, конечно, исправными, а общий электрораспредели- тельный щит оборудован выключателями мгновенного действия. Руководитель должен следить за состоянием изоляции проводов пи- 13
тания электротехнического оборудования, надежностью штепсель- ных вилок и разъемов, не допускать замены плавких предохраните- лей самодельными. / •' СОДЕРЖАНИЕ КРУЖКОВОЙ РАБОТЫ ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ Приведенная далее программа занятий в кружке рассчитана на подготовку кружковцев к самостоятельному конструированию не- сложной радиотехнической аппаратуры. Она предусматривает изу- чение необходимых теоретических сведений по радиотехнике и вы- полнение монтажных, сборочных и наладочных работ по изготовле- нию радиоустройств. Содержание теоретических сведений должно согласовываться с характером практических работ по каждой теме программы. Последовательность прохождения тем в кружке может отличать- ся от указанной в программе, а некоторые темы являются сквозными на все время работы кружка. К сквозным для кружка 1-го года за- нятий относятся, например, темы «Элементы электро- и радиотех- ники», «Пайка и приемы монтажа». Теоретические сведения по каж- дой из указанных тем надо сообщать применительно к конкретным практическим работам, выполняемым по другим темам. Тема «Полу- проводниковые диоды и транзисторы» в значительной степени так же является сквозной, потому что имеет прямое отношение почти ко всем другим темам программы кружка радиотехнического конструи- рования. Перечень практических работ не следует считать исчерпываю- щим; вполне допустимо включение в план работы кружка конструи рование приборов и устройств, не предусмотренных программой, но соответствующих той или иной теме. Так, в тематику практиче- ских работ кружков 1-го и 2-го годов занятий, кроме приемников и усилителей 34, пробников и измерительных приборов, может быть включено конструирование разных по сложности мегафонов, пере- говорных устройств для школы, внешкольного учреждения, турист- ского или пионерского лагеря, учебно-наглядаых пособий для кружка. Как показывает опыт, теоретические знания и практические на- выки, приобретаемые учащимися в кружках радиотехнического конструирования, оказываются значительно более широкими, глу- бокими и разнообразными, чем предусматриваемые программой. Объясняется это, тем, что для многих ребят радиолюбительство не ограничивается занятиями в кружке, а продолжается в виде само- стоятельной работы по конструированию того или иного устройства дома, в процессе чтения популярной радиотехнической литературы, общения с товарищами по интересам. Сказывается также тяга к по- знанию непрерывно изменяющейся элементной базы радиотехники, интерес к новизне схемных и конструктивных решений промышлен- ной и любительской радиоаппаратуры. 14
Занятия в кружке не следует перегружать беседами по основам электро- и радиотехники, устройству и работе деталей, приборов. В течение учебного года на сообщение познавательных сведений надо отводить не более 25—30% общего бюджета времени, остальное вре- мя посвящается практической, радиоконструкторской работе. При- чем конструирование, являющееся основой всей деятельности круж- ка, должно начинаться возможно раньше, уже с третьего, самое позднее' — с четвертого занятия. Промедление с началом практи- ческих работ может ослабить интерес ребят к кружку, вызвать отсев из него. Теоретические сведения сообщаются ребятам в форме познаватель- ных бесед продолжительностью не более 15...20 минут на каждом двухчасовом занятии. Это должны быть именно беседы (а не лекции) с демонстрациями деталей, приборов» опытов, с вопросами и ответа- ми, спорами кружковцев. Большую же часть необходимых теорети- ческих знаний учащиеся получают при разборе принципиальных схем планируемых к изготовлению усилителей, приемников, измери- тельных приборов, в процессе выполнения практических работ. Не- которые беседы могут проводить сами кружковцы, подобрав с nq- мощью руководителя кружка соответствующую литературу. Вооб- ще, научить радиолюбителей пользоваться технической литерату- рой, и особенно справочной, — одна из важнейших задач, стоящих перед кружком. Планируемая практическая работа не должна являться само- целью. Выбирая, разрабатывая и монтируя те или иные конструк- ции, кружковцы должны иметь четкое представление о принципе их действия, назначении отдельных деталей и узлов» методике нала- живания, поиска и устранения неисправностей. Только тогда за- нятия в кружках принесут учащимся пользу. К сожалению, иногда в погоне за эффектными конструкциями (для выставки) некоторые кружковцы, нередко с позволения руководителя, берутся за слож- ные для них радиотехнические устройства по имеющимся описаниям. Это приводит к слепому копированию незнакомых конструкций. Руководитель кружка вынужден уделять работе с этими ребятами больше внимания, нанося тем самым ущерб основному составу кружка, иногда ему приходится самому доводить до конца такие конструкции. Подобное «радиолюбительство» приносит вред всему кружку. Поэтому надо планировать изготовление лишь тех устройств, которые от начала до конца могут быть смонтированы и нала- жены самими учащимися, только в осознанной работе над конструк- циями кружковцы в полной мере проявляют свои творческие способ- ности. Кружок радиотехнического конструирования не должен оста- ваться в стороне от общественно полезных дел и мероприятий, про- водимых внешкольным учреждением или школами, в которых учат- ся эти ребята. Например, для полевого стана ученической произ- водственной бригады в радиокружке можно смонтировать приемник, обеспечивающий достаточно громкий прием местной радиовещатель- ной станции, для самодеятельного туристского лагеря — радио- 15
узел, для проведения военно-спортивной игры «Зарница» — имита- торы радиостанций, переговорные устройства и многое другое. Круж- ковцы сами определяют степень и форму участия в том или ином меро- приятии. Руководитель принимает активное участие в проводимом обсуждении, вносит предложения, но не навязывает их. Вопрос об участии в какой-либо выставке или в радиоспортивных соревнованиях также должен решаться и осуществляться самими кружковцами. Среди кружковцев всегда находятся желающие строить радио- технические устройства для личного пользования ими в домашних условиях. Это желание надо поощрять, если, конечно, задуманные конструкции соответствуют или близки тематике кружка. Монти- ровать их ребята будут на занятиях кружка, но из своих деталей. КРУЖОК 1-ГО ГОДА ЗАНЯТИЙ ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН № п/п Тема 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Вводное занятие .............................. Наша страна — родина радио ................... Элементы электро- и радиотехники ............. Основы радиопередачи и радиоприема. Простей- ший радиоприемник . , ........................ Полупроводниковые диоды и транзисторы . . . Пайка и приемы монтажа ...................-. . Пробники и измерительные приборы первой необ- ходимости .................................... Приемники прямого усиления ................... Экскурсии .................................... Заключительное занятие ....................... Итого: Ориен тиробочное число часов всего на теоре- тичес- кие за- нятия на прак- тичес- кие за- нятия о 2 - - 2 2 Ml — 8 4 4 10 4 6 8 4 4 8 4 4 10 4 6 90 10 80 4 4 —. 2 2 — 144 40 104 ПРОГРАММА 1. Вводное занятие Задачи и примерная программа кружка. Литература, рекомен- дуемая для чтения. Общие вопросы организации кружковой работы. Правила поведения в радиолаборатории. Знакомство с материально- технической базой кружка. Правила безопасности труда при работе с электроинструментом и приборами, питающимися от сети перемен- ного тока. Оказание первой помощи при электротравме. 2. Наша страна — родина радио 7 Мая — традиционный праздник — День радио. Изобретатель радио — русский ученый-экспериментатор А. С. Попов. Первая ли- ния радиосвязи. Развитие радиотехники и радиолюбительства в нашей стране. В. И. Ленин о радио, как о «газете без бумаги и «без рас- 16
стояний». Роль радиоэлектроники в развитии науки, техническом прогрессе, в народном хозяйстве, культурной жизни, в освоении.кос- моса и обороне страны. Радиолюбители — резерв специалистов для радиотехнической промышленности, организаций связи, Вооруженных Сил СССР. Станции юных техников, Дворцы и Дома пионеров и школьни- ков, спортивно-технические клубы ДОСААФ — центры радиотехни- ческого конструирования и радиоспорта. 3. Элементы электро- и радиотехники Теоретические сведения. Понятие о строении вещества, электри- ческом токе и его действиях. Гальванический элемент — простейший источник постоянного тока. Проводники, полупроводники и непро- водники (изоляторы), их свойства и применение. Основные электри- ческие величины (напряжение, сила тока и сопротивление) и приборы для их измерения: вольтметр, амперметр, омметр. Закон Ома и его практическое применение для участка цепи: расчет силы тока в электрической цепи, падения напряжения на уча- стке цепи, сопротивления участка цепи. Понятие о переменном токе и его основных параметрах. Частота переменного тока электроосветительной сети. Электрические колеба- ния радио- и звуковой частот. Устройство, назначение постоянных и переменных резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов. Устройство и принцип действия микрофона, электромагнитного головного телефона, динамической головки прямого излучения. Преобразование звуковых колебаний в электрические колебания звуковой частоты, и наоборот. Простейший телефон для двусторон- ней связи. Условные графические изображения и буквенно-цифровые обоз- начения радиодеталей и устройств на принципиальных электрических схемах. Проводное радиовещание Практическая работа. Ознакомление с устройством батареи 3336Л и ее гальванических элементов, конструкциями резисторов и конден- саторов, катушек индуктивности, трансформаторов. Расчет суммар- ных сопротивлений и емкостей последовательно и параллельно со- единяемых резисторов, конденсаторов. Опыты с замкнутой электри- ческой цепью. Измерение тока в цепи, падения напряжения на уча- стках цепи, расчет сопротивления участка цепи. Сборка и проверка в работе простейшего устройства для двусто- ронней проводной связи. Выполнение графических изображений электро- и радиотехни- ческих элементов с помощью линейки, трафаретов и от руки в соот- ветствии с действующими ГОСТ. 4. Основы радиопередачи и радиоприема. Простейший радио- приемник Теоретические сведения. Структурная схема радиовещательного тракта: микрофон, усилитель звуковой частоты, задающий генератор передатчика, усилитель мощности, излучающая антенна, радиоприем- 17
ное устройство. Понятие о генерировании незатухающих колебаний радиочастоты, амплитудной модуляции, излучении и распростране- нии радиоволн. Зависимость длины радиоволны от несущей частоты передатчика. Сущность работы радиоприемного устройства. Радиовещательные диапазоны СВ и ДВ и соответствующие нм радиочастоты. Принципиальная схема простейшего детекторного приемника. Назначение антенны и заземления. Колебательный контур — селек- тивный (избирательный) элемент приемника, понятие о его работе. Детектирование модулированных колебаний радиочастот. Составляю- щие продетек тирован ног о сигнала. Колебательный контур с настройкой конденсатором переменной емкости, высокочастотным сердечником катушки индуктивности; контур е фиксированной настройкой на несущую частоту радиостан- ции. Возможные конструкции катушек колебательного контура. Головной телефон — преобразователь- низкочастотной составляю- щей продетектированного сигнала в звук. Функция конденсатора, блокирующего головной телефон. Возможные неисправности в цепях простейшего радиоприемника, способы их обнаружения и устранения. Практическая работа. Коллективное изготовление двух-трех ка- тушек индуктивности разных конструкций, макетирование детектор- ного приемника и опыты с ним. Вычерчивание-принципиальных схем опробованных вариантов детекторного приемника, графиков, иллю- стрирующих электрические процессы в его цепях. 5. Полупроводниковые диоды и транзисторы Теоретические сведения. Полупроводниковые материалы и их свойства. Электропроводимость р и п типов. Понятие о р-rt переходе. Схематическое устройство и принцип действия точечного и сплавного диодов. Прямые и обратные напряжения и токи диода. Вольтамперная характеристика диода, ее прямая и обратная ветви. Маркировка, ос- новные параметры и применение полупроводниковых диодов в радио- аппаратуре. , Транзистор— трехэлектродный полупроводниковый прибор, пред- назначенный для усиления, генерирования и преобразования элект- рических сигналов. Схематическое устройство и принцип работы биполярных транзисторов структур р-п-р и п-р-п. Графическое изо- бражение транзисторов разных структур на принципиальных схемах. Полярность подключения источников питания. Способы включения биполярных транзисторов в каскадах радио- технических устройств: по схеме с общим эмиттером (ОЭ), но схеме с общим коллектором (ОК), по схеме с общей базой (ОБ). Понятие о входном и выходном сопротивлениях транзисторного каскада. Статический коэффициент передачи тока й21Э и обратный ток кол- лекторного перехода /КБО — основные параметры, характеризующие усилительные свойства и качество биполярных транзисторов. Изме- рение этих параметров. Работа транзистора в режиме усиления и пе- реключения. Способы термостабилизации режима работы транзисто- ров. 18
Классификация и маркировка биполярных транзисторов широ- кого применения. Полевой транзистор: схематическое устройство; принцип дейст- вия; обозначение на схемах. Основные параметры полевого транзи- стора: начальный ток стока /с нач и крутизна характеристики S. Схемы включения. Применение полевых транзисторов. Особенности монтажа биполярных и полевых транзисторов, защита от теплового пробоя. Практическая работа. Знакомство с различными конструкциями диодов и транзисторов. Опыты, иллюстрирующие свойства диодов, работу биполярного транзистора в режиме усиления и переключения. Измерение обратного сопротивления диода омметром и расчет его прямого сопротивления. Измерение основных параметров биполяр- ного и полевого транзисторов. Изготовление учебно-наглядных пособий «Диоды», «Транзисторы». 6. Пайка и приемы монтажа Теоретические сведения. Электрический паяльник: устройство, напряжение источника питания, потребляемая мощность, подготовка рабочей части, степень нагрева. Припои и флюсы, применяемые при монтаже радиоаппаратуры. Формовка (изгибание) и монтаж радиодеталей на пустотелых за- клепках, на проволочных стойках. Понятие о печатном монтаже и его применении. Правила безопасности труда при работе электропаяльником, сле- сарными и монтажными инструментами. Макетная панель (возможная конструкция). Практическая работа. Фронтальная заготовка плат для монтажа на них деталей однокаскадного усилителя навесным методом. Зачист- ка, формовка и залуживание выводов радиодеталей. Монтаж про- стейшего однокаскадного усилителя колебаний звуковой частоты с головными телефонами на выходе. Проверка монтажа усили- теля по принципиальной схеме, испытание усилителя в работе. 7. Пробники и измерительные приборы первой необходимости Теоретические сведения. Пробники, содержащие лампы накалива- ния или головные телефоны, с гальваническими элементами для про- верки электрических контактов, обмоток контурных катушек и тран- сформаторов, конденсаторов. Мультивибратор как источник электри- ческих сигналов для проверки работоспособности приемников, уси- лителей 34, пользование им. Простейший омметр' схема, источник питания, подбор стрелочного индикатора, дополнительных резисто- ров, возможная конструкция, градуировка шкалы. Авометр и пользование им. Практическая работа. Вычерчивание схем пробников, простейших измерительных приборов. Подбор деталей и монтаж пробника с лам- пой накаливания, головным телефоном, простейшего омметра для индивидуального и коллективного пользования. Практика пользова- ния авометром. 8. Приемники прямого усиления < Теоретические сведения. Структурная схема и условная формула 1$
приемника прямого усиления. Входной колебательный контур и связь его с усилителем радиочастоты. Магнитная антенна, ее направ- ленные свойства. Усилитель радиочастоты. Понятие о чувствитель- ности, селективности и полосе пропускания радиочастотного тракта приемника прямого усиления. Детектор приемника прямого усиления. Диодный детектор с уд- воением напряжения выходного сигнала. Нагрузка детекторного каскада. Усилитель 34 приемника прямого усиления для воспроизведения звука на головные телефоны, электромагнитный телефонный капсюль ДЭМ-4м, динамическую головку прямого излучения. Каскады пред- варительного усиления напряжения сигнала звуковой частоты, одно- тактный и двухтактный усилители мощности. Подключение динами- ческой головки к выходу усилителя. Рефлексный приемник прямого усиления и принцип его работы. Паразитные обратные связи между трактами и каскадами приемни- ка прямого усиления через общий источник питания; способы борьбы с ними. «Принципиальные схемы и назначение деталей приемников прямого усиления, намечаемых для конструирования в кружке. Методы по- каскадной проверки, испытание и налаживание приемников. Приемы обнаружения и устранения неисправностей. Борьба с самовозбужде- нием. Практическая работа. Вычерчивание принципиальных схем при- емников 1-V-l, l-V-2, 2-V-3, в том числе с внутренними магнитными антеннами, с головными телефонами, телефонными капсюлями и ди- намическими головками прямого усиления на выходе. Подбор и пред- варительная проверка радиодеталей, заготовка и разметка монтаж- ных плат. Макетирование, монтаж, испытание и налаживание прием- ников (индивидуально или звеньями — в зависимости от сложности приемников, наличия деталей, интересов и подготовки кружковцев). Подбор или изготовление футляров для законченных конструкций. 9. Экскурсии Проводят на местный радиотрансляционный узел, предприятие радиотехнического профиля, в отделение связи, музей для закрепле- ния знаний по пройденному материалу программы. 10. Заключительное занятие Подведение итогов работы кружка за учебный год. Демонстрация законченных конструкций, отбор лучших для участия на местной вы- ставке творчества юных техников. Поощрение наиболее активных кружковцев. План индивидуальной работы на летние школьные ка- никулы. Содержание работы кружка 2-го года занятий. КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ Предлагаемая программа, рассчитанная на 144 ч работы круж- ка, предусматривает формирование у кружковцев теоретических зна- ний по основам электро- и радиотехники и практических навыков в объеме, достаточном для осмысленного пользования измерительными 20
приборами, макетирования, монтажа и налаживания транзисторных приемников прямого усиления разной сложности. Вводное задание посвящается знакомству с кружковцами. Вызы- вая по имени и фамилии каждого записавшегося в кружок и задавая вопросы, касающиеся учебы в школе, интереса к радиотехнике, руководитель таким образом как бы представляет ребят друг другу. Затем учащихся знакомят с содержанием работы кружка, с оборудо- ванием и техническим оснащением радиолаборатории, правилами безопасного обращения с электроосветительной сетью, паяльником, приборами и аппаратурой, питающимися от сети переменного тока. В заключение руководитель предлагает кружковцам завести тет- ради для записи основных теоретических сведений по основам радио- техники, зарисовки графиков, иллюстрирующих работу того или ино- го прибора, устройства, структурных и принципиальных схем каска- дов, узлов радиоаппаратуры, рекомендует для чтения популярную радиотехническую литературу. Выбор старосты кружка целесообразно проводить на 3—4-м заня- тии, когда ребята получше узнают друг друга. Староста должен сле- дить за порядком в кружке, назначать на каждое занятие дежурных, вести учет посещаемости. Вторая тема программы «Наша страна — родина радио» содержит значительный объем познавательных сведений из истории развития радиотехники и радиолюбительства в СССР. Рассказом о творчестве русского ученого-экспериментатора А. С. Попова, его опытах по уве- личению дальности действия изобретенного им беспроволочного средства связи, развитии радиотехники в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции можно начать второе за- нятие кружка. Более широко раскрыть эту тему программы следует в нескольких дополнительных беседах применительно к знаменатель- ным датам. Так, беседу о роли радиоэлектроники в обороне страны можно приурочить к Дню Советской Армии и Военно-Морского Флота (23 февраля), в освоении космоса — к Дню космонавтики (12 апреля), в техническом прогрессе — к Дню радио (7 мая). Проведение таких бесед можно поручить самим кружковцам, обеспечив их соответствую- щей литературой. Третья тема программы, началу изучения которой посвящается вторая половина второго занятия кружка, знакомит учащихся с ос- новами электро- и радиотехники. Именно она закладывает тот фунда- мент понятий и знаний, на котором держится вся дальнейшая практи- ческая деятельность кружка и каждого из его членов. При изложе- нии технических сведений руководитель сталкивается с некоторыми трудностями. Они вызваны тем, что большая часть теоретических сведений, предусмотренных программой кружка 1-го года занятий, опережает программу курса физики общеобразовательной школы. Электрические явления, например, в школе начинают изучать только во второй половине учебного года в VII классе, а о переменном токе и его параметрах, об устройстве и работе полупроводниковых при- боров учащиеся узнают, будучи старшеклассниками. Поэтому кружков- цам надо сообщать лишь некоторые элементарные сведения об элект- 21
Рис. 4. Электрическая цепь, составленная из Рис. 5. Измерения в электри- элементов плоского электрического фонаря ческой цепи ричестве и элементах радиотехники и только в том объеме, без которого нельзя понять явления, происходящие в цепях приемно-усилительной аппаратуры, работу измерительных приборов. Не следует приводить полных обоснований и исчерпывающих формулировок законов. Надо только подводить кружковцев к ним, указывать на практическое при- менение. Занятия в кружке и опыт радиотехнического конструирова- ния впоследствии облегчат учащимся усвоение законов, изучаемых на уроках физики по курсу «Электричество». Как показывает опыт, ребята сравнительно легко усваивают ос- новные понятия об электрическом токе и его действиях, источниках, проводниках и непроводниках тока. Ознакомление кружковцев с элементами электротехники лучше всего начинать с рассмотрения устройства и электрической цепи хо- рошо знакомого всем карманного электрического фонаря. Для наглядности все элементы плоского электрического фонаря, как бы извлеченные из его корпуса, надо предложить кружковцам соединить последовательно (рис. 4). Получится простейшая электри- ческая цепь, в которой батарея 3336Л (GB) является источником по- стоянного тока, лампа накаливания (Н) —нагрузкой, а две жестя- ные пластинки, замыкающиеся при нажатии на одну из них, контак- тами выключателя (S), замыкающего и размыкающего электрическую цепь. Чтобы узнать, как устроены и соединены между собой гальва- нические элементы источника тока, достаточно вскрыть и внимательно рассмотреть отработанную батарею 3336Л. Очень важно, чтобы кружковцы прочно усвоили закон Ома для участка цепи и его практическую значимость. В этом им поможет серия опытов с простейшей электрической цепью (рис. 5). Условной нагрузкой цепи служит резистор 7?. Падение напряжения на нем можно измерить вольтметром PU, подключенным параллельно резисто- ру, а значение тока в цепи — амперметром РА (или миллиампермет- ром), включенным в разрыв цепи на любом ее участке. Изменяя на- пряжение источника тока и сопротивление резистора в цепи, круж- ковцы с помощью измерительных приборов убеждаются в справедли- вости закона Ома. Опытам с электрической цепью надо посвятить не менее одного полного занятия кружка. В дальнейшем при расчетах цепей различ- ных устройств учащимся придется неоднократно возвращаться к практическому применению закона Ома. 22
Краткие беседы, посвященные устройству, основным параметрам и конструкциям резисторов и конденсаторов, сопровождаются пока- зом образцов этих наиболее многочисленных радиодеталей. Значи- тельную помощь в усвоении материала этой темы программы, а позже в практической деятельности кружка могут оказать учебные плакаты. Образцы их приведены на форзацах книги. Тема «Основы радиопередачи и радиоприема» раскрывается при рассмотрении структурной схемы радиовещательного тракта, гра- фиков, иллюстрирующих процессы, происходящие в аппаратуре пере- дающей станции и в цепях приемного устройства, в ходе опытов с де- текторным приемником и подробного разбора функций, выполняемых его элементами. Наибольшее внимание должно быть уделено колебательному кон- туру детекторного приемника, способам его настройки и возможным конструкциям контурных катушек. Этому можно посвятить два и даже три полных занятия кружка. Без ясного понимания сущности действия каждого элемента контура, в том числе и подключаемых к нему антенны и заземления, и работы контура в целом кружковцам трудно будет разобраться во входных цепях радиовещательных при- емников. Q Пятая тема «Полупроводниковые диоды и транзисторы» является по существу вводной к практической деятельности кружка радиотех- нического конструирования в течение всех 3 лет занятия. Основное внимание следует уделить биполярным транзисторам малой мощности, наиболее широко используемым в конструкциях кружков 1-го года занятий. 1 Тему «Пайка и приемы монтажа» надо рассматривать как началь- ный этап конструкторской деятельности кружка. И от того, как кружковцы овладеют искусством пайки, во многом зависит надеж- ность работы их приемников, усилителей и другой радиоаппаратуры. Прежде всего руководитель должен научить ребят подготавливать к работе электропаяльник! правильно запиливать (рис. 6) и залужи- вать его рабочую часть. Все тонкости выполнения этих операций следует показать, и не один раз. Кружковцы должны убедиться, что паяльником, имеющим тупое жало или с раковинами, пользоваться неудобно, и что к плохо залуженной или грязной рабочей части при- пой не пристает. Рабочую часть паяльника можно считать хорошо залуженной, когда она равномерно покрыта тонким слоем припоя и с кончика жала при нагреве сви- сает капелька припоя. 3атем надо показать подготов- ку радиодеталей к монтажу: за- чистку и облуживание прово- лочных выводов. Без предва- рительного залуживания выво- дов пайка отнимает больше времени, соединения получают- ся ненадежными, а монтаж Рис. 6 Форма рабочей части Неряшливым. паяльника 23
Рис. 7. Приемы монтажа деталей: а — на шпильках, б — приспособление для запрессовки шпилек, в — монтаж на пустотелых заклепках они выступали на 4...5 мм, а В кружках 1-го года занятий детали транзисторных конструк- ций обычно монтируют на пане- лях из листового гетинакса, стеклотекстолита или другого прочного изоляционного мате- риала, используя в качестве опор- ных точек проволочные шпиль- ки или пустотелые заклепки. Ко- нечно, надо познакомить круж- ковцев и с печатным монтажом, но ориентировать их следует на проволочный монтаж. Для монтажа на шпильках (рис. 7, а) отрезки луженой или посеребренной медной проволо- ки толщиной и длиной 8... 10 мм запрессовывают в пла- те так, чтобы с той ее стороны, где будут размещены детали, шпиль- с другой — на 2...3 мм. Чтобы ки прочно удерживались и не болтались, отверстия в плате долж- ны быть чуть меньше диаметра шпилек, а сами шпильки в средней части немного сплюснуты молотком. Для запрессовки шпилек ис- пользуют оправку (рис. 7, б). Залуженные концы проволочных выво- дов деталей с помощью круглогубцев изгибают петлями, надевают на шпильки и припаивают к ним.Точно так припаивают к шпилькам и проводники, соединяющие выводы деталей, но уже с другой сто- роны платы. При использовании для монтажа пустотелых заклепок (рис. 7, в) их запрессовывают в отверстия в плате. Вместо готовых заклепок можно вести монтаж на самодельных из латунных или медных тонко- стенных трубок с внешним диаметром 1,5...2 мм, длиной по 3...4 мм (примерно на 1,5...2 мм больше толщины платы). Заготовки самодель- ных заклепок плотно вставляют в отверстия в плате и с обеих сторон развальцовывают края. Своеобразным экзаменом по этой теме программы может стать фронтальный монтаж однокаскадного усилителя с конденсатором на входе и головными телефонами или капсюлем ДЭМ-4м на выходе. Каждый кружковец самостоятельно выпиливает панель из изоляцион- ного материала (можно из оргалита), размечает опорные точки деталей, запрессовывает шпильки или пустотелые заклепки и монтирует на них элементы усилителя. При оценке выполнения задания учитывают рациональность размещения на плате деталей, качество монтажа и работу самого усилителя. Тема «Пробники и измерительные приборы первой необходимости» знакомит кружковцев с устройством и работой измерительных проб- ников и простых электроизмерительных приборов. 24
Начать рассмотрение темы можно с электрического проб- ника (рис. 8), состоящего из по- следовательно соединенных лам- пы накаливания Н, рассчитан- ной на напряжение 2,5 В и ток накала 68 или 150 мА (МН2,5— 0,068 или МН2,5-0,15), бата- реи GB, .составленной из двух элементов 332, и щупов а и б. Рис. 8. Электрический пробник Таким пробником можно проверить надежность электрического контакта между двумя проводниками (например, место спайки), целостность обмоток трансформатора, качество конденсатора и мно- гое другое. Для практического использования можно рекомендовать изготовить универсальный пробник и имитатор электрических сигна- лов (описание их приведено далее). Затем переходят к изучению простых приборов для измерения силы тока, напряжения, сопротивления. Основой простых миллиамперметров, вольтметров постоянного и переменного токов, омметров, конструируемых в радиотехнических кружках, служат стрелочные приборы магнитоэлектрической системы. Это, как правило, микроамперметры. Предполагается, что кружковцы сначала знакомятся с устройством и работой приборов магнитоэлект- рической системы, учатся измерять их основные параметры (ток полного отклонения стрелки /и, сопротивление рамки /?и), и только после этого приступают к планируемой практической работе по этой теме программы. При налаживании и калибровке шкал измерительных приборов радиолюбителю часто требуется резистор нестандартного сопротив- ления. Его можно составить из двух резисторов стандартных номи- налов, соединенных последовательно или параллельно. При опре- делении общего сопротивления двух параллельно соединенных ре- зисторов желательно пользоваться таблицей (см. табл. 1 приложе- ния), которую можно выполнить в виде плаката. Этой же таблицей можно пользоваться и для определения общей емкости двух последовательно соединенных конденсаторов. Изготовление учебных плакатов и таблиц может входить в прак- тическую работу кружка. Тема «Приемники прямого усиления» практическая. На нее отво- дится 90 ч, что составляет более 60% всего учебного времени. Разно- образие и качество законченных конструкций будут характеризовать объем знаний и уровень умений, приобретенных кружковцами за учебный год. Выбор приемников, намечаемых для изготовления в кружке, определяется исходя не только из интересов кружковцев и их спо- собностей, но и из материального оснащения радиолаборатории. Главное условие — конструкция должна быть закончена до конца учебного года. Незаконченные или чрезмерно усложненные конст- рукции, которые планируют довести до конца в следующем учебном 25
году, охлаждают интерес ребят и могут стать причиной отсева из кружка. В числе возможных конструкций, рекомендуемых для практиче- ской работы по этой теме, могут быть приемники нааналоговых микро- схемах, но только совсем простые (например, по схеме на рис. 76). Более сложные приемники на микросхемах — тематика практических работ кружков 2-го и 3-го годов занятий. В связи с тем, что многие теоретические сведения, касающиеся, например, работы транзисторов, усилительных каскадов, колеба- тельных контуров, кружковцам уже знакомы (по предыдущим темам программы), познавательные беседы по этой теме должны носить в основном обобщающий характер и увязываться с конкретными практи- ческими делами. Так, беседу о магнитной антенне следует провести сразу после разбора структурной схемы приемника прямого усиле- ния, а разговор о покаскадной проверке приемника приурочить к первому включению и испытанию смонтированных конструкций. Вообще же сопутствующие теоретические сведения наиболее целесо- образно сообщать непосредственно по ходу выполняемых работ. Если кружковцы повторяют одну и ту же ошибку, надо приостановить практическую работу и провести соответствующую беседу. Предполагается, что работа по конструированию приемников будет вестись звеньями по 2—3 человека. К этому времени кружковцы уже хорошо знают друг друга, поэтому комплектование звеньев не состав- ляет трудностей. Звеньевая работа сплачивает кружок, позволяет конструировать приемники повышенной сложности и, что не менее важно, гарантирует законченность конструкции, даже если произой- дет отсев кого-то из членов звена. КРУЖОК 2-ГО ГОДА ЗАНЯТИЙ ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН № п/п Тема Ориентировочное число часов всего на тео- рети- ческие» занятия на пра- ктичес- кие заня- тия 1. Вводное занятие 2 2 2. Измерительные приборы и генераторы . . . 15 8 7 3. Питание радиоаппаратуры от сети переменного тока 10 6 4 4. Воспроизведение звукозаписи 12 10 2 5. Супергетеродин и его работа 12 8 4 6. Интегральные микросхемы и их применение 15 8 7 7. Электронные лампы и их применение .... 10 4 6 8. Радиотехническое конструирование 130 20 НО 9. Экскурсии 6 6 — 10. Заключительное занятие 4 4 — Итого: 216 76 140' 26
ПРОГРАММА 1. Вводное занятие Примерный объем теоретических сведений и тематика практичес- ких работ кружка. Правила безопасности при пользовании электро- сетью, измерительной аппаратурой кружка, станочным оборудова- нием, слесарным и монтажным инструментами. Выбор старосты круж- ка. Обязанности дежурных. 2. Измерительные приборы и генераторы Теоретические сведения. Устройство и принцип действия стрелоч- ного измерительного прибора магнитоэлектрической системы. Со- противление его рамки и значение тока полного отклонения стрелки. Выбор стрелочного прибора для любительских электроизмеритель- ных приборов. Миллиамперметр постоянного тока: схема, пределы измерений, расчет шунта. Вольтметр постоянного тока: схема, расчет сопротивлений доба- вочных резисторов, калибровка шкалы. Входное сопротивление вольтметра и влияние его на ток в измеряемой цепи. Вольтметр переменного тока: схема, принцип работы, подбор диодов и дополнительных резисторов. Омметр: схема, источник питания, принцип действия, расчет до- полнительного резистора и переменного резистора установки «нуля». Многопредельный омметр. Комбинированный измерительный прибор — авометр: возможные схема и конструкция. Калибровка и градуировка шкал прибора. Измерительные генераторы для проверки и налаживания усилите- лей 34, радиочастотных трактов радиовещательных приемников. Лю- бительские генераторы-пробники, промышленные измерительные ге- нераторы, пользование ими. Осциллограф — универсальный измерительный прибор. Рекомендуемая для чтения литература. Практическая работа. Измерение тока полного отклонения стрел- ки и сопротивления рамки прибора магнитоэлектрической системы с неизвестными параметрами. Зарисовка схем однопредельных мил- лиамперметра и вольтметра постоянного тока, омметра и расчет со- ответствующих шунтов и дополнительных резисторов. Знакомство с устройством осциллографа и практикой пользова- ния им. 3. Питание радиоаппаратуры от сети переменного тока Теоретические сведения. Преобразование переменного тока в по- стоянный. Однопол у пер иодный и двухполупериодный выпрямители переменного тока: упрощенные схемы, принцип действия. Мостовое включение диодов выпрямителя. Фильтр, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения. Стабилизатор напряжения сетевого блока питания. Стабилитрон: принцип работы, вольтамперная характеристика, основные парамет- ры, включение. Параметрический и компенсационный стабилизато- ры напряжения. Компенсационный стабилизатор с регулируемым выходным напряжением. 27
Упрощенный расчет трансформатора выпрямителя сетевого блока питания. Использование выходных трансформаторов кадровой ргс- вертки (ТВК) телевизоров в качестве сетевых в б^^хгк п..тзш:я. Недопустимость использования для пптания редко?ппаратуры бестрансформаторных выпрямителей и выпрямителей с авах гр где;’,ар- маторами. Практическая работа. Зарисовка схем однополупериодного и двухпол у пер иодного выпрямителей и графиков, иллюстрирующих их работу. Снятие вольтамперной характеристики стабилитрона малой мощности. Сборка параметрического стабилизатора напряжения и опыты с ним. 4. Воспроизведение звукозаписи Теоретические сведения. Граммофонная пластинка — носитель зву- ковой информации. Звукосниматель — прибор для преобразования механической записи звука в электрические колебания звуковой час- тоты. Схематическое устройство и принцип работы пьезокерамичес- кого и магнитного звукоснимателей. Электропроигрывающее устройство (ЭПУ)1 возможная конструк- ция, питание, частота вращения диска электродвигателя, опускание и подъем тонарма головки звукоснимателя. Усилитель 34 — основа звуковоспроизводящей аппаратуры. Чув- ствительность, входное сопротивление, полоса пропускания и выход- ная мощность усилителя для качественного воспроизведения грам- записи. Структурная схема монофонического усилителя! каскады предва- рительного усиления входного сигнала, регуляторы усиления (гром- кости) и тембра по высшим и низшим частотам звукового диапазона, усилитель мощности, динамическая головка прямого усиления или выносной громкоговоритель. Структурная схема и работа усилителя для воспроизведения сте- реофонической грамзаписи. Магнитный способ записи и воспроизведения звука. Структурная схема и работа магнитофона. Рекомендуемая для чтения литература. Практическая работа. Зарисовка структурных схем звуковос- производящей аппаратуры. Знакомство с устройством ЭПУ, работой электрофона и магнитофона. 5. Супергетеродин и его работа Теоретические сведения. Супергетеродин — основной тип совре- менных радиовещательных приемников. Структурная схема супер- гетеродина: входная цепь, преобразователь частоты с отдельным гете- родином, усилитель промежуточной частоты (ПЧ), детектор, усилитель 34. Принцип работы преобразовательного каскада. Образование колебаний промежуточной частоты и ее численное значение. Сопряжение настроек контуров входной цепи и гетеродина. Пре- образовательный каскад с совмещенным гетеродином. Функции фильтров и усилителя ПЧ, детектора, усилителя 34. Достоинство и недостатки супергетеродинного приемника. 28
Практическая работа. Зарисовка структурных схем супергетеро- дина с отдельным и совмещенным гетеродином в преобразовательном каскаде и графиков, иллюстрирующих принцип работы супергетеро- дина. Знакомство с конст рукциями переносного (малогабаритного) и стационарного супергетеродинов. 6. Интегральные микро-схемы и их применение Теоретические сведения.. Интегральная микросхема — миниатюр- ное электронное устройство. Аналоговые (линейные) и цифровые (логические) микросхемы, их функциональное назначение и обозначе- ние на принципиальных схемах. Аналоговые микросхемы»! широкого применения, их питание, ос- новные параметры и возможное использование в любительских радио- технических устройствах. Конструкции и маркировка выводов ана- логовых микросхем. Пользование справочной литературой. Практическая работа. Знакомство с конструкциями аналоговых микросхем широкого применения (серий К118, К122, К224, К174) и системой маркировки их в_ыводов. Практика пользования справоч- никами по интегральным мликросхемам. 7. Электронные лампы и их применение Теоретические сведения. Устройство, источники питания и принцип работы двухэлектродной электронной лампы-диода. Работа диода как выпрямителя и детектора. Устройство, названия электродов и работа трехэлектродной (т'риода), четырехэлектродной (тетрода) и пятиэлектродной (пентода, /лучевого тетрода) ламп с подогревным като- дом. Комбинированные ламлпы (сдвоенный триод, триод-пентод, триод- гексод) и их применение. Система маркировки и щоколевки электронных ламп. Пользова- ние справочной литератур ой. Практическая работа. .Зарисовка условных графических изобра- жений, буквенных обозначений электронных ламп на схемах. Про- ведение опытов, иллюстршрующих работу диода как выпрямителя переменного тока и триода как усилителя электрических сигналов. 8. Радиотехническое коюнструирование Теоретические сведения. Выбор схемы измерительного прибора, усилителя 34 или радиовещательного приемника, планируемых для конструирования в кружке. Разбор по принципиальной схеме работы радиотехнического устройства и назначения его элементов. Возможные упрощения, изшенения и дополнения. Выбор способа монтажа. Технология изготовления печатных плат: травлением и прорезанием в фольгируемом материале изолирующих участков между токонесущими площадками ш проводниками. Параметры самодельных деталей. Компоновка и монтаж деталей на плате. Внешний вид и конструкщия футляра (корпуса) будущего прибора или устройства, удобство пользования им. Практическая работа. Вычерчивание принципиальных схем с обозначением номиналов резисторов и конденсаторов, номинальных напряжений электролитичесжих конденсаторов, режимов работы актив- ных элементов. Подбор, изготовление деталей, их предварительная проверка. z 29
Разметка монтажной платы и монтаж. Проверка монтажа по прин- ципиальной схеме, измерение режимов работы транзисторов (элект- ронных ламп), испытание и налаживание смонтированного устройства. Составление технической документации на законченные работы. 9. Экскурсии Проводят на предприятия радиотехнической или электронной промышленности, в Дом звукозаписи, ателье по ремонту бытовой радиоаппаратуры. 10- Заключительное занятие Подведение итогов работы кружка. Защита законченных радио- технических устройств. Поощрение актива. Содержание работы круж- ка 3-го года занятий. КРАТКИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ Предполагается, что кружок 2-го года занятий укомплектован радиолюбителями, имеющими знания в объеме, предусмотренном программой кружка 1-го года занятий. Поэтому в его программе опу- щены темы, касающиеся основ электро- и радиотехники, монтажных работ и т. п. В случае необходимости можно провести несколько по- знавательных бесед, которые бы уравняли знания кружковцев. Основные направления практической деятельности кружка, оп- ределяемые восьмой темой программы, —конструирование измери- тельных приборов, усилителей звуковой частоты и радиовещательных приемников повышенной сложности. Соответствующие познаватель- ные и теоретические сведения, а также некоторые относящиеся к ним практические работы отражены во второй, четвертой и пятой темах программы. Темы «Питание радиоаппаратуры от сети перемен- ного тока» и «Интегральные микросхемы и их применение» имеют прямое отношение ко всем направлениям радиотехнического твор- чества. Пятая т$ма программы предусматривает ознакомление кружков- цев с устройством, принципом работы и возможным применением элек- тронных ламп. Эта тема не является обязательной. В том случае, если планируется конструирование аппаратуры на электронных лам- пах, время на сообщение теоретических и практических сведений мо- жет быть увеличено. Познавательные беседы и практические занятия по второй — ше- стой темам проводятся для всего состава кружка в любом порядке. Выбор объекта радиотехнического конструирования осуществляет- ся в соответствии с интересами кружковцев, потребностями школы или внешкольного учреждения, самого кружка. Метод организации практической деятельности кружка — звенье- вой. Звено в 2—3 человека, объединяемых общим интересом к теме, составляет план работы и, распределив между собой обязанности, приступает к его реализации. Руководитель кружка помогает звеньям разобраться в принципе работы и назначении элементов будущих конструкций, дает советы по подбору и изготовлению деталей, монта- 30
жу, по ходу работ^ы делает замечания, которые ни в коей мере не долж- ны сковывать инициативу и самодеятельность кружковцев. Монтаж многих радиотехнических устройств, описанных в различ- ной литературе, в том числе и в этой книге, осуществлен на печатной плате. Обязательно ли это при повторении конструкции в кружке? Нет, конечно. Токонесущие проводники монтажной платы в любом случае могут быть проволочными. В ряде случаев печатная плата даже нежелательна, так как не позволяет использовать детали, отли- чающиеся от тех, под которые она разрабатывалась автором конструк- ции. Печатный монтаж наиболее целесообразно применять тогда, когда конструкция отработана и ее надо повторить в нескольких экземплярах. КРУЖОК з-го ГОДА ЗАНЯТИЙ Кружок 3-го года занятий работает по тематическому плану, со- ставленному руководителем с учетом материально-технической базы радиолаборатории, состава кружка, увлечений, знаний и практичес- кого опыта, накопленных кружковцами за предыдущие годы занятия радиотехническим конструированием. В список приборов и устройств, планируемых на учебный год, могут быть включены радиовещатель- ные приемники повышенной сложности, измерительные приборы и генераторы, сетевые блоки питания для индивидуального и коллек- тивного пользования, моно- и стереофонические усилители для высо- кокачественного воспроизведения грамзаписи, мегафоны и переговор- ные устройства, приемники для наблюдения за работой коротковол- новых любительских радиостанций, для «охоты на лис» и многое дру- гое, соответствующее общей направленности кружка. Примерная тематика работы: сетевые блоки питания с электронной защитой от перегрузок; авометры, измерительные генераторы, транзисторные вольтметры; радиовещательные приемники с электронной настройкой, на инте- гральных микросхемах; усилители 34 разной сложности и назначения; изучение и конструирование приемников прямого преобразования для радиоспорта; изучение и конструирование светодинамических установок; разработка и конструирование учебно-демонстрационных пособий по радиотехнике. Кружковцы сами, с учетом личных увлечений и потребностей школ, внешкольных учреждений и самого кружка, определяют конст- рукции, над которыми они будут работать в течение всего учебного года. Предпочтение следует отдавать звеньевой работе, когда знания одних дополняются технической смекалкой других, опытом выполне- ния монтажа третьих. Это уже творческий самодеятельный кружок, в котором руководитель выполняет роль главным образом техничес- кого консультанта, старшего товарища. 31
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ РАБОТЫ КРУЖКА Работа кружка в конце учебного года должна завершаться заклю- чительным занятием. На нем руководитель подводит итоги работы кружка за учебный год, отмечает успехи и неудачи, рассказывает о перспективах радиотехнического творчества, а кружковцы демонстри- руют в работе законченные конструкции. На этом же занятии проис- ходит и поощрение наиболее активных кружковцев. Кроме того, в конце учебного года, лучше всего в День радио, рекомендуется провести творческое мероприятие, посвященное подведению итогов работы кружков радиотехнического конструирова- ния всех лет обучения. На этот праздник приглашают родителей, учителей и товарищей кружковцев по классу, дому, представителей комсомольской организации, отдела народного образования, местных комитетов и спортивно-технического клуба ДОСААФ. Программу праздника составляют выставка законченных конструкций, сообщение руководителя о результатах деятельности кружков, награждение кружковцев дипломами, грамотами, значками «Юный радиолюби- тель», памятными подарками. В программу могут быть также включе- ны соревнования по скоростной сборке простейших приемников, гене- раторов звуковой частоты, по приему и передаче радиограмм. Организации отчетной выставки предшествует работа кружков- цев по составлению и оформлению технической документации на каж- дую законченную конструкцию. В нее входят: принципиальная схе- ма, выполненная в соответствии с действующими ГОСТ; краткое опи- сание устройства с указанием его основных параметров и ссылкой на литературу, откуда оно заимствовано; содержание внесенных изме- нений или дополнений; фото внешнего вида и монтажа; краткие све- дения о кружковцах, принимавших участие в монтаже, налаживании конструкции, изготовлении ее корпуса или футляра. Без этой доку- ментации наиболее интересные и оригинальные конструкции не могут попасть на традиционные выставки работ юных техников районного, городского или областного значения, на ВДНХ СССР, на республикан- скую и всесоюзную выставки творчества радиолюбителей-конструкто- ров ДОСААФ.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЙ ПО ОСНОВНЫМ ТЕМАМ ПРОГРАММЫ НАША СТРАНА — РОДИНА РАДИО Познавательные сведения из истории развития радиотехники и радиолюбительства в нашей стране могут быть изложены руководите- лем кружка в виде беседы. Примерное содержание ее приведено ниже. Не следует стремиться посвятить учащихся в историю всех открытий и исследований в этой области — это было бы слишком длинно и даже скучно для ребят. Подробно надо остановиться на истории рождения радио и работах великого русского ученого А. С. Попова, положивше- го начало новой эпохи в развитии мировой науки и техники — эпохи радиотехники и электроники. РОЖДЕНИЕ РАДИО Днем рождения радио считается 7 мая (25 апреля по старому стилю) .1895 г. В этот день преподаватель минного офицерского класса в Кронштадте А. С. Попов выступил на заседании Русского физико- химического общества с докладом и демонстрацией созданного им средства для сигнализации без проводов с помощью электромагнит- ных волн. То был первый в мире радиоприемник. Спустя менее года после этого исторического события, 24 марта 1896 г. А. С. Попов продемонстрировал ученым прием радиосигналов с записью на ленту телеграфного аппарата. У передатчика, находя- щегося на расстоянии 250 м от зала заседаний, был П. Н. Рыбкин — ближайший помощник А. С. Попова. Первая в мире радиограмма со- стояла всего из двух слов: «Генрих Герц». Непрерывно совершенствуя передающие и приемные устройства, А. С. Попов уверенно наращивал дальность действия радиосвязи. Весной 1897 г. была осуществлена передача радиосигналов с корабля на берег на расстояние 640 м. А двумя годами позже, в 1899 г., после открытия возможности приема радиосигналов с помощью головных телефонов на слух, дальность радиосвязи достигла уже 35 км. В январе 1900 г. А. С. Попов и П. Н. Рыбкин установили первую двустороннюю линию радиосвязи между южной оконечностью б. Гот- ланд в Финском заливе и г. Котка на расстоянии 46 км. В тяжелых условиях сильных морозов и метелей она обеспечивала руководство по спасению броненосца береговой обороны «Генерал-адмирал Апрак- син», севшего на камни во время шторма. За время спасательных работ, длившихся около трех месяцев, было передано и принято 440 радиограмм, одна из которых помогла спасти 27 рыбаков, оказав- шихся на оторванной льдине в открытом море. Блистательный успех создания первой в мире двусторонней линии связи послужил мощным толчком к установке радиостанций на 2 В. Г. Борисов 33
кораблях русского флота, строительству береговых радиостанций, дальнейшему развитию радиотелеграфа в России. А. С. Попов сделал еще одно очень важное открытие. Во время опытов по передаче радиосигналов с транспорта «Европа» на крейсер «Африка» им было замечено, что, когда между этими кораблями про- ходил какой-либо третий корабль, слышимость сигналов резко^ухуд- шалась или даже совсем пропадала. В связи с этим ученый высказал мысль о возможности обнаружения при помощи радиоприемника кораблей, находящихся на пути радиоволн. Тем самым он указал путь к радиолокации — современному средству обнаружения и опре- деления местоположения предметов на земле, на воде, в воздухе и кос- мосе. Работам А. С. Попова предшествовали научные открытия ученых многих стран. Из этих ученых следует назвать: М. Фарадея, создав- шего учение об электромагнитной индукции; Д. Максвелла, обосно- вавшего теорию электромагнитных колебаний; Г. Герца, на опыте доказавшего существование электромагнитных волн. А. С. Попов первым сумел правильно оценить огромное практическое значение электромагнитных волн и поставить их на службу человечеству. По-настоящему заслуги А. С. Попова были оценены в нашей стране только после Великой Октябрьской социалистической революции. Постановлением Советского правительства «Об ознаменовании 50-ле- тая со дня изобретения радио А. С. Поповым» наш народ с 1945 г. ежегодно отмечает День радио. Этим же постановлением учреждены золотая медаль имени А. С. Попова, присуждаемая советским и зару- бежным ученым за выдающиеся научные работы и изобретения в области радио, значок «Почетный радист СССР», которым награжда- ются лица, вносящие большой вклад в развитие науки и техники, производство и эксплуатацию радиоаппаратуры и развитие радиове- щания. В Ленинграде создан музей А. С. Попова. Имя его носят Все- союзное научно-техническое общество радиотехники и электросвязи, Куйбышевская радиовещательная станция и ряд предприятий радио- технической промышленности. Изобретения А. С. Попова были поставлены на службу интересам трудового народа уже с первых дней Советской власти. В день победы Октябрьской революции, 7 ноября 1917 г., радиостанция крейсера «Аврора» передала обращение «К гражданам России!», написанное В. И. Лениным и адресованное миллионам трудящихся. В историче- ские дни Великого Октября радиостанции молодой Страны Советов передавали подписанные вождем революции радиограммы «Всем, всем, всем!», в которых давались указания органам власти на местах, опровергались клевета и ложь буржуазии о Советской Республике. Радиограммы, принятые из центра революции — Петрограда, печата- лись и широко распространялись во многих городах страны. Владимир Ильич, внимательно следивший за развитием радио- техники, видел в ней огромную организующую силу. 29 июля 1918 г. им был подписан декрет Совета Народных Комиссаров о централиза- ции радиотехнического дела в стране. В том же году по указанию Ленина в Нижнем Новгороде (ныне г. Горький) была создана радио- 34
