Author: Шелестов И.П.
Tags: радиотехника радиоэлектроника полезные схемы
ISBN: 5-93455-072-1
Year: 2001
Text
И. IJ. Ш еле с то
РАДИОЛЮБИТЕЛЯМ
Электроника в быт?
Домашняя автоматик.
Рао.1 оперядатчики и приемники
Interne ?дпя радиолюбителей
I 7 г
И многое друге'
Шелестов Игорь Петрович
Радиолюбителям: полезные схемы
Электроника в быту, домашняя автоматика,
радиопередатчики и приемники,
Internet для радиолюбителей,
и многое другое...
“СОЛОН-Р”
Москва
2001
http://librus.ru
Шелестов Игорь Петрович
Радиолюбителям: полезные схемы
Электроника в быту, домашняя автоматика,
радиопередатчики и приемники,
Internet для радиолюбителей,
и многое другое...
Для любителей-конструкторов радиоэлектронной техники,
занимающихся самостоятельным техническим творчеством,
приведены практические схемы различных устройств, которые
могут быть полезны дома. Все они выполнены на доступных
элементах и легко могут быть изготовлены самостоятельно.
При этом не потребуется применять дорогостоящее оборудова-
ние и сложные промышленные технологии.
Кроме подробного описания принципа работы и методики
настройки, к большинству схем дается топология печатной пла-
ты в масштабе 1:1, что облегчит их изготовление.
Отдельный раздел посвящен радиотехническим ресур-
сам, имеющимся в Internet. Этот путеводитель будет интересен
всем, кто увлекается радиоэлектроникой.
Ответственный за выпуск С. Иванов
Верстка Н. Бармина
Обложка Е. Жбанов
Компьютерный набор схем “Солон-Р”
ISBN 5-93455-072-1
© “СОЛОН-Р” 2001
© И. П. Шелестов
Содержание
Предисловие ............................................ 6
1. Домашняя автоматика
1.1. Управление устройствами от сенсоров .............9
1.2. Сетевой сенсорный включатель ..............13
1.3. Сенсорный включатель с задержкой отключения ....16
1.4. Сетевой сенсорный включатель подсветки .........20
1.5. Таймер для
автоматического отключения сетевой нагрузки ........21
1.6. Ограничитель времени работы освещения ..........23
1.7. Акустический ночник ............................27
1.8. Кнопка звонка включает подсветку................30
1.9. Простой автомат для управления дренажным насосом . . 32
1.10. Световой компаратор ...........................34
1.11. Автоматический полив домашних растений ........38
1.12. Автомат для управления освещением .............43
1.13. Для компьютера
автоматический включатель вентилятора ..............54
1.14. Звуковой сигнализатор неисправности вентилятора ... 56
1.15. Управляемый
модемом коммутатор телефонной линии ................58
2. Электроника в быту
2.1. Металлоискатели ................................63
2.1.1. Простой металлоискатель ...................63
2.1.2. Металлоискатель со сменными датчиками .....70
2.1.3. Дополнительные источники
информации по металлоискателям ...................74
2.2. Электронная ловушка для комаров ................74
2.3. Подставка для паяльника
с автоматически изменяемой температурой ............78
2.4. Регулятор температуры для низковольтного паяльника . . 80
2.5. Регулятор мощности на ГРН-1-220 ............... 83
3
Содержание
2.6. Стабилизированный
регулятор мощности для активной нагрузки ...........85
2.7. Стабилизированные источники питания для плеера..87
2.8. Электрическая удочка ..........................93
3. Радиопередача и прием сигналов
3.1. Передача сигналов по сетевым проводам ........100
3.1.1. Передающее устройство ...................102
3.1.2. Приемное устройство .....................107
3.1.3. Выполнение переговорного устройства .....111
3.1.4. Блок дистанционного управления ..........116
3.2. Простой УКВ радиоприемник.....................117
3.3. Двухдиапазонный УКВ радиоприемник ............124
4. Схемотехника узлов радиоаппаратуры
4.1. Малогабаритные прерыватели тока...............130
4.2. Мощные коммутаторы переменного напряжения ....134
4.3. Повышающие
напряжение импульсные преобразователи .............136
4.3.1. Простейшие схемы
однотактных преобразователей ..................137
4.3.2. Обеспечивающие
высокий КПД однотактные преобразователи ..140
4.3.3. Двухтактные
преобразователи напряжения 12 — 220 В ....149
4.4. Микрофонный усилитель с глубокой АРУ .........158
4.5. Малошумящие низкочастотные усилители..........160
4.5.1. Выбор компонентов схемы .................161
4.5.2. Влияние режима работы транзистора на шумы ... 165
4.5.3. Влияние построения схемы на параметры ...167
5. Особенности применения КМОП микросхем
5.1. Автогенераторы на RC-цепях ...................176
5.2. Управляемые напряжением автогенераторы .......180
5.3. Сравнение схем кварцевых автогенераторов......184
5.4. Формирователь
кодовой последовательности импульсов ..............192
4
Содержание
5.5. Простые цифровые фильтры .....................195
5.6. Одновибратор
с повышенной длительностью импульсов ..............197
5.7. Помехоустойчивый повторитель сигнала .........198
5.8. Перечень публикаций
по схемотехнике за последний годы .................199
6. Информация в Интернет для радиолюбителей.. 202
6.1. Выходящие на русском языке журналы ...........204
6.2. Журналы на английском языке ..................206
6.3. Выпускающие техническую литературу издательства . . . 207
6.4. Радиотехническая информация на русском языке .... 208
6.4.1. Сайты для радиолюбителей ................208
6.4.2. Информация по телефонам и модемам .......213
6.4.3. Ремонт бытовой радиоаппаратуры ..........214
6.4.4. Ремонт и модернизация компьютеров .......215
6.4.5. Для увлекающихся радиосвязью ............216
6.5. Зарубежные радиотехнические ресурсы ..........217
6.6. Зарубежные производители электронных компонентов . 220
6.7. Сайты со справочной информацией по радиодеталям . 224
6.8. Полезные радиотехнические программы ...„......225
6.8.1. Расчет пассивных элементов и RLC-цепей ..225
6.8.2. Расчет сетевых и импульсных трансформаторов . 227
6.8.3. Расчет акустических колонок .............229
6.8.4. Измерительные приборы
из звуковой карты компьютера ...................230
6.8.5. Компьютерные анализаторы логических сигналов . 231
6.8.6. Выполнение графических работ ............232
6.8.7. Обучающие радиоэлектронике программы ....233
6.8.8. Вспомогательные и справочные программы ..233
6.9. Серверы с бесплатными программами для компьютера .. 234
Список литературы ....................................239
5
Предисловие
Данная книга, как и три предыдущие из этой серии, предназна-
чена для людей, увлекающихся техническим творчеством. В нее во-
шли работы, выполненные за последние два года, а также включены
несколько интересных статей других авторов. Здесь приводятся прак-
тические схемы разной степени сложности и при правильной сборке
и исправных деталях у вас не должно возникнуть проблем с настрой-
кой и эксплуатацией этих устройств, а наиболее важные моменты
процесса изготовления подробно описаны, что облегчит выполнение
работы. Но (все учесть и описать невозможно) подразумевается, что
все же некоторые начальные знания и опыт у читателя уже имеются:
в противном случае лучше начинать со сборки самых простых схем,
принцип работы которых полностью понятен.
В настоящее время во многих радиотехнических журналах, в
том числе и в журнале “Радио”, нередко встречаются публикации кон-
струкций, выполненных на микроконтроллерах из серии PIC (Periferial
Interface Controller). Практически это однокристальные микро-ЭВМ с
внутренней программируемой памятью. Несмотря на простоту таких
устройств, их повторение в домашних условиях затруднено из-за того,
что обычно не приводится таблица для программирования. Да и вряд
ли у большинства радиолюбителей имеется специализированный идо-
вольно дорогой программатор, который сможет выполнить данную
операцию (обычно он работает под управлением персонального ком-
пьютера). Таким образом, изготовление этих устройств в единичном
экземпляре экономически разорительно. Поэтому отмечу, что при
сборке опубликованных в этой книге схем не потребуется применять
дорогостоящее оборудование и сложные промышленные технологии.
Технический прогресс позволяет многие узлы радиоаппарату-
ры выполнять в виде интегральной микросхемы, но высококачест-
венные изделия, как правило, собирают из отдельных (дискретных)
компонентов, что позволяет добиться лучших технических характери-
стик за счет отбора всех применяемых радиодеталей. В качестве
примера тут можно привести любой мощный звуковой усилить клас-
са HiFi или High-End. Поэтому, несмотря на все технологические до-
6
Предисловие
стижения, похоже, что эпоха дискретных элементов кончится еще не
скоро. В высококачественных звуковых усилителях до сих пор нахо-
дят применение даже радиолампы, и фанаты “суперзвука” убедитель-
но доказывают, что пока им достойной замены нет.
На мировом рынке радиокомпонентов происходит постепенное
вытеснение биполярных транзисторов полевыми: это объясняется не
только снижением на нйх цен и улучшением параметров. Примене-
ние современных полевых транзисторов позволяет многие устройст-
ва сделать проще, дешевле и, что самое важное, с лучшими
техническими характеристиками.
В этой книге описывается немало конструкций с применением
распространенных отечественных и мощных импортных полевых
транзисторов, а также многофункциональных микросхем. Я сталки-
вался не раз с тем, что импортные элементы дешевле и более доступ-
ны, чем аналогичные по параметрам отечественные (несмотря на
изменение курса доллара). Причем разница в цене может быть более
чем в три раза: в этом случае, конечно, лучше покупать то, что дешев-
ле. Поэтому полезно знать импортный аналог, и в схемах, где такая
замена возможна, он указывается. Кроме того, некоторые микросхе-
мы выпускаются нашей промышленностью на экспорт и маркируются
также, как и импортные.
Раздел 1 книги посвящен домашним автоматическим устрой-
ствам, которые будут надежными помощниками в быту. Например,
автомат может сам выключить свет в помещении, если Вы забуде-
те это сделать, или же взять на себя заботу о домашних растениях,
раз в сутки их поливая.
В разделе 2 приводится описание разных полезных конструк-
ций: простых металлоискателей, различных источников питания (от
паяльника до плеера), электрической удочки и ряда других устройств,
которые позволяют сделать более удобной и приятной нашу жизнь.
Раздел 3 посвящен радиопередаче и приему сигналов. Приве-
дены простейшие радиоприемники УКВ диапазона, а также схема,
позволяющая использовать сетевые (или любые другие) провода как
канал связи.
В разделе 4 рассматриваются особенности выполнения неко-
торых часто применяемых узлов радиоаппаратуры. Такая информа-
ция поможет при разработке собственной конструкции или ремонте
бытовых устройств, например, СВЧ печки (дана схема замены часто
7
Предисловие
используемого там электромагнитного коммутатора на ток 15...25 А
более надежным — электронным). \
В этом разделе также приведены практические схемы им-
пульсных преобразователей, повышающих напряжение с 12 до 220 В.
В зависимости от вида нагрузки и необходимой мощности имеется
возможность выбрать нужную схему.
В разделе 5 приводится информация по схемотехнике узлов для
наиболее популярных КМОП микросхем серий 561 (1561, 564, 1564).
Обобщается опыт их практического применения и дается сравнитель-
ный анализ параметров типовых узлов. Эта информация является до-
полнением к материалам, уже опубликованным в книге 2 (Л2) из
данной серии, и может пригодиться при разработке новых устройств.
В настоящее время нельзя обойти вниманием возможности,
предоставляемые всемирной компьютерной сетью. В разделе 6
представлена информация по имеющимся в Internet отечественным и
зарубежным радиотехническим ресурсам.
Сначала, чтобы не заблудиться в огромном объеме информа-
ции, я начал составлять такой каталог для себя, но, думаю, что он бу-
дет интересен и читателям этой книги. К указанным электронным
адресам дается краткая аннотация, помогающая быстро найти нуж-
ную информацию по интересующей теме.
. В Internet также есть много простых полезных программ, позво-
ляющих облегчить жизнь не только радиолюбителя, но и радиоинже-
нера. Немалая часть из них распространяется бесплатно. Здесь
указаны адреса откуда эти программы можно переписать.
В заключение отмечу, что распределение работ по разделам
является условным и не отражает всех затронутых тем, но позволя-
ет облегчить поиск нужного материала.
Выражаю благодарность всем, кто принимал участие в подго-
товке данной книги.
И. Шелестов
8
Домашняя автоматика
Электроника может быть надежным помощником в быту. Здесь
приведены довольно простые схемы, которые пригодятся многим.
При изготовлении данных устройств следует учитывать, что некото-
рые схемы раздела имеют бестрансформаторное питание от сети,
что позволяет уменьшить габариты конструкции, но при их настройке
следует проявлять аккуратность и внимательность, чтобы не попасть
под опасное для жизни напряжение, что подразумевает выполнение
подключений измерительных приборов при обесточенном состоянии
схемы, а также соблюдение ряда других требований техники электро-
безопасности (см. Л1, стр. 172). А если логика работы устройства поз-
воляет, то предварительную проверку узлов лучше выполнять при их
питании от низковольтного источника напряжения.
1.1. Управление устройствами от сенсоров
Сенсорным датчиком может быть любая токопроводящая по-
верхность, например, ручка двери, металлическая пластина или пред-
мет. Сенсоры не имеют механических узлов, что делает их удобными
и надежными (довольно сложно повредить). Область применения та-
ких устройств довольно широка — от включения квартирного звонка
или управления радиоаппаратурой до датчиков в стационарной сис-
теме охраны и сигнализации. При необходимости применение сен-
сорного управления позволяет обеспечить секретное расположение
включателя. Причем токопроводящими свойствами могут обладать
не только металлы. Я встречал описание оригинальных сенсоров,
в качестве которых были применены два горшка с домашними расте-
ниями: касание листьев одного растения включает свет, другого —
выключает. Но такие сенсоры годятся скорее для показа фокусов или
как развлекающий аттракцион.
Принцип работы приведенных ниже схем основан на использова-
нии имеющегося в жилых помещениях электромагнитного поля. Это по-
ле создают проложенные сетевые провода. Прикосновение к сенсору
эквивалентно подключению большой антенны на вход усилителя. Это
приводит к появлению сетевой наводки на затворе полевого транзисто-
ра, используемого в качестве электронного коммутатора (рис. 1.1).
9
Раздел 1
Рис. 1.1. Схема простого сенсорного включателя
Применение полевого транзистора КП501А (Б, В) делает схему
довольно простой. Этот транзистор позволяет пропускать ток 180 мА
при максимальном напряжении исток-сток до 240 В (200 В для букв Б
и В). На входе у него есть защитный диод, повышающий стойкость
к повреждению статическими зарядами. Полевой транзистор имеет
большое входное сопротивление, и для управления им достаточно ста-
тического потенциала, превышающего пороговое значение. Пороговое
напряжение для указанного типа транзистора может находиться в ди-
апазоне 1...3 В, а максимально допустимое напряжение изи=20 В.
Уровень наведенного напряжения на затворе при касании рукой
контакта сенсора Е1 оказывается достаточным для полного открыва-
ния транзистора. На стоке VT1 при этом будут импульсы длительнос-
тью 35 мс, повторяющиеся с частотой сети (50 Гц). Для срабатывания
большинства малогабаритных реле достаточно времени 3...25 мс, и,
чтобы контакты не дребезжали с частотой сети, пока кто-то касается
сенсора Е1, — установлен конденсатор С2 (типа К50-29В). В этом
случае реле будет постоянно включено, даже в интервалах, когда VT1
закрыт, за счет накопленной на конденсаторе С2 энергии. Реле будет
находиться под напряжением, пока есть контакт с сенсором.
Имеющийся на входе схемы конденсатор (С1) повышает поме-
хоустойчивость сенсора, снижая чувствительность к высокочастот-
ным наводкам и помехам. Регулировать чувствительность можно
изменением номинала этой емкости или подбором резистора R1.
10
Домашняя автоматика
Управление внешними устройствами выполняет группа контак-
тов реле К1.1. Реле может применяться любого типа. В этом случае
напряжение питания схемы должно соответствовать номинальному
рабочему для конкретного реле (6...27 В).
Устройство не критично к выбору типов деталей и отклонению
номиналов от указанных на схеме. Величина емкости конденсатора
С2 зависит от типа применяемого реле (сопротивления его обмотки)
и подбирается экспериментально.
Применение поляризованного реле и двух сенсорных датчиков
позволяет выполнить переключатель, имеющий два фиксированных
положения (рис. 1.2). Кратковременное касание одного из сенсоров
включает, а второго — выключает цепь контактов реле К1.1.
При этом положение контактов, благодаря свойству данных реле,
фиксируется в необходимом положении и схеме не требуется энер-
гии на поддержание соединения.
К1 РПС32Б
+Пит
„ СЗ 9
470мк
50В
>-ОП
Рис. 1.2. Сенсорный переключатель на два положения
Фактически К1 является энергонезависимым триггером, име-
ющим два устойчивых состояния. Поэтому данная схема отличается
экономичностью и в ждущем режиме не потребляет энергии.
С целью предотвращения выхода из строя транзисторов, вклю-
чающих реле, параллельно обмотке устанавливаются демпфирую-
щие диоды.
Нередко требуется зафиксировать срабатывание устройства
на ограниченное время после кратковременного касания сенсора.
Например, этот режим удобен для музыкального квартирного звонка.
Такую возможность обеспечивает показанная на рис. 1.3 схема. По-
ляризованное реле РПС32 имеет две группы контактов, одна из кото-
11
Раздел 1
рых (К1.2) используется для разряда времязадающего конденсатора.
Резистор R4 ограничивает ток разряда конденсатора.
Рис. 1.3. Сенсорный включатель с задержкой отключения
При касании сенсора переключаются контакты К1.1 и К1.2
и начинает светиться светодиодный индикатор HL1. Время, в течение
которого контакты реле будут замкнуты, определяется постоянной
времени цепи заряда конденсатора С2 (t=R3 C2). Как только конден-
сатор зарядится до уровня, при котором транзистор VT2 откроется,
он подаст напряжение на вторую обмотку реле, и контакты вернутся
в исходное положение (как это показано на схеме).
Контакты реле РПС32 (паспорт РС4.520.224) рассчитаны на
коммутацию тока в нагрузке при напряжении 220 В не более 10 мА
(или до 2...3 А при напряжении 34 В).
Стабилитрон VD3 предотвращает появление на затворе VT2
напряжения, способного его повредить (при питании схемы от источ-
ника 15 В и ниже VD3 можно не устанавливать). Светодиод HL1 поз-
воляет контролировать работу схемы (подойдет любой).
Рис. 1.4. Сенсорный включатель
Приведенные схемы могут
использоваться только в стацио-
нарных условиях. В тех случаях,
если сенсорный переключатель
должен работать независимо от
наличия сетевой наводки, конст-
рукция датчика Е1 выполняется
из двух контактных поверхностей,
расположенных близко друг от
друга. Ко второй пластине подво-
дится напряжение питания, как
12
Домашняя автоматика
это показано на рис. 1.4. Так как у любого человека сопротивление
кожи мало (<1000 Ом), при касании рукой двух пластин одновремен-
но на затвор VT1 поступает открывающее напряжение.
1.2. Сетевой сенсорный включатель
Благодаря высокой надежности сенсорные включатели находят
все большее применение в быту. Такой выключатель может быть ус-
тановлен вместо обычного механического.
Приведенная на рис. 1.5 схема предназначена для коммутации
осветительных ламп мощностью до 500 Вт. Включение и выключение
осуществляется легким прикосновением к соответствующей пласти-
не сенсорного контакта. А чтобы их было легче находить в темноте,
рядом с сенсорами имеется светодиодный индикатор.
Рис. 1.5. Электрическая схема сенсорного включателя
с питанием от сети
Так как схема сенсорного управления должна иметь постоян-
ное питание от сети, особое внимание уделено экономичности рабо-
ты — в ждущем режиме потребляемый ток будет не более 1 мА.
Устройство питается через цепь лампы. Непосредственное пи-
тание схемы от сети позволяет уменьшить габариты конструкции. Ее
можно легко разместить в отсеке, предназначенном для установки
механического включателя.
13
Раздел 1
Коммутацию цепи лампы выполняет электронный ключ — тирис-
тор VS1. Управление тиристором осуществляется при помощи группы
контактов К1.1 поляризованного реле РПС43. Оно имеет малые габа-
риты и легко размещается в имеющемся ограниченном объеме, где
располагался включатель. Реле работает как энергонезависимый триг-
гер. Для сохранения нужного положения контактов у такого реле не тре-
буется постоянного питания обмотки. Переключение происходит при
кратковременной подаче напряжения на соответствующую обмотку.
Работа сенсорного коммутатора на транзисторах VT1 и VT2
подробно описана в предыдущей статье. При открывании соответст-
вующего транзистора переключение контактов происходит за счет
накопленной на конденсаторе СЗ энергии. Зарядка конденсатора вы-
полняется через резистор R7 от сети.
Так как при открывании тиристора напряжение для заряда СЗ
значительно уменьшается, общее сопротивление в цепи заряда также
уменьшается подключением параллельно дополнительного резистора
R5. Стабилитрон VD3 позволяет ограничить величину напряжения на
конденсаторе СЗ.
Все элементы схемы размещены на двух печатных платах из
стеклотекстолита, имеющих форму круга диаметром 50 мм. Одна из
которых (для установки элементов, выделенных пунктиром) показана
на рис. 1.6. Размеры платы выбраны с учетом ее размещения в гнез-
де от механического включателя.
Реле К1 устанавливается на плате боком, и часть соединений
от его выводов с цепями платы выполняются проводами. Резьбовую
часть у тиристора потребуется укоротить, чтобы он занимал меньше
места. Для удобства подключения внешних сетевых проводов приме-
нены контактные винтовые зажимы, впаянные в плату (точки 4 и 5).
Закрепляется плата с деталями при помощи дополнительной
пластины из диэлектрика, на которой устанавливаются (развальцо-
вываются) втулки с резьбой в местах, где сделаны отверстия на пла-
те с элементами.
Мощность подключенной нагрузки (EL1) может быть до 500 Вт.
Указанный на схеме тиристор позволяет управлять мощностью до
2 кВт, но в этом случае его необходимо установить на радиатор, а ди-
оды VD4...VD7 применять на больший ток.
14
Домашняя автоматика
Рис. 1.6. Топология печатной платы и расположение элементов
15
Раздел 1
При сборке использованы детали: резисторы МЛТ; конденсато-
ры С1, С2 типа К10-17; СЗ — К52-1Б на 63 В. Тиристор VS1 может
быть заменен на Т112-10-6, Т112-16-6, Т122-25-6 и другие.
Реле К1 применено с номинальным рабочим напряжением
27 В (номер паспорта может быть любым: они отличаются только
материалом, из которого изготовлены контакты, а значит, и мак-
симально допустимым током). Контакты реле РПС43 (паспорт
РС4.520.735-01) допускают коммутацию тока до 0,1 А (при 220 В).
Настройка схемы заключается в контроле полного открывания
тиристора VS1, для чего измеряем напряжение на лампе EL1. Если
оно меньше чем 215 В, потребуется подбор номинала резистора R6.
Если есть возможность, то лучше подобрать тиристор, у которого на-
именьший ток управления.
1.3. Сенсорный включатель
с задержкой отключения
В продаже имеется немало разных видов музыкальных звонков
для квартиры. Обычно они имеют бестрансформаторное питание от
сети, которое подается на схему только при нажатии кнопки. В этом
случае мелодия играет, пока держишь кнопку вызова. При кратковре-
менном замыкании контактов кнопки сигнал вызова в квартире мож-
но и не услышать.
Предлагаемое устройство предназначено для работы совмест-
но с любым звуковым сигнализатором (музыкальным или обычным).
Звуковой сигнал включается при касании сенсора Е1 (рис. 1.7) или
же нажатии на кнопку, которая может использоваться вместо транзи-
стора VT1 для подачи напряжения на обмотку. При этом обеспечива-
ется продолжительность работы музыкального звонка не менее
10 с даже при кратковременном касании сенсора Е1. Время, в тече-
ние которого будут замкнуты контакты реле, зависит от номиналов
конденсаторов С2 и СЗ.
В качестве сенсора может использоваться латунная пластина
произвольной формы. Для того чтобы привлечь внимание к месту
расположения сенсора, на нем может быть установлен светодиод
HL1, который при касании Е1 на некоторое время гаснет.
Чтобы исключить срабатывание сенсоров от наводок и помех,
транзистор VT1 и обеспечивающие его режим работы элементы луч-
ше располагать вблизи датчика Е1.
16
Домашняяавтоматика
Рис. 1.7. Схема включателя с задержкой отключения
17
Раздел 1
Применение поляризованного реле позволяет получить от схе-
мы малое потребление тока от сети — не более 1 мА.
Переключение контактов реле К1 осуществляется за счет на-
копленной на конденсаторе СЗ энергии при его заряде через резис-
тор R10. Стабилитрон VD3 ограничивает максимальное напряжение
на конденсаторе уровнем своей стабилизации.
В начальный момент подачи питания на схему, пока конденса-
тор СЗ не зарядится до 35 В, светодиод HL1 не светится и транзистор
VT4 будет заперт, т. е. цепь заряда конденсатора С2 отключена. Ис-
пользование в схеме транзистора VT4 объясняется необходимостью
обеспечить полный заряд конденсатора СЗ до того момента, как от-
кроется транзистор VT2. Иначе даже небольшой ток, проходящий че-
рез обмотку (1-10) реле К1, закоротит цепь заряда СЗ и энергии для
переключения контактов не хватит.
В установившемся режиме (когда HL1 светится) касание сенсо-
ра Е1 приводит к срабатыванию обмотки реле К1 и контакты К1.1 ра-
зомкнутся. Начнется процесс заряда конденсатора СЗ, а после и С2.
Время заряда СЗ определяется величиной резистора R10, а также
степенью его разряда (степень разряда зависит от того, как долго ка-
сались сенсора или держали нажатой кнопку SB1). При первоначаль-
ной подаче питания на схему время готовности составляет 45 с.
Через некоторое время, определяемое номиналами элемен-
тов C2-R7, транзистор VT3 откроется, также как и VT2, — сработает
вторая обмотка реле. Контакты К1.1 замкнутся, разрядив конденса-
тор С2 через резистор R6. Схема вернется в исходное состояние.
Включение звукового сигнализатора выполняет вторая группа кон-
тактов реле (К1.2).
Элементы, выделенные на электрической схеме пунктиром
(кроме светодиода HL1), установлены на печатной плате (рис. 1.8).
Ее удобно располагать в корпусе музыкального сигнализатора, обыч-
но там бывает достаточно места.
В схеме использованы детали: поляризованное реле К1 типа
РПС32А(Б) на номинальное рабочее напряжение 27 В (паспорт
РС4.520.224), но подойдут также и другие типы. Контакты реле РПС32
рассчитаны на ток в цепи нагрузки не более 0,01 А при напряжении
220 В (для серебряных контактов, но есть из этой серии, допускающее
коммутацию тока до 0,25 А, например, паспорт РС4.520.208).
18
Домашняя автоматика
Светодиод HL1 лучше использовать из серий КИПД24 (32 и т. д.)
или АЛ310А. Они при токе 1 мА светятся достаточно ярко. Все транзи-
сторы могут иметь любую последнюю букву в обозначении. Остальные
детали подойдут любого типа с параметрами, указанными на схеме.
Рис. 1.8. Топология печатной платы и расположение элементов
19
Раздел 1
При правильном монтаже настройка схемы заключается в ус-
тановке нужного интервала работы звукового сигнала, а также в ре-
гулировке чувствительности сенсора подбором номиналов С1 или R1.
Если использовать поляризованное реле другого типа, для срабаты-
вания которого необходим больший ток, то номинал конденсатора СЗ
можно увеличить до 2200 мкФ.
1.4. Сетевой сенсорный включатель подсветки
Довольно простой сенсорный включатель света можно выпол-
нить, используя полевой транзистор КП501А и тиристор из серии
Т122 (рис. 1.9). Схема питается непосредственно от сети и работает
на одной полуволне сетевого напряжения.
Рис. 1.9. Сетевой сенсорный включатель подсветки
Такое устройство может применяться для автоматического
включения подсветки, например, когда вы открываете входную дверь
в квартиру, или как датчик к сигнализации.
При касании сенсора лампа (EL1) будет светиться в полнакала.
Включить ее на полную яркость можно обычным механическим вклю-
чателем SA1.
Для удобства подключения схема питается через цепь нагруз-
ки. При этом она довольно экономична и в ждущем режиме потреб-
ляет ток не более 1,5 мА.
Включение лампы выполняет электронный ключ — тиристор
VS1. Это происходит, когда напряжение у него на управляющем эле-
ктроде превысит уровень, необходимый для открывания. В исходном
состоянии общее сопротивление резисторов R3-R4, установленных
в цепи управления, подобрано такой величины, чтобы тиристор был
полностью закрыт.
20
Домашняя автоматика
При касании сенсора, за счет наведенного на затворе VT1 се-
тевого напряжения, он открывается и закорачивает резистор R3, что
приводит к увеличению тока через управляющий электрод тиристора,
и он открывается. Резистор Rin стабилитрон VD1 предохраняют по-
левой транзистор от повреждения большим напряжением, наведен-
ным на входе, а резистор R2 устраняет накопление на затворе VT1
статических зарядов, что предотвращает срабатывание от помех.
Схема не критична к выбору деталей. Стабилитрон подойдет
любой с напряжением стабилизации 5,6...9 В. Тиристор VS1 может
быть заменен на Т112-10-6, Т112-16-6, Т122-25-6 и др., но в этом слу-
чае номиналы резисторов R3 и R4, может, потребуется подбирать
(обычно бывает достаточно подбора R4). Если есть возможность,
то тиристор лучше выбрать с минимальным током управления, что
позволит снизить потребление тока в ждущем режиме.
Диод VD2 должен быть рассчитан на ток не менее 3 А и обрат-
ное напряжение 500 В.
1.5. Таймер для автоматического отключения
сетевой нагрузки
Устройство, схема которого показана на рис. 1.10, предназна-
чено для автоматического отключения активной нагрузки (лампы или
нагревателя через заданный интервал времени). Интервал времени
работы при настройке может быть установлен в диапазоне от десят-
ков секунд до 40 минут. Это время определяется номиналами эле-
ментов R2-C1. Для указанных на схеме составляет 45 с, а при
увеличении емкости С1 до 220 мкФ (К50-35 на 25 В) — около 30 мин.
Схема питается от сети через цепь нагрузки. В данном случае
ею является лампа EL1. Работает таймер следующим образом.
На однопереходном транзисторе VT2 собран автогенератор, форми-
рующий короткие импульсы, синхронизированные с частотой сети (за
счет пульсирующего питания). Эти импульсы управляют открыванием
тиристора VS1. Величина питающего напряжения для VT2 ограниче-
на стабилитроном VD1.
Непосредственно сам таймер выполнен на полевом транзисто-
ре VT1 с цепью заряда конденсатора С1. Как только через резистор
R2 конденсатор С1 зарядится до порога открывания VT1, этот тран-
зистор закорачивает конденсатор С2, и автогенератор перестает ра-
21
Раздел 1
ботать. В этом случае тиристор закроется и схема управления будет
потреблять ток не более 3 мА.
Рис. 1.10. Электрическая схема таймера
Повторно включить нагрузку можно, разрядив конденсатор С1
при помощи кнопки SB1 или касанием сенсора, который подключает-
ся аналогично, как и на рис. 1.5.
Устройство рассчитано на мощность в нагрузке до 500 Вт, но ти-
ристор позволяет коммутировать и большую мощность (до 2 кВт).
В этом сг /чае VS1 надо установить на теплоотвод, а диоды VD4...VD7
использс !ать на номинальный ток не менее 16 А, например типа
ДЛ112-1ь 10.
Вариант топологии печатной платы для монтажа элементов
приведен на рис. 1.11. Тиристор расположен горизонтально на пла-
те. При таком монтаже высота установленных деталей не превыша-
ет 15 мм.
При сборке использованы детали: С1 типа К52-1Б на 63 В;
С2 — К73-9 на 100 В; резисторы МЛТ соответствующей мощности.
Конструкция платы предусматривает установку конденсатора
С1 с радиальным или односторонним расположением выводов. Един-
ственное требование к С1 — он должен иметь малую утечку, что осо-
бенно важно для больших емкостей (иначе сопротивление утечки
образует делитель, включенный последовательно с R2, и напряжение
22
Домашняя автоматика
на затворе VT1 может не достичь уровня, необходимого для его от-
крывания). Для уменьшения тока утечки рабочее напряжение у кон-
денсатора лучше выбирать максимальным при размерах, которые
позволят его установить на плату.
Рис. 1.11. Топология печатной платы и расположение элементов
1.6. Ограничитель времени работы освещения
В каждой квартире имеются вспомогательные помещения, такие
как кладовка, коридор и туалет. Обычно свет там требуется ненадолго,
после чего необходимо не забыть отключить освещение. Но дети и ста-
рики нередко из-за рассеянности оставляют включенным свет.
23
Раздел 1
Чтобы избавиться от лишних расходов за электроэнергию,
можно воспользоваться устройством автоматического отключения
освещения через заданный интервал времени, если вы сами не сде-
лаете это раньше. Приведенный вариант схемы, в отличие от опубли-
кованных аналогов, удобнее в эксплуатации, проще в изготовлении
и подключении, так как не требует установки дополнительных датчи-
ков. Работу этого устройства вы не будете замечать, а сэкономить
оно может немало денег.
Электрическая схема цифрового таймера показана на
рис. 1.12. Она начинает работать только при включении освещения
(SA1). Бестрансформаторное питание устройства от сети позволяет
сделать конструкцию малогабаритной, что удобно при размещении.
В начальный момент тиристор VS1 будет открыт за счет прохо-
дящего на управление через резисторы R5-R6 тока. Эти резисторы
из-за разброса параметров тиристоров при настройке устройства мо-
гут потребовать подбора так, чтобы их общее сопротивление было
в диапазоне 24...30 кОм. От них зависит яркость свечения лампы.
Лампа освещения EL1 будет светиться в течение 9 мин, если до
этого момента вы сами ее не отключите. Временной интервал за-
держки отключения зависит от емкости конденсатора СЗ и может
быть легко изменен.