лаборатория. Это был по существу первый советский радиотехничес- кий университет, сыгравший огромную роль в развитии радиофика- ции и радиовещания в нашей стране. Позже Нижегородской радиола- боратории было присвоено имя В. И. Ленина, она дважды награждена орденом Трудового Красного Знамени. Нижегородской радиолабораторией руководил крупнейший рус- ский изобретатель в области радио, создатель первых мощных радио- вещательных станций М. А. Бонч-Бруевич. Под его руководством здесь было налажено производство радиоламп, а осенью 1920 г. за- кончена постройка первой радиотелефонной станции. Деятельность М. А. Бонч-Бруевича была высоко оценена В. И. Лениным. В своем письме к М. А. Бонч-Бруевичу он писал: «Газета без бумаги и «без расстояний», которую Вы создаете, будет великим делом». В марте 1920 г. за подписью В. И. Ленина было принято поста- новление Совета Труда и Обороны о постройке в Москве Центральной радиотелефонной станции с радиусом действия 2000 верст. Несколько позже В. И. Ленин в записке, адресованной в Совнарком, писал: «...Вся Россия будет слушать газету, читаемую в Москве». В 1922 г. в Москве была построена самая мощная для того времени вещательная радиостанция — мощностью 12 кВт. В связи с пятиле- тием Великой Октябрьской социалистической революции ей было при- своено наименование «Радиотелефонная станция имени Коминтерна». 1С 2 октября 1924 г. началось регулярное радиовещание. Сейчас наша страна густо покрыта сетью радиовещательных стан- ций. Радиоприемник или радиотрансляционная точка, телевизор стали предметами первой необходимости нашего быта. Радио стало незаменимым, а в ряде случаев единственным средством связи. Средст- вами радиосвязи оснащены все виды воздушных, морских и речных кораблей, научные экспедиции, все рода войск Вооруженных Сил нашей Родины. Днем и ночью, в будни и праздники, в любую погоду поддерживается радиосвязь между городами нашей огромной страны. Тысячи радиостанций обеспечивают оперативное руководство полевы- ми работами в колхозах и совхозах. Радиовещание и радиосвязь — большие, но не единственные об- ласти современной радиотехники. Радиотехника сегодня — это теле- видение и радиолокация, радионавигация, радиоастрономия и теле- механика, звукозапись и многие другие отрасли и разделы науки и техники. Радиотехнические приборы применяются для лечения тяже- лых заболеваний и наблюдения за деятельностью органов человека, для борьбы с вредными бактериями и стерилизации пищевых продук- тов, для плавки и обработки высококачественных сортов стали, в ма- шине- и станкостроении, геологии и метеорологии. Радиотехника и ее постоянная спутница электроника дают воз- можность автоматизировать многие производственные процессы, уп- равлять механизмами на расстоянии, делать точнейшие измерения, проникать внутрь атома, вести сложнейшие математические расчеты с быстротой мысли. Радиотехническая и электронная аппаратура, установленная на искусственных спутниках Земли, автоматических межпланетных станциях, космических кораблях, позволяет исследо- 2* 35
вать верхние слои атмосферы, космические излучения, земной магне- тизм, наблюдать невидимую с Земли сторону Луны, следить за состоя- нием здоровья отважных космонавтов, видеть их работу в космосе и многое другое. . Владимир Ильич Ленин с глубокой верой в будущее писал: «Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет еще больше, увеличивая тем свою власть над ней...»1. Эта ленинская мысль находит яркое подтверждение во всей славной истории отечественной радиотехники, в тех неисчерпаемых возможностях, которыми распо- лагает для дальнейшего прогресса эта удивительная отрасль науки и техники. РАДИОЛЮБИТЕЛЬСТВО В НАШЕЙ СТРАНЕ С началом развития советского радиовещания неразрывно связано и зарождение массового радиолюбительства в нашей стране. Оно было вызвано к жизни огромным интересом населения, особенно моло- дежи, к технической стороне радиотехники, к постройке приемников. В годы становления радиовещания более 80 процентов всех приемни- ков были самодельными. Энтузиасты радиотехники объединялись в кружки, где конструи- ровали простейшие детекторные приемники, устраивали для всех желающих коллективное прослушивание радиопередач. Первый ра- диокружок был организован страстным пропагандистом радиотехни- ческих знаний учителем физики Е. Н. Горячкиным в Лосиноостров- ской показательной школе (в пригороде Москвы) еще в 1922 г. Почин лосиноостровцев получил широкую поддержку: через два года только в Москве уже работало 180 радиокружков, объединяющих более 500 человек. Так зарождалось и ширилось движение энтузиастов радио- техники — радиолюбительство. Усилия радиолюбителей были на- правлены прежде всего на радиофикацию красных уголков, изб-чита- лен, общежитий, домов, сел и городов. Государственное признание и поддержку деятельность радиолю- бителей получила в декрете Совета Народных Комиссаров от 4 июля 1923 г. Этим документом Народному комиссариату почт и телеграфов предоставлялось право «...разрешать государственным, профессио- нальным и партийным учреждениям и организациям... сооружение и эксплуатацию радиостанций для специальных целей», в том числе любительских, которыми считались «радиостанции, не преследующие ни промышленных,'ни коммерческих целей и устанавливаемые... для любительского изучения дела». Наиболее же мощный подъем радиолюбительского движения на- чался в 1924 г. после принятия Советом Народных Комиссаров поста- новления, разрешающего установку радиоприемников всем гражда- нам и организациям. Отзываясь на него, Нижегородская радиолабо- ратория организовала общество радиолюбителей, начала выпуск популярной литературы по электро- и радиотехнике, конструирова- нию любительских приемников. *Ленин В. И. Поли. собр. соч. т. 18, с. 298. 36
15 августа 1924 г. вышел первый номер журнала «Радиолюбитель», с которого по существу и началась летопись советского радиолюби- тельства. Позже журнал «Радиолюбитель» был переименован в «Радио- фронт», а после Великой Отечественной войны в журнал «Радио». Советское радиолюбительство прошло большой и славный путь. Из разрозненных кружков друзей радио, стихийно появившихся в начале двадцатых годов, оно выросло в подлинно массовое движение энтузиастов радиоэлектроники. В многочисленных радиолюбитель- ских коллективах сотни тысяч юношей и девушек приобщаются к тех- ническому творчеству, радиоспорту, радиотехническим специаль- ностям для народного хозяйства, Вооруженных Сил нашей Родины. Сегодня радиолюбительство — это огромнейшая «народная лабо- ратория». Она вносит заметный вклад в научно-технический прогресс, ведет работу по внедрению радиоэлектроники в различные отрасли народного хозяйства, техники, медицины, активно участвует в науч- ных экспериментах. Итоги ее работы систематически подводятся на местных, зональных, республиканских и всесоюзных выставках твор- чества радиолюбителей-конструкторов. На них демонстрируются и поощряются лучшие из лучших образцов творчества радиолюбителей- умельцев. История радиолюбительства знает и такие примеры, когда итогом творчества становится изобретение, знаменующее новый этап в раз- витии техники. Именно таким, например, еще в начале двадцатых годов стало изобретение нижегородским радиолюбителем О. В. Лосе- вым генерирующего детектора — кристадина — прообраза многих современных полупроводниковых приборов. Радиолюбители открыли возможности дальних радиосвязей на коротких волнах при ничтожно малых мощностях передатчиков, им же принадлежит приоритет ис- пользования коротких волн, например, в авиации, автомобильном транспорте, сельскохозяйственном производстве и других областях народного хозяйства. Больших успехов добились наши радиоспорт- смены — «снайперы» эфира, «лисоловы», радиомногоборцы. На про- тяжении многих лет на международных соревнованиях по радиоспор- ту они занимают ведущие места. «Ни в одной области человеческих знаний не было такой массовой общественно-технической самодеятельности, охватывающей людей са- мых различных возрастов и профессий, как в радиотехнике. Радиолю- бительство — это могучее движение, которое привело к участию в радиоэкспериментах тысячи энтузиастов, посвящающих свой досуг технике. Наше советское радиолюбительство имеет еще одну особен- ную, отличительную черту: оно носило и носит в себе идею служения своей Родине, ее техническому процветанию и культурному разви- тию». Так о радиолюбительстве в нашей стране и его значении гово- рил выдающийся советский ученый академик С. И. Вавилов. Наиболее многочисленный отряд этого замечательного научно- технического движения — юные радиолюбители. Разнообразно их твор- чество. Это различные по сложности приемники прямого усиления и супергетеродины, усилители звуковой частоты, в том числе для радио- фикации школ, пионерских лагерей, учебно-демонстрационные посо- 37
/ бия по радиотехнике для физических кабинетов, магнитофоны и дикто- фоны, электро- и радиоизмерительные приборы, электронные авто- маты различного назначения, приборы в помощь агрономам колхозов и совхозов, промышленным предприятиям и многое другое. Лучшие и наиболее оригинальные конструкции юных радиолюбителей демон- стрируются и поощряются на различных традиционных выставках творчества радиолюбителей-конструкторов, описываются в журналах «Радио», «Юный техник», «Моделист-конструктор», в выпусках «Мас- совой радиобиблиотеки». Участие в смотрах радиолюбительского творчества — интересное, полезное и весьма почетное дело. ОСНОВЫ РАДИОПЕРЕДАЧИ И РАДИОПРИЕМА Ознакомление кружковцев с радиотехникой целесообразно начать с изучения основ и практического применения наиболее доступной для их понимания области — техники радиоприема. Самое простое радиоприемное устройство — детекторный приемник. Свою практи- ческую ценность он утратил давно, но в качестве учебно-демонстра- ционного пособия широко используется, так как содержит все основ- ные элементы, присущие любому современному радиовещательному приемнику. Поэтому с детекторного приемника и следует начинать знакомство с радиоприемной аппаратурой. Содержание приведенных ниже материалов следует рассматривать как план-конспект познавательных бесед по элементарным основам радиопередачи и радиоприема, устройству и работе детекторного приемника. Колебательному контуру и детектору, являющимся обя- зательными элементами любого радиоприемного устройства, посвя- щаются также специальные беседы, но уже применительно к прием- никам прямого усиления, а позже, на 2-м и 3-м годах занятий, — к супергетеродину. Рис. 9. Опытный детекторный приемник ПРОСТЕЙШИЙ ДЕТЕКТОРНЫЙ ПРИЕМНИК Наибольший познавательный интерес у начинающих радио- любителей вызывает приемник, который по ходу беседа мож- но собрать буквально за не- сколько минут, послушать, как он работает, и тут же провести с ним несколько опытов. Схема одного из таких приемников при- ведена на рис. 9. Каркас кату- шки L1 — картонная гильза от охотничьего ружья или любая другая картонная или бумажная трубка диаметром 15...20 мм. На нее наматывают 250...300 3»
витков обмоточного провода диаметром 0,2...0,3 мм с любым изоляци- онным покрытием (ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПБД и т. д.) и делают через каждые 50...60 витков отводы в виде скруток. Чтобы начальные и конечные витки не спадали, их закрепляют на каркасе колечками, отрезанными от резиновой или поливинилхлоридной трубки. Получается однослой- ная (или многослойная, если провод наматывать «внавал») секционная катушка индуктивности. Параллельно катушке подключают последо- вательно соединенные точечный диод VI серии Д2 или Д9 с любым буквенным индексом и высокоомные головные телефоны (ТОН-2, ТА-4), а к образовавшейся замкнутой цепи — наружную антенну и заземление. Простейший детекторный приемник собран. Настройка его на волну (частоту) радиовещательной станции осуществляется за счет изменения числа секций катушки, включаемых в цепь приемника переключением заземленного проводника (на схеме он обозначен как переключатель S1). Чем больше длина волны (меньше несущая часто- та) радиостанции, тем большее число витков катушки должно быть включено в приемник. Конденсатор С1 емкостью 3000...3300 пФ (на схеме показан штриховыми линиями), который'можно включить поз- же, должен несколько улучшить звучание головных телефонов. Работа приемника, собранного за несколько минут, производит большое впечатление на ребят, еще неискушенных в радиолюбитель- стве. Каждый из них хочет послушать радиопередачу, самостоятельно перестроить приемник на другую волну. Но для этого не хватило бы и целого занятия кружка. Поэтому, чтобы максимально удовлетворить возникший интерес учащихся, головные телефоны целесообразно за- менить резистором сопротивлением 10... 15 кОм и подключить к нему маломощный усилитель звуковой частоты с динамической головкой на выходе. Тогда один из кружковцев сможет переключать отводы ка- тушки, а остальные, подсев поближе, следить за его действиями и на слух воспринимать перестройку приемника на другие радиостанции. В процессе сборки и настройки детекторного приемника учащиеся получают лишь самое общее представление о его работе и знакомятся с обозначением некоторых радиодеталей на принципиальных электри- ческих схемах. Уяснить же принцип действия приемника и функции, выполняемые его элементами поможет рассказ руководителя о пере- менном токе, работе узлов и блоков радиовещательной станции. НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАДИОВЕЩАТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ И РАБОТЕ ПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА Работу передающих, приемных, усилительных и других радиотех- нических устройств принято иллюстрировать графиками изменений различных параметров электрических цепей этих устройств. В связи с этим кружковцев надо научить «читать» и строить такие графики, и в первую очередь графики переменных токов различных частот, ле- жащих в основе передачи информации по радио. Вначале желательно показать, как выглядит переменное напряжение на экране осцилло- графа, назвать его параметры: период, амплитуду, частоту. Затем, подключив к осциллографу микрофон, показать, как изменяется ча- стота электрических колебаний при изменении тона звука перед 99
микрофоном. Можно даже по- просить кого-то из кружковцев спеть перед микрофоном, чтобы продемонстрировать осциллог- рамму всего спектра звуковых колебаний, преобразованных микрофоном в электрические ко- лебания звуковой частоты. Уча- Рис. 10. Графическое изображение щимся следует дать некоторые переменного тока сведения о переменном токе. Так, они должны знать, что гра- фически простейший переменный ток и напряжение изображают в ви- де синусоиды, идущей вдоль горизонтальной оси времени t (рис. 10). Положительные и отрицательные полуволны символизируют движе- ние носителей тока (электронов) в противоположных направлениях. Движение электронов в проводнике в одном направлении, а затем в другом называют колебанием тока, а время, в течение которого про- исходит одно полное колебание, — периодом. Половину периода называют полупериодом, наибольшее абсолютное значение тока во время каждого полупериода — амплитудой, а число периодов в се- кунду — частотой переменного тока. За единицу частоты переменного тока принят герц (сокращенно впишут Гц), соответствующий одному колебанию в секунду. Частота тока в электроосветительных сетях равна 50 Гц. При таком токе электроны в проводах в течение одной секунды движутся 50 раз в одном направлении и столько же раз в обратном. Если ток этой ча- стоты, напряжение которого трансформатором понижено до несколь- ких вольт, пропускать через катушки электромагнитных систем излу- чателей головных телефонов, их мембраны будут колебаться с такой же частотой — телефоны преобразуют переменный ток в колебания воздуха, воспринимаемые в виде звука низкой тональности. С по- мощью выпрямительных устройств переменный ток электроосвети- тельной сети г можно преобразовать в постоянный ток для питания радиоаппаратуры, измерительных приборов. Герц — сравнительно мелкая единица частоты. Более крупные единицы частоты — килогерц (кГц), равный 1000 Гц, и мегагерц (МГц), равный 1000 кГц, или 1 000 000 Гц. В радиотехнике исполь- зуют переменные токи частотой от нескольких герц до тысяч мегагерц и более. Например, антенны передатчиков радиовещательных стан- ций питаются токами частотой примерно от 150 кГц до 50...60 МГц. Всю огромнейшую полосу частот переменных токов, используемых в радиосвязи, условно подразделяют на несколько участков — под- диапазонов. Токи частотой от 20 Гц до 20 кГц, соответствующие коле- баниям воздуха, воспринимаемым нашим органом слуха как звуки разной тональности, называют токами звуковой частоты, а переменные токи частотой от 20 до 100 кГц — токами ультразвуковой частоты. Токи частотой от 100 кГц до 30 МГц относят к токам высокой частоты, а токи частотой свыше 30 МГц — к токам ультравысокой и сверхвы- 40
Рис. 11. Структурная схема радиовещательной станции (а) и графики, иллюстрирующие электрические процессы, происходящие в передатчике радиостанции (б) сокой частоты. Затем следует подробно остановиться на передаче звуковой информации по радио. В упрощенном виде взаимодействие аппаратуры передающей ра- диовещательной станции можно представить в.виде структурной схемы (рис. 11, а). Генератор колебаний радиочастоты (РЧ), обозначенный на схеме прямоугольником, является «сердцем» всего комплекса пере- дающей аппаратуры и приборов радиостанций. Он вырабатывает (генерирует) ток высокой, но строго постоянной для данной радио- станции частоты. Эту стабильную частоту f обычно называют несущей, так как она определяет длину волны радиостанции. От генератора РЧ переменный ток поступает к усилителю мощнос- ти — треугольник на структурной схеме. После усиления до необхо- димой мощности колебания радиочастоты поступают в передающую антенну W и возбуждают вокруг нее электромагнитные колебания точно такой же частоты, распространяющиеся в окружающем про- странстве со скоростью света. Чтобы узнать длину излучаемой радио- волны % (в м) этой радиостанции, надо скорость распространения элект- ромагнитной энергии, выраженную в метрах в секунду, разделить на ее несущую частоту f в герцах. По известной же длине волны радио- станции нетрудно установить значение ее несущей частоты. В студии радиовещательной станции, откуда ведется передача, установлен микрофон В, преобразующий речь диктора в электрические колебания звуковой частоты, которые усиливаются до необходимого напряжения усилителем звуковой частоты (34). Ко входу усилителя вместо микрофона может быть подключен звукосниматель электро- проигрывателя или магнитофон. От студийного усилителя 34 коле- бания звуковой частоты подают на один из каскадов передатчика, на- зываемый модулятором, для воздействия на амплитуду тока, посту- пающего к усилителю мощности от генератора РЧ. В результате мощные колебания несущей частоты оказываются амплитудно-моду- 41
лированными и антенна передатчика излучает радиоволны — ампли- тудно-модулированные электромагнитные колебания радиочастоты. Электрические процессы, происходящие в аппаратуре передатчика радиовещательной станции, можно проиллюстрировать графиками, приведенными на рис. 11, б. Излученные радиовещательной станцией радиоволны, встречая на своем пути проводники радиоприемных антенн, возбуждают в них точно такие же амплитудно-модулированные колебания радиочастоты, как те, что поступают в антенну радиовещательной станции, только несравненно меньшей мощности. В радиовещательном приемнике они преобразуются в электрические колебания звуковой частоты, а затем в звук. В простейшем детекторном приемнике, собранном по схеме на рис. 9, первое преобразование осуществляется детектором, функцию которого выполняет диод VI, а второе — головными телефонами В1. Но, чтобы принимать сигналы определенной радиостанции, приемник надо настроить точно на ее несущую частоту. В рассматриваемом де- текторном приемнике это достигается подбором индуктивности ка- тушки L1, образующей вместе с электрической емкостью, сосредото- ченной между антенной и заземлением (на рис. 9 эту емкость символи- зирует конденсатор Са, обозначенный штриховыми линиями), селек- тивный (избирательный) элемент приемника — колебательный кон- тур. Чем больше емкость Са и чем большее число секций катушки ин- дуктивности включено в колебательный контур, тем меньше будет его собственная частота, тем, следовательно, на более длинноволновую радиостанцию может быть настроен приемник. Помочь кружковцам разобраться в сущности физических процес- сов, происходящих в детекторном приемнике, помогут графики, при- веденные на рис. 12. Пока студийный микрофон радиостанции не включен, в колебательном контуре приемника, настроенном на не- сущую частоту этой станции, под действием радиоволн возбуждаются незатухающие колебания радиочастоты постоянной амплитуды, а во время передачи — колебания такой же частоты, но изменяющие- ся по амплитуде со звуковой часто- той (рис. 12, а). С контура приемника ампли- тудно-модулированные колебания радиочастоты поступают на детек- тор, функцию которого выполняет диод. Этот полупроводниковый при- бор обладает свойством односторон- ней электропроводности: хорошо пропускает через себя ток одного направления и почти не пропускает ток обратного направления. При пропускании через диод перемен- г ного тока он как бы «срезает» полу- физнческнх’процессов в цепях периоды обратного направления, детекторного приемника В результате в цепи диодного де- 42
тектора приемника протекает ток одного направления, но пульсирую- щий с частотой принятого сигнала (рис. 12, б). Низкочастотная со- ставляющая этого тока (огибающая импульсов радиочастоты), проходя через электромагнитные системы головных телефонов, преобразуется ими в звук (рис. 12, в). Высокочастотной же составляющей тока теле- фоны оказывают большое сопротивление, и она идет параллельным путем через конденсатор (на рис. 9 — С7). ДИАПАЗОНЫ РАДИОВОЛН Руководитель кружка должен познакомить учащихся с диапазонами радиоволн. Весь участок радиоволн, в котором работает огромное ко- личество радиовещательных станций, условно подразделен на не- сколько диапазонов: длинноволновый (ДВ), средневолновый (СВ), коротковолновый (КВ), ультракоротковолновый (УКВ). В нашей стране длинноволновый диапазон охватывает волны длиной от 740,7 до 2000 м, что соответствует радиочастотам 405... 150 кГц; средневол- новый — радиоволны длиной от 186,9 до 571,4 м, что соответствует радиочастотам 1605...525 кГц; коротковолновый — радиоволны дли- ной от 24,8до 75,9 м, что соответствует радиочастотам 12,1...3,95 МГц; ультракоротковолновый — радиоволны длиной/п* 4,11 до 4,56 м, что соответствует радиочастотам 73...65,8 МГц. Коротковолновые радиовещательные станции неравномерно ис- пользуют КВ диапазон: больше всего их работает на волнах длиной около 25, 31, 41 и 50 м. Соответственно этому коротковолновый радио- вещательный диапазон подразделяется на 25-, 31-, 41- и 50-метровый поддиапазоны. Радиоволны УКВ диапазона называют также метровыми волнами. Вообще же ультракороткими называют все радиоволны короче 10 м. В этом диапазоне ведутся телевизионные передачи, работают радио- станции связи, оборудованные на автомашинах пожарной охраны, такси, скорой помощи, ГАИ. Согласно международному соглашению волна длиной 600 м (500 кГц) отведена для передачи сигналов бедствия SOS кораблями в море. На этой волне работают все морские аварийные радиопере- датчики, на эту волну настроены приемники всех спасательных стан- ций и маяков. Надо сказать учащимся, что, кроме амплитудной модуляции (AM), о которой говорилось выше, в радиовещании используется еще и частотная модуляция (ЧМ). При таком виде модуляции под действием колебаний звуковой частоты изменяется частота несущей, а амплитуда колебаний радиочастоты в антенне радиостанции остается неизмен- ной. Частотную модуляцию применяют, например, для передачи зву- кового сопровождения в телевидении, в радиовещании на УКВ диа- пазоне. В радиовещании на длинных, средних и коротких волнах при- меняется только амплитудная модуляция. ВАРИАНТЫ ДЕТЕКТОРНОГО ПРИЕМНИКА Теперь, когда у ребят есть представление о сущности радиопереда- чи и радиоприема, на которых работают радиовещательные станции, можно продолжить опыты с простейшими детекторными приемниками. 43
С помощью устройства, собранного по схеме на рис. 9, возможен прием только местных и наиболее мощных станций, работающих в диапазонах ДВ и СВ. Для приема радиостанций диапазона ДВ ин- дуктивность контурной катушки должна быть больше, а для приема станций диапазона СВ — меньше. Уменьшить собственную -частоту колебательного контура, чтобы тот же приемник можно было настраи- вать на более длинноволновую радиостанцию диапазона, можно разными путями, например введением в катушку высокочастотного сердечника, повышающего ее индуктивность, или подключением па- раллельно катушке конденсатора емкостью в несколько сотен пико- фарад. Настройка приемника скачкообразным включением в контур сек- ций катушки индуктивности, как это было в первом варианте детектор- ного приемника, наиболее проста, но она не обеспечивает необходи- мой точности настройки на несущую частоту радиостанции. Другой существенный недостаток такого приемника — непосредственное под- ключение к нему антенны, из-за чего может прослушиваться близкая по несущей частоте радиостанция. Первый недостаток можно устра- нить настройкой контура конденсатором переменной емкости, второй— включением в цепь антенны слюдяного или керамического конденса- тора емкостью 47... 150 пФ, как показано на схеме рис. 13, а. При этом часть отводов катушки окажутся ненужными. Конденсатор переменной емкости С2 такого детекторного приемни- ка может быть как с воздушным, так и с твердым диэлектриком. С целью обеспечения большей наглядности предпочтение следует отдать конденсатору с воздушным диэлектриком с максимальной емкостью 495 пФ, например от устаревшей модели лампового приемника. Сначала в контур включают две секции (100... 120 витков) катуш- ки и настраивают приемник конденсатором переменной емкости. При- знаком точной настройки на несущую частоту радиостанции будет Рис. 13. Схемы детекторного приемника с настройкой конденсатором переменной емкости (а) и с фиксированной настройкой (б) 44
наибольшая громкость звучания телефонов (или динамической голов- ки, если вместо телефонов к приемнику подключен усилитель звуко- вой частоты). Затем в контур включают все секции катушки и также настраивают приемник конденсатором переменной емкости. В первом варианте на приемник можно принимать сигналы радиовещательных станций диапазона СВ, во втором—диапазона ДВ (конечно, только тех станций, прием которых вообще возможен в данной местности на детекторный приемник). Таким образом, кружковцы знакомятся о детекторным приемником, имеющим плавную настройку конденсато- ром переменной емкости. Чем больше длина волны радиостанций, тем больше должна быть емкость конденсатора настройки. Может случиться, что на такой приемник не удается принять наи- более длинноволновую радиостанцию при максимальной емкости кон- денсатора настройки. В таком случае в катушку вводят ферритовый стержень марки 400НН или 600НН диаметром 8... 10 мм (его исполь- зуют для магнитных антенн транзисторных приемников). Он увеличи- вает индуктивность контурной катушки и тем самым смещает частот- ный диапазон, перекрываемый приемником, в сторону более длинных волн. Экспериментируя с двухдиапазонным приемником, замыкают не- столько раз проволочной перемычкой антенный конденсатор С1, чтобы оценить его влияние на настройку приемника. Ребята убеждаются, что с конденсатором в антенной цепи настройка острее и улучшается селективность приемника: значительно ослабевают или совсем не прослушиваются сигналы близких по частоте радиостанций. Объяс- няется это тем, что конденсатор ослабляет влияние антенны на на- стройку приемника. Если антенна непосредственно подключена к приемнику, в контур входит вся емкость антенного устройства (200...300 пФ), при подключении же конденсатора она становится меньше, потому что при последовательном соединении конденсаторов их общая емкость всегда меньше наименьшей емкости. При этом не только улучшается селективность, но и несколько расширяется в сторону более коротких волн диапазон, перекрываемый колебатель- ным контуром приемника. Антенный конденсатор — обязательный элемент всех сравнительно простых приемников, рассчитанных на работу с внешней наружной или комнатной антенной и заземлением. Следующий вариант детекторного приемника, с которым жела- тельно познакомить кружковцев,— с фиксированной настройкой на одну радиовещательную станцию (рис. 13, б). Конденсатор перемен- ной емкости С2 заменякЗт слюдяным или керамическим емкостью 100... 150 пФ. В катушку вводят ферритовый стержень диаметром 8... 10 мм. Подбором числа секций катушки, включенных в контур, грубо настраивают приемник на какую-либо радиостанцию, а затем, медленно извлекая стержень из катушки, добиваются наиболее гром- кого приема сигналов той же станции. Если стержень закрепить в таком положении внутри катушки, то приемник будет постоянно настроен на частоту этой станции. Можно поступить и иначе: включить катушку на диапазон СВ или 45
ДВ и настроить приемник на радиостанцию этого диапазона подбором конденсатора С2, заменяя его другими конденсаторами емкостью от 47...62 до 470...510 пФ. И в этом случае получится приемник с по- стоянной, фиксированной настройкой на несущую частоту выбранной станции. В принципе существует много вариантов детекторного приемника. Все они отличаются друг от друга только конструктивными особен- ностями настройки колебательного контура. Что же касается цепи, состоящей из диодного детектора и телефонов, которая подключена к контуру, то в любом варианте приемника она остается неизменной. Поэтому эту цепь лучше смонтировать на небольшой панели. Под- ключая ее к контурам с различными катушками индуктивности и способами настройки, можно продемонстрировать различные варианты конструкций детекторного приемника и дать возможность кружков- цам самостоятельно проверить их работоспособность. Представляется нецелесообразным включать в план практических работ кружка конструирование детекторных приемников, потому что они, даже будучи конструктивно законченными, не найдут практичес- кого применения. Нет никакого смысла тратить на них детали, мате- риалы, время. Определенный интерес могут представлять лишь при- емники-сувениры, оформленные в виде куклы-матрешки, фигурки жи- вотного, макета антенной башни телецентра с проволочными гнездами для подключения антенны, заземления и головных телефонов. В даль- нейшем они могут быть дополнены транзисторными усилителями зву- ковой частоты, обеспечивающими радиоприем достаточной громкости. В таких приемниках целесообразно использовать малогабаритные контурные катушки с высокочастотными сердечниками, повышаю- щими их добротность и позволяющими в некоторых пределах изме- нять их индуктивность. Возможные конструкции таких катушек по- казаны на рис. 14. Одна из них рассчитана на диапазон СВ, другая — на диапазон ДВ. Основой катушек служат отрезки круглого стерж- ня из феррита марки 400НН или 600НН длиной 50...60 мм. Бумаж- ный каркас катушки, склеенный на подходящей болванке (можно на том же стержне), должен с небольшим трением перемещаться вдоль стержня. Индуктивность катушек такой конструкции будет тем боль- ше, чем ближе к середине стержней они находятся. Катушка диапа- зона СВ должна содержать 80...90 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,15...0,2 мм, а катушка диапазона ДВ — 250...260 витков такого же провода, но намотанных четырь- мя-пятью секциями по равному числу витков в каждой. Секци- онная намотка длинноволновой катушки, как и однорядная сред- неволновой, уменьшает ее собст- венную емкость. Принципиальные схемы при- емников-сувениров такие же, как приведенная на рис. 13, б. Емкость антенного конденсатора Рис. 14. Катушки с высокочастотными сердечниками 46
Cl —47...62 пФ (чем она меньше, тем лучше селективность приемника, но меньше его чувствительность), конденсатора С2 — до 470...510 пФ, конденсатора СЗ— 3000...6800 пФ. Соединив детали по схеме и подключив антенну и заземление, подбором конденсатора С2 грубо настраивают приемник на радиостанцию, а затем точно — перемеще- нием катушки по ферритовому стержню, добиваясь наибольшей гром- кости приема этой радиостанции. В таком положении контурной ка- тушки ее каркас закрепляют на стержне несколькими каплями клея БФ-2. Конструкция и внешнее оформление приемников зависят от фанта- зии ребят. громкоговорящий РАДИОПРИЕМНИК После того как кружковцы уяснили принцип работы детекторного приемника, следует обратить их внимание на то, что в нем нет соб- ственного источника электрической энергии и все процессы происходят за счет энергии принимаемых радиоволн. Величина этой энергии чрез- вычайно мала. Ее достаточно для нормальной работы только та- ких чувствительных устройств, как головные телефоны. В исключи- тельных случаях, когда передатчик радиовещательной станции нахо- дится неподалеку от места радиоприема, детекторный приемник мо- жет негромко работать на чувствительный абонентский (радиотранс- ляционный) громкоговоритель. В обычных же условиях для обеспе- чения громкого радиоприема необходимо усиление принятых сигналов радиостанций с помощью транзисторов или электронных ламп. По своему назначению различают усилители радиочастоты и зву- ковой частоты. Первые используют для усиления принятых модули- рованных колебаний высокой частоты, прежде чем они будут проде- тектированы, т. е. до детектора, вторые — для усиления колебаний звуковой частоты, выделенных детектором из модулированных коле- баний, т. е. после детектора. Если между колебательным контуром и диодом детекторного приемника включить усилитель радиочастоты, а после диода усилитель звуковой частоты, то на выход такого при- емника можно включить динамическую головку прямого излучения, которая обеспечит громкое воспроизведение принятого радиосигнала. Структурная схема такого приемника показана на рис. 15. Функ- ции, выполняемые его входным колебательным контуром LC, диодом V и динамической головкой В, такие же, как функции аналогичных элементов детекторного приемника. Но здесь принятый сигнал до Рис. 15. Структурная схема приемника прямого усиления 47
детектирования усиливается усилителем радиочастоты. Поэтому на выходе детектора получаются более мощные колебания, которые до- полнительно усиливаются включенным после него усилителем звуко- вой частоты. Полученное устройство обеспечивает громкий прием радиовещательных станций, в том числе и некоторых наиболее мощ- ных отдаленных, потому что его чувствительность (способность реа- гировать на слабые сигналы) в тысячи раз выше чувствительности детекторного приемника. В радиоприемниках, собранных по такой структурной схеме, про- исходит только одно преобразование модулированных колебаний — детектирование. До детектора эти колебания усиливаются до напря- жения, обеспечивающего нормальную работу детектора. Приемники такого класса называют приемниками прямого усиления; они харак- теризуются условной формулой, в которой детектор обозначают ла- тинской буквой V, а число каскадов, образующих усилители радио- и звуковой частоты, — соответствующими цифрами, стоящими перед этой буквой и после нее. Например, формула приемника прямого усиления с однокаскадными усилителями радио- и звуковой частоты: 1-V-1; с двухкаскадными усилителями: 2-V-2. ' К концу занятий 1-го учебного года кружковцы должны овладеть знаниями и навыками, достаточными для осмысленного подхода к конструированию транзисторных приемников 2-V-2 и даже 2-V-3 или ламповых 1-V-1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ, ТРАНЗИСТОРЫ и имс Диоды и транзисторы — характерные представители «армии» полу- проводниковых приборов, наиболее широко используемых радиолю- бителями при конструировании радиотехнических устройств. Диоды применяют для детектирования радиочастотных сигналов, выпрям- ления переменного тока в блоках питания аппаратуры, а транзисто- ры — для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов различных частот, стабилизации напряжений. Наряду с радиоустройствами на диодах и транзисторах все большее распро- странение в радиотехнических конструкциях, создаваемых школьни- ками, получают интегральные микросхемы (ИМС) — миниатюрные электронные блоки, выполняющие функции разных по сложности и назначению усилительных, генерирующих, преобразовательных и других устройств. Хорошо поставленные опыты и эксперименты с диодами, транзисто- рами, а позже и с интегральными микросхемами — главное, что может наилучшим образом помочь кружковцам понять принцип работы и практическое применение полупроводниковых приборов. Без опытов беседы по этой теме не будут доходчивыми. Опыты и эксперименты, кроме того, помогут учащимся овладеть практическими навыками эксплуатации измерительных приборов. Но прежде чем подробно рассмотреть полупроводниковые приборы, руководителю кружка следует остановиться на полупроводниках и их свойствах. 48
НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ПОЛУПРОВОДНИКАХ Как известно, основным материалом, используемым при изготов- лении активных радиоэлементов, являются полупроводники. Полу- проводники занимают промежуточное место по электропроводности между проводниками и непроводниками электрического тока. Они проводят электрический ток хуже, чем проводники, но лучше, чем такие диэлектрики, как фарфор, воздух. К группе полупроводников относится гораздо больше веществ, чем к группам проводников и диэлектриков, взятым вместе. Наиболее характерными представителями полупроводников, нашедших прак- тическое применение в технике, являются германий, кремний, селен, закись меди и многие другие вещества. Кружковцы должны знать наиболее характерные свойства полу- проводников, отличающие их от проводников. Основное внимание следует уделить электропроводности полупроводников, которая силь- но зависит от температуры. При температуре, близкой к абсолютному нулю (—273 °C), полупроводники ведут себя подобно изоляторам. Большая же часть проводников при таких температурах становится сверхпроводниками, т. е. совсем не оказывают сопротивление току. С повышением температуры полупроводников их «сопротивление току уменьшается, а у проводников увеличивается. Электропроводность полупроводников под действием света (так называемая фотопроводи- мость) улучшается, а у проводников не изменяется. Полупроводники способны преобразовывать энергию света непосредственно в энергию электрического тока, что, в частности, используется на гелиоэлектро- станциях, на космических кораблях для питания устанавливаемой на них научной аппаратуры. Ток в проводниках обуславливается только упорядоченным дви- жением свободных электронов. В полупроводниках же, кроме свобод- ных электронов, есть еще и так называемые «дырки» — пустые места в кристаллической решетке вещества, положительные заряды которых равны отрицательным зарядам электронов. В чистом полупроводни- ке, например в кристалле германия, число дырок равно числу свобод- ных электронов. Если к такому полупроводнику приложить постоян- ное электрическое напряжение, то в нем под действием электрического поля возникнет упорядоченное движение электронов в сторону поло- жительного полюса и дырок — в сторону отрицательного полюса ис- точника напряжения. В результате в полупроводнике появится элек- трический ток, носителями которого будут свободные электроны и дырки. Общее число носителей тока при комнатной температуре относительно невелико, поэтому электропроводность такого полу- проводника, называемая собственной, также невелика. Наиболее характерным свойством полупроводника является резкое изменение соотношения содержащихся в нем свободных электронов и дырок при введении в него некоторых других химических элемен- тов. Такой полупроводник называют примесным. Полупроводник, в котором электронов больше, чем дырок, называют полупроводником с электронной проводимостью или полупроводником n-типа (и — пер- вая буква латинского слова «negativus», что означает отрицатель- 49
Рис. 16. Схематическое устройство и принцип действия полупроводникового диода ный). В полупроводнике м-типа основными носителями тока являются электроны, а дырки неосновными. Тот же примесный полупровод- ник, в котором дырок больше, чем электронов, называют полупровод- ником с дырочной электропроводностью или полупроводником р-типа (р — первая буква латинского слова «positivus» — положительный). В нем основными носителями тока будут дырки, а неосновными — электроны. Теперь, когда кружковцы получили некоторое представление о явлениях, происходящих в полупроводниках, следует объяснить им принцип действия приборов, работа которых основана на этих явле- ниях. Добавление в чистый полупроводник примесей в виде атомов дру- гих химических элементов позволяет создавать пластинку полупро- водника, одна часть объема которой будет иметь проводимость р-типа, а другая — проводимость n-типа. При этом между противоположными областями по основным носителям тока в полупроводнике возникает электронно-дырочный переход, называемый также р-п переходом. Если область р такого полупроводника соединить с положительным полюсом источника постоянного напряжения, а область п с отрица- тельным (рис. 16, а), то электроны из области п, где их избыток, бу- дут свободно переходить в область р, а дырки из области р в область п. Оба эти процесса создают через р-п переход значительный электриче- ский ток. При обратной полярности подключения источника постоян- ного напряжения (рис. 16, б) р-п переход как бы расширяется. Теперь немногие носители тока могут пройти через р-п переход, и ток через него и в электрической цепи, в которую он включен, будет незначи- тельным. Это явление называют односторонней электропроводностью р-п перехода. Постоянное напряжение с полярностью, при которой ток свободно проходит через р-п переход (положительный полюс источника соеди- нен с p-областью), называют прямым напряжением Ua9, вызванный этим напряжением ток относительно большой величины — прямым током /др, а направление тока из области р в область п — прямым или пропускным. Аналогично постоянное напряжение противополож- ной полярности (положительный полюс источника соединен с п- об- ’ ластью) называют обратным напряжением создаваемый им ток весьма малого значения — обратным током /обр, а направление этого 50
тока из области п в область р — обратным. Первое из этих состояние р-п перехода называют открытым, второе — закрытым. На процессах, происходящих в зонах р-п переходов, и основано действие диодов, транзисторов и многих других полупроводниковых приборов. ДИОДЫ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ В радиолюбительских конструкциях наиболее широко используют точечные и сплавные диоды. С ними и надо в первую очередь позна- комить кружковцев. Точечные диоды применяют для детектирования радиочастотных модулированных колебаний, а также в маломощных выпрямителях для питания аппаратуры и приборов, потребляющих сравнительно небольшие токи — не более нескольких десятков мил- лиампер. К ним, в частности, относятся германиевые точечные диоды серий Д2, Д9, ДЮ, кремниевые точечные диоды серий Д101, ДЮЗ, кремниевые микросплавные точечные диоды серии Д223. Выпрямитель- ные диоды предназначаются для работы в выпрямителях приемников, усилителей и другой радиоаппаратуры, питающейся от сети перемен- ного тока. В блоках питания такой аппаратуры обычно используют преимущественно кремниевые сплавные диоды малой мощности серий Д206, Д226 (среднее значение выпрямленного тока не более 0,3 А) и диоды средней мощности серий КД202, Д243, Д248 (средний выпрям- ленный ток от 0,3 до 10 А). Схема устройства и конструкция точечного диода показаны на рис. 17. К пластинке германия или кремния площадью около 1 мм2, обладающей электропроводностью n-типа, т. е. электронной, прижат заостренный конец тонкой позолоченной проволоки из вольфрама или фосфористой бронзы. Через контакт проволока-пластинка полупро- водника пропускают импульсы постоянного тока. При этом небольшой объем полупроводника вблизи острия проволоки приобретает электро- проводность p-типа (дырочную), а между ним и остальным объемом пластинки возникает р-п переход. Получается двухэлектродный при- бор — диод, обладающий односторонней проводимостью тока от острия проволоки к пластинке полупроводника. Контактным вы- водом положительного электрода диода служит проволока, отрица- тельного электрода — криста л лодержатель. Детали точечных диодов заключены в стеклянные корпуса, обычно окрашенные черным лаком. Рис. 17. Схематическое устройство и конструкция точечного диода 51
Проволочный вывод Рис. 18. Схематическое устройство и конструкции сплавных диодов малой (а) и средней (б) мощности Кремниевый сплавной диод средней мощности представляет собой пластинку кремния с электронной электропроводностью (п-типа), в середину которой вплавлен цилиндрический столбик из алюминия на рис. 18 справа вверху). Некоторое количество атомов алюминия диффундирует в пластинку, благодаря чему электропроводность части объема пластинки в зоне столбика становится дырочной (p-типа), а между нею и остальным объемом пластинки образуется р-п переход с хорошей проводимостью от алюминия к кремнию. Корпус металли- ческий, с проволочными выводами. Такую конструкцию имеют и гер- маниевые сплавные диоды, например серии Д7, только у них в герма- ниевую пластинку вплавляют индий. В кремниевом сплавном диоде средней мощности (на рис. 18, б справа внизу) между двумя пластинками кремния структур p-типа и n-типа прокладывают алюминиевую фольгу и нагревают. При нагреве алюминий сплавляется с обоими пластинками кремния и внутри по- лучившейся монолитной пластинки образуется р-п переход. Так, в частности, устроены диоды серий КД202, Д242, Д248. Во время работы диодов средней мощности на их р-п переходах рассеивается большое количество теплоты, из-за чего они могут пере- греваться и выходить из строя. Чтобы предотвратить тепловой про- бой р-п переходов, диоды с помощью резьбовых выводов с гайками устанавливают на теплоотводящие радиаторы, функции которых мо- гут выполнять металлические пластины, металлические шасси радио- технических устройств.. Работу диода как выпрямителя можно проиллюстрировать графи- ками, показанными на рис. 19: левый изображает переменное напря- жение, подаваемое на диод, а правый — ток на выходе диода. При положительных полупериодах переменного напряжения на аноде диод открывается и через него, а значит и во всей цепи, в которую он включен, течет прямой ток 7пр. При отрицательных полупериодах на аноде диод закрывается и в цепи течет незначительный обратный 52
Рис. 19. Принцип действия диода ток диода 7о6р. Диод как бы срезает большую часть переменного тока во время отрицательных полупериодов (на правом графике от- мечено штриховыми линиями). В результате в цепи, в которую вклю- чен диод, течет уже не переменный, а пульсирующий ток — ток одного направления, но изменяющийся по абсолютной величине с частотой переменного тока. После «сглаживания» пульсаций выпрямленный ток становится практически постоянным и им можно питать радио- аппаратуру. Зависимость тока через диод от значения и полярности напряже- ния, приложенного к нему, изображают в виде кривой, называемой вольтамперной характеристикой диода. Примером может служить вольтамперная характеристика германиевого точечного диода Д9Д, показанная на рис. 20. Из характеристики видно, что диод Д9Д открывается и через него начинает идти ток при прямом напряжении около 0,1 В. При напря- жении 0,5 В прямой ток увеличивается до 10 мА, а при напряжении 0,6...0,7 В он достигает уже 35...40 мА. Прямая ветвь (в правой верх- ней части), идущая круто вверх, отражает быстрый рост прямого тока через диод с увеличением подаваемого на него прямого напряжения. Обратная ветвь кривой (в левой нижней части), идущая почти парал- лельно горизонтальной оси t/o6p, характеризует медленный рост обратного тока через диод при увеличении обратного напря- Рис- 20< Вольтамперная жения. При обратном напряже- характеристика точечного диода нии, превышающем максималь- но допустимое £/обр. макс, р-п пе- реход может пробиться и диод утратит свои выпрямляющие свойства. Примерно такую вольтампер- ную характеристику имеют все полупроводниковые диоды. Но у кремниевых диодов ее прямая ветвь как бы сдвинута вправо, потому что открываются они лишь при прямом напряжении 0,5...0,7 В. Обратное сопротивление дио- да, которое можно измерить ом- 53
метром, исчисляется десятками и сотнями тысяч килоом, а прямое зави- сит от прямого напряжения, приложенного к диоду: чем оно больше, тем больше прямой ток и меньше прямое сопротивление. Определить сопротивление диода можно по току, текущему через него, и падению напряжения на нем. Если, например, через сплавной диод течет пря- мой ток, равный 200 мА (0,2 А), и при этом на нем падает напряжение 1 В, то по закону Ома прямое сопротивление диода будет: 7? = U/I = = 1 В/0,2 А = 5 Ом. У германиевых диодов оно меньше, у кремние- вых — больше. Вообще же детектирующие и выпрямительные свойства диодов тем лучше, чем больше их обратное и меньше прямое сопро- тивления. Основные параметры наиболее распространенных точечных и сплавных диодов приведены в приложении (табл. 3). Диоды серий Д2, Д9, Д18, Д20, Д7, ДЗОЗ, Д304—германиевые, а серий Д202—Д211, Д217, Д226, Д242, Д243 и Д245—Д247 — кремниевые. Максимально допустимый средний выпрямленный ток /выпР. макс— параметр, показывающий значение постоянной составляющей тока в активной нагрузке однополупериодного выпрямителя без конденса- тора, сглаживающего пульсации выпрямленного тока. Превышение этого параметра снижает срок работы диода. В однополупериодном выпрямителе с конденсатором на выходе и в выпрямителе с удвоением выпрямленного напряжения диод может надежно работать при усло- вии, если средний выпрямленный ток, потребляемый нагрузкой, не превышает 0,5...0,7 /выпр. макс. В двухполупериодном выпрямителе или в выпрямителе по мостовой схеме с фильтрующим конденсатором на выходе надежная работа диодов обеспечивается, если средний вы- прямленный ток, потребляемый нагрузкой, не превышает 1...1.4 значения 7выпр. макс для одного диода. Максимально допустимое постоянное обратное напряжение ^обр. макс — параметр, характеризующий наибольшее обратное напря- жение, при котором диод может надежно работать длительное время. Если на диоде появляется (даже кратковременно) обратное напряже- ние больше допустимого, он может быть пробит. Напряжение постоянного тока, которое необходимо получить от выпрямителя, должно быть примерно вдвое меньше t/o6p. макс. Чтобы йолучить большее значение выпрямленного напряжения, надо соот- йетственно увеличить число диодов, включаемых последовательно в выпрямитель. Германиевые диоды могут работать при температурах окружающего воздуха от —60 до +70 °C, а кремниевые от —60 до +125 °C. Указан- ные в приложении параметры 7выпр, макс и t/o6n. М8КС соответствуют температуре воздуха, окружающего диод, от +15 до 25 °C. При более высокой температуре необходимо снижать обратное напряжение и уменьшать ток, потребляемый нагрузкой выпрямителя. Сделать более доступным для кружковцев материал, характери- зующий диод как прибор с односторонней проводимостью тока, помо- жет такой опыт. Соединяют последовательно батарею 3336Л и лам- почку накаливания МНЗ,5-0,28 (на напряжение 3,5 В и ток накала 0,28 А) и подключают эту цепь к сплавному диоду из серии Д7 или 54