Таймер собран всего на одной микросхеме К176ИЕ12, которая
содержит внутри автогенератор с внешними частото задающими эле-
ментами и счетчики импульсов. Как только на выходе DD1/10 счетчи-
ка появится лог. “Г, откроется полевой транзистор VT1, что приведет
к закрыванию тиристора VS1. Для того чтобы это состояние зафикси-
ровалось, включен диод VD2. Он обеспечивает прекращение работы
задающего RC-автогенератора, подавая запирающее напряжение
с выхода счетчика. Когда на DD1/10 лог. “0я, этот диод на работу ав-
тогенератора влияния не оказывает.
После отключения света таймером для повторного включения
освещения потребуется выключить и включить SA1. При этом цепью
из элементов C2-R1 формируется импульс обнуления счетчиков ми-
кросхемы и отсчет временного интервала начинается сначала.
Чтобы сформировать импульс обнуления, конденсатор С1 дол-
жен за короткое время отключения питания схемы успеть разрядить-
ся. Поэтому его номинал не рекомендуется устанавливать больше,
чем это указано на схеме.
24
Домашняя автоматика
Рис. 1.12. Электрическая схема сетевого таймера
Для монтажа устройства использована односторонняя печатная
плата с размерами 75x40 мм (рис. 1.13). Внешние подключения выпол-
няются через четыре контактных зажима (Х1), припаянных на плате.
В схеме применены все резисторы типа МЛТ с указанной на схе-
ме мощностью, терморезистор RK1 из серии ТР-15 — 1000...1200 Ом
25
Раздел 1
|ующностью 1,6 Вт или аналогичный импортный из серии NTC (с прогре-
вом такие резисторы уменьшают свое сопротивление в 100 раз). Уста-
новка терморезистора не является необходимой, но его наличие
позволит в несколько раз увеличить срок службы лампы за счет умень-
шения броска тока при включении. Более подробная информация о та-
ких элементах дается в книге ЛЗ на стр. 216.
VD3...VD6
Рис. 1.13. Топология печатной платы и расположение элементов
Конденсаторы могут использоваться любого типа. Стабилитрон
VD1 подойдет с произвольной последней буквой в обозначении,
но обязательно в пластмассовом корпусе, иначе он не поместится на
приведенной печатной плате. Диод VD2 — любой из импульсных.
26
Домашняя автоматика
При правильной сборке и исправных деталях схема начинает
работать сразу, а настройка заключается в выборе необходимого ин-
тервала времени, в течение которого должно работать освещение.
У меня дома она надежно служит уже более 2-х лет.
1.7. Акустический ночник
Многие маленькие дети не любят засыпать ночью в полной тем-
ноте. Поэтому приходится оставлять постоянно светящейся мало-
мощную лампу — “ночник”. Это приводит к нерациональному расходу
электроэнергии.
Повысить экономичность подсветки можно при помощи схемы,
которая будет автоматически ограничивать время работы лампы
(рис. 1.14). Лампа отключится через заданный интервал времени, ес-
ли в комнате нет шума.
После автоматического отключения лампа повторно включится
при появлении звука. Для этого установлен микрофон ВМ1 с усилите-
лем на транзисторах. При первоначальном включении устройства
лампа будет светиться в течение времени, определяемым номинала-
ми элементов R9-C5. Для указанных на схеме значений этот интер-
вал составит 7...8 мин.
Схема состоит из таймера, собранного на транзисторе VT6, ав-
тогенератора на VT7 (управляющего работой электронного коммута-
тора — тиристора VS1), а также усилителя звуковых сигналов на VT2
и VT3 (они работают в режиме микротоков).
Полевой транзистор VT1 обеспечивает стабилизацию тока че-
рез электретный микрофон BF1, что улучшает его работу при изме-
нении питающего напряжения. Транзистор VT4 в диодном включении
позволяет обеспечить стабилизацию режима работы микрофонного
усилителя.
Как только конденсатор С5 зарядится до порогового уровня,
при котором полевой транзистор VT6 полностью открывается, кон-
денсатор С6 в автогенераторе, выполненном на однопереходном
транзисторе VT7, замкнется на общий провод. Эта часть схемы рабо-
тает аналогично, как и приведенная на рис. 1.10.
Лампа EL1 небольшой мощности (15...25 Вт) подойдет любая.
Сама схема управления в режиме ожидания потребляет ток не бо-
лее 2 мА.
27
00
Рис. 1.14. Схема акустического автомата
VT1
кпзозв
С1
-т-ЮОмк
25В
С2
ЮОмк
25В
эд
VD1
VT2...VT4 КТ3102ПИ КД ЮЗА
R3I
100к|
СЗ
ОДЗмк
VT2
R5*
25к
2
Раздел 1
С4
0,1мк
VT5, VT6 КП501А
R1351K
г 7 VD3
— - КД ЮЗА
КС515А
VD5...VD8
КД257Б
VO62 \ VD82
R12
100
IR7
|100к
VD3
КС162А
С6
0,068мк
R11
680 VS1
Т122-20-6
К
S
Домашняя автоматика
Для монтажа элементов использована печатная плата из одно-
стороннего стеклотекстолита размерами 90x45 мм (рис. 1.15).
При сборке применялись детали: постоянные резисторы С2-23
и МЛТ; подстроечный R4 типа СПЗ-19а; оксидные конденсаторы С1,
С2 и С5 — К50-16 на 25 В; СЗ, С4 — К10-17; С6 — К73-9 на 100 В.
Электретный микрофон взят от импортного телефонного аппа-
рата НМОЮОЗА, но для этих целей подойдут многие отечественные,
например, МКЭ-332, МКЭ-377.
Рис. 1.15. Топология печатной платы и расположение элементов
29
Раздел 1
Настройку схемы лучше проводить при питании микрофонного
усилителя от источника постоянного напряжения 12 В. Установив
микроамперметр в разрыв цепи стока VT1, подбором резистора R1
регулируем ток в цепи микрофона ВМ1 (его значение должно соот-
ветствовать рекомендованной для конкретного типа микрофона ве-
личине, обычно это 0,3...0,8 мА). После этого подбором резистора R5
устанавливаем режим работы транзисторов в усилителе так, чтобы
они работали в линейном режиме. При помощи подстроечного резис-
тора R4 можно уменьшить чувствительность к шуму.
За счет экономии энергии затраты на изготовление такой при-
ставки довольно быстро окупятся. При увеличении мощности лампы
схема может найти и другие применения, например, для автоматиче-
ского включения света в прихожей.
1.8. Кнопка звонка включает подсветку
Когда вам в квартиру звонят, то обычно приходится добирать-
ся до входной двери в темноте, прежде чем удастся включить свет
в прихожей. Этого не случится, если к кнопке вызова (SB1) подклю-
чить простое устройство, схема которого показана на рис. 1.16.
При этом не важно — какого типа у вас установлен звонок (НА1).
Схема позволяет автоматически включать освещение в коридоре
на необходимый интервал времени. Время работы освещения устанав-
ливается при помощи изменения номинала емкости С1 или резистора
R1. Но обычно для данного применения достаточно 40...90 с (при С1 —
1 мкФ интервал составит 80 с, а при 0,47 мкФ — 40 с).
Рис. 1.16. Электрическая схема приставки
30
Домашняя автоматика
Работает устройство следующим образом. Когда посетитель на-
жимает кнопку SB1, конденсатор С1 через диод VD1 довольно быстро
заряжается. Это напряжение через делитель, образованный резисто-
рами R1-R2, поступает на управление полевым транзистором VT1.
Так как управляющее напряжение на затворе VT1 не должно превы-
шать 20 В, стабилитрон VD2 ограничивает его уровнем 11...15 В (при
превышении на затворе уровня +3 В транзистор VT1 будет открыт).
После отпускания кнопки, пока разряжается конденсатор С1
через резисторы R1-R2, транзистор VT1 будет открыт и проходящий
Рис. 1.17. Топология печатной платы и расположение элементов
31
1
Раздел 1
через резистор R4 ток будет достаточным для открывания тиристора
VS1 вначале действия положительной полуволны напряжения. Рези-
сторы в цепи разряда С1 стоят мегаомные, что позволяет сделать ин-
тервал работы подсветки довольно большим.
Пока вы не включите SA1, лампа EL1 будет светиться с пони-
женной яркостью, так как она работает на одной полуволне сетевого
напряжения.
В данной схеме, в отличие от опубликованных в литературе
аналогов (Л4), интервал можно изменять в широких пределах. Кроме
того, за счет применения полевого транзистора элементы работают
при небольших токах, что позволяет уменьшить габариты конструк-
ции устройства за счет малых размеров применяемых деталей.
Все элементы устройства размещены на печатной плате раз-
мером 75x45 мм, рис. 1.17. Плата предусматривает в качестве R1
установку 4-х резисторов сопротивлением 4,7...5,1 МОм (такие номи-
налы легче найти).
В схеме применены детали: резисторы МЛТ соответствующей
мощности; конденсаторы С1 типа К73-17 на 400 В; С2 — К10-17. Ди-
оды VD1, VD3 подойдут любые малогабаритные на ток 1 А, но с допу-
стимым обратным напряжением не менее 400 В.
1.9. Простой автомат
для управления дренажным насосом
Большинство автолюбителей, у кого есть гараж с подвалом,
весной сталкиваются с проблемой затопления водой. И хотя явление
это сезонное, следить и вовремя удалять воду не каждый имеет воз-
можность. С этой задачей вполне может справиться простой авто-
мат, который вовремя включит водооткачивающий насос.
В отличие от других устройств аналогичного назначения (на-
пример Л1, стр. 32), этот не потребляет энергию в ждущем режиме.
Причем схема будет готова к работе и при возникшей необходимос-
ти сама включит насос.
Схема управления насосом состоит всего из двух реле (К1, К2)
с обмоткой на 220 В и герконовых датчиков — контактов S1, S2
(рис. 1.18). В исходном состоянии оба реле обесточены. Герконы име-
ют нормально разомкнутые контакты и замыкаются только при при-
ближении магнита. Расположение датчиков показано на рис. 1.19.
32
Домашняя автоматика
Рис. 1.18. Схема для управления дренажным насосом
Рис. 1.19. Вид конструкции и расположение датчиков
Магнит крепится на коротком конце рычага, а к длинному —
любой поплавок, позволяющий рычагу подниматься при наполнении
углубления водой. И как только вода достигнет уровня, заданного по-
ложением датчика S1, включится реле К1 и своими контактами К1.1
заблокирует цепь геркона. При этом вторая группа контактов реле
К1.2 включит насос М1 (он на рисунке не показан). По мере откачки
воды поплавок будет опускаться, и наступит момент, когда замкнутся
контакты второго датчика S2, что приведет к срабатыванию реле К2.
Контакты К2.1 разомкнутся, что отключит реле К1, после чего и само
реле К2 отключится, так как контакты К1.1 разорвут цепь его питания.
Для того чтобы исключить дребезг контактов при отключении
реле, может потребоваться подогнуть контакты К2.1 так, чтобы они
размыкались чуть позже (можно также в качестве контактов К2.1 ис-
пользовать две группы аналогичных контактов, имеющихся у реле,
включаемых параллельно).
33
Раздел 1
Вид поплавкового датчика уровня воды может быть и другим,
но на рисунке показана наиболее простая для изготовления в домаш-
них условиях конструкция.
При сборке схемы использованы герконовые контакты S1 и S2
типа КЭМ-1 и реле МКУ48-Т (паспорт РА4.506.451), но подойдут и
многие другие типы с обмоткой на 220 В.
Схему управления насосом можно сделать еще проще, если вам
удастся найти мощный геркон с нормально замкнутыми контактами.
В этом случае нужно только одно реле К1, которое своими контактами
Рис. 1.20. Второй вариант схемы
управления насосом
К1.1 обеспечивает блокировку
геркона S1 (рис. 1.20). Но мощ-
ные герконы (допускающие
коммутацию тока до 1 А) с нор-
мально замкнутой группой кон-
тактов встречаются довольно
редко. Более распространены
нормально разомкнутые герко-
ны, например КЭМ-1.
При изготовлении конст-
рукции следует учитывать, что
подвал, с точки зрения техники
электробезопасности для лю-
дей, относится к категории
самых опасных помещений
(повышенная влажность и возможен непосредственный контакт
с землей). В таких местах не рекомендуется применять напряжение
выше 12...36 В, а так как у нас в схеме оно выше (что позволяет
уменьшить число необходимых компонентов), следует принять осо-
бые меры защиты. Места электрических соединений проводов, иду-
щих от герконов до реле, должны быть надежно закрыты герметиком,
а сами реле размещены во влагозащищенном корпусе.
1.10. Световой компаратор
Иногда требуется включать свет при снижении естественного
освещения. Эту задачу вполне может автоматически выполнять при-
веденная на рис. 1.21 схема. Например, я использую ее для того,
чтобы автоматически включалась подсветка рабочего места у ком-
пьютера при недостаточном естественном освещении (это уменьша-
ет нагрузку на зрение).
34
Домашняя автоматика
Рис. 1.21. Схема светового компаратора
В отличие от опубликованных схем аналогичного назначения,
данная отличается малыми габаритами (за счет бестрансформа-
торного питания и современной элементной базы) и небольшим
потреблением (около 4 мА). Этого удалось добиться применением
оптоэлектронного коммутатора VS1 (5П19Т1). Для управления его
включением требуется небольшой ток, к тому же в этом случае легко
обеспечивается гальваническая развязка схемы управления от цепи
коммутатора. Используемый в схеме коммутатор (VS1) позволяет
управлять током в нагрузке до 1 А.
Схема имеет датчик освещения (фоторезистор R2), который
под действием света уменьшает свое сопротивление. Это приводит
к переключению триггера Шмитта, выполненного на транзисторах
VT1-VT2. Номиналы элементов схемы выбраны так, чтобы обеспечи-
вался гистерезис при переключении (А), т. е. характеристика сраба-
тывания в течение суток, в зависимости от освещенности, будет
иметь вид, показанный на рис. 1.22.
Наличие гистерезиса обеспечивает четкое переключение на-
грузки даже при медленном изменении освещенности. А необхо-
димую чувствительность к свету устанавливаем подстроечным
резистором R3.
35
Раздел 1
Рис. 1.22. Форма сигнала на коллекторе VT2
в зависимости от освещения в течение суток
Рис. 1.23. Топология печатной платы и расположение элементов
Все элементы схемы устройства; кроме фотодатчика R2, разме-
щены на односторонней печатной плате размером 55x32,5 мм
(рис. 1.23). Высота установленных радиодеталей не превышает 15 мм,
36
Домашняя автоматика
что позволяет в качестве корпуса использовать пластмассовую крыш-
ку от любого (самого маленького) вилочного источника питания.
При монтаже применялись детали: постоянные резисторы типа
МЯТ, подстроечный R3 — СПЗ-38а-0,125 или СПЗ-196; фоторезистор
R2 типа ФСК-1, но подойдут также многие другие с отношением тем-
нового сопротивления к освещенному не менее 100. Особенностью
схемы является необходимость применения в качестве R2 фоторези-
стора с большим темновым сопротивлением — более 500 кОм. Кон-
денсатор С1 — К50-35 на 63 В.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________I
Рис. 1.24. Вариант схемы светового компаратора
При настройке схемы может потребоваться подбор номинала
резистора R1.
Схему аналогичного назначения можно выполнить, используя
микросхему КР140УД1208, работающую в режиме микротоков
(рис. 1.24). В этом случаев качестве фотодатчика подойдет практиче-
ски любой фоторезистор, например СФЗ-4.
Топология печатной платы и расположение элементов для мон-
1ажа приведены на рис. 1.25.
37
Раздел 1
Рис. 1.25. Топология печатной платы и расположение элементов
1.11. Автоматический
полив домашних растений
Такое устройство может пригодиться, если приходится всей се-
мьей надолго уезжать из дома. Летом многие домашние растения
требуется ежедневно поливать. Просить соседей, чтобы они ухажива-
ли за цветами в ваше отсутствие, не всегда бывает удобно. Решить
эту проблему поможет простой автомат, состоящий из микроком-
прессора, емкости с водой и блока управления.
38
Домашняя автоматика
Устройство будет автоматически поливать цветы в вечернее
время, как только зайдет солнце. При этом не требуется устанавли-
вать временной таймер с 24-х часовым циклом, так как управление
включением полива синхронизировано с заходом солнца благодаря
наличию светового датчика — фоторезистора.
Вода к растениям подается по полиэтиленовой трубке, в которой
в нужных местах сделаны отверстия. Непосредственно исполнитель-
ным устройством, обеспечивающим подачу воды в горшки с цветами,
является микрокомпрессор от аквариума (АЭН-4), соединенный с на-
полненной водой банкой на 3 или 5 л. Данный компрессор имеет два
выхода, что позволяет использовать две емкости с водой для полива
(если используется только одна, на второй выход ставится заглушка).
Вся конструкция автомата показана на рис. 1.26. Как видно из
рисунка, компрессор подает воздух в банку с водой. Банка закрыва-
ется герметичной (пластмассовой) крышкой. В крышке выполняем
два отверстия: одно для подачи воздуха от компрессора, а второе для
выхода воды. Имеющаяся в банке вода вытесняется поступающим
воздухом и движется по трубке к горшкам с цветами.
Рис. 1.26. Состав входящих устройств
Чтобы вода поступала из банки в необходимом объеме, нужно
выполнить три условия: трубка забора воды опускается до самого дна
банки; уровень установки горшков с цветами делается чуть выше
уровня воды в банке, чтобы исключить поток воды за счет сцепления,
а также ограничивается время работы компрессора.
39
Раздел 1
Исполнительное устройство для подачи воды может иметь
и другую конструкцию, например, на основе применяемого в автомо-
биле разбрызгивателя воды, но в этом случае потребуется мощный
источник питания, понижающий напряжение до 12 В (автомобильное
электрооборудование не отличается экономичностью).
Электрическая схема блока управления компрессором показа-
на на рис. 1.27. Она работает следующим образом: датчиком освеще-
ния является фоторезистор R2, и при затемнении он увеличивает
свое сопротивление, что приводит к закрыванию транзистора VT1.
На транзисторах VT1-VT2 собран триггер Шмитта, т. е. компаратор,
имеющий гистерезис при переключении. В данной схеме иметь гисте-
резис необходимо из-за очень медленного изменения входного сиг-
нала (освещенности), что могло бы привести к дребезгу контактов
реле К1, а этого допускать нельзя.
Реле К1 включается при появлении напряжения на затворе
VT4 и своими контактами замыкает цепь нагрузки (в данном случае
ею может являться любой микрокомпрессор, применяемый для пода-
чи воздуха в аквариум).
Для того чтобы компрессор был включен ограниченное время,
установлен транзистор VT3 с цепью заряда R10-C2. Как только кон-
денсатор С2 зарядится до порогового значения, транзистор VT3 от-
кроется и замкнет затвор VT4 на общий провод (реле К1 отключится).
В этом состоянии схема будет находиться до следующего вечера.
Днем конденсатор С2 разрядится через резисторы R7-R10, и при
очередном затемнении реле К1 срабатывает в течении интервала
времени, задаваемого номиналами элементов R10-C2 (он может
быть изменен в широких пределах).
Питается устройство от сети по бестрансформаторной схеме. Это
позволяет уменьшить габариты конструкции и снизить ее стоимость.
Все элементы, выделенные на схеме пунктиром, размещены на
печатной плате размером 70x65 мм (рис. 1.28).
При монтаже применялись детали: фоторезистор R2 типа
СФ2-19 (подойдут также многие другие, например ФСК-1); подстро-
ечный резистор R3 типа СПЗ-19; остальные МЛТ. Конденсаторы
С1...СЗ — К50-35; С4 — К73-17 на 500 В (его можно составить из
двух по 0,22 мкФ). Реле К1 типа Р^Г-8М2510УЗ на 24 В (контакты до-
пускают переключение при напряжении 220 В тока до 2 А), но подой-
дут и многие другие, хотя в этом случае топология платы изменится.
40
Домашняя автоматика
Рис. 1.27. Электрическая схема блока управления
Настройка чувствительности к свету у схемы выполняется при
помощи подстроечного резистора R3. Это удобно делать, если кон-
41
Раздел 1
Рис. 1.28. Топология печатной платы и расположение элементов
42
Домашняя автоматика
тролировать момент переключения по напряжению на резисторе R7
(вольтметром или осциллографом).
Потребляемый ток (в ждущем режиме) составляет не более
30 мА. Но его можно значительно уменьшить, если вместо электромаг-
нитного реле К1 использовать оптронный коммутатор, как это показа-
но на рис. 1.21 (в этом случае номинал емкости С4 нужно уменьшить).
Кроме полива растений, схема может найти и другие примене-
ния, например, для циклического (один раз в сутки) включения иони-
затора воздуха на необходимый интервал времени. К тому же схему
можно сделать двухфункциональной, т. е. использовать ее еще и как
обычный световой компаратор, для чего параллельно цепям конден-
сатора С2 подсоединяем включатель. При замыкании включателем
затвора VT3 на общий провод этот транзистор не будет работать, т. е.
не станет ограничивать интервал работы реле К1. В этом случае уст-
ройство может автоматически управлять включением освещения
(подсветки) в темное время суток.
1.12. Автомат для управления освещением
Аргонов А. В. г. Москва
Основными потребителями электроэнергии в быту являются
лампы. Их рациональное использование позволяет добиться значи-
тельной экономии. х
Предлагаемое устройство предназначено для экономии элект-
роэнергии с помощью автоматического управления освещением. Ос-
вещение включается, как только в помещение входит первый человек
и выключается, когда выходит последний. Такой алгоритм исключает
работу осветительных приборов при отсутствии людей в помещении
и создает дополнительный комфорт.
Функциональная схема устройства представлена на рис. 1.29,
а принципиальная электрическая на рис. 1.30. Блок устанавливается
в дверном проеме у входа в' помещение на высоте 1,5 м от пола. Ес-
ли в помещении предполагается пребывание детей, то высота уста-
новки должна быть уменьшена в соответствии с их ростом. На одной
стороне дверного проема размещается источник ИК-излучения VD1,
а на противоположной собственно автомат, на передней панели ко-
торого установлены фотоприемники VD2 и VD3.
Работа автомата основана на подсчете числа людей, проходя-
щих через дверной проем и перекрывающих ИК-излучение, направ-
43
Раздел 1
ленное на фотоприемники. Питание ИК-светодиодов осуществляется
от генератора импульсного напряжения G1. От этого же генератора
осуществляется синхронизация работы триггеров D1.1 и D1.2. Нали-
чие двух ИК-лучей позволяет определить направление движения объ-
екта. Подсчет осуществляется 4-х разрядным реверсивным двоичным
счетчиком D3. Сигналы с выхода счетчика управляют коммутирую-
щим устройством S1, которое в свою очередь включает и выключает
источник света Н1. Сигналы управления режимом работы счетчика
и сигнал счета вырабатываются при последовательном перекрытии
фотоприемников.
На рис. 1.31 представлены диаграммы, поясняющие формиро-
вание сигналов управления. Когда кто-то входит в помещение, сигнал
на выходе 2 триггера D1.1 опережает сигнал триггера D1/12. При дви-
жении в обратном направлении — очередность сигналов обратная.
При помощи элемента D2.3 из этих сигналов формируется импульс
счета, который поступает на вход 15 микросхемы D3. Направление
счета реверсивного счетчика D3 (прямое или обратное) определяется
сигналом на выходе триггера D1/1 в момент положительного фронта
импульса счета. При лог. “1“ на D3/10 счетчик работает на увеличение
кода на выходе. Цепочки R12C6, R13C7 и R14C8 обеспечивают требу-
емые временные соотношения сигналов.
Для получения экономии электроэнергии собственное потреб-
ление автомата должно быть минимальным. В данном случае потреб-
ляемая от сети мощность не более 0,3 Вт, то есть за 5 часов работы
(среднее суточное время работы) устройство потребляет столько же,
сколько лампа 100 Вт за 1 минуту. Для снижения потребляемой мощ-
ности светодиод VD1 питается импульсным током с большой скваж-
ностью, вырабатываемым генератором на транзисторах VT4, VT5.
Длительность импульса составляет 75 мкс, период следования 15 мс.
Эти импульсы поступают на излучающий светодиод VD1 и входы син-
хронизации (С) триггеров D1.1 и D1.2. Импульсный режим работы
ИК-излучателя позволяет также устранить влияние фоновой засвет-
ки фотоприемников. С этой целью усилители сигналов А1, А2 имеют
спад АЧХ в области низких частот. Этот спад обеспечивает конденса-
тор С4. Конденсатор СЗ устраняет возбуждение усилителя в области
высоких частот, а резистор R8 стабилизирует режим работы по по-
стоянному току.
Усилитель имеет коэффициент усиления, достаточный для рабо-
ты устройства при расстоянии между излучателем и фотоприемником
до 1 м. При этом не требуется никаких дополнительных оптических
44
Домашняя автоматика
Рис. 1.29. Функциональная схема, где G1 — генератор ИК-импульсов;
А1, А2 — усилители сигнала; D1, D2 — формирователь импульсов;
D3 — счетчик импульсов; S1 — коммутатор нагрузки
45
Раздел 1
R2 30
Б
D1 К564ТМ2
Рис. 1.30. Электрическая схема автомата, где
i S1 — переключатель режима работы
“ручное управление/автоматическое”;
S2 — ручной выключатель освещения,
который уже установлен в помещении
46
Домашняя автоматика
D2 К564ЛА7
VD8 VT8
КД503 КТ315
47
Раздел 1
узлов (линз, рефлекторов и т. д.), что значительно облегчает изготов-
ление и позволяет избежать юстировки передатчика и приемника ИК-
излучения при монтаже.
Рис. 1.31. Временные диаграммы
На рис. 1.32 изображены диаграммы, поясняющие импульсный
режим работы фотоприемников. Импульсный сигнал, поступающий
с выходов усилителей А1 и А2, с помощью триггеров D1.1 и D1.2 пре-
образуется в сигналы постоянного уровня, необходимые для работы
устройства.
При наличии импульсов на входе D триггеры устанавливаются
в состояние лог. “1”. При перекрывании фотоприемников на входе D
импульсы отсутствуют и триггеры устанавливаются в состояние
лог. “О”. Сигналы с выходов триггеров через цепи задержки R12 С6,
48
Домашняя автоматика
R13 С7, R14 С8 и элемент D2.3 поступают на реверсивный счетчик
D3. Для упрощения дешифрации состояния счетчика в нем исполь-
зуется обратное направление рчета и максимальное число его
состояний ограничено 8. Элементы D2.1 и D2.2 обеспечивают перво-
начальную установку счетчика при включении питания в состояние
0111 (7 в десятичном коде). Это состояние соответствует нахождению
в помещении одного человека. При входе второго человека устанав-
ливается состояние 0110 (6 в десятичном коде) и так далее до состо-
яния 0001 (1 в десятичном коде). Появление уровня лог. “1” на выходе
D3/6 микросхемы вызывает срабатывание ключа на транзисторе VT9
и переключение поляризованного реле К1. Контакты реле подключа-
ют источник света Н1 к сети. При выходе из помещения последнего
человека на выходе сетчика устанавливается состояние 1000 (8 в де-
сятичном коде). Уровень лог. “Г на D3/2 вызывает срабатывание клю-
ча на транзисторе VT10 и переключение поляризованного реле К1,
контакты которого разрывают цепь лампы Н1.
Рис. 1.32. Форма напряжения на выводах триггера
Дифференцирующие цепочки R17 С12 и R20 С13 ограничивают
время нахождения транзисторных ключей VT7, VT8 в открытом состо-
янии, благодаря чему реле К1 потребляет ток только в момент пере-
ключения контактов.
Питается устройство от двух однополупериодных выпрямителей
+9 В и +24 В. Ток по цепи +24 В потребляется только в момент пере-
ключения реле К1, когда через одну из обмоток протекает импульс то-
49
Раздел 1
ка. Длительность этого импульса около 5 мс, поэтому практически пи-
тание реле происходит за счет накопленного конденсатором С17 за-
ряда. Переключение реле происходит не чаще одного раза в секунду
(чаще пройти через дверь вряд ли удастся), поэтому средний ток, по-
требляемый по цепи +24 В, будет пренебрежимо малым. Потребление
по цепи +9 В не превышает 1,2 мА. Таким образом, устройство по-
требляет от блока питания мощность около 10 мВт. Маломощные
трансформаторы имеют коэффициент полезного действия порядка
90 процентов, и поэтому можно предположить, что и от сети перемен-
ного тока будет потребляться мощность не намного больше 10 мВА.
Однако ток холостого хода трансформатора может составлять 10 мА
и более, что оЛределяет потребление реактивной мощности от сети
более 2 ВА, то есть в 200 раз больше ожидаемой. Цепочка R24-C18
позволяет компенсировать индуктивную составляющую тока первич-
ной обмотки сетевого трансформатора, что снижает потребление то-
ка от сети питания до величины менее 1,5 мА. Величина резистора
R24 составляет 32 кОм и на нем падает напряжение около 45 В. При
этом рассеивается мощность 50 мВт, а в качестве этого резистора
можно применить резистор типа МЛТ-0,125 или аналогичный. Необхо-
димо отметить, что без компенсирующего конденсатора С18 выделя-
емая мощность будет во много раз больше и резистор немедленно
сгорит. Конденсатор С18 должен быть рассчитан на напряжение не
менее 300 В. Величина этого конденсатора зависит от тока холостого
хода (1хх) трансформатора и рассчитывается по формуле:
гч, IXX (мА)
С(мкф)=-69_-
Устройство собрано в корпусе размерами 145x75x50 мм. Эс-
киз корпуса представлен на рис. 1.33. На передней панели на рассто-
янии 120 мм друг от друга установлены фотодиоды. На боковой
панели закреплен переключатель S1 и держатель предохранителя F1
(на рисунке они не показаны).
Корпус изготовлен из фольгированного стеклотекстолита. Боко-
вые стенки соединяются пайкой, а передняя и задняя стенки крепятся
винтами с потайными головками. После сборки корпус оклеен декора-
тивной самоклеющейся пленкой. Излучающий светодиод монтируется
на небольшой печатной плате и закрепляется на стене напротив основ-
ного блока так, чтобы излучение попадало на приемные фотодиоды.
Элементы схемы установлены на двух печатных платах. На ос-
новной плате (рис. 1.34 и 1.35) смонтированы генератор импульсов,
50
Домашняя автоматика
усилители, узлы коммутации и источник питания. На дополнительной
плате — цифровые микросхемы (она не показана). В качестве такой
платы используется кусок подходящей универсальной макетной, а не-
обходимые соединения выполнены проводом МГТФ. Дополнительная
плата с микросхемами устанавливается на стойках над элементами
основной платы. Такое конструктивное решение позволяет умень-
шить габариты конструкции.
Рис. 1.33. Вид корпуса
При монтаже применены резисторы МЛТ-0,125 Вт, конденсато-
ры К50-6, К53-1, КМ-5, КМ-6, реле РПС-32 паспорт РС4.520.208.
Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе типа ПЛ сече-
нием 8x16. Обмотка I имеет 5500 витков, II — 450 витков, III — 175
витков, намотанных проводом ПЭВ-0,08. Вместо самодельного
трансформатора можно использовать любой подходящий из серий
TH, ТАН, ТПП. Мощность большого значения не имеет, важно лишь
наличие вторичных обмоток с напряжением 6...8 В и 18...20 В.
В этом случае конструкция устройства может несколько изме-
ниться. Можно, например, использовать трансформатор ТН-30. Под-
ключается он следующим образом: напряжение 220 В подается на
выводы 1 и 5 ( между 2 и 4 перемычка). Три вторичные обмотки со-
единяются последовательно (для этого устанавливаются перемычки
10—11 и 13—14). На выводах трансформатора 9 и 16 при таком со-
единении получается напряжение около 19 В. На выводах 7 и 8 на-
пряжение составляет 6,3 В,
Для каждого типа трансформатора необходимо рассчитать ве-
личину конденсатора С18. Величина резистора R24 выбирается та-
кой, чтобы падение напряжения на нем составляло 40...50 В.
51
Раздел 1
Рис. 1.34. Топология печатной платы
Микросхемы серии 564 можно заменить на соответствующие
аналоги из серий 1564 и К561. Можно использовать практически лю-
бые маломощные транзисторы соответствующей проводимости. Тран-
52
Домашняя автоматика
Рис. 1.35. Расположение элементов
зисторы VT4-VT7 подойдут с коэффициентом усиления не менее 50.
Транзисторы VT9, VT10 должны иметь максимальное допустимое на-
пряжение эмиттер-коллектор не менее 30 В.
Для увеличения мощности излучения можно включить последо-
вательно 2 или 3 светодиода. Это может потребоваться при увеличен-
ном расстоянии между источником и приемником ИК-излучения. Если
53
Раздел 1
не задаваться целью получения минимальной потребляемой мощнос-
ти, то вместо поляризованного реле РПС-32 можно установить обыч-
ное реле или тиристор, соответствующим образом изменив схему.
При использовании исправных элементов и отсутствии ошибок
в монтаже устройство не требует налаживания.
1.13. Для компьютера
автоматический включатель вентилятора
Для расширения возможностей компьютера приходится уста-
навливать внутри в свободные разъемы на материнской плате допол-
нительные узлы. В этом случае имеющиеся в корпусе вентиляторы
(в источнике питания и на процессоре) с задачей эффективного ох-
лаждения не справляются.
Перегрев микросхем обычно происходит в летний период, ког-
да и так достаточно жарко, что может приводить к сбоям в работе не-
которых программ. В этом случае рекомендуется устанавливать
в корпусе ПК специально предназначенные дополнительные вентиля-
торы с рабочим напряжением 12 или 6 В. Место для них в конструк-
ции корпуса обычно уже предусмотрено.
Любой вентилятор создает шум, пусть даже и небольшой. Будет
удобнее, если он станет включаться только при повышении темпера-
туры выше заданного порога и выключаться после ее снижения. Та-
кой режим работы как раз и обеспечивает приставка, электрическая
схема которой показана на рис. 1.36.
Схема состоит из компаратора, выполненного на микромощ-
ной микросхеме (DA1), и коммутатора на полевом транзисторе VT1.
В качестве датчика температуры R1 использован терморезис-
тор СТЗ-19. Особенностью данных термодатчиков, благодаря миниа-
тюрным размерам, является их малая инерционность, что позволяет
повысить скорость срабатывания схемы при изменении температу-
ры. Располагать термодатчик следует в месте, где происходит наи-
большее выделение тепла, например, под винчестером в корпусе
компьютера. Настройка пороговой температуры, при которой вклю-
чается вентилятор, выполняется резистором R6.
Сама схема управления включением вентилятора потребляет
ток 2,6 мА. Потребление у вентилятора обычно не превышает
0,1...0,15 мА (12 В). Если ваш вентилятор для работы требует больше-
54
Домашняя автоматика
Рис. 1.36. Электрическая схема приставки
для автоматического включения вентилятора
Рис. 1.37. Топология печатной платы
55
Раздел 1
го тока, то транзистор VT1 следует заменить более мощным, напри-
мер, можно взять любой из указанных в табл. 4.1.
Для монтажа деталей использована односторонняя печатная
плата из стеклотекстолита размером 50x35 мм (рис. 1.37). Все эле-
менты устанавливаются со стороны печатных проводников. Таких же
размеров вторая плата закрепляется над элементами на стойках, что
предохраняет их от контакта с другими деталями.
Эту схему можно дополнить сигнализатором неисправности
вентилятора (см. рис. 1.38).
1.14. Звуковой сигнализатор неисправности
вентилятора
В мощной радиоаппаратуре и компьютерах нередко использу-
ют принудительную вентиляцию, что позволяет при малых размерах
конструкции улучшить теплоотвод от радиоэлементов. По опыту изве-
стно, что надежность вентиляторов намного ниже, чем всех осталь-
ных узлов конструкции. И, если вовремя не заметить его остановку,
это может привести к нежелательным последствиям.
На рис. 1.38 показана схема простого сигнализатора, которая
практически сразу оповестит о возникшей неисправности в венти-
ляторе.
При работе любого вентилятора ток в его цепи создает пульса-
цию, которая выделяется на добавочном резисторе R1, установлен-
ном в разрыв цепи мотора. Принцип работы схемы основан на
использовании этой пульсации. Она имеет сложную форму, из кото-
рой при помощи конденсатора С1 выделяется переменная составля-
ющая и подается на базу транзистора VT1. Амплитуды пульсации
вполне достаточно для периодического открывания VT1 (если это не
так, то следует увеличить емкость С1 или величину резистора R1).
Открытый транзистор закорачивает конденсатор С2, не давая ему
зарядиться до порога, при котором откроется VT2.
В случае остановки мотора вентилятора пульсация пропадает,
что приводит к заряду конденсатора С2 через резистор R3 до вели-
чины питающего напряжения. Как только напряжение на затворе VT2
превысит 3 В, он откроется и включит тональный генератор, выпол-
ненный на транзисторе VT3 и пьезоизлучателе. Вместо приведенной
схемы звукового автогенератора в качестве сигнализатора можно
56
Домашняя автоматика
использовать пьезоизлучатели с уже встроенным внутри прерывате-
лем НСМ1201Х, НСМ1601Х (импортные) или любую другую схему,
вырабатывающую звуковой сигнал.
Рис. 1.38. Схема сигнализатора остановки вентилятора
R2 VT1 VT2 VT3
Рис. 1.39. Топология печатной платы и расположение элементов
Для монтажа деталей использована односторонняя печатная пла-
та (рис. 1.39). Детали располагаются со стороны печатных проводников.
Схема не критична к типам применяемых деталей и при пра-
вильном монтаже начинает работать сразу.
57
Раздел 1
1.15. Управляемый модемом
коммутатор телефонной линии
У многих в квартире имеются несколько телефонных аппара-
тов (ТА), установленных в разных комнатах. Если вы иногда исполь-
зуете телефонный модем, то наверняка сталкивались с проблемами
связи, когда кто-то в квартире снимает телефонную трубку и пытает-
ся позвонить, не зная, что вы в это время переписываете нужную
информацию из Интернет. Конечно, можно всех предупредить, по-
просив не трогать некоторое время ТА, но, как показал мой собст-
венный опыт, это не всегда помогает.
Предлагаемое устройство позволяет исключить нарушение
связи, пока модем занимает линию. Оно выполняется в виде при-
ставки к телефонной линии, которая устанавливается в разрыв ос-
новной цепи и располагается в квартире вблизи ввода телефонного
кабеля (рис. 1.40). Это уменьшит длину дополнительных соединитель-
ных проводов и снизит вероятность возникновения наводок.
Для соединения с модемом от блока приставки прокладывает-
ся отдельная телефонная линия. Лучше, если это будет пара медных
изолированных проводов, перевитых между собой (можно в экране).
Для питания приставки также потребуется проложить допол-
нительную цепь (достаточно одного провода, а в качестве второго
можно подключить соответствующую цепь ТЛ, идущую до модема).
Я использовал экранированную витую пару из проводов МГТФ,
при этом экран служит для подачи напряжения +12 В на схему при-
ставки. Подключение приставки к ТЛ выполняется, соблюдая поляр-
ность, указанную на схеме.
Пока питание на схему не подано, она не оказывает никакого
влияния, так как контакты реле К1.1 будут постоянно замкнуты.
Для того чтобы приставка не создавала неудобств, отключение
всех дополнительны^ ТА выполняется при наличии одновременно
двух условий:
1) включен компьютер и подано питание на приставку;
2) линия была свободна, и ее занял модем. При этом, если линия бы-
ла занята кем-то другим, т. е. идет разговор — блокировка не
должна включаться.
Работает приставка следующим образом. Схема имеет датчи-
ки тока и напряжения в линии. Датчиком тока является транзистор
58
Рис. 1.40. Электрическая схема телефонной приставки
к ТА
омашняя автоматика
Раздел 1
VT1, который за счет выделяющегося на резисторе R1 напряжения
(при снятой трубке на любом из ТА) будет находиться в открытом со-
стоянии (лог. “О” на коллекторе). Датчиком напряжения является
транзистор VT2. Он работает в режиме микротоков и имеет большой
коэффициент усиления, за счет чего достаточно изменения напряже-
ния в линии всего на 0,3 В для его переключения из одного устойчи-
вого состояния в другое. На коллекторе VT2 появится лог. “1”
в случае, если напряжение в телефонной линии с 60 В снизится до
значений меньше 15 В. Это происходит, когда линия занята абонен-
том — любым телефоном или модемом.
Логика управления электромагнитным реле К1 сделана такой,
что оно может включиться только при условии, что на коллекторах
VT2 присутствует лог. “1”, а на VT1 лог. “О” (контакты К1.1 разомкнут
все цепи телефонной линии, которые не связанны с модемом), т. е.
на входах логического элемента ИЛИ-HE (DD1.3) будет присутство-
вать лог. “О”. Что произойдет только когда модем занимает линию.
Для индикации того, что другие ТА отключены и линию занимает мо-
дем, используется свечение светодиода HL1 (его наличие удобно,
но не является необходимым).
Конденсаторы С1...СЗ устраняют дребезг срабатывания кон-
тактов реле К1 при импульсном наборе телефонного номера на лю-
бом из ТА.
Когда же необходимо пользоваться телефоном перед тем, как
будет работать модем, или сразу после набора телефонного номера
модемом, то блокировку всех ТА можно отключить, отключив пита-
ние, подаваемое на схему (SA1)3 или же подсоединить ТА к выходу
модема (такое гнездо имеет любой модем). Выключатель питания
приставки SA1 обязательно должен иметь две группы переключаю-
щих контактов — это позволит исключить проникновение помех в те-
лефонную линию во время работы компьютера, когда питание
приставки отключено.
Все элементы схемы работают в режиме микротоков и потреб-
ление будет в основном определяться током, проходящим через
обмотку реле (50...80 мА). Для этих целей лучше всего подходят им-
портные малогабаритные реле, специально разработанные для при-
менения в качестве коммутаторов в цепях ТЛ.Среди отечественных
можно использовать РЭС49, РЭС47 и многие другие. Главное, чтобы
у него номинальное рабочее напряжение соответствовало подавае-
мому питанию на схему, например, оно может быть от 6 до 12 В. Для
60
Домашняя автоматика
HL1
-ТЛ +12В +ТЛ
Рис. 1.41. Топология печатной платы и расположение элементов
приставки
питания схемы удобно использовать любой подходящий стабилизиро-
ванный сетевой адаптер. Если у вас в компьютере используется внеш-
ний модем, то можно воспользоваться его блоком питания, сделав на
выходной штекер разветвитель (тут подразумевается вилочного типа
сетевой адаптер).
Схема не критична к типам применяемых деталей. Резисторы
можно устанавливать ближайших к указанным на схеме номиналов
61
Раздел 1
из ряда Е24, но все они должны быть малогабаритными, например,
подстроечный резистор R4 типа СПЗ-19а. В этом случае все элемен-
ты, кроме светодиода HL1, легко поместятся на односторонней пе-
чатной плате размером 55x40 мм (рис. 1.41). Плата имеет одну
объемную перемычку, которую лучше установить в начале монтажа.
Для удобства подключения внешних цепей на ней предусмотрена
установка винтовых контактных зажимов. Реле из серии РЭС49
может припаиваться прямо к контактам платы, а если использовать
другие типы, то они размещаются рядом и соединения выполяются
внешними проводниками.
Настройка устройства заключается в установке подстроечным
резистором R4 порога срабатывания детектора уровня напряжения
в линии, как это было указано выше (для чего напряжение на вход
схемы удобно подавать от регулируемого источника питания).
62
Электроника в быту
' Существует немало полезных в быту устройств, которые про-
мышленность не выпускает, или же слишком дорогих. В этом разделе
представлены схемы разного назначения — от металлоискателей до
электрической удочки. Все они довольно простые и легко могут быть
изготовлены самостоятельно даже неопытными радиолюбителями.
Основная задача приведенных устройств — это сделать окружающий
нас мир более удобным. Они помогут решить некоторые из возника-
ющих в быту проблем без больших материальных затрат.
2.1. Металлоискатели
В иностранной литературе такие устройства называют металло-
детекторами (metal detector). Область применения в быту у них доволь-
но широка: от поиска кладов и исторических реликвий до обнаружения
места расположения металлической арматуры и труб в стене, что мо-
жет потребоваться при ремонте квартиры или когда приходится выпол-
нять отверстия для закрепления полок.
Профессиональные металлоискатели выпускают некоторые
фирмы, но даже самые простые из них стоят довольно дорого. В боль-
шинстве случаев можно обойтись самодельным. Вашему вниманию
предлагаются две схемы, которые можно легко изготовить дома.
2.1.1. Простой металлоискатель
Этот металлоискатель, несмотря на малое число деталей и про-
стоту в изготовлении, отличается достаточно большой чувствительно-
стью. Так, крупные металлические предметы, такие как батарея
отопления, он способен обнаружить на расстоянии до 60 см, мелкие
же, например, монету диаметром 25 мм — на расстоянии 15 см.
Принцип работы устройства основан на изменении частоты в
измерительном генераторе под воздействием находящихся рядом
металлов и выделении разностной частоты (биений) между измери-
тельным и образцовым генератором. Так как эта частота находится
в звуковом диапазоне, ее можно услышать.
В отличие от опубликованных в литературе аналогов (Л2,
стр. 159; Л5, стр. 175), в данной схеме (рис. 2.1) частота образцового
генератора, выполненного на DD1.1, стабилизирована при помощи
63
Раздел 2
пьезоэлемента, в качестве которого использован пьезофильтр (ZQ1)
на промежуточную частоту (465 кГц), имеющуюся в любом бытовом
супергетеродинном радиоприемнике. Такие элементы широко распро-
странены (легко доступны) и гораздо дешевле, чем кварцевые резона-
торы. Применение пьезоэлемента позволяет повысить стабильность
частоты образцового генератора по сравнению с обычными LC или RC
генераторами, а значит, увеличить дальность обнаружения металличе-
ских предметов.
Измерительный генератор собран на логическом элементе
DD1.2 и содержит катушку (L1) в виде рамки, которая является датчи-
ком. При приближении ее к металлу меняется индуктивность катушки,
что приводит к изменению частоты автогенератора. Начальная часто-
та автогенератора определяется элементами C1-C2-C3-L1 и подстраи-
Рис. 2.1. Электрическая схема металлоискателя
64
Электроника в быту
вается при помощи регулируемого конденсатора С1, близкой к часто-
те образцового генератора (чуть больше или меньше чем 465 кГц).
На элементе DD1.3 сигналы двух генераторов смешиваются.
Выходной сигнал DD1/11 содержит разностную гармонику, и, чтобы
ее отделить от высокочастотных импульсов, установлен фильтр из
R3-C5. Низкочастотный сигнал усиливается полевым транзистором
VT2 и подается на звуковой излучатель — наушники BF.
Применение в автогенераторах логических элементов КМОП
микросхемы, благодаря их большому входному сопротивлению, поз-
воляет получить высокую добротность в колебательном контуре из-
мерительного генератора, что повышает у него стабильность
частоты. Это дает возможность работать при малых биениях и таким
образом увеличить чувствительность металлоискателя (любой чело-
век может на слух различить изменение частоты на 10 Гц в области
низких частот).
В качестве автономного Источника питания схемы можно ис-
пользовать 7 аккумуляторных элементов Д-0,125 или уже собранный
из них аккумулятор 7Д-0,125Д.
Питание автогенераторов стабилизировано при помощи преци-
зионного стабилитрона КС166В (только параметрические стабилиза-
торы на напряжение около 6 В имеют близкий к нулю дрейф
напряжения при изменении окружающей температуры).
Как известно из теории, чтобы получить большой коэффициент
стабилизации от параметрического стабилизатора, необходимо что-
бы последовательно с ним был установлен добавочный резистор. А
коэффициент стабилизации у такого стабилизатора тем выше;} Чем
больше величина этого резистора. Величину добавочного резистора
можно увеличить, если входное напряжение значительно больше вы-
ходного (стабилизируемого). В данной схеме это делать нецелесооб-
разно, и поэтому вместо добавочного резистора в цепи стабилитрона
установлен транзистор VT1, как это предложено в Л6. Что позволяет
повысить коэффициент стабилизации стабилитрона даже при мини-
мальной разности напряжения эмиттер-коллектор у транзистора VT1.
Схема металлоискателя сохраняет работоспособность при сни-
жении напряжения до 5 В, но в этом случае стабилизации напряже-
ния питания не будет.
Потребляемый металлоискателем ток (а значит и продолжи-
тельность работы) сильно зависит от сопротивления подключенных
на выходе звуковых наушников. По этой причине их сопротивление
65
Раздел 2
должно быть как можно больше (>100 Ом), для чего телефоны в на-
ушниках подключены последовательно. Резистор R7 ограничивает
максимальный ток транзистора VT2 при коротком замыкании в науш-
никах, а резистор R6 позволяет регулировать громкость звука. Для
удобства такой резистор объединен с включателем питания SA1.
Наушники соединяются через любое стандартное гнездо Х1.
Гнездо Х2 предназначено для подключения сетевого зарядного уст-
ройства для аккумулятора G1. Это позволит выполнять подзарядку
элементов питания не вынимая их из корпуса, так как в домашних ус-
ловиях трудно изготовить открывающийся отсек для доступа.
При изготовлении устройства использованы детали: конденса-
тор настройки С1 от любого миниатюрного радиоприемника (напри-
мер КП-180); С2 и СЗ должны быть с минимальным отрицательным
ТКЕ (М47, М75), С4 и С5 из серии К10 (К10-17); С6 — К53-1 на 16 В.
Переменный резистор R6 типа СПЗ-ЗбМ (он предусматривает гори-
зонтальную установку на плате и имеет встроенный включатель SA1),
подстроечный резистор R5 типа СПЗ-19а, остальные подойдут любые
малогабаритные.
Пьезорезонатор (пьезофильтр ZQ1) скорее всего подойдет лю-
бой из серии ФП1П1-61 (-01, -02 и т. д.), а также можно попробовать
многие другие типы, имеющие три вывода.
Элементы, выделенные на электрической схеме пунктиром,
расположены на односторонней печатной плате из стеклотекстолита
толщиной 1...1.5 мм и размерами 75x40 мм (рис. 2.2). Плата разме-
щается вблизи от катушки датчика L1. Место, где закрепляется плата
с элементами, экранировать не обязательно.
Катушка датчика металлоискателя L1 имеет вил тороидальной
рамки, рис. 2.3. Она наматывается медным проводом ПЭВ (ПЭЛ) ди-
аметром 1,2 мм на любой подходящей оправке диаметром 20 см, на-
пример, вырезанной из пенопласта. Намотка выполняется в навал
30 витков (индуктивность получается около 480 мкГн, добротность 7,6).
После намотки катушки рамка обматывается любой диэлектрической
лентой (лакотканью или изолентой), а после этого тонкой алюминиевой
фольгой, выпускаемой в виде ленты (например, типа ДПРХМ 0,1x30
ГОСТ 618-73). Такую фольгу используют в некоторых телефонных ка-
белях для выполнения внешнего экрана. Можно применить также мед-
ную фольгу. У места выводов катушки участок около 10 мм закрывать
фольгой не нужно (между концами экрана оставляем зазор, как это по-
казано на рисунке).
66
Электроника в быту
Рис. 2.2. Топология печатной платы и расположение элементов
Экран у катушки уменьшает влияние паразитных емкостей, что
повышает стабильность рабочей частоты измерительного автогене-
ратора. Применение толстого провода при изготовлении 1_1 обеспе-
чивает более высокую добротность у катушки и придает жесткость
рамке без использования дополнительных элементов крепления.
На рис. 2.4 показан один из возможных вариантов выполнения
конструкции корпуса металлоискателя. В качестве материала для
закрепления рамки и платы с деталями подойдет любой диэлектрик,
например, оргстекло толщиной 5 мм. Если элементы питания исполь-
67
Раздел 2
Рис. 2.4. Вид конструкции металлоискателя
68
Электроника в быту
зуются типа Д-0,115, толщина корпуса может быть уменьшена до
25 мм (за счет их закрепления на плоскости между двумя платами).
Настройка схемы после проверки осциллографом наличия им-
пульсов на выходах автогенераторов начинается со стабилизатора на-
пряжения. На схему от лабораторного источника питания подаем
напряжение 8,4 В (номинальное для указанных выше элементов пита-
ния) и измеряем потребляемый ток (без подключенных телефонов BF).
Он не должен превышать 4,8 мА, для чего может потребоваться подбор
резистора R4. Теперь цифровым вольтметром измеряем напряжение
на стабилитроне VD1. При изменении питающего напряжения от 7 до
10 В на стабилитроне оно должно меняться не более чем на 0,07 В.
При напряжении питания 8,4 В подстройкой конденсатора С1
получаем на R5 сигнал разностной частоты (100...3000 Гц) между дву-
мя генераторами. Его форма показана на рис. 2.5, а. После этого под-
ключаем наушники и при удобной громкости сигнала (зависящей от
R6) подстройкой резистора R5 устанавливаем рабочую точку у поле-
вого транзистора VT2 так, чтобы на его стоке был меандр, рис. 2.5, б,
(контролируем осциллографом). Теперь прибор готов к работе.
Рис. 2.5. Форма напряжения в контрольных точках схемы
69
Раздел 2
Окончательную подстройку выполняем при помощи конденса-
тора С1 при отсутствии на расстоянии вблизи 1 м металлических
предметов.
Для удобства использования металлоискателя низкочастотный
сигнал устанавливаем на слух в диапазоне 100...500 Гц. В этом слу-
чае будет более заметно изменение частоты при приближении рам-
ки датчика к металлическому предмету. Причем, в зависимости от
типа токопроводящего материала, частота может увеличиваться или
уменьшаться до получения нулевых биений.
При помощи регулировки конденсатора С1 можно легко добить-
ся нулевых биений, когда вообще нет звука при отсутствии металла.
В этом случае сигнал появится при приближении к металлу рамки
датчика, но вариант работы, при которой устанавливается небольшая
начальная частота звука на выходе, позволяет добиться большей
чувствительности м етал л о искател я.
2.1.2. Металлоискатель со сменными датчиками
В металлоискателях, использующих принцип биений между час-
тотами двух генераторов, для увеличения дальности обнаружения необ-
ходимо увеличивать диаметр рамки датчика. При этом увеличивается и
зона обнаружения, но одновременно снижается чувствительность к
мелким металлическим предметам. И при поиске малых предметов
вблизи от большой массы металла наблюдается эффект маскирующего
экранирования. Кроме того, работа металлоискателя на одной частоте
не позволяет обеспечить селективность к видам металлов.
Применение сменных катушек датчика (имеющих разный диа-
метр и число витков) позволяет не только более точно определить
место расположения предмет^, его ориентировочный объем, но и
обеспечить селективность к вйдам металлов за счет использования
низких рабочих частот (Л7).
Принцип работы схемы, приведенной на рис. 2.6, аналогичен
описанной в предыдущей статье, нЬ она может работать на частотах
от 10 кГц до 220 кГц. При фиксированных значениях конденсаторов
С1-С2 рабочая частота автогенератора, собранного на транзисторе
VT1, будет определяться параметрами рамки датчика’— индуктив-
ностью катушки L1. Второй автогенератор является образцовым и
выполнен на многофункциональной микросхеме D1 (564ГГ1). Его
частота (fo) задается элементами C4-R8-R9 и может перестраи-
ваться в диапазоне 8,8...222 кГц изменением подаваемого на вход
70
Электроника в быту
Рис. 2.6. Электрическая схема металлоискателя
71
Раздел 2
D1/9 напряжения (резистором R7). Это позволяет получить раз-
ность частот между измерительным и образцовым генератором по-
рядка 100...1000 Гц при изменении частот и параметров рамки в
широком диапазоне.
Две частоты смешиваются на логическом элементе ИСКЛЮ-
ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, имеющимся внутри микросхемы. Низкочастотный
разностный сигнал выделяется после фильтрации на R12 и, усилен-
ный полевым транзистором VT4, поступает на наушники BF.
Транзистор VT3 совместно со стабилитроном, находящимся
внутри корпуса микросхемы, обеспечивает стабилизацию питающего
напряжения автогенераторов даже при минимальном падении напря-
жения эмиттер-коллектор у VT3, что позволяет повысить стабиль-
ность частоты у автогенераторов.
Для работы на частоте 155 кГц параметры катушки L1: диаметр
рамки 20 см — наматывается 80 витков проводом ПЭЛ диаметром
1,2 мм (индуктивность 2,9 мГн, добротность 16,6). Остальные рамки
имеют диаметр 10 и 50 см, а число витков может доходить до 150.
Для сборки схемы была изготовлена печатная плата размером
80x40 мм из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита
(рис. 2.7). Один слой фольги используется как экран и соединяется с
общим проводом схемы. На втором слое фольги оставлены площад-
ки, к которым припаиваются элементы схемы.
При сборке использованы детали: конденсаторы С1...С6 типа
К10-17, при этом С1, С2 и С4 должны быть с минимальным отрица-
тельным ТКЕ (М47, М75); С7 — танталовый типа К53-1 или К53-4 на
16 В. Резисторы подойдут любого типа. Разъем Х1 и включатель SA1
также могут быть любыми малогабаритными. Микросхема D1 заме-
няется на КР1561ГГ1 или аналогичной импортной CD4046BE.
Плата размещается вблизи отхрамки, так же как и в предыду-
щем варианте конструкции.
Настройка металлоискателя начинается с проверки указанного
выше диапазона перестройки частоты генератора на микросхеме D1.
Контролировать можно осциллографом или частотомером на выходе
D1/4 при крайних положениях регулятора R7.
После этого проверяем наличие импульсов на коллекторе VT2
и подстройкой резистора R3 устанавливаем рабочий режим автоге-
нератора на VT1 так, чтобы у импульсов на среднем уровне напряже-
ния длительность и пауза были равны.
72
Электроника в быту
Из-за разброса порогового напряжения у полевых транзисто-
ров КП501А, скорей всего, также потребуется подбор резистора R12
из диапазона 12...33 кОм для получения в наушниках (BF) низкочас-
тотных импульсов с формой меандра.
Теперь, включая схему без наушников, проверяем работу ста-
билизатора напряжения аналогично, как это описано для схемы на
рис. 2.1, и при необходимости подбираем резистор R11.
На этом настройку металлоискателя можно считать законченной.
Рис. 2.7. Топология печатной платы и расположение элементов
(вид со стороны установки деталей)
73
Раздел 2
2.1.3. Дополнительные источники
информации по металлоискателям
В Интернет есть сайт российских кладоискателей, содержащий
перечень литературы на тему, где и что можно найти. Там также ука-
заны цены на некоторые типы металлоискателей, выпускаемых про-
мышленностью: http://www.glasnet.ru/~osipov/index1.htm.
Сайт автора известной многим книги “Металлоискатели для по-
иска кладов и реликвий” (Л7): http://www.aha.ru/~aish/index2.htm.
Немало простых схем металлоискателей было опубликовано в
радиотехнических журналах: “Радио”, “Радиолюбитель” и “Радиохоб-
би”. Перепечатки некоторых материалов можно найти на сайтах:
http://bepctak.da.ru/ (три металлоискателя на микросхемах);
http://www.chat.ru/~radiosputnik (шесть схем металлоискателей);
http://www.nnov.rfnet.ru:8100/rt/s2/mi-2-70.html.
Схемы металлоискателей есть и в книге, посвященной охран-
ным сигнализациям и охране своих секретов (Л8).
Довольно простой металлоискатель опубликован в журнале
“Радиолюбитель”, 1997, № 8, стр. 30. Схема содержит всего 3 транзи-
стора, но она работает совместно с УКВ приемником, имеющим от-
ключаемую автоматическую подстройку частоты (АПЧ). Приемник
является индикатором наличия вблизи металла.
2.2. Электронная ловушка для комаров
В летний период для многих злейшими врагами являются кома-
ры. Причем, в отличии от дачных и лесных, городские отличаются
проворностью и более пугливы. Убить такого кровососа значительно
сложнее, так как режим питания у него ночной, и он будет терпеливо
ждать, когда вы заснете. ,Всего один комар может не дать спать пол-
ночи, периодически напоминая о своем'ярисутствии.
Для борьбы с комарами, кроме защитных кремов, в продаже име-
ются тепловые испарители специального вещества, способного в тече-
ние 30 минут в закрытом помещении убить всех летающих насекомых.
Насколько эти методы защиты при частом использовании безвредны
для самого человека, покажет время, но к дешевым их не отнесешь.
В продаже можно найти также светильник-ловушку для кома-
ров (Electronic Insect Killer) китайского производства, в котором не ис-
пользуется химии. Выполнен он довольно просто и может быть легко
74
Электроника в быту
изготовлен самостоятельно. Для чего потребуется лампа с синим
цветом свечения мощностью не более 25 Вт: для получения синего
света покрасить цапонлаком можно любую подходящую лампу. Лам-
па включена параллельно с удвоителем сетевого напряжения, схема
которого показана на рис. 2.8. Конденсаторы С1 и С2 заряжаются до
амплитудного значения сетевого напряжения (Umax=1,414U=311 В),
а резистор R1 ограничивает ток .через диоды в случае короткого за-
мыкания на выходе. На контактах —4 будет постоянное напряжение
около 620 В — к ним подключаются два голых провода диаметром
0,3...0,6 мм. Эти провода идут параллельно (интервал 4 мм) по спира-
ли вокруг лампы на расстоянии 10/..20 мм от стекла лампы и крепят-
ся к диэлектрическим стойкам (рис. 2.9). Лампу лучше применить с
удлиненным баллоном, что позволит сделать конструкцию ловушки
более компактной при увеличенной рабочей зоне.
Принцип действия такого устройства основан на поражении по-
падающих в зазор между двумя проводами насекомых электрическим
разрядом. А чтобы заманить их в зазор, как не сложно догадаться,
служит лампа.
Светильник-ловушка подвешивается, ближе к потолку, где бо-
лее вероятна встреча с комаром. Да и в руки к ребенку в этом слу-
чае такая “высоковольтная игрушка” не попадет.
Недостатком данного устройства является то, что для его
действия комар должен почти коснуться соседних проводов при про-
лете между ними: так как напряжение на проводах ниже, чем пробой-
ное для воздуха, это примерно около 1000 В на 1 мм зазора (зависит
от влажности), т. е. для всего зазора в 4 мм получаем 4 кВ.
КД247Ж
Рис. 2.8. Простейший вариант схемы для получения
повышенного напряжения
75
Раздел 2
Рис. 2.9. Внешний вид конструкции
Чтобы сделать работу ловушки более эффективной, необходи-
мо повысить напряжение на проводах решетки. Это можно сделать
при помощи умножителя сетевого напряжения, выполненного по схе-
76
Электроника в быту
ме, показанной на рис. 2.10. На выходе устройства в этом случае бу-
дет около 1200 В (четырехкратно умноженное напряжение сети).
Конструкция каркаса, на котором наматывается сетка из про-
вода, для удобства изготовления в домашних условиях может иметь
прямоугольную форму. А если ловушка будет находиться всегда в
подвешенном состоянии, то нет необходимости в пластмассовых ог-
раничителях, исключающих касание руками находящихся под высо-
ким напряжением проводов.
ХР1
«-----------
I EL1
I 15...25 Вт
I
?-----------
I VD1...VD4 КД247Ж |
1 R1 10к С1 0,1 мк 630В VD3 I
•1-В—,-------И-----—Н—
VDl2k
СЗ
0,1мк
630В
. VD2/\ о,1мкф
। 630В
I ---------------II-----------Н-------L-
I С2 0,1мк630В VD4
I________________________________________
Рис. 2.10. Вариант четырехкратного умножения сетевого напряжения
Применяемые конденсаторы должны быть высоковольтными,
например, типа К42У-2 на 630 В. Диоды подойдут любые, с допусти-
мым обратным напряжением не менее 800...1000 В, например,
КД258Г(Д), КД257ГЩ).
Еще больше повысить эффективность ловушки позволяет до-
полнительное увеличение напряжения на проводах решетки. Обычно
для этого используют импульсный преобразователь, например, как в
конструкции, описанной в журнале Л9. Расстояние между проводами
в этом случае потребуется увеличить до такого, при котором еще не
образуется между ними дуговой разряд.
В качестве повышающего напряжение импульсного преобразо-
вателя можно также использовать схему, приведенную в Л2, стр. 175.
В этом случае импульсный трансформатор (Т1) получится более про-
стым, чем это описано в статье. Достаточно всего одного слоя во
вторичной обмотке — примерно 600...800 витков. Герметизация за-
ливкой также не нужна.
77
Раздел 2
2.3. Подставка для паяльника
с автоматически изменяемой температурой
При монтаже электрической схемы или ремонте радиоаппара-
туры дома приходится применять сетевой паяльник. При этом он ис-
пользуется не очень интенсивно и большую часть времени находится
на подставке. Чтобы продлить срок службы рабочего жала и нагрева-
теля, желательно снижать температуру паяльника во время интерва-
ла, когда не приходится паять (полностью выключать не удобно из-за
инерционности процесса нагрева).
Для снижения температуры иногда применяют подставку с кон-
тактной группой, которая переключается под весом лежащего паяль-
ника. При этом контактная группа разрывает основную цепь, а
питание на паяльник подается через добавочный гасящий резистор
или диод. При использовании диода нагревание обмотки производит-
ся одной полуволной сетевого напряжения, что более удобно, так как
не требуется рассеивать выделяющееся тепло, как это происходит с
добавочным резистором. На мощных паяльниках иногда такой пере-
ключатель с диодом устанавливают в рукоятке.
Схема (рис. 2.11) позволяет заменить механический переклю-
чатель и обойтись без гасящего мощность резистора. Управление на-
гревом выполняется при помощи сенсорного датчика, в качестве
которого может использоваться металлический держатель, имею-
щийся на любой подставке.
Если паяльник снят с подставки, тиристор VS1 будет полностью
открыт за счет тока, проходящего через резисторы R4-R5-R6. Вторая
полуволна напряжения проходит через диод VD3. В небольших преде-
лах (на одной полуволне) действующее напряжение на обмотке па-
яльника можно регулировать резистором R4 за счет изменения угла
открывания тиристора VS1, что позволяет подобрать оптимальную
температуру пайки. Но если в этом нет необходимости, вместо R4 ус-
танавливаем перемычку.
Как только паяльник будет положен на подставку, это приведет
к частичному или полному закрыванию тиристор^, как это показано
на рис. 2.12 (пунктир — это форма напряжения на обмотке нагрева-
теля при полностью открытом тиристоре, когда VT1 закрыт и в рабо-
те схемы не участвует). За счет наведенного напряжения на затворе
полевого транзистора VT1 он будет открываться с частотой сетевой
наводки, мешая подаче управляющего напряжения на тиристор.
78
Электроника в быту
Светодиод HL1 служит для контроля нормальной работы схемы
автомата: он ярко светится, когда действует ограничение напряжения.
Е1
Рис. 2.11. Электрическая схема приставки
Схема не критична к выбору деталей, и все они, кроме транзи-
стора VT1, могут быть любого типа. Тиристор подойдет из серии Т112
или Т122.
Детали схемы, кроме резистора R4, размещены на двухсторон-
ней печатной плате из стеклотекстолита размерами 55x40 мм
(рис. 2.13). Элементы устанавливаются со стороны печатных провод-
79
Раздел 2
ников: их положение показано пунктиром. Вторая плата таких же раз-
меров закрепляется на стойках (на высоте не более 15 мм), что поз-
воляет получить изолированную конструкцию. Устройство занимает
довольно мало места и располагается в подставке для паяльника.
Рис. 2.13. Топология печатной платы и расположение элементов
(вид со стороны установки деталей)
Схема работает при любой фазировке подключения вилки ХР1
к сети, но лучше, если она будет соответствовать указанной на схеме.
После изготовления устройства были проведены измерения
температуры жала паяльника. При этом снижение температуры, ког-
да паяльник лежит на подставке, по отношению к рабочему режиму
составило не меньше 60°С, что позволяет быстро выйти на нормаль-
ную температуру (260°С).
2.4. Регулятор температуры
для низковольтного паяльника
Для монтажа КМОП микросхем приходится пользоваться низ-
ковольтным паяльником, имеющим заземление. При этом для полу-
чения нужной температуры будет гораздо удобнее его питать через
регулятор мощности.
Электрическая схема (рис. 2.14) позволяет регулировать тем-
пературу жала паяльника в широких пределах. При этом, в отличие от
80
Электроника в быту
других регуляторов аналогичного назначения, в данной схеме в каче-
стве коммутатора тока,ч поступающего в нагреватель, используется
мощный полевой N-канальный транзистор. Он в открытом состоянии
имеет меньшее внутреннее сопротивление исток-сток по сравнению
с обычными биполярными транзисторами или тиристорами. Это сни-
жает потери, идущие на нагрев электронного ключа, и позволяет его
использовать в данном устройстве без теплоотвода.