Рис. 21. Опыт с диодом Д226 так, чтобы на анод диода непосредственно или через лампочку подавалось положительное, а на катод — отрицательное напряжение батареи (рис. 21, а). Лампочка должна гореть полным накалом. За- тем изменяют полярность подключения цепи батарея — лампочка на обратную (рис. 21, б). Если диод исправный — лампочка не горит. В этом опыте лампочка накаливания выполняет двойную функцию: служит индикатором тока в цепи и ограничивает ток в этой цепи до 0,28 А, тем самым защищая диод от перегрузки. „Последовательно с батареей и лампочкой накаливания можно включить еще миллиампер- метр на ток 300...500 мА, который бы фиксировал прямой и обратный токи через диод. Для закрепления изложенных выше сведений полезно опытным путем снять и построить с кружковцами вольтамперные характери- стики германиевого и кремниевого диодов (прямые ветви). Для этого собирают цепь по схеме, приведенной на рис. 22. К гальваническому элементу G напряжением 1,5 В (332, 343) подключают переменный резистор R1 сопротивлением 50...100 Ом, а между его движком и нижним (по схеме) выводом включают последовательно соединенные германиевый сплавной диод, например серии Д7 или ДЗОЗ с любым буквенным индексом, миллиамперметр постоянного тока РА и резистор R2 сопротивлением 10...20 Ом, ог- раничивающий ТОК В ЭТОЙ цепи ДО Рис- Схема снятия прямой ветви 100...150МА. Параллельно ДИОДУ характеристика диода подключают вольтметр постоянного тока Р17, способный фиксировать напряжение до десятых долей вольта. Движок переменного резистора R1, выполняющего функцию дели- теля напряжения элемента G, ус- танавливают в крайнее нижнее по схеме положение, а затем, внима- тельно следя за показаниями изме- рительных приборов, очень медлен- но и плавно перемещают его в сторо- ну верхнего положения. Одновре- менно записывают показания изме- рительных приборов при напряже- 55
ниях на диоде 0,05; 0,1; 0,15 В и т. д. до напряжения 0,4...0,5 В че- рез каждые 0,05 В. По этим данным строят на миллиметровой бумаге график зависимости тока через диод от напряжения на нем. По гори- зонтальной оси вправо от начала координат откладывают прямые нап- ряжения С/пр, подаваемые на диод, а по вертикальной оси вверх — соответствующие им прямые токи через диод /пр. Соединив экспе- риментальные точки на графике, получают прямую ветвь вольт- амперной характеристики диода. Она должна быть примерно такой, как аналогичная ветвь характеристики, изображенная на рис. 20. Целесообразно на том же графике построить прямую ветвь вольт- амперной характеристики кремниевого сплавного диода, например серии Д226 (с любым буквенным индексом). Она будет правее прямой ветви характеристики германиевого диода и более пологой. Лабораторная работа по снятию прямых ветвей вольтампернцх характеристик диодов позволяет юным радиолюбителям запомнить, что германиевые диоды открываются и начинают проводить прямой ток при прямом напряжении 0,1...0,15 В, а кремниевые — 0,6...0,7 В. Эти напряжения, называемые также начальными напряжениями сме- щения, имеют прямое отношение и к транзисторам. Выпрямительные свойства диодов желательно продемонстрировать на экране осциллографа при работе диодов в режиме однополупериод- ного и двухполупериодного выпрямления переменного тока с фильт- рующими конденсаторами на выходе и без них. ТРАНЗИСТОРЫ После того как кружковцы познакомились с диодами и уяснили сущность происходящих в них процессов, можно перейти к рассмот- рению более сложных полупроводниковых приборов — транзисторов. Транзисторы предназначены для усиления, генерирования и преобра- зования электрических колебаний. Различают транзисторы биполяр- ные и полевые. Транзисторы первого вида называются так потому, что носителями тока в них выступают как электроны, так и дырки, а в полевых только электроны или только дырки. В связи с тем, что долгое время использовались только исключительно биполярные тран- зисторы, их в отличие от полевых часто именуют просто транзисто- рами. В кружках радиотехнического конструирования наибольшее рас- пространение получили биполярные транзисторы. Основой (базой) сплавного германиевого транзистора служит пластинка германия структуры n-типа площадью в несколько квад- ратных миллиметров и толщиной 0,1...0,3 мм, в противоположные плоскости которой вплавлены капли индия (рис. 23, а). Проникшие в глубь пластинки атомы индия образуют в ней возле мест вплавления области структуры p-типа, а между ними и остальным объемом пла- стинки два р-п перехода (подобные р-п переходу диода). Получается транзистор структуры р-п-р. Одну из p-областей называют эмиттером, т. е. излучателем электрических зарядов, другую р-область — кол- лектором, т. е. собирателем зарядов, а тонкую среднюю часть германи- t 56
Индий Пластин- ка герма- ния п-типа Б. база Коллектор Индии Эмиттер Пластинка германия или кремния с р'-п переходом Эмиттер Кристоллодержатель Стеклянный Пэ Пб Rtf изолятор и и Кристаллодерто - тель Олой о с фосфо- ром база Коллектор Олово с фосфором 6 V. Пластинка кремния р-типа п-р ff а Рис. 23. Схематическое устройство и конструкция маломощных сплавных транзисторов евой пластинки, сохранившей структуру п-типа, — базой транзистора. Так, в частности, устроены широко используемые радиолюбителя- ми маломощные низкочастотные р-п-р транзисторы серий МП39—МП42. Электронно-дырочный переход между эмиттером и базой называют эмиттерным, а между базой и коллектором — коллекторным. Аналогично устроены и германиевые п-р-п транзисторы, например серий МП35—МП38. Но у них основой (базой) служит германиевая пластинка структуры p-типа, а эмиттер и коллектор образованы вплав- лением в поверхности пластинки сплава свинца с сурьмой. Основа сплавного кремниевого п-р-п транзистора (рис. 23, б) — пластинка кремния структуры p-типа. Области эмиттера и коллек- тора, обладающие электропроводностью n-типа, создаются путем сплавления олова с фосфором. Чтобы область базы была возможно тоньше, капля материала коллектора вплавляется в углубление, сделанное в кремниевой пластинке. По такой технологии изготавли- вают, например, маломощные низкочастотные транзисторы серий МП101, МП 103, МП111 — МП113. Существуют и другие технологии изготовления биполярных тран- зисторов малой мощности. Например, планарно-эпитаксиальная тех- нология используется для высокочастотных кремниевых транзисторов серий КТ315, КТ361, а сплавно-диффузионная для высокочастотных германиевых транзисторов серий П401—403, ГТ308, ГТ309, ГТ310 (рис. 24). Все способы изготовления транзисторов довольно сложные, поэтому и параметры полупроводниковых приборов даже в одной партии несколько отличаются друг от друга, что приходится учиты- вать при конструировании радиоаппаратуры. У транзисторов средней и большой мощности полупроводниковые пластинки с р-п переходами значительно больше, чем у транзисторов малой мощности. Токи, текущие через р-п переходы мощных транзис- торов, достигают нескольких ампер, из-за чего они сильно нагреваются. Для отвода теплоты коллекторы таких транзисторов припаивают всей 57
Рис. 24. Конструкции планарно-эпитаксиального (а) и сплавно-диффузионного (б) высокочастотных транзисторов Рис. 25. Конструкция мощного транзистора и крепление его на теплоотводящем радиаторе плоскостью к массивным, обычно медным, кристаллодержателям- ножкам, а сами транзисторы монтируют на металлических пласти- нах — радиаторах (рис. 25). Надо обратить внимание кружковцев на различие в графических изображениях биполярных транзисторов разных структур на прин- ципиальных схемах. При этом необходимо подчеркнуть, что стрелка эмиттера символизирует направление тока через транзистор. Основное условие, при котором транзистор способен усиливать электрические колебания, — наличие прямого напряжения на эмит- терном р-п переходе и обратного на коллекторном. Это условие для транзистора структуры п-р-п (рис. 26, а) реализуется, если подать от КА
Рис. 26. Схемы включения биполярных транзисторов структуры п-р-п (а) и р-п-р (б) источника постоянного тока С/П1)Т на коллектор относительно эмиттера положительное напряжение икэ и соединить базу с положительным полюсом того же источника питания через базовый резистор /?б. Величина напряжения на коллекторе может быть 3...9 В и более, а на базе относительно эмиттера (7БЭ 0,6...0,7 В (для германиевого транзистора 0,1 .-.0,15 В). Положительное напряжение на базе, на- зываемое начальным напряжением смещения, открывает транзистор и через коллектор начинает идти ток коллектора /к, значение кото- рого зависит от усилительных свойств транзистора и напряжения источника питания. При подаче-на базу (через конденсатор Ссв) элект- рических колебаний ток коллектора становится колеблющимся, по форме повторяя ток в базовой цепи, но в больших пределах. Если электрические колебания на базе звуковой частоты, а в цепь коллек- тора транзистора вместо резистора RH включить головные теле- фоны, то они преобразуют усиленный сигнал в звук. Осмыслить происходящие процессы кружковцам поможет опыт с использованием измерительных приборов и осциллографа, иллюстри- рующий работу транзистора в режиме усиления. Источником усили- ваемого сигнала может быть генератор колебаний звуковой частоты. Если напряжение смещения на базе кремниевого п-р-п транзистора, например серии КТ315, будет в пределах 0,6...0,7 В, то сигнал на вхо- де и выходе усилителя должен быть правильной синусоидальной фор- мы. Без смещения на базе тот же сигнал на выходе усилителя стано- вится искаженным, исказится и звук в головных телефонах, включен- ных в коллекторную цепь транзистора. Для транзистора структуры р-п-р полярность включения источ- ника питания должна быть такой, чтобы на его коллектор и базу пода- вались отрицательные напряжения относительно эмиттера (рис. 26, б). Напряжение смещения на базе германиевого транзистора должно быть 0,1...0,15 В, на базе кремниевого транзистора — 0,6...0,7 В. В усилительном каскаде, собранном по схеме на рис. 26, общим электродом для токов базовой и коллекторной цепей транзистора слу- жит эмиттер. Поэтому такой способ включения транзистора называют включением по схеме с общим эмиттером или, сокращенно, по схеме ОЭ. Существуют еще два способа включения транзисторов: по схеме с общим коллектором (ОК) и по схеме с общей базой (ОБ). В первом из этих способов общим для входной и выходной цепей транзистора является коллектор, во втором — база. Но такие включения транзи- сторов применяют значительно реже, чем по схеме ОЭ. 5»
Качество и усилительные свойства транзисторов характеризуются многими параметрами. Для начинающих радиолюбителей наиболее важными, с практической точки зрения, следует считать три: обрат- ный ток коллектора /КБО, статический коэффициент передачи тока /г21Э и граничная частота коэффициента передачи тока /гр. Обратный ток коллектора 1^ъо — это неуправляемый ток через коллекторный р-п переход, создаваемый неосновными носителями то- ка. Ток /КБО, измеренный при обратном напряжении на этом перехо- де, характеризует качество транзистора: чем он меньше, тем выше качество транзистора. У маломощных низкочастотных транзисторов серий МП39—МП42, например, ток /КБО не должен превышать 30 мкА (фактически он обычно меньше), а у маломощных германиевых высоко- частотных транзисторов — не более 5 мкА. Для исправных кремние- вых маломощных транзисторов, например серии КТ315, ток 7КБО менее 0,1 мкА. Транзисторы с большими значениями 7КБО, чем ука- занные в справочниках, в работе неустойчивы, особенно при повышен- ных температурах окружающей среды. Статический коэффициент передачи тока h2ia характеризует усилительные свойства транзистора. Численное значение этого пара- метра показывает, во сколько раз ток коллектора больше вызвавшего его тока базы. Чем больше коэффициент Л21э, тем большее усиление сигнала может обеспечить данный транзистор. При измерении этого параметра транзистор включают по схеме ОЭ. В радиолюбительских конструкциях чаще всего используются тран- зисторы со средним коэффициентом Л21э — примерно от 50 до 100. Транзисторы с большим коэффициентом Л21э требуют повышенной ста- билизации режима работы по постоянному току. Граничная частота коэффициента передачи тока frp (в кГц или МГц) позволяет судить о возможности использования транзистора для усиления колебаний тех или иных частот. Коэффициент /гр низ- кочастотных транзисторов серий МП40—МП42, например, 1 МГц, а высокочастотных транзисторов серий П401—П403 более 30 МГц. Прак- тически для усиления используют транзисторы со значительно боль- шей граничной частотой, чем частота усиливаемого сигнала, так как с повышением частоты входного сигнала коэффициент Л21э транзистора уменьшается. Кроме названных выше, в своей практической работе кружковцы должны учитывать и такие параметры транзисторов, как максимально допустимое постоянное напряжение коллектор—эмиттер Укэ, макси- мально допустимый постоянный ток коллектора 7К макс и максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора Рк макс — мощ- ность на коллекторном р-п переходе. Превышение допустимых зна- чений хотя бы одного из этих параметров ведет к порче полупровод- никового прибора. Значения этих и некоторых других параметров биполярных транзисторов широкого применения, а также рекомен- дации по их эксплуатации можно найти в соответствующей справоч- ной литературе, а чертежи конструкций с расположением выводов 60
транзисторов, наиболее часто используемых в радиолюбительской практике, приведены в приложении (табл. 2). Очень важно, чтобы кружковцы умели разбираться в условных обозначениях транзисторов. Все вновь разрабатываемые и серийно выпускаемые транзисторы (в том числе полевые) имеют обозначения, состоящие из трех элементов, например: ГТ309А, КТ315Б, ГТ403И. Первый элемент — буква Г или К (или цифра 1 или 2) характеризует исходный полупроводниковый материал транзистора и температурные условия его работы. Буква Г (или цифра 1) присваивается германие- вым, а букв? К (или цифра 2) — кремниевым транзисторам. Цифра вместо буквы указывает на то, что данный транзистор может работать при повышенных температурах: германиевый — выше -J-60 °C, кремниевый — выше 4-85 °C. Второй элемент — буква Т — начальная буква слова «транзистор». Третий элемент — трехзначное (или четырехзначное) число, харак- теризующее частотные свойства и мощности транзисторов. Это число присваивается транзистору по признакам, приведенным в табл. 1. Таблица I Классификация транзисторов * Группа транзисторов Макс, рассеива- емая мощность, Вт Частоты применения, МГц ДО 3 f 3...30 св. 30 Транзисторы Малой мощности Средней мощности Большой мощности ДО 0,3 0,3 ... 3 св. 3 101 ... 199 401 ... 499 701 ... 799 201 ... 299 501 ... 599 801 ... 899 301 ... 399 601 ... 699 901 ... 999 Четвертый элемент — буква, характеризующая разновидность группы транзисторов данной серии. Несколько примеров расшифровки действующей системы марки- ровки биполярных транзисторов: ГТ109А — германиевый маломощ- ный низкочастотный транзистор группы А серии ГТ 109; КТ315В — кремниевый маломощный высокочастотный транзистор группы В се- рии КТ315; ГТ403И — германиевый средней мощности низкочастот- ный транзистор группы И серии ГТ403. Одновременно с изложенной выше продолжает действовать система обозначения транзисторов, разработанных до 1964 г., например: П25А, МП39А. Буква М означает, что транзистор с холодносварным корпусом, буква П — первая буква слов «плоскостной транзистор». Прежде чем кружковцы вмонтируют транзистор в то или иное ра- диотехническое устройство, желательно, чтобы они проверили его обратный ток коллектора /КБО и статический коэффициент передачи тока Л21Э- Сделать это можно с помощью прибора, описанного на с. 100—102. (Эта проверка обязательна для транзисторов, уже исполь- зовавшихся в других радиотехнических устройствах.) Полевые транзисторы — разновидность полупроводниковых при- боров, используются для усиления и генерирования электрических 61
Рис. 27. Полевой транзистор колебаний различных частот. В них управление рабочим током осу- ществляется не током во входной (базовой) цепи, как в биполярном транзисторе, а воздействием на носители тока электрического поля. Отсюда и название таких транзисторов — «полевые». Основой полевого транзистора с р-п переходом служит пластин- ка кремния с электропроводностью n-типа, в которой имеется тонкая область с электропроводностью p-типа (рис. 27). Кремниевую пла- стинку называют затвором, а область p-типа в ней — каналом поле- вого транзистора. С обеих сторон канал заканчивается истоком и стоком — тоже областями p-типа, но с повышенной концентрацией дырок. Между затвором и каналом создан р-п переход. От затвора, истока и стока, являющихся электродами прибора, сделаны контакт- ные выводы. Если к истоку подключить положительный, а к стоку отрицатель- ный полюсы источника постоянного напряжения (на рис. 27 — бата- рея GBI), то в канале появится электрический ток, создаваемый дви- жением дырок от истока к стоку. Значение этого тока, называемого то- ком стока /с, зависит не только от напряжения источника питания, но и от напряжения, действующего между истоком и затвором (на рис. 27 — элемент G2). Когда на затворе относительно истока дей- ствует положительное напряжение, электрическое поле в области р-п перехода расширяется. От этого канал сужается (на рис. 27 обозна- чено штриховой линией), его сопротивление увеличивается, а ток стока /с уменьшается. С уменьшением положительного напряжения на затворе электрическое поле р-п перехода, наоборот, сужается, канал расширяется, а ток стока увеличивается. Если на затвор вме- сте с положительным напряжением смещения подавать низкочастот- ный или высокочастотный сигнал, в цепи стока появится пульсирую- щий ток, а на нагрузке, включенной в эту цепь, напряжение усиленного сигнала. Так устроены и работают полевые транзисторы с каналом р-типа, например транзисторы серий КП102, КП103 (буквы К и П означают «кремниевый полевой»). Они могут быть в металлическом корпусе или в оболочке из пластмассы (как биполярный транзистор КТ315). Масса такого транзистора в металлическом корпусе не превышает 6,85 г, в пластмассовом — не более 0,5 г. Принципиально так же устроен и работает полевой транзистор с каналом n-типа. Но затвор транзистора такой структуры обладает электропроводностью p-типа, поэтому на него относительно истока *Й9
должно подаваться отрицатель- ное напряжение смещения, а на сток (тоже относительно истока) — положительное напряжение источника питания цепи истока. Кружковцам показывают ус- ловное графическое изображение полевого транзистора с каналом p-типа и п-типа. Из всех параметров полевых транзисторов, указываемых в справочной литературе по этим приборам, практическое значение для начинающих радиоконструк- торов имеют два: /со — началь- ный ток стока при нулевом нап- ряжении на затворе и S — кру- Рис. 28. Схема проверки полевого транзистора тизна характеристики тока стока, выраженная в миллиамперах на вольт напряжения на затворе (мА/В). Параметр S характеризует усилительные свойства полевого тран- зистора: чем больше численное значение этого параметра, тем боль- шее усиление сигнала может обеспечить транзистор. Упрощенно измерить эти параметры полевого транзистора круж- ковцы могут по схеме, показанной на рис. 28. Для этого потребуются источник постоянного тока GB1 напряжением 9В (батарея «Крона» или две батареи 3336Л, соединенные последовательно), гальваниче- ский элемент G2 (332 или 316) и миллиамперметр РА1. Сначала вы- вод затвора соединяют непосредственно с выводом истока, что на схеме обозначено сплошной линией. При этом миллиамперметр по- казывает ток стока /со. Затем проволочную перемычку, замыкаю- щую затвор с истоком, удаляют и подключают к выводам этих элект- родов транзистора элемент G2 положительным полюсом к затвору. Если теперь разность этих двух показаний разделить на напряже- ниеч элемента G1, получившийся результат будет соответствовать численному значению параметра S проверяемого полевого транзи- стора. При измерении параметров полевого транзистора с р-п переходом и каналом n-типа полярность подключения батареи, элемента и мил- лиамперметра должна быть обратной. Сведения о некоторых полевых транзисторах, наиболее широко используемых радиолюбителями, и их основные параметры приведе- ны в приложении (табл. 4). Следует подчеркнуть кружковцам, что при монтаже полевых тран- зисторов нельзя допускать каких-либо загрязнений между их вывода- ми на монтажной плате. Даже незначительное загрязнение может сильно снизить входное сопротивление каскада, в котором будет ра- ботать транзистор, что сведет на нет главное преимущество полевого транзистора перед биполярным — более высокое входное сопротив- ление. вз
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ По своему назначению интегральные микросхемы, или просто мик- росхемы, подразделяются на логические (или цифровые) и аналоговые (или линейно-импульсные). Логические микросхемы предназначаются для ЭВМ, приборов с цифровым отсчетом результатов измерений, устройств автоматики, а аналоговые для радиовещательных и телеви- зионных приемников, усилителей звуковой частоты, магнитофонов и другой аппаратуры бытового назначения. Для кружков электронной автоматики, телеуправления моделями, вычислительной техники и технической кибернетики наибольший интерес представляют логиче- ские микросхемы, а для кружков радиотехнического конструирова- ния — аналоговые. У радиолюбителей-конструкторов наиболее популярны аналого- вые микросхемы серий К118, К122, К224, К174, К140. Самые простые из них — микросхемы серий КИ8 и К122. С них и следует начинать знакомство кружковцев с интегральными микросхемами и их практи- ческим применением. Интегральные микросхемы серий КП8 и К122 (рис. 29, а) отлича- ются друг от друга в основном только конструкциями корпусов и вы- водов: элементы микросхем серии К118 размещены в плоских пласт- массовых корпусах с четырнадцатью пластинчатыми выводами, а элементы микросхем серии К122 в металлических корпусах, подобных корпусам многих биполярных транзисторов, но с двенадцатью про- волочными выводами. Из указанных серий радиолюбители наиболее широко используют микросхемы КП8УН1 и К122УН1 с буквенными индексами А — Д. Каждая из этих микросхем содержит два кремниевых транзистора структуры п-р-п и семь резисторов, образующих двухкаскадный низ- кочастотный усилитель (буквы У и Н в обозначении). Любая из них может стать маломощным усилителем звуковой частоты или частью приемника, выполняющей в нем аналогичную функцию. Графическое изображение этих микросхем с нумерацией выводов показано на рис. 29, б. Цифры без скобок соответствуют нумерации выводов микросхемы К118УН1, в скобках—К122УН1. Питание на микросхему подается через выводы 7 (7) и 14 (/). Сигнал, который надо усилить, подают на вывод 3 (4) — вход микросхемы, усиленный сигнал снимают с вывода 10 (9) — выхо- да микросхемы. При монтаже вывод 10 (9) обычно соединяют с выводом 9 (8). Другие выводы микросхем выполняют вспомогательные Рис. 29. Внешний вид интегральных микросхем серий KU8, К122 (а) и схематическое изображение микросхем КИ8УН1 и К1Я2УН1 (б) 64
функции. Например, при подключении к выводу 11 (10) конденсатора относительно большой емкости, он совместно с одним из резисторов микросхемы образует ячейку развязывающего фильтра, предотвраща- ющего возбуждение усилителя из-за возможных паразитных связей между каскадами микросхемы через общий источник питания. Меж- ду выводами 12 (11) и 14 (1) также можно включить конденсатор — он ослабляет или совсем устраняет отрицательную обратную связь между транзисторами внутри микросхемы, тем самым несколько по- вышая усиление сигнала. В основном микросхемы серий К118 и К122, параметры которых приведены в приложении (табл. 5), — усилители 34, отличающиеся один от другого коэффициентами усиления и напряжением источников питания. Как показала практика, их можно использовать и для усиления радиочастоты диапазонов ДВ и СВ. В ряде конструкций, описанных далее, используются микросхемы К118УН1, К122УН1, а также микросхемы серий К224 и К174. КАСКАДЫ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ Любое радиотехническое устройство, будь то приемник или уси- литель звуковой частоты, магнитофон или телевизор, состоит из вза- имосвязанных каскадов, каждый из которых выполняет вполне опре- деленную функцию. Это, например, каскад усиления напряжения или тока радио- или звуковой частоты, преобразователь частоты, детектор- ный каскад, усилитель мощности, согласующий каскад и т. п. Водном и том же устройстве может быть несколько близких по назначению каскадов. Например, транзисторный приемник прямого усиления, обеспечивающий уверенный прием на магнитную антенну отдаленных радиовещательных станций, должен содержать не менее двух каска- дов усиления радиочастоты: первый для сигнала, поступающего не- посредственно с входного колебательного контура, второй — для его дополнительного усиления. Вместе они образуют двухкаскадный усилитель радиочастоты, обеспечивающий нормальную работу детек- торного каскада. Аналогично в усилителе звуковой частоты может быть несколько соединенных между собой каскадов, доводящих сигнал звуковой частоты до такого напряжения, который обеспечивает ра- боту усилителя мощности, являющегося выходным каскадом радио- технического устройства. Таким образом, каскады можно рассматри- вать как «кирпичики», из которых можно строить разные по сложности и назначению радиотехнические устройства. К числу подобных «кирпичиков» относятся и аналоговые интеграль- ные микросхемы, большая часть которых состоит из нескольких раз- ных по выполняемым функциям каскадов, работающих вместе как единое целое, например как усилитель РЧ или 34 — в зависимости от назначения микросхемы. С интегральными микросхемами кружковцы знакомятся по ходу практической работы. Здесь же разговор пойдет о построении и принципе работы транзисторных каскадов приемно-усилительной аппаратуры, рекомендуемой для конструирования в радиотехничес- ких кружках. 3 В. Г. Борисов 65
ПРОСТОЙ УСИЛИТЕЛЬНЫЙ КАСКАД Принципиальные схемы двух вариантов простейшего усилитель- ного каскада (на транзисторах разных структур) изображены на рис. 30. Источником питания каскада может быть батарея гальванических элементов или аккумуляторов или выпрямитель переменного тока с выходным напряжением 4,5... 12 В. Чем больше напряжение источ- ника питания, тем большего усиления сигнала можно добиться от каскада. Не считая источника питания, обычно общего для всего радиотех- нического устройства, и некоторых вспомогательных деталей, в дан- ном случае конденсатора связи С, простейший усилительный кас- кад образуют три элемента: транзистор V, его нагрузочный резистор RH и базовый резистор 7?б, подбором сопротивления которого (на схе- мах обозначают звездочкой) устанавливают оптимальный режим ра- боты транзистора. Входной сигнал подают (через конденсатор С) на базу транзистора, а усиленный сигнал снимают с нагрузочного рези- стора R,}. При включении транзистора по схеме ОЭ каскад дает наи- большее усиление по напряжению и току, поэтому такое включение наиболее широко используется в радиолюбительских конструкциях. С выхода каскада усиленный сигнал может быть подан на вход анало- гичного каскада для дополнительного усиления. А если входной сигнал звуковой частоты, то функцию нагрузки транзистора могут выполнять электромагнитные головные телефоны, включенные не- посредственно в коллекторную цепь транзистора, они преобразуют усиленный сигнал в звук. - Конденсатор С на входе служит связующим элементом между источником сигнала и усилительным каскадом. Он свободно пропу- скает к транзистору переменное напряжение сигнала и предотвращает замыкание постоянной составляющей базовой цепи транзистора на эмиттер через источник сигнала. Конденсатор, выполняющий такую функцию, называют также разделительным или переходным. Условия нормальной работы транзистора в режиме усиления определяют' несколько параметров. Это прежде всего начальный ток коллекторной цепи транзистора, называемый чаще током покоя, т. е. коллекторный ток в отсутствие входного сигнала, который, в свою очередь, зависит от напряжения источника питания и сопротивлений нагрузочного и базового резисторов. Для маломощных низкочастот- Рис. 30. Схемы простейшего усилительного каскада на транзисторе структуры п-р-п (а) и на транзисторе р-п-р (б) RR
них и высокочастотных транзисторов, работающих в каскадах усиле- ния низкочастотных и высокочастотных сигналов, ток покоя обычно составляет 0,8... 1,2 мА, что соответствует открытому состоянию транзистора. Сопротивление нагрузочного резистора выбирают таким, чтобы в отсутствие входного сигнала напряжение источника питания примерно поровну делилось на нем и на участке эмиттер — коллектор транзистора. Исходя из этих условий нетрудно, пользуясь законом Ома, определить ориентировочное сопротивление нагрузочного рези- стора. Так, если напряжение источника питания 9 В, то сопротивле- ние нагрузочного резистора при коллекторном токе 1 мА может быть 4,5 кОм. Промышленность не выпускает резисторов такого номинала, потому используют ближайший — 4,3, 4,7 или 5,1 кОм. Отклонение сопротивления нагрузочного резистора в сторону уменьшения или увеличения на 15...20% от расчетного значения практически не ска- зывается на результатах работы каскада. Рекомендуемый режим работы транзистора по постоянному току устанавливают подбором резистора R6, через который на базу тран- зистора (относительно эмиттера) подают напряжение смещения (по- ложительное для п-р-п транзистора, отрицательное для р-п-р транзи- стора), открывающее его. Без смещения транзистор сильно искажает усиливаемый сигнал. Сопротивление базового резистора должно быть таким, чтобы обес- печить ток базы транзистора примерно в h2\3 меньший, чем ток кол- лектора. Грубо определить сопротивление базового резистора можно умножением удвоенного сопротивления нагрузочного резистора на статический коэффициент передачи тока транзистора, т. е. /?б = 2RK X X /lais-. Например, коэффициент h213 транзистора равен 50, а со- противление нагрузочного резистора 4,7 кОм, в этом случае сопротив- ление базового резистора должно быть примерно 470 кОм. Чем больше сопротивление нагрузочного резистора и коэффициент Л21Э транзисто- ра, тем больше должно быть сопротивление базового резистора. Более точно сопротивление R6 подби- Рис. ЗЕ Схема установки рают при налаживании усилите- режима работы транзистора ля опытным путем, добиваясь, по постоянному току чтобы ток в коллекторной цепи был в рекомендуемых пределах или напряжение на коллекторе составляло примерно половину напряжения источника питания. Практически это можно де- лать так (рис. 31): базовый ре- зистор временно заменить пос- ледовательно соединенными пос- тоянным резистором сопротивле- нием несколько килоом и пере- менным резистором, сопротивле- ние которого в 1,5—2 раза боль- ше расчетного, в коллектор- з* 67
ную цепь включить миллиамперметр РА1 или параллельно участ- ку эмиттер — коллектор подключить высокоомный вольтметр по- стоянного тока PU2, а затем, включив питание, переменным резисто- ром установить рекомендуемый режим работы транзистора. После этого надо будет только измерить омметром общее сопротивление вре- менной цепочки резисторов, предварительно отключив ее от транзи- стора, и впаять в базовую цепь резистор такого же или близкого но- минала. Постоянный резистор в этой цепочке необходим для того, чтобы предотвратить подачу на базу транзистора полного напряжения источника питания (когда движок переменного резистора может ока- заться в нижнем, по схеме, положении и его сопротивление мини- мально). Иначе из-за чрезмерно большого тока в базовой цепи может произойти тепловой пробой р-п переходов и транзистор выйдет из строя. Каскад, построенный по такой схеме, может работать как усили- тель радио- и звуковой частот. Надо только для каждого случая под- бирать транзистор с соответствующими частотными параметрами. Сле- дует придерживаться такого правила: чтобы каскад равномерно и без искажений усиливал всю полосу частот входного сигнала, используе- мый в нем транзистор должен иметь граничную частоту коэффициента передачи тока /гр раз в десять превышающую наибольшую частоту усиливаемого сигнала. Предположим, надо отобрать транзисторы для радиочастотного тракта приемника, рассчитанного на прием радио- станций средневолнового диапазона. Наивысшая несущая частота радиовещательных станций этого диапазона составляет немногим боль- ше 1,5 МГц (длина волны немногим меньше 200 м). Значит, граничная частота коэффициента передачи тока /гр транзисторов, используемых в приемнике, должна быть не менее 15 МГц. Этому требованию отве- чают такие транзисторы широкого применения, как П401—П403, ГТ308, КТ301, КТ315, и многие другие высокочастотные маломощ- ные транзисторы, коэффициент frp которых значительно больше. Аналогично подходят к подбору транзисторов для каскадов усили- телей радиочастоты и усилителей звуковой частоты радиовещательных приемников.’ Но для этой цели пригодны и высокочастотные транзи- сторы. Транзисторы серии КТ315, например, радиолюбители называ- ют универсальными, потому что с одинаковым успехом используют их в каскадах усиления как радио-, так и звуковой частоты. Конденсатору связи на входе и выходе каскада тоже предъявляют- ся определенные требования: он должен не оказывать заметного со- противления самым низшим частотам усиливаемого сигнала и в то же время быть надежным заслоном постоянному току. Для транзистор- ных каскадов усиления радиочастоты наиболее полно этому требова- нию отвечают слюдяные и керамические конденсаторы емкостью 0,003...0,01 мкФ. Для каскадов усиления колебаний звуковой частоты емкость конденсаторов связи может быть 5... 10 мкФ; это, как пра- вило, электролитические конденсаторы типа К50-1, К50-3, К50-6, номинальное напряжение которых не должно быть меньше напряже- ния источника питания. Электролитические конденсаторы включают с обязательным соблюдением их полярности _ выводом положитель- 68
Рис. 32. Схема и монтаж однокаскадного усилителя ной обкладки в сторону участка или точки цепи, где по отношению к выводу отрицательной обкладки напряжение более положительное. Закрепить теоретические знания, касающиеся работы рассматри- ваемого каскада, кружковцы могут путем монтажа и проверки одно- каскадного усилителя звуковой частоты (рис. 32) на транзисторе КТ315 (с любым буквенным индексом). Монтируют его на панели из картона или плотной бумаги. Источником сигнала звуковой частоты служит микрофон В1, например, типа МД-47, телефонный капсюль ДЭМ-4м или абонентский (радиотрансляционный) громкоговоритель, используемый в качестве микрофона. К выходу усилителя через элект- ролитический конденсатор С2 подключают головные телефоны В2. Питается усилитель от батареи напряжением 9 В, которую можно составить из двух последовательно соединенных батарей 3336Л. Для нормальной работы усилительного каскада, собранного по такой схеме, сопротивление базового резистора R1 должно быть примерно в А21Э раз больше сопротивления коллекторного ре- зистора R2. Особое внимание юных конструкторов надо обратить на полярность включения электролитических конденсаторов, являющихся связую- щими элементами в цепях каскада. На базе и коллекторе транзистора относительно эмиттера положительные напряжения, поэтому к этим электродам транзистора конденсаторы подключают положительными обкладками, а к эмиттеру (через микрофон и телефоны) — отрица- тельными. Обратная полярность включения этих конденсаторов мо- жет стать причиной электрического пробоя конденсаторов и, как след- ствие, неработоспособности каскада. Режим работы транзистора устанавливают подбором резистора R1, добиваясь, чтобы ток покоя в коллекторной цепи был в пределах 0,8... 1,2 мА, напряжение на коллекторе около 4,5 В. Головные теле- фоны можно включить в коллекторную цепь транзистора вместо ре- зистора R2. В этом случае телефоны станут непосредственной нагруз- кой, отпадет надобность в электролитическом конденсаторе С2, а €9
Рис. 33. Схема каскада усиления радиочастоты конечный результат работы кас- с када останется тем же. Поскольку транзистор КТ315 высокочастотный, «то и усили- тель, собранный на нем, может стать усилителем радиочастоты. Для этого его надо перемонтиро- вать по схеме, изображенной на рис. 33. Здесь нагрузкой тран- зистора служит высокочастотный дроссель L1, обладающий боль- шим индуктивным сопротивле- нием токам радиочастоты. Он состоит из 150...200 витков про- вода ПЭВ-1 диаметром 0,08 мм, намотанных на тороидальный ферритовый сердечник марки 600НН с внутренним диаметром постоянному току мало по сравне- 6...8 мм. Сопротивление дросселя нию с резистором, используемым в качестве нагрузки, поэтому и на- пряжение на коллекторе транзистора будет практически таким же, как напряжение источника питания. Источником радиочастотного сигнала может быть колебательный контур, например, детекторного приемника, настроенный на местную или отдаленную мощную радиовещательную станцию. С дросселя L1 усиленный модулированный сигнал радиочастоты подают через кон- денсатор С2 в цепь, состоящую из диода V2 и телефонов В/, где он будет продетектирован и преобразован в звук. Резистор R2 необхо- дим для нормальной работы диода. Нагрузкой радиочастотного каскада может быть колебательный контур, включенный в коллекторную цепь транзистора вместо дрос- селя. Сигнал радиочастоты поступает из антенны, подключенной через резистор сопротивлением 6,8... 10 кОм ко входу усилителя с заземле- нием. В таком ненастраиваемом (апериодическом) контуре возникают модулированные колебания радиочастоты, возбужденные в антенне волнами многих радиостанций. Все они усиливаются транзистором. Колебательный же контур в его коллекторной цепи выделяет в основ- ном колебания той частоты, на которую он, настроен в резонанс, и подавляет сигналы всех других частот. Детекторная цепь, подключен- ная к выходу каскада, преобразует принятый сигнал в колебания звуковой частоты и далее в звук. Простейшие каскады-усилители с использованием в них р-п-р или п-р-п транзисторов могутч^тать основой первых конструкций начинаю- щих радиолюбителей. Но не всегда эти каскады могут обеспечить ста- бильность работы радиотехнического устройства при различных тем- пературных условиях. Причина тому — изменяющийся при измене- нии температуры статический коэффициент передачи тока, а для германиевых транзисторов неуправляемый обратный ток коллектора /КБО. Вообще, коэффициент h21s транзистора при изменении темпе-
ратуры на 1 ®С изменяется примерно на 1 %. Поэтому изменение тем- пературы в интервале +10...4-30 °C существенного влияния на ста- бильность работы аппаратуры не оказывает. Значительно существен- нее влияние обратного тока коллектора германиевых транзисторов. При температуре +20 °C сам ток /КБ0 не так уж велик. У низко- частотных германиевых транзисторов, например, он не превышает 20...30 мкА, а у кремниевых — меньше 0,1 мкА. С повышением тем- пературы на каждые 10° ток /КБ0 германиевых транзисторов увели- чивается примерно вдвое, а у кремниевых в 2,5 раза. И чем больше доля /КБО в общем коллекторном токе, тем нестабильнее работа тран- зистора. К чему может привести рост обратного тока при повышении темпе- ратуры полезно показать кружковцам на примере простейшего усили- тельного каскада (см. рис. 30). С повышением температуры общий ток коллекторной цепи транзистора растет, увеличивается и падение на- пряжения на нагрузочном резисторе RK. В результате напряжение между эмиттером и коллектором уменьшается, что приводит к появле- нию искажений усиливаемого сигнала. При достаточно высокой тем- пературе напряжение на коллекторе станет настолько малым, что тран- зистор вообще перестанет усиливать сигнал. Для уменьшения влияния колебаний температуры на работоспо- собность усилительного каскада в нем используют транзисторы с воз- можно меньшим током /КБО, например кремниевые, или применяют специальные меры, стабилизирующие режим работы транзисторов. С основными из этих мер и надо познакомить юных радиолюбителей. ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРАНЗИСТОРА Наиболее простой способ термостабилизации режима п-р-п тран- зистора, работающего в усилительном каскаде, показан на схеме рис. 34, а. Резистор /?/, через который на базу транзистора подается Рис. 34. Усилительные каскады с элементами термостабилизации режима работы транзисторов 71
напряжение смещения, соединен не с положительным выводом источ- ника питания, как было в простейшем усилителе, а с коллектором транзистора. При этом происходит следующее: с повышением темпе- ратуры возрастающий ток в коллекторной цепи увеличивает падение напряжения на нагрузочном резисторе R2 и тем самым уменьшает напряжение на коллекторе, а значит, и положительное напряжение на базе, что, в свою очередь, понижает ток коллектора. В результате между коллектором и базой транзистора, т. е. между выходом и вхо- дом усилителя, возникает обратная связь по току, способствующая термостабилизации установленного режима работы транзистора. Но во время работы транзистора как усилителя между коллектором и базой через тот же резистор R1 возникает еще и отрицательная обрат- ная связь по переменному напряжению, снижающая усиление каска- да. Хотя такой способ термостабилизации режима транзистора дает определенный проигрыш в усилении, он довольно прост, поэтому его можно рекомендовать для многих конструкций начинающих радиолю- бителей. Чаще, однако, в каскадах радиоаппаратуры, предназначенной для работы в различных температурных режимах, используют способ тер- мостабилизации, практически не снижающий усилительных свойств каскадов. Достигается это за счет введения в усилитель дополнитель- ных радиодеталей. Схема каскада, в котором осуществлен такой спо- соб термостабилизации, приведена на рис. 34, б. Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения источника питания, с которого на базу транзистора подается фиксированное напряжение смещения. Термо- стабилизация режима транзистора происходит благодаря резистору R4 в эмиттерном участке коллекторной цепи. На нем, как и на нагрузоч- ном резисторе R3, происходит падение напряжения, соответствующее сопротивлению этого резистора. На эмиттере, следовательно, относи- тельно «заземленного» проводника цепи питания действует некоторое положительное напряжение. Исходный режим работы транзистора можно установить соответствующим подбором резистора R1: чем меньше его српротивление, тем больше напряжение смещения на базе и ток коллектора. Для кремниевого транзистора напряжение на базе по отношению к «заземленному» проводнику должно быть на 0,6...0,7 В больше, чем на эмиттере, для германиевого — на 0,1...0,2 В. При этом транзистор открывается и в коллекторной цепи появляется ток покоя, равный 0,8...1,2 мА. Стабилизация режима транзистора происходит следующим обра- зом. По мере возрастания тока в коллекторной цепи при увеличении температуры падение напряжения на эмиттерном резисторе R4 уве- личивается. При этом разность напряжений между базой и эмиттером уменьшается, отчего автоматически уменьшается и коллекторный ток. Таким образом, между эмиттером и базой возникает обратная связь по току. Одновременно на эмиттерном резисторе происходит снижение напряжении^ переменной составляющей усиливаемого сиг- нала, в результате чего между эмиттером и базой возникает очень глу- бокая (почти 100%-ная) отрицательная обратная связь по перемен- ному напряжению, снижающая усиление. Чтобы ослабить ее влияние 72
на усилительные свойства каскада, термостабилизирующий резистор R4 шунтируют конденсатором С2. Чем больше его емкость, тем слабее отрицательная обратная связь по переменному напряжению. Для полного ее устранения в каскадах 34 ставят конденсаторы емкостью 10...20 мкФ, обычно электролитические, в каскадах РЧ — емкостью 0,01...0,03 мкФ. В усилителе, собираемом по такой схеме, при правильном выборе резисторов Rl, R2 и R4 режим транзистора устанавливается автома- тически и дополнительной подгонки не требует. Ориентировочные сопротивления резисторов рассчитывают в таком порядке. Задаются током, текущим через делитель напряжения R1R2, который должен быть в 3...5 раз меньше тока коллектора транзистора (для рассматри- ваемого случая — около 0,3 мА). Падение напряжения на резисторе R4 может быть 1 ...3 В, для данного случая принимаем его равным 1 В. Учитывая эти исходные данные, сопротивления резисторов по закону Ома должны быть: R] -ДЭ-^В 0,3 мА R4 = —1®— = 1 кОм; 1 мА 7,4 В 0,3 мА « 24 кОм. R2 = « 5,3 кОм; 0,3 мА О ВХОДНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ КАСКАДА И СОСТАВНОМ ТРАНЗИСТОРЕ Транзисторы всех рассмотренных здесь каскадов включены по схе- ме ОЭ и, в зависимости от статического коэффициента передачи тока ^21Э, дают 10...200-кратное усиление по напряжению и 20... 100- кратное по току. Но входное сопротивление каскада, транзистор кото- рого включен по такой схеме, составляет всего 500... 1000 Ом, что не позволяет применить его для усиления сигнала, поступающего от источника со значительно большим сопротивлением, например пьезо- керамического звукоснимателя. Развиваемое им напряжение звуко- вой частоты при проигрывании грампластинки достигает 0,25...0,3 В. Если этот сигнал подавать на вход каскада с малым входным сопротив- лением, он будет сильно шунтировать звукосниматель, а это скажется на уровне и качестве воспроизведения грамзаписи. Для нормальной работы пьезокерамического звукоснимателя вход- ное сопротивление первого каскада усилителя 34 должно быть воз- можно большим, во всяком случае не меньше нескольких десятков килоом. Лучше всего этому требованию отвечает каскад на полевом транзисторе, входное сопротивление которого исчисляется мегаомами. Но транзистор может быть биполярным, если включить его по схеме эмиттерного повторителя, т. е. по схеме ОК (рис. 35). Такой каскад не усиливает сигнал по напряжению, но зато его входное сопротив- ление может быть достаточным для согласования с большим внутрен- ним сопротивлением пьезокерамического звукоснимателя. В то же время сравнительно небольшое выходное сопротивление каскада хо- рошо согласуется с примерно таким же входным сопротивлением сле- дующего каскада усилителя, транзистор которого включен по схеме ОЭ. 73
Рис. 36. Усилительный каскад на составном транзисторе Рис. 35. Каскад, транзистор которого включен по схеме ОК (эмиттерным повторителем) Радиолюбители нередко пренебрежительно относятся к транзисто- рам с малым коэффициентом Д21э, считая их вообще непригодными. А ведь и они могут обеспечить большое усиление сигнала, если вклю- чать их попарно по схеме, приведенной на рис. 36. В этом случае транзисторы VI и V2 образуют составной транзистор, коэффициент усиления которого равен произведению коэффициентов Л21э исполь- зуемых транзисторов. Если, например, коэффициент Л21э каждого из них равен 10, то коэффициент усиления составного транзистора будет около 100. Надо только придерживаться правила: тот из тран- зисторов, у которого обратный ток коллектора /КБО меньше, в со- ставном транзисторе должен быть первым (на рис. 36 — VI). Наиболее рационально использовать составные транзисторы в каскадах 34, предшествующих усилителям мощности. ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ мощности Выходные каскады транзисторных усилителей 34, в том числе и трактов звуковой частоты радиовещательных приемников, чаще всего работают в режиме двухтактного усиления мощности и могут быть с применением трансформаторов и без трансформаторов. Знать и пони- мать принцип работы таких каскадов, во многом определяющих каче- ство усилителя, должен каждый радиолюбитель. Упрощенная схема трансформаторного усилителя мощности и гра- фики, иллюстрирующие принцип его действия, изображены на рис. 37. В таком каскаде работают два однотипных транзистора одной струк- туры, например п-р-п, включенные по схеме ОЭ. Трансформатор Т1 — межкаскадный: первичной обмоткой он подключен к выходу предо- конечного каскада усилителя, а вторичной, имеющей отвод от сере- дины, к базам транзисторов усилителя мощности. Трансформатор Т2— выходной. С обеих половин его первичной обмотки подается напря- 74
Рис. 37. Упрощенная схема трансформаторного усилителя мощности и графики, иллюстрирующие его работу жение питания на коллекторы транзисторов, а в цепь вторичной об- мотки включена динамическая головка В1. Сущность действия каскада заключается в следующем. Сигнал звуковой частоты с предоконечного каскада (график а) через трансфор- матор Т1 поступает на базы обоих транзисторов в противофазе, т. е. со сдвигом фаз на 180°. Поэтому транзисторы открываются и закры- ваются поочередно, на два такта за каждый период напряжения, под- водимого к их базам. В то время, когда на базе транзистора V/ поло- жительная полуволна напряжения, этот транзистор открывается и его коллекторный ток идет через обмотку /а трансформатора Т2 (график б). В это время транзистор V2 закрыт, так как на его базе отрицательная полуволна напряжения. В следующий полу период, наоборот, положи- тельная полуволна напряжения будет на базе транзистора V2, а отри- цательная на базе транзистора VI. Теперь откроется транзистор V2, ток его коллекторной цепи потечет через обмотку /6 трансформатора Т2 (график в), а транзистор VI закроется. Затем, в следующем полу- периоде, вновь откроется транзистор VI и закроется транзистор V2. И так при каждом периоде усиливаемого сигнала. В первичной обмот- ке выходного трансформатора пульсирующие токи коллекторов обоих транзисторов суммируются (график г), возникающие при этом мощные колебания звуковой частоты индуцируются во вторичной обмотке и динамической головкой В1 преобразуются в звук. В подобном усилителе мощности могут быть использованы и тран- зисторы структуры р-п-р, но обязательно оба кремниевые или оба германиевые, желательно с одинаковыми или возможно близкими па- раметрами А21Э и /кбо- Упрощенная схема бестрансформаторного усилителя мощности по- казана на рис. 38. Здесь тоже два транзистора, но разной структуры: VI — п-р-п, V2 — р-п-р. По постоянному току они включены после- довательно, образуя как бы делитель напряжения. Напряжение в точке соединения эмиттеров, называемой точкой симметрии каскада, 75
Рис. 38. Упрощенная схема - бестрансформаторкого усилителя мощности равно половине напряжения ис- точника питания. Динамическая головка по переменному току включена (через конденсатор С2) в эмиттерные цепи транзисторов. Транзисторы, следовательно, работают как эмиттерные повто- рители, на одну общую на- грузку. Напряжение звуковой часто- ты от предоконечного каскада подается на базы обоих транзис- торов. А так как они разных структур, то и работают пооче- редно, на два такта: транзис- тор VI усиливает положительные, а транзистор V2 отрицательные полуволны сигнала звуковой частоты. Со средней точки тран- зисторов мощные колебания звуковой частоты поступают через кон- денсатор С2 к головке В1 громкоговорителя и преобразуются ею в звук. Емкость конденсатора С2 должна быть возможно большей, чтобы не оказывать сопротивления колебаниям тока низших частот звуково- го диапазона. Этому требованию отвечают электролитические конден- саторы емкостью не менее 100 мкФ. С увеличением емкостп полоса колебаний звуковой частоты, вопроизводимая головкой, расширяется. Знакомство кружковцев с некоторыми другими каскадами радио- технических устройств будет продолжено по ходу конструирования приемно-усилительной аппаратуры. ИЗМЕРЕНИЯ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Грамотное конструирование радиоаппаратуры без широкого ис- пользования измерительной техники не представляется возможным. Даже начинающий радиолюбитель, приступая к проверке и налажи- ванию своего первого транзисторного приемника или усилителя, ощу- щает необходимость в измерительных приборах. Без них невозможно установить оптимальный режим работы транзистора, добиться желае- мых результатов работы сконструированного радиотехнического уст- ройства. Знание измерительной техники и умение пользоваться ею — обязательное условие современного радиолюбительского творчества. Знакомство кружковцев с простейшими измерениями и практикой пользования измерительной техникой можно начать с устройства проб- ников. ПРОБНИКИ Пробниками называют простейшие измерительные устрой- ства, с помощью которых можно лишь проверить электрический кон- такт между проводниками или выводами деталей, исправность кон- 76
81 Рис. 39. Схема универсального пробника денсатора, обрыв в контурной катушке или обмотке трансфор- матора, наличие сигнала на вхо- де или выходе одного из каска- дов приемника и т. д. Наиболее простыми являются пробники, индикаторами которых служат лампочки накаливания и голов- ные телефоны. Схема универсального пробни- ка приведена на рис. 39. Он состоит из высокоомных голов- ных телефонов В1 (звуковой индикатор), лампочки накалива- ния Н1 (световой индикатор), рассчитанной на напряжение 2,5 В и ток накала 68 или 150 мА, батареи GB1, составленной из двух элементов 322, точечного диода VI, трех конденсаторов С1—СЗ, резистора R1, четырех гнезд (или зажимов) XI—Х4 и двух щупов а и б, которыми коммутируют цепи пробника. Диод любой из серий Д9 или Д2, тип конденсаторов безразличен. Роль щупов могут выполнять гибкие проводники в надежной изоляции с однополюсными вилками и отрезками толстой медной проволоки на концах. Щуп а — общий для всех видов проверки — постоянно подключен к гнезду XI «Общ», переключается только щуп б. Предположим, надо проверить катушку колебательного контура. Для этого отключают от нее все другие детали, штепсель щупа б встав- ляют в гнездо Х2, штепселем а касаются выводов катушки. Если катушка СВ диапазона намотана проводом диаметром 0,15...0,2 мм (сопротивление 3...5 Ом), то лампочка пробника светится ярко; для катушки ДВ (сопротивлением 8... 12 Ом) светится вполнакала. При обрыве в катушке лампочка не горит. Пробником можно проверять целостность обмотки трансформаторов, дросселей, а также исправ- ность конденсаторов. Загорание лампочки при проверке конденсатора указывает на то, что он пробит или ток его утечки недопустимо велик. Пробником можно оценить и качество пайки. Если лампочка проб- ника горит полным накалом — проводники соединены надежно; в том же случае, если контакта нет или он ненадежный (место соединения «за- мазано» припоем без предварительного облуживания проводников), лампочка не горит вообще или светится очень тускло. Чтобы проверить радиочастотный каскад (до детектора) транзис- торного приемника, щуп а соединяют с общим («заземленным») провод- ником цепи питания, щуп б вставляют в гнездо ХЗ «РЧ» и касаются им сначала базовой, а затем коллекторной цепи транзистора этого каска- да. Если каскад работает, то модулированные колебания радиочастоты, пройдя через разделительный конденсатор С2, будут продетектиро- ваны диодом VI и преобразованы телефонами В1 в звук. При подклю- чении к базе звук в телефонах должен быть слабее, чем при подключе- 77