Рис. 2.14. Электрическая схема регулятора
Работает схема следующим образом. На интегральном тайме-
ре DA1 собран ждущий мультивибратор, у которого ширина выходных
импульсов определяется номиналами элементов R4-R5-C3. Транзис-
тор VT1 открывается, когда у него на затворе действует положитель-
ное напряжение.
Чтобы схема не создавала сильных помех, работа одновибра-
тора синхронизирована с частотой сети. Для этого на вход DA1/2 по-
дается через делитель R2-R3 пульсирующее напряжение, форма
которого показана на рис. 2.15, а, (амплитуда будет ограничена уров-
нем стабилизации стабилитрона). Порог срабатывания микросхемы
устанавливается подстройкой R3. На выходе DA1/3 при этом появят-
ся импульсы с периодом 10 мс и длительностью (tn), зависящей от по-
ложения регулятора R4 (рис. 2.15, б). При минимальном значении
81
Раздел 2
сопротивления R4 форма напряжения (DA1/3) должна быть такой, как
показано на рис. 2.15, в. Чтобы это обеспечить, потребуется подо-
брать номинал резистора R5.
Рис. 2.15. Форма напряжения в контрольных точках схемы
Для сборки регулятора можно воспользоваться топологией
печатной платы, приведенной на рис. 2.16. На плате размещены все
детали, кроме регулировочного резистора R4. Транзистор VT1 за-
крепляется винтом М3 (этот винт служит также цепью проводника,
связанного со “стоком”).
Схема не критична к типам используемых деталей, а номиналы
резисторов и конденсаторов могут иметь ближайшие значения из ря-
да Е24. Микросхема КР1006ВИ1 заменяется полным импортным ана-
логом NE555 или LM555.
Диоды VD1...VD4 должны быть (рассч итаны на ток не менее 3 А.
Транзистор BUZ11 можно заменить более дешевыми IRF540 или
КП540.
)
82
Электроника в быту
Рис. 2.16. Топология печатной платы
и расположение элементов
2.5. Регулятор мощности на ГРН-1-220
Довольно простой регулятор мощности, поступающей в нагруз-
ку, можно сделать, используя модуль фазового регулятора ГРН-1-220.
Он предназначен для плавной регулировки яркости свечения ламп
накаливания, температуры электронагревателей (например, па-
яльника и др.), а также позволяет регулировать частоту вращения
коллекторных электродвигателей. Управление напряжением, посту-
пающим в нагрузку, выполняется за счет изменения задержки откры-
83
Раздел 2
вания коммутатора относительно момента перехода напряжения че-
рез “0”. Mancie габариты такого устройства позволяют его легко раз-
местить в любом месте.
Основные технические параметры регулятора:
О напряжение сети 220 В ± 20%;
О ток нагрузки до 2 А;
О диапазон регулировки действующего напряжения на нагрузке от
0 до 97%;
О мощность нагрузки до 250 Вт без теплоотвода и до 400 Вт с тепло-
отводом;
О диапазон рабочих температур -4О...+7О°С.
Сама схема управления довольно экономична и потребляет
всего около 0,7 мА. При этом максимальное напряжение в нагрузку
поступает, когда у резистора R1 нулевое сопротивление.
Типовые схемы включения для разной мощности нагрузки по-
казаны на рис. 2.17 и 2.18. При работе регулятора на индуктивную на-
грузку необходимо параллельно с ней включить последовательную
RC-цепь.
DA1
Рис. 2.17. Схема включения регулятора
для нагрузки мощностью до 400 Вт
Для управления мощной нагрузкой можно воспользоваться
схемой рис. 2.18. Кроме указанных на рисунке, могут использовать-
ся и многие другие типы симисторов.
На основе этого модуля легко сделать включатель света, акти-
визируемый освещением фотодатчика (рис. 2.19). Настройка схемы
выполняется, когда затемнен фоторезистор R2 при помощи резисто-
84
Электроника в быту
Рис. 2.18. Схема включения регулятора для мощности 2 кВт и более
DA1
Рис. 2.19. Включатель света, активизируемый освещением
pa R1 так, чтобы лампа EL1 не светилась. При появлении света тран-
зистор VT1 открывается и закорачивает R4, что приводит к свече-
нию лампы.
2.6. Стабилизированный регулятор мощности
для активной нагрузки
В некоторых местах сетевое напряжение в течение дня мо-
жет сильно отличаться от номинального значения 220 В. При пита-
нии сетевого паяльника его температура также будет меняться, что
не всегда допустимо. Показанная на рис. 2.20 схема позволяет не
85
Раздел 2
Ct.
-220В
Рис. 2.20. Схема стабилизированного регулятора
для активной нагрузки
только регулировать в диапазоне 110...210 В действующее на нагре-
вателе напряжение, но и стабильно поддерживать его при измене-
нии входного.
86
Электроника в быту
Следует учитывать, что данный регулятор предназначен для пи-
тания только активной нагрузки, такой, как лампа, паяльник, обогрева-
тель и др. Аналогичные схемы иногда используют для питания обмотки
возбуждения в электроприводах мощных моторов постоянного тока.
Работает стабилизатор следующим образом. Входное сетевое
напряжение поступает на мостовой выпрямитель (VD1...VD3), в од-
ном плече которого вместо диода установлен тиристор VS1. Одна
полуволна сетевого напряжения сразу поступает в нагрузку через
диоды VD2-VD3. Регулировка выходного напряжения осуществляет-
ся на второй полуволне за счет изменения фазового угла открыва-
ния тиристора VS1.
Управление углом открывания тиристора выполняют транзи-
сторы VT1...VT3. На VT1 собран автогенератор, работа которого
синхронизирована с частотой сети (за счет импульсного питания).
Транзистор VT2 управляет зарядным током для конденсатора С2. Ве-
личина этого тока определяет время заряда С2, а значит, и момент
формирования импульсов транзистором VT1.
Сигнал обратной связи с нагрузки Rh через фильтр из элемен-
тов R13-C3-R12 поступает на вход усилителя, выполненного на тран-
зисторе VT3. На этот же вход через резисторы R10-R11 подается
сигнал противоположной полярности от источника опорного напря-
жения, которым является стабилитрон VD5.
Регулятор позволяет устанавливать действующее напряжение
на нагрузке от 110 до 210 В. При этом следует учитывать, что при
крайних положениях регулятора (значениях выходного напряжения)
стабилизации не будет. Коэффициент стабилизации у схемы около 10,
т. е. при изменении входного напряжения от 130 до 180 действующее
на нагрузке напряжение будет меняться не более чем на 5 В.
Максимально допустимая мощность нагрузки может быть до
2 кВт при использовании более мощных диодов VD1...VD3, напри-
мер Д112-25-6. Конденсаторы С1, С2 в схеме лучше применять ти-
па К73-17 на 250 В, а резисторы подойдут любые.
2.7. Стабилизированные источники питания
для плеера
Все больше встречается бытовых устройств, питающихся от на-
пряжения 3 В (двух миниатюрных батареек или аккумуляторов).
Большинство кассетных плееров, диктофонов и карманных радиопри-
емников рассчитаны на автономную работу, но в стационарных усло-
87
Раздел 2
виях, чтобы не разряжать элементы питания, их удобнее питать от
сети 220 В через соответствующий адаптер. Для этого необходим ста-
билизированный источник с напряжением 2,4...2,9 В, обеспечиваю-
щий ток в нагрузке до 0,3...0,5 А.
В продаже есть немало блоков питания, выполненных в виде се-
тевой вилки. Часть из них не имеет стабилизатора и для данного при-
менения не годятся из-за прослушивающегося (в паузах) сетевого
фона. В хороших адаптерах в пластмассовом корпусе находятся пони-
жающий напряжение трансформатор, выпрямитель, конденсаторы
фильтра и стабилизатор на микросхеме КР142ЕН12. Типичная схема
такого источника питания показана на рис. 2.21. При небольшом по-
требляемом токе нагрузкой (до 100 мА) этот источник работает впол-
не нормально, но при его увеличении корпус начинает сильно греться,
что объясняется тем, что для работы указанной микросхемы в режиме
стабилизации на ней должно падать напряжение не меньше 3,8 В (меж-
ду входом и выходом). При токе 0,5 А выделяемая на DA1 мощность в
виде тепла составит не менее 1,9 Вт. Обычно это значение еще боль-
ше из-за того, что напряжение со вторичной обмотки трансформатора
никогда не выбирается минимально допустимым, так как возможна не-
стабильность сетевого напряжения (его снижение до 180 В).
DA1
Рис. 2.21. Типовая схема стабилизированного источника питания
Малые габариты корпуса адаптера не позволяют обеспечить
хороший теплоотвод для микросхемы стабилизатора. И, несмотря на
то, что нагрев элементов такого блока питания является допус-
тимым, ни для кого не секрет, что с увеличением температуры сни-
жается надежность и срок службы источника. А если забыть такой
88
Электроника в быту
адаптер включенным в сеть, да еще при 30-градусной жаре, тут неда-
леко и до пожард (тепловые предохранители имеют далеко не все ви-
лочные блоки питания).
Большинство аудиоплееров не имеют надежного автостопа при
окончании ленты, и в этом случае резко возрастает потребляемый
ток, что при длительном нахождении в таком состоянии, например,
если вы заснули с включенным плеером, может его повредить.
Так, например, модель аудиоплеера со встроенным приемни-
ком WALKMAN WM-FX271 (Sony) потребляет токи в режимах:
О радиоприем УКВ станций — 50 мА;
О воспроизведение с кассеты — 90 мА'
О заторможенный мотор (при окончании ленты в кассете) — 320 мА.
Учитывая все выше сказанное, я решил сделать низковольтный
источник питания, который будет оставаться холодным при любых ус-
ловиях эксплуатации, к тому же имеющий защитное отключение при
коротком замыкании на выходе или в случае превышения тока в на-
грузке установленного уровня, например, при окончания кассеты.
Такая схема показана на рис. 2.22.
Чтобы уменьшить тепловыделение на стабилизаторе, примене-
на микросхема интегрального стабилизатора работающая при малом
падении напряжения (1,1 В) между входом и выходом КР142ЕН22
(подойдут также импортные аналоги из серии “LOW DROP” CD,
LD1085CT).
Управление работой БП осуществляется при помощи двух кно-
пок SB1, SB2. Кратковременное нажатие на SB1 подает питание на
первичную обмотку трансформатора. При этом, за счет тока через
резистор R7 и светодиод оптронного ключа VS1, он срабатывает, и
цепь кнопки SB1 блокируется. Свечение светодиода HL1 будет напо-
минать, что источник подключен к сети. В этом состоянии схема бу-
дет находиться до того момента, пока не нажмем вторую кнопку SB2
или же не откроется транзистор VT1. Для срабатывания транзистора
необходимо, чтобы напряжение на R3 превысило 0,6 В, что происхо-
дит при выходном токе выше заданной этим резистором величины.
При правильном монтаже схема начинает работать сразу и
требует только установки выходного напряжения 2,8...2,9 В резисто-
ром R6, а при помощи R3 — тока срабатывания защиты.
89
Раздел 2"'
Рис. 2.22. Схема автоматически выключающегося источника питания
Регулировку тока срабатывания защиты удобнее выполнять
при подключенном к выходу стабилизатора переменном резисторе
около 50 Ом (эквиваленте нагрузки), соединенным последовательно
с амперметром. Этим резистором устанавливаем ток в цепи нагруз-
90
Электроника в быту
ки, при котором должна сработать защита, и подстройкой R3 добива-
емся выключения источника питания (светодиод HL1 гаснет).
При монтаже использовались детали: подстроечные резисто-
ры R3 — СП5-16ВА-0.5 Вт; R6 — СПЗ-19а-0,5 Вт; постоянные резис-
торы МЛТ и С2-23; конденсаторы: С1 — К50-29В на 16 В; С2 и С4 —
К50-35 на 6,3 В; СЗ — К10-17.
Диоды VD1...VD4 подойдут любые малогабаритные, у которых
допустимый прямой ток не меньше 1 А. Светодиод лучше использо-
вать из серии КИПД. Транзистор может применяться с аналогичной
проводимостью любого типа, но с большим коэффициентом усиления.
Оптронный ключ VS1 можно заменить на 5П19Т1.
Трансформатор я взял унифицированный из серии ТП121-2-6 В
и потом доработал: он имеет удобную конструкцию (легкий доступ для
удаления лишних витков с вторичной обмотки — это можно сделать,
не разбирая железо). Его нагрузочная характеристика показана на
рис. 2.23 (пунктиром показана характеристика после удаления около
40 витков с вторичной обмотки).
Рис., 2.23. Зависимость напряжения во вторичной обмотке
трансформатора ТП121-2 от тока в нагрузке
Конструкция трансформатора предусматривает его установку
прямо на плату. Печатная плата источника питания показана на
рис. 2.24. На ней размещены все детали, за исключением светодиода
HL1. Микросхема интегрального стабилизатора DA1 крепится к не-
большому радиатору.
91
Раздел 2
SB1 НИ SB2
220В
Рис. 2.24. Топология печатной платы и расположение элементов
92
•Электроника в быту
2.8. Электрическая удочка
Шенцов В. и компания г. Новосибирск
В литературе можно найти немало разных схем электрических
удочек. Ловить ими рыбу все равно будут, так уж лучше это делать та-
кой, как эта. Под воздействием тока, который формирует приведен-
ная схема, у рыбы вырабатывается алколоид, а говоря проще, она
начинает “балдеть" и сама собирается у сачка. Вам останется только
втащить ее в лодку. Единственное отличие от ловли другими электро-
удочками заключается в том, что приходится дольше держать нажа-
той кнопку включения питания, пока рыба сама не приплывет из
камышей прямо к сачку. Причем, чем рыба крупней, тем лучше её
“притягивает”, а мальку устройство не причиняет никакого вреда. Са-
мая крупная рыба, которая была поймана при помощи этой схемы, —
судак весом около 12 кг.
Несмотря на относительную сложность конструкции, схема
электронного блока обладает такими достоинствами, как малые габа-
риты и небольшое потребление, что позволяет использовать даже
малогабаритные аккумуляторы, например от мотоцикла, а сам про-
цесс ловли превращается в настоящее удовольствие.
У многих сложилось неправильное мнение по поводу элект-
роудочек, но если она будет собрана и настроена правильно, то не
причинит никакого вреда обитателям водоемов, а на “западе” их ис-
пользуют повсеместно в качестве устройства для быстрого и избира-
тельного лова рыбы.
Электрическая принципиальная схема электроудочки показана
на рис. 2.25. Нагрузкой для нее является водная среда между двумя
электродами (металлический обод сачка соединяется с контактом
разъема XS1/A1, противовес к XS1/A4), а ее сопротивление зависит
от типа воды и расстояния между электродами (расстояние должно
быть не меньше 3 м).
Оптимальная частота выходных импульсов настраивается экс-
периментально, что является самостоятельной творческой задачей.
Параметры данной схемы приведены для средней частоты выходных
импульсов около 30 Гц. Изменением значений элементов схемы
можно подобрать нужную частоту в пределах 10...50 Гц.
На транзисторах VT1, VT2, трансформаторе Т2 и диодном мос-
те VD2...VD5 собран силовой преобразователь, повышающий напря-
жение с 12 В до 300 В. При этом происходит заряд накопительных
93
Раздел 2
VT1 КП958А
к сачку
^противовесу
Рис. 2.25. Электрическая схема электронного блока для удочки
VT3, VT4 КТ961А
94
Электроника в быту
электролитических конденсаторов С6, С7 до напряжения 270...350 В,
что обеспечивает среднюю мощности на выходе около 100 Вт.
Управление силовыми транзисторами VT1, VT2 преобразова-
теля осуществляется задающим автогенератором, собранным на
транзисторах VT3, VT4 и трансформаторе Т1. Рабочая частота авто-
генератора около 25 кГц. Включение преобразователя происходит
при подаче напряжения питания 12 В на задающий генератор путем
замыкания кнопки SB1. Таким образом, кнопкой SB1, расположен-
ной в удобном месте (например, на ручке сачка), осуществляется уп-
равление работой всего устройства.
После появления напряжения на накопительных конденсато-
рах вступает в действие выходной тиристорный генератор мощных
импульсов. Через некоторое время (to на рис. 2.26), определяемое
сопротивлением резисторов R8-R9 и емкостью конденсатора С8, на-
пряжение на коллекторе транзистора VT5 достигает уровня лавинно-
го обратимого пробоя (150...200 В) — транзистор открывается, и
конденсатор С8 разряжается через управляющий электрод тиристо-
ра VS1. Таким образом, происходит отпирание тиристора VS1 и пода-
ча напряжения с накопительных конденсаторов на выходные
электроды удочки (моменту соответствует график на участке ti). В
это время между положительным электродом электроудочки (контакт
XS1/A1) и отрицательным (XS1/A4) действует ток разряда накопи-
тельных конденсаторов через воду. В этот момент напряжение на
выходе удочки равно напряжению накопительных конденсаторов, а
ток в импульсе должен быть не более 8...10 А.
Рис. 2.26. Форма напряжения на выходе
После отпирания тиристора VS1 напряжение на делителе R12,
R17 уменьшается и происходит запирание по базе транзистора VT6,
тем самым запускается лавинопробивной генератор импульса, со-
бранный на этом транзисторе. Питание генератора производится от
95
Раздел 2
конденсатора С9, перед этим зарядившегося через диод VD6, дрос-
сель L1, резистор R18 и нагрузку до напряжения накопительных кон-
денсаторов. На катоде диода VD6 в этот момент будет напряжение
около 500...600 В. Через время ti, определяемое параметрами эле-
ментов R10, R11, СЮ, VT6 и напряжением на С9, генератор сформи-
рует импульс, отпирающий тиристор VS2, и тем самым запустится
процесс запирания тиристора VS1.
Происходит это следующим образом. Конденсатор С9 начина-
ет разряжаться через открытый тиристор VS2 и накопительный
дроссель L1. В момент, когда напряжение на конденсаторе С9 ста-
нет равно нулю, ток дросселя L1 достигнет максимума (энергия из
С9 перейдет в L1) и начнется обратный перезаряд. Ток индуктивно-
сти не может мгновенно измениться, поэтому он продолжает течь в
том же направлении, и энергия, накопленная в дросселе, переходит
обратно в конденсатор С9, при этом полярность заряда изменится.
Теперь напряжение на С9 стало противоположно первоначальному.
Поскольку ток дросселя L1 уменьшается при этом до нуля, тиристор
VS2 закрывается. Напряжение с С9 будет действовать как запираю-
щее на тиристор VS1. Возникает нарастающий ток по цепи C9-L1-
VS1-VD6. В какой-то момент этот ток превысит ток, идущий от
накопительных конденсаторов С6, С7 через тиристор VS1 в нагруз-
ку, сумма токов станет равна нулю, и тиристор V31 закроется. После
этого в нагрузку пойдет ток дросселя по цепи С6, C7-VD6-C9-L1 и
сформируется короткий импульс повышенного напряжения (на вы-
ходе электроудочки оно может достигнуть удвоенного напряжения
накопительных конденсаторов).
В момент выброса и по его окончании конденсатор С9 через
элементы VD6-L1 и нагрузку перезаряжается до напряжения накопи-
тельных конденсаторов С6, С7. Таким образом, схема формировате-
ля мощных выходных импульсов возвращается в исходное состояние.
Весь описанный процесс периодически повторяется.
Тиристорный генератор работает до тех пор, пока на конденса-
торах С6, С7 есть достаточное для его запуска напряжение (более
200 В). Таким образом, после размыкания кнопки SB1 и прекраще-
ния работы силового преобразователя автоматически прекращается
формирование импульсов на выходе электроудочки.
Предельные параметры выходных импульсов электроудочки
определяются мощностью используемых тиристоров и импульсными
свойствами накопительных конденсаторов. От параметров колеба-
96
Электроника в быту
тельного контура С9, L1 зависит устойчивость процесса запирания
тиристора VS1 и мощность короткого выброса. Увеличение емкости
С9 или уменьшение индуктивности L1 приводит к увеличению энер-
гии запирания, и соответственно, к большему возможному току в на-
грузке, но существует ограничение в виде предельно допустимого
тока через тиристор VS2.
В данной схеме на выходе, в момент действия импульса ti, ток
может достигать порядка 8...10 А (при напряжении 270...350 В). При
перегрузке частота выходных импульсов ограничивается элемента-
ми R18, VD7, С11, которые через делитель R14-R15 подают напряже-
ние, приостанавливающее работу генератора на транзисторе VT5.
Частота выходных импульсов зависит от напряжения аккумулятора,
сопротивления нагрузки и может в определенных пределах регулиро-
ваться потенциометром R10, позволяющим изменять длительность
импульса ti, которая влияет на мощность, снимаемую с накопитель-
ных конденсаторов, т. к. просадка напряжения на них увеличивает
длительность цикла формирования выходного импульса.
При монтаже использованы детали: резисторы типа МЛТ, R18 —
С5-35 или любой проволочный, переменный резистор R10 любого ти-
па, например, СП1-4.
Неполярные конденсаторы: С1...СЗ типа К10-17, электролити-
ческие конденсаторы С6 и С7 лучше использовать импортные (для
уменьшения габаритных размеров); С4 и С11 — К53-1(4,18), осталь-
ные можно ставить любых типов, с рабочим напряжением не меньше,
чем это указано на схеме.
Транзисторы преобразователя VT1 и VT2 (КП958 — БСИТы
функционально аналогичны биполярным, но переключаются раз в
пять быстрее, следовательно, гораздо меньше греются, этим и обус-
ловлено их применение). Они устанавливаются на радиаторы площа-
дью 50...100 кв. см. Радиатором также может являться корпус
конструкции.
Кнопка SB1 подойдет любая малогабаритная. В качестве разъ-
ема (XS1) для подключения всех внешних цепей к блоку можно при-
менить РП14-16Л или аналогичный, имеющий силовые контакты,
рассчитанные на ток до 10 А.
Моточные данные трансформаторов и дросселя указаны на
рис. 2.27. В зависимости от имеющихся у вас материалов может быть
выбран один из двух предложенных вариантов.
97
Раздел 2
Общие габариты электронного блока зависят от типов исполь-
зуемых деталей и при максимальной минимизации составляют не бо-
лее чем размер двух пачек сигарет.
Обмотки 1-2 и 3-4 по 2 витка проводом ПЭВ-2 0,22
Обмотки 5-6 и 7-8 по 22 витка проводом ПЭВ-2 0,22
Обмотки 9-10 и 11-12 по 3 витка проводом ПЭВ-2 0,40
Вариант А: броневой сердечник Б36х21 М2000НМ1-16
Обмотки 1-2 и 3-4 по 4 витка проводом ПЭВ-2 1,15 мм
Обмотка 5-6 120 витков проводом ПЭВ-2 0,45 мм
Вариант Б: двойной ферритовый сердечник
Ш4,5x11,5 М2000
(общая площадь сечения - 29x11,5 мм)
Обмотки 1-2 и 3-4 по 8 витков проводом ПЭВ-2 1,5 мм
Обмотка 5-6 240 витков проводом ПЭВ-2 0,5 мм
Вариант А: 2 ферритовых кольца К35х25х7
(блестящий феррит полукруглого сечения)
Обмотка 90 витков проводом ПЭВ-2 0,75 мм
Вариант Б: ферритовый сердечник
Ш14,5х11,5 М2000НМ
Обмотка 80 витков проводом ПЭВ-2 0,7 мм
Рис. 2.27. Намоточные данные трансформаторов и дросселя
Для тех, кому никогда еще не приходилось пользоваться элект-
рической удочкой, на рис. 2.28 показана конструкция электрического
сачка. Противовес я сделал из многожильного медного изолирован-
ного провода сечением полтора квадрата и длиной 5 м, где примерно
2...3 м нужно очистить от изоляции. Расстояние между сачком и про-
тивовесом, с учетом длины лодки, получается около 4...6 метров. Са-
чок удобно изготовить из сборного пластикового удилища: нужно
оставить два-три толстых колена и на конце из биметаллической про-
волоки (используется на радиотрансляционных линиях) крепится
кольцо (диметром 30...50 см) любым удобным способом. Провод обя-
зательно подпаивается. Если биметаллической проволоки нет, мож-
но использовать стальную, но тогда всю длину кольца нужно
промотать медной проволокой и подпаиваться к ней. Форма у сачка
может быть любая, лишь бы им было удобно пользоваться.
98
Электроника в быту
Настройку электрической схемы удочки удобнее начинать с про-
верки работы задающего автогенератора (осциллографом). Если гене-
рации нет, то, скорее всего, вы перепутали фазировку подключения
обмоток и потребуется поменять местами подключение выводов 1 и 4
трансформатора Т1.
Рис. 2.28. Конструкция электрического сачка
Проверку работы транзисторов VT1, VT2 лучше выполнять при
подключенном параллельно конденсаторами С6, С7 резисторе сопро-
тивлением около 1 кОм (60 Вт), являющимся эквивалентом нагрузки.
Все импульсные преобразователи не любят режима холостого хода, и
этот не исключение. После того, как мы убедимся в нормальной
работе преобразователя, подключаем к выводам XS1/1 и 4 мощное
сопротивление около 430 Ом и контролируем осциллографом наличие
на нем импульсов, как это показано на рис. 2.26.
Дальнейшая настройка устройства выполняется на водоеме
при помощи резистора R10.
При использовании удочки следует проявлять аккуратность,
чтобы самому не попасть под высокое напряжение. А во время лов-
ли рыбы поблизости не должны купаться люди.
99
Радиопередача
и прием сигналов
В наше время не сложно купить любой радиоприемник, но мно-
гие из тех, для кого радиотехника и радиоэлектроника стали сначала
увлечением, а потом и профессией, начинали с самостоятельного из-
готовления детекторного радиоприемника. Потом собирались простей-
шие активные на диапазоны СВ и ДВ. Приобретенный опыт позволяет
в дальнейшем заняться сборкой более сложных схем. Сегодня, благо-
даря появлению специализированных микросхем, изготовление даже
УКВ радиоприемника стало довольно простым делом.
В этом разделе приводится описание ряда простых конструк-
ций, предназначенных для передачи и приема радиосигналов. При
этом подразумевается, что у читателя уже имеются элементарные
знания по радиотехнике, и описание дается довольно краткое.
3.1. Передача сигналов по сетевым проводам
Предлагаемые устройства позволяют использовать уже имею-
щиеся провода, проложенные в многокомнатной квартире или на дач-
ном участке для передачи команд или звука. Для них найдется немало
и других применений, например, в стационарной системе охраны
(подключение удаленного датчика) или в качестве переговорного уст-
ройства. За рубежом такие изделия выпускают даже для обмена дан-
ными между компьютерами. При этом удобно, что для организации
канала связи не потребуется пользоваться радиоканалом или прокла-
дывать дополнительные провода. Передатчик и приемники сигналов
подключаются к сетевым розеткам в любом удобном месте (рис. 3.1).
Важно только, чтобы эти розетки находились на одном кабеле.
Принцип работы таких схем основан на том, что по сетевым
проводам хорошо распространяются сигналы с частотой до 150 кГц.
На более высоких частотах возрастают потери прохождения сигнала
за счет емкости проводов и излучения энергии в эфир. Подключен-
ные потребители энергии, такие как трансформаторы, нагреватели и
лампы имеют индуктивную составляющую в сопротивлении и не вно-
сят существенного ослабления в высокочастотный сигнал (исключе-
ние составляют сетевые фильтрь> с установленными на входе
100
Радиопередача и прием сигналов
конденсаторами). Через сетевой трансформатор эта частота не
пройдет и мешать работе подключенных приборов не может.
Рис. 3.1. Схема подключения устройств
Благодаря относительно низкой рабочей частоте, такой пере-
датчик не создает помех радиоприемникам. А максимальная даль-
ность связи зависит от степени нагруженности сетевой проводки и
может быть довольно большой.
Кроме сетевых проводов, для организации канала связи мож-
но использовать радиотрансляционную линию. В ней вторая и третья
программы передаются соответственно на частотах 78 и 120 кГц, но
с амплитудной модуляцией, а так как приведенное устройство рабо-
тает на более высокой частоте, мешать оно не должно (хотя это и не
проверялось).
Большинство описанных в литературе схем (ЛЮ, Л2, стр. 89)
используют принцип амплитудной модуляции (AM) сигналов с часто-
той 50...150 кГц. Эта частота и является переносчиком информации.
Такие устройства просты в изготовлении, но в сети (в условиях го-
рода) бывает достаточно много помех в виде игольчатых выбросов
напряжения, поэтому добиться высокого качества связи довольно
сложно. Для этих целей частотная модуляция (ЧМ) является вне кон-
куренции, так как на нее почти не влияют амплитудные помехи.
Вашему вниманию предлагается несколько вариантов уст-
ройств, в которых применена узкополосная ЧМ. Частота модуляции
находится в диапазоне звуковых частот 200...6000 Гц. Поэтому такие
передатчики и приемники могут использоваться не только для дис-
танционного управления, но и в составе переговорного устройства.
101
Раздел 3
Все описываемые устройства состоят из функционально закон-
ченных модулей (узлов), что позволяет легко приспособить их под
конкретную задачу, воспользовавшись только необходимыми. Основ-
ными для системы являются передающее и приемное устройства, к
которым подключаются нужные модули.
3.1.1. Передающее устройство
Рассмотрим работу передатчика, обеспечивающего частотную
модуляцию. Его электрическая схема показана на рис. 3.2 (при необ-
ходимости передатчик может использоваться для амплитудной мани-
пуляции, если управлять его включением по входу DD1/5).
Рис. 3.2. Электрическая схема передатчика
Высокочастотный автогенератор выполнен на многофунк-
циональной микросхеме КР1561ГГ1 (полный импортный аналог
CD4046BE). Она внутри имеет перестраиваемый напряжением авто-
генератор. Для увеличения стабильности частоты питание автогене-
ратора стабилизировано за счет использования имеющегося внутри
этой микросхемы стабилитрона (вывод DD1/15). Начальную частоту
102
Радиопередача и прием сигналов
генерации при помощи резистора R3 можно перестраивать в диапа-
зоне 80...250 кГц (в приведенных схемах она устанавливалась по ча-
стотомеру 140 кГц).
Импульсы с выхода DD1/3 и 4 поступают на базу транзистора
VT1. Его коллекторный контур L1-C7 настраивается в резонанс на
рабочую частоту передатчика подбором конденсатора С7. С вторич-
ной обмотки трансформатора Т1 сигнал через конденсаторы С8 и С9
поступает в сеть.
Включением работы автогенератора можно управлять по вхо-
ду DD1/5 (при лог. “1” импульсов на выходе не будет).
Схема потребляет в дежурном режиме от источника с напря-
жением 9 В ток не более 5 мА. При работе передатчика потребление
увеличивается до 30...35 мА.
При сборке применялись детали: подстроечный резистор R3 ти-
па СПЗ-19а, а остальные подойдут любые малогабаритные, при этом
номинал R9 может находиться в диапазоне 300...1000 кОм; конденса-
торы С1...С5 и С7 — К10-17 или КМ-4, С6 — К50-35 на 25 В, С8 и С9
высоковольтные К77-1 на 400 В.
Для изготовления трансформатора Т1 использованы броневые
чашки типоразмера Б14 из феррита М1500НМ1 (подойдет также
М2000НМ1). Тип магнитопровода выбран из условия малых габари-
тов и удобства намотки. Параметры обмоток приведены В табл. 3.1.
Намотка выполняется внавал на диэлектрическом каркасе, начиная
с катушки L1.
Таблица 3.1. Параметры катушки передатчика
Обозначение Число витков Провод Индуктивность Добротность
Т1 L1 80 пэлшо 0,08...0,1 0,83...1 мГн 0,8
L2 150 ПЭЛ 0,1...0,14 3,7мГн 4,9
Микросхему DD1 можно использовать аналогичную из серии
564ГГ1 (с планарными выводами), но в этом случае печатную плату
придется изменить.
Печатная плата для сборки передатчика имеет размеры
105x30 мм (рис. 3.3). Для подключения сетевых проводов (цепи 6-7)
на ней установлены контактные зажимы.
103
Раздел 3
Предварительная настройка передатчика заключается в полу-
чении максимального уровня ВЧ сигнала на выходе. Для чего к выхо-
ду DD1/3 подключаем частотомер (в режиме большого входного
сопротивления) и при помощи резистора R3 устанавливаем выходную
частоту генератора 140±1 кГц. Чтобы передатчик начал работать, на
Рис. 3.3. Топология печатной платы и расположение элементов
для схемы передатчика
104
Радиопередача и прием сигналов
105
Раздел 3
входе DD1/5 необходимо установить перемычку, замыкающую вы-
вод 5 на общий провод (ОП).
Рис. 3.5. Топология печатной платы и расположение элементов
Для настройки вместо сети к выходу передатчика удобнее под- -
ключить эквивалентную нагрузку 200...300 Ом. Контролируя сигнал
осциллографом на контактах 6-7 платы, подбором конденсатора С7
добиваемся максимального уровня сигнала на выходе передатчика.
Вся схема передатчика потребляет ток не более 35 мА, а в ка-
честве источника питания может применяться сетевой адаптер любо-
го типа, обеспечивающий на выходе стабилизированное напряжение
106
Радиопередача и прием сигналов
9 В при токе до 100 мА. Обычно они изготавливаются в виде сетевой
вилки, например БПС-220-9.
Если необходим ЧМ-передатчик только для одной или несколь-
ких команд, то он может быть выполнен по более простой схеме, по-
казанной на рис. 3.4. Она питается непосредственно от сети, что
позволяет уменьшить габариты конструкции.
Схема ЧМ-передатчика состоит из управляемого напряжением
автогенератора, выполненного на КМОП микросхеме (см. раздел 5)
и генератора синусоидальных колебаний на транзисторах VT1. Нуж-
ная несущая частота устанавливается подбором резистора R5, а ча-
стота модуляции — подстройкой индуктивности L1. Параметры
катушки L2 такие же, как и в схеме на рис. 3.2. Магнитопровод у ка-
тушки L1 как и у всех остальных катушек (Б14). Она наматывается
проводом ПЭЛ диаметром 0,09...0,1 мм до заполнения каркаса. У ме-
ня получилась индуктивность около 500 мГн.
Печатная плата для сборки узла показана на рис. 3.5. Питание
на схему подается через герконовые контакты F1, которые могут за-
мыкаться, например, при открывании дверей.
3.1.2. Приемное устройство
В приемном блоке обеспечивается выделение и демодуляция
ЧМ-сигнала.
Схема приемника (рис. 3.6) содержит резонансный и обычный
усилители, выполненные на транзисторах VT1 и VT2. Применение
резонансного усилителя позволяет получить фильтрацию полезного
сигнала. После усиления транзистором VT2 на вход микросхемы
DD1/14 поступают импульсы, близкие по форме к меандру.
Микросхема DD1 работает в качестве частотного детектора.
За счет обратной связи (цепи R11-С9) обеспечивается автоподстрой-
ка частоты внутреннего генератора — подхват и слежение за часто-
той передатчика в диапазоне 130...151 кГц. Наличие автоподстройки
частоты позволяет не предъявлять высоких требований к стабильно-
сти частоты передатчика (нет необходимости использовать кварце-
вые резонаторы).
С выхода DD1/10 выделенный низкочастотный сигнал проходит
через фильтр на элементах R12-C10-R14 и подается на следующий
блок, в качестве которого может использоваться звуковой усилитель
или дешифратор команд, схемы которых приведены ниже.
107
о
00
Рис. 3.6. Электрическая схема приемника
Раздел 3
Радиопередача и прием сигналов
Минимальный уровень высокочастотного напряжения на входе
приемника, при котором система сохраняет работоспособность, со-
ставляет около 50 мВ.
От источника питания схема приемника потребляет ток около
5 мА.
При изготовлении блока использованы детали: подстроечный
резистор R8 типа СПЗ-19а, а остальные резисторы подойдут любые;
конденсаторы С1 — К77-1 или аналогичный на рабочее напряжение
не ниже 400 В, С2...С7 и С9...С11 типа К10-17 или КМ-4; полярные
конденсаторы С8 и С12 — К50-35 на 16 В.
Таблица 3.2. Параметры катушек приемника
Обозначение Число витков Провод Индуктивность Добротность
Т1 L1 80 пэлшо 0,08...0,1 0,83...1 мГн 0,9
L2 150 ПЭЛ 0,1...0,14 3,4... 3,7 мГн 4...4,9
L3 190 ПЭЛ 0,14 6 мГн 6,5
Для выполнения катушек использован такой же магнитопровод,
как и в передатчике. Намоточные данные указаны в табл. 3.2.
Топология печатной платы приемника показана на рис. 3.7.
Монтаж лучше выполнять по частям, проверяя собранные узлы. Так
будет удобнее настраивать схему. Сначала устанавливаем детали
ВЧ усилителя; подав на эмиттер VT1 сигнал с генератора, добиваем-
ся резонанса в контуре C4-L3 на частоте передатчика (140 кГц).
Выходное напряжение (импульсы) лучше контролировать осцилло-
графом на резисторе R7 (КТ1). Полоса контура по уровню 0,7 со-
ставляет 10... 12 кГц.
Входной контур C2-C3-L2 также настраивается в резонанс
(подбором СЗ), подав сигнал с генератора на вход усилителя (цепи
1-2 платы). После чего устанавливаем микросхему DD1 и проверя-
ем наличие импульсов в контрольной точке 2 (КТ2). По частотоме-
ру эту частоту нужно установить 140 кГц (резистором R8).
Дальнейшую проверку канала передача-прием можно выпол-
нять в следующей последовательности. Соединяем выход платы пе-
редатчика со входом приемника (через сеть или без нее, используя
109
Раздел 3
Рис. 3.7. Топология печатной платы и расположение элементов
для схемы приемника
110
Радиопередача и прием сигналов
вместо сети сопротивление 200...300 Ом как эквивалент нагрузки,
имитирующей линию) и осциллографом контролируем форму сигнала
на выходе частотного детектора (цепь 4). Для этого на модулирующий
вход передатчика (DD1/9) от генератора подаем синусоидальный сиг-
нал амплитудой до 50 мВ (в звуковом диапазоне 300...6000 Гц) и ос-
циллографом контролируем форму сигнала на выходе частотного
детектора в приемнике. Оно должно иметь такую же форму и ампли-
туду (подстройка может выполняться резистором R8).
Если при подключении приемника к сети на выходе частотного
детектора иногда появляются помехи, необходимо уменьшить номи-
нал конденсатора С1. Теперь к схемам приемника и передатчика
можно подключать дополнительные узлы, описанные ниже.
3.1.3. Выполнение переговорного устройства
Для этого потребуется собрать и подключить к передатчику ми-
крофонный усилитель и вызывное устройство (рис. 3.8). Если вам до-
статочно одноканальной связи, то вызывное устройство можно не
делать: оно предназначено для выполнения избирательного вызова
одного из трех абонентов.
Вызывное устройство представляет из себя трехчастотный
автогенератор, описанный в Л11. Он собран всего на одной КМОП
микросхеме DD2, а выходная частота может переключаться в зави-
симости от наличия управляющего сигнала (уровня лог. “1”) на вхо-
дах в соответствии с табл. 3.3. 4
Таблица 3.3. Зависимость частоты вызова от управляющего сигнала
Номер нажатой кнопки Управляющий вход микросхемы Частота на выходе DD2/10
DD2/2 DD2/6
— 0 0 нет генерации
SA1 1 0 6060 Гц
SA2 1 1 3050 Гц
SA3 0 1 1800 Гц
В небольших пределах самую низкую частоту (при нажатой
кнопке SB3), можно подстроить при помощи резистора R20 (все час-
тоты у такого генератора связаны между собой).
Так как в передатчике в установившемся режиме конденсатор
СЗ заряжен до уровня лог. “1”, на выходе DD1/3 не будет сигнала. По-
ка нажата любая из кнопок вызова (SB1...SB3), на выходе микросхе-
111
Раздел 3
мы DD2/10 присутствуют импульсы, которые открывают полевой
транзистор VT3. При этом конденсатор СЗ (рис. 3.2) разряжается до
“О” (передатчик работает в течение времени, пока этот конденсатор
через резистор R1 опять не зарядится до уровня лог. “1”, что обеспе-
чивает автоматическое отключение передатчика через заданный ин-
тервал времени: для указанных на схеме номиналов элементов этот
интервал составит около 40 с).
к выв.
DD2/14
к выв.
DD2/7**
J1C12
-|-100мк25В *5^ОП
____________3wMQfl
4 ВКЛ
VT3
КП501А(Б)
Рис. 3.8. Схема микрофонного усилителя и вызывного устройства
для передатчика
Все детали вызывного устройства, кроме кнопок SB1...SB3 и
диодов VD1, VD2, расположены на печатной плате (рис. 3.9).
Для выполнения избирательного вызова к приемнику (рис. 3.6)
подключаются схема дешифратора и звуковой усилитель. Звуковой
усилитель подойдет любой. Самый простой вариант может быть вы-
полнен на широко распространенной интегральной микросхеме
112
Радиопередача и прием сигналов
К174УН14 — импортный аналог TDA2003 (рис. 3.10). В данном вариан-
те включения для организации отрицательной обратной связи исполь-
зуется имеющийся внутри микросхемы резистор (20 кОм между
выводами 4 и 2), а коэффициент усиления зависит от номинала R16.
ВКЛ
МОД +5.8В
Рис. 3.9. Топология печатной платы и расположение элементов
Дешифратор вызова (рис. 3.11), выполнен на резонансном
принципе. Катушка контура L4-C19 настраивается на одну из 3-х ча-
стот, которые формирует модулирующий генератор передатчика.
Так как колебательный контур подключен к входу полевого транзис-
113
Раздел 3
Рис. 3.10. Звуковой усилитель для приемника
тора, у него получаемся высокая добротность, за счет чего повыша-
ется избирательность. >
В усилителе рабочий режим транзисторов VT3 и VT4 устанав-
ливается при помощи резистора R22 так, чтобы полевой ключ VT5
был заперт. Это удобно контролировать осциллографом на стоке VT5,
пока не установлен конденсатор С23.
На транзисторе VT6 выполнен коммутатор, который в нормаль-
ном состоянии замыкает цепь звукового сигнала (вход усилителя
DA1) на общий провод, пока на затворе напряжение превышает уро-
вень 2...3 В.
Так как на затворе VT6 установлен конденсатор, то при появ-
лении НЧ импульсов на входе VT5 он будет открываться и быстро
разрядит С23 (транзистор VT6 закроется на время заряда конденса-
тора). Это произойдет только в случае соответствия входной частоты
вызова резонансной частоте контура (параметры катушки такие же,
как и у L1, см. рис. 3.4).
Время заряда зависит от номиналов элементов R27-C23 и для
указанных на схеме составит 30 с, а при С23 — 100 мкФ — 2,5 мин.
В течение этого интервала будет слышно все, что вы говорите, после
чего схема перейдет в режим ожидания.
Топология печатной платы и расположение элементов для при-
емной части дешифратора приведена на рис. 3.12.
114
Радиопередача и прием сигналов
Рис. 3.11. Схема дешифратора для избирательного вызова приемника
115
Раздел 3
Рис. 3.12. Топология печатной платы и расположение элементов для
схемы дешифратора
3.1.4. Блок дистанционного управления
Описанное выше вызывное устройство может также приме-
няться для передачи трех команд для дистанционного управления
работой внешних устройств. В самом простом варианте к низкочас-
тотному выходу приемника подключается соответствующее число
дешифраторов, которые могут быть выполнены по схеме, показан-
ной на рис. 3.11, но выход полевого транзистора VT6 соединяется с
реле на рабочее напряжение 9 В, как это показано на рис. 3.11, б,
или же триггера на микросхеме 561ТМ2.
Каждый из каналов дешифратора настраивается на соответст-
вующую свою частоту.
116
Радиопередача и прием сигналов
3.2. Простой УКВ радиоприемник
Аргонов А. В. г. Москва
В настоящее время быстро развивается радиовещание в диа-
пазоне УКВ. Высокое качество звука, доступность радиоприемников,
большой выбор программ делают радиовещание на УКВ наиболее
популярным. Например, в Москве можно услышать более 30 радио-
станций. Для двух городов список частот, на которых работают эти
радиостанции, приведен в таблицах.
Таблица 3.4. Частоты радиостанций для Москвы
Частота (МГц) Радиостанция Частота (МГц) Радиостанция
66,44 Радио России 88,0 "До-радио"
66,86 "Максимум" 90,3 "Авторадио"
67,22 "Маяк" 90,8 "Спорт-FM"
68,00 "Авторадио" 91,2 "Эхо Москвы"
68,84 "Юность" 100,1 "Серебряный дождь"
69,26 "Русский Шансон” 100,5 "Ностальжи"
69,80 "Европа-плюс" 101,2 "Радио ЮГ
70,19 "Ностальжи" 101,7 "Наше радио"
71,30 "Русское радио" 102,1 "Классика"
72,14 "Орфей" 102,5 "Открытое радио"
72,92 "Ретро" 103,0 "Рокс"
73,40 "На семи холмах" 103,4 "Маяк"
73,82 "Эхо Москвы" 103,7 "Максимум"
104,2 "Надежда"
104,7 "На семи холмах"
105,2 "Деловая волна"
105,7 "Русское радио"
106,2 "Европа-плюс"
106,6 "Любовь"
106,8 "Станция"
107,4 "Хит FM"
107,8 "Милицейская волна"
107,8 "Славянка"
Промышленность выпускает большое количество различных мо-
делей УКВ радиоприемников. Однако, используя современную эле-
ментную базу, самостоятельно изготовить УКВ радиоприемник может
даже начинающий радиолюбитель. Схема такого радиоприемника,
предназначенного для стационарного использования, приведена на
рис. 3.13. Его отличительной особенностью является отсутствие на-
весных катушек индуктивности. Единственная индуктивность, имею-
117
Раздел 3
щаяся в схеме (L1), выполнена в виде одного витка на печатной пла-
те. Для настройки приемника не требуется никаких измерительных
приборов, кроме цифрового или стрелочного тестера.
Таблица 3.5. Частоты радиостанций для Санкт-Петербурга
Частота (МГц) Радиостанция Частота (МГц) Радиостанция
66,30 Радио России 90,1 "Невская волна"
67,45 "Маяк" 90,6 "Хит"
68,24 "Ностальжи" 91,1 "Канал Мелодия"
68,66 "Хит" 91,5 "Эхо Петербурга"
69,05 Тардарика" 100,5 "Европа-плюс"
69,47 "Петербург" 100,9 "Русский Шансон"
71,24 "Балтика" 101,4 "Эльдорадио"
71,66 "Ретро" 102,0 "Рокс"
72,14 "Модерн" 102,4 Тардарика"
72,68 "Европа-плюс" ; 102,8 "Максимум"
73,10 "Канал Мелодия" 103,4 "Классика", "Маяк"
73,82 "Максимум" 104,0 "Модерн"
104,4 "Русское радио"
104,8 "Балтика"
105,3 "Ностадьжи"
105,9 "Северная столица"
106,3 "Рекорд"
107,0 Общественное российское радио
107,4 "Ленинград-Шанс"
107,8 "Супер Радио"
На такой приемник, оснащенный комнатной антенной длиной
1,5...2 метра, можно принимать УКВ ЧМ станции, расположенные на
расстоянии до 50 км.
Высокочастотная часть радиоприемника выполнена на интег-
ральной микросборке КХА058 (ЮКО 348 031 ТУ), которая представля-
ет собой полный тракт УКВ ЧМ радиоприемника. Приближенный
аналог — микросхема TDA7000 (Philips).
Основные технические параметры микросхемы:
Диапазон принимаемых частот
Напряжение питания
Ток покоя
Чувствительность
20...150 МГц;
4...9 В;
<10 мА;
<10 мкВ;
118
Радиопередача и прием сигналов
Полоса удержания АПЧ генератора
Выходное напряжение (при Rh=22 кОм)
Диапазон воспроизводимых частот
Нелинейные искажения
>250 кГц;
>50 мВ;
63... 12500 Гц;
<1,5%.
Функциональная схема микросхемы приведена на рис. 3.14.
Приемник представляет собой супергетеродин с низкой проме-
жуточной частотой (70 кГц), что позволяет использовать в качестве
элементов селекции RC цепи. В микросхеме имеется обратная связь
по частоте, что приводит к уменьшению девиации в тракте ПЧ приемни-
ка и обеспечивает автоматическую подстройку. Кроме того, обратная
связь по частоте уменьшает нелинейные искажения звукового сигнала.
Выводы микросборки имеют следующее назначение:
1. Выход стабилизатора +5 В.
2. Вывод для подключения индуктивности гетеродина.
3. Вывод для подключения варикапа.
4, 16. Вывод питания.
5, 6, 10, 17, 19. Свободные.
7, 9. Выводы для подключения индуктивности.
8. Вход для подключения антенны.
11—14. Выводы общего провода.
15. Выход звукового сигнала.
18. Вход стабилизатора.
Радиоприемник обеспечивает уверенный прием УКВ ЧМ ра-
диостанций, а при соответствующем подборе индуктивности L1 и кон-
денсатора С2 может принимать радиостанции в диапазоне частот от
27 до 150 МГц. Для приема УКВ ЧМ радиовещательных станций ка-
тушка L1 должна состоять из одного витка (на печатной плате остав-
ляем только внешний виток, а фольгу внутри витка удаляем).
Весь радиоприемник функционально состоит из радиоканала,
построенного на базе DA1 типа КХА058, и усилителя мощности зву-
ковой частоты на микросхеме DA2 типа К174УН7. Использование в
приемнике микросхем и печатного монтажа, а также печатной катуш-
ки контура гетеродина обеспечивает высокую надежность и стабиль-
ность работы.
119
Раздел 3
Рис. 3.13. Электрическая схема УКВ приемника
Радиопередача и прием сигналов
* Рис. 3.14. Функциональная схема КХА058
Чертеж печатной платы и схема размещения элементов приве-
дены на рис. 3.15.
Сборка приемника производится в следующем порядке: снача-
ла устанавливаем все элементы, кроме DA1, и проверяем работу
звукового усилителя на микросхеме DA2, после этого припаиваем
микросхему DA1 (вывод 1 находится слева, см. рис. 3.16).
Регулировка высокочастотной части приемника заключается в
подборе емкости конденсатора С2 для настройки на требуемый уча-
сток диапазона. При отсутствии генератора границы диапазона мож-
но установить по приему местных радиостанций. В Москве и
Подмосковье легко сориентироваться по частотам радиостанций из
приведенной таблицы.
При напряжении источника питания радиоприемника от +5 до
+15 В необходимо подобрать номинал резистора R3 для обеспече-
ния напряжения +3,5...5,0 В на выводах DA1/4 и DA1/16. При исполь-
зовании нестабилизированного источника питания рекомендуется
установить параметрический стабилизатор на светодиоде VD2
(рис. 3.17) — он одновременно может служить индикатором включе-
ния, или внутренний стабилизатор на 5 В в микросхеме DA1. Для
использования внутреннего стабилизатора микросхемы DA1 необ-
ходимо левый (по схеме) вывод резистора R7 отключить от выводов
4 и 16 микросхемы DA1 и соединить с выводом 18, а вывод 1 под-
соединить к выводам 4, 16. При этом резистор R7 подбирается для
получение на DA1/18 напряжения +6...9 В. Применение стабилиза-
торов увеличивает ток покоя на 3...8 мА.
Варикап VD1 можно заменить на Д901, КВ132 или на стабили-
трон Д814 с любой последней буквой в обозначении. Для каждого ва-
121
Раздел 3
Рис. 3.15. Топология печатной платы (50x135 мм) и расположение
элементов
%
122
Радиопередача и прием сигналов
-------------------------------------------------------------
рикапа конденсатор С2 подбирается индивидуально для обеспечения
перекрытия выбранного диапазона частот.
Рис. 3.16. Внешний вид и расположение выводов микросборки КХА058
Рис. 3.17. Параметрический стабилизатор на светодиоде
В приемнике используется типовая схема включения микро-
схемы К174УН7. Затруднение может вызвать приобретение резисто-
ра 1 Ом. Большой точности от этого резистора не требуется, поэтому
он может быть заменен отрезком высокоомного провода соответст-
вующей длины, например, от проволочных резисторов.
При подключении к выходу НЧ усилителя динамика с сопротив-
лением 4 Ом выходная мощность будет около 4 Вт. К микросхеме
следует закрепить радиатор. В данной конструкции используется ра-
диатор промышленного изготовления для К174УН7. Ток потребления
микросхемы при отсутствии входного сигнала составляет 5...20 мА,
поэтому в конструкции с автономным питанием предпочтительнее
использовать усилитель низкой частоты более экономичный, напри-
мер, выполненный на дискретных элементах.
Радиоприемник можно смонтировать в корпусе абонентского
громкоговорителя проводного вещания. На передней панели уста-
навливаются переменные резисторы R5 — “настройка” и R3 — “гром-
кость”. В качестве источника питания используется стандартный
адаптер на напряжение 9... 15 В и ток не менее 300 мА.
123
Раздел 3
3.3. Двухдиапазонный УКВ радиоприемник
Этот радиоприемник позволяет принимать сигналы радиостан-
ций, работающих в УКВ диапазонах 64...74 МГц и 88... 108 МГц. Его
схема приведена на рис. 3.18 и 3.19. Благодаря использованию мик-
Рис. 3.18. Схема высокочастотной части приемника
124
Радиопередача и прием сигналов
росхем конструкция получается малогабаритной и довольно простой в
изготовлении. При желании приемник можно настроить и на другие ча-
стоты, например, на звуковое сопровождение телевизионных каналов.
Схема может питаться от низковольтного источника напряже-
нием 3...6 В (3-х или 4-х батареек А316). При отсутствии сигнала по-
требляемый ток составит около 20 мА.
Высокочастотная часть приемника выполнена по супергетеро-
динной схеме, на основе микросхемы К174ХА34 (импортный аналог
TDA7021). Она содержит усилитель ВЧ, гетеродин, смеситель, усили-
тель ПЧ (промежуточная частота у приемника около 70 кГц), ЧМ-де-
модулятор, а также предварительный усилитель НЧ.
Чувствительность приемника, благодаря применению дополни-
тельного усилителя ВЧ, установленного на входе микросхемы (на
транзисторе VT1), будет не хуже 1 мкВ, что позволяет его использо-
вать за 'городом.
Переключить принимаемый диапазон можно при помощи SA1.
Настройка на нужную станцию в пределах диапазона осуществляется
резистором R6 (изменяя емкость варикапа VD1 под действием пода-
ваемого на него напряжения).
На транзисторах VT2...VT4, включенных как диоды, собран па-
раметрический стабилизатор напряжения, подаваемого на варикап.
По сравнению с обычными диодами и стабилитронами такое включе-
125
Раздел 3
ние транзисторов позволяет получить лучшую стабилизацию напря-
жения при малых токах.
Схема звукового усилителя показана на рис. 3.19. В нем ис-
пользована микросхема двухканального усилителя КР174УН31 (ана-
лог КА2209). Она может работать при питании от напряжения
1,8...6,6 В. Приведенная схема включения микросхемы требует ми-
нимального количества внешних элементов. Нагрузкой у нее может
быть любой динамик с сопротивлением обмотки не менее 8 Ом и
мощностью более 0,5 Вт.
Топология печатной платы для сборки ВЧ части приемника
приведена на рис. 3.20, а для усилителя НЧ — рис. 3.21.
60
Рис. 3.20. Топология печатной платы и расположение элементов
высокочастотной части приемника
126 "
Радиопередача и прием сигналов
При изготовлении приемника использованы детали: регули-
ровочный резистор R6 многооборотный СПЗ-36 (это сделает более
удобным настройку на станцию), остальные резисторы МЛТ, непо-
лярные конденсаторы типа К10 и КМ-4, полярные К50-16. Варикап
КВ122А можно заменить на КВ106А. Транзисторы VT2.:.VT4 по-
дойдут с любой последней буквой в обозначении. Миниатюрный
переключатель диапазона SA1 типа ПД-9-2 или ПД-9-1 (устанавли-
вается на плате).
Рис. 3.21. Топология печатной платы и расположение элементов
звукового усилителя
Все катушки бескаркасные — наматываются на оправке диа-
метром 3 мм проводом ПЭЛ диаметром 0,25...0,51 мм. Число витков
в катушках: L1 — 4, L2 — 7, L3 — 5.
При безошибочном монтаже и исправных деталях, перестраивая
радиоприемник, удается его настроить на одну из станций диапазона.
127
Раздел 3
Рис. 3.22. Индикатор точной настройки на станцию
к выв. 14
м/сх К174ХА34
Рис. 3.23. Схема выделения стереосигнала
128
Радиопередача и прием сигналов
Грубая настройка ВЧ части приемника проводится путем сжатия или
растяжения витков катушек L2, L3 так, чтобы полностью перекрывался
нужный диапазон частот. После чего их можно зафиксировать каплей
парафина или воска. При этом следует учитывать, что в диапазоне
88... 108 МГц работает только L3, а во втором — две включенные по-
следовательно L2 и L3. Поэтому настройка начинается с диапазона
88... 108 МГц. Более точно растянуть участок настройки можно при по-
мощи подбора резисторов R3 и R7. Если нет ВЧ генератора, то можно
ориентироваться на частоты местных радиостанций.
Усилитель НЧ обычно начинает работать сразу, теперь потре-
буется только установить нужный коэффициент усиления при помощи
резистора R3 так, чтобы при максимальной громкости звука не про-
слушивалось заметных искажений.
Схему можно дополнить индикатором точной настройки на
станцию, рис. 3.22 (светодиод HL1 при настройке гаснет), но это уве-
личит потребление.
На выходе микросхемы DA1/14 имеется комплексный сте-
реофонический сигнал и, если подключить дополнительные узлы,
показанные на рис. 3.23, как это предлагает фирма Philips, можно
прослушивать передачи в стереорежиме. На микросхеме TDA7040
собран стереодекодер, a TDA7050 является обычным звуковым
усилителем. Разделение каналов в стереорежиме подстраивается
на слух при помощи резистора R5.
Если радиоприемник будет использоваться только в пределах
города, то каскад предварительного усилитрця ВЧ-сигнала (VT1,
рис. 3.18) можно не устанавливать. Сигйал с антенны через
конденсатор подается прямо на вход DA1/12.
129
Схемотехника узлов
«ь1 радиоаппаратуры
При создании нового устройства довольно часто приходится ис-
пользовать типовые узлы. Обычно они выполняются по хорошо заре-
комендовавшим себя схемам; к тому же проверенных временем. Это
ускоряет разработку конструкции. В данном разделе приводится ряд
схем, которые могут найти применение в составе разных устройств.
4.1. Малогабаритные прерыватели тока
Для некоторых устройств, питающихся от источника с постоян-
ным напряжением, необходимо обеспечить прерывистый режим ра-
боты. Например, это может быть сирена в охранной сигнализации,
стеклоочиститель или мигалка аварийных габаритных указателей для
автомобиля. Бесконтактные прерыватели тока найдут немало и дру-
гих применений. Приведенные схемы отличаются простотой, малыми
габаритами и более высокой надежностью по сравнению с коммута-
торами, использующими электромагнитное реле.
На рис. 4.1 показана схема низкочастотного автогенератора
выполненная на широко распространенном интегральном таймере
КР1006ВИ1 (полный импортный аналог LM555). Эта микросхема име-
ет достаточно мощный выходной каскад, что делает ее удобной для
управления коммутаторами на полевых транзисторах.
Использование в качестве силового ключа мощного полевого
N-канального транзистора позволяет не только уменьшить габариты
устройства по сравнению с аналогичного назначения схемами
выполненными на реле или биполярных транзисторах, но и повыша-
ет надежность за счет особенностей структуры таких элементов
(уменьшается вероятность теплового пробоя за счет автоматическо-
го увеличения порогового напряжения при перегреве). Габариты
прерывателя уменьшаются из-за того, что силовые полевые транзис-
торы в открытом состоянии имеют сопротивление канала значитель-
но меньшее, чем биполярные, а значит, происходит и меньшее
выделение тепла. Выигрыш особенно заметен на больших токах. Это
позволяет, в зависимости от потребляемой нагрузкой мощности, ли-
бо вообще отказаться от радиатора, или использовать его небольших
130
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
размеров. Кроме того, указанные на схемах типы полевых транзис-
торов специально разработаны для работы в ключевых каскадах (им-
пульсных источниках питания и преобразователях энергии), т. е.
позволяют получить высокое быстродействие при переключении, что
также снижает потери на нагрев.
затвор
сток—
исток-
КП922А1
IRF540
BUZ11
Рис. 4.1. Схема прерывателя тока на интегральном таймере
и полевом транзисторе
Рабочая частота автогенератора зависит от номиналов эле-
ментов C2-R2-R1 и может меняться в широких пределах
F=1,44/(R1+2R2)C2.
Для указанных на схеме значений она будет около 1 Гц.
Второй вариант схемы коммутатора выполнен с задающим ге-
нератором на КМОП инверторах (рис. 4.2). Частота автогенератора
зависит от номиналов C2-R1.
Так как полевой транзистор с изолированным затвором управ-
ляется статическим зарядом и не требует большого тока в затворе, на
него можно подавать сигнал прямо с выхода КМОП микросхем. Парал-
лельное включение элементов DD1.3...DD1.6 уменьшает выходное со-
131
Раздел 4
Рис. 4.2. Схема прерывателя с автогенератором на КМОП микросхеме
противление микросхемы, чтопри переключении ускоряет рассасыва-
ние зарядов, накопленных на емкости затвора VT1.
Большая входная емкость мощных полевых транзисторов объяс-
няется особенностями технологии их изготовления — фактически в од-
ном корпусе находится много транзисторов, включенных параллельно,
что позволяет увеличить максимально допустимый рабочий ток.
Аналогичного назначения схему можно выполнить еще проще —
без времязадающего конденсатора, если воспользоваться светодиодом
со встроенным прерывателем (рис. 4.3). Таких светодиодов в продаже
имеется большой ассортимент от разных фирм-производителей (по
внешнему виду они ничем не отличаются от обычных светодиодов).
В этом случае частота включения нагрузки будет определяться частотой
мигания светодиода. Обычно это 1,5...3 Гц и зависит от типа светодиода.
Схему прерывателя можно выполнить и без использования ми-
кросхемы, как это показано на рис. 4.4. В ней транзистор КП922А1
при импульсном токе в нагрузке 2,5 А почти не греется. Для всех ос-
тальных приведенных схем — если ток в цепи исток-сток транзисто-
ра КП922А1 не превышает 0,8 А, то теплоотвод для него не нужен.
С увеличением тока увеличивается падение напряжения на сопро-
тивлении открытого канала, что приводит к нагреву. На радиаторе
данный транзистор может длительно работать при коммутируемом
токе в нагрузке от 5 до 10 А.
132
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Рис. 4.3. Вариант схемы прерывателя
Рис. 4.4. Схема прерывателя, выполненного на транзисторах
Лучшие результаты дает применение импортных полевых тран-
зисторов BUZ11 или IRF540 (аналог КП540). У них при токе стока
lc=5A (ипит=15В) на сопротивлении открытого канала сток-исток
(Ren) остается всего 0,2 и 0,3 В соответственно (в отличие от 0,6 В для
КП922А1), что позволяет на таком токе работать без теплоотвода.
Максимальные возможности указанных на схеме полевых транзисто-
ров, а также их сравнительные характеристики приведены в таблице:
133
Раздел 4
Таблица 4.1. Параметры мощных полевых N-канальных транзисторов
Тип транзистора Uch max В Rch max Ом Smin мА/B 1с max А изи пор В Pc max Вт
КП922А1 100 0,1 1000 10 2...8 60
IRF540 100 0,077 8700 28 2...4 125
КП540 100 0,077 8700 28 2...4 150
КП746А 100 0,077 8000 28 2...4 150
BUZ11A 50 ‘ 0,06 8000 25 2...4 75
BUZ11 50 0,04 4000 30 2...4 75
В таблице максимально допустимая мощность рассеяния
(Pc max) указана для работы транзисторов при их установке на теп-
лоотводящем радиаторе. Минимальное напряжение, при котором
схемы сохраняют работоспособность, определяется пороговым на-
пряжением затвор-исток (изи) используемого транзистора.
Максимальное рабочее напряжение для приведенных схем
может быть и выше 15 В, если питание на автогенератор подавать че-
рез ограничительный резистор и стабилитрон (КС515А), подключен-
ный параллельно с конденсатором С1.
4.2. Мощныё коммутаторы
переменного напряжения
Наиболее часто для включения мощных потребителей энергии
используют специальные электромагнитные реле — пускатели (с
группой контактов, рассчитанных на коммутацию токов более 10 А
при напряжении 220...380 В). Со временем от интенсивной эксплуа-
тации силойые контакты подгорают и требуют очистки. При работе в
прерывистом режиме, например, в цепи включения нагревателей,
срок службы такого реле довольно мал. Поэтому в современных уст-
ройствах часто используют электронные коммутаторы: тиристоры и
симисторы. Они намного надежнее контактов пускателя и более
выносливы к импульсным перегрузкам, к тому же имеют меньшие га-
бариты и работают бесшумно. Кроме того, при повреждении в им-
портных бытовых приборах силового реле быстро найти для него
эквивалентную замену не всегда удается. Приведенная схема
(рис. 4.5) позволяет довольно просто решить эту проблему. Схема
коммутатора выполнена на двух встречно включенных тиристорах и
позволяет заменить вышедшее из строя силовое реле, например, в
СВЧ печке. При этом управляющие контакты К1.1 стоят в цепи управ-
134
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
4
пения тиристоров и могут быть низковольтными и слаботочными
(100 мА), что обеспечивает практически любое миниатюрное реле.
Рис. 4.5. Коммутатор переменного напряжения на тиристорах
Рис. 4.6. Коммутатор с оптронной развязкой цепи управления
При встречном включении тиристоров на каждой полуволне се-
тевого напряжения будет работать только один (соответствующий).
Резистор R1 ограничивает ток управления и может иметь номинал
300...560 Ом. При замыкании контактов К1.1 в нагрузку будет посту-
пать неискаженный синус — тиристоры открываются практически в
135
Раздел 4
*
начале возрастания сетевого напряжения. В процессе работы такой
коммутатор не создает помех.
Данная схема отличается простотой (за счет использования
внутренней структуры тиристоров) и удобна тем, что не требует при-
менения дополнительных элементов для управления открыванием,
как это необходимо многим типам симисторов. Поэтому такая схема
широко используется в промышленном оборудовании для коммута-
ции силовых цепей при помощи маломощных контактов, например,
имеющихся в терморегуляторе.
Для увеличения надежности коммутатора иногда требуется уп-
равлять включением нагрузки без примененйя механических контак-
тов. Схема, показанная на рис. 4.6, позволяет включать нагрузку при
подаче напряжения 5... 10 В в цепь управления. При этом обеспечива-
ется гальваническая развязка управляющего сигнала от сети при
помощи оптронной пары. А для включения нагрузки достаточно тока
через внутренние светодиоды около 1 мА. Такую схему можно исполь-
зовать для дистанционного управления коммутатором.
Общим недостатком приведенных выше схем, так же как и у
электромагнитного силового реле, является появление помех в мо-
мент включения нагрузки. Это объясняется тем, что момент време-
ни, в который происходит замыкание управляющей цепи тиристоров,
не синхронизирован с переходом сетевого напряжения через “0”,
т. е. включение возможно при действующей максимальной амплиту-
де напряжения в сети.
При монтаже схемы применялись резисторы МЛТ соответству-
ющей мощности. Тиристоры выбираются в зависимости от нужного
максимального тока в нагрузке, а при их работе на больших токах не-
обходимо использовать радиаторы.
4.3. Повышающие напряжение
импульсные преобразователи
Из всего многообразия видов импульсных источников питания
в данной статье рассматриваются только преобразователи, повыша-
ющие напряжение с 12 В до 220 В и более. Область применения та-
ких устройств довольно широка и интерес к ним проявляют многие.
Так, в Internet на некоторых радиолюбительских сайтах импульсным
преобразователям посвящены целые разделы, например:
http://www.port. yuzhny.odessa.ua:8101/~cat/ups/ups.htm
http://fribble.cie.rpi.edu/~repairfaq/repair/
136
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Для данных целей, в зависимости от необходимой мощности в
нагрузке, импульсный источник питания обычно выполняется по од-
нотактной (до 60... 150 Вт) или двухтактной схеме (от 60 Вт и выше).