нии к коллектору. Если в телефонах нет звука, значит, этот (или пред- шествующий ему) каскад не работает.6 Для проверки каскада усиления звуковой частоты вторым щупом, вставленным в гнездо Х4 «34», касаются сначала входной (базовой), а затем выходной (коллекторной) цепи этого каскада. Действующие в них колебания звуковой частоты проходят через разделительный кон- денсатор С1 к телефонам и преобразуются ими в звук. Если при под- ключении к входной цепи звук в телефонах есть, а при подключении к выходной отсутствует — каскад неисправен. В том случае, если пробник предназначен для проверки только детекторных приемников или входных цепей транзисторных прием- ников и электрических контактов, конденсаторы С/, С 2 и резистор/?/ могут бьпь исключены, гнездо Х4 соединено непосредственно с теле- фонами, а гнездо ХЗ с диодом. Вторым щупом такого пробника, вклю- ченным в гнездо ХЗ, касаются незаземленных точек входного колеба- тельного контура, а при включении в гнездо Х4 — выходной цепи де- тектора. Принцип обнаружения неисправности тот же. .Второй рекомендуемый для изготовления в кружке пробник — имитатор сигналов (рис. 40), с помощью которого можно проверять работоспособноть приемно-усилительной аппаратуры. Он представ- ляет собой симметричный мультивибратор — простейший генератор электрических колебаний, близких по форме к прямоугольным. Но- миналы резисторов и конденсаторов подобраны так, что основная частота генерируемых колебаний (первая гармоника) равна примерно 1000 Гц (соответствует звуку средней тональности). Сигнал такой частоты обычно подают на вход проверяемого или налаживаемого усилителя 34. Кроме колебаний основной частоты, мультивибратор генерирует множество гармоник, в том числе колебаний радиочастот диапазонов ДВ и СВ. Это значит, что пробник можно использовать для проверки не только усилителей 34, но и Р4 вещательных прием- ников. Рис. 40. Имитатор электрических сигналов Т8
В мультивибраторе работают транзисторы структуры п-р-п серим КТ315 (с любым буквенным индексом). Источником питания служит малогабаритный аккумулятор G1 типа Д-0,06. Сигнал мультивибра- тора, снимаемый с коллектора транзистора V2 (можно с коллектора транзистора VI), через разделительный конденсатор СЗ и щуп а пода- ют на вход усилительного каскада или всего усилителя. Щуп же б пробника подключают к общему проводнику радиотехнического уст- ройства. Транзисторы, резисторы, конденсаторы и аккумулятор смонтиро- ваны на плате из листового гетинакса размерами 22 х 50 мм, которая помещена в корпус электролитического конденсатора КЭ-2-М (диа- метр 26 мм, высота 58 мм), выполняющий роль экрана. В плате под аккумулятор выпилено лобзиком отверстие диаметром 11 мм. Токо- съемниками аккумулятора служат пружинящие контакты из листовой бронзы. Плата удерживается на выходном гнезде, изолированном от дюралюминиевого диска, плотно вставляемого в корпус-экран. Замыкающий контакт выключателя питания (кнопка S1) — пла- стинка из тонкой бронзы, укрепленная на изолированном от корпуса винте с гайкой, который гибким проводником в изоляции соединен с токосъемником отрицательного полюса аккумулятора'. При легком нажатии на пластинку она соединяется с корпусом и включает пита- ние, при отпускании — разрывает цепь питания. Функцию щупа а выполняет отрезок толстого медного провода с заостренным концом. Он укреплен на однополюсной штепсельной вилке, вставляемой в вы- ходное гнездо XI пробника. Смонтированный пробник не требует налаживания. Чтобы убе- диться в его работоспособности, к щупам надо подключить головные телефоны — в них должен появиться звук средней тональности. Вместо транзисторов КТ315 можно использовать любые другие ма- ломощные кремниевые или германиевые транзисторы структуры п-р-п, например КТ301, МП35. Транзисторы могут быть и структуры р-п-р, например серий КТ361, МП39, надо только изменить полярность вклю- чения аккумулятора. Источником питания может служить элемент 332 или 316, в этом случае придется подобрать корпус больших, чем указано, размеров. Вообще конструкции пробников, которые можно сделать в круж- ке, зависят от творческой смекалки ребят. Рекомендуется объявить краткосрочный конкурс на оригинальность конструкции и удобство пользования каждым измерительным пробником. ИЗМЕРИТЕЛЬ ТОКА МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В измерительных приборах для непосредственного отсчета значе- ний токов, напряжений, сопротивлений резисторов или участков электрических цепей радиолюбители чаще всего используют стрелоч- ные измерители тока магнитоэлектрической системы. По сравнению с приборами других систем, например электромагнитной, они обладают более высокой чувствительностью и имеют равномерную шкалу. Чтобы осознанно пользоваться рас- 79
Рис. 41. Измерительный прибор магнитоэлектрической системы сматриваемым измерителем тока, кружковцы должны хорошо знать его конструкцию. Внешний вид одного из наиболее распространенных приборов магнитоэлектрической системы — прибора типа М24 и устройство измерительного механизма такой системы показаны на рис. 41. Его чувствительным элементом является рамка 11, обмотка которой вы- полнена на легком прямоугольном каркасе из тонкого картона, про- питанного лаком, или фольги. Удерживаясь на полуосях-кернах 5, концы которых упираются в подпятники 4, рамка вместе с противо- весами 9 может поворачиваться в зазоре между полюсными наконеч- никами 3 сильного постоянного магнита 2 и цилиндрическим сердеч- ником 10. В этом зазоре действует равномерное магнитное поле, обеспечивающее прибору равномерность шкалы. На рамке закреп- лена легкая стрелка 1. Выводами обмотки рамки служат тонкие спиральные пружины 5, удерживающие ее в исходном положении, при котором стрелка прибора покоится против нулевой отметки шка- лы. Точно на эту отметку стрелку устанавливают с помощью коррек- тора, состоящего из эксцентрика 6, укрепленного на корпусе прибо- ра, и рычага 7, соединенного с пружиной. Когда прибор подключают к электрической цепи и в обмотке рамки появляется ток, вокруг нее возбуждается магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянного магнита. Рамка при этом стремится повернуться на полуосях таким образом, чтобы полюсы ее магнитного поля оказались против полю- сов постоянного магнита противоположной полярности. Чем больше ток, текущий через обмотку рамки, тем сильнее ее магнитное поле и тем значительнее усилие, поворачивающее ее, а вместе с ней и стрел- ку вокруг полуосей. Как тольщ) ток в обмотке рамки и ее магнитное поле исчезнут, рамка со стрелкой под действием пружин возвращает- ся в исходное, т. е. нулевое, положение. Прибор, следовательно, яв- ляется не чем иным, как преобразователем постоянного тока в меха- 80
ническОе усилие, поворачивающее рамку. О значении этого тока судят по углу поворота рамки. Стрелочный прибор магнитоэлектрической системы является из- мерителем только постоянного или постоянной составляющей пуль- сирующего тока. Чтобы он стал измерителем переменных токов и напряжений, сопротивлений, эти электрические величины должны быть предварительно преобразованы в пропорциональные им посто- янные или пульсирующие токи. Основные параметры, по которым судят о возможном применении прибора магнитоэлектрической системы: ток полного отклонения стрелки /и, т. е. наибольшее значение постоянного тока, текущего через обмотку рамки, при котором стрелка отклоняется до конечной отметки шкалы, и сопротивление рамки 7?и. Чем меньше ток полного отклонения стрелки, тем больше сопротивление рамки прибора. Для радиолюбительских измерительных приборов наиболее подходящи- ми являются микроамперметры на ток /и = 100 мкА. Прибор характеризуется классом точности — численным показа- телем наибольшей возможной погрешности, выраженной в процентах от конечного (наибольшего) численного значения шкалы. Для радио- любительских измерений пригодны микроамперметры классов точ- ности 1...2,5. В кружке могут оказаться приборы магнитоэлектрической систе- мы с неизвестными параметрами /и и 7?н. Установить их значения можно по схеме, приведенной на рис. 42. Для этого потребуются: образцовый микроамперметр РАобр (желательно класса 0,1...0,5, в крайнем случае авометр, включенный на предел измерения токов до 1 мА), источник постоянного тока G1 с напряжением 1,5 В, например элемент 332 или 316, 343, переменный резистор R1 сопротивлением 5... 10 кОм и постоянный резистор R2, называемый в данном случае добавочным, сопротивление которого надо рассчитать. Добавочный резистор должен быть такого сопротивления, чтобы ограничить ток в цепи, в которую включается проверяемый прибор, и тем са- мым защищать его и образцо- вый прибор от возможных пе- регрузок. Если при подключе- нии источника постоянного то- ка значение тока в цепи ока- жется больше тока /и прове- ряемого прибора, то его стрел- ка резко отклоняясь до ограни- чительного упора, может пог- нуться, а если ток в цепи будет очень большой, то обмотка рам- ки может сгореть. Приступая к работе, вначале делают предположение, что /и проверяемого микроамперметра не превышает 50 мкА (0,05 мА). Рис. 42. Схема измерения основных параметров микроамперметра 81
Тогда при напряжении источника питания 1,5 В сопротивление добавочного резистора, рассчитанного по закону Ома, должно быть около 30 кОм, т. е. R2 = В = 30 кОм. /и 0,05 мА Проверив, нет ли ошибок в полярности соединения зажимов про- веряемого и образцового приборов, движок переменного резистора R1 устанавливают в положение наибольшего введенного сопротивле- ния (на рис. 42 — в крайнее правое положение) и только после этого включают в измерительную цепь источник питания G1. При этом стрелки обоих приборов должны отклониться и по мере уменьшения сопротивления переменного резистора все больше удаляться от ну- левой отметки шкалы. Заменяя добавочный резистор резисторами меньшего номинала и плавно изменяя сопротивление переменного резистора, создают в цепи ток такого значения, при котором стрелка проверяемого прибора установится точно против конечной отметки шкалы. Значение этого тока, зафиксированного образцовым микро- амперметром, и будет током /и проверяемого прибора. Затем параллельно проверяемому прибору подключают шунти- рующий его переменный резистор R3 сопротивлением 1,5...3 кОм. Изменением сопротивления этого резистора добиваются, чтобы ток через прибор уменьшился вдвое. При этом резистором R2 необходимо поддерживать ток через образцовый прибор, равный /и. Численное значение параметра проверяемого прибора будет равно сопро- тивлению введенной части переменного резистора R3, которое можно измерить омметром. Желательно, чтобы ток /и микроамперметров, используемых круж- ковцами для конструируемых ими измерительных приборов, был не более 200 мкА, а их шкалы возможно большими. Такими приборами удобно пользоваться, у них выше точность отсчета измеряемых элект- рических величин. Относительно малый ток /и и достаточно большие шкалы имеют приборы М24, М265, М900 и некоторые другие микро- амперметры. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКОВ, НАПРЯЖЕНИЙ, СОПРОТИВЛЕНИЙ Чтобы оценить значение постоянного тока, текущего в электри- ческой цепи, например в коллекторной цепи р-п-р транзистора (рис. 43, а), измерительный прибор РА включают последовательно в эту цепь. При этом измеряемый ток не должен превышать ток /и при- бора, иначе стрелка его будет «зашкаливать», измерения станут не- возможными и даже опасными для прибора — измерительный меха- низм может испортиться. Для измерения тока, превышающего параметр /и прибора, па- раллельно прибору подключает резистор (рис. 43, б). В этом случае измеряемый ток идет не только через измерительный прибор, но и через шунтирующий его резистор. Сопротивление шунта 7?ш, зависящее от выбранного предела 82
измерений и параметров изме- рительного прибора, можно рас- считать по формуле: р =__________ Ш /п//и - 1 где /п — выбранный предел из- мерений. Электрические вели- чины, подставляемые в формулу, должны быть в вольтах, ампе- рах, омах или вольтах, миллиам- перах, килоомах. Кружковцам предлагают решить следующую задачу. Рис. 43. Измерение тока коллекторной цепи транзистора (а) и измерительный прибор с шунтом (б) Задача. Имеется микроамперметр с параметрами: /и =100 мкА (0,0001 А), Ru — 1000 Ом. Каково должно быть сопротивление шунта, чтобы этим прибором можно было измерять токи до 100 мА? Реше н и е: R R” Ш /п//и - 1 1000 , Л ----------------~ 1 Ом. 0,1/0,0001 — 1 Чтобы одним и тем же микроамперметром можно было измерять токи,, превышающие в сотни и тысячи раз его параметр /и, к нему подключают шунты разных сопротивлений (точнее — прибор к раз- личным шунтам, так как первым в цепь должен включаться шунт, а уже к нему подключаться прибор, а не наоборот). При этом прибор становится многопредельным измерителем постоянного тока. Для превращения микроамперметра в многопредельный измери- тель тока обычно используют не отдельные шунты, каждый из кото- рых рассчитан на какой-то один предел измерений, а один общий ступенчатый шунт с отводами. Такой шунт называют универсальным. Для примера на рис. 44 приведена схема трехпредельного изме- рителя тока с универсальным шунтом. В таком приборе шунт обра- зуют резисторы R1—R3, соединенные последовательно, к которым микроамперметр РА подключен параллельно. Переход с одного предела измерений на другой осуществляется переключателем S. Положение переключателя /П1 соответствует первому, наименьшему пределу измерений, /я2 — второму, /п3 — третьему, наибольшему. Сопротивление резисторов, составляющих универсальный шунт, обыч- но рассчитывают так, чтобы второй предел измерений был в 10 раз больше первого, третий — в 10 раз больше второго и т. д. При этом отсчет измеряемых токов ведут по одной, общей шкале, изменяя только цену ее делений в соответствии с пределом, установленным переключателем. 83
Рис. 44. Схема трех предельного измерителя тока с универсальным шунтом Задача. Измеритель токов (рис. 44), в котором используется микроам- перметр с такими же параметрами, как в однопредельном приборе, рассчитать на измерение токов: на пределе /п1- — до 1 мА, на пределе /П2 — до 10 мА, на пределе /пз — до 100 мА. Решение. Общее сопротив- ление резисторов R1 — R3 универ- сального шунта рассчитывают так же, как шунт однопредельного прибора. В данном примере полное сопротивление универсального шунта должно быть: п_________________ Ш Лп/4- 1 ________1000 Ом = 0,001мА/0,0001мА— 1 = 111,1 Ом. Для упрощения дальнейших расчетов общее сопротивление шунта можно ок- руглить до ПО Ом. Затем рассчитывают сопротивления каждого из резисторов шунта, начиная с резистора R3, определяющего наибольший предел измерений: R3 — , И (Rm + RK) = —~—т~ • 1 1Ю Ом = 1,1 Ом; /Пз 0,1 мА 7и „ 0,0001 мА R2 = (Рш + Ри)— R3 = —-— • 1 НО Ом— 1,1 Ом = 10 Ом; /пг 0,01 мА R1 = (Рш + ри) _ R2-— R3 = . 1 110 Ом — 10 Ом — /пз 0,001 мА — 1,1 Ом = 99,9 Ом. По этой же методике можно рассчитать универсальный шунт на другие пределы измерений, а также на любое число пределов и, ко- нечно, для микроамперметров с другими значениями параметров /и и 7?и. К этому надо еще добавить, что сопротивления разисторов универсального шунта, как бы точно они ни были рассчитаны, при калибровке прибора обязательно приходится подгонять под выбран- ные пределы измерений. Для измерения напряжения источника питания радиотехнической конструкции, падения напряжения на резисторе или участке цепи, например, на участке эмиттер-коллектор транзистора усилительного каскада (рис. 45, а), вольтметр подключают к ним параллельно. Но Рис. 45. Измерение напряжения на коллекторе транзистора (а) и схема трехпредельного вольтметра постоянного тока (б) 84
если в качестве вольтметра используется микроамперметр, то изме- рять им можно только очень малые напряжения. Например, для прибора с параметрами /и = 100 мкА, 7?и = 1000 Ом это напряжение не должно превышать ии = = 0,0001 • 1000 = 0,1 В. Подключать такой прибор к источникам тока или к участку цепи с большим напряжением нельзя: можно испортить микроамперметр. Чтобы таким прибором можно было измерить большее напряжение, последовательно с ним включают добавочный резистор, гасящий избыточное (для прибора) напряжение, а чтобы измерять напряжения, различающиеся в десятки, сотни и тысячи раз, используют несколько добавочных резисторов соответствующих сопротивлений — получа- ется вольтметр с несколькими пределами измерений. Задача. На рис. 45, б показана схема трехпредельного вольтметра постоянного тока. Микроамперметр РА вместе с добавочным резистором R1 образует вольтметр первого предела, с резистором R2 — второго предела, с резистором R3 — третьего предела. Коммутация пределов измерения осуществляется переключателем S. Рас- считать значения сопротивлений резисторов каждого предела измерений. Решение. Рассчитать сопротивление резистора каждого предела измерений вольтметра можно по формуле 'и где Un — наибольшее напряжение установленного предела измерений. Допустим, что вольтметр по схеме рис. 45, б, в котором используется тот же мик- роамперметр, должен иметь пределы измерений 1,5 В и 10 В. В таком случае 1В R1 =-------——-— — 1000 Ом = 9 кОм; 0,0001 мА 5В R2 =----------—- — 1000 Ом = 49 кОм; 0,0001 мА 10В R3 — —-----------— — 1000 Ом — 99 кОм. 0,0001 мА Важнейший параметр вольтметра — его входное сопротивление, слагающееся из сопротивления рамки используемого в нем микроам- перметра и сопротивления добавочного резистора данного предела измерений. Чем оно больше по сравнению с сопротивлением участка цепи, напряжение на котором надо измерить, тем точнее будут ре- зультаты измерений. Входные сопротивления вольтметра, добавоч- ные сопротивления которого только что рассчитаны, будут: на пре- деле Uni —- 10 кОм, на пределе U!l2 —- 50 кОм, на пределе Un3 — 100 кОм. При сравнении пределов измерений и входных сопротив- лений такого вольтметра нетрудно сделать вывод, что на каждый вольт напряжения любого предела измерений приходится одно и то же входное сопротивление 10 кОм. В связи с этим вольтметры при- нято оценивать величиной относительного входного сопротивления, приходящегося на 1 В предельного напряжения. Например, отно- сительное входное сопротивление только что рассчитанного вольт- 85
метра равно 10 кОм/B. В таком случае нетрудно сделать еще один вывод: чем меньше численное значение параметра /и микроампер- метра, тем больше относительное входное сопротивление вольтметра, построенного на его базе, и наоборот. Шкала вольтметра постоянного тока, как и шкала миллиампер- метра или амперметра постоянного тока, равномерная, поэтому для отсчета измеряемых токов и напряжений можно пользоваться одной общей шкалой. Тот же микроамперметр можно использовать и для измерения переменных напряжений. Но для этого в прибор надо ввести выпря- митель. Примером может служить однопредельный вольтметр с одно- полу периодным выпрямителем, смонтированный по схеме, приведен- ной на рис. 46, а. Функцию выпрямителя выполняет диод VI. При положительной полуволне переменного напряжения на левом (по схеме) щупе ток идет через добавочный резистор R1, диод VI и микро- амперметр РА. При другой полярности напряжения на этом щупе диод VI закрывается и ток идет через открытый в это время диод V2 в обход микроамперметра. Через микроамперметр, следовательно, течет ток одного направления, но пульсирующий с частотой измеря- емого переменного напряжения. Избыточное напряжение гасит до- бавочный резистор R1. На сколько пределов измерений рассчиты- вается вольтметр, столько добавочных резисторов в нем и должно быть. Шкалы вольтметра переменного тока не совпадают со шкалами постоянного тока. Они, кроме того, неравномерны. Причина этого — нелинейность вольтамперных характеристик диодов, используемых в выпрямителях, особенно при небольших напряжениях. Поэтому ток, текущий через магнитоэлектрический прибор, не прямо пропор- ционален измеряемым переменным напряжениям. Расчет сопротивлений добавочных резисторов вольтметров пере- менного тока несколько отличается от расчета подобных резисторов Рис. 46. Схемы одиопредельного (а) и трехпредельного (б) вольтметров переменного тока 86
вольтметров постоянного тока. Объясняется это шунтирующим влиянием выпрямительных дио- дов на микроамперметр. Прак- тически для вольтметра, выпол- няемого по схеме на рис. 46, б, сопротивления добавочных рези- сторов должны быть примерно в 2,2 раза меньше, чем в вольт- метре постоянного тока. Окон- чательно их подбирают опытным путем при калибровке прибора. Сопротивление регистров, об- моток трансформаторов, участков электрических цепей измеряют омметрами. Схема простейшего Рис. 47. Схемы омметров однопредельного омметра (рис. 47, а) во многом схожа со схемой однопредельного вольтметра пос- тоянного тока. Суммарное сопротивление резисторов R1 «О» и R2, об- разующих добавочный резистор выбирают таким, чтобы при /?х = О, т. е. при замкнутых накоротко измерительных щупах оммет- ра, стрелка микроамперметра РА отклонялась на всю шкалу. Резистором R1 «О», который по своему назначению называют резистором установки нуля, компенсируют уменьшение напряжения разряжающегося источника питания Gl. С помощью этого резистора стрелку микроамперметра перед измерениями устанавливают точно на последнее деление шкалы, являющееся нулем шкалы омметра. Делают это при замкнутых накоротко щупах прибора. Если затем щупами омметра коснуться выводов резистора, сопротивление ко- торого надо измерить, то отклонение стрелки прибора уменьшится, так как общее сопротивление цепи, в которую включен микроампер- метр РА, увеличится. Чем больше сопротивление резистора 7?х, тем меньше будет отклонение стрелки прибора. Наконец, при каком-то достаточно большом сопротивлении резистора /?х стрелка прибора вообще не отклонится (точнее — отклонится незначительно), указы- вая на бесконечно большое сопротивление, обозначаемое знаком «оо». Таким образом, шкала омметра обратная, у нее 0 —- справа, а оо слева. Она, кроме того, нелинейная — по мере приближения к оо цена делений сильно увеличивается. В связи с этим шкалы сопро- тивлений в омметрах (и авометрах) делают самостоятельными. Основной параметр омметра — его входное сопротивление 7?вх. Численное значение этого параметра находят суммированием со- противления рамки микроамперметра и добавочных резисторов. Надо иметь в виду, что крайние участки шкалы омметра дают значительные погрешности результатов измерений. Поэтому поль- зуются в основном средней, сравнительно равномерной частью шка- лы. За наименьший (нижний) предел измерений обычно принимают сопротивление, соответствующее 0,1 7?эх, а за наибольший (верхний) предел — 107?вх. Если, например, 7?вх омметра равно 15 кОм, то 87
диапазон измеряемых им сопротивлений будет примерно от 1,5 до 150 кОм. Омметр, собранный по схеме на рис. 47, а, имеет существенный недостаток: его входное сопротивление, а следовательно, и градуи- ровка шкалы зависят от напряжения источника питания, что увели- чивает погрешность измерений при разрядке элемента G1. В этом отношении более совершенным оказывается омметр, собранный по схеме, показанной на рис. 47, б. Здесь переменный резистор уста- новки нуля R1 «0» включен параллельно микроамперметру РА. Его сопротивление должно быть таким, чтобы при минимальном напря- жении источника питания (оно обычно в 1,5—2 раза меньше началь- ного напряжения источника) и полностью введенном резисторе R1 <0» через микроамперметр протекал ток, равный его параметру /и. Тогда при работе от свежего элемента (или батареи гальванических элементов) стрелку прибора устанавливают на нуль уменьшением сопротивления резистора. R1 «0», а по мере разрядки элемента со- противление этого резистора увеличивают. На входное сопротивле- ние, а значит, и градуировку шкалы такого омметра тоже влияет из- меняющееся сопротивление резистора R1 «0». Но это влияние во много раз меньше, чем в рассмотренном ранее приборе. Чтобы изменить пределы измерений омметра, выбирают другие значения входного сопротивления и напряжения источника питания. Делают это так же, как при конструировании многопредельного вольтметра: включают добавочные резисторы таких сопротивлений, чтобы /?вх каждого предела измерений было в 10 раз больше преды- дущего предела. Соответственно увеличивают и напряжение источ- ника питания. Градуировка шкалы для всех пределов измерений остается неизменной, только ее показания умножают соответственно на 10, 100 и т. д. КОМБИНИРОВАННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР Для измерения токов, напряжений и сопротивлений радиолюби- тели обычно пользуются комбинированным прибором — а в о м е т - ром. Он совмещает в себе амперметр, миллиамперметр, вольтметр н омметр, с принципами построения которых кружковцы уже знакомы. Рекомендуемым здесь авометром можно измерять: постоянный ток до 500 мА (пределы измерений: 1, 10, 100 и 500 мА), постоянные на- пряжения до 500 В (пределы измерений: 1, 10, 100 и 500 В), пере- менные напряжения до 500 В (пределы измерений: 1, 10, 100 и 500 В) и сопротивления от 1 Ом до 5 МОм (пределы измерений: 1 Ом... 5кОм, 10 Ом...50 кОм и 1 кОм...5 МОм). Относительное входное со- противление вольтметра постоянного тока около 10 кОм/B. Таким прибором можно производить практически все измерения, связанные с конструированием приемно-усилительной аппаратуры как на тран- зисторах, так и электронных лампах. Нет только амперметра пере- менного тока, что сделано исключительно с целью упрощения аво- метра, да и радиолюбителям, особенно начинающим, очень редко при- 88
ходится сталкиваться с необходимостью измерения переменных то- ков. В том случае, если в кружках не предусматривается конструиро- вание аппаратуры на электронных лампах, пределы измерений по- стоянных и переменных напряжений до 100 и 500 В можно исключить, что еще упростит прибор. Принципиальная схема авометра, рекомендуемого для кружков радиотехнического конструирования, показана на рис. 48. Стрелоч- ным измерительным прибором служит микроамперметр РА1 типа М24 с током /и = 100 мкА и сопротивлением рамки (/?и = 645 Ом. Для микроамперметра с другими значениями параметров /и и 7?и сопротивления резисторов пересчитывают по методике, описанной выше. Верхнее (по схеме) положение замыкающего контакта переключа- теля S1 соответствует включению авометра на измерение сопротив- лений, среднее — на измерение постоянных и переменных напряже- ний, нижнее — на измерение постоянных токов. В гнездо Х21 «Общ» вставляют один из щупов авометра независимо от вида производимого измерения. Выбор того или иного предела измерений осуществляется подключением второго щупа в одно из гнезд Х5—Х20. Так, при измерении переменного напряжения на шкале до 10 В второй щуп авометра подключают к гнезду Х6, постоянного напряжения на пре- деле до 100 В — к гнезду XI1 и т. д. Если измеряют постоянный ток, то параллельно микроамперметру подсоединяют универсальный шунт, состоящий из резисторов R2—R9 с общим (расчетным) сопро- тивлением 4300 Ом. Отводы от точек соединения резисторов R2 и R3, R4 и R5, R6 и R7 используют только в омметре авометра. При измерении переменных и постоянных напряжений универ- сальный шунт отсоединяют от микроамперметра. Это делают для того, чтобы сохранить достаточно большое входное сопротивление вольтметра. В зависимости от вида тока и величины измеряемого напряжения последовательно с микроамперметром включают один из добавочных резисторов R10—R13 или R14—R17. Вольтметр переменного тока отличается от вольтметра постоян- ного тока наличием в нем диодов VI или V2 однополу пер иодного выпря- мителя и сопротивлениями добавочных резисторов, численные зна- чения которых меньше сопротивлений подобных резисторов вольт- метра постоянного тока примерно в 2,2 раза. Омметр авометра заметно отличается от простейших авометров, схемы которых были приведены на рис. 47. В нем при измерении со- противлений параллельно микроамперметру подключается универ- сальный шунт, состоящий из резисторов R2t R3-VR4, R5-\-R6, R7-\- \-R8ArR9- Сопротивления резисторов этого шунта, входящих в уни- версальный шунт микроамперметра, и добавочных резисторов R18—R21 подобраны таким образом, что входное сопротивление омметра R^ на втором пределе (Х10) было в 10 раз больше 7?вх первого предела, равного 50 Ом, на третьем (Х100) —в 10 раз больше 7?вх второго предела, на четвертом (X1000) — в 10 раз больше /?вх третьего предела. 89
Рис. 48. Принципиальная схема авометра
Рис. 49. Внешний вид авометра На первых трех пределах омметра (XI, хЮ, х 100) к универ- сальному шунту подключены цепочки, каждая из которых состоит из одного гальванического элемента 332 (G/, G2 или G3) и резистора (R19, R20 или R21). Для измерения на четвертом пределе (Х1000) к омметру через гнезда XI и Х2 подключают источник постоянного тока напряжением 9В, в качестве которого могут использоваться две батареи 3336Л, соединенные последовательно, или сетевой блок питания с таким выходным напряжением. В описываемом комбинированном измерительном приборе предус- мотрены гнезда ХЗ и Х4 (100 мкА), непосредственно соединенные с зажимами микроамперметра. Это позволяет использовать микроам- перметр для некоторых других измерений, например обратных со- противлений р-п переходов транзисторов. При таком использовании микроамперметра переключатель S1 должен быть в положении «V». Внешний вид авометра показан на рис. 49, а конструкция его корпуса и размещение деталей в нем—на рис. 50. Основной несущий элемент конструкции — корпус 2. К его передней стенке с внутренней сто- роны через прокладку 4 прикреплен микроамперметр 5. На передней стенке установлены также две колодки 15 с самодельными гнездами Х5—Х20, колодка 12 с гнездами ХЗ, Х4 и Х21, переменный резистор R1 (Уст. «0») и переключатель вида измерений S1. Для крепления колодок с гнездами использованы винты М3х8 с потайными голов- ками. Уголки 7 и 13, служащие для крепления крышки 6, соединены с корпусом заклепками 8, а ножки 10 — заклепками 9. Плата 16 (показана на рис. 50 штриховыми линиями), на которой смонтированы резисторы R2—R21 и элементы G1—G3, крепится к корпусу винтами МЗХ28 с потайными головками. Винты пропущены через пустотелые стойки 11 и ввинчены в средние резьбовые отвер- стия гнездовых колодок. Надписи, поясняющие назначение ручек управления и гнезд, сделаны на цветной бумаге и закрыты спереди накладкой 1 из оргстекла. Она крепится к корпусу гайками пере- 91
Рис. 50. Конструкция корпуса и размещение деталей в нем: 1 — накладка; 2—корпус: 3, 8, 9—крепежные винты; 4 — прокладка; 5 — микроамперметр; 6 — крышка; 7, 13 — уголки; 10 — ножки: 11 — стойки крепления монтажной платы 16 (обозначены штриховыми линиями); 12, 14, 15 —гнездовые колодки
менного резистора R1 и переключателя S1, одним из винтов крепле- ния колодки 12 и двумя винтами 3 (М2х5), ввинченными с внутрен- ней стороны корпуса. Колодка 14 с гнездами XI и Х2 прикреплена к уголку 13 одним винтом М3 X 6. Корпус, крышку и уголки можно сделать из листового алюминие- вого сплава Амц-П или мягкого дюралюминия. Разметка передней стенки показана на рис. 51. Крышка не должна выступать за габа- риты корпуса. Надежность работы авометра во многом зависит от тщательного изготовления гнезд. Конструктивно все они одинаковы. Для удоб- ства изготовления гнезда объединены в четыре группы, каждую из которых монтируют на самостоятельной колодке. Устройство одной из таких групп показано на рис. 52. Каждое гнездо (рис. 52, а) обра- зуется отверстием в колодке 15 и пружинящим контактом 20, укреп- ленным на колодке винтом 21. Нижняя изогнутая часть контакта на- половину закрывает отверстие под вставляемый в него штепсель щу- па, поэтому эта часть контакта при подключении щупа поднимается (рис. 52, б) и давит на штепсель, обеспечивая надежное электрическое соединение. Колодки 12, 14 и 15 (рис. 52, в) можно изготовить из листового гетинакса, оргстекла или другого изоляционного материала. Всего потребуется две колодки 15 и по одной колодке 12 и 14. А для кон- тактов (их 21 шт.) используют твердую листовую латунь или бронзу толщиной 0,5 мм. 93
Рис. 52. Устройство и детали гнездовой колодки Штепсели 23 щупов и сами щупы 26 (рис. 53) вытачивают из ла- тунного прутка диаметром 4 мм, а их корпуса 24 и 25 — из оргстек- ла или текстолита. Все постоянные резисторы, диоды VI и V2, а также элементы G1—G3 монтируют на плате из листового гетинакса (или текстолита) толщиной 2,5...3 мм. Разметка платы и размещение деталей на ней показаны на рис. 54. Роль монтажных стоек выполняют отрезки медной луженой проволоки диаметром 1,5 мм, запрессованные в пла- те 16. Соединения деталей на плате выполнены голым медным прово- дом диаметром 0,6...0,8 мм, в местах пересечения на них надеты от- резки поливинилхлоридной трубки. Для соединения платы с другими деталями платы использован многожильный провод в надежной изоляции. 94
Рис. 53. Устройство щупов и крепежных уголков Рис. 54. Разметка монтажной платы и соединение деталей на ней
Контакты-держатели 18 элементов 332 (G1—G3), изготовленные из такого же материала, что и контакты гнезд, закреплены на плате пустотелыми заклепками 19. Стойки И (на рис. 50 показаны штри- ховыми линиями), создающие необходимый зазор между монтажной платой 16 и гнездовыми колодками 15, могут быть сделаны из лю- бого изоляционного материала, их наружный диаметр 6 мм, длина — 20 мм. Переменный резистор R1 сопротивлением 2...3 кОм любого типа, например СП или СПО. Резисторы R4 и R6—R9 универсального шунта проволочные, их каркасами служат резисторы МЛТ-0,5 сопротивлением не менее 200 кОм. Для их изготовления используют манганиновый провод в эмалиевой и шелковой изоляции (ПЭШОММ, ПЭГОМТ): для резисто- ров R4, R6 и R7 диаметром 0,08...0,1 мм, для резисторов R8, R9 — диаметром 0,15...0,2 мм. Пригодны, конечно, другие высокоомные провода, например из константана. Чтобы при калибровке шкалы прибора можно было опытным путем точно подобрать сопротивления резисторов, расчетную длину их проводов увеличивают на 5... 10%. Остальные постоянные резисторы типа МЛТ-0,5. Чтобы упростить налаживание авометра, их берут с несколько большим (на 10... 15%), чем указано на принципиальной схеме, номинальным сопротивлени- ем, а при калибровке подключают параллельно им резисторы с 7—10 раз большим сопротивлением, чтобы подобрать нужное сопротивле- ние. Можно поступить иначе: каждый из резисторов заменить двумя- тремя, соединенными последовательно, и при калибровке опытным путем подбирать резисторы с меньшим сопротивлением. Например, резистор R2 можно составить из двух резисторов сопротивлением 1,5 кОм и 240 Ом, резистор R3 — из резисторов сопротивлением 2 кОм и 110 Ом и т. д. Переключатель вида измерений S1 — тумблер на три положения и два направления. Закончив монтаж, сверяют его со схемой авометра, проверяю! надежность -всех соединений, контактов и только после этого при- ступают к калибровке и градуировке его шкал. Калибровка и градуировка шкал авометра — наиболее ответст- венный этап, от которого зависит точность будущих измерений. Первыми калибруют шкалы постоянных токов по схеме, приведен- ной на рис. 55, а. Соединяют последовательно: градуируемый милли- амперметр РАГ, образцовый миллиамперметр РА0 (например, про- Рис. 55. Схемы градуировки шкал авометра 96
мышленный миллиамперметр класса 0,2...0,5 или авометр в режиме измерения постоянных токов), проволочный резистор 7?а сопро- тивлением 50... 100 Ом, резистор /?б типа СП сопротивлением 5... 10 кОм и батарею GB, составленную из трех элементов 343 или 373. Ре- зистор 7?а полностью вводят (движок в левом, по схеме, положе- нии), а резистор /?б — выводят. Переключатель вида измерений авометра устанавливают в положение «тА», штепсели соединительных проводников вставляют в гнезда — «Общ.» и «500 мА». Затем вклю- чают питание и, плавно изменяя сопротивление резистора 7?а, уста- навливают по шкале образцового прибора ток в цепи, равный 500 мА; сравнивают его с показаниями самодельного прибора. Если сопро- тивление резистора R9 универсального шунта больше расчетного, то стрелка самодельного прибора отклонится дальше конечного деления шкалы. Отматывая понемногу провод этого резистора шунта и следя за показаниями образцового прибора, стрелку градуируе- мого миллиамперметра устанавливают на последнее деление шкалы. После этого питание выключают, снова полностью вводят резис- тор 7?а, штепсель соединительного провода вставляют в гнездо «100 мА» налаживаемого авометра и вновь включают питание измери- тельной цепи. Теперь изменением сопротивления резистора Ra стрелку образцового прибора устанавливают на отметку 100 мА и подбором сопротивления резистора R8 универсального шунта доби- ваются отклонения стрелки градуируемого прибора точно на послед- нее деление шкалы. Аналогично калибруют шкалу самодельного прибора на измерение постоянных токов на пределах 10 и 1 мА. Только теперь подбирают сопротивления резисторов R6 и R4, а соответствующий ток в измери- тельной цепи устанавливают резистором R6. Калибровку прибора в таком же порядке повторяют еще раз, чтобы внести в универсальный шунт поправки, компенсирующие изменение сопротивлений резисторов R9, R8, R6 и R4. Иногда при этом приходится дополнительно подгонять их сопротивления, чтобы на всех пределах измерений показания налаживаемого и образцового миллиамперметров были одинаковыми. Шкалу вольтметра постоянных напряжений калибруют по схеме, приведенной на рис. 55, б. Батарею GB, питающую измерительную цепь, составляют из трех батарей 3336Л. Сопротивление переменного резистора R, подключенного к батарее потенциометром (делителем напряжения), может быть 2...3 кОм. Переключатель SJ видов изме- рений авометра устанавливают в положение «V», а соединительные проводники вставляют в гнезда — «Общ.» и «1В». Образцовый вольт- метр РА0 переключают на такой же или ближайший больший предел измерений, а движок резистора R устанавливают в нижнее (по схе- ме) положение. Включают питание и, плавно изменяя сопротивление регулировочного резистора, устанавливают стрелку образцового вольт- метра на напряжение 1В. После этого сопротивление добавочного резистора R14 градуируемого вольтметра РАГ подбирают так, что- бы стрелка микроамперметра установилась на последнее деление шкалы. 4 В. Г. Борисов 97
Точно так же, но подбирая резисторы R15—R17, калибруют само- дельный вольтметр постоянного тока на остальных пределах измере- ний. На пределах «100 В» и «500 В» вместо батареи GB используют выпрямитель с соответствующим выходным напряжением, а напря- жение в измерительной цепи регулируют переменным резистором сопротивлением 510...680 кОм (вместо 2...3 кОм). Шкалы постоянного тока и постоянного напряжения практически линейны, поэтому шкала микроамперметра авометра, имеющая оци- фрованные отметки 0, 10, 20 и т. д. до отметки 100, может исполь- воваться для отсчета любых измеряемых токов и напряжений. Из- меняется только цена делений шкалы. Например, на пределах «1 мА», «10 мА», «1 В» и «10 В» отсчеты со шкалы микроамперметра делят со- ответственно на 100 и 10, а на пределах «500 мА» и «500 В» умно- жают на 5. Шкалы переменных напряжений нелинейны. Поэтому, кроме калибровки конечного деления шкалы, на каждом пределе измерений приходится дополнительно наносить на шкалу все оцифрованные отметки. Измерительная цепь для калибровки шкал переменных напряже- ний остается такой же, как на рис. 55, б, только вместо батареи или выпрямителя используют обмотки сетевого трансформатора, рас- считанные на напряжения 5... 10 и 250...500 В, а в качестве образ- цового прибора — вольтметр переменного тока. Вставив штепсель соединительного проводника самодельного вольтметра в гнездо «1 В», регулировочным резистором R устанавливают по шкале образцового вольтметра напряжение 1В. Далее, подбирая добавочный резистор R10, выводят стрелку своего прибора на последнее деление шкалы. После этого приступают к калибровке шкалы вольтметра — нано- сят на нее отдельные штрихи при напряжениях 0,9, 0,8, 0,7 В и т. д. через каждые 0,1 В, замеренных по образцовому вольтметру. В том случае, если деления шкалы окажутся очень неравномерными (по сравнению со шкалой постоянных напряжений), то заменяют диоды VI и V2 выпрямителя прибора, после чего повторяют калибровку. Аналогично калибруют вольтметр переменного напряжения на двух соседних пределах измерений: на пределе «10 В» — подбором резистора R11 (через 1 В), на пределе «100 В» — подбором резистора R12 (через каждые 10 В). Если обмотка трансформатора не обеспе- чивает напряжение 500 В, то калибровать шкалу предела «500 В» можно до средней отметки предела «100 В», соответствующей 50 В. Затем, установив по образцовому вольтметру напряжение 250 В и пе- реставив щуп самодельного прибора в гнездо «500 В», сопротивление резистора R13 подбирают таким, чтобы стрелка отклонилась до от- метки 50 В. Деления шкал разных пределов переменных напряжений практи- чески совпадают и отличаются только их ценой, поэтому при измере- ниях можно пользоваться одной общей шкалой, умножая (или деля) отсчет результатов измерений, снятых по шкале прибора, на опреде- ленное число. Если, скажем, на шкалу нанесены отметки от 0 до 10, то при измерениях на первом пределе «1 В» отсчет по шкале прибора 98
делят на 10, а на третьем «100 В» и четвертом «500 В» пределах — умножают соответственно на 10 и 50. Входные сопротивления омметра для разных пределов измерения сопротивлений устанавливают в последнюю очередь подбором рези- сторов R18—R21. Для этого переключатель S1 авометра переводят в положение «Q», штепсели измерительных щупов вставляют в гнезда «Общ.» и «Х1» и, замкнув щупы между собой, переменным резисто- ром R1 «Уст. 0» устанавливают стрелку прибора на конечное деление шкалы, соответствующее нулю омметра. Затем к разомкнутым щупам подключают резистор, сопротивление которого равно входному со- противлению этого предела измерений, т. е. 50 Ом. Его можно соста- вить из двух последовательно соединенных резисторов с номиналами 30 и 20 Ом или 39 и 11 Ом. Подбором резистора R21 стрелку, микро- амперметра устанавливают точно на середину шкалы. Аналогично подгоняют входные'сопротивления омметра остальных пределов измерений: на пределе « X 10» к его входу подключают образ- цовый резистор сопротивлением 5 кОм, на пределе «X 100» — 50 кОм, на пределе «х 1000» — 500 кОм. При подгонке входного сопротивле- ния на пределе «X 1000» к омметру через гнезда XI и Х2 подключают батарею или выпрямитель с выходным напряжением 9В. Образцовые резисторы, обеспечивающие заданные входные сопро- тивления омметра для разных пределов измерений, составляют из пре- цезионных резисторов или, в крайнем случае, из резисторов с допус- тимым отклонением от номинала не более ± 5 %. Для градуировки шкалы омметра, входные сопротивления кото- рого уже подогнаны, необходимы образцовый омметр или промышлен- ный авометр, включенный на измерение сопротивлений, и три пере- менных резистора сопротивлением 10... 15, 50... 100 и 600...800 Ом. Первый из этих резисторов подключают к образцовому омметру и устанавливают по его шкале сопротивление 5 Ом. Затем этот же ре- зистор, не изменяя положение движка, подключают к градуируемому омметру и делают на его шкале отметку, соответствующую сопротив- лению 5 Ом. Далее, используя этот и другие переменные резисторы, точно так же наносят на шкалу отметки, соответствующие сопротив- лениям до 500 Ом. Получившаяся шкала омметра является общей для всех пределов измерения сопротивлений. Закончив градуировку авометра, осторожно снимают шкалу мик- роамперметра и, пользуясь отметками или записями, сделанными во время градуировки, чертят дополнительные шкалы переменных на- пряжений и сопротивлений. Дополнительные отметки между оцифро- ванными точками шкалы переменных напряжений делают делением дуги на равные части. Шкала описанного авометра показана на рис. 56. Ее можно на- чертить на листе ватмана в увеличенном масштабе, затем фотографи- ческим способом уменьшить до необходимых размеров и наклеить на основание шкалы микроамперметра авометра. 4* 99
Рис. 56. Шкала авометра Рис. 57. Схемы измерения параметров /КБО (а) И^21Э биполярных транзисторов (б) ИСПЫТАТЕЛИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ С практической точки зре- ния наиболее важными парамет- рами биполярного транзистора являются неуправляемый обрат- ный ток его коллекторного р-п перехода /КБО и статический ко- эффициент передачи тока /1213- Схемы измерения этих парамет- ров р-п-р транзисторов показа- ны на рис. 57. Для транзисторов структуры п-р-п полярность включения питающей батареи GB и измерительного прибора РА должна быть обратной. Обратный ток коллектора /КБо измеряют при заданном обратном напряжении на коллекторном р-п переходе и отключенном эмиттере (рис. 57, а). Чем он меньше, тем выше качество коллекторного перехода и стабильность работы транзистора. Параметр /г21э» характеризующий усилительные свойства транзи- стора, определяют как отношение тока коллектора 1К к вызвавшему его току базы /Б, (рис. 57, б), т. е. h2i3 » Чем больше чис- ленное значение этого параметра, тем больше усиление сигнала, ко- торое может обеспечить транзистор. Для измерения этих двух основных параметров маломощных би- полярных транзисторов можно рекомендовать сделать в кружке при- ставку к самодельному авометру, описанному выше. Схема такой приставки показана на рис. 58, а. Проверяемый транзистор V под- ключают выводами электродов к соответствующим зажимам «Э», «Б» и «К» приставки, соединенной (через зажимы XI, Х2 и провод- 100
Рис. 58. Схема (а) и конструкция (б) приставки к авометру для измерения основных параметров биполярных транзисторов ники с однополюсными штепселями на концах) с миллиамперметром авометра, включенного на предел измерения «1 мА». Переключатель S2 предварительно устанавливают в положение, соответствующее структуре проверяемого транзистора. При проверке транзистора структуры п-р-п с гнездом «Общ.» авометра соединяют зажим XI приставки (как на рис. 58, а), а при проверке транзистора структуры р-п-р _ зажим Х2. Установив переключатель S1 в положение «/КБО»» измеряют сначала обратный ток коллекторного перехода, а затем, переведя пе- реключатель S1 в положение «/г21э», — статический коэффициент передачи тока. Отклонение стрелки прибора на всю шкалу при из- мерении параметра /КБО укажет на пробой коллекторного перехода проверяемого транзистора. Измерение параметра /121э происходит при фиксированном токе базы, ограничиваемым резистором R1 до 10 мкА. При этом транзистор открывается и в его коллекторной цепи (в том числе через миллиам- перметр) течет ток, пропорциональный коэффициенту /г21э- Если, например, прибор фиксирует ток 0,5 мА (500 мкА), то коэффициент /121э проверяемого транзистора будет 50 (500 : 10 = 50). Ток 1 мА (отклонение стрелки прибора до конечной отметки шкалы), следова- тельно, соответствует коэффициенту h2t3, равному 100. Если стрелка прибора зашкаливает, миллиамперметр авометра надо переключить на следующий предел измерения тока — «10 мА». В этом случае вся шкала прибора будет соответствовать коэффициенту h2i3, равному 1000, а каждая десятая часть ее — 100. ) Резистор 7?2, ограничивающий ток в измерительной цепи до 3 мА, нужен для предупреждения порчи измерительного прибора из-за пробоя проверяемого транзистора. Возможная конструкция приставки показана на рис. 58, б. Для лицевой панели, размерами примерно 130X75 мм, желательно ис- пользовать листовой гетинакс или- текстолит толщиной 1,5—2 мм. 101
Рис. 59. Схема испытателя , транзисторов средней и большой мощности Проверить работоспособность нзисторов средней и большой и Зажимы «Э», «Б» и «К» для под- ключения выводов транзистора типа «крокодил». Переключатель вида измерений S1 — тумблер ТП2-1, структуры транзистора S2 — ТП1-2. Батарею питания GB1 — 3336Л или составленную из трех элементов 332, крепят на панели снизу, там же мон- тируют и ограничительные ре- зисторы R1 и R2. Зажимы (или гнезда) для соединения пристав- ки с авометром размещают в лю- бом удобном месте, например на задней боковой стёнке ящика. Сверху на панель наклеивают краткую инструкцию по работе с приставкой-измерителем, оценить усилительные свойства щности можно с помощью про- стого прибора, схема которого приведена на рис. 59. Проверяемый транзистор V подключают к зажимам, соответствующим его электро- дам. При этом в коллекторную цепь транзистора оказывается вклю- ченным амперметр РА1 на ток полного отклонения стрелки 1А, а в базовую — один из резисторов R1—R4. Сопротивления резисторов подбирают с таким расчетом, чтобы ток базовой цепи транзистора можно было устанавливать равным 3, 10, 30 и 50 мА. Таким образом, проверка транзистора осуществляется при фиксированных токах в базовой цепи, устанавливаемых переключателем S1. Источником питания служат три элемента 373, соединенные последовательно, или низковольтный выпрямитель, обеспечивающий напряжение 4,5 В при токе нагрузки до 2А. Численное значение статического коэффициента передачи тока проверяемого транзистора определяют как отношение тока коллекто- ра к вызвавшему его току базы. Например, если переключатель S1 установлен на ток базы, равный 10 мА, а амперметр РА1 фиксирует ток 500 мА, значит, коэффициент /121Э данного транзистора равен 50 (500 : 10 = 50). Конструкция такого прибора — испытателя транзисторов произ- вольная. Ее можно сделать как приставку к авометру, амперметр которого рассчитан на измерение постоянных токов до нескольких ампер. Производить проверку транзистора надо возможно быстрее, по- тому что уже при токе коллектора 250...300 мА он начинает нагре- ваться и тем самым вносить погрешности в результаты измерений. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ Для проверки работоспособности и налаживания радиоаппарату- ры используют источники различных по. форме и частоте электриче- 102
ских сигналов, называемые изме- рительными генераторами. Наи- более часто используемым в кружке измерительным генера- тором является ГСС—генератор стандартных сигналов, который, вырабатывая электрические ко- лебания частот от нескольких герц до десятков и сотен мега- герц, может быть источником амплитудно-модулированных си- гналов, имитирующих сигналы радиовещательных станций. Кро- ме промышленного генератора, в'кружке используются и само- Рис. 60. Схема однотранзисторного генератора колебаний 34 дельные простые измерительные генераторы. Конструирование их — неотъемлемая часть дея- тельности радиотехнических кружков 1-го и 2-го годов занятий. Однотранзисторный генератор колебаний 34, схема которого показана на рис. 60, может стать первым измерительным генератором радиолюбителя. Прибор вырабатывает синусоидальные колебания частоты 1 кГц. Сигнал такой частоты наиболее часто используют для проверки усилителей 34, трактов звуковой частоты радиовещатель- ных приемников. Генератор состоит из однокаскадного усилителя на транзисторе V и двойного Т-фильтра, включенного между коллектором и базой транзистора. Подобные электрические фильтры называют Т-образ- ными, потому что схемное построение их элементов напоминает своим видом букву Т. На схеме генератора один такой фильтр образуют резисторы R2, R4 и конденсатор С2, второй — конденсаторы С1, СЗ и резистор R3. Между собой они соединены параллельно и обра- зуют между коллектором и базой транзистора положительную обрат- ную связь, благодаря которой усилитель возбуждается и становится генератором колебаний фиксированной частоты. Частота генерируе- мых колебаний определяется номиналами конденсаторов и резисто- ров, образующих двойной Т-фильтр. С резистора R5, являющегося нагрузкой транзистора, колебания генератора подаются через кон- денсатор С4 на переменный резистор R7, а с него на вход проверяе- мого усилителя 34. Этим резистором напряжение на выходе генера- тора можно плавно изменять от нуля до 1,5...2 В. Резисторы R4 и R2, входящие в двойной Т-фильтр, совместно с резистором R1 образуют усилитель напряжения, с которого на ба- зу транзистора подается отрицательное напряжение смещения. Ре- зистор R6 улучшает форму генерируемых колебаний. 4тобы проверить, работает ли генератор, достаточно подключить к его выходу головные телефоны — в них появится звук средней то- нальности, изменяющийся по громкости при вращении ручки пере- менного резистора R7.