Существуют также и другие варианты построения схем импульсных
преобразователей, но они более сложны для повторения и поэтому
здесь рассматриваться не будут.
Каждый из вариантов схемы имеет свои достоинства и недостат-
ки. Так, однотактные преобразователи дешевле и проще, но создают
больше высокочастотных помех, с которыми приходится бороться.
Кроме того, они требуют принятия специальных мер для исключения
намагничивания магнитопровода (более сложной получается конст-
рукция трансформатора за счет секционирования обмоток и выполне-
ния зазора в магнитопроводе). Для исключения намагничивания
сердечника может использоваться не только зазор в магнитопроводе,
но и токовая обратная связь, которая при правильной настройке схе-
мы не позволит войти магнитопроводу в насыщение.
Магнитопровод для работы в однотактном преобразователе
обычно имеет большие размеры, чем в двухтактной схеме такой же
мощности. Двухтактная схема исключает намагничивание сердечни-
ка магнитопровода за счет протйвоположного направления протека-
ния тока в первичных обмотках, что позволяет сделать конструкцию
трансформатора более простой. Режим работы силовых ключей об-
легчается, так как они работают поочередно. Это дает возможность
получить большую мощность в нагрузке.
Использование современной элементной базы (специализиро-
ванных микросхем и мощных полевых транзисторов) позволяет сде-
лать такой источник питания малогабаритным и с высоким КПД.
Специально разработанные быстродействующие мощные полевые
ключи, в отличие от биполярных, имеют меньшее сопротивление ка-
нала в открытом состоянии, что снижает на нем потери мощности.
Это позволяет уменьшить размеры теплоотвода (иногда вообще отка-
заться от радиатора) и общие габариты конструкции.
4. 3.1. Простейшие схемы
однотактных преобразователей
На рис. 4.7—4.9 приведены довольно простые схемы, которые
нередко используются для питания стробоскопической или маломощ-
ной люминисцентной лампы в конструкциях, где не предъявляются
высокие требования к параметрам, а главным является низкая цена.
137
Раздел 4
Такие устройства могут найти немало и других применений, напри-
мер, в качестве первичного повышающего напряжение преобразова-
теля для электрошокового устройства. Они позволяют из постоянного
напряжения 3...15 В получать 400 В и более.
Самый простой преобразователь можно выполнить по одно-
тактной схеме. Принцип работы ее основан на свойстве индуктивно-
сти накапливать энергию, когда протекает через обмотку ток (при
открытом состоянии ключа), а при закрывании ключа — отдавать в
нагрузку через вторичную обмотку. Такой режим работы схемы обес-
печивается при соответствующей фазировке включения вторичной
обмотки. За счет работы преобразователя на повышенной частоте
конструкция трансформатора получается малогабаритной.
На рис. 4.7 показана схема преобразователя, выполненного на
одном мощном универсальном транзисторе 2N3055 (отечественные
аналоги КТ819ГМ, КТ8150А). Подойдут также и другие мощные п-р-п
транзисторы с допустимым напряжением 11кэ>80 В и током 1к>2 А.
Диод VD1 предохраняет переход эмиттер-база транзистора от воз-
действия большого обратного напряжения. Этот диод должен быть
быстродействующим, например, из серии 1N4007 или КД247. Диод
1N4948 может быть заменен двумя включенными последовательно
диодами КД257Д.
В схеме можно использовать транзистор и другой проводимос-
ти. Потребуется только изменить полярность подачи напряжения и
включения диода VD1.
Резистор R1 обеспечивает нужное положение рабочей точки
транзистора и его величину надо подбирать. Резистор R2 ограничи-
вает ток диода VD2 при зарядке конденсатора СЗ.
Конденсатор С2 подойдет любой неполярный (от него зависит
рабочая частота преобразователя). Лучше выбирать частоту не ме-
нее 10...30 кГц. А если схема будет работать со стробоскопической
лампой, конденсатор СЗ должен быть рассчитан на длительную рабо-
ту с большими пульсациями тока, например типа МБМ или взять бо-
лее современные, изготовленные на основе полистироловой пленки
К78-17, К71-7идр.
Для изготовления трансформатора Т1 подойдет броневой маг-
нитопровод БЗО. Намотка выполняется проводом ПЭЛ. Обмотки 1 и 2
содержат по 18 витков проводом диаметром 0,51 мм (обмотка 1 мо-
жет быть выполнена более тонким проводом — 0,13 мм), 3 — 350 вит-
138
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Рис. 4.7. Схема преобразователя для питания стробоскопической лампы
Рис. 4.8. Схема для питания переносной люминисцентной лампы
Рис. 4.9. Преобразователь на полевом транзисторе
139
Раздел 4
ков проводом 0,13 мм (число витков во вторичной обмотке зависит от
необходимой величины напряжения).
Если от схемы требуется длительная работа, транзистор VT1
должен быть установлен на радиатор. г
Схема, показанная на рис. 4.8, является вариантом предыду-
щей. Она предназначена для питания малогабаритной переносной
люминисцентной лампы от 8 батареек (АА).
Трансформатор Т1 имеет следующие намоточные данные: об-
мотка 1 — 15 витков проводом диаметром 0,14 мм, 2 — 20 витков
(0,51 мм), 3 — 350 витков (0,14 мм). Магнитопровод можно взять та-
кой же, как и для схемы, приведенной выше, или от применяемых в
цветных телевизорах импульсных трансформаторов.
Однотактный преобразователь можно выполнить и на полевом
ключе, как это показано на рис. 4.9. Делитель из резисторов R1-R2
обеспечивает такое начальное положение рабочей точки на выходной
характеристике транзисторов, при которой возникает автогенерация.
Так как все приведенные выше схемы работают при относи-
тельно небольших токах, магнитопровод трансформатора обычно не
z входит в область насыщения и выполнять зазор между сердечниками
нет необходимости.
Лучших характеристик от преобразователя удается добиться
применением специализированных микросхем (см. рис. 4.10).
4. 3.2. Обеспечивающие высокий КПД
однотактные преобразователи
Некоторые привычные бытовые электроприборы, такие как
лампа дневного света, фотовспышка и ряд других, иногда бывает
удобно использовать в автомобиле.
Так как большинство устройств рассчитаны на питание от сети
с действующим напряжением 220 В, нужен повышающий преобра-
зователь. Электробритва или же небольшая лампа дневного света
потребляют мощность не более 6...25 Вт. При этом от такого преоб-
разователя часто не требуется переменное напряжение на выходе.
Указанные выше бытовые электроприборы нормально работают при
питании постоянным или однополярным пульсирующим током.
Первый вариант однотактного (обратноходового) импульсного
преобразователя постоянного напряжения 12 В — 220 В выполнен
на импортной микросхеме ШИМ-контроллера UC3845N и мощном
140
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Рис. 4.10. Схема однотактного импульсного преобразователя,
повышающего напряжение
141
Раздел 4
..........- - —• •' .
N-канальном полевом транзисторе BUZ11 (рис. 4.10). Эти элементы
более доступны чем отечественные аналоги, и позволяют добиться
высокого КПД от устройства, в том числе и за счет малого падения
напряжения исток-сток на открытом полевом транзисторе (КПД пре-
образователя зависит и от соотношения ширины импульсов, переда-
ющих энергию в трансформатор к паузе). Указанная микросхема
специально предназначена для выполнения однотактных преобра-
зователей и имеет внутри все необходимые узлы, что позволяет
сократить число внешних элементов. У нее имеется сильноточный
квазикомплементарный выходной каскад, специально предназна-
ченный для непосредственного управления мощным N-канальным
полевым транзистором с изолированным затвором. Рабочая часто-
та импульсов на выходе микросхемы может достигать 500 кГц. Час-
тота определяется номиналами элементов R4-C4 и в приведенной
схеме доставляет около 33 кГц (Т=50 мкс).
Микросхема также содержит схему защиты для отключения ра-
боты преобразователя при снижении напряжения питания ниже
7,6 В, что полезно при питании устройств от аккумулятора. Полную
информацию о внутренней структуре микросхемы и ее особенностях
можно найти в справочнике Л12, стр. 87.
Рассмотрим более подробно работу преобразователя. На
рис. 4.11 приведены диаграммы напряжений, поясняющие проходя-
щие процессы. При появлении положительных импульсов на затворе
полевого транзистора (рис. 4.11., а) он открывается и на резисторах
R7-R8 будут импульсы, показанные на рис. 4.11, в. Наклон вершины
импульса зависит от индуктивности обмотки трансформатора и если
на вершине имеется резкое увеличение амплитуды напряжения, как
это показано пунктиром, это говорит о насыщении магнитопровода.
При этом резко увеличиваются потери преобразования, что приво-
дит к нагреву элементов и ухудшает работу устройства. Чтобы устра-
нить насыщение, потребуется уменьшить ширину импульса или
увеличить зазор в центре магнитопровода. Обычно бывает достаточ-
но зазора 0,1...0,5 мм.
В момент выключения силового транзистора индуктивность
обмоток трансформатора вызывает появление выбросов напряже-
ния, как это показано на рисунках. При правильном изготовлении
трансформатора Т1 (секционировании вторичной обмотки) и низ-
ковольтном питании амплитуда выброса не достигает опасного для
транзистора значения и поэтому в данной схеме специальных мер,
142
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
в виде демпфирующих цепей в первичной обмотке Т1, не использу-
ется. А чтобы подавить выбросы в сигнале токовой обратной свя-
зи, приходящем на вход микросхемы DA1/3, установлен простой
RC-фильтр из элементов R6-C5.
Рис. 4.11. Диаграммы напряжения в контрольных точках схемы
б) стокУП
в) исток VT1
г) DA1/3
Напряжение на входе преобразователя, в зависимости от со-
стояния аккумулятора, может меняться от 9 до 15В (что составляет
40%). Чтобы ограничить изменение выходного напряжения, обрат-
ная связь по входу снимается с делителя из резисторов R1-R2. При
этом выходное напряжение на нагрузке будет поддерживаться в ди-
апазоне 210...230 В (Ннагр=2200 Ом), см. табл. 4.2, т. е. меняется не
более чем на 10%, что вполне допустимо.
143
Раздел 4
Таблица 4.2. Параметры схемы при изменении напряжения питания
□пит В 1потр А U вых В Рпотр Вт Рнагр Вт кпд
9 2,76 210 24,84 20 0,80
* 12 2,11 220 г 25,32 22 0,87
15 1,80 230 27,00 24 0,89
Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет
автоматического изменения ширины открывающего транзистор VT1
импульса от 20 мкс при ипит=9 В до 15 мкс (Unwr=15 В).
Все элементы схемы, кроме конденсатора С6, размещены на од-
носторонней печатной плате из стеклотекстолита размером 90x55 мм
(рис. 4.12). Трансформатор Т1 крепится на плате при помощи винта
М4х30 через резиновую прокладку, как это показано на рис. 4.13.
Транзистор VT1 устанавливается на радиаторе. Конструкция штекера
ХР1 должна исключать^ошибочную подачу напряжения на схему.
Импульсный трансформатор Т1 выполнен с использованием
широко распространенных броневых чашек БЗО из магнитопровода
М2000НМ1. При этом в центральной части у них должен быть обес-
печен зазор 0,1...0,5 мм. Магнитопровод можно приобрести с уже
имеющимся зазором или же сделать его при помощи грубой наждач-
ной бумаги. Величину зазора лучше экспериментально подобрать
при настройке так, чтобы магнитопровод не входил в режим насыще-
ния, — это удобно контролировать по форме напряжения на истоке
VT1 (см. рис. 4.11, в).
У трансформатора Т1 обмотка 1 -2 содержит 9 витков проводом
диаметром 0,5...0,6 мм, обмотки 3-4 и 5-6 по 180 витков проводом ди-
аметром 0,15...0,23 мм (провод типа ПЭЛ или ПЭВ). При этом пер-
вичная обмотка (1-2) располагается между двумя вторичными, т. е.
сначала наматывается обмотка 3-4, а потом 1 -2 и 5-6.
При подключении обмоток трансформатора важно соблюдать
показанную на схеме фазировку. Неправильная фазировка не приве-
дет к повреждению схемы, но работать как нужно она не будет.
При сборке использованы детали: подстроечный резистор R2 —
СПЗ-19а, постоянные резисторы R7 и R8 типа С5-16М на 1 Вт, осталь-
ные могут быть любого типа; электролитические конденсаторы С1 —
К50-35 на 25 В, С2 — К53-1А на 16 В, С6 — К50-29В на 450 В, а ос-
тальные типа К10-17. Транзистор VT1 установлен на небольшой (по
.размерам платы) радиатор, сделанный из дюралевого профиля.
144
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Настройка схемы заключается в проверке правильной фази-
ровки подключения вторичной обмотки при помощи осциллографа, а
также установки резистором R4 нужной частоты. Резистором R2 ус-
танавливается выходное напряжение на гнездах XS1 при включен-
ной нагрузке.
Рис. 4.12. Топология печатной платы и расположение элементов
145
Раздел 4
Рис. 4.13. Вид крепления трансформатора Т1
Приведенная схема преобразователя предназначена для рабо-
ты с заранее известной мощностью нагрузки (6...30 Вт — постоянно
подключенной). В холостом ходу напряжение на выходе схемы может
достигать 400 В, что не для всех устройств допустимо, так как может
привести к их повреждению из-за пробоя изоляции.
Если преобразователь предполагается использовать в работе с
нагрузкой разной мощности, к тому же включаемой во время работы
преобразователя, то необходимо снимать сигнал обратной связи по
напряжению с выхода. Вариант такой схемы показан на рис. 4.14. Это
не только позволяет ограничить выходное напряжение схемы в холо-
стом ходу величиной 245 В, но и снизит потребляемую мощность в
этом режиме примерно в 10 раз (1потр=0,19 А; Р=2,28 Вт; Uh=245 В).
Трансформатор Т1 имеет такой же магнитопровод и намоточные
данные, что и в схеме (рис. 4.10), но содержит дополнительную обмот-
ку (7-4) — 14 витков проводом ПЭЛШО диаметром 0,12...0,18 мм (она
наматывается последней). Остальные обмотки выполнены аналогично,
как и в выше описанном трансформаторе.
Для изготовления импульсного трансформатора можно также
использовать квадратные сердечники серии КВ12 из феррита
М2500НМ — число витков в обмотках в этом случае не изменится.
Для замены магнитопроводов броневых (Б) на более современные
квадратные (КВ) можно воспользоваться табл. 4.3.
146
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Рис. 4.14. Схема однотактного преобразователя с ограничением макси-
мального выходного напряжения в холостом ходу
147
Раздел 4
Вид А (рис. 4.10)
12В
Рис. 4.15. Топология печатной платы и расположение элементов
148
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Таблица 4.3. Рекомендуемые варианты замены магнитопровода
Б14 Б18 Б22 Б26 БЗО Б36
КВ4 и КВ5 КВ6 КВ8 КВ10 КВ12 КВ14
Сигнал обратной связи по напряжению с обмотки 7-8 через ди-
од поступает на вход (2) микросхемы, что позволяет более точно под-
держивать выходное напряжение в заданном диапазоне, а также
обеспечить гальваническую развязку между первичной и выходной
цепью. Параметры такого преобразователя, в зависимости от питаю-
щего напряжения, приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4. Параметры схемы при изменении напряжения питания
□пит В 1потр А Ubmx В Рпотр Вт Рнагр Вт КПД
9 2,81 , 205 25,29 19,1 0,76
12 2,32 220 27,84 22,0 0,79
15 1,78 220 26,70 22,0 0,82
Еще немного повысить КПД описанных преобразователей мож-
но, если импульсные трансформаторы закреплять на плате диэлек-
трическим винтом или термостойким клеем. Вариант топологии
печатной платы для сборки рхемы приведен на рис. 4.15.
При помощи такого преобразователя можно питать от борто-
вой сети автомобиля электробритвы “Агидель”, “Харьков” и ряд дру-
гих устройств.
4. 3.3. Двухтактные преобразователи
напряжения 12 — 220 В
В двухтактных преобразователях более эффективно использу-
ется магнитопровод импульсного трансформатора. В таких схемах не
требуется бороться с намагничиванием сердечника, что позволяет
уменьшить его габариты. Выходное напряжение получается симмет-
ричным. Кроме того, транзисторы преобразователя работают в бо-
лее легком режиме.
Иногда для небольшой мощности (до 15 Вт) используют самый
простой преобразователь, выполненный по схеме автогенератора
(рис. 4.16, а). Эта схема не критична к применяемым деталям, но
подбор рабочей точки режима работы транзисторов при помощи ре-
зистора R2 может улучшить характеристики устройства (иногда па-
149
Раздел 4
раллельно R2 устанавливают конденсатор). Делитель из резисторов
R1-R2 обеспечивает необходимый начальный ток для запуска рабо-
ты автогенератора.
а
Рис. 4.16. Схемы двухтактных автогенераторов
б
Используемые универсальные транзисторы 2N3055 заменяют-
ся подобными отечественными КТ818ГМ, КТ8150А, а если изменить
полярность подаваемого питания, то можно применять и р-п-р тран-
зисторы. Питающее напряжение схемы может быть от 12 до 24 В. Для
длительной работы устройства транзисторы необходимо установить
на радиаторы.
Трансформатор может быть выполнен на ферритовом
М2000НМ1 кольцевом магнитопроводе, его рабочее сечение зависит
150
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
от мощности в нагрузке. Для упрощенного выбора можно воспользо-
ваться рекомендациями, опубликованными в Л13 (см. табл. 4.5).
Таблица 4.5. Допустимая максимальная мощность
для кольцевых ферритовых магнитопроводов марки М2000НМ1
Типоразмер Мощность нагрузки, Вт при рабочей частоте
Г=10кГц F=50 кГц F=100 кГц
К10x6x3 0,5 5,5 7,0
К10x6x4,5 1,0 7,5 9,0
К10x10x4,5 8,0 28,0 34,0
К20х10х5 12,0 42,0 51,0
К20х12х6 22,0 77,0 94,0
К28х16х9 66,0 210,0 250,0
К38х24х7 132,0 400,0 540,0
К40х25х11 230,0 720,0 900,0
При изготовлении трансформатора Т1 обмотки 1 и 2 наматыва-
ются одновременно, но фазировка подключения их должна соответст-
вовать показанной на схеме. Для сечения кольцевого магнитопровода
типоразмера К32х20х6 обмотки 1 и 2 содержат по 8 витков (провод
ПЭЛ диаметром 1,2...0,81 мм); 3 и 4 по 2 витка (0,23 мм); 5 — число
витков вторичной обмотки зависит от необходимого напряжения
(0,1...0,23 мм).
С помощью этой схемы можно получать напряжение до 30 кВ,
если применить магнитопровод от трансформаторов, используемых в
современных телевизорах.
Аналогичная схема автогенератора, выполненная на полевых
транзисторах, приведена на рис. 4.16, б. Она позволяет использовать
более простой трансформатор, в котором не нужны обмотки обрат-
ной связи. Стабилитроны VD1, VD2 предотвращают появление на за-
творах транзисторов опасных напряжений.
Рабочая частота таких схем задается параметрами магнито-
провода трансформатора и индуктивностью обмоток, так как от этого
зависит задержка сигнала обратной связи (лучше если частота будет
находиться в диапазоне 20...50 кГц).
В качестве недостатка данных схем можно отметить низкий
КПД, что затрудняет их применение при большой мощности, а также
нестабилизировйнное выходное напряжение, которое может сильно
меняться в зависимости от изменения напряжения питания.
151
Раздел 4
Рис. 4.17. Схема двухтактного импульсного преобразователя
152
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Более удачная схема двухтактного преобразователя, выполнен-
ная с использованием специализированной микросхемы (рис. 4.17),
отличается высоким КПД и может поддерживать стабильное напряже-
ние на нагрузке.
Преобразователь выполнен на широко распространенной ми-
кросхеме ШИМ-контроллере 1114ЕУ4 (полный импортный аналог
TL494), что позволяет сделать схему довольно простой. В нормаль-
ном состоянии (при нулевом напряжении на затворе) транзисторы
VT1, VT2 закрыты и открываются импульсами с соответствующих
выходов микросхемы. Резисторы R7-R9 и R8-R10 ограничивают вы-
ходной ток микросхемы, а также величину напряжения на затворе
ключей. Цепь из элементов C1-R2 обеспечивает плавный выход на
рабочий режим при включении питания (постепенное увеличение
ширины импульсов на выходах микросхемы). Диод VD1 предохраня-
ет повреждение элементов схемы при ошибочном подключении по-
лярности питания.
Рис. 4.18. Диаграммы напряжений
153
Раздел 4
Диаграммы напряжений, поясняющие работу, показаны на
рис. 4.18. Как видно на рисунке (а), задний фронт импульса имеет
большую длительность, чем передний. Это объясняется наличием ем-
кости затвора полевого транзистора, заряд которой рассасывается
через резистор R9 (R10) во время, когда выходной транзистор мик-
росхемы закрыт. Это увеличивает время закрывания ключа. Так как
в открытом состоянии на полевом транзисторе падает напряжение
не более 0,1 В, потери мощности в виде небольшого нагрева VT1 и
VT2 происходят в основном за счет медленного закрывания транзи-
сторов (именно этим ограничена максимальная допустимая мощ-
ность нагрузки).
Параметры данной схемы при работе на лампу мощностью
100 Вт приведены в табл. 4.6. В холостом ходу потребляемый ток со-
ставляет 0,11 А (9 В) и 0,07 А (15 В). Рабочая частота преобразова-
теля около 20 кГц.
Таблица 4.6. Основные параметры схемы
11пит В 1потр А 11вых В Рпотр Вт Рнагр Вт кпд
12 7,9 200 94,8 82 0,87
Трансформатор Т1 выполнен на двух сложенных вместе коль-
цевых сердечниках из феррита марки М2000НМ1 типоразмера
К32х20х6. Параметры обмоток указаны в табл. 4.7. До намотки ост-
рые грани сердечника необходимо закруглить надфилем или грубой
наждачной бумагой. При изготовлении трансформатора сначала на-
матывается вторичная обмотка. Намотка выполняется виток к витку,
в один слой с последующей изоляцией лакотканью или фторопласто-
вой лентой. Первичные обмотки 1 и 2 наматываются двумя прово-
дами одновременно, как это показано на рис. 4.19 (равномерно
распределив витки на магнитопроводе). Такая намотка позволяет
значительно уменьшить выбросы напряжения на фронтах при закры-
вании полевых ключей.
Таблица 4.7. Параметры обмоток трансформатора Т1
Обмотка Число витков Провод Индуктивность
1 8 ПЭЛ 0,8...1,0 200 мкГн
2 8 ПЭЛ 0,8... 1,0 200 мкГн
3 300 ПЭЛ 0,25 318 мГн
4 10 ПЭЛШО 0,25 97 мкГн
154
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Транзисторы устанавливаются на теплоотвод, в качестве кото-
рого применен дюралевый профиль (рис. 4.20). Радиаторы закрепля-
ются на краях печатной платы. Односторонняя печатная плата из
стеклотекстолита толщиной 1,5...2 мм имеет размеры 110x90 мм
(см. рис. 4.21 и 4.22).
Рис. 4.19. Вид конструкции импульсного трансформатора
Рис. 4.20. Конструкция радиатора
Данную схему можно использовать для питания нагрузки, по-
стоянно потребляющей мощность до 100 Вт. Для большей мощности
необходимо уменьшить время переключения полевых ключей. Это
позволяют сделать специально разработанные микросхемы, имею-
щие комплементарный выходной каскад, предназначенный для уп-
равления мощными полевыми транзисторами, например, К1156ЕУ2,
UC3825.
В качестве силовых ключей на мощность до 60 Вт в приведен-
ной схеме можно также применять транзисторы N-типа со статичес-
кой индукцией КП958А (БСЙТ — Bipolar Static Induction Transistor).
Они разработаны специально для работы в высокочастотных источ-
155
Раздел 4
Рис. 4.21. Топология печатной платы
никах питания. Физика работы такого транзистора близка к работе
обычного биполярного, но из-за конструктивных особенностей он
имеет ряд преимуществ:
1) низкое падение напряжения исток-сток в открытом состоянии;
2) повышенный коэффициент усиления;
3) высокое быстродействие при переключении;
4) повышенная устойчивость к тепловому пробою.
156
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
В этом случае транзисторы лучше подобрать с одинаковыми
параметрами, а резисторы R9 и R10 уменьшить до 100... 150 Ом.
Рис. 4.22. Расположение элементов
157
Раздел 4
4.4. Микрофонный усилитель с глубокой АРУ
Такая схема может найти применение в слуховом аппарате
или как микрофонный усилитель для модуляции сигнала в передат-
чике (благодаря автоматической регулировке усиления она позволя-
ет исключить перемодуляцию ВЧ сигнала передатчика, что улучшает
разборчивость речи оператора).
Рис. 4.23. Схема микрофонного усилителя
158
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Приведенный усилитель (рис. 4.23), отличается от опублико-
ванных аналогов малым потребляемым током. При напряжении пи-
тания 6 В общее потребление составляет не более 0,7 мА (сама
схема усилителя потребляет 0,33 мА, а остальное — электретный
микрофон). Этого удалось добиться за счет применения микросхе-
мы, работающей в режиме микротоков (ток потребления устанавли-
вается резистором R7).
Рис. 4.24. Топология печатной платы и расположение элементов
Речевой сигнал с микрофона проходит через делитель напря-
жения, состоящий из резисторов R2-R3 и полевого транзистора VT1,
и поступает на вход микросхемы DA1/2, где усиливается. Транзистор
VT1 выполняет роль регулируемого напряжением сопротивления, а
VT2 работает как активный детектор. Импульсы с коллектора VT2 за-
ряжают конденсатор С5. Это напряжение управляет полевым транзи-
159
Раздел 4
стором VT1: чем оно больше, тем меньше сопротивление сток-исток
у VT1, а значит, уменьшается напряжение на входе DA1. Схема АРУ
начинает работать при превышении выходного сигнала микросхемы
DA1 уровня 200 мВ.
При изменении напряжения входного сигнала на 50 дБ (более
чем в 10ОО раз) выходное меняется всего на 20% (с 190 мВ до 230 мВ).
Схема не критична к типам применяемых деталей — главное,
чтобы они были малогабаритными. Вариант выполнения печатной
платы для монтажа элементов приведен на рис. 4.24. Она имеет две
объемные перемычки. Схема не критична к типам применяемых де-
талей — главное, чтобы они были малогабаритными.
Настройка схемы заключается в установке подстроечным ре-
зистором R9 рабочей точки транзистора VT2 так, чтобы цепь АРУ на-
чинала работать при превышении необходимого уровня выходного
сигнала (например, в 200 мВ). Инерционность системы АРУ опреде-
ляется номиналами C5-R10.
Полоса усиления по уровню -3 дБ составляет 300...6300 Гц (из-
меряется при малом входном сигнале, когда еще не работает АРУ).
4.5. Малошумящие низкочастотные усилители
Существует немало усилителей, для которых одним из основ-
ных необходимых параметров является требование обеспечить ми-
нимальный шум на выходе. Обычно такие схемы используются для
усиления сигналов от различных датчиков, а также в приемниках
прямого преобразования, где основное усиление осуществляется
на низких частотах. Увеличение шумов приводит к невозможности
различать слабые сигналы на фоне шума.
Шумы усилителей можно разделить по источнику их возникно-
вения на внешние и внутренние. Внешние попадают на вход усилите-
ля в результате наводок от работающих вблизи мощных устройств,
например, радиопередатчиков, электромоторов или же из-за проник-
новения выходного сигнала схемы на вход через паразитные емкос-
ти в самом корпусе усилителя. И если с помехами и наводками,
вызванными внешними причинами, можно бороться с помощью
фильтрации сигнала и выполнения удачной конструкции (оптимально-
го расположения элементов и хорошей разводкой проводников, а
также экранированием схемы), то от шумов, возникающих в процес-
се усиления сигнала, избавиться гораздо труднее. Методы борьбы с
160
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
различными видами внешних помех довольно подробно описаны в
Л14, поэтому рассмотрим только внутренние.
Внутренние шумы усилителя возникают при прохождении тока
через пассивные и активные элементы схемы.
От построения схемы (схемотехники) также в немалой степени
зависят шумовые характеристики. При разработке усилителя, имею-
щего большое отношение сигнал/шум, кроме оптимального выбора
вида схемы, важно правильно подобрать элементную базу и оптими-
зировать режим работы каскадов.
4.5.1. Выбор крмпонентов схемы
В реальном усилителе источником внутренних шумов являются:
1) тепловые и токовые шумы резисторов;
2) фликкер-шумы конденсаторов, диодов и стабилитронов;
3) флуктуационные шумы активных элементов (транзисторов);
4) вибрационные и контактные шумы.
РЕЗИСТОРЫ. Собственные шумы резисторов складываются
из тепловых и токовых шумов.
Тепловые шумы вызваны движением электронов в токопро-
водящем веществе, из которого изготовлен резистор (этот шум уве-
личивается с увеличением температуры). Если на резистор не
действует напряжение, то ЭДС шумов на нем (в мкВ) определяется
из соотношения:
Euj«0,0125-4f-R,
где At полоса частот в кГц;
R — сопротивление в кОм.
Токовые шумы возникают при протекании через резистор тока.
В этом случае шумовое напряжение появляется из-за эффекта флук-
туации контактных сопротивлений между проводящими частицами
материала. Его величина линейно зависит от приложенного напряже-
ния. Поэтому шумовые свойства резисторов характеризуются уров-
нем шума, представляющим собой отношение действующего
значения переменной составляющей напряжения шумов Em (мкВ) к
приложенному напряжению U (В): Em/U.
Частотный спектр обоих видов шумов непрерывный (“белый
шум”). И если у теплового шума он равномерно распределен до
161
Раздел 4
очень высоких частот, то у токового шума начинает спадать уже при-
мерно с 10 МГц. • г
Общая величина шума пропорциональна квадратному корню
сопротивления, поэтому для его уменьшения величину сопротивле-
ний в схеме надо также уменьшать.
Иногда с целью снижения шумов, вызванных резисторами, при-
бегают к их параллельному (или последовательному) включению, а
также устанавливают большей мощности, чем это требуется для ра-
боты. Кроме того, можно применять из них те типы, в которых за счет
технологии изготовления этот параметр меньше.
У непроволочных резисторов токовые шумы значительно боль-
ше тепловых. Общий уровень шума для разных типов резисторов мо-
жет находиться в диапазоне от 0,1 до 100 мкВ/B. Для сравнения
различных резисторов (постоянных и подстроечных из группы СП)
максимальные значения шумов приведены в табл. 4.8.
Таблица 4.8. Шумовые свойства резисторов
Тип резистора Технология изготовления Уровень шума на резисторах мкВ/В
БЛП бороуглеродистые 0,5
С2-13 С2-29В металлодиэлектрические 1,0
С2-50 металлодиэлектрические 1,5
МЛТ ОМЛТ С2-23 С2-33 металлодиэлектрические 1...5
С2-26 металлоокисные 0,5
СПЗ-4 СПЗ-19 СПЗ-23 пленочные композиционные 47...100 25...47 25...47
Как видно из таблицы, подстроечные резисторы значительно
больше шумят. По этой причине их лучше применять с небольшими
номиналами или же вообще исключить из схемы.
Шумовые свойства резисторов можно использовать для выпол-
нения широкополосного генератора шума. Пример такого генератора
описывается в Л15, где ЭДС шума регулируется нагревом резистора
проходящим через него постоянным током. Полоса шума для описан-
162
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
ной конструкции составляет 140...1300 МГц, а уровень ЭДС может
меняться в три раза. Но чаще всего с шумами приходится бороться.
В качестве рекомендаций по выбору резисторов для сборки
малошумящего усилителя можно отметить, что наиболее удобно ис-
пользовать типы: С2-26, С2-29В, С2-33 и С1-4 (бескорпусное чип-ис-
полнение). В последнее время в продаже появились малошумящие
импортные металлодиэлектрические резисторы, по конструкции ана-
логичные С2-23, но с более низким коэффициентом шума (0,2 мкВ/В).
Существенно снизить шумы у резисторов можно путем их силь-
ного охлаждения, но такой способ слишком дорогой и применяется
очень редко.
КОНДЕНСАТОРЫ. В конденсаторах источником фликкер-шу-
мов является ток утечки. Наибольшие токи утечки имеют оксидные
конденсаторы большой емкости. Причем утечка увеличивается с уве-
личением емкости и снижается с увеличением допустимого номи-
нального рабочего напряжения.
Справочные данные по наиболее распространенным оксидным
конденсаторам приведены в табл. 4.9.
Наименьшие токи утечки среди полярных конденсаторов име-
ют: К53-1А, К53-18, К53-16, К52-18, К53-4 и другие.
Оксидные конденсаторы, установленные на входе в качестве
разделительных, способны существенно увеличить шумы усилителя.
Поэтому желательно избегать их применения, заменяя на пленочные
(К10-17, К73-9, К73-17, КМ-6 и др.), хотя это и приведет к существен-
ному увеличению размеров конструкции.
Таблица 4.9. Справочные параметры конденсаторов
Тип конденсатора Технология изготовления Рабочая температура, °C Ток утечки, мкА
К50-6 К50-16 К50-24 алюминиевые оксидно- электролитические -10...+85 -20...+70 -25...+70 4...5000 4...5000 18...3200
К52-1 К52-2 К52-18 танталовые оксидные объемно-пористые -60...+85 -50...+155 -60...+155 1,2...8,5 2...30 1...30
К53-1 К53-1А К53-18 танталовые оксидно- Лолупроводниковые -80...+85 -60...+125 -60...+125 2...5 1...8 1...63
163
Раздел 4
ДИОДЫ И СТАБИЛИТРОНЫ. При прямом прохождении тока
шумы у диодов минимальны. Наибольший шум обеспечивает ток утеч-
ки (при действии обратного напряжения), и чем он будет меньше, тем
лучше. Довольно большие шумы у стабилитронов. Это свойство даже
иногда используют для выполнения простейших генераторов шума для
детских игрушек (имитаторы шума прибоя, звуков костра и др. — Л16,
Л17). Для получения максимального шума в таких схемах стабилитро-
ны работают на малых токах (с большим добавочным резистором).
ТРАНЗИСТОРЫ. В самом транзисторе основными видами шу-
мов являются тепловой и генерационно-рекомбинационный, спект-
ральная плотность мощности которых не зависит от частоты.
Наиболее подробно вопрос борьбы с шумами, возникающими при ра-
боте транзистора, рассмотрен в книге Л18', стр. 47 (правда, примени-
тельно к импортной элементной базе).
Чтобы снизить уровень шума, для работы во входных каскадах у
нас в стране обычно применяют малошумящие биполярные транзисторы
с нормируемым коэффициентом шума (Кш). Такими являются: (п-р-п)
КТ3102Д(Е), КТ342В и (р-п-р) КТ3107Е(Ж, Л) и ряд др. Тут следует от-
метить, что применение малошумящих высокочастотных биполярных
транзисторов в диапазоне низких частот, как правило, бывает нецеле-
сообразно. У таких транзисторов нормируется коэффициент шума толь-
ко в области высоких частот, а в диапазоне ниже 100 кГц они могут
шуметь не меньше любых других. Кроме того, у таких транзисторов воз-
можно проявление склонности к возбуждению (автогенерации).
При необходимости получить большое входное сопротивление
во входном каскаде усилителя нередко применяют полевой транзис-
тор КПЗОЗВ(А). Он изготовлен с затвором на основе р-n перехода
(каналом n-типа) и имеет нормируемый коэффициент шума.
КОНТАКТНЫЕ ШУМЫ возникают при некачественной пайке
(с нарушением температурного режима) или в местах соединения
разъемов. По этой причине не рекомендуется выполнять подключе-
ние входных цепей малошумящего усилителя через разъемные со-
единения. Я также встречался с ситуацией, когда транзисторы после
повторной пайки больше шумели в той же самой схеме.
ВИБРАЦИОННЫЕ ШУМЫ могут проявляться при эксплуата-
ции устройства на подвижных объектах или в местах с повышенной
вибрацией от работающего оборудования. Они возникают из-за пере-
дачи механических колебаний на обкладки конденсаторов, между
164
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
которыми имеется разность потенциалов (так называемый “пьезо-
микрофонный эффект”, см. Л19). Это наблюдается даже в малогаба-
ритных керамических конденсаторах (К10, К15 и др.) повышенной
емкости (более 0,01 мкФ). Особенно сильно такая помеха может про-
являться в разделительных конденсаторах, установленных на входе
усилителя. Сигнал помехи при механических вибрациях имеет форму
коротких остроконечных импульсов, спектр которых находится в диа-
пазоне низких частот. Для борьбы с такого вида помехами можно
применять амортизацию всей конструкции. В оксидных конденсато-
рах эти помехи не возникают.
При выборе деталей для сборки малошумящей схемы необходи-
мо принимать во внимание их срок изготовления. Производитель
гарантирует параметры только в течение определенного срока хране-
ния. Это обычно не более 8...15 лет. Со временем происходят процес-
сы старения, проявляющиеся в снижении сопротивления изоляции, у
конденсаторов уменьшается емкость и возрастают токи утечки. Осо-
бенно сильно меняют свои характеристики со временем оксидные
конденсаторы. По этой причине лучше, по возможности, избегать их
применения в цепях прохождения сигнала.
4.5.2. Влияние режима работы
транзистора на шумы
Кроме правильного выбора элементной базы, немалое значе-
ние для получения лучшего соотношения сигнал/шум в усилителе
имеет применение оптимальных рабочих режимов для конкретного
типа транзисторов в используемой схеме. Кроме того, важно обеспе-
чить согласование входных сопротивлений транзисторного каскада и
источника сигнала. 5
В реальной схеме шум на входе усилителя можно представить как
Еш = ^Еш вх2 + Ёг2 = nElli вх2 + (Ir-Rr)2,
где Еш вх — уровень шумов усилителя, приведенный ко входу;
Ег — внутренний шум генератора сигналов;
1г — ток генератора;
Rr — выходное сопротивление генератора.
От начального тока биполярных транзисторов уровень шума до-
вольно сильно меняется в зависимости от Rr, что видно из приведен-
ных на рис. 4.25, 4.26 графиков. Для полевого транзистора КПЗОЗВ(А)
165
Раздел 4
коэффициент шума почти не зависит от тока, но уменьшается при уве
личении Rr (рис. 4.27).
рис. 4.25. Зависимость коэффициента шума от тока эмиттера
для транзисторов КТ3102Е и КТ3102Д
Рис. 4.26. Зависимость
коэффициента шума от тока
эмиттера для транзисторов
КТ3107Е,
КТ3107Ж и КТ3107Л
Рис. 4.27. Зона возможных положе-
ний зависимости коэффициента
шума от сопротивления генератора
для транзисторов
2П303(А-В) и КПЗОЗ(А-В)
166
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Так как любой реальный источник сигнала генерирует шум из-
за наличия теплового шума во внутреннем сопротивлении (Rr), по
этой причине с высокоомным источником сигнала лучше использо-
вать входной каскад усилителя, выполненный на малошумящем поле-
вом транзисторе. Входное сопротивление схемы в этом случае в
основном определяется сопротивлением резистора, установленного
в цепи затвора, и его оптимальную величину легко можно подобрать.
Если схема охвачена глубокой отрицательной обратной связью
(ООС) по постоянному току, в небольших пределах ток через транзи-
сторы можно менять, изменяя питающее напряжение, как это пред-
лагается для настройки некоторых схем с целью снижения шума. Но
при значительном снижении напряжения питания уменьшается и ко-
эффициент усиления транзисторов.
Для снижения шума важно также рациональное распределение
коэффициентов усиления между каскадами. Известно, что наибольшее
влияние на шумовые характеристики усилителя оказывает входной
транзистор. Поэтому добиваться от него максимального усиления неце-
лесообразно. Как показывают практические эксперименты, для сниже-
ния шума лучшие результаты удается получить при увеличении числа
усилительных каскадов, каждый из которых будет иметь меньшее уси-
ление (при равномерном распределении усиления между каскадами).
При этом для входного транзистора более важным является хорошее
согласование с источником сигнала по входному сопротивлению.
Учитывая все выше сказанное, можно сделать вывод, что не
существует одной идеальной схемы, которая сможет одинаково хоро-
шо работать с любым источником сигнала.
При использовании высококачественных компонентов даль-
нейшее уменьшение шума удается получить с помощью специальных
схемотехнических решений.
4.5.3. Влияние построения схемы
на параметры
От схемотехники усилителя также зависят его шумовые па-
раметры. Учитывая, что даже самые хорошие элементы, используе-
мые всхеме, все же шумят, можно прийти к естественному выводу,
что их количество должно быть минимальным. Это обеспечивают
схемы (рис. 4.28—4.31). В них транзисторы включены с общим эмит-
тером и непосредственными связями между каскадами, за счет чего
уменьшается число разделительных конденсаторов. Усилители так
167
Раздел 4
Рис. 4.28. Наиболее распространенная схема
Рис. 4.29. Усилитель с глубокой отрицательной обратной связью
же охвачены общей отрицательной обратной связью по постоянному
току, что стабилизирует режим работы при изменении внешних воз-
действующих факторов: напряжения питания и окружающей тем-
пературы. Большинство схем имеют еще и общую отрицательную
обратную связь и по переменному току, что делает работу усилителя
более устойчивой к возбуждению. Меняя величину этой связи, мож-
но регулировать коэффициент усиления.
168
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Рис. 4.30. Усилитель на транзисторах разной проводимости
Рис. 4.31. Схема усилителя с полевым транзистором на входе
Для снижения собственных шумов в некоторых случаях во
входном каскаде применяют параллельное включение двух и более
транзисторов. Они так'же включаются по схеме с общим эмиттером,
и при числе транзисторов N — значение тока в нагрузке увеличива-
ется в N раз, а среднеквадратичное значение шумового тока увели-
чивается только в VN раз (по сравнению с каскадом на одном
транзисторе). Но в этом случае уменьшается и входное сопротивле-
ние усилителя в N раз.
Транзисторы при параллельном включении нужно подобрать
идентичными по параметрам. Поэтому на практике больше двух на
входе используют довольно редко. Пример такой схемы показан на
169
Раздел 4
► +9В
Рис. 4.33. Схема малошумящего усилителя с входным каскадом
на полевых транзисторах
► on
рис. 4.32. Установленные в эмиттерных цепях резисторы R3 и R5 обес-
печивают отрицательную обратную связь, которая предназначена для
выравнивания характеристик транзисторов. Для получения большого
входного сопротивления может быть использована схема (рис. 4.33) с
тремя параллельно включенными полевыми транзисторами, предло-
женная Леонтьевым Г. Е. и рядом других авторов. За счет глубокой
ООС через резисторы R3-R6 такой усилитель имеет нестабильность
коэффициента усиления Кус=0,065%/°С. При изменении питающего
напряжения от 6 до 18 В нестабильность усиления Кус<0,5%/В.
170
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Благодаря тому что транзисторы первого каскада были подоб-
раны с минимальным коэффициентом шума, схема обеспечивает
следующие параметры:
О полоса усиления по уровню 0,7 0,3 Гц... 1,5 МГц;
О коэффициент усиления 100;
О шумовое сопротивление усилителя
на частотах более 1 кГц 280 Ом;
О скорость нарастания выходного напряжения 20 В/мкс;
О потребляемый ток при питании 9 В 4,3 мА;
О диапазон рабочих температур +10...6О°С.
Эта схема является модификацией более простого варианта,
показанного на рис. 4.31.
При однополярном питании схемы обычно необходимо уста-
навливать разделительный конденсатор между источником сигнала и
входным каскадом усилителя. Для передачи низких частот этот кон-
денсатор бывает довольно большой емкости и является источником
дополнительных фликкер-шумов. Переход к двухполярному питанию
схемы позволяет отказаться от разделительного конденсатора на
входе, а также снизить влияние нестабильности питающего напряже-
ния на работу усилителя (рис. 4.34).
Рис. 4.34. Малошумящий усилитель с двухполярным питанием
И если при изготовлении всего нескольких образцов можно про-
водить индивидуальный отбор всех используемых деталей, то для се-
рийного производства требуется высокая повторяемость параметров
при минимальных затратах времени. В этом случае удобнее приме-
171
Раздел 4
нять операционные усилители. К тому же у них при изменении напря-
жения питания шумовые характеристики практически не меняются, а
использование дифференциального входа позволяет эффективно по-
давлять синфазные внешние наводки. Но обычно в целях снижения
шумов симметричный дифференциальный вход ОУ не используют, так
как в этом случае эквивалентная шумовая ЭДС подключена к обоим
входным транзисторам микросхемы последовательно, что приводит к
увеличению в 42 раза (на 3 дБ) шумового напряжения Еш (приведен-
ного ко входу) по сравнению с каскадом на одном транзисторе, вклю-
ченным по схеме с общим эмиттером.
Еш = >ГЕ1ш2 + Е2ш2
При Е1ш = Е2ш, Еш=Е1ил/2, где Е1ш, Е2ш — шумы транзисто-
ров, установленных на входе микросхемы.
Для усиления слабых сигналов промышленность выпускает пе-
речень специальных малошумящих операционных усилителей (ОУ).
Параметры лучших из них приведены в табл. 4.10.
Таблица 4.10. Основные параметры малошумящих
операционных усилителей
Тип микросхемы Еш вх нВ/ТГц ±Un В In мА 1вх нА Д1 вх нА AUbx мВ Кус хЮОО
КР1407УД2А 15 6 0,1 150 50 3 50
544УД1 13 15 3,5 0,15 0,05 12 50
К15УД2 9 3...18 7,0 500 150 2 50
КР140УД25В 8 15 6,0 120 100 0,18 500
КР140УД26В 8 15 6,0 120 100 0,18 500
140УД17А 8 15 4,0 2,0 2,0 0,025 200
КР1407УД1 5,5 5 8,0 7,5 2,0 10 10
КР1407УДЗ 3,0 6 2,0 0,005 0,001 5 10
Где Еш вх — нормированная ЭДС шума, приведенная
ко входу (измеряется при Rr=O);
±Un — номинальное напряжение питания;
In — максимальный ток потребления;
1вх — входной ток;
Д1вх — разность входных токов;
Д11вх— напряжение смещения нуля;
Кус — коэффициент усиления по напряжению.
172
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Для сравнения шумовых характеристик ОУ удобно использо-
вать коэффициент шума Flu, определяемый как отношение измерен-
ной в полосе частот 1 Гц суммарной мощности шума, приведенной ко
входу усилителя, к мощности, полученной за счет теплового шума ре-
зистора генератора (Rr) в той же полосе:
Flu = 10 log Eiu/(4kT-Rr),
где к — постоянная Больцмана;
Т — температура в градусах Кельвина;
Rr — внутреннее сопротивление источника сигнала.
Из указанных в таблице ОУ только 544УД1 и КР1407УДЗ имеют
полевые транзисторы на входе. Для одной из них в качестве приме-
ра показана зависимость коэффициента шума Кш от сопротивления
источника сигнала (Rr) на рис. 4.35, Как видно из графика, такой ОУ
лучше использовать при сопротивлениях Rr>1 МОм. Микросхемы ОУ
с биполярными транзисторами на входе позволяют получить мень-
ший шум при Rr<100 кОм (Л20, стр. 33). Величина Flu для каждого ти-
па ОУ имеет минимум при некотором оптимальном значении Rr.
Рис. 4.35. Зависимость коэффициента шума для микросхемы 544УД1
По особенностям применений малошумящих усилителей есть
довольно толковая статья в Л21, где дается подробное описание срав-
нительных испытаний шумовых характеристик наиболее распростра-
ненных ОУ. Некоторые из этих микросхем могут работать в режиме
173
Раздел 4
Рис. 4.36. Включение малошумящего операционного усилителя
Рис. 4.37. Включение транзисторов для работы
с операционным усилителем
микротоков (режим задается внешним резистором). На рис. 4.36 по-
казана схема включения одной из таких микросхем.
Она обеспечивает параметры:
О коэффициент усиления 100;
О полоса усиления по уровню 0,7 0...70 кГц;
О уровень шума, приведенный к входу 0,005 мкВ;
О потребляемый ток при питании +-6 В 0,3 мА.
174
Схемотехника узлов радиоаппаратуры
Полоса усиления микросхемы 1407УД2 зависит от режима ра-
боты (потребляемого тока), который можно менять при помощи рези-
стора R2. Ограничение полосы усиления позволяет снизить уровень
шума на выходе микросхемы,
Для высокочувствительных малошумящих каскадов с использо-
ванием операционного усилителя можно во входной цепи также при-
менять параллельное включение транзисторов, как это предложено в
Л22 и Л23, (рис. 4.37). В этом каскаде транзисторы VT1, VT2 разной
структуры, но с идентичными параметрами. Они по постоянному то-
ку включены последовательно, а по переменному — параллельно,
что эквивалентно схеме, показанной на рис. 4.32.
Кроме снижения шума в самом усилителе, для получения на
выходе малых шумов и передачи сигналов без искажений необходи-
мо также обеспечить:
1) согласование входного сопротивления усилителя с источником
сигнала;
2) располагать усилитель в непосредственной близости от источника
сигнала, выполняя соединительные входные цепи минимальной
длины (витой парой или экранированным проводом);
3) экранировать схему для защиты от внешних наводок;
4) при эксплуатации схемы на подвижных объектах защищать конст-
рукцию от влияния механических колебаний (вибраций).
175
к! Особенности применения
“ КМОП микросхем
Благодаря высокому входному сопротивлению и ряду других
особенностей логических КМОП микросхем на них удается выпол-
нять генераторы импульсов от сверхнизких частот до нескольких ме-
гагерц. При этом по стабильности частоты такие генераторы, как
правило, превосходят собранные на дискретных элементах.
Ограничение максимально допустимых частот (1...4 МГц) для
микросхем серии К561, 1561,564 и 1564 во многих случаях значения
не имеет, так как основной массе устройств этого диапазона вполне
достаточно для успешной работы. Немало схем работают при более
низких тактовых частотах, например, цифровые таймеры или часы.
В этом разделе рассматривается изменение параметров
автогенераторов в зависимости от построения схемы, а также вы-
полнение некоторых узлов, которые могут найти применение в раз-
рабатываемой радиоаппаратуре.
5.1. Автогенераторы на RC-цепях
В цифровых схемах широко применяются автогенераторы на
RC-цепях. Они используются в тех случаях, когда не требуется высо-
кая стабильность частоты. Такие генераторы обычно начинают вы-
рабатывать импульсы сразу при включении питания или же могут
управляться подачей на один из входов логического уровня.
На рис. 5.1...5.7 показаны наиболее часто встречающиеся в ли-
тературе схемы автогенераторов. Результаты измерения парамет-
ров для каждой из них сведены в табл. 5.1. 1
D1 К561ЛА7 D1 К561ЛА7
D1.1 D1.2 D1.3 D1.1 D1.2 D1.3 D1.4
Рис. 5.2
Рис. 5.1
176
Особенности применения КМОП микросхем
Рис. 5.3
Рис. 5.4
Рис. 5.5
Рис. 5.6
177
Раздел 5
2) с увеличением потребляемого тока в схемах улучшается стабиль-
ность частоты;
3) наилучшую стабильность частоты обеспечивают схемы, показан-
ные на рис. 5.1 и 5.7 (выполненные на К561ЛА7), а также на
рис. 5.2 (при использовании К561ЛН2);
4) меньше всего меняется частота при изменении питающего напря-
жения в диапазоне от 5 до 15 В в схеме (рис. 5.1);
5) наименьшее потребление тока у схемы автогенератора, см. рис. 5.3
(при этом надо учитывать, что при использовании микросхем
561ЛЕ5 ток может отличаться от указанных в таблице).
Таблица 5.1. Параметры RC-автогенераторов
Вариант ^хемы Ток потребления, мА при ипит Частота f, Гц при ипит Af, Гц при ипит
+5 В +15 В +5 В +15 В +5 В +15 В
Рис. 5.1 0,4 (0,8) 5,5 (11,7) 24153 (22285) 25370 (25260) 90 (80) 40 (75)
Рис. 5.2 0,35 (0,74) 4,0 (Ю,5) 24809 (24321) 26900 (28470) 120 (50) 50 (45)
Рис. 5.3 0,34 3,92 23480 25980 100 80
Рис. 5.4 0,52 (1,08) (117) 17920 (21660) (42700) 50 (100) (60)
Рис. 5.5 0,95 13,15 133250 136454 65 280
Рис. 5.6 0,43 4,6 49130 37072 350 15
Рис. 5.7 2,24 40 17540 15705 35 15
5.2. Управляемые напряжением
автогенераторы
Схемы автогенераторов (рис. 5.8...5.12) позволяют управлять
выходной частотой при помощи напряжения, поступающего на соот-
ветствующий вход (Uynp). Одно из возможных применений таких
схем — получение частотно модулированных сигналов. Диапазон пе-
рестройки частоты автогенератора может быть довольно широким и
зависит не только от номиналов частотозадающих элементов, но и от
напряжения питания схемы.
180
Особенности применения КМОП микросхем
D1 К561ЛА7
. Рис. 5.8
Для удобства сравнения результаты измерений параметров
сведены в табл. 5.2 (диапазон перестройки частоты указан для номи-
налов R-C элементов, обозначенных на схемах).
Так как потребляемый ток автогенератора зависит от установ-
ленной частоты, т. е. увеличивается с увеличением f, его значение в
таблице указано максимальное.
На рир. 5.8 приведена схема симметричного автогенератора,
довольно редко используемая. В качестве ее недостатка можно от-
метить неустойчивость запуска при точном соответствии номиналов
R1=R2 и С1=С2 (в этом Случае можно сделать принудительный за-
пуск при помощи дополнительной R-C цепи).
Второй вариант управляемого напряжением симметричного
автогенератора показан на рис. 5.9. У этой схемы не бывает про-
блем с запуском за счет обратных связей с выхода D1.4. Рабочая
частота такого генератора будет превышать рассчитанную для схе-
мы (рис. 5.8) примерно в 4 раза (при нуле на управляющем входе
частота на выходе будет максимальной и по мере роста напряже-
ния снижается).
На рис. 5.10 и 5.11 показаны схемы несимметричных автоге-
нераторов, в которых исп'бльзуются внешние полевые транзисторы.
В этом случае частота меняется за счет изменения сопротивления
канала исток-сток транзистора под воздействием управляющего на-
пряжения.
181
Раздел 5
Рис. 5.9
Генератор (рис. 5.12) собран на многофункциональной микро-
схеме КР1561ГГ1 (564ГГ1), имеющей возможность обеспечить ре-
жим фазовой автоподстройки частоты. Обычно она используется в
схемах для частотной, фазовой модуляции или демодуляции частотно
модулированных сигналов и в ряде других узлов. Приведенная схема
182
Особенности применения КМОП микросхем
Опит Uynp
+5В 0...+1.1В
+15В 0...+4.2В
01
включения микросхемы позволяет получить на ее выходе импульсы
с формой меандра; т. е. пауза и длительность у них равны.
183
Раздел 5
Частота генератора зависит от напряжения на выводе 9 с
линейностью не хуже 1%. Диапазон перестройки частоты опреде-
ляется номиналами элементов С1, R1, R2, а начальная частота
генерации (при Uynp=O) устанавливается резистором R2. Мини-
мально допустимая емкость конденсатора С1 может быть 100 пФ
(при 11пит=5 В) или 50 пФ (при Uynp=15 В), а резисторов R1 и
R2 >10 кОм. В этом случае максимальная частота такого автогене-
ратора может быть более 200 кГц.
Как видно из таблицы, наименьшее потребление имеет схема
рис. 5.12.;
Таблица 5.2. Параметры управляемых напряжением автогенераторов
I Вариант схемы Ток потребления, мА при Мнит Диапазон перестройки частоты f, Гц при Впит
+5 В ♦1$В +5 В +15 В
Рис. 5.8 2,49 10,12 870...22950 553... 18242
Рис. 5.9 1,26 8,5 50000...310110 127485...307200
Рис. 5.10 3,0 30 235...8090 281...5600
Рис. 5.11 2,2 18,5 84...21600 42...20900
Рис. 5.12 0,27 1,45 750...22950 2604...22847
5.3. Сравнение схем
кварцевых автогенераторов
Существует целый ряд типовых схем, по которым обычно и вы-
полняются высокостабильные задающие генераторы тактовых им-
пульсов. Необходимым элементом для них является кварцевый
резонатор. При разработке нового устройства стоит вопрос выбора
варианта построения схемы автогенератора. Чем они отличаются и
какая лучше для конкретных целей? Результаты проведенных иссле-
дований помогут ответить на часть из возникающих вопросов.
В табл. 5.3 приводятся результаты измерений при сравнитель-
ных испытаниях кварцевых автогенераторов для схем, показанных
на рисунках. В скобках в таблице ^аны значения параметров анало-
гичной схемы, но собранной на инверторах микросхемы К561ЛН2.
Входные цепи логических элементов у этой микросхемы отличается
184
.Особенности применения КМОП микросхем
от всех остальных из данной серии — отсутствует внутри защитный
диод между входом и плюсом питания, что сказывается на процессе
перезаряда емкостей, имеющихся в схеме. Результаты измерений
позволяют увидеть влияние построения схемы и используемых эле-
ментов на основные технические параметры:
а) частота генератора и ее стабильность;
б) влияние питающего напряжения на частоту;
в) зависимость потребляемого тока от напряжения питания и постро-
ения схемы.
Так как частота у таких автогенераторов определяется параме-
трами кварцевого резонатора, ДЛЯ сравнения во всех схемах исполь-
зован кварц один и тот же — типа РГ-06 на частоту 1000 кГц. Чтобы
исключить влияние на проводимые измерения технологического раз-
броса параметров микросхем, все схемы генераторов собирались на
одной и той же микросхеме К561ЛА7 (К561ЛН2). При этом имеющие-
ся в корпусе свободные логические элементы были включены после-
довательно для прохождения Сигнала (на рисунках они не показаны).
Измерения проводились в нормальных условиях (25°С) с ис-
пользованием частотомера (43-63) и цифрового микроамперметра, а
уход частоты (Af) измерялся за 10 мин работы генератора.
Известно, что кварц можно рассматривать как резонансный
контур с очень высокой’Добротностью (Q=10000... 1000000). От-
личительной особенностью кварцевого резонатора от обычного ко-
лебательного контура является также высокая стабильность
резонансной частоты.
Эквивалентная схёма кварцевого резонатора представлена на
рис. 5.13. Как видно из рисунка, он может иметь два основные резо-
нанса на близких частотах fi и f2. Эти резонансные частоты связаны
между собой соотношением:
fi=f2(1+C1/2C0),
где С1 — динамическая емкость;
СО — емкость корпуса и конструкции.
В реальной схеме на частоту резонанса оказывают влияние
еще и входные емкости логических элементов. Причем, это влияние
наиболее заметно при работе микросхем на частотах, близких к
предельным (для данного типа логических элементов от 1 МГц и
выше, для К561ЛА7 максимально допустимой является 2,2 МГц,
К561ЛН2 — 3,4 МГц).
185
Раздел 5
ztc-^lFcT
271-
V1-1 С1+Со
Рис. 5.13. Эквивалентная схема кварцевого резонатора
Для работы автогенератора обычно положительная обратная
связь выполняется через кварцевый резонатор,5 а дополнительные
резисторы в схеме обеспечивают требуемое положение рабочей
точки переключения логического элемента. Практические схемы
автогенераторов приведены на рис. 5.14 — 5.34.
186
Особенности применения КМОП микросхем
Рис. 5.19 Рис. 5.20
Рис. 5.21
Рис. 5.22
Рис. 5.24
Рио. 5.23
187
Раздел 5
Рис. 5.25 Рис. 5.26
Рис. 5.27
Рис. 5.28
Рис. 5.29
01 К561ЛА7
ZQ1 ЮООкГц
Рис. 5.30
188
Особенности применения КМОП микросхем
D1 К561ЛА7
РИС. 5.31
РИС. 5.32
Рис. 5.33
Рис. 5.34
189
Раздел 5
Таблица 5.3. Параметры автогенераторов
Вариант схемы Ток потребления, мА при 11пит Частота f, Гц при 11пит Af, Гц при 11пит
+5 В +15 В +5 В +15 В +5 В +15 В
Рис. 5.14 1,56 (2,0) 6,08 (14,0) 1000102,3 (1000092,7) 1000106,6 (1000093,0) 2,8 (1.3) 0,6 (0,7)
Рис. 5.15 1,49 15,6 1000340 2001104 4,0 2,0
Рис. 5.16 1,50 11,6 1000099,6 1000104,0 1,3 1,5
Рис. 5.17 1,4 6,16 1000082,0 1000096,7 1,5 0,5
Рис. 5.18 1,3 7,6 1000045,8 1000063,2 0,8 0,9
Рис. 5.19 1,98 — 1000014,6 — 0,8 —
Рис. 5.20 1,34 (2,43) 5,82 (18,8) 999881,6 (999856,5) 999972,0 (999927,0) 2,8 (1,2) 1,6 (4,5)
Рис. 5.21 1,53 (2,87) 6,48 (19,5) 999875,2 (999858,8) 000069,0 (999926,5) 3,0 (1.2) 1,3 (1,5)
Рис. 5.22 1,33 (2,38) 5,68 (17.5) 999822,9 (999840,0) 999959,0 (999930,0) 3,2 (1.7)' 2,1 (2,2)
Рис. 5.23 1,33 (2,5) 5,80 (18,6) 999915,0 (1000000,5) 1000001,2 (10000053,5 1,0 (1.8) 1,0 (1,7)
Рис. 5.24 1,53 8,40 999942,9 999990,4 0,7 0,8
Рис. 5.25 1,44 (2,7) 9,30 (20,4) 1000033,3 (999830,0) 1000044,6 (999915,0) 0,8 (4,5) 0,8 (3,1)
Рис. 5.26 1,43 6,13 999890,9 999983,9 6,5 0,7
Рис. 5.27 1,32 (2,36) 5,70 (17,3) 999870,1 (1000000,0) 1000000,1 (1000065,0) 6,0 (1.2) 1,8 (2,1)
Рис. 5.28 1,51 (2.3) 6,54 (17,4) 999886,5 (999867,0) 999973,5 (999933,2) 0,6 (1.7) 0,7 (0,8)
Рис. 5.29 1,51 (2.3) 6,50 (17,4) 1000000,0 (1000067,4) 1000071,5 (1000067,4) 2,0 (2,5) 0,7 (1,3)
Рис. 5.30 2,3 999975,0 — 2,0 —
Рис. 5.31 0,48 10,3 50072 99962 7,0 10,0
Рис. 5.32 1,12 6,16 1000250 1000373 3,5 5,5
Рис. 5.33 0,74 3,77 469101 469392 4,0 6,0
Рис. 5.34 0,71 3,78 468906 469281 3,0 8,0
190
Особенности применения КМОП микросхем
Кварцевый автогенератор при определенных условиях может
возбуждаться и на гармониках — частотах, превышающих основную
для данного кварца в целое число раз. Существуют также схемы, ко-
торые позволяют получить генерацию на частоте ниже, чем основная
частота (Л28). Таким же свойством может обладать схема, показан-
ная на рис. 5.31. Цепочка из элементов R1-C1, в зависимости от вы-
бранных значений номиналов, может препятствовать возбуждению
генератора на высших гармониках кварца (или на основной частоте),
т. е. частоту генерации можно получить в несколько раз ниже, чем
номинальная для данного типа резонатора. Схемы, работающие на
гармониках, могут пригодиться в случае, если нет подходящего квар-
ца, а ставить делитель частоты на счетчиках нецелесообразно. Но
обычно в цифровых схемах рабочую частоту резонатора выбирают
так, чтобы она сразу соответствовала нужной, а чтобы предотвратить
колебания на высокочастотных гармониках, иногда используют ка-
тушку индуктивности (1...5 мкГ), включенную последовательно с квар-
цем в цепи обратной связи (Л29, ЛЗО). Но такие схемы настолько
редко используются, что мы их рассматривать не будем.
В некоторых автогенераторах для более точной установки
необходимой рабочей частоты предусматривается подстройка при
помощи конденсатора, включенного последовательно или парал-
лельно с кварцем.
Логические микросхемы позволяют также собрать автогене-
ратор без использования внешних конденсаторов, например,
рис. 5.32 — 5.34. Принцип работы такого генератора основан на ис-
пользовании задержки переключения логических элементов (число
последовательно включенных элементов зависит от частоты квар-
цевого резонатора и обычно должно быть нечетным).
В схемах, показанных на рис. 5.33 и 5.34, в качестве резонато-
ра применяется пьезофильтр на промежуточную частоту радиопри-
емника (465 кГц). Эти схемы могут работать и на звуковых частотах,
если вместо пьезофильтра в цепи обратной связи установить трехйы-
водный пьезоизлучатель, например, ЗП-1, или от телефонных вызыв-
ных устройств. В этом случае генерация возникает на резонансной
частоте пьезоизлучателя, обычно она около 2...2,5 кГц.
Резистор R1 обеспечивает нахождение рабочей точки гене-
ратора на линейном участке передаточной характеристики, а для не-
большой подстройки частоты можно установить дополнительный
конденсатор С1.
191
Раздел 5
Некоторые типы пьезофильтров вносят большое затухание
(8... 10 дБ) проходящему сигналу. В этом случае для получения гене-
рации может использоваться схема, состоящая из трех логических
элементов (рис. 5.34). В таком включении будут работать любые пье-
зокерамические фильтры.
Применение в схеме (рис. 5.34) элементов микросхемы 561ЛН2,
из-за ее большего быстродействия может приводить к возникновению
генерации на высокочастотных гармониках пьезофильтра с ухудшени-
ем стабильности (подбор оптимального значения сопротивления рези-
стора R1 позволяет ее улучшить).
Генераторы с использованием в качестве резонаторов пьезо-
фильтров имеют меньшую стабильность частоты, чем специальные
кварцы, но для многих применений ее вполне достаточно.
Как видно по результатам измерений, приведенным в табл. 5.3,
непосредственное включение кварца без подстроечного конденсато-
ра дает пониженную частоту работы генератора, а при увеличении
питающего напряжения с 5 до 15 В частота немного увеличивается.
Что, видимо, вызвано уменьшением входной емкости полевых тран-
зисторов, из которых выполнен входной каскад логических КМОП
элементов. Эта емкость вносится в контур цепи резонатора.
Наименьшее влияние изменения питающего напряжения на ча-
стоту имеется в схеме рис. 5.18. А лучшую стабильность частоты по-
казали автогенераторы, приведенные на рис. 5.24 и 5.28.
На частоте генерации 1 МГц наименьший ток потребляют схе-
мы автогенераторов, показанные на рис. 5.32 и 5.27. Причем, приме-
нение микросхемы К561ЛН2 приводит к значительному увеличению
потребляемого тока, а некоторые из схем (с указанными на рисунках
номиналами элементов) на частоте 1 МГц вообще перестают рабо-
тать (в таких случаях в таблице стоит прочерк).
5.4. Формирователь кодовой
последовательности импульсов
Электрическая схема формирователя (рис. 5.35) выполнена
всего на двух КМОП микросхемах и позволяет получить кодовую по-
следовательность с заданной вами комбинацией импульсов. Такая
схема может пригодиться при проверке некоторых узлов радиоаппа-
ратуры или для дистанционного управления устройствами.
192
Особенности применения КМОП микросхем
DD1 564ЛА7
Рис. 3.35. Электрическая схема формирователя
кодовой последовательности
193
Раздел 5
Формирователь состоит из тактового генератора на элементах
DD1.1-DD1.2 и сдвигающего регистра DD2, работающего в режиме
последовательного сдвигу. В микросхеме регистра 561ИР6 имеется
возможность осуществлять предварительную запись двоичного кода,
установленного,на входах А1 .,.А8?.Запись выполняется в начальный
момент при подаче питания (за счет цепи C2-R3-R4) или же при на-
жатии кнопки SB1 — по фронту импульса на входе DD2/13, сформи-
рованного при заряде конденсатора С2.
Диаграмма напряжений на выводах (рис. 5.36) поясняет работу
схемы. Пока идет заряд конденсатора С2 (участок А графика), на вы-
ходе DD2/1 будет присутствовать лог. “1”, что разрешает прохождение
через элемент DD1.3 импульсов от тактового генератора на выход.
Рис. 5.36. Форма напряжения на выводах
На участке Б графика, когда напряжение на входе DD2/13 сни-
зится до уровня лог. “О”, начинает работать сдвигающий регистр и по-
следовательно выдает на выходе DD2/1 записанную в него кодовую
последовательность.