Транзистор ГТ308В можно заменить на П416Б или другой германиевый высокочастотный транзистор со статическим коэф- фициентом передачи тока не ме- нее 80. Переменный резистор R7 типа СП-I, резисторы R1— R5 - МЛ Т-0,125 или МЛТ-0,25, резистор R6—ТВО-0,125 (среди резисторов типа МЛТ нет с но- минальным сопротивлением око- ло 5 Ом). Источником питания генератора может быть батарея «Крона» или две соединенные батареи 3336Л. Рис. 61. Схема генератора 34 Измерительный генератор1, на микросхеме К122УН1Б вырабатывающий синусоидаль- ные колебания фиксированной частоты 1 кГц, можно собрать на микросхеме К122УН1Б (рис. 61). Выходное напряжение генератора на нагрузке сопротивлением 10 кОм около 2 В. Усилитель микросхемы самовозбуждается благодаря включению между его выходом (вывод 11) и входом (вывод 4) фазосдвигающей /?С-цепочки, образованной конденсаторами С1 — СЗ, резисторами R1—R5 и входным сопротивлением первого транзистора микросхемы. Частоту генерируемых колебаний можно изменять в широких преде- лах путем замены конденсаторов С1—СЗ конденсаторами других емкостей, но обязательно одинаковых по номиналу. С«уменьшением емкости этих конденсаторов частота генерируемых колебаний увели- чивается, и наоборот. Сопротивления резисторов R3 и R5, подбирае- мых при настройке генератора, могут быть в пределах 1,5...4,7 кОм. Электролитический конденсатор С4 устраняет отрицательную обрат- ную связь йо переменному току, действующую между транзисторами микросхемы. Выходное напряжение и коэффициент гармонических искажений зависят от глубины положительной обратной связи, устанавливае- мой подстроечным резистором R4 во время настройки генератора. Предварительно цепочку резисторов R3—R5 заменяют переменным резистором сопротивлением 10 кОм. Сигнал с выхода генератора по- дают на вход «У» осциллографа и, следя за его изображением на эк- ране, опытным путем находят такое положение движка переменного резистора, при котором, колебания срываются. Затем измеряют со- противления обоих плеч переменного резистора, восстанавливают соединение подстроечного резистора R4, включают в цепочку резистор R3 с номинальным сопротивлением, близким к сопротивлению верх- него плеча (от верхнего вывода до движка), а резистор R5 сопротив- лением, равным сопротивлению нижнего плеча переменного резисто- 1 Разработан Б. Степановым (г. Москва). 104
ра. После этого подстроечным резистором R4 устанавливают опти- мальную глубину обратной связи, при которой амплитуда колебаний будет наибольшей и без искажений. В том случае, если к форме выходного сигнала не предъявляют жестких требований, т. е. не обращают внимания на некоторые иска- жения, то цепочку резисторов R3—R5 можно вообще исключить, соединив правый (по схеме) вывод конденсатора СЗ непосредственно с выводом 11 микросхемы. В генераторе вместо микросхемы К122УН1Б можно применить другие микросхемы этой серии или аналогичные им микросхемы се- рии КИ8. Напряжение источника питания микросхем с буквенными индексами В, Г и Д можно увеличить до 12 В, что позволит получить большее напряжение выходного сигнала. Еще один измерительный генератор, которым желательно оснас- тить кружок радиотехнического конструирования, — генератор 34—ПЧ1 (рис. 62). Он вырабатывает сигнал 34 частотой 1 кГц и модулированный им по амплитуде сигнал ПЧ частотой 465 кГц. При- бор предназначен для проверки и налаживания усилителей 34 и трактов ПЧ супергетеродинных приемников. Питать его можно от любого источника постоянного тока напряжением 12...15 В, например от трех соединенных последовательно батарей 3336Л. Рис. 62. Генератор 34—ПЧ на блок-сборке БС-1 1 Разработан Г. Шульгиным (г. Москва). 105
Характерная особенность этого измерительного генератора за- ключается в том, что в нем в качестве активных элементов исполь- зуется блок-сборка БС-1 — малогабаритный блок, объединяющий в своем корпусе два биполярных транзистора структуры п-р-п и два полевых транзистора с каналом n-типа. Внешний вид и нумерация выводов элементов микросборки показаны на том же рис. 62 (слева). На схеме генератора транзисторы показаны без окружностей, сим- волизирующих их корпуса, потому что транзисторы ^сборки не име- ют корпусов. Если в распоряжении кружка не окажется сборок БС-1, то вместо них в монтируемых генераторах можно применить бипо- лярные транзисторы серии КТ315 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50 и полевые транзисторы серии КПЗОЗ с лю- бым буквенным индексом. Это измерительное устройство, рекомендуемое для повторения в кружках радиотехнического конструирования 2-fo года занятий, состоит из генератора сигналов ПЧ на транзисторе V/, генератора сигналов 34 на транзисторе V3 и амплитудного модулятора на тран- зисторах V2 и V4. Транзистор VI генератора ПЧ включен по схеме с «заземленной» (по высокой частоте — через конденсатор С2) базой. Режим работы транзистора по постоянному току определяется делителем напряжения R1R2 в базовой цепи и резистором R3 в эмит- терной цепи, а частота генерируемых колебаний — параметрами ко- лебательного контура, образованного катушкой индуктивности L1 и конденсаторами СЗ—С5. Самовозбуждение возникает из-за емкост- ной связи между коллектором и эмиттером транзистора. Генератор 34, как и однотранзисторный генератор, собранный по схеме на рис. 60, представляет собой каскад, охваченный положи- тельной обратной связью через двойной Т-фильтр, состоящий из ре- зисторов R7—R9 и конденсаторов С7—С10. Частота генерируемых колебаний зависит от номиналов этих элементов и составляет в дан- ном случае 1 кГц. Напряжение генератора ПЧ через конденсатор С6 поступает на затвор полеврго транзистора V2, а напряжение генератора 34 через конденсатор СИ — на затвор транзистора V4. Благодаря последова- тельному соединению каналов полевых транзисторов, совместное воз- действие на их затворы напряжений обоих генераторов приводит к тому, что напряжение ПЧ оказывается промодулированным по ам- плитуде. С выхода модулятора (точка соединения истока транзистора V2 со стоком транзистора V4) модулированное напряжение ПЧ через конденсатор С14 (он пропускает только колебания ПЧ) поступает на гнездо Х2 «ПЧ». Напряжение 34 с выхода генератора на транзисторе V3 подается на гнездо XI «34». В зависимости от того, какой сигнал необходим для проверки или настройки собранной конструкции, щупы генератора включают в гнезда ХЗ «Общ» и Х2 или ХЗ и XI. Усилители звуковой частоты или тракты 34 приемников прове- ряют, начиная с оконечного каскада. Щуп в этом случае вставляют в гнездо XI, а гнездо ХЗ соединяют с общим проводом проверяемого радиотехнического устройства. Для стабилизации частоты генерируемых колебаний напряжение 106
питания устройства поддерживается неизменным с помощью простей- шего стабилизатора напряжения на стабилитроне V5 и резисторе R6. Сравнительно небольшое число деталей позволяет собрать гене- ратор на плате площадью 30...40см2 (например, размерами 60 X 60 мм). Правда, для этого все детали должны быть малогабаритными: кон- денсаторы типа КМ, КЛС, резисторы типа МЛТ-0,25, ВС-0,125 и т. п. В контуре генератора ПЧ можно использовать катушку фильтра ПЧ от транзисторных супергетеродинных приемников. Стабилитрон Д814Б при необходимости можно заменить на Д809. Плата генератора с дискретными транзисторами будет несколько больших размеров. Налаживание измерительного устройства сводится практически к настройке генератора ПЧ на частоту 465 кГц. Контролировать ра- боту генераторов пробника удобно по осциллографу, подключенному к затвору транзистора V2. При включении питания на его экране должно появиться характерное изображение амплитудно-модулиро- ванных колебаний с глубиной модуляции около 30%. Глубину мо- дуляции нетрудно рассчитать, измерив на экране осциллографа наи- больший ((7тях) и наименьший ({7т1г1) размах модулированных коле- баний: т = ({/тах _ {/т1п) / ({/гаах + е Если генератор 34 не самовозбуждается, то параллельна конден- саторам двойного Т-моста придется подключить конденсаторы ем- костью 0,002...0,01 мкФ. Частоту генератора ПЧ, соответствующую 465 кГц, устанавли- вают с помощью промышленного радиовещательного супергетероди- на с такой же промежуточной частотой. Поднеся генератор возможно ближе к антенному гнезду или магнитной антенне приемника, подст- роечным сердечником контурной катушки L1 (а если надо, то и под- бором конденсатора СЗ) добиваются появления в динамической го- ловке приемника максимальной громкости звука частотой 1 кГц (примерно звук «ми» второй октавы). О точной настройке генератора на частоту 465 кГц будет свидетельствовать неизменная громкость звука при перестройке приемника в любом диапазоне. ПРИЕМНИКИ ПРЯМОГО УСИЛЕНИЯ Большая часть тем программы кружка радиотехнического кон- струирования 1-го года занятий подчинена изучению и конструиро- ванию разных по сложности приемников прямого усиления. Ориги- нальность внешнего оформления, качество монтажа и функциони- рование изготовленных устройств в конечном счете характеризуют уровень и объем знаний и практических навыков, приобретенных кружковцами за учебный год. Формирование навыков конструирования радиотехнических устройств начинается с изготовления простых двух-трехтранзистор- ных приемников, в ходе работы над которыми ребята учатся разме- чать платы и компоновать на них детали, паять, производить элект- рические измерения, осваивать методику поиска неисправностей, испытывают и налаживают первые самодельные приборы. Как пра- вило, эти устройства являются чисто учебными, и после опытной про- 107
верки и нескольких экспериментов их разбирают на детали. Поэтому монтировать такие приемники можно на платах из фанеры, плотного картона или оргалита, на изготовление их не требуется много вре- мени, что позволяет учащимся быстрее увидеть и ощутить результаты своего труда, поверить в свои силы и приступить к работе над более сложным и конструктивно законченным устройством. Этот начальный этап практической деятельности кружка можно значительно уплотнить, если планируемые приемники кружковцы будут монтировать поблочно, и не каждый индивидуально, а звеньями по 3—4 человека. Каждое такое звено сообща знакомится с принци- пом работы и особенностями приемника, рекомендуемого руководи- телем, самостоятельно решает, кто какую работу будет выполнять, какой блок монтировать, продумывает технологию изготовления самодельных деталей, отдельных узлов приемника. При звеньевой работе как нельзя лучше выявляются личные интересы, наклонно- сти, увлеченность и перспективность каждого кружковца. Звеньевой метод может сохраниться и при дальнейшей работе кружка по радио- техническому конструированию. Поначалу, пока нет соответствующих знании, кружковцы просто копируют предлагаемые приемники. Позже, осмыслив принцип ра- боты входных цепей, усилителей РЧ и 34, накопив опыт монтажа и пользования измерительными приборами, у них пробуждается твор- ческий подход к выбору схем, деталей и конструкций приемников повышенной сложности. Все это является необходимой предпосыл- кой для перехода к изучению и конструированию усилителей 34 для высококачественного воспроизведения грамзаписи, супергетероди- нов, предусматриваемых тематическими планами кружков последую- щих годов занятий. На этом этапе кружковцы должны научиться грамотно, с соблю- дением действующих ГОСТ вести техническую документацию, без чего их конструкции не могут стать экспонатами выставок работ ра- диолюбителей-конструкторов, слетов юных техников. БЛОЧНЫЙ ПРИЕМНИК 0-V-3 Примером практической работы по построению простого радио- технического устройства может служить приемник, схема блоков и сами блоки которого показаны на рис. 63—65. Он состоит из трех блоков: входного колебательного контура с детектором, двухкаскад- ного усилителя 34 и трансформаторного усилителя мощности. Каж- дый из блоков может быть самостоятельно налажен и проверен в ра- боте, а все они, будучи соединенными между собой, образуют прием- ник прямого усиления 0-V-3, обеспечивающий громкий прием про- грамм местной или отдаленной мощной радиовещательной станции. Первый блок (рис. 63) представляет собой детекторный приемник, к выходным гнездам ХЗ и Х4 которого можно подсоединить головные телефоны В1. Внешнюю антенну W1 подключают к гнезду XI, за- земление — к гнезду Х2. Катушка L1 и конденсатор приемной ем- кости С2 образуют входной колебательный контур приемника. Кон- денсатор С1 ослабляет влияние емкости антенного устройства на 108
Рис. 63. Схема и конструкция радиочастотного блока приемника частоту контура. Диод VI детектирует модулированный сигнал ра- диостанции, на волну которой входной контур настроен, а телефоны преобразуют его в звук. Конденсатор СЗ пропускает радиочастотную составляющую продетектированного сигнала на землю в обход теле- фонов. Контурную катушку L1 можно взять готовой, например от про- мышленного лампового радиовещательного приемника, в том числе устаревшей модели. Подойдет катушка так называемого входного контура СВ диапазона или контура ДВ диапазона, в зависимости от того, на какой диапазон волн рассчитывается самодельный при- емник. Конструкция самодельной катушки колебательного контура мо- жет быть такой, как рекомендованная ранее для детекторного прие- ника-сувенира (см. рис. 14). Конденсатор переменной емкости С2 может быть любого типа, но лучше малогабаритный, например из набора деталей, предназначае- мых для сборки приемника «Сверчок», или типа КП-180. Подойдет также подстроечный керамический конденсатор типа КПК-2 с пере- крытием по емкости от 10...25 до 100... 150 пФ. Конденсаторы С1 и СЗ могут быть любого типа; емкость конденсатора С1 47...75 пФ, а СЗ — 3000...10 000 пФ. Диод VI — любой из серий Д9 или Д2. Телефоны высокоомные. Гнезда для подключения антенны, заземления и телефонов дела- ют из полосок жести шириной 5 и длиной 20...22 мм. Просверливают в них по два отверстия диаметром 1,4... 1,6 мм для крепления полу- кольцом. Все детали этого блока приемника монтируют на плате размерами 40x50 мм (таких же, как размеры плат других блоков). Сверяют монтаж со схемой блока, проверяют надежность всех соединений. Если все в порядке, то подключают антенну, заземление, телефоны и настраивают приемник на волны тех радиостанций, прием которых 109
возможен в данной местности на простейшее радиоприемное устрой- ство. Может случиться, что сигнал принимаемой станции прослушивает- ся в одном из крайних положений конденсатора настройки, когда его емкость минимальная или, наоборот, максимальная, но точно настро- иться на эту станцию не удается. Если в контуре приемника исполь- зована готовая катушка, то, пользуясь отверткой, ставят ее подст- роечный сердечник в такое положение, при котором прием сигналов радиостанции осуществляется не в самом крайнем положении ручки настройки. А если катушка самодельная с ферритовым сердечником, то такого же результата можно добиться смещением катушки по фер- ритовому стержню. На этом испытание и настройку первого блока заканчивают. Второй блок приемника (рис. 64) — двухкаскадный усилитель 34, состоящий из транзисторов V2 и V3, резисторов R1—R5 и кон- денсаторов С4—С6. Входными проводниками усилитель подключают к выходным гнездам ХЗ и Х4 первого блока, а головные телефоны В1 — к гнездам Х5 и Х6 усилителя. Для питания усилителя можно использовать батарею 3336Л или три элемента 332, 343, соединив их последовательно. Как работает такой двухблочный приемник 0-V-2? Выделенный диодом VI ток звуковой частоты течет через резистор /?/, включен- ный в детекторную цепь вместо телефонов, и создает на нем падение напряжения продетектированного сигнала. Через, электролитиче- Рис. 64. Схема и конструкция двухкаскадного усилителя 34 блочного приемника ПО
ский конденсатор С4 это напряжение подается на базу транзистора V2, усиливается им и выделяется его нагрузочным резистором R4. С этого резистора усиленное напряжение поступает непосредственно на базу транзистора V3 второго каскада и дополнительно усиливает- ся им. В результате через телефоны, являющиеся нагрузкой тран- зистора V3, течет во много раз усиленный ток звуковой частоты, бла- годаря чему звук в телефонах гораздо громче, чем при подключении к выходу первого блока. В таком усилителе режим работы обоих транзисторов по постоян- ному току определяется в основном номиналами резисторов R4, R5 и напряжением источника питания. На резисторе R5 происходит падение напряжения постоянного тока, текущего через транзистор V3, которое через делитель R2R3 подается на базу транзистора V2 и открывает его. В свою очередь на участке эмиттер-коллектор от- крывшегося транзистора V2 происходит падение напряжения по- стоянного тока, которое в отрицательной полярностй подается на базу транзистора V3. Таким образом, по постоянному току транзи- сторы усилителя взаимосвязаны и режим их работы устанавливается автоматически: отрицательное напряжение смещения на базу тран- зистора V2 подается с эмиттера транзистора V3, а на базу этого тран- зистора — с коллектора транзистора V2. Конденсатор С4 разделяет выходную цепь первого блока и вход- ную цепь второго блока по постоянному току. Без него резистор R1 оказался бы подключенным параллельно резистору R2 и режим ра- боты обоих транзисторов был бы нарушен. Емкость этого конденсато- ра может быть в пределах от 3...5 до 10...20 мкФ. Отрицательной обкладкой он должен подключаться к базе транзистора V2, на ко- торой относительно эмиттера отрицательное напряжение. Электролитический конденсатор С5, шунтирующий резистор R5, устраняет действие отрицательной обратной связи по переменному току во втором каскаде. Его емкостное сопротивление для наиболее низких частот звукового диапазона (200...300 Гц) должно быть зна- чительно меньше сопротивления резистора R5. Этому требованию от- вечает конденсатор емкостью 10...50 мкФ. Емкость конденсатора С6 подбирают на слух во время налажива- ния усилителя, добиваясь наиболее приятного тембра звучания ра- диопередачи. С увеличением емкости этого конденсатора примерно до 0,01 мкФ его сопротивление высшим звуковым частотам (более 5...8 кГц) уменьшается, и тембр звука становится как бы мягче. Транзисторы, используемые в усилителе этого блока приемника, могут быть серий МП39—МП42 с коэффициентом к^э — 30...60. Ре- зисторы R1—R4 типа МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, электролитические конденсаторы — К50-3, К52-1 или К50-6 на номинальное напряжение не менее 6 В, конденсатор С6 — КСО, БМ или КДС. Детали блока монтируют на плате размерами 40x50 мм. Сначала сверлят в ней If отверстий диаметром 1...1.5 мм. В девять из них плотно запрессовывают опорные монтажные стойки — отрезки мед- ной луженой проволоки чуть большего диаметра и длиной 8... 10 мм. К ним припаивают выводы деталей. Два отверстия справа (по рис. 64) 111
Рис. 65. Схема и конструкция усилителя мощности используют для крепления гнезд, таких же, как гнезда первого бло- ка. Затем сверлят еще два отверстия диаметром 8,5 мм. В них плот- но вставляют корпусы транзисторов. Закончив монтаж, сверяют его с принципиальной схемой блока — нет ли замыканий между проводниками, ошибок в монтаже. Включа- ют питание и касаются отверткой входного проводника, идущего к базе транзистора V2. При этом в телефонах, подключенных к гнез- дам Х5 и Х6, должен появиться звук низкого тона — признак ра- ботоспособности усилителя. Ко входу усилителя можно подключить звукосниматель и проиграть грампластинку. Затем вход усилителя соединяют с выходом первого блока и на- страивают его колебательный контур L1C2 на какую-либо радиостан- цию. Теперь приемник должен работать значительно громче, чем без усилителя. Вместо телефонов к выходу усилителя можно подключить электромагнитный телефонный капсюль ДЭМ-4м или абонентский (радиотрансляционный) громкоговоритель, что позволит слушать радиопередачи уже всем звеном, занимающимся конструированием приемника. Для третьего блока (рис. 65) потребуются: два низкочастотных маломощных транзистора (V4 и V5) из серий МП39—МП42 с любыми буквенными индексами, но по возможности с одинаковыми коэффи- циентами /г21э (в пределах 30...80), три резистора (R6—R8) типа МЛТ, два электролитических конденсатора К50-3 или К50-6 (С7, С9), один конденсатор типа БМ или МБМ (С8) и два трансформатора: согласую- 112
щий Т1 и выходной Т2 — от любого малогабаритного транзисторного приемника или из наборов деталей, предназначаемых для сборки по- дробных приемников. Батарея QB1 и выключатель S1 (любой конст- рукции) те же, что используются во втором блоке. Транзисторы V4 и V5 этого блока образуют двухтактный усилитель мощности, который через согласующий трансформатор Т1 связывают с выходом второго блока приемника. Вторичная (//) обмотка этого трансформатора имеет отвод от середины, благодаря чему на базы транзисторов V4 и V5 усиливаемый сигнал поступает в разной поляр- ности (со сдвигом фазы на 180°). Если в какой-то момент на верхнем (по схеме) конце вторичной обмотки напряжение положительно, то на ее нижнем конце оно отрицательно. В это время транзистор V4 за- крывается, а транзистор V5, наоборот, открывается. В следующий момент времени (при изменении полярности напряжения на вторич- ной обмотке трансформатора) закрывается транзистор V5, а транзистор V4 открывается. Транзисторы работают как бы по очереди, на два такта, и каждый из них усиливает только полуволны одной поляр- ности. Нагрузкой усилителя служит динамическая головка В2 мощностью 0,1...0,25 Вт, например ОДГД-6, 0.25ГД-2, подключаемая к транзис- торам V4 и V5 через выходной трансформатор Т2. Его задача — со- гласовать относительно большое выходное сопротивление каскада с небольшим сопротивлением звуковой катушки динамической головки. Только в этом случае приемник будет работать наиболее громко. Чтобы уменьшить искажения усиливаемого сигнала, на базу тран- зисторов подается начальное напряжение смещения, которое снимает- ся с делителя R7R8. Разметку монтажной платы этого блока приемника делают по чер- тежу, показанному на рис. 65 (справа). Корпуса транзисторов встав- ляют плотно в отверстия диаметром 8,5 мм, а магнитопроводы согла- сующего и выходного трансформаторов — в соответствующие им пря- моугольные отверстия по краям платы. Налаживание смонтированного усилителя сводится к подбору резистора R7. Временно заменяют его последовательно соединенными переменным резистором сопротивлением 4,7...6,8 кОм и постоянным резистором сопротивлением 3...3.3 кОм. В разрыв проводника, со- единяющего среднюю точку первичной обмотки выходного трансфор- матора Т2 и отрицательный полюс батареи GB1, включают миллиам- перметр на ток 5... 10 мА. Замыкают цепь питания выключателем S1 и, плавно перемещая движок переменного резистора, устанавливают суммарный коллекторный ток транзисторов V4 и V5, равный 4...5 мА. Затем выключают питание, измеряют омметром общее сопротивление временной цепочки резисторов и заменяют ее постоянным резистором такого же сопротивления. После этого проводники усилителя, обозначенные на схеме буквами а и б, соединяют с соответствующими точками второго блока, а пер- вичную обмотку согласующего трансформатора Т1—с его гнездами Х5 и Х6 — приемник 0-V-3 готов. Коротко о резисторе R6 и конденсаторах С7 и С9 третьего блока из
приемника. Резистор R6 и конденсатор С7 образуют развязывающий фильтр в цепи питания транзисторов второго блока, являющегося предварительным усилителем напряжения. Не будь его, усилитель 34 приемника мог бы возбудиться из-за влияния выходного каскада на работу каскадов предварительного усиления. Конденсатор С9, шунтирующий батарею питания по переменному току, служит той же цели. Он особенно необходим при частично разряженной батарее. Объясняется это тем, что при разрядке батареи ее внутреннее сопро- тивление увеличивается и создающееся на этом сопротивлении падение переменного напряжения может стать причиной плохой работы уси- лителя, а значит, и приемника в целом. В заключение следует провести с кружковцами небольшой опыт. Настраивают входной контур L1C2 приемника на радиостанцию, сиг- налы которой слышны наиболее громко. Отключают заземление и снова настраивают приемник на ту же радиостанцию. Затем отклю- чают и наружную антенну, располагая первый блок таким образом, чтобы ферритовый сердечник контурной катушки оказался в горизон- тальном положении, и, вращая блок в горизонтальной плоскости и одновременно подстраивая контур переменным конденсатором С2, пытаются принять ту же радиостанцию. Если ее сигнал достаточно сильный, то приемник будет работать не очень громко без заземления и внешней антенны. В этом случае ферритовый стержень с находя- щейся на нем контурной катушкой играет роль магнитной антенны. В приемнике вместо р-п-р транзисторов могут быть использованы транзисторы структуры п-р-п, например серий МП35 — МП38 или КТ315 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 30. В этом случае изменяют на обратную полярность включения батареи пи- тания и электролитических конденсаторов и корректируют разметку плат второго и третьего блоков применительно к новым транзисторам. Для кремниевых транзисторов, например серии КТ315, сопротивление резистора R2 увеличивают до 51 кОм, а резистора R8 до 680 Ом. Если блоки приемника аккуратно смонтированы на печатных пла- тах из гетинакса, текстолита или стеклотекстолита, то их целесо- образно сохранить как образцы для новичков радиотехнических кружков. МАГНИТНАЯ АНТЕННА Магнитная антенна — неотъемлемая часть почти всех транзистор- ных радиовещательных приемников. Только самые простые любитель- ские приемники прямого усиления не имеют магнитных антенн. Со- временный портативный или стационарный транзисторный приемник может иметь гнездо или зажим для подключения внешней антенны, которая увеличивает его «дальнобойность», однако основной все же является встроенная в его корпус магнитная антенна. Магнитные антенны небольшие по размерам, у них хорошо выра- жены направленные свойства. Кроме того, они малочувствительны к электрическим помехам, что весьма существенно для городов и райо- нов с развитым промышленным производством, где уровень таких помех особенно высок. 114
Рис. 66. Магнитная антенна л Учащихся знакомят с устройством и условным графическим обо- значением магнитной антенны на схемах. Основные элементы маг- нитной антенны (рис. 66): катушка индуктивности 1 (L), намотанная на каркасе 2, и сердечник 3 из высокочастотного ферромагнитного мате- риала, обладающего большой магнитной проницаемостью. Свое название антенна получила потому, что реагирует на магнитную со- ставляющую радиоволн. Простейшей магнитной антенной является так называемая рамоч- ная антенна — катушка индуктивности, состоящая из одного или не- скольких витков провода и имеющая форму рамки (рис. 67). Рамочные антенны широко применяют в приемниках-пеленгаторах, используе- мых в радиоспорте для «охоты на лис». Магнитное поле радиоволны пронизывает плоскость такой антенны и индуцирует в ней электриче- ские колебания радиочастоты, которые в приемнике могут быть уси- лены, продетектированы, а затем преобразованы в звук. Величина ЭДС, наведенной в рамочной антенне магнитным полем, зависит от ее положения в пространстве и максимальна, когда плос- кость витков направлена в сторону радиостанции. Если рамку повора- чивать вокруг вертикальной оси, то за один полный оборот амплитуда наведенной в ней ЭДС дважды будет достигать наибольшего значения и дважды убывать почти до нуля. На рис. 67 это свойство магнитной антенны изображено диаграммой направленности, имеющей форму «восьмерки». При введении внутрь рамочной антенны ферромагнитного сердеч- ника, например ферритового, ЭДС, возникающая в ней под действием магнитного поля, резко увеличивается. Объясняется это тем, что сер- дечник концентрирует силовые линии поля, благодаря чему рамка пронизывается магнитным потоком большей плотности, чем до введе- ния в нее сердечника. Величину, показывающую, во сколько раз маг- 115
нитное поле в сердечнике превышает значение внешнего поля, назы- вают магнитной проницаемостью сердечника. Чем она больше, тем лучше приемные свойства магнитной антенны. Численное значение этой важнейшей характеристики ферритов, используемых для маг- нитных антенн, входит в условные обозначения их марок, например 600НН, 400НН. Качество катушки индуктивности принято оценивать ее д о б р о т- н о с т ь ю —- числом, показывающим, во сколько раз индуктивное сопротивление катушки переменному току больше сопротивления ее постоянному току. Сопротивление же катушки переменному току за- висит от ее индуктивности и частоты протекающего через нее тока: чем больше индуктивность катушки и рабочая частота тока, тем боль- ше ее сопротивление переменному току. Следовательно, если частота тока и индуктивность катушки известны, то ее добротность можно повышать путем уменьшения ее сопротивления постоянному току, например наматывать катушку так, чтобы необходимая индуктивность была при меньшей длине провода, увеличивать диаметр самой катуш- ки и провода. Однако наибольший эффект дает введение в катушку ферромагнитного сердечника, так как он в несколько раз увеличивает индуктивность ка*гушки, что позволяет уменьшать число витков, а следовательно, и сопротивление постоянному току. Но на добротность катушки магнитной антенны значительно боль- шее влияние оказывают потери в сердечнике, чем в ее проводе. Поэто- му при выборе марки ферритового стержня для магнитной антенны всегда учитывают, что с увеличением частоты- тока в катушке потери в ферритах разных марок неодинаковы. Так, в феррите марки 2000НН потери увеличиваются уже на частотах 100... 150 кГц, а в феррите мар- ки 1000НН — на частотах в несколько мегагерц. Практически счи- тается, что для магнитных антенн диапазонов ДВ и СВ наиболее целе- сообразно применять ферриты с магнитной проницаемостью 400... 1000, а для диапазона КВ — 50... 150. С увеличением длины ферритового стержня эффективность магнит- ной антенны повышается. Практически же она обычно ограничивается габаритами корпуса приемника. Что касается формы поперечного се- чения стержня, то она значительно меньше влияет на приемные свой- ства магнитной антенны. Ее обычно выбирают исходя из чисто конст- руктивных соображений. В малогабаритных приемниках, например, с целью наиболее рационального использования объема корпусов часто применяют плоские стержни прямоугольного сечения, свойства которых равнозначны свойствам круглых стержней с такой же пло- щадью сечения. В транзисторных приемниках применяют главным образом на- страиваемые магнитные антенны, т. е. антенны, катушки которых являются составными элементами входных колебательных контуров. Индуктивность катушки магнитной антенны максимальна, когда она находится на середине ферритового стержня, и уменьшается (при- мерно на 20%) по мере перемещения к одному из концов стержня. Это свойство катушки используют для подбора ее индуктивности при налаживании приемников. Но устанавливать катушку ближе 10 мм 116
к краю стержня не следует, иначе ее добротность резко (до 30%) ухудшается. Наматывать катушку непосредственно на ферритовом стержне не рекомендуется, чтобы не увеличивать ее собственную емкость из-за так называемой диэлектрической постоянной ферромагнитного сер- дечника. Способ намотки выбирают, исходя из диапазона рабочих частот, числа витков и диаметра используемого провода, размеров фер- ритового стержня. Наилучшими приемными свойствами магнитная антенна обладает при однослойной намотке катушки с принудитель- ным шагом. При шаге намотки 1,5...2 мм марка провода практически не влияет на добротность катушки. Но такой способ намотки приемлем только для катушки с небольшим числом витков, например для кату- шек диапазона КВ. На практике чаще применяют сплошную рядовую или многослойную намотку, хотя в этом случае добротность катушки магнитной антенны зависит от марки провода. Для катушек диапазона СВ наилучшим считается многожильный высокочастотный провод марки ЛЭШО 7X0,7 или ЛЭШО 10X0,05, увеличивающий доброт- ность катушки в 1,5...2 раза по сравнению с намоткой ее проводом марки ПЭВ-1 или ПЭВ-2. Каркасы катушек диапазонов ДВ и СВ склеивают из прессшпана, кабельной или другой плотной бумаги клеем БФ-2. Толщина стенок — не более 0,3...0,5 мм. Катушка магнитной антенны может состоять из двух неравных секций: основной и подстроечной, намотанных на отдельных каркасах. Это позволяет изменять индуктивность катушки перемещением по стержню только подстроечной секции, имеющей меньшее число витков, не трогая основную, находящуюся на середине стержня магнитной антенны. Важный вопрос, на котором следует акцентировать внимание круж- ковцев, — подключение магнитной антенны ко входу приемника. Настраиваемый колебательный контур, состоящий из катушки маг- нитной антенны и конденсатора настройки, может быть подключен полностью ко входу приемника только в том случае, если в первом его каскаде работает полевой транзистор или электронная лампа. Это объясняется тем, что входное сопротивление каскада на полевом транзисторе или электронной лампе составляет мегаомы, а сопротив- ление контура на резонансной частоте — сотни килоом, т. е. в несколько раз меньше. В этом случае входное сопротивление первого каскада практически не шунтирует контур магнитной антенны и его доброт- ность остается достаточно высокой. Иначе обстоит дело, когда в первом усилительном каскаде прием- ника используется биполярный транзистор, включенный по схеме ОЭ. Входное сопротивление его не превышает нескольких сотен ом. Чтобы предотвратить ухудшение параметров контура магнитной ан- тенны, вход такого каскада приемника подключают не ко всему кон- туру, а к небольшой части его, например к отводу, сделанному от не- скольких витков контурной катушки. Чаще же рядом с катушкой магнитной антенны, на ее ферритовом стержне, помещают катушку связи, намотанную на самостоятельный каркас, которую и подключают ко входу первого каскада приемника (рис. 68). В этом случае контур- 117
Рис. 68. Магнитная антенна с. катушкой связи на входе усилителя радиочастоты ная катушка Ll( и катушка связи LCB образуют трансформатор, пере- дающий энергию принятого радиочастотного сигнала из контура на вход каскада. Число витков катушки связи может составлять 5... 10% от числа витков контурной катушки. При такой связи настраиваемого контура магнитной антенны с первым каскадом приемника на би- полярном транзисторе напряжение, снимаемое с контура, уменьшает- ся в 1Оь..2О раз, а шунтирующее действие входного сопротивления транзистора ослабляется в 100...400 раз, что сохраняет хорошие при- емные свойства магнитной антенны. В заключение несколько практических рекомендаций,- которые следует дать кружковцам во время практической работы. Если для магнитной антенны транзисторного приемника исполь- зуется стержень из феррита 600НН или 400НН диаметром 8 и длиной 120... 140 мм, а для настройки малогабаритный конденсатор с макси- мальной емкостью 360...380 пФ, катушка диапазона СВ может содер- жать 60...70 витков провода ЛЭШО 7x0,07, ЛЭШО 10x0,05 или ПЭЛШО 0,1 ...0,15, намотанных в один слой, а катушка связи — 5...7 витков провода ПЭЛШО 0,1...0,15. Катушка диапазона ДВ может иметь 200...220 витков провода ПЭЛШО 0,1, а катушка связи — 10...15 витков такого же провода. Для уменьшения собственной емкости контурную катушку этого диапазона желательно наматывать внавал (без соблюдения порядка укладки провода) четырьмя-пятью секциями, по равному числу витков в каждой секции. При отсутствии проводов марок ЛЭШО и ПЭЛШО катушки магнитных антенн и соответствую- щие им катушки связи можно наматывать проводом ПЭВ-1 или ПЭВ-2 такого же диаметра. В этом случае возрастает собственная емкость катушки контура магнитной антенны, что несколько уменьшает пере- крываемый им диапазон радиоволн. Высокочастотный провод, подобный проводу марки ЛЭШО, можно изготовить самостоятельно. Для этого берут 7—10 отрезков провода ПЭВ-1 или ПЭВ-2 диаметром 0,05...0,1 мм и скручивают их жгутом с помощью ручной дрели. Концы проводов такого жгута, используе- 118
мого для намотки катушки, очищают от изоляции, облуживают и на- дежно спаивают вместе. Стержень магнитной антенны может иметь меньшую длину — 90... 100 мм. В таком случае число витков катушки надо увеличить на 20...30%. Можно поступить так: намотать заведомо большее число витков, а при налаживании приемника постепенно удалить лишние витки, добиваясь необходимого диапазона частот, перекрываемого контуром магнитной антенны. Размещая магнитную антенну в корпусе приемника, надо помнить, что находящиеся поблизости от нее стальные детали ухудшают до- бротность катушки. Так, корпус динамической головки, расположен- ный рядом с магнитной антенной или против торца ее стержня, снижает добротность катушки в 8... 12 раз. Поэтому следует придерживаться правил: никакие стальные детали не располагать ближе 25...30 мм от катушки; не применять для крепления стержня магнитной антенны металлические держатели. ПРОСТОЙ 2-V-2 Такой приемник с встроенной магнитной антенной (рис. 69) обеспе- чивает уверенный прием на головные телефоны программ радиовеща- тельных станций диапазона СВ и ДВ, удаленных от места приема на несколько сот километров. Выбор диапазона волн, зависящий от ме- стных условий радиоприема, определяется данными элементов маг- нитной антенны. Источником питания приемника может быть батарея 3336Л или три элемента 332, соединенные последовательно. Потребляе- мый ток не превышает 7...8 мА. Входной колебательный контур приемника образуют катушка L1 магнитной антенны W1 и конденсатор переменной емкости С1. Сигнал радиостанции, на волну которой настроен контур L1C1, через катушку связи L2 поступает на вход двухкаскадного усилителя РЧ, собранного на транзисторах VI и V2. Оба транзистора усилителя включены по схеме ОЭ. Нагрузкой транзистора VI служит резистор R2. Для тер- мостабилизации режима работы этого транзистора по постоянному току напряжение смещения на его базу подается с коллектора через резистор R1. Конденсатор С2 хорошо пропускает радиочастотную и совсем не пропускает постоянную составляющую базовой цепи тран- зистора на эмиттер. Сигнал, усиленный первым каскадом, через конденсатор СЗ по- ступает на базу транзистора V2 второго каскада усилителя. В качест- ве нагрузки этого каскада используется обмотка L3 высокочастотного трансформатора L3L4. С обмотки L4 модулированный сигнал РЧ подается на диод V3 для детектирования. Продетектированный сиг- нал выделяется на резисторе R4, фильтруется конденсатором С4 и далее через электролитической конденсатор С5 поступает на вход двухкаскадного усилителя 34. Транзисторы V4 и V5 усилителя 34, как и транзисторы усили- теля РЧ, включены по схеме ОЭ. Режим работы транзистора V4 по постоянному току устанавливают подбором сопротивления резистора R5, режим транзистора V5 — подбором резистора R7. С резистора R6, 119
являющегося нагрузкой транзистора первого каскада, усиленный сигнал 34 подается на базу транзистора второго каскада, дополни- тельно усиливается им, а затем телефоном В/, включенным в коллек- торную цепь транзистора, преобразуется в звук. Конденсатор С7 создает между коллектором и базой транзистора V5 отрицательную обратную связь по переменному току, улучшающую работу усилителя. Этот приемник назван условно простым, потому что в нем мини- мальное число элементов, без которых нельзя рассчитывать на уверен- ный радиоприем на магнитную антенну, и, кроме того, простейшим способом осуществляется термостабилизация режима работы по по- стоянному току. В самом деле, даже при хороших местных условиях радиоприема на катушке L2, связывающей первый каскад приемника с контуром L1C1 магнитной антенны, напряжение сигнала РЧ состав- ляет всего 200...300 мкВ, а для нормальной работы детекторного кас- када на его вход должно подаваться напряжение РЧ не менее 20...30 мВ. Следовательно, принятый РЧ сигнал до поступления на детектор должен быть усилен по напряжению не менее чем в 100 раз. Но на одном каскаде, коэффициент усиления которого в среднем равен 50, нельзя получить нужного усиления сигнала. Только два каскада, общий коэффициент усиления которых составит 2000...3000, могут обеспечить нормальную работу детектора на германиевом точечном диоде. А чтобы получить достаточную громкость звука в телефоне, усилитель 34 сделан двухкаскадный. Работу кружковцев над этим приемником целесообразно организо- вать так: вначале детали приемника монтируют на макетной панели или картонной плате, устанавливают рекомендуемые режимы тран- зисторов, испытывают приемник в работе и только после этого, с учетом используемых деталей, делают разметку платы и начисто мон- тируют приемник. В усилителе РЧ, кроме транзисторов ГТ308Б, можно применить транзисторы серий П401—П403, П416, П422, ГТ309 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50, а в усилителе 34 — любые из серий МП89 — МП42. Электролитические конденсаторы С5 и С6— Рис. 69. Принципиальная схема приемника 2-V-2 * 120
К50-3 или К50-6, конденсаторы С2—С4 и С7 любых типов. Телефон В1 — электромагнитный телефонный капсюль ДЭМШ-4м или низко- омные головные телефоны. Конденсатор настройки С1 — типа КП-180, КПК-2 или любой другой с максимальной емкостью 350...380 пФ. Данные контурной катушки L1 и катушки связи L2 зависят от длины ферритового стержня, используемого для магнитной антенны, и диапа- зона радиоволн, на который приемник рассчитывается (см. с. 118). Приемник налаживают в таком порядке. Сначала параллельно ра- зомкнутым контактам выключателя S1 подключают миллиамперметр на ток 30...50 мА. Замкнув собой цепь питания приемника, он должен показывать в этой цепи ток, не превышающий 10... 15 мА. (Причиной значительно большего тока может быть ошибка в монтаже, плохое качество электролитических конденсаторов, несоответствие сопротив- лений резисторов указанным на схеме.) Затем приступают к проверке и, если надо, подгонке рекомендуе- мых токов покоя коллекторных цепей транзисторов. Ток коллектора транзистора V5 выходного каскада устанавливают подбором резисто- ра R7, транзистора V4—резистора R5, транзисторов V2 и VI усилите- ля РЧ — резисторов R3 и R1. На это время катушку связи L2 реко- мендуется замкнуть накоротко отрезком провода, чтобы на вход пер- вого каскада не проходил сигнал с контура магнитной антенны, ко- торый может стать причиной возбуждения приемника. Если был сделан предварительный расчет сопротивлений резисто- ров базовых цепей (с учетом коэффициентов Л21э транзисторов, см. с. 67 — 68), то дополнительно подбирать эти резисторы не надо. Затем удаляют проволочную перемычку, замыкающую катушку связи, поворачивают магнитную антенну вместе с макетной панелью в горизонтальной плоскости и одновременно настраивают входной контур конденсатором С1, проверяя, прием каких радиостанций воз- можен на испытываемый приемник. Границу наиболее длинноволно- вого участка радиоволн, перекрываемого входным контуром прием- ника, устанавливают перемещением контурной катушки L1 по ее ферритовому стержню: при приближении к середине стержня эта граница смещается в сторону более длинных волн, а к одному из кон- цов стержня — в сторону более коротких волн этого диапазона. Устанавливают катушку и закрепляют ее каркас на ферритовом стержне в таком положении, при котором наиболее длинноволновая радиостанция диапазона хорошо слышна при емкости конденсатора С1, близкой к наибольшей. После этого помещают катушку связи на таком расстоянии от контурной катушки, при котором передачи радиостанций слышны наиболее громко и без заметных на слух иска- жений. Не исключено, что налаженный приемник будет самовозбуждаться — в телефонах появятся свистящие звуки, тональность которых изменя- ется при настройке входного контура. Наиболее вероятной причиной тому может быть паразитная обратная связь между трансформатором L3L4 и входными цепями приемника. Чтобы устранить ее, надо по- менять местами включение выводов обмотки L3 или катушки связи L2 или возможно дальше отнести этот трансформатор от магнитной 121
Рис. 70. Вариант второго каскада усилителя радиочастоты и детектор- ного каскада приемника 2-V-2 антенны. Если самовозбуждается приемник, смонтированный на постоянной плате, трансформа- тор заключают в экран — об- ворачивают алюминиевой фоль- гой, которую соединяют с общим «заземленным» проводником при- емника. Выходную цепь транзистора V2 и детекторный каскад прием- ника можно смонтировать по схе- ме, приведенной на рис. 70, что практически исключит самовоз- буждение из-за положительной обратной связи между выходом и входом усилителя РЧ. В этом случае модулированный сигнал, усиленный транзистором V2, снимается с резистора R1', включенного вместо трансформатора, и через конденсатор СГ посту- пает на вход детекторного каскада, в котором работают диоды УГ и V2', включенные по схеме удвоения выходного напряжения. Так называют способ включения диодов детекторного каскада, при кото- ром на его нагрузке, в данном случае на резисторе R4, обеспечивается примерно в 2 раза большее напряжение продетектированного сигнала по сравнению с детектором на одном диоде. Снижение усиления тран- зистора V2 из-за замены трансформатора резистором компенсируется усложненным детекторным каскадом. Конструктивных решений приемника 2-V-2 с магнитной антенной на входе и телефоном на выходе может быть много — все зависит от габаритов используемых деталей, технической смекалки и практиче- ских навыков кружковцев. В принципе все детали, в том числе маг- нитную антеНну, батарею питания, можно разместить и смонтировать на гетинаксовой или текстолитовой плате размерами примерно 120 x 60 мм, которую помещают в пластмассовую коробку таких же размеров. Выключатель питания (любой конструкции) и телефонный капсюль ДЭМ-4м или двухгнездную колодку для подключения голов- ных телефонов надо укрепить на одной из стенок коробки. Останется только соединить их с монтажной платой — и приемник готов. Рассматриваемый приемник можно сделать и миниатюрным. Воз- можная его конструкция1, размеры которой немного превышают раз- меры спичечного коробка, показана на рис. 71. Все транзисторы мало- габаритные — ГТ309Б; источник питания — батарея напряжением 2,5 В, составленная из двух малогабаритных аккумуляторов Д-0,06. Корпусом приемника может служить сувенир «ВЭФ-Спидола». Все детали, кроме конденсатора С1 и аккумуляторной батареи GB1, смонтированы на печатной плате из фольгированного гетинакса тол- 1 Разработана В. Гусликовым (г. Кишинев). 122
Рис. 71. Конструкция миниатюрного приемника 2-V-2
щиной 1 мм. Плата и конденсатор С1 (от приемника «Космос») укреп- лены на задней стенке корпуса. Там же находятся гнезда для под- ключения телефона типа ВТМ-1 или ТМ-2М, ТМ-4, зарядного устрой- ства аккумуляторной батареи и выключатель S1 в виде проволочной вилки, замыкающей цепь питания приемника. Катушка L1 контура магнитной антенны, рассчитанного на прием станций диапазона СВ, содержит 100 витков провода ПЭВ-1 0,1 на стержне из феррита 600НН диаметром 8 и длиной 47 мм. В катушке связи L2, намотанной на бумажном каркасе, 10 витков такого же провода. Предварительно ферритовый стержень сточен на абразив- ном круге до толщины 5 мм. После настройки приемника стержень приклеен клеем БФ-2 к стойкам из оргстекла, установленным на плате. Высокочастотный трансформатор L3L4 намотан на ферритовом кольце 600НН типоразмера К7Х4Х2 (внешний диаметр 7, внутрен- ний 4 и высота 2 мм). Обмотка L3 содержит 70 витков провода ПЭВ-1 0,1 ...0,12, а обмотка L4 — 180 витков такого же провода. Трансформа- тор приклеен к плате так, чтобы плоскость его кольца была перпен- дикулярна оси стержня магнитной антенны, и сверху закрыт экраном из медной фольги, который соединен с общим «заземленным» проводни- ком приемника. Аккумуляторная батарея находится между передней и задней стенками корпуса. Отверстие в задней стенке, удерживающее упираю- щийся в нее аккумулятор, снаружи закрыто пластинкой тонкого гети- накса. Токосъемниками батареи служат изогнутые полоски тонкой фосфористой бронзы. Предварительно приемник налаживают на макетной панели и только после этого детали переносят на печатную плату. Сначала, проверив монтаж, подбором резисторов R7, R5, R3 и R1 устанавли- вают указанные на схеме (см. рис. 69) коллекторные токи транзисто- ров. Затем приемник настраивают на какую-либо радиостанцию и пе- ремещением катушки связи L2 добиваются наиболее громкого звучания без помех. - Не исключено, что в районе, где предполагается пользоваться приемником такой конструкции, на магнитную антенну возможен прием всего одной местной радиовещательной станции. Тогда прием- ник надо сделать с фиксированной настройкой на эту станцию. Для этого конденсатор переменной емкости С1 заменяют слюдяным или керамическим, подобранным с учетом настройки входного контура приемника на местную радиовещательную станцию. ПРИЕМНИК 2-V-3 С БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫМ ВЫХОДОМ Магнитная антенна, двухкаскадный усилитель РЧ, детекторный каскад на двух диодах, включенных по схеме удвоения выходного на- пряжения, и трехкаскадный усилитель 34 с двухтактным бестрансфор- маторным выходом — такова структурная схема подавляющего боль- шинства любительских портативных транзисторных приемников пря- мого усиления повышенной сложности. К их числу относится и опи- сываемая здесь конструкция, созданная в радиотехническом кружке 124
Рис. 72. Схема приемника 2-V-3 Московского городского Дворца пионеров и школьников (под руко- водством Н. Путятина). Выходная мощность приемника — около 100 мВт, диапазон волн — примерно от 220 до 1330 м. Чувствитель- ность устройства (около 20 мВ/м) достаточна для уверенного приема местных и отдаленных мощных радиовещательных станций. Источник питания — аккумуляторная батарея 7Д-0,1 напряжением 9 В. При максимальной громкости приемник потребляет ток не более 25 мА, а в режиме покоя — 6 мА. Принципиальная схема приемника показана на рис. 72. Входной настраиваемый колебательный контур образуют катушка L1 магнит- ной антенны W1 и конденсатор переменной емкости С1. Принятый и выделенный колебательным контуром L1C1 сигнал подается через катушку связи L2 и конденсатор С2 на вход двухкаскадного усилите- ля РЧ, выполненного на транзисторах VI и V2. Связь между транзисторами усилителя РЧ непосредственная — база транзистора V2 напрямую соединена с коллектором транзистора VI. Напряжение смещения на базу транзистора VI снимается с эмиттер- ного резистора R5 транзистора V2 и подается на нее через резистор R1. Начальное напряжение смещения на базу транзистора V2 (отно- сительно эмиттера) подается с коллектора транзистора VI. Резистор R3 создает между эмиттером и базой транзистора VI отрицательную обратную связь по току, стабилизируя режим транзисторов обоих каскадов усилителя РЧ. Конденсатор С4, шунтирующий резистор R5, устраняет отрицательную обратную связь по переменному току, сни- жающую усиление каскада. 125
С резистора R4, являющегося нагрузкой транзистора V2, усилен- ный сигнал поступает через конденсатор СЗ на вход детекторного каскада на диодах V3 и V4, включенных по схеме удвоения напряже- ния. Нагрузкой детектора служит переменный резистор R7, выпол- няющий одновременно и функцию регулятора громкости. С его движ- ка выделенный детектором сигнал звуковой частоты поступает через конденсатор С7 на вход трехкаскадного усилителя 34, аналогичного по схемному построению и работе усилителю РЧ. Его первые два кас- када, в которых работают транзисторы V5 и V6, являются предвари- тельным усилителем напряжения сигнала. В двухтактном усилителе мощности работают транзисторы разной структуры, включенные эмит- терными повторителями: р-п-р транзистор V7 усиливает по мощности отрицательные полуволны колебаний 34, а п-р-п транзистор V8—поло- жительные полуволны. Динамическая головка В1 — нагрузка уси- лителя мощности — подключена к его выходу через электролитиче- ский конденсатор СЮ. Нагрузку транзистора V6 второго каскада усилителя 34 образует цепочка резисторов R11 и R13, подключенная к отрицательному по- люсу батареи GB1 через динамическую головку В1. При таком вклю- чении нагрузки через нее на коллектор транзистора вместе с напряже- нием источника питания подается еще и так называемая вольтодобав- ка — напряжение 34, созданное на звуковой катушке динамической головки, что повышает эффективность работы усилителя. Падение напряжения на резисторе R11, входящем в нагрузку транзистора V6, создает на базах транзисторов V7 и V8 напряжения смещения (отно- сительно эмиттеров), устраняющие искажения типа «ступенька». Конденсатор С9 «срезает» высшие частоты звукового диапазона; изменением его емкости можно в незначительных пределах подбирать желательный тембр звуковоспроизведения. Резистор R6 и конденсатор С5 образуют ячейку развязывающего фильтра, предотвращающего возбуждение приемника из-за возможной паразитной связи между усилителями 34 и РЧ через общий источник питания. Транзисторы П402 усилителя РЧ можно заменить на транзисторы серий П401, П403, П416, ГТ309 с коэффициентом не менее 50; МП41 усилителя 34—транзисторами серий МП39, МП40, МП42, ГТ108, а МП35 — транзисторами МП37, МП38 с любыми буквенными индексами. Транзисторы V7 и V8 желательно подобрать с возможно близкими значениями коэффициента h2\3- В детекторном каскаде можно применить любые точечные диоды серий Д9 и Д2. Постоянные резисторы типа МЛТ на мощность рассеяния 0,125 или 0,25 Вт, переменный резистор R7 — СПЗ-Зб (он спарен с выклю- чателем питания S1). Электролитические конденсаторы С7, С8 и СЮ — К50-3 или К50-6 на номинальное напряжение 6 В, а С5 — на напряжение 10 В. Емкость конденсатора СЮ можно взять значитель- но больше — это улучшит воспроизведение низших звуковых частот. Остальные конденсаторы постоянной емкости — КЛС, КМ. - Конденсатор переменной емкости С1 типа КПТ (используют в мас- совых малогабаритных транзисторных супергетеродинах) или любой другой с максимальной емкостью не менее 240 мкФ. Динамическая 126
Рис. 73. Соединения деталей на монтажной плате головка В1 — 0,25ГД-1 или любая другая малогабаритная мощностью 0,1 ...0,5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 8...10 Ом. Монтажная плата приемника и схема соединения деталей на ней показаны на рис. 73, а компоновка платы и динамической головки в корпусе — на рис. 74. Справа от головки находится аккумуляторная батарея 7Д-0,1. Корпус готовый, от приемников «Селга» или «Алмаз». Для магнитной антенны использован стержень из феррита 600НН (можно 400НН) длиной 130 и диаметром 8 мм. Катушки L1 и L2, содержащие соответственно 140 и 10 витков, намотаны проводом ПЭВ-1 0,12 на отдельных каркасах, склеенных из плотной бумаги, которые с небольшим трением можно перемещать по стержню- Контурная ка- тушка L1 находится на середине стержня, катушка связи L2— почти на конце. Монтажная плата вырезана из листового гетинакса толщиной 1,5 мм. В отверстия, просверленные в плате, вставлены и запрессова- ны пустотелые заклепки под выводы деталей. Соединения между ними сделаны снизу платы (на рис. 73 показаны штриховыми линиями) от- 127
Рис. 74. Размещение деталей в корпусе приемника резками провода в поливинилхлоридной изоляции. Стержень маг- нитной антенны укреплен на плате нитками, пропущенными через отверстия в плате и пазы круглых резиновых изоляторов, надетых на стержень и используемых как амортизаторы. Конденсатор переменной емкости С1 прикреплен к плате двумя винтами М3 с гайками. На ось его ротора надета ручка настройки в виде пластмассового диска внешним диаметром 35 мм с накаткой (или насечкой, сделанной нагретым жалом паяльника) по окружности. Плата с деталями, смонтированными на ней, привинчена к стойкам в корпусе винтами М2,5. Прямоугольное отверстие в боковой стенке под ручку настройки предварительно немного увеличено, и к лицевой панели корпуса прикреплена динамическая головка. Приемник налаживают до окончательной сборки всех его деталей в корпусе. Начинают с проверки режимов работы транзисторов, ука- занных на принципиальной схеме. При этом магнитную антенну же- лательно отключить (или временно замкнуть выводы катушки связи L2). Подав питание, измеряют напряжение на эмиттерах транзисторов V7 и V8. При необходимости напряжение в точке соединения эмитте- ров, равное половине напряжения батареи питания, устанавливают подбором резистора R10. Затем измеряют ток в цепи коллектора тран- зистора V7. Если он отличается от указанного на схеме значения более чем на 20%, подбирают резистор R11. Точнее коллекторный ток тран- зисторов V5 и V6 устанавливают подбором резистора R18. В усилителе РЧ токи коллекторов транзисторов VI и V2 зависят от сопротивления резистора R1. На время налаживания его можно 128
заменить переменным резистором сопротивлением 12... 15 кОм, а после установки тока через резистор R4, равного 1,5...2 мА, вмонтировать в приемник постоянный резистор сопротивлением, равным измеренному сопротивлению переменного резистора. После установки режимов подключают магнитную антенну (или удаляют замыкающую перемычку выводов катушки L2). Конденсато- ром переменной емкости настраивают приемник на какую-нибудь радиостанцию, а перемещением катушки L2 по стержню добиваются наибольшей громкости звучания приемника. Далее проверяют работу приемника при приеме удаленных радио- станций. Если чувствительность приемника недостаточна, ее увели- чивают сближением катушек L2 и L1 ил^увеличением числа витков катушки L2. Границы диапазона принимаемых волн можно сдвигать в ту или иную сторону соответствующим изменением числа витков катушки L1 или ее перемещением по ферритовому стержню. МАЛОГАБАРИТНЫЙ РЕФЛЕКСНЫЙ ПРИЕМНИК Рефлексными называют приемники, в которых один или несколько каскадов используются для одновременного усиления как модулированных колебаний РЧ (до детектора), так и колебаний 34 (после детектирования). Рефлексные каскады позволяют сократить число транзисторов, используемых в приемнике, уменьшить его раз- меры. Принцип построения рефлексного приемника иллюстрирует струк- турная схема, приведенная на рис. 75. Модулированные колебания радиостанции, на волну которой настроен входной контур приемника, поступают к усилителю А, а после усиления детектируются диодом V. Колебания 34, выделенные детектором, подаются на вход того же уси- лителя А, который теперь работает и как усилитель 34. Усиленные колебания 34 могут быть преобразованы в звук телефоном В или пос- ле дополнительного усиления — динамической головкой прямого из- лучения. Разделение сигналов в канале усиления осуществляется со- ответствующими нагрузочными элементами. В число разных по сложности рефлексных приемников, планируе- мых для создания в кружках радиотехнического конструирования, может быть включен малогабаритный приемник на интегральной мик- росхеме К118УН1Б (рис. 76). Сигнал радиостанции, на волну которой настроен контур LI С1 магнитной антенны W1, через катушку СВЯ- Рис- 75- Структурная схема ЗИ L2 поступает на вход (вывод 3) рефлексного приемника микросхемы А1. Роль радио- частотной нагрузки микросхемы выполняет катушка L3 высоко- частотного трансформатора. С катушки L4 этого трансформато- ра сигнал РЧ поступает к де- тектору на диоде VI. Выделен- ный детектором сигнал звуковой 5 В. Г. Борисов 129
Рис. 76. Рефлексный приемник на микросхеме КП8УН1Б частоты подается через электролитический конденсатор С 8 и катушку связи L2 на входной вывод микросхемы. При этом микросхема вы- полняет еще и роль усилителя 34, нагрузкой которого является теле- фон В1, подключенный через конденсатор С6 к выводу 12. А чтобы в телефон не попадали колебания РЧ, этот вывод микросхемы зашун- тирован конденсатором С4. Конденсатор С5 улучшает условия работы приемника при частично разрядившейся батарее питания GB1, когда ее внутреннее сопротивле- ние увеличивается. Конденсатор С2 совместно с резистором микро- схемы (4 кОм) образует развязывающий фильтр, предотвращающий возбуждение усилителя из-за паразитной обратной связи между тран- зисторами микросхемы через общий источник питания. Конденсатор СЗ устраняет отрицательную обратную связь по переменному току меж- ду каскадами микросхемы. Детали приемника (кроме микросхемы): конденсаторы С4 и С7 типов КЛС, КЮ-7; СЗ, С5 и С6 — К50-6; С1 — КПК-2 или любой другой односекцйонный конденсатор переменной емкости; резистор R1 типа МЛТ-0,25; диод VI серии Д9 или Д2 с любым буквенным ин- дексом. Телефон В1 — малогабаритный типа ТМ-2М (можно заменить телефонным капсюлем ДЭМ-4м). Для магнитной антенны использован стержень из феррита марки 400НН (можно 600НН) диаметром 8 мм и длиной 60.. .100 мм (за- висит от габаритов корпуса приемника). Если приемник рассчиты- вается на СВ диапазон, катушка L1 контура магнитной антенны долж- на содержать 65...75 витков провода ПЭВ-1 0,12...0,15,- а катушка связи L2, которую наматывают поверх катушки L1, —3...4 витка та- кого же провода. Каркасом катушки L1 служит бумажная гильза. 130
Для приема радиостанций ДВ диапазона в катушке L1 должно быть 200...220 витков такого же провода, намотанных на каркасе четырьмя- пятью секциями, а в катушке L2 — 8... 10 витков, размещенных меж- ду секциями катушки L1. Высокочастотный трансформатор наматывают на кольцевом сер- дечнике из феррита марки 600НН типоразмера К7х4х2. Обмотка L3 содержит 80 витков, L4 — 70 витков провода ПЭВ-1 0,1...0,12. Источником питания приемника служит батарея напряжением 6 В, составленная из четырех последовательно соединенных элементов 316, 322 или пяти аккумуляторов Д-0,1. Ток, потребляемый приемником от источника, не превышает 3 мА. Это значит, что батарея, составлен- ная из гальванических элементов, будет практически работать в тече- ние всего установленного для нее срока хранения. Работоспособность приемника сохраняется до снижения напряжения батареи до 4,5 В. Внешний вид монтажной платы приемника и деталей его входного контура, а также схема соединения деталей на плате показаны на рис. 77. Монтажная плата выполнена печатным методом из фольги- Рис. 77. Печатная плата и конструкция приемника 5* 131
рованного стеклотекстолита. Изолирующие участки в фольге между токонесущими проводниками прорезаны резаком из отрезка ножовоч- ного полотна. Лишние выводы микросхемы выкушены. Монтажную плату вместе с деталями входной цепи и батареей питания можно раз- местить в готовом корпусе от малогабаритного транзисторного прием- ника. Приемник, как правило, начинает работать сразу после включения питания и настройки его входного контура на местную или отдаленную мощную радиовещательную станцию. Если, однако, он самовозбуж- дается, это указывает на необходимость поменять местами выводы ка- тушки связи L2, обмотки L3 высокочастотного трансформатора или изменить расположение этого трансформатора относительно магнитной антенны. Границу высокочастотного участка диапазона волн, перекрывае- мого приемником, устанавливают положением катушки L1 контура магнитной антенны на ферритовом стержне. В ходе работы по изготовлению приемника можно внести в него некоторые изменения и дополнения. Так, микросхему К118УН1Б можно заменить на К122УН1Б, скорректировав при этом «рисунок» печатной платы с учетом конструктивных особенностей новой микро- схемы (см. рис. 29 на с. 64) и подключения к ней внешних элементов. Приемник может быть с фиксированной настройкой на местную ра- диовещательную станцию, если в контур магнитной антенны вместо конденсатора переменной емкости С1 включить керамический или слюдяной конденсатор соответствующей емкости. В этом случае при- емник может стать двухконтурным, отчего резко возрастут его селек- тивность и чувствительность. Для этого параллельно обмотке L3 вы- сокочастотного трансформатора надо подключить конденсатор такой емкости, который бы совместно с этой обмоткой образовал колеба- тельный контур, настроенный, как и входной контур L1C1, на волну местной радиовещательной станции. ПОРТАТИВНЫЙ ПРИЕМНИК НА ДВУХ МИКРОСХЕМАХ В этом приемнике1 использованы две аналоговые микросхемы ши- рокого применения: К122УП1Г — видеоусилитель и К174УН4Б — интегральный усилитель мощности. Первая из них работает в усили- теле РЧ, вторая — в усилителе 34 приемника. Настройка — фикси- рованная на 6 заранее выбранных радиовещательных станций, рабо- тающих в диапазоне частот 150... 1200 кГц. Фиксированная настройка удобнее традиционной плавной, особенно если учесть, что из-за сра- внительно низкой чувствительности приемника прямого усиления ред- ко удается принять более 4—6 радиостанций. Выходная мощность приемника — около 0,35 Вт при коэффициен- те гармоник (по тракту 34) не более 2%; воспроизводимый трактом 34 диапазон частот (на встроенную динамическую головку) — 140...10 000 Гц. Питается приемник от двух батарей 3336Л, соединенных последо- вательно. Ток, потребляемый приемником в режиме молчания, не пре- 1 Разработан В. Фроловым (г. Москва). 132
вышает 11 мА, работоспособность приемника сохраняется при сниже- нии напряжения батареи до 5 В. Принципиальная схема приемника показана на рис. 78. Его вход- ное устройство состоит из магнитной антенны W1 и конденсаторов С1—С9, подключаемых к контурной катушке L1 антенны кнопочными переключателями S1—S6. Кнопки S1—S4 предназначены для на- стройки приемника в диапазоне СВ (частоты московских радиостан- ций 1107, 335, 873 и 549 кГц), a S5 и S6 — в диапазоне ДВ (частоты 263 и 200 кГц). Конечно, частоты настройки входного контура могут быть и иными — все зависит от того, какие программы радиостанций хорошо слышны в том или ином месте приема. Резисторы R1 и R2, шунтирующие контур магнитной антенны при настройке на мощные радиостанции первой программы Всесоюзного радио (263 кГц) и про- граммы «Маяк» (200 кГц), снижают напряжение сигнала на входе уси- лителя РЧ, предотвращая тем самым его перегрузку, и одновременно расширяют полосу пропускания тракта РЧ, что благоприятно сказы- вается на качестве звучания. Последовательный контур L3C12, на- зываемый режекторным, при подключении к входу усилителя РЧ нажатием кнопки S2 осуществляет фильтрацию помехи от соседней по частоте радиостанции третьей программы (873 кГц). Происходит это потому, что на частоте резонанса последовательный колебатель- ный контур обладает очень малым сопротивлением, поэтому напря- жение помехи при его подключении к входу приемника резко умень- шается. Таким способом можно значительно ослабить помеху в любом другом участке диапазона, надо только перестроить (подбором конденсатора С12 и изменением индуктивности катушки L3) контур на несущую частоту мешающей приему радиостанции и подключить его к контактам соответствующей кнопки. Принятые магнитной антенной и выделенные входным контуром модулированные колебания РЧ через катушку связи L2 и конденса- тор СИ поступают на вход усилителя РЧ, собранного на микросхе- ме А/. Усиленный сигнал с выхода микросхемы подается на детектор, выполненный на диодах VI и V2, включенных по схеме удвоения выходного напряжения. Нагрузкой детектора служит переменный резистор R5, выполняющий и функцию регулятора громкости. Фильтр нижних частот C15R4C16, а также конденсатор С19 пред- отвращают попадание в тракт 34 радиочастотной составляющей продетектированного сигнала. Во избежание самовозбуждения уси- лителя из-за паразитной обратной связи между его выходной и входной цепями выводы 8 и 9 микросхемы А1, конденсатор С14 и диоды VI, V2 детекторного каскада помещены в экран, который соединен с общим «заземленным» проводом. С движка переменного резистора R5 отфильтрованный сигнал 34 поступает на вход усилителя 34, выполненного на микросхеме А2. Схема ее включения — типовая, с вольтодобавкой в цепи пита- ния предоконечного каскада усилителя мощности (как в усилителе приемника по схеме на рис. 72). С выхода микросхемы усиленный по мощности сигнал 34 через конденсатор С22 подается на динами- ческую головку В1 и преобразуется ею в звук. 133
Для предотвращения паразитной обратной связи усилителей РЧ и 34 через цепи питания первый из них подключен к батарее пита- ния GB1 через развязывающий фильтр R3C10. Конденсатор С17 шунтирует внутреннее сопротивление батареи питания, возрастаю- щее по мере ее разрядки, и тем самым уменьшает падение на нем напряжений сигналов РЧ и 34. Приемник собран в основном из готовых деталей. Самодельными являются только магнитная антенна, монтажная плата и корпус приемника. « Магнитная антенна выполнена на плоском ферритовом (марки 400НН) стержне размерами 3x20x115 мм (можно использовать и круглый стержень диаметром 8... 10 мм). Катушки L1 и L2 намо- таны на одной общей бумажной гильзе, склеенной из кабельной (или другой плотной) бумаги клеем БФ-2. Для повышения доброт- ности входного контура катушку L1 желательно намотать много- жильным высокочастотным проводом ЛЭШО 7x0,07 или ЛЭШО 10x0,05. Катушка L1 должна содержать 130 витков, размещенных в 6—8 секциях, намотанных внавал. Катушку L2, имеющую 4 вит- ка, наматывают между средними секциями катушки L1 проводом ПЭВ-1 0,25. Катушка L3 — от фильтра ПЧ или контура гетероди- на диапазонов СВ, ДВ любого малогабаритного транзисторного супергетеродина. Емкость конденсатора С12 зависит от,индуктив- ности используемой катушки и частоты, на которую необходимо настроить режекторный контур. В описываемом приемнике приме- нена катушка фильтра ПЧ от приемника «Нейва» (индуктивность 134
приемника на двух микросхемах 240 мкГ). Для настройки на частоту 873 кГц нужен конденсатор емкостью 130 пФ. В тракте РЧ приемника можно использовать микросхемы К122УП1 (А — В), К122УН1 (А — Д), а также микросхемы К118УП1 (А—Г) й К118УН1 (А — Д). При использовании микросхем серии К118 не следует забывать, что у них другой корпус и иная цоколевка, чем у микросхем серии К12 2, поэтому придется соответственно изменить рисунок печатной платы. Кроме того, все указанные микросхемы с индексами А, Б рассчитаны на питание напряжением 5,7...7 В, а это потребует подбора резистора R3, с тем чтобы при свежей бата- рее питания напряжение на выводе 7 этих микросхем не превышало допустимого. Наконец, следует учитывать, что при использовании микросхем с индексами А чувствительность приемника будет несколь- ко ниже. Интегральный усилитель 34 К174УН4Б можно заменить микросхемой К174Н4А (без каких-либо изменений в монтажной схе- ме) или микросхемами К174УН5, К174Н7, К174УН8 (с изменением рисунка печатной платы). Диоды VI, V2 — любые из серий Д2, Д9. Постоянные резисторы любые малогабаритные. Резистор R7 — МОН-0,5 или самодельный проволочный, переменный резистор R5 — СП4-6М группы В. Электролитические конденсаторы могут быть типа К50-6, К50-12, К53-1 и т. п., остальные конденсаторы— КМ (С6, С8, СЮ—С16, С18, С19), КТ-1 (С4). Подстроечные конденсаторы С1 — СЗ, С5, С7, С9 — КПК-М. Для переключения фиксированных настроек применен блок переключателей П2К с зависимой фикса- цией кнопок, выключатель питания S7 — также П2К, но с незави- 135
Рис. 79. Чертеж печатной платы и размещение деталей на ней. Микросхемы, резисторы и конденсаторы установлены на плате со стороны токонесущих «печатных» проводников и площадок и припаяны к ним.
симой фиксацией. Динамическая головка В1—1 ГД-40 или любая другая мощностью 0,5... 1 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 4...8 Ом. Все детали приемника, кроме входного устройства, головки гром- коговорителя, батареи питания и выключателя S7, смонтированы на печатной плате (рис. 79), изготовленной из фольгированного стекло- текстолита толщиной 1,5 мм (можно использовать и гетинакс такой же толщины). Детали установлены со стороны печатных проводников. Выводы микросхем А1 и А2 К122УП1 (или К122УН1) и К174УН4А (или К174УН4Б) до пайки необходимо отформовать, как показано на этом рисунке. В качестве экрана выходной цепи микросхемы А1 и детекторного каскада использован тонкостенный отрезок латунной трубки, изолированный изнутри полоской кабельной бумаги (на рис. 79 трубка изображена штриховыми линиями). Переменный рези- стор R5 установлен на согнутом из листового алюминиевого сплава уголке, закрепленном на печатной плате двумя винтами М2х5. Электролитические конденсаторы С77, С22 закреплены на печатной плате с помощью отрезков провода диаметром 0,5 мм, пропущенных в предусмотренные для этой цели отверстия в плате и скрученных с обратной стороны. Выводы конденсаторов С20, С21 пропущены вниз отверстия с зенковкой (они изображены на рисунке в виде двух кон- центрических окружностей) и выведены на обращенную к читателю сторону платы через отверстия в соответствующих печатных провод- никах. Между платой и корпусами этих конденсаторов проложены согнутые в кольцо отрезки одножильного монтажного провода в поли- винилхлоридной изоляции. Вместе с другими смонтированными деталями плата помещена в корпус, склеенный из листового (толщиной 2,5 мм) полистирола чер- ного цвета. Внешний вид готового приемника й размещение деталей в его корпусе показаны на рис. 80. Плата закреплена в корпусе тремя винтами МЗХ6, ввинченными в резьбовые отверстия стоек высотой 32 мм. Стойки изготовлены из листового полистирола толщиной 6 мм и приклеены к левой боковой и нижней стенкам корпуса (контуры стоек показаны штриховыми линиями). Из такого же материала сде- ланы и стойки высотой 26 мм, к которым привинчен дюралюминиевый уголок с кнопочным переключателем и кронштейнами — держателя- ми стержня магнитной антенны. Подстроечные конденсаторы входного устройства закреплены вы- водами статоров в отверстиях диаметром 3 мм, просверленных в небольшой (размерами 70x25 мм) плате из фольгированного материала той же толщины, что и печатная плата приемника. Выводы статоров конденсаторов загнуты со стороны фольги и припаяны к ней. Закреп- лена плата с помощью отрезков луженого провода диаметром 1,5 мм, припаянных к фольге, а также неиспользуемым контактам кнопочного переключателя и фольге «заземленного» провода основной печатной платы. Отсек, в котором размещены батареи 3336Л, склеен из двух пла- стин такого же материала, что и корпус. Динамическая головка за- креплена четырьмя винтами М4Х4, ввинченными в резьбовые отвер- 137
Рис. 8Э. Внешний влд приемника и размещение деталей в его корпусе сгия бобышек высотой 3,5 мм (полистирол черного цвета), приклеенных к передней стенке корпуса. В отверстия декоративной решетки, рас- положенные за пределами диффузора головки, вклеены изнутри за- глушки из черного полистирола толщиной 1 мм. Задняя стенка корпуса (полистирол черного цвета толщиной 2,5 мм) крепится с помощью четырех винтов МЗхб. Два из них ввин- чены в резьбовые отверстия стоек, одна из которых приклеена к пра- вой боковой стенке корпуса, а другая закреплена винтом в верхней (см. рис. 79)?части печатной платы. Еще два винта ввинчены через отверстия в нижней стенке корпуса в полистироловую планку раз- мерами 90x10x6 мм, приклеенную к нижней части задней стенки. Налаживание правильно собранного приемника несложно и сво- дится в основном к настройке его на несущие частоты уверенно при- нимаемых в данной местности радиостанций. Для этого при ненажатых кнопках S/ — S7 припаивают к катушке L1 магнитной антенны кон- денсатор переменной емкости с перекрытием по емкости от 5...7 до 470...510 пФ (если используется блок КПЕ, то для получения мак- симальной указанной емкости его секции соединяют параллельно) и включают питание. Если приемник самовозбуждается, меняют ме- стами включение выводов катушки связи L2. Изменяя емкость КПЕ и ориентацию магнитной антенны в горизонтальной плоскости, оты- скивают радиостанции, передачи которых слышны наиболее громко (регулятор громкости — в положении максимального усиления). При этом следует учесть, что радиостанции СВ диапазона лучше слыш- ны в вечернее время. Емкость конденсаторов, которые надо подклю- 138
чать к катушке L1, чтобы настроиться на одну из выбранных радио- станций, ориентировочно определяют по введенной части роторных пластин КПЕ. При необходимости конденсатор нужной емкости мож- но составить из нескольких, соединив их параллельно или последо- вательно, однако в любом случае следует стремиться к тому, чтобы точная настройка на выбранную радиостанцию получалась при сред- ней емкости подстроечного конденсатора. Для подавления помех от мешающих радиостанций используют режекторные контуры, аналогичные контуру L3C12, настраивая их на частоты этих станций подбором конденсатора или изменением ин- дуктивности катушки. Перегрузку усилителя РЧ, проявляющуюся в больших искаже- ниях прослушиваемой передачи, устраняют шунтированием входного контура резистором сопротивлением несколько десятков килоом. Его сопротивление определяют опытным путем: подключают парал- лельно контуру переменный резистор сопротивлением 330...470 кОм и уменьшают его сопротивление до тех пор, пока искажения не исчез- нут (громкость передачи при этом несколько снизится). Отпаяв ре- зистор, измеряют сопротивление его введенной части и подключают к соответствующей секции переключателя постоянный резистор бли- жайшего к измеренному значению номинала. Искажения, вносимые усилителем 34, можно снизить уменьшением сопротивления резистора R6. ЭЛЕКТРОСЕТЬ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ РАДИОАППАРАТУРЫ Для питания транзисторных приемников, усилителей и других радиотехнических устройств используют не только гальванические элементы и батареи, но и сетевые блоки питания. Ознакомление юных радиолюбителей с расчетом и конструированием выпрямителей пре- дусмотрено программами всех кружков радиотехнического профиля. Приступая к изучению этой темы, следует подчеркнуть кружков- цам, что в первичных обмотках сетевых трансформаторов выпрями- телей, используемых для питания транзисторной аппаратуры, действует сравнительно высокое напряжение. Поэтому надо придержи- ваться элементарного правила: не касаться руками контактов и про- водников цепи первичной обмотки трансформатора, а любые изме- нения в монтаже делать только после отключения блока от сети. Металлический корпус готового блока питания не должен иметь электрического контакта с цепями выпрямителя и стабилизатора. Такой корпус желательно заземлять через установленный на нем до- полнительный зажим. УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ВЫПРЯМИТЕЛЯ Выпрямители блоков питания транзисторной аппаратуры радио- любители обычно строят по схеме, изображенной на рис. 81. Трансфор- матор Т понижает напряжение осветительной сети до некоторого не- обходимого значения, диоды VI — V4, включенные по мостовой схе- 139
hr In Рис. 81. Схема двухполупериодного выпрямителя ме, выпрямляют это напряжение, а конденсатор фильтра Сф сгла- живает его пульсации. Резистор /?н символизирует нагрузку, пи- тающуюся от выпрямителя. При конструировании сетевого бло- ка питания сначала с учетом кон- кретной нагрузки рассчитыва- ют параметры выпрямителя, а затем по полученным резуль- татам — его трансформатор. Исходные параметры при расчете выпрямителя: (/н — требуемое напряжение на нагрузке, которое, как правило, равно напряжению на выходе фильтра выпрямителя Uot и /н — максимальный ток, потребляемый нагрузкой. От этих данных, определяемых конкретным радиотехническим устройством, зависит выбор диодов для выпрями- теля, мощность сетевого трансформатора и числа витков в его вторич- ной и первичной обмотках. Переменное напряжение на вторичной обмотке трансформатора (L/n) подсчитывают по формуле: = А • (/„, где А — коэффициент, численное значение которого зависит от тока нагрузки (табл. 2). Зная ток нагрузки, определя- Та б л и ца 2 Коэффициент Максимальный ток нагрузки, А 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 А 0,8 1,0 1 ,2 1 Л 1,5 1,7 Б 2,4 2,2 2,0 1,9 1,8 1 ,8 ют максимальный ток, текущий через каждый диод выпрями- тельного моста: Iv = 0,5 • Б • /н.тах, где Б — коэффициент, завися- щий от максимального тока на- грузки (табл. 2). Обратное напряжение дио- дов, используемых в выпрямителе, должно быть в 1,5 раза больше напряжения питания, т. е. U обр — • Uн. Емкость фильтрующего конденсатора Сф в мкФ определяют по формуле: Сф = 3200 • /н / Ua • Кп, где Кп — коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, ха- рактеризующий отношение амплитудного значения переменной со- ставляющей частотой 100 Гц на выходе выпрямителя к среднему зна- чению выпрямленного напряжения. Чем больше емкость фильтрующего конденсатора и меньше ток, потребляемый нагрузкой, тем меньше пульсация выпрямленного на- 140
пряжения и, следовательно, слабее прослушивается фон переменного тока в динамической головке или громкоговорителе радиотехническо- го устройства. Для большинства любительских транзисторных кон- струкций допустим коэффициент пульсаций питающего напряжения /Сп == 0,01. Номинальное напряжение фильтрующего конденсатора не должно быть меньше напряжения на выходе выпрямителя, иначе он может оказаться пробитым более высоким напряжением. Трансформатор выпрямителя рассчитывают в такой последова- тельности. Сначала определяют максимальное значение тока, который будет течь во вторичной обмотке: /п = 1,5 • /н тах. Далее подсчи- тывают максимальную мощность, Вт, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки: Р(1= £/ц. /и, а затем мощность самого трансфор- матора: Ртр = 1,25 • Ри. Площадь сечения магнитопровода S (см2), соответствующую рас- четной мощности трансформатора, определяют по формуле: 5 = 1,3 /Л?, где 1,3 — постоянный усредненный коэффициент. Рассчитав магнитопровод трансформатора, определяют число вит- ков первичной и вторичной обмоток по формулам: = 50 • 6/j/S, = 55 • Un/S. Диаметр проводов обмоток трансформатора (в мм) можно опре- делить из табл. 3 или по формуле: =0,02 |'7(йм где 10бм — ток в обмотке, мА. Познакомившись с методикой расчета вып- рямителя, кружковцы приступают к расчету сетевого блока питания для одного из собран- ных ими устройств. Для примера приведем расчет выпрямите- ля для питания приемника, выполненного по схеме, показаной на рис. 72. За исход- ные данные принимаем: С7Н=9В, /н. 1пах=0,1А (с некоторым запасом), = 220 В. На вто- ричной обмотке трансформатора должно быть переменное напряжение: Un = А • UH = 0,8 х X 0,9 « 7 В. Ток, текущий через каждый ди- од выпрямительного моста, составит: Iv = Таблица 3 Сбм . мА d, мм 25 0,1 25 .. 60 0,15 60 . .. 100 0,2 100 . .. 160 0,25 160 . .. 250 0,3 250 . .. 400 0,4 400 . .. 700 0,5 700 . .. 1000 0,6 = 0,5 • Б • /н< тах = 0,5 • 2,4 ’ 0,1 = 0,12 А. Следовательно, для вы- прямителя можно использовать диоды серий Д7, Д226, Д229 с любы- ми буквенными индексами, потому что их средний выпрямленный ток и обратное напряжение значительно больше расчетных. Пригоден также выпрямительный блок КЦ402Б. Емкость конденсатора фильтра (при коэффициенте пульсаций 141
_ выпрямленного напряжения 7<п = 0.01) может быть: С.ь =- = 3200 • /н. max IU„ • /<п = 3200 0,1 /9- 0,01« 3500 мкФ. Можно ис- пользовать электролитический конденсатор емкостью4000...5000мкФ, например типа К50-6, на номинальное напряжение 10 В. Теперь определим значение тока во вторичной обмотке трансфор- матора: /и = 1,5 • /н. тах = 1,5 • 0,1 = 0,15 А. Мощность, потребляемая выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора, будет: Ри = Un • /п = 7 • 0,15 « 1 Вт. Таким об- разом, мощность самого трансформатора выпрямителя должна соста- вить: Ртр = 1,25 • Рп = 1,25 • 1 = 1,25 Вт. Для трансформатора такой мощности можно использовать магнитопровод с минимальной площадью сечения сердечника: S = -1,ЗУРтр = 1,3 . 1,1 « 1,4 см2. Предположим, подобран магнитопровод УШ 12 X 12 (площадь поперечного сечения сердечника принимаем равной 1,4 см2). В та- ком случае первичная обмотка, рассчитанная на напряжение сети 220 В, должна содержать w, = 50 • Ux I S = 50 • 220 / 1,4 = 7856 витков, а вторичная обмотка = 55 • 67п / S = 55 • 7 / 1,4 ~ = 275 витков. Для первичной обмотки трансформатора можно ис- пользовать провод диаметром 0,1...0,12 мм, а для вторичной — 0,2... ...0,25 мм. На практике для сетевых трансформаторов блоков питания тран- зисторной аппаратуры используют магнитопроводы, площадь сечения которых значительно превышает расчетную (обычно не менее 3...4 см2). Это позволяет уменьшить число витков в обмотках, выполнять их про- водами большего диаметра и использовать трансформаторы для бло- ков питания другой аппаратуры. ТРАНСФОРМАТОР БЛОКА ПИТАНИЯ После того как сделан расчет выпрямителя, кружковцы присту- пают к подбору подходящего магнитопровода, изготовлению каркаса и намотке сетевого трансформатора. Для многих конструкций можно использовать магнитопроводы с каркасами выходных трансформаторов ламповых приемников устаревших моделей, телевизоров. Если пло- щадь сечения сердечника магнитопровода окажется больше расчетной, надо заново пересчитать только число витков обмоток трансформатора. Кроме того, необходимо проверить, уместятся ли будущие обмотки с каркасом в окне имеющегося магнитопровода. Упрощенно это можно определить, умножив расчетную мощность трансформатора на коэф- фициент 50, — полученное значение характеризует выраженную в квадратных миллиметрах площадь окна магнитопровода. Провод укладывают на каркас виток к витку, делая между ряда- ми и обмотками прокладки из конденсаторной бумаги. Первой на- матывают первичную, т. е. сетевую обмотку, а поверх нее — вторич- 142
ную. Пластины магнитопровода собирают вперекрышку — без воз- душного зазора между пачками. Кроме самодельных трансформаторов для сетевых блоков питания транзисторной аппаратуры, конструируемой кружковцами, могут быть использованы без каких-либо переделок унифицированные вы- ходные трансформаторы кадровой развертки (ТВК) телевизоров. Основные данные четырех таких трансформаторов приведены в табл. 7 приложения. Каждый из них имеет обмотку I, которая в блоке пита- ния используется как первичная (сетевая), а обмотка II — как вто- ричная (понижающая). Обмотки III трансформаторов ТВК-110ЛМ, ТВК-Н0Л1 и ТВК-110Л2, намотанные таким же проводом, как и об- мотки I, в блоке питания не используются. СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Чтобы выпрямленное напряжение сетевого блока питания было возможно стабильнее, не изменялось из-за колебаний напряжения электросети, непостоянства тока, потребляемого нагрузкой, к выходу выпрямителя подключают стабилизатор напряжения, через который и питают нагрузку. Основой его служит стабилитрон — кремниевый диод, внутреннее сопротивление которого мало и очень незначительно меняется при изменении тока. Малая зависимость падения напряжения на стаби- литроне от протекающего тока является основным свойством стабили- трона. Благодаря этому свойству напряжение на стабилитроне, а зна- чит, и на нагрузке, подключенной к нему, поддерживается практиче- ски постоянным. Вольтамперные характеристики нескольких наиболее часто ис- пользуемых в самодельных конструкциях стабилитронов показаны на рис. 82. При включении стабилитрона в прямом (пропускном) на- правлении его вольтамперная характеристика аналогична вольтампер- ной характеристике кремниевого сплавного диода. Но стабилитрон работает в режиме обратного направления. При увеличении обратного напряжения ток через стабилитрон вначале растет очень медленно (на характеристике—'Горизонтальный участок ветвей), а затем при не- котором значении обратного напряжения наступает так называемый «пробой» р-п перехода, после чего даже небольшое увеличение на- пряжения значительно влияет на рост тока через стабилитрон (на характеристике — спадающий вниз участок ветви). У разных стаби- литронов режим «пробоя» наступает при разных обратных напряже- ниях: у стабилитрона КС133А, например, при 3...3,7 В, у стабилитрона Д808— при 7...8,5 В. В стабилизаторах напряжения стабилитроны работают в режимах, соответствующих этим участкам их вольтампер- ных характеристик. Пробой р-п перехода не ведет к порче стаби- литрона, если ток через него не превышает допустимого значения. Стабилизирующие свойства такого полупроводникового при- бора характеризуются его дифференциальным сопротивлением, которое выражают как отношение изменения напряжения стабилиза- ции к вызвавшему его малому изменению тока стабилизации, т. е. 143
Рис. 82. Вольтамперные характеристики некоторых стабилитронов гд = Д(7СТ / Д/Ст (см. характеристику стабилитрона КС133А на рис. 82). Чём меньше численное значение этого параметра стабили- трона, тем стабильнее напряжение на нем при изменении тока. Чтобы стабилизатор выполнял свою функцию, протекающий через него ток должен быть не меньше минимального тока стабилизации /ст. ты» т- е. наименьшего тока, при котором работа стабилитрона в режиме «пробоя» устойчива, и не больше максимального тока ста- билизации /ст. тах — наибольшего тока, при котором температура нагрева р-п перехода стабилитрона не превышает допустимой. При выборе полупроводникового прибора для работы в стабилизаторе напряжения ориентируются по его напряжению стабилизации (7СТ — напряжению между его выводами в рабочем режиме. Важнейшие параметры стабилитронов широкого применения при- ведены в табл. 6 приложения. Простейший стабилизатор — параметрический, работающий как делитель нестабилизированного напряжения (рис. 83), образуют ре- зистор 7?гас, называемый гасящим или балластным, и стабилитрон V. 144
Нестабилизированное напряже- ние, подаваемое от выпрями- теля на вход стабилизатора, должно быть на 40...50% боль- ше напряжения стабилизации используемого стабилитрона. Ра- бочий режим его устанавливают подбором резистора /?гас. На- грузка /?„ подключена парал- лельно стабилитрону, и напря- Рис. 83. Схема параметрического ста- о билизатора напряжения жение на ней соответствует напряжению стабилизации использован- ного полупроводникового прибора. Благодаря стабилизирующим свойствам ток через стабилитрон изменяется пропорционально току нагрузки, но только в обратном порядке, поэтому общий ток, потреб- ляемый от выпрямителя самим параметрическим стабилизатором и подключенной к нему нагрузкой, остается практически неизменным. А все изменения напряжения на входе стабилизатора, возникаю- щие, например, из-за колебаний сетевого напряжения, гасит ре- зистор Ягас. Эффективность работы стабилизатора оценивают коэффици- ентом стабилизации напряжения — числом, показывающим, во сколько раз уменьшаются пульсации выпрямлен- ного напряжения на выходе устройства по сравнению с такими же характеристиками входного напряжения. Определить коэффициент стабилизации напряжения простейшего параметрического стабилизатора можно по упрощенной формуле: тг __ тг ~ ЯГас • б^ст 2'ст 7'сгл гд ’ *4х Выходное сопротивление параметрического стабилизатора примерно равно дифференциальному сопротивлению стабилитрона, т. е. ^ВЫХ 'д* Стабилизатор напряжения, собранный по схеме на рис. 83, можно использовать для питания многих простейших радиотехнических устройств и их узлов, при этом потребляемый ими ток не должен пре- вышать максимальный ток через используемый стабилитрон. Так, для стабилитрона КС196 потребляемый от него ток не должен превы- шать 15... 18 мА при напряжении 9... 10 В (в зависимости от UZT кон- кретного стабилитрона). Для питания приемника, усилителя 34 или другого устройства, потребляемый ток которого превышает максимальныйл'ок стабилитро- на, в стабилизатор напряжения вводят транзисторный усилитель тока. Примером может служить компенсационный стабилизатор напряже- ния, собранный по схеме на рис. 84. Здесь резистор R1 и стабилитрон VI образуют параметрический стабилизатор, поддерживающий на базе транзистора V2, называемого в данном случае регулирующим, по- стоянное напряжение, практически равное напряжению 67ст исполь- 6 В. Г. Борисов 145
Рис. 84. Схема компенсационного стабилизатора напряжения зуемого стабилитрона. Регул и рующий транзистор включен эмиттерным повторителем. Напряжение невыходе тако го стабилизатора, а значит, ина его нагрузке /?н равно разности напряжений стабилизации ста- билитрона VI и на эмиттерном р-п переходе транзистора V2. А так как напряжение на базе транзистора относительно эмит- тера (напряжение смещения) со- ставляет доли вольта, то можно считать, что выходное напряже- ние UBUX равно напряжению £/Ст используемого стабилитрона. Принцип действия такого стабилизатора заключается в следующем. При повышении напряжения на входе стабилитрона €7ВХ, например из-за колебаний напряжения сети, напряжение на выходе стабилиза- тора UBax также стремится возрасти. Это приводит к тому, что напря- жение на эмиттерном переходе регулирующего транзистора V2 на- чинает уменьшаться и тем самым закрывать транзистор. При этом па- дение напряжения на участке эмиттер — коллектор транзистора возрас- тает настолько, что напряжение на выходе стабилитрона уменьшается до исходного уровня. Аналогично стабилизатор реагирует и на пониже- ние входного напряжения, но только в обратном порядке. Таким обра- зом, регулирующий транзистор стабилизатора выполняет функцию прибора, сопротивление которого при изменении входного напряжения и тока нагрузки управляется напряжением на эмиттерном переходе, в результате чего выходное напряжение стабилизатора остается прак- тически постоянным. Резистор R2 не влияет на входные и выходные параметры стабили- затора, он дужен лишь для того, чтобы и при отключенной нагрузке регулирующий транзистор работал как усилитель тока. Сопротивле- ние резистора R2 должно быть таким, чтобы ток, текущий через него, был несколько больше начального неуправляемого тока транзисто- ра — примерно 5... 10 мА. Надежность работы стабилизатора и величина потребляемого тока зависят от параметров регулирующего транзистора. В частно- сти, предельно допустимое напряжение между его эмиттером и коллек- тором должно быть больше максимального выходного напряжения стабилизатора, а предельно допустимый ток коллектора — больше максимального тока нагрузки. Потребляемый нагрузкой ток может быть тем больше, чем больше Л^э регулирующего транзистора, но при этом его предельно допустимая мощность рассеивания должна быть на 20...30% больше максимальной мощности, потребляемой ста- билизатором от выпрямителя. Этим требованиям наиболее полно отве- чают транзисторы большой мощности. 146
Чтобы регулирующий транзистор не перегревался во время ра- боты, его устанавливают на радиатор. ВЫПРЯМИТЕЛЬ И СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ На рис. 85 приведены схемы двухполупериодного выпрямителя, параметрического и компенсационного стабилизаторов напряжения, которые можно использовать для питания различной транзисторной аппаратуры как раздельно, так и совместно. Двухполупериодный вы- прямитель (рис. 85, а) образуют трансформатор Т1, понижающий на- пряжение сетй до 12... 13 В, диоды VI — V4, включенные по мостовой схеме, и конденсатор С/, сглаживающий пульсации выпрямленного напряжения. Трансформатор первичной обмоткой / присоединяют к электроосветительной сети через плавкий предохранитель F1 на ток 0,5 А. Нагрузку или стабилизатор напряжения подключают к разъему XI, являющемуся выходом выпрямителя. Сила тока, потребляемого нагрузкой, может достигать 0,4...0,5 А при значительных пульсациях выпрямленного напряжения. Параметрический стабилизатор (рис. 85, б) состоит из резистора R1 и стабилитрона V5. Его вход подключают к выходу выпрямителя через разъем Х2, а нагрузку к выходу стабилизатора через разъем ХЗ. Выходное напряжение 9 В (зависит от напряжения стабилизации ис- пользуемого стабилитрона), максимальный ток нагрузки — 15... ...20 мА. Компенсационный стабилизатор (рис. 85, в) входным разъемом Х4 подсоединяют к выходу выпрямителя, а стабилизированное на- пряжение питания нагрузки снимают с выходного разъема Х5. Тран- зистор V6 — регулирующий элемент стабилизатора. Постоянное на- пряжение на его базу подается с параметрического стабилизатора R2V5. Балластный резистор R3 поддерживает рабочий режим регули- рующего транзистора при отключенной нагрузке. Максимальный ток, потребляемый нагрузкой, может составлять 200 мА. Коэффициент ста- билизации выходного напряжения около 30, выходное сопротивление не более 2 Ом. Возможные конструкции выпрямителя и стабилизаторов напряже- ния1 показаны на рис. 86. Стабилизаторы выполнены в виде сменных приставок к выпрямителю. Рис. 85. Схемы выпрямителя и стабилизаторов напряжения блока питания транвисторной аппаратуры 1 Разработаны В. Васильевым (г. Москва). 6! 147
Рис. 86. Конструкции выпрямителя и стабилизаторов напряжения Сетевой трансформатор Т1 выпрямителя — ТВК-ПОЛМ (его дан- ные приведены в табл. 7 приложения). Фильтрующий конденсатор С1 составлен из двух, соединенных параллельно конденсаторов типа К50-ЗБ емкостью по 500 мкФ, на номинальное напряжение 25 В (мож- но использовать конденсатор К50-6 емкостью 1000 мкФ на такое же номинальное напряжение). Трансформатор, диоды выпрямительного моста и фильтрующий конденсатор размещены и смонтированы на па- нели из листового изоляционного материала (гетинакс, стеклотексто- лит), размеры которой определяются габаритами деталей. С помощью металлических уголков панель крепится к боковым стенкам — стой- кам. Функцию выходного разъема выпрямителя выполняют два гнезда на передней стенке. Держатель плавкого предохранителя на- ходится на задней стенке, через которую выведен и сетевой шнур с двухполюсной вилкой на конце. При правильном монтаже деталей выпрямитель налаживать не придется. Надо только измерить напряжение на его выходе при раз- личных нагрузках. При подключении эквивалента нагрузки сопротив- лением 30...40 Ом (проволочный резистор) потребляемый ток должен быть в пределах 0,5...0,6 А при напряжении 15... 17 В. Увеличить потребляемый ток до 1,2... 1,4 А можно заменой диодов Д226 выпрями- тельного моста на более мощные диоды серии Д229. Параметрический стабилизатор напряжения выполнен в виде пере- ходной колодки, которую входными штепсельными вилками Х2 подключают к выходным гнездам выпрямителя XI, а нагрузку — к ее выходным гнездам ХЗ. Колодка состоит из двух планок, скреплен- 148
ных между собой с помощью металлических полосок, согнутых напо- добие буквы П. Задняя планка, на которой укреплены входные вилки, должна быть из изоляционного материала (гетинакс, текстолит). Передняя планка металлическая, но выходные гнезда должны быть изолированы от нее. Стабилитрон и гасящий резистор выводами при- паяны непосредственно к соответствующим гнездам и вилкам. Чтобы не ошибиться при подключении стабилизатора к выпрями- телю, возле вилок и гнезд приставки необходимо пометить полярность напряжения. Компенсационный стабилизатор напряжения также выполнен в виде переходной колодки, состоящей из передней металлической па- нели с выходными гнездами Х5 и задней планки с входными вилками Х4, которыми стабилизатор подключают к выходу выпрямителя XI. Панель и планка скреплены между собой такими же, как в параметри- ческом стабилизаторе, металлическими уголками. Передняя панель — пластина размерами 70 х 50 мм из листового дюралюминия (или алюминия) толщиной 3 мм, она выполняет функцию теплоотводящего радиатора регулирующего транзистора V6. Стаби- литрон V5, гасящий и балластный резисторы R2 и R3 смонтированы на контактах входного и выходного разъемов. Безошибочно смонтированный компенсационный стабилизатор на- лаживания не требует. Его выходные параметры можно проверить, подключая к нему эквиваленты нагрузок разных сопротивлений. В любом из описанных здесь стабилизаторов можно использовать маломощный стабилитрон с иным напряжением стабилизации. Соот- ветственно изменится и выходное стабилизированное напряжение. Несколько таких приставок-стабилизаторов с разными выходными напряжениями позволят питать от одного и того же выпрямителя раз- ные по сложности радиотехнические устройства и приборы, конструи- руемые в кружке. При изготовлении стабилизаторов по приведенным схемам следует учитывать, что нельзя заранее предугадать, какие точно получатся напряжения на их выходах. Объясняется это разбросом параметров стабилитронов одной и той же серии. Например, напряжение стабили- зации стабилитрона Д814Б, наиболее часто используемого радиолю- бителями для сетевых блоков питания, может быть 8.. .9,5 В. Примерно в таких же пределах может быть и выходное напряжение стабилиза- тора. Чтобы это напряжение было вполне определенного значения, например 9 В, приходится опытным путем подбирать соответствующий стабилитрон. Для питания любительской аппаратуры это необязатель- но, потому что подобный разброс значений выходного напряжения не имеет практического значения. При использовании сконструированных стабилизаторов кружков- цы должны помнить, что стабилитрон параметрического стабилиза- тора или регулирующий транзистор компенсационного стабилизатора из-за длительных перегрузок или коротких замыканий в цепях пита- ющейся нагрузки могут перегреться и выйти из строя. Поэтому перед подключением к сетевым блокам питания любого радиотехнического устройства надо убедиться, что замыканий в нем нет, а сразу же после 149
Рис. 87. Схема стабилизатора напряжения с двумя фиксированными выходными напряжениями и защитой от перегрузок подключения измерить потреб- ляемый ток — он не должен быть больше допустимого. Можно усложнить стабилиза- тор , включив в него защитное ус- тройство от перегрузок. Подоб- ный стабилизатор, схема которо- го приведена на рис. 87, с дву- мя фиксированными выходными напряжениями: при включении стабилитрона Д810 (V2) напря- жение на входе стабилизатора будет 9 В, при включении ста- билитрона Д814Д (V3) — 12 В. Резистор R1 и подсоединенный к нему (переключателем S2) ста- билитрон образуют параметри- ческий стабилизатор, создаю- щий на базе управляющего транзистора V4 (относительно минусового проводника) положитель- ное напряжение, соответствующее напряжению стабилизации вклю- ченного стабилитрона. Коллекторной нагрузкой этого транзистора служит эмиттерный переход регулирующего транзистора V5. Нагруз- ка, подключенная к выходу стабилизатора, оказывается включен- ной в коллекторную цепь регулирующего транзистора. Диоды V6 и V7 — элементы защиты от перегрузок. Пока ток нагрузки не превышает 250...300 мА, диод V7 открыт и образует с резистором R3 д^лтелъ напряжения, обусловливающего момент срабатывания защиты. Диод V6 в это время закрыт и не влияет на работу стабилизатора. При коротком замыкании или чрезмерно большом потребляемом токе анодный вывод диода V7 оказывается соединенным с минусовым проводников через малое сопротивление нагрузки и диод закрывается. Диод же V6, наоборот, в это время открывается и шунтирует включен- ный стабилитрон. При этом оба транзистора закрываются и ток во внешней цепи падает до 20...30 мА. Регулирующий транзистор V5 (П213, П214, П217) должен быть с теплоотводящим радиатором. Транзистор КТ315 можно заменить кремниевыми п-р-п транзисторами КТ301, КТ312, МП111 — МПШЗ с коэффициентом передачи тока 40...50, а диод Д223 — дио- дами Д20, Д206, Д226 с любыми буквенными индексами. Налаживают этот стабилизатор так. К зажимам XI и Х2 подклю- чают вольтметр постоянного тока и последовательно соединенные про- волочный переменный резистор (он имитирует нагрузку) сопротивле- нием 400...500Ом и миллиамперметр на ток 500 мА. Движок резисто- ра устанавливают в положение наибольшего введенного сопротивле- ния и подключают вход стабилизатора к выходу выпрямителя. Вольт- метр должен показывать напряжение, соответствующее включенному стабилитрону, а миллиамперметр — ток, не превышающий 30 мА. 150
С уменьшением сопротивления переменного резистора ток через на- грузку должен увеличиваться, а напряжение на нем оставаться прак- тически неизменным. При замыкании выводов переменного резистора должно резко уменьшиться выходное напряжение — почти до нуля — и ток через нагрузку — до 20.. .30 мА. После наладки стабилизатора надо подобрать резистор R3 такого сопротивления, чтобы система защиты срабатывала при токе нагрузки 250...300 мА. БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ Для испытания, налаживания и питания различной транзисторной аппаратуры удобно пользоваться блоком питания с регулируемым выходным стабилизированным напряжением. Схема одного из таких блоков питания, который можно рекомендо- вать для изготовления в кружке радиотехнического конструирования, приведена на рис. 88. Он состоит из сетевого трансформатора Т1, двухполупериодного выпрямителя VI с конденсатором С/, сглаживаю- щим пульсации выпрямленного напряжения, индикатора перегрузки (лампа Н1 и резистор R1) и стабилизатора на стабилитроне V2 и тран- зисторах V3, V4. Выходное напряжение плавно регулируется пере- менным резистором R3 почти от 0 до 12 В. При повышении тока на- грузки до 250...300 мА выходное напряжение остается практически постоянным. Трансформатор Т1 понижает напряжение сети до 12... 14 В, а блок VI (диоды выпрямительного блока КЦ402Е включены по мостовой схеме) выпрямляет его. В результате двухполупериодного выпрямле- ния на фильтрующем конденсаторе С1 действует постоянное напряже- ние, равное 16... 18 В. Через параллельно соединенные проволочный резистор R1 и лампу накаливания Н1 оно подается на вход стабили- затора напряжения. Резистор R2 и стабилитрон V2 стабилизируют напряжение на пере- менном резисторе R3. Транзистор V3, включенный эмиттерным повто- рителем, является управляющим элементом. Напряжение с его на- грузочного резистора R4 подается непосредственно на базу регули- Рис. 88. Схема блока питания с регулируемым выходным напряжением 151
рующего транзистора V4. Нагрузка (усилитель, приемник или другое радиотехническое устройство) включена в эмиттерную цепь транзистора V4, и потребляемый ею ток течет через участок эмиттер — коллектор этого транзистора. Когда движок резистора R3 находится в крайнем нижнем (по схе- ме) положении, напряжение на базе управляющего транзистора равно нулю, оба транзистора закрыты и напряжение на выходе стабилиза- тора также равно (или близко) нулю. При перемещении движка рези- стора вверх на базе управляющего транзистора появляется постепенно увеличивающееся отрицательное напряжение, открывающее его. От- крываясь, транзистор V3 открывает регулирующий транзистор V4, в результате нагрузка потребляет все больший ток. Напряжение на выходных зажимах XI и Х2 стабилизатора на 0,3... ...0,4 В меньше, чем на базе управляющего транзистора V2. По мере увеличения тока нагрузки все больше увеличивается падение напря- жения на лампе Н1 и резисторе R1. Сопротивление этого резистора выбрано таким, чтобы при токе нагрузки 200...250 мА нить лампы на- чинала заметно накаляться, а при токе более 500 мА ярко светиться. Яркое свечение лампы служит сигналом о перегрузке стабилизатора или коротком замыкании в цепях питания нагрузки. Конденсатор С2 дополнительно сглаживает пульсации выпрямлен- ного напряжения и тем самым улучшает коэффициент пульсаций блока питания. Трансформатор Т1, выпрямительный блок VI и конденсатор С1 монтируют на панели, которую крепят в глубине фанерного или пласт- массового корпуса с резиновыми ножками снизу. Детали стабилизатора напряжения монтируют на плате размерами 120x80 мм (рис. 89, а), выполненной под печатный монтаж из фольгированного стеклотексто- лита (токонесущие проводники и площадки создают прорезями в фольге шириной около 1 мм). Монтажную плату с помощью четырех винтов с гайками и стоек высотой 25...30 мм, надетых на винты, крепят на пластмассовой панели, являющейся лицевой стенкой корпуса (рис. 89, б). ’На этой панели монтируют выключатель питания S1, выходные зажимы XI и Х2, плавкий предохранитель, сигнальную лампу HL На нее же наклеивают и шкалу переменного резистора R3, по которой устанавливают напряжение питания нагрузки. Функцию сетевого трансформатора в выпрямителе выполняет транс- форматор ТВК-110-Л-2. Выпрямительный блок КЦ402Е можно заме- нить четырьмя диодами серий Д226, Д229, Д7, включив их по мостовой схеме. Конденсаторы С1 и С2 — типа К50-6, постоянные резисторы — МЛТ, переменный резистор JR3 — СП или СПО с функциональной характеристикой вида А (чтобы шкала была равномерной). Выклю- чатель питания — тумблер МТ-1. Резистор R1— проволочный, мощ- ность рассеяния не менее 10 Вт. Для него можно использовать провод высокого удельного сопротивления (манганиновый, нихромовый, константановый) толщиной 0,18...0,2 мм в любой изоляции, намотав его на корпус резистора МЛТ или ВС. 152
Рис. 89. Монтажная плата (а) и вид на лицевую панель (б) блока питания Сигнальная лампа Н1 — коммутаторная КМ6-60 (6 В х 60 мА), торцевая часть баллона которой имеет форму собирательной линзы. Можно также использовать лампу МН6,3-0,26 или МН6,3-0,3. Стабилитрон Д814Д можно заменить на Д813 или другим мало- мощным с напряжением стабилизации, близким к 12 В, например Д814Г, Д811. Регулирующий транзистор V4 следует установить на теплоотво- дящем радиаторе, роль которого может выполнять отрезок дюралю- миниевого уголка шириной стенок 300 мм, длиной 50 мм. Двумя вин- тами М3 его крепят непосредственно на монтажной плате, чтобы он имел контакт с площадкой фольги, с которой соединены коллекторы транзисторов и резистор R2. При безошибочном монтаже и соединении стабилизатора с выпря- мителем налаживание блока питания сводится только к подбору ре- зистора R2. Его сопротивление должно быть таким, чтобы при отклю- ченной нагрузке ток, текущий через стабилитрон, составлял 15... 18 мА. При вращении ручки переменного резистора R3 в направлении движения часовой стрелки напряжение на выходных зажимах блока должно плавно изменяться почти от 0 до напряжения стабилизации использованного стабилитрона. Если после такой проверки блока резистором R3 установить наибольшее напряжение и кратковременно замкнуть выходные зажимы, сигнальная лампочка должна ярко за- гореться. В режиме длительной перегрузки, а тем более при коротком за- мыкании выходной цепи, регулирующий транзистор и диоды вып- рямителя могут перегреться и выйти из строя. Поэтому, увидев яркое свечение индикатора перегрузки, надо незамедлительно отключить нагрузку и не подключать вновь к блоку, пока не будет устранена неисправность. 153
УСИЛИТЕЛИ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ Усилитель колебаний звуковой частоты — неотъемлемая часть любого радиовещательного приемника (кроме детекторного), магни- тофона, телевизора и многих других радиотехнических устройств. С работой, принципами построения и налаживанием усилителей 34 кружковцы знакомятся уже в процессе конструирования приемников прямого усиления. Вообще работу над приемником прямого усиления можно рассматривать как средство накопления учащимися знаний, практического опыта и выявления устойчивых интересов к тем или иным направлениям радиотехнического конструирования. Одни ре- бята займутся изучением и конструированием радиоприемной аппа- ратуры, например супергетеродинов, другие — измерительными при- борами, третьи — усилителями 34 для высококачественного воспро- изведения монофонических и стереофонических грамзаписей. Таким образом, на следующем этапе радиотехнического творчества учащих- ся, который может начинаться уже на 2-м году занятий, одной из ве- дущих тем практической деятельности кружков будет конструирова- ние усилителей 34 повышенной сложности. ПАРАМЕТРЫ УСИЛИТЕЛЕЙ 34 Усилители 34, от которых в значительной степени зависит каче- ство звуковоспроизведения, характеризуются многими параметрами. Наиболее важными из них, с практической точки зрения, считаются номинальная выходная мощность, коэффициент гармоник, чувстви- тельность и частотная характеристика. С каждым из этих параметров и надо познакомить учащихся. Под номинальной выход- ной мощностью Рном понимают мощность, выделяемую на нагрузке (громкоговорителе), при которой нелинейные искажения соответствуют указанным в описании. При дальнейшем увеличении мощности усилителя нелинейные искажения активно возрастают. В чем суть нелинейных искажений усиливаемого сигнала 34? Дело в том, что в процессе усиления любого сигнала, даже идеаль- но синусоидального, в нем из-за нелинейности характеристик усили- вающих элементов (транзисторов или электронных ламп) появляются колебания, частота которых в 2, 3, 4 и более раз превышает часто- ту основного сигнала, т. е. в усиливаемом сигнале появляются вторая, третья, четвертая и т. д. гармоники. Эти новые колебания, примеши- вающиеся к усиливаемому сигналу, и есть нелинейные, или гармони- ческие, искажения, которые возрастают по мере увеличения выходной мощности усилителя. Их оценивают коэффициентом гармоник. Мощ- ность, при которой коэффициент гармоник достигает 10%, называют максимальной Ртах выходной мощностью усилителя 34. Коэффициент гармоник Кг измеряют при синусои- дальном входном сигнале и выражают процентным отношением сум-, мирного напряжения всех гармоник Ur к выходному напряжению -100%. ^вых 154
Для усилителей 34 разных классов допустимый коэффициент гармоник устанавливается соответствующими нормами (ГОСТ). На- пример, для усилителей 34 радиовещательных приемников, радиол, магнитол, электрофонов коэффициент Кг может0 быть 5...7%, для усилителей 34 бытовых магнитофонов — 5%. 4ем выше класс радио- аппаратуры, тем ниже коэффициент гармоник. 4увствительность усилителя 34 — это то на- пряжение сигнала звуковой частоты, которое надо подать на вход усилителя, чтобы получить на его нагрузке номинальную выходную мощность. 4увствительность большей части усилителей, предназна- ченных для воспроизведения грамзаписи, составляет 100...250 мВ; такое напряжение развивает пьезокерамический звукосниматель. 4астотную характеристику усилителя графически изображают в виде кривой, показывающей зависимость напряжения выходного сигнала от его частоты при неизменном напряжении на входе. Кривизна характеристики объясняется тем, что усилитель неодинаково усиливает сигналы разных частот. Хуже всего он усили- вает колебания самых низких (примерно до 100 Гц) и самых высоких (более 8... 10 кГц) частот звукового диапазона, поэтому его частотная характеристика неравномерна и имеет спады, или, как еще говорят, завалы по краям диапазона. Крайние частоты диапазона, на которых наблюдается спад усиления на 30% (—3 дБ), принято считать грани- цами полосы частот усиливаемых колебаний. 4астотная характери- стика, или полоса пропускаемых частот трактами 34 сетевых радио- приемников, может быть от 40...60 до 10 000 Гц, а таких же трактов малогабаритных («карманных») приемников — от 800 до 3500 Гц. 4ем выше класс усилителя 34, тем шире должна быть полоса равно- мерно усиливаемых им частот. Ориентировочные параметры усилителя 34, приводимые в описа- нии той или иной любительской конструкции, позволяют судить о качестве работы усилителя и пригодности его для тех или иных целей. Повторяя усилитель, радиолюбитель-конструктор нередко вносит в него изменения, дополнения, заимствованные из описаний других усилителей, добиваясь желаемых результатов. Параметры готового усилителя можно измерить и сравнить с параметрами исходного ва- рианта усилителя. Конечный результат работы усилителя 34 зависит не только от его параметров, но и от звуковоспроизводящих свойств динамической головки громкоговорителя, которая является его нагрузкой. Можно создать усилитель с очень хорошими техническими данными, но если головка будет узкополосной, к тому же недостаточной мощности, то реализовать хорошие качества усилителя не удастся. Поэтому следует подчеркнуть кружковцам, что, приступая к конструированию усили- теля 34, они должны подобрать для него соответствующий громкого- воритель. 156
УСИЛИТЕЛЬ 34 С ПОЛЕВЫМ ТРАНЗИСТОРОМ НА ВХОДЕ Основные характеристики этого усилителя, служащего для вос- произведения монофонической грамзаписи1: номинальная выходная мощность 2 Вт при коэффициенте гармоник не более 1%, максималь- ная около 2,5 Вт; чувствительность 250 мВ, полоса пропускаемых частот 20... 18 000 Гц при неравномерности частотной характеристики +1 дБ; входное сопротивление 1 МОм, выходное — не более 1 Ом; питание от сети переменного тока через двухполупериодный выпря- митель. Усилитель имеет два узкополосных регулятора тембра, один из которых позволяет изменять усиление на частоте 100 Гц, второй на частоте 7,5 кГц. Принципиальная схема усилителя показана на рис. 90. Все пять его транзисторов, образующих три каскада предварительного уси- ления напряжения и двухкаскадный усилитель мощности, связаны между собой непосредственно и режимы их работы устанавливают под- бором резистора R2. Сигнал от пьезокерамического звукоснимателя электропроигры- вающего устройства (ЭПУ) поступает через разъем XI на переменный резистор R1, а с его движка — на затвор полевого транзистора VI, включенного по схеме общего стока (ОС). Благодаря большому вход- ному сопротивлению полевого транзистора, он практически не шунти- Рис. 90. Принципиальная схема усилителя i------------ Разработан Ю. Богдановым и Н. Хухтиковым (г. Загорск Моск, области). 156
рует звукосниматель, внутреннее сопротивление которого составляет мегаомы. Переменный резистор выполняет функцию нагрузки звуко- снимателя и регулятора громкости усилителя. Чем выше (по схеме) находится его движок, тем больше напряжение сигнала 34, поступаю- щего от звукоснимателя на вход усилителя. Резистор R3 — элемент автоматического смещения: создающееся на нем падение напряжения прикладывается к управляющему переходу затвор — исток полевого транзистора. Нагрузки транзисторов каскадов: первого — параллельно соеди- ненные резистор R2 и эмиттерный переход транзистора V2 второго каскада; второго — транзистор V3 третьего каскада, включенный эмиттерным повторителем; третьего — последовательно соединенные резистор R7 и диод V4, включенный в прямом направлении. Падение напряжения на этом диоде, равное 0,6...0,7 В, создает на базах тран- зисторов V5 и V6 относительно их эмиттеров начальные напряжения смещения, устраняющие искажения типа «ступенька» (в двухтактных усилителях мощности приемников прямого усиления, описанных ра- нее, такую функцию выполняли резисторы). Транзистор V5 (структуры р-п-р) усиливает отрицательные полуволны сигнала, а транзи- стор V6 (структуры п-р-п) — положительные. Усиленный по мощности сигнал поступает через конденсатор С5 большой емкости к динамической головке В1 громкоговорителя и преобразуется ею в звук. Резистор R7 и динамическая головка, через которую он подключен к общему «заземленному» проводнику^цепи питания, образуют цепь «вольтодобавки» (как в усилителе 34 приемника прямого усиления по схеме на рис. 72), обеспечивающей усилителю максимальную выход- ную мощность. Сопротивление этого резистора должно быть равно или меньше произведения сопротивления звуковой катушки динами- ческой головки на статический коэффициент передачи тока транзистора V6, т. е.: R7 RH • h21a, где Ra — сопротивление звуковой катушки головки В1. Резистор R4 создает между выходным и входным каскадами отри- цательную обратную связь по току и переменному напряжению, ста- билизирующую режим работы транзисторов усилителя. Переменные резисторы R5, R6, конденсатор С2 и катушка L1 образуют между выходом усилителя и истоком полевого транзистора первого каскада две параллельные частотозависимые цепи обратной связи, позволяющие изменять усиление на частотах 100 Гц и 7,5 кГц и тем самым регулировать тембр звука. Глубину обратной связи на частоте 100 Гц регулируют резистором R5, на частоте 7,5 кГц — рези- стором R6. Блок питания усилителя состоит из трансформатора Т1, понижаю- щего напряжение сети до 12... 13 В, двухполупериодного выпрямителя на диодах V7 — V10, включенных по мостовой схеме, и конденсатора С4, сглаживающего пульсации выпрямленного напряжения. Положи- тельное напряжение на коллектор транзистора V6 подается через «за- земленный» проводник цепи питания, на эмиттер транзистора V3 — 167
Рис. 91. Внешний вид усилителя через звуковую катушку голов- ки В/, резистор R7 и диод V4, а на коллектор транзистора V2 _ через эмиттерный переход тран- зистора V3. По постоянному то- ку транзисторы выходного ка- скада, включенные эмиттерны- ми повторителями, соединены последовательно и делят напря- жение источника питания на две равные части. Поэтому на эмит- терах этих транзисторов относительно «заземленного» проводника должно быть напряжение, равное половине напряжения источника питания (—8,5 В для рассматриваемого усилителя). Усилитель смонтирован в корпусе размерами 210 х 130x60 мм (рис. 91). На лицевой панели из листового дюралюминия размещены входной XI и выходной Х2 разъемы, переменные резисторы регули- рования громкости R1 и тембра R5 и R6, держатель плавкого предо- хранителя F1 и выключатель сети S1. Двухпроводной сетевой шнур с вилкой на конце выведен через отверстие в задней стенке. Остальные детали усилителя, кроме транзисторов V5 и V6 выход- ного каскада и катушки индуктивности L1, смонтированы на печатной плате размерами 75 х 22,5 мм (рис. 92, а) из фольгированного стекло- Рис. 92. Монтажная плата (а) и чертеж теплоотводящего радиатора (б) выходных транзисторов усилителя 34 158
текстолита толщиной 1,5... 2 мм. Она крепится к корпусу четырьмя винтами М2,5. Транзисторы выходного каскада снабжены теплоотво- дящими радиаторами (рис. 92, б), представляющими собой пластины размерами 36 X 36 мм из листового дюралюминия толщиной 5 мм. Винтами М3 радиаторы с установленными на них транзисторами крепят ко дну корпуса. Детали блока питания (трансформатор Т1, диоды V7—V10, конденсатор С4) смонтированы на отдельной панели. Полевой транзистор VI может быть любым из серии КП 103, тран- зистор V2 — серия КТ315 или КТ301, транзисторы V3 и! V5 — серий П601—П506, ГТ806, транзистор V6 — серий П701, КТ601, КТ602, КТ801, диод V4 — серий Д220, Д223, диоды V7 — V10 — серии Д226 или Д229 с любым буквенным индексом. В выходном каскаде можно также использовать кремниевые тран- зисторы КТ814 (V5) и КТ815 (V6) или КТ816 и КТ817 с любым бук- венным индексом. В этом случае последовательно с диодом V4 (между базами транзисторов V5 и V6) включают подстроечный резистор со- противлением 100 Ом. Теплоотводящими радиаторами транзисторов могут служить дюралюминиевые пластины 40 x 40 мм и толщиной 4...5 мм, к которым транзисторы крепят винтами М3 с гайками. Постоянные резисторы, используемые в усилителе, типа МЛТ-0,25 (R2—R4) и МЛ Т-0,5 (/?7), переменные резисторы — СП-I. Конден- сатор С1 типа МБМ, электролитические конденсаторы С2 и СЗ — К53-1, С4 и С5 — К50-6. Разъемы XI и Х2 — розетки СГ-3 или СГ-5. Катушка L1, намотанная на кольце из феррита 2000НМ типоразме- ра К 17,5 х 8 X 5 мм, содержит 700 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,12 мм; ее индуктивность должна быть 0,6... 1 Гн. Сетевой трансформатор может быть готовым, например типа ТВК, или самодельным. Для самодельного трансформатора подойдет маг- нитопровод сечением 5...5,5 см2, например 11116x32. Его первичная (I) обмотка должна содержать 2200 витков провода ПЭВ-1 0,12, вто- ричная (II) — 120 витков провода ПЭВ-1 0,96. Динамическая головка В1 мощностью 3...5 Вт со звуковой катуш- кой сопротивлением 6...8 Ом. Можно также использовать готовый Громкоговоритель мощностью до 10 Вт, например 10МАС-1. Налаживание усилителя заключается в установке напряжения на эмиттерах транзисторов выходного каскада, равного половине на- пряжения источника питания, и общего тока, потребляемого усилитег лем от блока питания, равного 80... 100мА. Но сначала, подключив усилитель к сети, надо измерить напряжение на выходе выпрямителя (на конденсаторе С4). В зависимости от данных сетевого трансформа- тора, использованного в блоке питания, оно может отличаться от ука- занного на схеме. Напряжение на эмиттерах транзисторов V5 и V6, равное половине этого напряжения, устанавливают подбором рези- стора R2. Затем измеряют общий ток, потребляемый усилителем, и если он значительно превышает 100 мА, то диод V4 заменяют аналогич- ным диодом с меньшим прямым сопротивлением. В том случае, если в выходном каскаде используется пара транзисторов КТ814 и КТ815 или КТ816 и КТ817, рекомендуемый ток устанавливают подстроечным резистором, включенным последовательно с диодом V4. 159
Может случиться, что усилитель станет возбуждаться на высших частотах звукового диапазона — в головке появится непрекращающийся свистящий звук. Устранить возбуждение можно увеличением емко- сти конденсатора С1. Качество работы усилителя и его регуляторов проверяют при проигрывании новой грампластинки. УСИЛИТЕЛЬ НА МИКРОСХЕМЕ Этот малогабаритный усилитель1 34 можно использовать в тракте 34 радиовещательного приемника или для воспроизведения монофо- нической грамзаписи через пьезокерамический звукосниматель. Источ- ником питания усилителя может быть батарея гальванических эле- ментов или сетевой блок питания с выходным стабилизированным на- пряжением 12,8, 9 или 6 В. Ток, потребляемый усилителем в режиме покоя, соответственно равен 5,5; 4 и 2,7 мА. Основные характеристики усилителя: полоса рабочих частот 80... 12 000 Гц при неравномерности частотной характеристики не более 1,5 дБ; выходная мощность на нагрузке сопротивлением 4 Ом при напряжении источника питания 12,8 В — 2 Вт, соответственно при 9 В — 0,8 Вт, 6 В — 0,25 Вт; чув- ствительность усилителя около 200 мВ, коэффициент гармоник не более 1 %; входное сопротивление около 25 кОм. Принципиальная схема усилителя и схема используемой в нем микросхемы К2УС245 показаны на рис. 93. Всего в усилителе семь Рис. 93. Схема усилителя 34 с микросхемой К2УС245 1 Разработан В. Барановым, Ю. Семеновым, В. Трофимовым. 160
каскадов, пять из которых, образующих тракт предварительного уси- ления напряжения сигнала 34, объединены в микросхеме А1. В ше- стом каскаде, обеспечивающем сдвиг фазы сигнала на 180°, что необ- ходимо для работы следующего за ним двухтактного каскада, рабо- тают транзисторы VI и V2 разных структур. В седьмом, двухтактном каскаде усиления мощности, используются транзисторы V3 и V4 сред- ней мощности структуры р-п-р. Сигнал от звукоснимателя через разделительный конденсатор С1 и вывод 2 микросхемы А1 поступает на первый ее транзистор, ра- ботающий как эмиттерный повторитель. Резисторы R1 и R2 образуют делитель, с которого на базу этого транзистора микросхемы подается начальное положительное напряжение смещения. Связь между транзисторами первого и второго каскадов микро- схемы емкостная, через конденсатор С2, включенный между ее выво- дами 1 и 5. Остальные межкаскадные связи непосредственные. Поло- жительное напряжение на коллекторы транзисторов второго, третьего и четвертого каскадов микросхемы (вывод 7) подается через развя- зывающий фильтр R4C5, на коллектор транзистора пятого каскада (вывод 9) — через динамическую головку В1 и резистор R7. Ввод 6 микросхемы является ее общей «заземленной» точкой. Сигнал 34, усиленный микросхемой, поступает через ее выходной вывод 9 непосредственно на базы транзисторов VI и V2, а сих нагру- зочных резисторов R5 и R6 — непосредственно на базы транзисторов V3 и V4 выходного каскада. Головка В1, подключенная через кон- денсатор С6 к общей точке транзисторов V3 и V4, преобразует усилен- ный сигнал в звуковые колебания. Равномерность частотной характеристики усилителя в рабочем диапазоне частот и достаточно высокую термостабильность обеспечи- вает отрицательная обратная связь по переменному току, напряже- ние которой снимается с выхода усилителя и вместе с напряжением питания подается через вывод 3 микросхемы на коллектор ее входного транзистора. Эта же обратная связь устраняет и искажения типа «ступенька», хотя на базы транзисторов VI и V2 не подается напряже- ние смещения. Глубину отрицательной обратной связи регулируют подбором резистора R3. С увеличением его сопротивления глубина обратной связи увеличивается. При этом уменьшаются нелинейные искажения, расширяется полоса усиливаемых частот, но усиление несколько сни- жается. Входной транзистор микросхемы одновременно стабилизирует режим работы всего усилительного тракта. Происходит это следующим образом. Коллектор этого транзистора и делитель напряжения смеще- ния в базовой цепи транзистора второго каскада питаются через общий резистор в микросхеме. Значит, любые изменения напряжения источ- ника питания вызывают изменения коллекторного тока транзистора первого каскада и, следовательно, напряжения смещения на базе транзистора второго каскада. А так как транзисторы всех последую- щих каскадов усилителя, в том числе предоконечного (транзисторы VI, V2) и выходного (V3, V4), непосредственно связаны между собой, 161
to изменения смещения на базе транзистора второго каскада микро- схемы передаются на выход усилителя, что ведет к симметрированию плеч выходного каскада. Все детали усилителя, кроме головки громкоговорителя и источ- ника питания с выключателем, можно смонтировать на печатной плате размерами 90 х 55 мм, выполненной из фольгированного стеклотек- столита толщиной 1,5 мм. Внешний вид платы и схема соединения де- талей показаны на рис. 94. Вывод 6 микросхемы должен быть обяза- тельно соединен проволочной перемычкой с общим токонесущим про- водником платы, это позволяет устранить паразитную положительную Рис. 94. Внешний вид усилителя (а) и его печатная плата с соединениями деталей на ней (б) 162
Рис. 95. Теплоотводящий радиатор транзистора выходного каскада: /— радиатор (сплав Д16-Т), 2 — транзистор. 3—винт М2, 4—шайба, 5 — монтажная плата обратную связь через печатные проводники платы и уменьшить нелинейные искажения. Резисторы, использованные в усилителе, типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К50-6 (С1—СЗ, С5—С7} и КЛС (С4). Динамичес- кая головка В1 может быть со зву- ковой катушкой сопротивлением 4...6 Ом мощностью 0,5...2 Вт (в зависимости от напряжения источника питания). Чтобы при пониженной температуре не ухудшалось воспроизведение низших звуковых частот, элек- тролитический конденсатор С6 должен быть холодоустойчивым. Желательно, чтобы пары тран- зисторов VI — V2 и V3—V4 имели одинаковые или возможно близкие параметры Й21э. Транзисторы выходного каскада (ГТ4ОЗБ) укреплены в ребристых теплоотводящих радиаторах (рис. 95) путем тугой посадки во внутрен- ние цилиндрические отверстия в них. Со стороны выводов транзистора надевают стальную шайбу, и всю конструкцию стягивают вместе с платой двумя винтами. Для лучшего охлаждения транзисторов их теплоотводы зачернены. Если детали усилителя предварительно проверены и нет ошибок в монтаже, то налаживание усйлителя сводится всего к двум опера- циям. Сначала, подсоединив к выходу динамическую головку и вклю- чив питание, подбором резистора R1 устанавливают на выводе 3 микросхемы (а значит, и в точке симметрии выходного каскада) напря- жение, равное половине напряжения источника питания. Затем рези- стором R3 подбирают такую глубину отрицательной обратной связи по переменному току, при которой параметры усилителя будут соот- ветствовать заданным. При отсутствии измерительных приборов, с помощью которых можно оценить частотную характеристику усили- теля и его коэффициент усиления, глубину отрицательной обратной связи устанавливают на слух, добиваясь неискаженного воспроизве- дения грамзаписи. Плату усилителя, питающую его батарею или сетевой блок пита- ния и выключатель можно смонтировать в ящике громкоговорителя произвольной конструкции. Регулятором громкости может быть переменный резистор сопротивлением 25...30 кОм, включенный по- тенциометром на входе усилителя перед конденсатором С1. Провода, идущие от звукоснимателя к входной розетке (СГ-3 или СГ-5), укреп- ленной на лицевой стенке ящика, и от регулятора громкости к входу микросхемы, должны быть в экранирующей оплетке, которую соеди- няют с общим «заземленным» проводом усилителя. 163
УСИЛИТЕЛЬ «ОЛИМП» Этот усилитель 34 можно собрать из наборов деталей и материа- лов, выпускавшихся под общим названием «Олимп». Каждый из трех наборов содержит все необходимое, включая и печатную плату, для изготовления трех блоков универсального усилителя 34: «Олимп-1» — усилителя мощности, «Олимп-2» — предусилителя-корректора, «Олимп-3»—двуполярного источника питания. Полный комплект из трех наборов позволяет собрать монофонический, а два неполных комплекта — стереофонический усилитель с достаточно высокими техническими характеристиками. Монофонический усилитель состоит из предварительного уси- лителя с блоком коррекции (ПУ) и усилителя мощности (УМ). Для его питания используется «Олимп-3» — нестабилизированный дву- полярный источник постоянного тока напряжением 2x20 В со сред- ней «заземленной» нулевой точкой. Усилитель рассчитан на работу от пьезокерамического звукоснимателя, радиовещательного прием- ника, микрофона, магнитофона. Усилитель «Олимп» относится к радиоаппаратуре повышенной сложности, поэтому рекомендовать его можно в основном лишь круж- кам 3-го года занятий. Если в распоряжении кружка не окажется на- боров «Олимп», смонтировать усилитель можно из дискретных эле- ментов. Предварительный усилитель с блоком коррекции является вход- ной частью усилителя (рис. 96). Сигнал с линейного выхода радио- Рис. 96. Принципиальная схема предварительного усилителя с блоком коррекции 01 10,0 “1 OR А10553УД1А5 04 50,0*100-^=. \R3100m 02 10,0*160 R61,5к 03 10,0*160 R19 390 V2 КТЗБ1Д R1722 R151к R7330m 075,1пФ r~l RIO 100м 7 11 12 О & 2ЛКС515А R1022 Я21 47м 013 7,5м Д 9 ZH R2247m R9 300 433 Y20B К R20390 ^200 w- 011 Щ0х15В 090033 R1136н 164
приемника подают на вход предусилителя через гнезда 1 и 2 разъема X/, с микрофона — тоже через гнезда 1 и?2, но при замкнутых кон- тактах кнопочного переключателя S1, а от пьезокерамического зву- коснимателя или с линейного выхода магнитофона — через гнезда 2 и 3. Основные характеристики: чувствительность соответственно 20...40, 1...2 или 200...250 мВ; диапазон рабочих частот 20...30 000 кГц; напряжение сигнала 34 на выходе—не менее 250 мВ; глубина регу- лировки тембра на частотах 100 Гц и 10 кГц не менее + 15 дБ. Напряжение двуполярного источника подается на предваритель- ный усилитель через двуплечий стабилизатор напряжения, образуе- мый резисторами R19, R20 и стабилитронами V3, V4. Общий потреб- ляемый ток не превышает 50 мА. Для усиления сигнала используются операционный усилитель К553УД1А (А1) и кремниевые транзисто- ры КТ315Г (VI) и КТ361Д (V2), включенные составным транзистором. Регуляторами тембра служат переменные резисторы R21 и R22. Сигнал с линейного выхода радиоприемника или микрофона пода- ется на неинвертирующий вход операционного усилителя (вывод 5) через конденсатор С1. Сигнал от звукоснимателя, ослабленный дели- лителем, образованным резисторами R1—R3, поступает на тот же вход операционного усилителя. Неинвертирующий канал операцион- ного усилителя обладает большим входным сопротивлением, что по- зволяет подключать его к источникам сигналов звуковой частоты с большим внутренним сопротивлением, например пьезокерамическому звукоснимателю. Цепочка R6C5 и конденсатор С6 служат для предот- вращения самовозбуждения усилителя на высших звуковых частотах. Усилитель охвачен глубокой отрицательной обратной связью. Коэффициент усиления зависит от отношения сопротивлений резисто- ров R7, R6 и R5 в цепи отрицательной обратной связи. При работе с выхода радиоприемника или от звукоснимателя коэффициент усиле- ния равен примерно 10. При работе от микрофона контакты кнопочного переключателя S1 замыкают. При этом параллельно резистору R5 подключается резистор R4 значительно меньшего сопротивления, отчего глубина отрицательной обратной связи резко уменьшается, а коэффициент усиления операционного усилителя увеличивается примерно в 20 раз. С выхода операционного усилителя (вывод 10) сигнал через кон- денсатор С8 подается на регуляторы тембра, представляющие собой частотозависимые делители напряжения звуковой частоты, от них — через конденсатор СП на вход усилителя на составном транзисторе V1V2. Переменным резистором R21 регулируют тембр по высшим, а резистором R22 по низшим звуковым частотам. Номиналы кон- денсаторов делителей подобраны так, что при среднем положении движков переменных резисторов равномерно усиливается вся полоса рабочих частот. Когда же движки переменных резисторов находятся в крайнем правом (по схеме) положении, то происходит наибольший подъем низших и высших частот, а в крайнем левом, наоборот, наи- большее ослабление этих участков звукового диапаздна. Таким обра- зом, резисторами R21 и R22, одновременно или раздельно, можно в 165
широких пределах регулировать тембровую «окраску» звуковоспро изведения. Каскад на составном транзисторе V1V2 охвачен глубокой отрица- тельной обратной связью (через резистор R14), снижающей его вы- Рис. 97. Внешний вид и печатная плата предусилителя-корректора 166
ходное сопротивление, что обеспечивает хорошее согласование тем- броблока с относительно небольшим входным сопротивлением усили- теля мощности. Резисторы R17, R18, R8, R9 и конденсаторы С14, С15, С2, СЗ образуют развязывающие фильтры, предотвращающие возбуждение блока из-за возможных паразитных связей между его усилителями через общий источник питания. Внешний вид этого блока усилителя, смонтированного из деталей радиоконструктора «Олимп-2», показан на рис. 97. Его основой слу- жит печатная плата размерами 100x80 мм, выполненная из фольги- рованного материала. Переменные резисторы R21, R22 и входной разъем XI вынесены за пределы платы. Переключатель S1 смонти- рован непосредственно на плате, но он, как и переменные резисторы, может быть вне платы. Через контакты 10, 12 и 13 печатной платы предусилитель соединяют с двуполярным источником питания, а через контакт 11 — со входом усилителя мощности. Входной разъем XI типа\ СГ-3 или СГ-5. Переключатель S1 — П2К (с независимой фиксацией). Переменные резисторы R21 и R22 — типа СПЗ-4аМ (желательно группы В). Электролитические конден- саторы типа К50-6, остальные — К10, КД, К73, К70. Операционный усилитель К553УД1А можно заменить наК153УД1 А, К153УД1Б или К153УД2, включая их в соответствии с цоколевкой. После монтажа особо тщательной проверке подлежат полярность включения электролитических конденсаторов, транзисторов, стаби- литронов и, конечно, соединение блока с двуполярным источником питания. Ошибка в цепях питания может стать причиной выхода из строя операционного усилителя, транзисторов, пробоя электролити- ческих конденсаторов. Напряжения в точках соединения резисторов R17 и R19, а также резисторов R18 и R20 относительно нулевого «за- земленного» проводника должны быть в пределах напряжения ста- билизации элементов V3 и V4 (13,5... 16,5 В), на операционном усили- теле А1 (между выводами 6 и 11) не более 16,5 В. Относительное входное сопротивление вольтметра постоянного тока, используемого для измерения напряжений, должно быть не менее 10 кОм/В. Предварительно работу предусилителя-корректора можно про- верить на высокоомные головные телефоны, подключенные к его вы- ходу (между контактами 11 и 12 платы), или подав сигнал с его выхо- да на вход какого-либо усилителя 34 чувствительностью 200...250 мВ. Если ошибок в монтаже нет, то налаживать блок не придется. Потре- буется, возможно, лишь уточнить правильность подключения перемен- ных резисторов R21 и R22. Они должны быть подключены так, чтобы наибольший подъем низших и высших частот был при крайнем правом положении их движков. Усилитель мощности имеет следующие основные технические ха- рактеристики: номинальная выходная мощность на нагрузке сопро- тивлением 4 Ом и при коэффициенте гармоник не более 1% — 10 Вт (на нагрузке сопротивлением 8 Ом — около 6 Вт); диапазон эффектив- но воспроизводимых частот (при неравномерности частотной характе- ристики не более 1 дБ) — 20...40 000 Гц; чувствительность при но- минальной выходной мощности — 300 мВ; средний потребляемый 167
+203 +20В О + 16 В кСЮОЦ 2 R25 910 \О28 \910 R37 100 V5 КТ315Г 025 R7k V7 КТ361Д Рис. 98. Принципиальная схема усилителя мощности V6 021 1000 ИТ315Г 030 Юк -0.7В 026 5,6н и 01920,0*168 /IR29 7 \330 +19,5В + 1,53 -_Ыё- + 13 V13 КТ361Д V15 КТ602А +053 4 10 R27 5,6к ✓ R32 7 12к 3 023 0,1 020 50,0*10В О ток не более 1 А; входное сопротивление около 10 кОм. Питается он от того же источника двуполярного напряжения, что и предуси- литель. Усилитель выполнен по схеме (рис. 98), ставшей традиционной для большинства усилителей 34: с двуполярным питанием и диффе- ренциальным каскадом на входе. Это упрощает источник питания усилителя, так как в фильтре его выпрямителя применяются сравни- тельно низковольтные электролитические конденсаторы, а нагрузка подключена непосредственно к выходу усилителя мощности без раз- делительного конденсатора. Дифференциальный каскад образуют транзисторы V5 и V6. База транзистора V5 соединена с общим («нулевым») проводником двупо- лярного источника питания через резистор R24, а база транзистора V6 — с выходом усилителя через резистор R30. Как только на выходе усилителя появится отличное от нуля постоянное напряжение, уси- ленный дифференциальным каскадом сигнал рассогласования посту- пит на последующие каскады и изменит их режим так, чтобы постоян- ное напряжение на выходе усилителя стало равно нулю. Если пара- метры транзисторов V5 и V6 идентичны, а сами транзисторы работают при одинаковой температуре, то напряжение на выходе усилителя по отношению к общему «заземленному» проводу будет равно нулю. В этом случае через нагрузку не протекает постоянный ток и, следова- тельно, разделительного конденсатора в цепи нагрузки может не быть. Переменный резистор R23 на входе усилителя выполняет функцию регулятора громкости. Сигнал 34, усиленный транзистором V5 диф- 168
ференциального каскада, снимается с его нагрузочного резистора R25 и подается на базу транзистора V7 второго каскада, а с его нагрузоч- ного резистора R32 — на вход двухтактного усилителя мощности на транзисторах V12—V17. Динамическая головка В1 громкоговорителя преобразует усиленный сигнал в колебания звуковой частоты. Диоды V8—VII в коллекторной цепи транзистора V7 и подклю- ченный параллельно им резистор R34 образуют цепь, которая создает на базах транзисторов выходных каскадов начальное смещение, устраняющее искажения типа «ступенька». Одновременно диоды тер- мостабилизируют режимы работы транзисторов. Конденсаторы С18, С21 и цепочка R39C23 предотвращают возбуждение усилителя на высших частотах звукового диапазона. Все детали усилителя мощности, кроме выходных транзисторов V16, V17, монтируют на печатной плате из фольгированного материала (рис. 99) таких же размеров, как и плата предусилителя-корректора. Транзисторы КТ315Г, устанавливаемые в дифференциальном каскаде (V5, V6), подбирают с наиболее близкими параметрами Л21Э и 1КБ0 Мощные выходные транзисторы V16 и V17 крепят на теплоотводя- щих радиаторах и соединяют с платой монтажными многожильными проводниками. На эмиттерные и базовые выводы надевают отрезки изоляционной трубки, позволяющие предотвратить случайное соеди- нение с радиаторами, которые имеют непосредственный контакт с коллекторами этих транзисторов. Переменный резистор R23, вынесенный за пределы монтажной платы, типа СПЗ-4аМ; электролитические конденсаторы — К50-6, остальные конденсаторы — МБМ, КС. Емкость конденсатора С18 — 150...270 пФ; увеличение ее влечет за собой сужение полосы пропу- скания усилителя в области высших звуковых частот. Емкость кон- денсатора С21 может быть 560...680 пФ, при уменьшении ее возможно появление самовозбуждения усилителя на высоких частотах, при увеличении более 1000 пФ начинает искажаться форма сигнала. Диоды Д220 (V8—V11) можно заменить на Д219А, Д223, КД521Д. Вместо транзисторов КТ315Г (V5, V6, V12) можно использовать тран- зисторы этой же серии с буквами В, Д, Е; вместо КТ361Д (V7, V13) — транзисторы той же серии, но с буквами А, В, Г, Е, а также КТ601А или ГТ321 с любым буквенным индексом. Транзисторы КТ602А (V14, VI5} можно заменить на КТ602Б, КТ801 с буквенными индексами А или Б, а также на КТ815В, П701, П702; транзисторы КТ808А (V16, V17) — на КТ802А, КТ809А, -КТ805А, КТ805Б, КТ819 с бук- венными индексами ВМ, ГМ. Статические коэффициенты передачи тока транзисторов V5 и V6, отобранных для работы в дифференци- альном каскаде, не должны отличаться друг от друга более чем на 20%. Прежде чем подать на усилитель питание, надо проверить его монтаж по принципиальной схеме, и особо тщательно — включение электролитических конденсаторов в соответствии с их полярностью, выводов транзисторов, диодов. Теплоотводящие радиаторы выходных транзисторов не должны касаться друг друга и токонесущих про- водников монтажной платы < 169
Рис. 99. Внешний вид (а) а печатная плата усилителя мощности (б) Первое испытание усилителя производят при подключенном к его выходу эквиваленте нагрузки — резистора сопротивлением 4...7 Ом, рассчитанного на мощность рассеяния 20...25 Вт. Постоянное напряжение на нем не должно превышать 100 мВ. Большие значения 170
напряжения на эквиваленте нагрузки будут свидетельствовать об ошибках в монтаже или неисправности какого-нибудь транзистора (или транзисторов). Указанные на схеме режимы работы транзисто- ров измеряют вольтметром постоянного тока с относительным вход- ным сопротивлением 10 кОм/В. Качество работы усилителя мощности проверяют при подаче на его вход сигнала звуковой частоты напряжением 250...300 мВ от генератора сигналов 34, с выхода предусилителя-корректора или от другого источника сигнала. Громкость звука должна нарастать при вращении ручки переменного резистора R23 в направлении дви- жения часовой стрелки. Чувствительность усилителя мощности можно повысить примерно до 200 мВ путем уменьшения сопротивления резистора R29 до 220 Ом. Нагрузкой усилителя может быть громкоговоритель 6АС-2, 6МАС-4, 8АС-2, 10МАС-1М, а также самодельный, с сопротивлением 4...8 Ом. Двуполярный источник питания (рис. 100), представляющий со- бой самостоятельный блок, может быть использован для питания лю- бого другого аналогичного усилителя 34, требующего двуполярного напряжения 2x20 В. Ток нагрузки каждого его плеча — не менее 1 А при коэффициенте пульсаций выпрямленного напряжения не более 10%. Переменное напряжение на каждой из обмоток 11 и 111 сетевого трансформатора Т1 составляет примерно 18 В, на обмотке IV — 5,5 В. Суммарное напряжение обмоток 11 и 111 подается на выпря- мительный блок КЦ410Б (V18), четыре диода которого соединены между собой по мостовой схеме. В зависимости от тока нагрузки на выходном выводе 4 блока относительно общего вывода 5 должно быть плюс 18...23 В, на выводе 6 — минус 18...23 В. Экранирующая об- мотка 3 между первичной и вторичными обмотками снижает уровень фона переменного тока и электрических помех. Рис. 100. Схема и конструкция блока витания 171
Основой блока питания служит металлическое шасси. К нему вин- тами и гайками прикрепляют трансформатор и уголки, удерживаю- щие печатную плату выпрямителя. Дополнительно конденсаторы фильтра С24 и С25 крепят на шасси металлической скобой. Выводы вторичных обмоток трансформатора соединяют с соответствующими выводами печатной платы и лампой накаливания Н1, являющейся индикатором включения питания, отрезками многожильного изоли- рованного провода. Сверху трансформатор закрывают защитным кор- пусом. Данные трансформатора, используемого в блоке питания: магни- топровод Ш20 хЗО (или ШЛ16 х32); обмотка / — 1350 витков провода ПЭВ-2 0,31, экранирующая — один слой такого же провода; обмотки // и Ш — по 116 витков провода ПЭВ-2 0,62; обмотка IV — 33 витка провода ПЭВ-2 0,31. Можно использовать трансформатор мощностью не менее 40 Вт с двумя вторичными обмотками, обеспечивающими переменное напряжение’16... 18 В при токе 1,5 А. При отсутствии в нем экранирующей обмотки несколько повысится фон переменного тока в громкоговорителе. Выпрямительный блок КЦ410Б можно за- менить четырьмя диодами КД202, включив их по мостовой схеме. Испытание блока питания заключается в проверке равенства на- пряжений на выходах каждого из его плеч при токе нагрузки около 1 А. Для этого между контактными выводами 4—5 и 5—6 включают проволочные резисторы сопротивлением по 20...25 Ом, рассчитанные на мощность рассеяния не менее 10 Вт, и, подключив блок к сети, из- меряют напряжения на этих эквивалентах нагрузки. Они должны быть в пределах 18...23 В. Если предполагается использовать блок для питания не только описываемого здесь усилителя 34, а и другой аналогичной аппарату- ры, смонтировать его можно в корпусе произвольной конструкции. Выключатель питания (тумблер ТВ2-1), индикаторную лампу, сете- вой плавкий предохранитель и зажимы или гнезда для подключения нагрузки целесообразно разместить на лицевой панели. Для защиты блока питания от перегрузок в цепи «+20 В» и «—20 В» желательно включить плавкие предохранители на ток 2 А. Их держатели можно установить на лицевой панели возле соответствующих выходных за- жимов. Конструкция стереофонического усилителя «Олимп», о котором рассказано ниже, может стать примером и для монофонического ва- рианта усилителя 34. Структурная схема стереофонического усилителя показана на рис. 101. Гнездовые части входного разъема XI, выходного разъема Х2, верхние (по схеме) предусилитель-корректор ПУ, усилитель мощности УМ и громкоговоритель В2 образуют левый канал, а нижние такие же усилители и громкоговоритель В2' — правый канал стерео- фонического усилителя. Стереофонический звукосниматель В1 и блок питания — общие для обоих каналов усилителя. 4ерез разъем XI сигнал звукоснимателя поступает на входы 3 предусилителей- корректоров соответствующих каналов. С выходов 11 раздельные сиг- налы каналов через переменные резисторы R23 и R23', выполняющие 172
Рис. 101. Структурная схема стереофонического усилителя «Олимп» функции регуляторов громкости, подаются на выходы 1 усилителей мощности, а с выходов 10 и 11 этих блоков — к соответствующим им громкоговорителям В2 и В2'. Регулировка тембра звука в каждом канале осуществляется переменными резисторами R21 и R22, а стерео- баланс — регуляторами громкости. Предполагается, что описываемый усилитель, предназначенный главным образом для воспроизведения стереофонических грамзаписей, будет работать совместно с пьезокерамическим звукоснимателем элек- тропроигрывающего устройства. Поэтому в предусилителях-коррек- торах кнопочные переключатели, предназначаемые для коммутации входных цепей в зависимости от источника входного сигнала, исклю- чены. Один из них в описываемой конструкции использован в каче- стве сетевого выключателя S1. Внешний вид и конструкция ящика-футляра усилителя показаны на рис. 102, а его монтаж на рис. 103. Ящик-футляр представляет со- бой четырехстенную коробку, в которую вставляют панель 4 — на ней смонтированы детали усилителя. Эту панель скрепляют с передней стенкой 1. Боковые стенки 6 выпилены из древесностружечной плиты толщиной 15 мм, а приклеиваемые к ним нижняя 7 и верхняя 5 стен- ки — из листового оргалита толщиной 3 мм. Снизу приклеивают бруски S, выполняющие роль ножек. Коробка покрыта декоративной («под дерево») самоклеющейся поливинилхлоридной пленкой. Из такого же оргалита выпилены несущая панель 4 и передняя стенка 2, которая должна полностью заходить в коробку. Эти два элемента скрепляют между собой в единую конструкцию с помощью уголка 3. Лицевая панель /, выполняющая роль экрана, сделана из листового дюралюминия. Она крепится к передней стенке гайками, навинчен- ными на втулки осей переменных резисторов. Отверстия для перемен- ных резисторов, кнопки выключателя сети и «глазка» индикатора включения питания сверлят, предварительно скрепив все элементы конструкции. 173
Рис. 102. Внешний вид и конструкция ящика-футляра усилителя Рис. 103. Монтаж усилителя
Платы усилителей устанавливают на несущую панель двумя ря- дами с помощью шпилек с гайками на концах и втулок, надетых на шпильки. В два же ряда размещены и переменные резисторы на перед- ней стенке. Верхние ряды плат и резисторов соответствуют левому, нижние — правому каналам усилителя. Радиаторы с мощными вы- ходными транзисторами размещены вдоль задней кромки несущей панели. Для лучшего обдува радиаторов на крепящие их винты надеты втулки длиной по 10 мм. Чтобы предотвратить случайное соединение радиаторов, между ними вставлены с клеем БФ-2 пластинки из ге- тинакса (или другого изоляционного материала). В принципе, вы- ходные транзисторы можно разместить на одном общем радиаторе. Но в этом случае транзисторы должны быть изолированы от радиатора слюдяными прокладками, а на винты крепления надеты изоляционные втулки. Качество крепления проверяют омметром по отсутствию элек- трического контакта между корпусами транзисторов и радиатором. Детали блока питания смонтированы непосредственно на несущей панели (без шасси), держатель предохранителя F1 — на Г-образных стойках из листового металла, которые затем привинчены к несущей панели по обе стороны от радиаторов. Соединения между платами и плат с блоком питания, с мощными выходными транзисторами выполняют разноцветными отрезками многожильного провода. Это помогает избежать ошибок в монтаже и упростит его проверку. Особого внимания требует монтаж цепей питания, так как неправильное соединение может привести к выходу из строя сразу нескольких транзисторов и резисторов. Не менее опас- ны и случайные соединения радиаторов между собой и токонесущими проводниками цепей двухполярного источника питания. Следует сказать кружковцам, что только после тщательной про- верки каждого блока и монтажа в целом можно подключать усилитель к сети. О тембре звука и уровне громкости каждого канала можно судить по положению меток на ручках переменных резисторов относительно их шкал на лицевой панели. При вращении ручек в направлении дви- жения часовой стрелки громкость должна плавно нарастать и ощу- щаться подъем низших и высших частот звукового диапазона. Доби- ваются такого звукового эффекта правильным подключением соеди- нительных проводников к регулирующим переменным резисторам. После этого можно вставить несущую панель с передней стенкой в ящик и скрепить их шурупами или винтами. Конструкция монофонического (одноканального) усилителя может быть такой же, как и стереофонического. Его, кроме того, можно до- полнить микрофонным входом, чтобы использовать для радиофика- ции зала школы, Дома пионеров, станции или клуба юных техников. Для удобства эксплуатации такого усилителя раздельные розетки входных разъемов звукоснимателя и микрофона, а также переключа- теля S1 (по схеме на рис. 96), повышающего чувствительность ПУ при включении микрофона, целесообразно разместить на лицевой панели корпуса на месте регулировочных резисторов правого канала стерео- фонического варианта усилителя. Если переключатель типа П2К, 175
свободные его контакты следует использовать и для подключения микрофонной цепи к входу ПУ. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЯ 34 Для измерения чувствительности, выходной мощности и коэффи- циента гармоник усилителя 34 нужны осциллограф, вольтметр пе- ременного тока, звуковой генератор (ЗГ) и эквивалент нагрузки иссле- дуемого усилителя. Последний представляет собой проволочный резистор, сопротивление которого равно полному сопротивлению зву- ковой катушки динамической головки (или громкоговорителя) усили- теля. Его мощность рассеяния должна быть не меньше мощности ди- намической головки (если в громкоговорителе усилителя несколько головок, то их общей мощности). Измерителей коэффициента гармоник обычно нет в радиотехниче- ских кружках школ и внешкольных учреждений. Поэтому искажения, вносимые усилителем в сигнал, оценивают по упрощенной методике, используя для этого любой низкочастотный осциллограф. В этом слу- чае измерения начинают со снятия амплитудной характеристики уси- лителя — зависимости выходного напряжения [7ВЫХ усиливаемого сигнала частотой 1000 Гц от входного напряжения (7ВХ при постоян- ной нагрузке 7?н, равной сопротивлению ее эквивалента 7?э. Схема соединения измерительных приборов с усилителем, ампли- тудную характеристику которого надо снять, приведена на рис. 104, а. Усилитель и звуковой генератор должны питаться от отдельных ис- точников. К выходу усилителя вместо динамической головки (или громкоговорителя) подключают эквивалент нагрузки R3, а к нему _ вход «У» осциллографа. Регулятор громкости устанавливают на мак- симум и подают на вход усилителя от звукового генератора сигнал частотой 1000 Гц напряжением 30...40 мВ. Развертку горизонтально- го отклонения луча осциллографа устанавливают такой, чтобы на его экране хорошо просматривалось изображение одного колебания. Измерив входное напряжение <7ВХ, вольтметр переменного тока PU переключают на эквивалент нагрузки R3 и измеряют выходное на- пряжение усилителя £/вых. Результаты измерений 'фиксируют (см. табл. 4). Рис. 104. Схема измерения основных параметров усилителя 34 176
Таблица 4 Амплитудная характеристика усилителя (условия измерения) {/ВХ, мВ 30 40 50 60 70 80 90 100 ПО 120 ^ВЫХ, В 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 3,8 4,0 4,1 Не изменяя частоту сигнала ЗГ, увеличивают ступенями через каждые 10 мВ его напряжение, заносят в таблицу результаты измере- ний. Входное напряжение увеличивают до тех пор, пока на экране не появится заметное на глаз срезание «верхушек» синусоиды (рис. 104, б). Это явление происходит из-за симметричного ограничения напряжения выходного сигнала и сопровождается увеличением коэф- фициента гармоник усилителя примерно до 10%. Оно означает, что выходная мощность достигла максимальной Рмакс. После этого вход- ной сигнал ЗГ уменьшают до пропадания заметных на глаз искажений синусоиды и считают, что при этом усилитель отдает нагрузке номи- нальную выходную мощность Рном. Выходные напряжения на экви- валенте нагрузки, соответствующие максимальной Рмакс и номиналь- ной Рном выходным мощностям, в таблице следует выделить. Далее по результатам измерений, занесенным в таблицу, строят амплитудную характеристику усилителя (рис. 105). До точки а она Рис. 105. Построение амплитудной характеристики усилителя 34 7 В. Г. Борисов 177
Рис. 106. Схема измерения коэффициента гармоник прямолинейна, а затем начинает отклоняться вниз, что говорит о нарушении пропорциональности между входным и выходным напря- жениями усилителя и появлении искажений усиливаемого сигнала. Теперь, пользуясь формулой Рвых — VBtiiX!RK, можно подсчи- тать выходную мощность усилителя для различных значений 17вых. На рис. 105 параллельно оси 1/вых слева помещена вторая вертикаль- ная ось Рвых, на которой отмечены расчетные выходные мощности усилителя в ваттах. Точка а на графике, с которой начинается перегиб амплитудной характеристики, обычно соответствует номинальной выходной мощно- сти усилителя. По амплитудной характеристике можно определить и численное значение чувствительности усилителя — оно соответствует з начению £/вх при Рном. Численное значение коэффициента гармоник Кг усилителя 34 можно измерить с помощью заградительного фильтра L1C1C2 (рис. 106), настроенного на основную частоту 1000 Гц, который включают меж- ду выходом усилителя, нагруженного на эквивалент нагрузки 1?э, и вольтметром переменного тока PU. Катушку L1 этого фильтра, содержащую 290 витков провода ПЭВ-2, наматывают на ферритовом кольце 2000НМ типоразмера К20Х12Х6 с помощью челнока. Кон- денсаторы С1 и С2 фильтра — типа МБМ или КБ. Сначала йереключатель S устанавливают в положение 1, соответ- ствующее отключенному фильтру, и вольтметром PU измеряют на- пряжение ивых. Допустим, UBblx равно 3 В (3000 мВ). Затем, переведя переключатель S в положение 2, включают заградительный фильтр и измеряют напряжение гармоник Ur. Предположим, что это напря- жение будет 70 мВ. Коэффициент гармоник Кт подсчитывают по при- веденной ранее приближенной формуле: Кг as . юо%= 70 • 100 % « 2,3%. Uвых 3000 По такой методике можно с достаточной точностью измерить чув- ствительность, выходную мощность и коэффициент гармоник практи- чески любого усилителя 34. Для стереофонического усилителя пара- метры каждого канала измеряют раздельно, сравнивают и, если надо, выравнивают соответствующим подбором деталей и режимов работы транзисторов. 178
СУПЕРГЕТЕРОДИНЫ Конструирование супергетеродина — одна из ведущих тем круж- ков 3-го года занятий. Но интерес юных радиолюбителей к супергете- родину проявляется обычно уже на 2-м году занятий, как только нала- жен и опробован приемник прямого усиления. Поэтому руководите- лю кружка целесообразно после сборки и наладки приемника прямого усиления организовать работу по перемонтажу его в супергетеродин: для этого двухкаскадный усилитель РЧ надо превратить в преобразо- ватель частоты и усилитель ПЧ. Добавятся только катушки гетеродина и фильтров ПЧ, а магнитная антенна, детекторный каскад и усилитель НЧ останутся неизменными. Такой непосредственный переход от приемника прямого усиления к супергетеродину значительно упростит понимание учащимися прин- ципа работы этого сложного радиотехнического устройства и, кроме того, позволит провести ряд познавательных экспериментов. Напри- мер, можно дополнить супергетеродин однокаскадным апериодическим усилителем РЧ или вторым каскадом усиления ПЧ, что повысит его чувствительность, ввести систему АРУ, индикатор настройки. Все это пригодится кружковцам при конструировании супергетеродинов, отвечающих современным техническим требованиям. В число приемников, планируемых для кружков 3-го года занятий, желательно включить конструирование супергетеродинов для наблю- дения за любительскими станциями, работающими в 160-метровом диапазоне, отведенном начинающим коротковолновикам. Эта практи- ческая деятельность кружков будет содействовать приобщению ребят к радиоспорту, к несению службы связи в народном хозяйстве, в Воору- женных Силах нашей Родины. ПРИНЦИП РАБОТЫ Приступая к работе по конструированию супергетеродина круж- ковцы должны прежде всего уяснить его отличие от приемника прямого усиления. Оно заключается, главным образом, в способе усиления модулированных колебаний РЧ. В приемнике прямого усиления при- нятый сигнал усиливается без какого-либо изменения несущей частоты радиостанции. В супергетеродине же принятый сигнал преобразуется в колебания более низкой, так называемой промежуточной частоты (ПЧ), на которой и происходит основное усиление сигнала. А детекти- рование, усиление колебаний 34 и преобразование их в звуковые ко- лебания в супергетеродине происходят принципиально так же, как в приемнике прямого усиления. Супергетеродин по сравнению с приемником прямого усиления обладает значительно лучшими чувствительностью и селективностью, что обеспечивает ему прием большего числа радиовещательных стан- ций и лучшую отстройку их одну от другой. Эти характерные для су- пергетеродина качества объясняются тем, что на промежуточной ча- стоте проще, чем на несущей частоте радиостанции, добиться необхо- димого устойчивого усиления принятого сигнала и значительного 7* 179
Рис. 107. Структурная схема супергетеродина и графики, поясняющие принцип его работы ослабления помех со стороны соседних по частоте станций благодаря применению нескольких резонансных колебательных контуров. Структурная схема супергетеродина и упрощенные графики, иллю- стрирующие процессы, происходящие в основных его узлах и трактах, показаны на рис. 107. Его входной контур L1C1, с помощью которого осуществляется настройка на радиостанции, такой же, как в приемнике прямого усиления. С контура сигнал принятой радиостанции 1/вх по- ступает в так называемый смеситель. В него подают еще сигнал гете- родина t/гет* от местного маломощного генератора колебаний РЧ. В смесителе эти два сигнала, смешиваясь, преобразуются в колебания промежуточной частоты (7ПЧ, равной обычно разности частот гетеро- дина и принятого сигнала, которые затем усиливаются усилителем ПЧ. В большинстве случаев промежуточная частота радиовещательных приемников равна . 465 кГц. На этой частоте, соответствующей при- мерно середине участка между диапазонами ДВ и СВ, радиовещатель- ные станции не работают. Если бы выбранная промежуточная частота оказалась внутри любого радиовещательного диапазона, она могла бы совпасть с несущей частотой одной из станций или быть близкой к ней. В таком случае сигнал этой станции беспрепятственно проходил бы через преобразовательный каскад, усилитель ПЧ и являлся по- стоянной помехой приему других радиостанций. Усиленные колебания промежуточной частоты £/упч поступают на детектор, выделенные им колебания звуковой частоты усиливаются до необходимой мощности усилителем 34, после чего преобразуются 180
в звук динамической головкой В, подключенной к выходу усилителя. Смеситель и гетеродин образуют преобразовательный каскад су- пергетеродина. В данном случае это преобразователь с отдельным гете- родином. В выходную цепь преобразователя частоты и входную цепь усилителя ПЧ включены колебательные контуры L3C3 и L4C4, на- строенные на промежуточную частоту 465 кГц. Они образуют фильтр ПЧ (ФПЧ), выделяющий колебания промежуточной частоты и отфиль- тровывающий колебания частот входного сигнала, гетеродина и их различных комбинаций. Поскольку промежуточная частота супергетеродина 465 кГц, то при настройке на любую радиовещательную станцию частота его гетеродина должна превышать частоту входного сигнала на 465 кГц, т. е. на значение промежуточной частоты. Чтобы получить постоянную промежуточную частоту при настройке приемника на радиоволну лю- бой дЛины, нужно, чтобы диапазон частот гетеродина был сдвинут по отношению к диапазону, перекрываемому входным контуром, на ча- стоту, равную промежуточной. Достигается это соответствующим подбором индуктивности катушек входного и гетеродинного конту- ров, использованием для одновременной настройки обоих контуров сдвоенного блока конденсатора переменной емкости (на структурной схеме конденсаторы С1 и С2), а также включением в контуры допол- нительных сопрягающих конденсаторов. Преобразователь частоты простого любительского супергетероди- на имеет обычно не отдельный гетеродин, а совмещенный со смесите- лем. Транзистор такого преобразователя частоты выполняет одно- временно роль смесителя и гетеродина. Кроме того, такие приемники обычно делают однодиапазонными (чаще всего средневолновыми), что упрощает их входные и гетеродинные контуры. ОДНОДИАПАЗОННЫЙ С ОДНОТРАНЗИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ Практическое знакомство кружковцев с устройством и работой супергетеродина можно начать с постройки радиочастотного тракта с детекторным каскадом, например по схеме, приведенной на рис. 108. В преобразовательном каскаде супергетеродина работает транзистор VI, в усилителе ПЧ — транзистор V2, в детекторном каскаде — диод V3. Трактом звуковой частоты такого варианта супергетеродина мо- жет быть усилитель 34 любого приемника прямого усиления. Входной колебательный контур образуют катушка L1 магнитной антенны W1, конденсатор переменной емкости СЗ и подстроечный кон- денсатор С2. Сигнал радиостанции, на несущую частоту которой на- строен контур, через катушку связи L2 и конденсатор С7 поступает на базу транзистора VI. Эта часть супергетеродина аналогична вход- ной цепи приемника прямого усиления. Но в коллекторную цепь тран- зистора этого каскада приемника включен колебательный контур L4C9, настроенный на частоту 465 кГц, промежуточную, поэтому он выделяет колебания только этой частоты. Колебательный контур гетеродина образуют катушка L3 и кон- денсаторы С4—С6. Настройка его осуществляется конденсатором 181
Рис. 108. Схема радиочастотного тракта супергетеродина переменной емкости С4 одновременно с настройкой входного контура L1C2C3. Конденсатор С5 — сопрягающий: будучи включенным в кон- тур последовательно, он смещает диапазон частот, генерируемых гете- родином, в сторону более высоких частот, не изменяя при этом диапазо- на, перекрываемого конденсатором С4. Подстроечный конденсатор С6 служит для сопряжения настроек контуров в высокочастотном конце диапазона. Контурная катушка гетеродина имеет два отвода, позволяющие включать ее как автотрансформатор. При этом нижняя (по схеме) ее секция, через конденсатор С8 связанная с эмиттерной цепью транзи- стора (параллельно резистору R3), выполняет функцию катушки по- ложительной обратной связи, благодаря которой гетеродин возбу- ждается. В момент включения питания в контуре L3C4—С6 возникают очень слабые высокочастотные колебания. Наибольшую амплитуду имеют те из них, частота которых равна резонансной частоте контура. Через верхний (по схеме) отвод катушки L3, катушку связи L2 и конденса- тор С7 часть напряжения гетеродина поступает на базу транзистора VI. Возникающие в результате этого изменения базового тока вызы- вают более мощные колебания эмиттерного тока, значительная часть которых через конденсатор С8 и нижний (по схеме) отвод катушки по- дается в контур, увеличивая тем самым амплитуду возникающих в нем высокочастотных колебаний. Часть энергии колебаний гетероди- на снова подается на базу транзистора, из эмиттерной цепи в контур и т. д. Этот нарастающий процесс продолжается до тех пор, пока не установится некоторое равновесие, когда энергия высокочастотных колебаний, вводимых в контур, станет равной энергии потерь в нем и в базовой цепи транзистора. В результате совместного воздействия колебаний гетеродина и сигнала радиостанции, на волну которой настроен входной контур, в коллекторной цепи транзистора VI возникают колебания различ- ных частот, в том числе и промежуточной. Контур L4C9, включенный 182
в эту цепь, настроен на частоту 465 кГц, поэтому выделяет в основном лишь колебания этой частоты и подавляет колебания всех других частот. С контуром L4C9 индуктивно связан контур L5C11, также настро- енный на частоту 465 кГц. Напряжение этой частоты, снимаемое с части витков катушки L5, через конденсатор С12 подается на базу транзистора V2 усилителя ПЧ. Контур L6C13 в коллекторной цепи этого транзистора также настроен на частоту 465 кГц и, следователь- но, ка,к и контуры L4C9 и L5C11, выделяет в основном только колеба- ния промежуточной частоты. Через катушку связи L7 усиленные ко- лебания ПЧ поступают на диод V3 и детектируются им. Конденсатор С15 отфильтровывает радиочастотную составляющую сигнала, по- даваемого с нагрузки детектора R10 на вход усилителя 34. Делители напряжения R1R2 и R4R5 определяют режимы работы транзисторов по постоянному току. Предполагается, что транзисторы радиочастотного тракта и усилителя 34 супергетеродина будут пи- таться от одного источника постоянного тока напряжением 9 В. При этом резистор R11 и конденсатор СЮ образуют развязывающий фильтр, предотвращающий паразитную связь между ними через общий источ- ник питания. К входному контуру магнитной антенны через кон- денсатор С1 небольшой емкости можно подключить внешнюю антен- ну, например комнатную, что улучшит прием отдаленных радио- вещательных станций. Радиочастотный блок супергетеродина монтируют на отдельной плате, которая позже будет соединена с платой усилителя 34. Размеры платы зависят от габаритов используемых деталей. Предварительно блок желательно собрать на макетной или временной картонной па- нели, наладить, после чего детали перенести на постоянную плату. Конденсаторы переменной емкости СЗ, С4 и подстроечные кон- денсаторы С2 и С6 входного и гетеродинного контуров — это блок КПЕ-5 или КПЕ-3 (из четырех подстроечных конденсаторов, находя- щихся на корпусе КПЕ, используются два). Такие блоки КПЕ уста- навливают в промышленные малогабаритные супергетеродины IV класса, например в приемнике «Сокол». Конструкция и данные катушек L1 и L2 входной цепи могут быть такими же, как у приемника прямого усиления. А возможные вариан- ты конструкций остальных катушек радиочастотного тракта супер- гетеродина показаны на рис. 109. В первом варианте конструкции (рис. 109, а) высокочастотным сердечником катушки служит Рис. 109. Конструкции катушек отрезок круглого ферритового индуктивности супергетеродина стержня марки 400НН или 600НН диаметром 8... 10 и дли- ной 15...20 мм, во втором (рис. 109, б) — ферритовые коль- ца с подстроечным стержнем. Ин- дуктивность первой катушки из- меняют, передвигая ее по стержню, второй—подстроечным стержнем. 183
Для гетеродинной катушки L3 и катушек L4—L6 контуров ПЧ, выполняемых по первому варианту, потребуются четыре отрезка фер- ритового стержня. Чтобы от длинного ферритового стержня отломить отрезок нужной длины, надо по окружности стержня сделать ребром шлифовального бруска неглубокую канавку, затем длинную часть стержня, обмотанную в несколько слоев бумагой, зажать в тиски и через дощечку резким ударом молотка отломить короткую часть. Отрезки стержня туго вставляют в отверстия в плате и дополнительно приклеивают к ней клеем «Феникс» или БФ-2. Каркасами катушек служат бумажные гильзы, которые с небольшим трением можно пере- мещать по сердечникам. Чтобы витки катушек не спадали, их выводы закрепляют на гильзах колечками, отрезанными от резиновой или поливинилхлоридной трубки подходящего диаметра. Каркас гетеродинной катушки второго варианта конструкции (см. рис. 109, б) можно сделать так: на хвостовике сверла диаметром 3 мм склеить из бумаги тонкостенную гильзу длиной 10... 12 мм, затем насадить на нее с клеем БФ-2 ферритовые кольца марки 600 НН с внешним диаметром 8 мм и хорошо просушить. Внутрь каркаса дол- жен входить и с трением перемещаться в нем ферритовый стержень той же марки диаметром 2,8 и длиной 12 мм. Намоточные данные катушек L3—-L7 обоих вариантов конструкций приведены в табл. 5. Провод, используемый для катушек, может быть марок ПЭВ-1, ПЭВ-2 диаметром 0,1...0,15 мм. Катушку связи L7 наматывают поверх контурной катушки L6 усилителя ПЧ. При таких данных катушек супергетеродин будет перекры- вать радиовещательный диапа- зон СВ, а контуры ФПЧ могут быть настроены на промежуточ- ную частоту 465 кГц. Статический коэффициент пе- редачи тока транзисторов дол- жен быть не менее 50. Причем вместо транзисторов КТ315Б мо- жно использовать аналогичные им кремниевые транзисторы структуры п-р-п, например се- рий КТ301, КТ312. Диод V3- любой из серии Д9 или Д2. Таблица 5 Намоточное данные катушек L3 — L7 супергетероди на Катушка Число витков 1-й вариант конструкции 2-й вариант конструкции L3 34-8+58 6+15+85 L4 «5 НО L5 10+55 20+90 L6 65 110 L7 40 60 В радиочастотном блоке супергетеродина могут применяться и германиевые транзисторы структуры р-п-р, например серий ГТ308, ГТ310, ГТ313, МП401—МП403. В этом случае надо только изменить полярность включения электролитического конденсатора СЮ и бата- реи питания. Отклонение от номиналов резисторов, указанных на схеме, допу- стимо в пределах до + 20%. Включение выводов и отводов гетеродинной катушки L3 должно быть выполнено точно по схеме, иначе приемник работать не будет. Начало катушки (на схеме помечено точкой) должно соединяться с 184
«заземленным» проводником источника питания, первый (от начала) отвод — через конденсатор С8 с эмиттером транзистора VI, второй — с катушкой связи L2, конец — с общей точкой конденсаторов С5 и С6. Расстояние между осями катушек L4 и L5 фильтров ПЧ должно быть 18...20 мм. Катушку L6 с находящейся на ней катушкой L7 надо возможно дальше отнести от входной цепи, чтобы предотвратить возможное самовозбуждение приемника из-за паразитных связей между ними. Налаживание радиочастотного блока супергетеродина начинают с проверки токов покоя коллекторных цепей транзисторов. При необ- ходимости рекомендуемый ток транзистора V2 можно скорректировать подбором резистора R4, а ток транзистора VI — резистора R1. Точку соединения миллиамперметра с контурами фильтров ПЧ желательно «заземлить» через конденсатор емкостью 0,01...0,05 мкФ, чтобы за- шу^ировать миллиамперметр по переменному току и тем самым из- бежать ошибок в измерении коллекторных токов. Затем проверяют, генерирует ли гетеродин. Для этого гетеродин- ную катушку L3 или конденсатор С6 на короткое время замыкают на- коротко отверткой или проволочной перемычкой. Если при этом ток в коллекторной цепи транзистора VI уменьшится на 0,1...0,2 мА, значит, гетеродин работает. Постоянство тока служит признаком от- сутствия генерации, что указывает на неправильное подключение вы- водов гетеродинной катушки или ошибку при ее намотке. Потом приступают к наиболее ответственной и кропотливой рабо- те — настройке фильтров промежуточной частоты и сопряжению на- строек входного и гетеродинного контуров преобразователя частоты. На это время к выходу блока (параллельно резистору R10) можно подключить высокоомные головные телефоны и по ним контролировать настройку и работу блока. Наиболее простой (хотя и не очень техничный) способ настройки фильтров ПЧ и сопряжения настроек контуров радиочастотного трак- та супергетеродина для начинающих конструкторов — по сигналам радиовещательных станций. Выполнять такую работу надо в вечернее время суток, когда условия прохождения радиоволн диапазона СВ улучшаются. Порядок настройки контуров следующий. Установив роторы под- строечных конденсаторов С2 и С6 в положение, соответствующее средней емкости, пытаются настроить приемник на какую-либо радиовещательную станцию, медленно вращая ось блока конденсато- ров переменной емкости и поворачивая при этом плату с магнитной антенной. Одновременно можно изменять и индуктивность гетеродин- ной катушки L3. Если не удастся принять станцию на магнитную ан- тенну, то ко входу приемника (гнездо XI) подключают наружную ан- тенну. Настроив приемник на любую станцию, изменением индуктив- ности сначала катушки L6, а затем L5 и L4 фильтров ПЧ добиваются максимальной громкости приема сигналов этой станции. Настройку фильтров ПЧ повторяют в указанной последовательности еще 2—3 раза, пока малейшее изменение индуктивности этих катушек не будет заметно снижать громкость приема радиостанции. 185
После настройки контуров ПЧ переходят к установке границ диапазона волн, перекрываемого приемником, и сопряжению вход- ного и гетеродинного контуров. Делают это так. Конденсаторы СЗ и С4 блока КПЕ устанавливают в положение, близкое к максималь- ной емкости. Затем постепенно изменяют индуктивность гетеродин- ной катушки L3 до тех пор, пока не будет принят сигнал радиостанции наиболее длинноволнового участка диапазона. Далее, не изменяя индуктивности этой катушки и емкости конденсаторов блока КПЕ, перемещением катушки L1 контура магнитной антенны по феррито- вому стержню добиваются наиболее громкого приема той же станции. После этого приемник перестраивают на одну из радиостанций наиболее коротковолнового участка диапазона (емкость конденсаторов СЗ и С4 близка к наименьшей) и подстроечным конденсатором С2 добиваются наибольшей громкости приема этой станции. Если этого сделать не удается даже при максимальной емкости конденсатора С2, то изменяют (увеличивают) емкость подстроечного конденсатора С6 гетеродинного контура, подстраивают приемник на волну той же станции и снова добиваются наибольшей громкости изменением емко- сти конденсатора С2 входного контура. Сопряжение настроек гетеродинного и входного контуров на кон- цах диапазона надо повторить в такой же последовательности 2—3 раза. Проверить работоспособность налаженного блока можно с по- мощью пробника-генератора 34—ПЧ (см. с. 105), начиная с детек- торного каскада. Если он исправен, то при подаче на его вход модули- рованного сигнала с гнезда Х2 «ПЧ» (см. рис. 62) в головных телефо- нах должен быть слышен звук средней тональности, соответствующий частоте 1 кГц. Затем щупом, вставленным в то же гнездо генератора, прикасаются к проводнику базовой цепи транзистора V2 усилителя ПЧ. Убедившись в его работоспособности, щуп приближают к базовой цепи транзистора VI преобразовательного каскада, ноне касаются ее проводников, так как сигнал генератора сравнительно велик, и если не предпринять этой меры предосторожности, то можно перегрузить каскады блокй. Перегрузка может стать причиной неправильной на- стройки фильтров ПЧ на частоту 465 кГц при налаживании приемника. Независимо от того, как конструктивно будет выполнен описанный блок супергетеродина, его следует рассматривать как учебный. На- копленный во время его монтажа и наладки опыт позволит кружков- цам перейти к конструированию более сложных супергетеродинов. ТРЕХДИАПАЗОННЫЙ СУПЕРГЕТЕРОДИН с отдельным гетеродином Этот супергетеродин1 обеспечивает уверенный прием на внутрен- нюю магнитную антенну радиостанций диапазонов ДВ, СВ и участка КВ, охватывающего вещательные диапазоны 25 и 31 м. Промежуточ- ная частота приемника — 465 кГц, выходная мощность — около 125 мВт. Для борьбы с затуханиями сигналов, особенно характерных для коротковолновых станций, в приемник введена система АРУ — 1 Разработан Н. Катричевым (г. Хмельницкий). 186
автоматического регулирования усиления. Питается приемник от бата- реи напряжением 9 В («Крона» или аккумуляторной 7 Д-0,1). Средний потребляемый ток не превышает 50 мА. Работоспособность приемника сохраняется при снижении напряжения источника питания до 5 В. Принципиальная схема приемника приведена на рис. ПО. Всего в нем 8 транзисторов, один из которых полевой. Транзисторы VI и V2 работают в преобразователе частоты с отдельным гетеродином, V3 и V4 — в двухкаскадном усилителе ПЧ, а транзисторы V7—VII — в треккаскадном бестрансформаторном усилителе 34. Коммутация входных цепей и цепей гетеродина осуществляется пятисекционным переключателем S1. Верхнее (по схеме) положение замыкающих кон- тактов секций переключателя соответствует включению КВ диапазо- на, среднее — СВ, нижнее — ДВ. Полевой транзистор VI включен по схеме ОС, биполярные тран- зисторы V3, V4 усилителя промежуточной частоты и транзисторы V7, V8 каскадов предварительного усиления колебаний звуковой частоты— по схеме ОЭ, а транзисторы V10 и VII двухтактного бестрансфор- маторного усилителя мощности — по схеме ОК, т. е. эмиттерными повторителями. Отрицательное напряжение на сток полевого транзи- стора (он с каналом n-типа) подается через общий «заземленный» проводник и катушку L10 в цепи стока. Указанные на схеме напря- жения на электродах биполярных транзисторов измерены относитель- но «заземленного» проводника вольтметром постоянного тока с отно- сительным входным сопротивлением 10 кОм/В. Входные настраиваемые контуры приемника образуют катушки L1—L3, находящиеся на общем ферритовом стержне магнитной антен- ны W1, и конденсатор переменной емкости С1. Конденсаторы С2, С4—С7 обеспечивают необхоцимое сопряжение настроек входных и гетеродинных контуров. Во входной контур КВ диапазона входит только катушка L1, СВ диапазона — катушки L1 и L2, а ДВ диапазо- на — все три последовательно соединенные катушки L1—L3. Сигнал радиостанции, на волну которой настроен входной контур, поступает через резистор R1 на затвор полевого транзистора VI, работающего в смесителе преобразователя частоты. Напряжение сме- щения на этом электроде транзистора создается истоковым резистором R3. Резистор R2 необходим на случай обрыва в одной из контурных катушек. Через конденсатор СЗ (и гнездо XI) ко входу приемника может быть подключена внешняя антенна, улучшающая условия приема сигналов отдаленных радиовещательных станций. Гетеродин преобразователя частоты выполнен на транзисторе V2 по схеме индуктивной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями. Колебательный контур диапазона КВ гетеродина образуют катушка LA и конденсаторы С8, С9 и С12, диапазона СВ — катушка L6 и конденсаторы С8, С10 и С13, диапазона ДВ — катушка L8 и конденсаторы С8, СП, С14. Конденсатор переменной емкости С8, входящий во все контуры гетеродина, совместно с конденсатором С1 входных контуров образует блок КПЕ настройки приемника. Отрицательное напряжение на коллектор гетеродинного транзисто- ра подается через ту из катушек L4, L6, L8, которая контактами 187
х/ 1 6 C62...8 £4 2...8 07 2...8 {/zylh II 51.105 02 47 r 7..260 Z?J 3,3 nV 8133 01910 V3 Г T 310 5 +2/3 811680 Z WJ 6,8* a 017 Ц01 VI ИП303В r—it/2 Z |/?4 4Zm 09150 S1.5 L_ OB ДВ 01262 013 12 010330 011 120 01456 R6 \'Лб80 12 П 3106 016 0,01 -1.4B Рис. 110. Принципиальная схема секций SI.2, S/3 переключателя диапазонов S1 включена в контур гетеродина. Секции SJ.4 и S1.5 этого переключателя включают в со- ответствующие контуры сопрягающие конденсаторы С9 — СИ. Так, например, при включении диапазона СВ напряжение на коллектор ге- теродинного транзистора подается через L6, контакты секции S1.3 переключателя и резистор R4, а контакты секции S1.4 включают в контур L4C12 сопрягающий конденсатор С9. Катушки контуров дру- 188
Y C26H0Sz± L14 024 10,0»10Bj+ Ir14 4/х \C270p1 У6Д9В 8151л 035200,0» 10В 823 /Л V10M041 -4,5В С3620Д0»И№ Т|__. L13 УпЗШБ __________________L— Ч5Д9вТх ~Г0,О1 ^Tf- 813 ^4= 1л Ц05 025 0,01 W220.01 88150 89Б,8л Z \8204,тл R18 330л Л-028 Л-У9Д9Б 03310,0» ф R22*43к + Г 1310b УВГ1П41 ъ3 034 WOO У11МП38 К трехдиапазонного супергетеродина гих диапазонов и относящиеся к ним сопрягающие конденсаторы в это время в работе приемника участия не принимают. Катушки L5, L7 и L9, индуктивно связанные с соответствующими катушками колебательных контуров, являются катушками обратной связи, благодаря которой каскад возбуждается и генерирует электри- ческие колебания. Частота их превышает частоту входного сигнала на 465 кГц. Через конденсатор С17 высокочастотное напряжение 189
гетеродина подается в истоковую цепь транзистора VI и, смешиваясь с напряжением входного сигнала, создает в его стоковой цепи коле- бания ПЧ. Режим работы транзистора гетеродина по постоянному току обе- спечивается резисторами R6, R7 и R9. Резисторы R4 и R5 улучшают форму генерируемых колебаний. Конденсатор С15, шунтирующий катушки L7 и L9 по переменному току, повышает устойчивость работы гетеродина при включении диапазона КВ. Контуры LWC18 и L11C20, настроенные на промежуточную ча- стоту 465 кГц и связанные между собой через конденсатор С19, обра- зуют полосовой фильтр ПЧ, обеспечивающий приемнику необходимую селективность по соседнему частотному каналу. Через катушку связи L12 колебания промежуточной частоты подаются на вход усилителя ПЧ. Его первый каскад на транзисторе V3 — резонансный. Нагруз- кой транзистора служит контур L13C23, настроенный, как и контуры L10C18 и L11C20, на промежуточную частоту. Шунтирующий его резистор R12 обеспечивает необходимую полосу частот, пропускае- мую этим каскадом. Сигнал, усиленный первым каскадом тракта ПЧ, через катушку связи L14 поступает на базу транзистора V4 второго каскада, а с его нагрузочного резистора R14 через конденсатор С27 на вход детектор- ного каскада, диоды V5 и V6 которого включены по схеме удвоения выходного напряжения. Нагрузкой детектора служит переменный резистор R17, служащий одновременно и регулятором громкости. Конденсаторы С28, С29 и резистор R15 образуют фильтр, «очищаю- Рис. 111. Размещение деталей на плате 190
щий» сигнал звуковой частоты от радиочастотной составляющей про- детектированного сигнала. Смещение на базы обоих транзисторов усилителя ПЧ подается через один общий резистор R10, образующий с резисторами R16 и R17 делитель напряжения источника питания, и соответствующие им катушки связи L12 и L14. Одновременно в базовые цепи этих транзисторов подается и напряжение АРУ, снимаемое с нагрузочного резистора R17 детектора и фильтруемое ячейкой R16C24. При по- вышении уровня сигнала радиостанции, на которую настроен прием- ник, положительное напряжение постоянной составляющей продете- ктированного сигнала, создающееся на верхнем (по схеме) выводе резистора R17, увеличивается. Это изменившееся напряжение на выходе детектора снижает отрицательное смещение на базах транзи- сторов усилителя ПЧ и тем самым уменьшает его коэффициент усиле- ния. При снижении уровня входного сигнала происходят обратные процессы. В рассматриваемом приемнике системой АРУ охвачены оба каскада усилителя ПЧ, а не один, как это часто бывает в люби- тельских супергетеродинах. .Резисторы R11 и R13, зашунтированные по переменному току конденсаторами С21 и С25, являются элементами термостабилизации режимов работы транзисторов усилителя ПЧ. С движка переменного резистора R17 сигнал 34, выделенный де- текторным каскадом, подается через конденсатор С32 на вход трех- каскадного усилителя 34 с двухтактным бестрансформаторным выхо- дом. Динамическая головка В1, подключенная через конденсатор С36 к выходу усилителя, преобразует сигнал 34 в звук. Резистор R21 и конденсаторы СЗО, С31, С35 образуют фильтр, предотвращающий возбуждение приемника из-за возможных паразит- ных связей между транзисторами усилителя радиочастотного тракта через общий источник питания. Детали приемника, кроме динамической головки В1 и батареи питания, смонтированы на печатной плате из фольгированного стек- лотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 111, 112). Плату устанавливают в корпус промышленного приемника «Селга-402». Конденсатор С26 включают в том случае, если усилитель ПЧ самовозбуждается. Кон- структивно его размещают со стороны печатных проводников монтаж- ной платы. Динамическая головка типа 0,25ГД-2 (такая же, как в приемнике «Селга-402») укреплена на лицевой стенке корпуса. На- стройка приемника осуществляется с помощью верньерного механизма, связанного с осью блока КПЕ. Все постоянные резисторы — МЛТ-0,125 (или УЛМ), переменный резистор R17 с выключателем питания S2 — СПЗ-ЗВ. Конденсаторы С18, С20 и С23 — ПМ-1; С2, СЗ, С5, С8— С19— КТ-la; остальные по- стоянные конденсаторы — С10-7В. Электролитические конденса- торы — К50-6. В приемнике использован блок КПЕ типа КПТМ-4. На его корпусе находятся четыре подстроечных конденсатора, роторы которых по- парно соединены между собой. Из них три конденсатора включены во входные контуры приемника (С4, С6 и С7). У некоторых блоков 191
ЗотбЛЗ 192
с© со Рис. 112. Печатная плата: вид со стороны токонесущих проводников (а) и схема размещения деталей на ней (б)
КПТМ-4 роторы всех четырех подстроечных конденсаторов сое- динены между собой и с общей осью конденсаторов переменной емкости через контактную пру- жинящую пластину. Такой блок КПЕ перед установкой следует доработать: разрезать общую пружинящую пластину на две ча- сти и подпаять вывод монтажно- го провода к той из них, которая соединена только с одной парой Рис. 113. Движок переключателя роторов подстроечных конденса- диа пазонов торов. При установке блока КПЕ в приемник надо следить, чтобы вывод той части пружинящей пластины, которая соединена с осью конденсаторов переменной емкости, был припаян не к общему «за- земленному», а к минусовому проводнику источника питания. До- бавленный вывод припаивают к точке соединения подстроечных кон- денсаторов С4 и С6 на печатной плате. Переключатель диапазонов S1 продольно-движкового типа от приемника «Сокол» или «Топаз». Но он доработан: неиспользуемые контактные группы удалены, а движок переключателя (рис. 113) изго- товлен из гетинакса толщиной 1 мм. Вставленные в отверстия замыкаю- щие контакты должны соответствовать коммутации цепей гетеро- дина. К движку приклеена ручка управления в виде кнопки. Для установки движка переключателя в третье положение прямоугольное отверстие в задней крышке корпуса удлинено по размеру этой ручки. Для магнитной антенны использован стержень из феррита марки 150ВЧ диаметром 10 и длиной 130 мм. Его боковые поверхности сто- чены до толщины 7 мм (стержень 150ВЧ диаметром 8 мм доработки не требует). Катушки L1—L3 намотаны на бумажных гильзах, скле- енных с таким расчетом, чтобы при налаживании приемника их мож- но было перемещать по стержню. Катушка L1 содержит 5,5 витка про- вода ПЭВ-2 0,2 (шаг намотки 2 мм), L2 — 80 витков такого же про- вода, L3— 250 витков провода ПЭВ-2 0,12, намотанных четырьмя секциями. Стержень удерживается на плате кронштейном, изготов- ленным из оргстекла толщиной 0,8 мм. Для этого заготовку, нагре- тую в кипящей воде, изгибают на оправке, имеющей форму стержня. К печатной плате кронштейн прикреплен двумя винтами М2 с гай- ками, после чего его стенки стянуты винтом М2 с потайной головкой. Для гетеродинных катушек пригодны каркасы с подстроечными ферритовыми сердечниками от любого транзисторного промышлен- ного супергетеродина. В катушке L4 13 витков провода ПЭВ-2 0,2, L5 — 2 витка такого же провода. Остальные гетеродинные катушки намотаны проводом ПЭВ-2 0,12 и содержат: L6 — 1104-15 витков, L8 — 1904-25 витков, L7 и L9 — по 4 витка. Катушки тракта ПЧ, намотанные проводомПЭВ-2 0,12, помещены в ферритовые чащки диаметром 6,1 мм с арматурой от приемника 194
Рис. 114. Катушки супергетеродина «Этюд». Контурные катушки L10, L11 и L13 содержат по 90 вит- ков, а катушки связи L12 и L14, намотанные в верхних секциях их каркасов (со стороны под- строечных сердечников), соот- ветственно 90 и 30 витков. Нумерация выводов всех ка- тушек, соответствующая поме- ченной на принципиальной схеме приемника, указана на рис. 114. Вид на верньерное устройст- во ср стороны печатных провод- ников монтажной платы и черте- жи его деталей показаны на рис. 115. Для визира (5) можно использовать листовой алюминий или латунь толщиной 0,2...0,3 мм. Подшкальную планку (г) можно сделать из оргстекла или другого термопластичного листового ма- териала, нагревая заготовку по линии сгиба ребром горячего утюга. Малый шкив (а) и большой шкив (в) желательно выточить на то- карном станке из любой пластмассы. Ручку настройки (ё) и малый шкив устанавливают на стальных осях (б), закрепляемых на плате гайками М2. Для закрепления большого шкива ось блока КПЕ следует подпилить надфилем, придав ей форму поперечного се- чения, аналогичную форме центрального отверстия шкива. В приемнике вместо транзисторов ГТ310 можно использовать тран- зисторы серии ГТ309 или другие высокочастотные структуры р-п-р со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50. Полевой транзистор КПЗОЗ можно заменить на КП302. В усилителе 34 также могут быть использованы другие транзисторы соответствующих струк- тур: МП39—МП42 и МП35—МП38. Налаживание начинают после тщательной проверки монтажа. Затем, установив режимы работы транзисторов по постоянному току (указаны на принципиальной схеме), параллельно звуковой катушке динамической головки подключают осциллограф, а на резистор R17, выполняющий функцию регулятора громкости, подают от звукового генератора сигнал частотой 1000 Гц напряжением 10... 15 мВ. Резис- тор R23 временно заменяют соединенными последовательно постоян- ным резистором сопротивлением 510 Ом и переменным на 1 кОм, а резистор R22 — постоянным сопротивлением 10 кОм и переменным 100 кОм. Подбором сопротивлений переменных резисторов этих це- почек добиваются минимальных искажений формы выходного сигнала. Постоянное напряжение на эмиттерных выводах транзисторов V10 и VII при этом должно составлять примерно половину напряжения источника питания. Для динамической головки со звуковой катушкой сопротивлением 8... 10 Ом номинал резистора R23 1 кОм не является оптимальным. Максимальную неискаженную выходную мощность можно получить 195
Рис. 115. Вид на верньерное устройство со стороны печатных проводников монтажной платы и чертежи его деталей при значении сопротивления около 500 Ом. Но в этом случае коллек- торный ток транзистора V8 увеличивается, что снижает экономичность усилителя в режиме покоя. Усилитель 34 можно считать налаженным нормально, если при напряжении источника питания 9 В и напряжении входного сигнала 10... 15 мВ неискаженное напряжение на звуковой катушке динами- ческой головки будет не менее 1,4 В. Переходя к настройке контуров усилителя ПЧ, движок переклю- чателя диапазонов S1 извлекают из его основания, чтобы сорвать ко- лебания гетеродина. Блок КПЕ устанавливают в положение макси- 196
мальной емкости. На гнездо XI и общий «заземленный» провод прием- ника от ГСС подают модулированный сигнал промежуточной частоты 465 кГц такого уровня, при котором в динамической головке прослу- шивается частота модуляции. Вращением подстроечных сердечников катушек LIO, L11 и L13 добиваются максимального напряжения на выходе приемника (по мере настройки контуров ПЧ входное напряже- ние уменьшают). Затем подбором резистора R10 добиваются макси- мально устойчивого усиления тракта ПЧ. Если при этом усилитель будет самовозбуждаться, то включают конденсатор С26, показанный на схеме штриховыми линиями. Преобразователь частоты настраивают при вставленном движке переключателя диапазонов, начиная с гетеродина. Прежде всего убеждаются в том, что гетеродин генерирует на всех диапазонах при ввернутых подстроен никах контурных катушек. Для этого к крайним точкам последовательно соединенных катушек L5, L7 и L9 подключают последовательно соединенные высокочастотный диод любого типа и вольтметр постоянного тока. На всех диапазонах показания вольт- метра должны быть в пределах 0,3...0,5 В. ' Приступая к настройке контуров гетеродина, блок КПЕ приемника устанавливают в положение максимальной емкости конденсаторов, а на гнездо XI подают от ГСС модулированный сигнал напряжением 50...200 мкВ, соответствующий наименьшей частоте каждого из диапа- зонов. Для диапазона ДВ частота этого сигнала должна быть 145 кГц, СВ—515 кГц, КВ—9,2 МГц. Вращением подстроечного сердечника гетеродинной катушки соответствующего диапазона добиваются мак- симального сигнала модулирующей частоты на выходе приемника. В диапазоне КВ максимальный выходной сигнал может быть при двух положениях подстроечного сердечника. Устаналивают тот из них, при котором индуктивность катушки L4 наименьшая. После этого подбором резистора R7 добиваются устойчивой генерации гетеродина во всех диапазонах при снижении напряжения источника питания до 5 В. После настройки гетеродинных контуров предельно уменьшают уровень сигнала ГСС и на наименьшей частоте каждого из диапазонов перемещением входных катушек по ферритовому стержню магнит- ной антенны добиваются максимального сигнала на выходе приемника. На этом настройку приемника можно считать законченной.
ПРИЛОЖЕНИЯ I. Сопротивление двух последовательно 10 13 16 18 20 22 24 27 30 33 36 39 43 47 5,2 6,1 6,4 6,7 6,9 5,5 7,3 7,5 7,7 7,8 7,9 8,1 8,2 6,3 6,5 6,8 7,1 7,3 7,5 7,8 8 8,2 8,4 8,6 8,7 8,9 6,7 6,8 7,2 7,5 7,8 8 8,3 8,6 8,8 7,5 7,1 7,7 8 7,5 8,2 8,5 7,9 8,2 8,4 8,8 9,1 9,3 8,6 8,9 9,2 9,6 10 10,3 8,9 9,3 9,6 10 10,4 10,8 9,5 10,6 П,1 9,2 9,7 10,8 11,3 9,4 9,5 10 11,1 11,7 10,2 11,4 11,9 9,5 9,9 10,3 10,811,2 11,6 12 12,3 12,7 13 10 10,5 10,9 11 ,5 12 12,4 12,8 13,2 13,6 14 11 ,512,1 12,7 13,2 13,5 14 14,5 15 I? . 12,6 13,5 13,3 13,9 14,4 14,8 15,4 15,9 14,2 14,8 15,4 15,9 16,4 17 15 16,4 1 6^9 17,7 18,3 16,5 1 7,2 17,9 18,7 19,4 18 18,7 19,5 20,4 19,5 20,4 21,3 21,5 22,4 23,5 R * общ. R1_______ R1 + R2 R2 198
соединенных резисторов 51 56 62 68 75 82 91 R1Z /R2 8,4 8,5 8,6 8,7 8,8 8,9 9 10 9 9,2 9,3 9,5 9,6 9,7 9,8 11 9,7 9,9 10 10,2 10,3 10,5 10,6 12 10,3 10,5 10,7 10,9 11,1 11,2 11,4 13 11,6 11,8 12,1 12,3 12,5 12,7 12,9 15 12,2 12,4 12,7 12,9 13,2 184 186 16 13,3 13,6 13,9 14,2 14,5 14,8 15 18 14,4 14,7 181 15,5 188 16,2 1Q4 20 15,4 15,8 16,2 16,6 17 17,3 17,7 22 16,3 16,8 17,3 17,7 18,2 186 19 24 17,6 182- 18,8 19,3 19,8 20,3 20,8 27 18,9 19,5 20,2 20,8 21,4 22 22,6 30 20 20,8 21,5 22,2 22,9 23,5 24,2 33 21,1 21,9 22,8 23,5 24,3 25 25,8 36 22,1 23 23,9 24,8 25,6 2Q4 27,3 39 2.3,3 24,3 25,4 26,3 27,3 282 29,2 43 24,4 285 26,7 27,8 28,9 29,9 31 47 25,5 2Ц7 28 29,1 30,3 31,4 32,7 51 28 284 30,7 32 383 34,8 56 31 32,4 389 383 389 62 34 387 37,2 389 68 37,5 39,1 41,1 75 41 481 82 485 91 Таблица позволяет быстро, не прибегая к расчетам, определить сопротивление двух параллельно со- единяемых резисторов известных номиналов или составить необходи- мое сопротивление из двух резисто- ров подходящих номиналов. В крайних верхнем и правом рядах таблицы указаны числа, со- ответствующие стандартному ряду номинальных сопротивлений резис- торов, выпускаемых' промышлен- ностью. Сопротивление двух парал- лельно соединяемых резисторов на- ходят на пересечении соответствую- щих горизонтального, и вертикаль- ного рядов. Например, если необходим резистор сопротивлением 17 кОм, то его можно составить из резисторов сопротивлением 75 и 22 кОм или 47 и 27 кОм; резис- тор сопротивлением 9,5 кОм — из резисторов сопротивлением 13 и 36 кОм или 11 и 68 кОм. Если необходимо получить со- противление на порядок ниже или выше указанных в таблице, числа в верхнем и правом рядах также следует делить или умножать на 10. Так, при необходимости иметь резистор сопротивлением 1,4 кОм параллельно соединяют резисторы сопротивлением 2 и 4,7 кОм (чи- сла 20 и 47) или 2,2 и 3,9 кОм (числа 22 и 39); если сопротивле- ние должно быть 140 кОм, то со- единяют параллельно резисторы со- противлением 200 и 470 кОм (чис- ла те же—20 и 47) или 2 20 и 390 кОм. Таблица верна и для определе- ния результирующей емкости двух последовательно соединяемых кон- денсаторов. Например, если необхо- димо получить емкость 158 пФ, то потребуются конденсаторы емкостью 200 и 750 пФ (числа 20 и 75) или 220 и 560 пФ (числа 22 и 56) и т. д. 199
2. Биполярные транзисторы, наиболее широко используемые в радиолюбительской аппаратуре Серия Структура Рисунок Серия Структура Рисунок Малей мощности низкочастотные Средней мощности низкочастотные и высокочастотные МП25—МП26 р-п-р 1 ГТ402 р-п-р 8 МП35—МП37 п-р-п 1 ГТ403 р-п-р 9 МП38—МШ2 р-п-р 1 ГТ404 п-р-п 8 мпы-мппз п-р-п 1 КТ601 п-р-п 10 МПЧ4-МП116 р-п-р 1 КТ602 п-р-п 11 ГТ108 р-п-р 2 Малой мощности высокочастотные и сверхвысскочастдтные Большой мсщносп и высскоч и ниэкочастог астотные пные П401 —П403 р-п-р 3 П213—П217 р-п-р 12 П4 16 р-п-р ' 3 П701 п-р-п 13 П422, П423 р-п-р 3 П702 п-р-п 14 ГТЗС8 р-п-р 3 ГТ806 р-п-р 14 ГТ309 р-п-р 4 КТ801 п-р-п 15 ГТ313 п-р-п 5 КТ802, КТ803 п-р-п 14 ГТ321 р-п-р 3 КТ805, К.Т80 6 р-п-р 14 КТ301 п-р-п 4 КТ814 р-п-р 16 КТ315 п-р-п 6 КТ815 п-р-п 16 КТ316 п-р-п 7 КТ816 р-п-р 16 КТ361 р-п-р 6 КТ817 п-р-п 16 200
Петка К 3 б 201
3. Полупроводниковые диоды Диод Макс, допусти- мый средний выпрямленный ток ^выпр. макс., мА Макс, допусти- мое постоянное обратное нап- ряжение ^обр. макс., В Диод Макс, допусти- мый средний выпрямленный ток ^выпр. макс., мА Макс, допус- тимое посто- янное обрат- ное напряже- ние ^обр.макс., Е Точечные (универсальные) Д2Б 16 10 Д9Г 80 30 Д2В 25 30 Д9Д 80 30 Д2Г 16 50 Д9Е 54 50 Д2Д 16 50 Д9Ж 38 100 Д2Е 16 100 Д9И 80 120 Д2Ж 8 150 Д9К 80 60 Д2И 16 100 ДЭЛ 38 100 Д9А 65 10 Д9М 80 30 Д9Б 105 10 Д18 16 50 Д9В 54 30 Д20 16 100 Сплавные (выпрямительные) Д7А 300 50 Д226Б 300 400 Д7Б 300 100 Д226В 300 300 Д7В 300 150 Д226Г 300 200 Д7Г 300 200 Д226Д 300 100 Д7Д 300 300 Д242 10000 100 Д7Е 300 350 Д242Б 5000 100 Д7Ж 300 400 Д243 10000 200 Д202 400 100 Д243Б 5000 200 Д203 400 200 Д245 10000 300 Д204 '400 300 Д246 10000 400 Д205 400 400 Д246Б 5000 400 Д207 100 200 Д247 10000 500 Д208 100 300 Д247Б 5000 600 Д209 100 400 Д302 1000 200 Д2Ю 100 500 ДЗОЗ 3000 150 Д2Н 100 600 Д304 5000 100 Примечание. Диоды серии Д9 маркируют в центре их корпусов цвет- йыми точками: Д9Б—красной, ДЭВ—оранжевой, Д9Г—желтой, Д9Д—белой, Д9'Е—юлубой, Д9Ж—зеленой, Д9И—двумя желтыми, Д9К—двумя белыми, ДЭЛ—дву мя зелеными. Возле положительного вывода на корпусе ставят крас- ную точку. 202
4. Полевые транзисторы Транзистор Макс, допус- тимое напря- жение сток—исток ^си макс, В Крутизна характеристики S, мА/В Начальный ток стока /г мА со> Напряжение отсечки, ^зи отс> В не более Рису- нок КП102Е 20 0,25...0,7 0,18...0,55 2,8 1 КП102Ж 20 0,3 ...0,9 0,4 ...1,0 4,0 1 КП102И 20 0,35...1,0 0,7 ...1,8 5,5 1 КП102К 20 0,45...1,2 1,3 ...3,0 7,5 1 КП102Л 20 0,65...1,3 2,4 ...6,0 10,0 1 КП ЮЗЕ 15 0,4 ...1,8 0,3 ...0,7 1,5 2 'КП103Ж 15 0,7 ...2,1 0,55...1,2 2,2 2 КП ЮЗИ 15 0,8 ...2,6 1,0 ...2,1 3,0 2 кпюзк 15 1,4 ...3,5 1,7 ...3,8 4,0 2 кп 103 л t 15 1,8 ...3,8 3,0 ...6,6 6,0 2 КП 1 ОЗМ 15 2,0 ...4,4 5,4 ...12 7,0 2 КП302А 20 5 24 5,0 3 КП302Б 20 7 43 7,0 3 КП302В 20 43 10,0 3 КПЗОЗА 25 1...4 20 0,5...3,0 4 КПЗОЗБ 25 1...4 20 0,5...3,0 4 КПЗОЗВ' 25 2...5 20 1,0...4,0 4 кпзозг 25 3...7 20 8,0 4 кпзозд 25 2,6 20 8,0 4 КПЗОЗЕ 25 4 20 8,0 4 кпзозж 25 1...4 20 0,3...3,0 4 кпзози 25 2...6 20 0,5...2 4 Примечание. Для транзисторов серий КП102, КП103 напряжение на стоке относительно истока отрицательное, на затворе — положительное. Для транзисто- ров серий КП302, КПЗОЗ наоборот. ЗатЗор-корпус Корпи о Корпус 5. Некоторые микросхемы серий К118 и 1022 Микросхема Коэффициент усиления на частоте 12 МГц Напряжение источника питания, В Микросхема Коэффициент усиления на частоте 12 МГц Напряжение источника питания, В КП8УН1А 250 4-6,3± 10% К122УН1А 2 50 4-6,3+10% КН8УН1Б 400 4-6,3+10% К122УН1Б 400 4-6,3+10% КП8УН1В 350 4-12,6+10% К122УН1В 350 4-12,6+10% КН8УН1Г 500 4-12,6+10% К122УН1Г 500 4-12,6+10% КП8УН1Д 800 4-12,6+10% К122УН1Д 800 4-12,6+10% 803
6. Стабилитроны малой мощности широкого применения Стабилитрон Напряжение стабилизации ^ст, В Максимальный ток стабилизации Лгг. макс, МА Дифференциаль- ное сопротивление г„. Ом КС133А 3 0...3.7 81 65 КС139А 3,5...4,5 70 60 КС147А 4,1...5,2 58 56 КС156А 5,0...6,3 55 46 КС168А 6,0...7,5 45 28 КС196А-Г 9,1...10,1 20 18 Д808 7,0...8,5 33 6 Д809 8,0...9,5 29 10 Д8Ю 8,0...10,5 26 12 Д8П 10,0...12,0 23 15 Д813 11,5...14,0 20 18 Д814А 7,0... 8,5 40 6 Д814Б 8,0...9,5 36 10 Д814В 9,0...10,5 32 12 Д814Г 10,0...12,0 29 15 Д814Д 11,5...14,0 24 18 Пвнмечание. Полярность включения стабилитрона должна быть такой. чтобы на анод подавалось отрицательное напряжение источника питания. 7. Данные трансформаторов ТВК Трансформа- тор Магнито- провод Обмотка (выводы) Число витков Провод Сопротивление постоянному току, Ом ТВК-70Л2 УШ16Х24 I (1-2) 3000 ПЭВ-1 0,12 460 II (3-4) 146 ПЭВ-1 0,47 1,75 твк-нолм ШЛЮХ 25 I (1-2) 2400 ПЭВ-1 0,14 280 II (3-4) 148 ПЭВ-1 0,62 1,05 III (5—6) 240 ПЭВ-1 0,14 30 ТВК-1 ЮЛ 1 ШЛ20Х32 I (1-2) 2140 ПЭВ-1 0,17 250 II (3-4) 214 ПЭВ-1 0,64 1,5 1 III (5 — 6) 238 ПЭВ-1 0,17 25 ТВК-1ЮЛ2 УШ16Х24 1 (1-2) 2430 ПЭВ-1 0,15 280 II (3-4) 150 ПЭВ-1 0,55 1,05 III (5—6) 243 ПЭВ-1 0,15 32 204
СЕЛЕНОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ Верхний электрод- Устоойстбо селенового элемента елладалода и кадмия сериц А.УФ.Я ____________, серий pt,A „Селенид кадмия фольгодый ^электрод Ъ'.Слои кадмия Слой Висмута Слой селена Попирающий' слои Сснодание ||£1|||111111П1нХ)>П11»<»»Ц Слой диспута /(онстлииции селенобь/х Сыплялн/телей Вольт - амперные харокте ластики селенодых элементов
о ПОСТОЯННЫЕ РЕЗИСТОРЫ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Летоллопленочные, окиснопленочные и цглеро- Объемный композиционный ди стыв пленочные резисторы резистор Зналебое Токопроводящая Латунный покрытие''\ пленка \ колпачок 3 на левое покрытие 11111«HilfI (III III its.- . iiiiiiiiiiiiiiiniiiiiiiiiiill₽ Лродолочныи выдав MAT-2 Г- MAT-1 MAT-Q.5\ MA1-Q.25 МА1-О.125 Спиральная токопрово- дящая пленка МАТ « I a- Стеилокеромичёскйя \ оболочка 6-J7. Токопроводящий . стеожень Пробела иные эмалированные резисто- ры 4<P -220 0.6 Ц<1 02 Провод высокого удельного сопро- тивленил 20 40 60 60 100 120 МО 150 Керамический стер • монь Подвижный хомутик Ю Керамическая трудно Стеклозмалевое покрытие 40 -170 др Латунный понятии llilllllllllllwlllllllll!llll!H, liillllllllillllll 0.8 Ленточный латун ный вывод Лоо фин снижения предель- но допустимой мощности бассейна о резисторов ихирокого применения О
КОММУТАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА нпз-1 Микропереключатели ПриВоВной элемент Kt Корпус Механизм мгновенного действия НеподВижный контакт / А 802 H4D5 Выдодь/ Подбижный контакт Неподвижный контакт Переключатели кнопочные Придодной элемент Втулка цыВоды С протектором Вез протектора Неподвижный контакт Корпус ВозВротнаа пружина ПодВижный контакт Переключатели перекидные ВтишПлеры) гвг-1 при Кнопочный размыкатель гт-г ГВ1 Крышка Рычаг Механизм мгновение дейстВи* оыдод Кеподдижный контакт Подвижный контакт
КЕРАМИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ ПОСТОЯННОЙ ЕМКОСТИ Лиина \ Наружная од______________________ \ кладка Змапебое покрытие кг-; к! г Грцдчоть/е кондвмситиоы Щйепе£ одкподна Л Керопическоя трудно Проболочныи быбод ит-3 Опорный BO !, ИО 2 Литой сеииионный лол^енсатоо
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Борисов В. Г. Практикум начинающего радиолюбителя. — М.: Изд-во 4 ДОСААФ, 1983. Борисов В. Г. {Оный радиолюбитель. — 7-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1985. Б р и с о в В. Г., Ф р о л о в В. В. Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя.—М.: Энергия, 1976. Варламов Р. Г. Мастерская радиолюбителя. —М.: Радио и связь, 1983. Васильев В. А., ВеневцевМ. К. Транзисторные конструкции сель- ского радиолюбителя. — М.: Энергия, 1980. Горский В. А. Техническое творчество школьников. —М.: Просвещение, 1980. Горский В. А. Техническое творчество юных конструкторов. — М.: Изд-во * ДОСААФ, 1980. Иванов Б. С. В помощь радиокружку. — Мл Энергия, 1982. Ива нов Б. С. Электроника в самоделках. —М.: Изд-во ДОСААФ, 1981. Меер со н А. М. Радиоизмерительная техника. — 3-е изд., перераб. и доп. —. Л.: Энергия, 1977. ПутятинН., Н. В помощь начинающему радиолюбителю.—М.: Энергия, 1980. Путятин Н. Н. Радиоконструирование. — М.: Изд-во ДОСААФ, 1975. Румянцев М. М. Конструирование радиовещательных приемников. —М.: Изд-во ДОСААФ, 1982. Справочник радиолюбителя-конструктора. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1983. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник. —М.: Радио и связь, 1981.
СОДЕРЖАНИЕ Введение .............................................................. 3 Организация и содержание кружковой работы Комплектование кружка ................................................ 4 Материально-техническая база .................................., . » 5 Помещение и его оборудование ...................................... 5 Инструмент . . . ............................................. . 6 Материалы и детали ............................................... 10 Радиоизмерительная аппаратура .................................... 11 Радиодетали — почтой ............................................ 12 Некоторые вопросы безопасности труда ............................. 13 Содержание кружковой работы .......................................... 14 Общие вопросы проведения занятий ................................ 14 Кружок 1-го года занятий ......................................... 16 Кружок 2-го года занятий ......................................... 26 Кружок 3-го года занятий ......................................... 31 Подведение итогов работы кружка ................................. 32 Материалы для проведения занятий по основным темам программы Наша страна — родина радио ........................................... 33 Рождение радио ................................................... 33 Радиолюбительство в нашей стране ................................. 36 Основы радиопередачи и радиоприема ................................... 38 Простейший детекторный приемник .................................. 38 Начальные сведения о радиовещательной станции и работе приемного устройства ....................................................... 39 Диапазоны радиоволн .............................................. 43 Варианты детекторного приемника .................................. 43 Громкоговорящий радиоприемник .................................... 47 Полупроводниковые диоды, транзисторы и ИМС ........................... 48 Некоторые сведения о полупроводниках ............................. 49 Диоды широкого применения ........................................ 51 Транзисторы ...................................................... 56 Интегральные микросхемы .......................................... 64 Каскады радиотехнических устройств ................................... 65 Простой усилительный каскад ...................................... 66 s Термостабилизация режима работы транзистора ........................ 71 О входном сопротивлении каскада и составном транзисторе .......... 73 Двухтактный усилитель мощности . ................................. 74 Измерения и измерительные приборы .................................... 76 Пробники ...... .................................................. 76 206
Измеритель тока магнитоэлектрической системы ..................... 79 Измерение токов, напряжений, сопротивлений ....................... 82 Комбинированный измерительный прибор ............................. 88 Испытатели биполярных транзисторов ................................ 100 Измерительные генераторы .......................................... 102 Приемники прямого усиления ............................................ 107 Блочный приемник 0-V-3 108 Магнитная антенна ................................................. 114 Простой 2-V-2 119 Приемник 2-V-3 с бестрансформаторным выходом ...................... 124 Малогабаритный рефлексный приемник .............................. 129 Портативный приемник на двух микросхемах .......................... 132 Электросеть в качестве источника питания радиоаппаратуры ............ 139 Упрощенный расчет выпрямителя ................................... 139 Трансформатор блока питания ..................................... 142 Стабилизация выпрямленного напряжения ............................. 143 Выпрямитель и стабилизаторы напряжения ............................ 147 Блок питания с регулируемым выходным напряжением . ................ 151 Усилители звуковой частоты .......................................... 154 Параметры усилителей 34 154 Усилитель 34 с полевым транзистором на входе .................... 156 Усилитель на микросхеме ......................................... 160 Усилитель «Олимп» ............................................... 164 Измерение параметров усилителя 34 176 Супергетеродины ..................................................... 179 Принцип работы .................................................. 179 Однодиапазонный с однотранзисторным преобразователем частоты . . . 181 Трехдиапазонный супергетеродин с отдельным гетеродином .......... 186 Приложения .......................................................... 198 Рекомендуемая литература .............................................. 205
Виктор Гаврилович Борисов КРУЖОК РАДИОТЕХНИЧЕСКОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ Зав. редакцией Т. С. Дагаева Редактор Т. А. Чамаева Младшие редакторы Т. Н. Клюева, И. А. Щукина Художник В. А. Сайчук Художественный редактор В. А. Аткарская Технический редактор Е. В. Богданова Корректоры Т. А. Воробьева, С. Ю. Фокина ИБ № 8315 Сдано в набор 30.07.85. Подписано к печати 14.04.86. А 08585. Формат бОХЭО'Лв. Бумага типогр. № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 13,0 + +0,25 форз. Усл. кр.-отт. 13,75. Уч.-изд. л. 15,17+0,26 форз. Тираж 150.000 экз. Заказ 1275. Цена 65 коп. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Просвещение» Государствен- ного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 129846, Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41. Отпечатано с матриц Саратовского ордена Трудового Красного Знамени поли- графического комбината Росглавполиграфпрома Государственного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Саратов, ул. Чернышев- ского, 59. Областная ордена «Знак Почета» типография им. Смирнова Смоленского облуп- равлення издательств, полиграфии н книжной торговли, 214000, г. Смоленск, про- спект нм. Ю. Гагарина 2.