Так как на последовательном входе регистра (DD2/10) всегда
присутствует лог. “О”, то, сдвинув все записанные разряды, на его
выходах В1...В8 установятся нулевые уровни. Это приведет к появ-
лению “0” на DD1/6, и работа тактового генератора заблокируется.
В этом состоянии схема будет находиться до следующего нажатия
кнопки SB1.
194
Особенности применения КМОП микросхем
... "" -..Л.... -. ' ।...... ' ...
Схема настраивается резистором R4 так, чтобы на интерва-
ле А было нужное число импульсов, а момент окончания заряда кон-
денсатора С2 приходился на паузу между тактовыми импульсами.
5.5. Простые цифровые фильтры
Используя логические микросхемы, можно собрать фильтр,
обеспечивающий прохождение импульсов до определенной частоты
(фильтр низких частот) или выше заданной частоты. На основе ком-
бинации таких схем можно обеспечить пропускание или режекцию
полосы частот. При этом цифровой фильтр позволяет получить почти
идеальную фильтрацию импульсного сигнала, что может пригодиться,
например, в приемнике для борьбы с помехами.
На рис. 5.37 показан фильтр низких частот, выполненный с
использованием RC-цепей, установленных на входе RS-триггера.
Частота среза (Fcp) у такого фильтра зависит от времени заряда кон-
денсаторов до порогового уровня, при котором триггер переключит-
ся. Она может быть определена по формуле:
Fcp=1/1,37RC,
при условии что R=R1=R2, а С=С1=С2.
Рис. 5.37. Схема цифрового фильтра нижних частот
Для элементов, указанных на схеме (при 11пит=6 В), она соста-
вит 4,7 кГц.
Так как время разряда конденсаторов через диоды VD1, VD2 (и
соответствующие входы логических элементов) очень мало, то если
195
о
О}
Рис. 5.38. Полосовой фильтр
DD1.4
Раздел 5
Особенности применения КМОП микросхем
входная частота импульсов будет превышать Fcp всего на 10 Гц, кон-
денсаторы не успеют зарядиться до логического уровня и триггер
DD2.1 переключаться не будет.
На рис. 5.38 показана схема полосового фильтра, выполненная
на трех микросхемах. Она состоит из двух аналогичных каналов,
обеспечивающих фильтрацию низких частот. В отличие от выше при-
веденной схемы, в этой имеются перезапускаемые одновибраторы
(DD2.2 и DD3.2). На выходах DD2/13 и DD3/13 будет присутствовать
лог. “1", пока частота входных импульсов не превысит Fcp.
Для того чтобы обеспечить прохождение на выход только уз-
кой полосы частот, два канала фильтра имеют разные частоты сре-
за (Fcp1 и Fcp2). Лог. “1”, подаваемая на вход DD1/13, разрешает
прохождение входной частоты на выход. Но, так как переключение
триггера DD2.1 происходит только когда на его входе D (DD2/9) при-
сутствует лог. “1”, триггер DD3.2 обеспечивает режекцию частот ни-
же его частоты среза Fcp1.
Для нормальной работы цифрового фильтра постоянная време-
ни цепей R7-C7 и R8-C8 должна быть больше, чем минимальная дли-
тельность импульсов, приходящих на вход схемы. Это необходимо
для того, чтобы триггеры одновибраторов постоянно находились в од-
ном из своих устойчивых состояний (импульсы с выходов DD1/10 и
DD1/3 не дадут зарядиться конденсаторам С7 и С8 до уровня, при ко-
тором происходит обнуление триггера).
Поняв принцип работы данного фильтра, несложно ввести не-
большие изменения, которые позволят превратить схему в режектор-
ный фильтр или фильтр верхних частот.
Максимальный частотный диапазон такого фильтра ограничи-
вается лишь быстродействием применяемых микросхем.
5.6. Одновибратор с повышенной
длительностью импульсов
Схема одновибратора (рис. 5.39; Л31), отличается мини-
мальным числом деталей и позволяет получать на выходе импульсы
большей длительности, чем входные. Причем, это будет всегда, неза-
висимо от длительности входных импульсов. Кроме этого, оба фрон-
та выходных импульсов будут синхронизированы с тактовой частотой
генератора (Fr), приходящей на вход D1/3. Такая синхронизация час-
197
Раздел 5
то бывает необходима для дальнейшей обработки полученных асин-
хронных сигналов.
Рис. 5.39. Одновибратор с повышенной длительностью импульсов
Работу схемы поясняет диаграмма. На выходе триггера появ-
ляется импульс, как только приходит входной сигнал и передний
фронт синхроимпульса. Длительность выходного импульса после пре-'
кращения действия входного сигнала будет определяться временем
разряда С1 через резистор R1.
5.7. Помехоустойчивый повторитель сигнала
Вариант схемы помехоустойчивого повторителя сигнала при-
веден на рис. 5.40. В ней элементы D1.1, D1.2 и резисторы R1-R2 об-
разуют триггер Шмитта, a D1.3, D1.4 — RS-триггер. Ширина петли
гистерезиса (ДЕ) зависит от соотношения резисторов:
AE = (UnopR1)/R2,
198
Особенности применения КМОП микросхем
где Unop — напряжение порога переключения логического элемен-
та (при питании схемы от источника 5 В — Unop=3,5 В, а при 10 В —
Unop=7 В).
Такую схему удобно применять в случае медленного измене-
ния входного сигнала, например, от фотодатчика, когда необходимо
обеспечить четкое срабатывание исполнительного устройства. При
этом имеется возможность снимать с выходов RS-триггера как пря-
мой (D1/11), так и инверсный (D1/10) сигналы.
Рис. 5.40. Помехоустойчивый повторитель сигнала
5.8. Перечень публикаций по схемотехнике
за последний годы
Здесь дается краткий перечень статей, опубликованных в раз-
личных популярных радиотехнических журналах, которые Смогут при-
годиться при разработке нового устройства. Конечно, я понимаю, что
читателю было бы удобнее, если все их привести в одной книге, но не
нарушая авторских прав, сделать это нельзя. Поэтому ограничусь
только информацией, которая в случае возникшей необходимости по-
может быстро найти необходимые материалы.
199
200
Название и автор Место публикации Краткая информация
Генераторы прямо- угольных импульсов на КМОП мк/схемах. С. Епимов Журнал "Радио", 2000, № 1, стр. 44 Приведены результаты исследований параметров различных схем RC и LC генераторов на КМОП микросхемах К561ЛА5, К561ЛА7, К561ЛН2, К561ТЛ1
Простой ШИМ генератор. В. Горбатых Журнал "Радио", 1998, №8, стр. 66 Схема управляемого напряжением генератора, собранного на элемен- тах микросхемы К176ЛА7
Два генератора на КМОП микросхеме. В. Поляков Журнал "Радио", 1998, № 2, стр. 60 Описывается как получить от автогенератора, стабилизированного квар- цем, колебания на более низкой частоте, чем у резонатора
3-х частотно манипу- лируемый генератор. Г. Кляйн Журнал "Радиохобби", 1999, № 5, стр. 13 Частота на выходе генератора зависит от логических уровней на двух входах. При этом сам автогенератор выполнен на 4-х элементах мик- росхемы 74НС132. Аналогичный генератор будет работать и на микро- схеме К561ЛА7
Простой синхронный умножитель частоты. И. Забелин Журнал "Радио", 1999, №8, стр. 53 Схема имеет переменный коэффициент умножения и жесткую синхро- низацию выходного сигнала по отношению к входному. Выполнена на К561ЛН2 и транзисторе КТ315.
Управляемый одновибратор. А. Самойленко Журнал "Радио", 1999, №5, стр. 38 Описывается одновибратор, выполненный на триггере К561ТМ2, кото- рый позволяет управлять длительностью выходного импульса при по- мощи изменения управляющего напряжения
Генератор биполярных импульсов. М. Шустов Журнал "Радиолюбитель", 1999, №4, стр. 38 Генератор позволяет получить двухполярные импульсы регулируемой ширины. Схема собрана на К561ЛЕ5(ЛА7) и К561КТЗ
Генератор ступенча- того напряжения треугольной формы. В. Гурин Журнал "Радиолюбитель", 1994, № 7, стр. 29 Генератор выполнен на 3-х микросхемах К561ЛА7, К561ТМ2, К561ИЕ11 и матрице сопротивлений, подключенной к выходу счетчика
Формирователь сину- соидального сигнала Журнал "Радио", 1998, № 10, стр. 80 В схеме использован сдвигающий регистр КР1561ПР1 с матрицей со- противлений и 2 элемента КР1561ТЛ1
201
Название и автор Место публикации Краткая информация
Простой цифровой генератор Журнал "Радиолюбитель", 1994, № 6, стр. 38 Формируется синусоидальный сигнал при помощи сдвигающего регис- тра. Использованы микросхемы К174ЛА7 и К174ИР2
Необычное примене- ние переключателей КМОП. В. Олейник Журнал "Радио", 2000, № 3, стр. 43 Приводится схема генератора прямоугольных импульсов, RS-триггера и триггера Шмитта с регулируемой шириной гистерезиса, выполненные на коммутаторе аналоговых сигналов К561КТЗ
Подавитель импульсов "дребезга" контактов. А. Самойленко Журнал "Радио", 1998, № 6, стр. 63 Схема выполнена на RS-триггере, собранном на одном элементе мик- росхемы К561ЛП13. В отличие от многих аналогов, не имеет задержки на включение и выключение при срабатывании
Подавление импульсов "дребезга" контактов. С. Бирюков Журнал "Радио", 1996, № 8, стр. 47 Приводится ряд схем, выполненных на элементах микросхем К561ЛЕ5 и К561ЛП2. Все они предназначены для борьбы с паразитными помехами, возникающими при переключении механических контактов
. Кнопочный цифровой регулятор. А. Романчук Журнал "Радиолюбитель", 1998, № 6, стр. 26 Приведен вариант управления работой реверсивного счетчика К561ИЕ11
Расширение возмож- ностей триггера. А. Карабутов Журнал "Радио", 1997, № 7, стр. 48 Приводится вариант RS-триггера, выполненного из логических элемен- тов К561ЛЕ5 или К561ЛН2
Делители частоты с "меандром" на выходе. А. Самойленко Журнал "Радио", 1998, № 2, стр. 59 Приведена схема делителя на три. Выполнена всего на двух элементах от микросхем К561ЛП2 и К561ИЕ10
Делители частоты с дробным коэффициен- том деления. С. Бирюков Журнал "Радио", 1999, № 7, стр. 41 Описывается метод получения делителя частоты с коэффициентом пе- ресчета, кратным 0,5. Схема может быть выполнена на любом счетчике и логическом элементе К561ЛП2
Варианты построения RS-триггера. А. Самойленко Журнал "Радио", 1998, № 9, стр. 53 Описывается варианты выполнения схемы RS-триггеров, выполненных на логических элементах микросхем К561ЛЕ5, К561ЛА7, К561ПУ4, К561ЛП2, К176ПУ5, К561ЛП13
Особенности применения КМОП микросхем
’ 0 | Информация в Интернет
для радиолюбителей
В наше время многие уже пользуются Интернетом на работе,
по месту учебы или дома. Широкое распространение персональных
компьютеров и постепенное снижение провайдерами стоимости таких
услуг делает всемирную “паутину” доступной все большему числу лю-
дей. Международная сеть Internet — это место, где можно получать са-
мую свежую информацию, в том числе и техническую. Там есть все —
надо только знать где искать (как искать вы скорее всего уже знаете).
В Интернет представлены все существующие в мире интересы
и увлечения. А некоторые из Web-сайтов сделаны радиолюбителями
и полностью посвящены радиотехнике и радиоэлектронике. Там мож-
но найти много полезного, например, рекомендации по ремонту или
доработке бытовой радиоаппаратуры, электрические схемы само-
дельных и выпускаемых промышленностью радиотехнических уст-
ройств. Хотя к информации, опубликованной на таких сайтах, надо
относиться осторожно из-за большого количества ошибок (особенно
в обозначении номиналов элементов — их может заметить только
сам автор схемы). В этом случае при повторении понравившегося ус-
тройства у неопытного радиолюбителя возникнут проблемы. Я берусь
это утверждать, так как обнаружил на четырех радиолюбительских
сайтах ряд своих схем, которые были взяты из книг Л1 и Л2, к тому
же не всегда грамотно скопированные, а иногда еще и с попыткой вы-
дачи за импортные разработки.
К приведенным на таких сайтах конструкциям обычно дается
неполная информация, которая нужна для изготовления или настрой-
ки устройств (получается, что книги все же лучше). А часть опублико-
ванных в Интернет схем вообще не имеют описания, но при
некотором опыте и образовании в области радиоэлектроники это не
сильно помешает.
Несмотря.на имеющиеся недостатки, ценность опубликованной
в Интернет радиолюбительской информации заключается в большом
количестве идей и нетрадиционных технических решений, которые
можно реализовать для решения своих задач.
202
Интернет для радиолюбителей
Приводимая в этом разделе информация позволит лучше сориен-
тироваться е» всем многообразии электронных адресов, которые по-
требуются именно радиолюбителям и радиоинженерам. Иногда бывает
полезно знать адреса самых крупных компаний фирм-производителей
радиокомпонентов. Там можно оперативно получить полную информа-
цию по параметрам деталей, что называется, из первых рук. К тому же
многие из них открыли сайты специально для нас — на русском языке.
И если по отечественным радиодеталям имеется достаточно
справочной литературы, то с импортными комплектующими все не-
сколько сложнее. Правда, в последние годы появились в продаже
справочники по импортным компонентам, но процесс подготовки
книги достаточно длительный и туда не попадают новые элементы.
А если и дальше столько же средств из бюджета будет выделяться на
содержание библиотек, то единственным доступным источником тех-
нической информации у нас в стране станет Интернет.
Для поиска нужной информации существуют электронные поис-
ковые системы (широкого профиля и специализированные — узко на-
правленные). Работе с ними посвящено немало статей и книг. Можно
также воспользоваться справочными серверами, предназначенными
заменить справочники по радиодеталям, адреса которых приведены
ниже. Но лучше сразу знать необходимые адреса — это поможет сэ-
кономить время, а значит, и деньги.
Для облегчения поиска необходимого адреса из миллионов
имеющихся издаются специальные справочники, например: “Желтые
страницы Internet & Web” Харли Хана (по международным ресурсам)
и “Желтые страницы Internet. Русские ресурсы” А. Ситалова. Из-за их
универсальности объем таких книг получается довольно большим
и данный раздел книги не предназначен конкурировать с подобными
изданиями, так как нас интересует только достаточно узкая об-
ласть — все то, что связано с радиоэлектроникой. В указанных кни-
гах информации на эту тему очень мало. В отличие от них, в этом
разделе дается коллекция ссылок только на те ресурсы, которые мо-
гут пригодиться радиолюбителям и радиоинженерам.
Среди радиолюбительского творчества есть много направле-
ний. Поэтому к приводимым адресам даются краткие пояснения
о том, что можно найти (или чего нельзя) на указанных Web-сайтах.
Все адреса^ сгруппированы по основной тематике представленных
материалов, хотя, может, это и не Совсем корректно. Публикация
203
Раздел 6
этого списка не является рекламой, а преследует только цель помочь
быстро найти необходимую информацию.
Сразу отмечу, что я не стремлюсь дать абсолютно полную ин-
формацию по затронутым темам, да это и вряд ли возможно. В книгу
включены только самые интерёоные и полезные источники информа-
ции. Представленные адреса проверялись на момент выхода книги
и все они*были доступны, надеюсь, так будет и дальше. Правда, ино-
гда некоторые сайты меняют свои адреса, но в этом случае по старо-
му месту довольно долго остается ссылка на новое место, и вы все
равно его сможете найти.
6.1. Выходящие на русском языке
журналы
Многие журналы открыли свои сайты в Internet, а некоторые из
них имеют даже несколько адресов. Как правило, это зеркальные
сайты или частично повторяющие информацию, имеющуюся по ос-
новному адресу. Там можно найти перечень статей, вошедших в по-
следний номер и опубликованных за прошедшие годы (оглавление).
Но, к сожалению, самих статей нё приводится. Исключением являет-
ся журнал “Радиохобби”, где можно найти не только полную копию по-
следнего вышедшего номера, но и опубликованных предыдущих
номеров.
Некоторые новые журналы {приведенные в конце списка), что-
бы привлечь к себе внимание, также имерт полную электронную вер-
сию выпусков.
1) “РАДИО” т- официальный сайт научно-популярного журнала, со-
держит в основном рекламу и оглавление публикаций. К некоторым
статьям можно найти дополнительную информацию в виде драйверов
или таблиц с кодами прошивки ПЗУ.
http://www.paguo.ru и www.radio.msk.ru
2) “РАДИОЛЮБИТЕЛЬ” — официальный сайт популярного журнала,
содержит перечень статей опубликованных начиная с 1998 г. в самом
журнале и в его приложениях: “Радиолюбитель — Ваш компьютер”
и “Радиолюбитель — КВ и УКВ”.
http://www.gsl.net/eu5r
http://members.xoom. coHl/radiolub/hoome 1.htm
204
Интернет для радиолюбителей
3) “РАДИОХОББИ” — официальные сайты журнала для радиолюбите-
лей и пользователей ПК. Содержат схемы и краткие обзоры статей,
опубликованных в разных журналах.
http://radiohobby.da.ru
http://www.radiohobby.ldc.net
http://www.radiolink.net/radiohobby
http://welcome.to/radlohobby
Копии журналов с N 1 по 6 за 1998 г. (в формате PDF) можно найти
по адресу: '
http://www.radiohobby.genesys.ca
4) “Padioamator” — официальный сайт украинского журнала. Имеется
доступ только к оглавлению статей.
http://www.sea.com.ua/ra
5) “Радиошпион” — электронный интерактивный журнал для тех, кто
интересуется вопросами сбора и защиты информации. Приведены
практические схемы устройств. На сайте также есть база данных по
журналам, имеющим в Интернет свои адреса или же выходящих толь-
ко в электронном виде.
http://www.chat.ru/~radlospy х
6) “Ремонт электронной техники” — официальный сайт журнала. Име-
ется много полезной информации для занимающихся ремонтом ра-
диоаппаратуры и увлекающихся радиоэлектроникой.
http://amt.ural.ru/ret/lndex.php3
7) “Chip News” — официальный сайт научно-технического журнала
(электронная версия). Приводятся новости о микросхемах и справоч-
ная информация. Журнал рассчитан на инженеров и разработчиков
новых устройств.
http://chipnews.gaw.ru
8) “Инженерная микроэлектроника” — официальный сайт журнала для
инженеров-разработчиков, использующих импортные и отечествен-
ные компоненты. На сайте дана электронная версия журнала.
http://chlpnews.gaw.ru
9) “Electronic# Digest” — новый Интернет-журнал для схемотехника.
http://www.orc.ru/~furman
9ГК
\yi/ V? W S ro 4V ’
Раздел 6
10) “Мастер 12 Вольт” — официальный сайт журнала, где можно най-
ти информацию о новинках в области автосигнализации и автомо-
бильной радиоаппаратуры.
http://www.m12v.auto.ru
11) “Хакер” — официальный сайт журнала компьютерных хулиганов.
Предназначен для тех, кто хочет знать программное обеспечение
лучше, чем все остальное в окружающем мире.
http://www.xakep.ru
12) “Internet Zone” — электронный журнал, посвященный компьюте-
рам и программам. Журнал выходит в виде архивных файлов, кото-
рые можно переписать себе на компьютер и в свободное время
прочитать, не занимая телефонную линию.
http://www. Izclty.com
13) “Сети и системы связи” — сайт журнала, о тематике которого на-
звание Ьоворит само за себя. В соответствии с лицензионным согла-
шением в нем публикуются переводы статей из самых популярных
сетевых изданий США.
http://www.ccc.ru
Большой перечень с электронными адресами журналов, выходящих
по компьютерной тематике, можно найти по адресам:
http://www.aha.ru/~kozh
http://ttntt.tspace/ru/r1251/!istofmagazines.htm
Более широкий перечень всех журналов (не только по радиотехниче-
ской тематике), выходящих на русском языке (более 2000 наимено-
ваний), имеется на сайте “Журнальный столик Internet”:
http://catalog.press.net.ru
6.2. Журналы на английском языке
Приведен небольшой перечень адресов выходящих за границей
журналов радиотехнической тематики, которые имеют в Интернет '
электронную версию. Он дан в качестве примера для ознакомления.
Полного списка у меня нет, но он и не поместился бы здесь.
206
<ь
_______________________________Интернет для радиолюбителей
1) Audio Amateur — адрес четырех журналов, посвященных акустиче-
ским системам: Glass Audio, Audio Electronics, Speaker Builder и Old
Colony.
httpj/www.audloxpress. com
2) Electronics for you — сайт журнала, содержащий информацию по
радиоэлектронике и описание радиотехнических программ (напри-
мер “Express РСВ”). Есть также и ссылки на другие ресурсы.
http://www.electronicsforu.com
3) Electronic Design — новости в области радиоэлектроники.
http://www.elecdeslgn.com
4) ECN — Electronic Component News — последние новости из мира
полупроводниковых технологий.
http://www.ecnmag.com
5) EDN Part Miner — журнал посвящен электронной промышленности.
http://www.ednmag.com
6) FM-DAS Funkmagazin — журнал для увлекающихся Си-Би связью.
http://www.funkmagazln.de <
6.3. Выпускающие техническую литературу
издательства
В перечень включены только издательства, выпускающие кни-
ги на русском языке и имеющие свои сайты в Интернет. По этим ад-
ресам можно узнать информацию о вышедших новинках по
интересующему вас направлению. Кроме того, некоторые издатель-
ства на своем Web-сайте имеют виртуальный магазин и принимают
заказы на пересылку книг по почте.
1) “ДМК” (г. Москва) — официальный сайт издательства, выпускающе-
го радиотехническую и компьютерную литературу.
http://www. dmk.ru
2) “Питер” (г. Санкт-Петербург) — официальный сайт издательства, вы-
пускающего литературу по компьютерам и программному обеспечению.
http://www.piter-press.ru
9лг7
Раздел 6
3) “Наука и Техника” (г. Киев) — официальный сайт издательства, вы-
пускающего техническую литературу и альбомы со схемами к бытовой
радиоаппаратуре: телевизорам, видеомагнитофонам и радиоприем-
никам. На сайте можно ознакомиться с перечнем вошедших схем
в альбомы и заказать нужный.
http://www.nit.alfacom.net
4) “Радиотехника” (г. Москва) — издательское предприятие и редак-
ция целой группы научно-технических журналов. На этом сайте мож-
но ознакомиться с темами опубликованных в журналах статей.
Материалы рассчитаны на научных работников.
http://www.glasnet.ru/~zaoiprzhr
5) “Триумф” — книги для изучающих компьютер и программное обес-
печение.
http://www. trlumph.ru
' 6.4. Радиотехническая информация
на русском языке
По каждому из приведенных ниже адресов можно найти спра-
вочную информацию, техническую документацию, электрические
схемы, чертежи печатных плат, рекомендации и советы на все слу-
чаи. Это может помочь при решении разных проблем — от ремонта
и доработки промышленной радиоаппаратуры до изготовления собст-
венной конструкции.
В приведенный список вошли только серверы и отдельные сайты,
имеющие большой объем полезной информации. В Интернет имеется
также немало личных сайтов радиолюбителей. Они часто уступают по
качеству тем, которые созданы организациями (группами), но зато там
меньше “халтуры” в виде перепечаток чужих статей из отечественных
журналов и книг. К тому же “живучесть” групповых серверов намного
выше, чем индивидуальных. Поэтому выше вероятность того, что
и в ближайшем будущем эти ресурсы останутся доступны.
6.4.1. Сайты для радиолюбителей
Перечень адресов расположен в порядке их информационной
насыщенности и полезности (для себя вы их можете переставить
в другой последовательности).
208
Интернет для радиолюбителей
1) “CIPINFO” — хороший информационный сервер по радиоэлектро-
нике, созданный группой коммерческих фирм. Имеется собственная
база данных по отечественным электронным компонентам с возмож-
ностью поиска информации как по наименованию, так и по функцио-
нальным возможностям. Приводится техническая документация для
большого количества радиодеталей. Есть также практические схемы,
взятые в основном из журнала “Радио”.
http://www.chipinfo.ru
2) “Радиолоцман” — хороший каталог ресурсов по радиоэлектронике.
Имеется база данных не только по элементам, но и по схемам, нахо-
дящимся на других сайтах. Есть поисковая система.
http://www.rfocman.com.ru
3) “ALTEC — радиоэлектроника, электротехника”, Приведены
практические схемы, которые легко можно собрать самостоятельно.
http://www.aquanet.co.il/vip/altec
4) “Справочник/для радиолюбителя” — хороший сайт со схемами,
которые охватывают широкий круг интересов. Приведены ^ссылки
на радиолюбительские ресурсы и источники получения информа-
ции в Интернет. Здесь каждый сможет найти для себя что-то полез-
ное. По второму и третьему адресам находятся зеркальные копии
сайта.
http://www.chat.ru/~happer
http://mx9.xoom. com/acktive
http://mx9.xoom.com/_XMCM/acktive/inde.html
5) “Радиофанат” — представлено много полезных схем для самосто-
ятельного изготовления радиолюбителями. Имеются ссылки на дру-
гие ресурсы.
http://www. ппо v.rfnet. г и: 810O/rf
6) “Eugene's Electronics” — хороший сайт со схемами и информацией
по компьютерному “железу”. Имеются также справочные данные по
импортным микросхемам и поисковая база по фирмам, производя-
щим электронные компоненты.
http://students.soros.karelia.ru/~eugenes
Раздел 6
7) “Верстак” — сайт русского хакера. Имеется много полезной ин-
формации, например, по методам улучшения работы телефонного
модема и многое другое...
http://bepctak. da.ru
http://www.chat.ru/~wrkbench
8) “Радиогубитель” — радиолюбительский сайт со схемами разной те-
матики.
http://www.port.yuzhny.odessa.ua:8101/~cat/indax.htmhttp://www.port.yuzhny.odessa.ua/~cat
9) “Справочник радиолюбителя” — содержит описание и схемы телеви-
зоров, а также другой промышленной радиоаппаратуры. Имеется спра-
вочная информация по реле и коммутационным устройствам.
http://www.ksaa.kostroma.su/obt/halp/lndex.htm
10) “Радиолюбительская технология” — много обучающей информа-
ции для начинающих. Приведены практические схемы и вспомога-
тельные программы, а также ссылки на другие ресурсы.
http://www.radlomlr.slnor.ru
11) “Russian Electronic” — схемы и много полезной информации.
http://www.loglcnet.ru/~electron
12) “Радиолюбителю” — большая коллекция схем на все темы.
http://erubcov.chat.ru/radio.html
13) “Радиоспутник” — имеются практические схемы, взятые из жур-
налов “Радио”, “Радиолюбитель”, “Радиохобби”.
ооЦ
http://radiosputnlk.chat.ru
еоК
14) “Schemes Navigator” — имеются практические схемы в архивном
виде и небольшая подборка программ.
http://members. tripod.com/~Overact
15) “Сайт для радиолюбителей и пользователей ПК” - название в по-
яснениях не нуждается.
http://www.lgg.ru/~radio
16) “Схемы, справочники, программы” — приведены схемы источни-
ков питания импортных телевизоров и простых устройств для дома,
а также полезные радиотехнические программы.
httpd/www.crosswinds.net/~radiofan
Интернет для радиолюбителей
17) “Железный Шихман” — сайт Шихатора А. И., автора ряда статей,
опубликованных в журнале “Радио”. Все материалы посвящены раз-
работке высококачественных аудиоустройств. Кроме статей и схем,
имеется справочная информация.
http://www.bluesmobll.com/shikhman
18) “Домашняя страница Мещерякова В. А.” — имеются авторские раз-
работки схем высококачественных звукоусилительных устройств.
http://www.mva.narod.ru
19) “Радиотехника, схемотехника, электроника” — имеются практи-
ческие схемы и небольшая подборка полезных программ.
http://radioom.nm.ru
20) “Электронные схемы Николая Заеца” — приведено небольшое ко-
личество схем, в том числе по медицинской тематике: электростиму-
лятор, электроакупунктурный стимулятор и ряда других.
http://radic.newmall.ru
2f) “Сайт Евгения Рубцова” — небольшое количество схем от сту-
дента МАИ.
http://www.chat.ru/~erubcov к
22) “Сайт Толстого В. Е.” — подборка схем из конференций FIDONET,
журналов и другая информация.
http://home.onego.ru/~sprut
23) “ARBUS” - разные схемы, АОНы и все для них.
http://www.chat.ru/~pp_serg
24) “Serg's Amplifier” — сайт С. Одинцова. Содержит схему звукового
усилителя, выполненного на полевых транзисторах, а также программы.
http://www.nsk.su/~sergodin
25) “Link Ware” - страничка предназначена для людей, занимающих-
ся радиоэлектроникой и компьютерами. Имеются схемы бытовой ра-
диоаппаратуры и коллекция ссылок на полезные ресурсы.
http://www.chat.ru/~linkware
http://members.xoom.com/linkware
26) “Краткий справочник Виноградова В. Б.” — приведен электронный
справочник по радиоэлементам, к сожалению, не дополняется, но мо-
211
Раздел 6
жет пригодиться, если все свои деньги вы истратили на оплату Интерне-
та и на покупку приличного нового справочника уже ничего не осталось.
http://bb. ksaa. edu. ru:8101
27) “Guitar Studio” — на сервере имеется раздел “Сделай сам”, в ко-
тором есть подборка схем звуковых усилителей и устройств для гита-
ры, например, для получения различных звуковых эффектов.
Приведены также вспомогательные программы, имеющие отношение
к музыкальным инструментам.
http://www.guitar.ru/articles
28) “The World of RadoElectronic” — документация, схемы, программы
и доска объявлений.
http://electronic world, freeyello w. com/homeh. html
29) “Радиоманьяк” — сайт содержит простые схемы и справочную ин-
формацию. ;
http://www.geocities.com/Research Triangle/Campus/7284
30) “Страничка радиолюбителя” — представлены только ссылки на
ресурсы, которые могут заинтересовать радиолюбителей.
http://home.ural.ru/~radioteh
31) “Design for RC models” - сайт для увлекающихся радиоуправляе-
мыми моделями.Обзорные статьи, католог ресурсов по этой теме.
http://www.rcdesign.ru
32) “Страничка Яйлина В.” - чертежи радиоуправляемых моделей,
схемы. Имеются ссылки на ресурсы посвященные этой теме.
http://rf-hp.npi.msu.su/~vasya/rc
33) “Паяльник” — сайт для электронщиков. Имеется большое количе-
ство схем, программ и ссылок.
http://www.payalnik.nm.ru
34) “Блок питания” — имеются практические схемы и справочная
информация.
http://pblock.narod.ru
http://city. tomsk.net/~pblok
35) “Халява” — большая подборка ссылок на ресурсы, где можно бес-
платно: открыть личный сайт, получить адрес электронной почты, за-
казать CD-диск, сувениры, образцы микросхем и многое другое. Ряд
212
Интернет для радиолюбителей
зарубежных фирм в целях рекламы своей продукции занимаются та-
ким распространением. На сайте вас научат как правильно оформить
заявку на получение.
http://www.aec.neva.ru/dima/halyava
6.4.2. Информация по телефонам и модемам
По этим адресам можно найти справочную информацию по ра-
боте автоматических телефонных станций (АТС), телефонным аппа-
ратам и использованию разных модемов. Здесь есть рекомендации
по выбору типа модема для работы на плохих линиях, а также сове-
ты по улучшению связи.
1) “Телефонные устройства” — сайт посвящен радиотелефонам и
АОНам. Имеются ссылки на сайты компаний, занимающихся выпус-
ком различных модификаций АОНов.
http://www. vdonsk.ru/~fpg
2) “АОН-ИНФО” — информация по разным типам АОНов.
http://www.fortunecity.com/skyscraper/matrox/124/profi.htm
3) “Страничка потребителя” — имеется много информации о работе
АТС и связанных с ней устройств, а также дается масса других полез-
ных сведений, например, если вы используете модем, а жадные
сотрудники АТС попытаются заставить вас платить за это дополни-
тельные децьги (тут подскажут как этого избежать).
http://www.adami. и fa. ru/potrebited
4) “Long Range” — справочная информация по радиотелефонам,
а также сравнение их характеристик.
http://www.longrage. ги
5) “Телефония и радиосвязь” — информационный сервер по темам:
радиосвязь, телефония, радиоудлинители.
http://www.cnt.ru/users/radio/index1.htm
6) “Телефонные справочники” — справочники номеров в городах Рос-
сии и ближнего зарубежья (в основном граждан). Имеется также раз-
дел “телефонные секреты”, где есть интересная информация.
http://www.porcelain.ru/telefon.htm
213
Раздел 6
7) “Flash Computers” - сайт посвящен модемам и факс-модемам. Со-
держит много полезной информации, имеются ссылки на ресурсы по
этой теме.
http://www. flashcom.ru/html/
8) “INPRO” — официальный сайт американской фирмы, выпускающей
хорошие телефонные модемы, специально разработанные для России.
http://www.inpro.us.com
9) “IDC FAQ Web Page” — страничка посвящена поддержке владельцев
модемов фирмы INPRO. Здесь собрана коллекция различных матери-
алов, статей и заметок из эхо-конференции сети FidoNet SU.INPRO, ко-
торые помогут настроить ваш модем для наилучшей работы.
http://idcfaq.webzone.ru
10) ZyXEL — страничка Московского представительства фирмы, про-
изводящей модемы, которые хорошо работают даже на плохих теле-
фонных линиях.
http://www.zyxel.ru/default.asp
11) Rockwell based modem FAQ - подобрана информация по моде-
мам, выполненным на микросхемах фирмы Rockwell.
http://www.chat.ru/~pirogoff
6.4.3. Ремонт бытовой радиоаппаратуры
Информацию, нужную для ремонта, можно найти на многих ра-
диолюбительских сайтах (указанных выше), но эти адреса посвящены
только ремонту или содержат информацию, для этого необходимую.
1) “Ремонт электроники” — официальный сайт ООО “Орбита-Сервис ТВ”.
Кроме рекламы имеются практические схемы и справочные материалы.
http://www.raid.ru/customers/dmitryr
2) “Персональная страница Васильева Михаила” — приведены прин-
ципиальные схемы бытовой радиоаппаратуры, выпускаемой промы-
шленностью: телевизоров, видеомагнитофонов и др.
http://www.chat.ru^~mihailva/prshem.html
3) “Vidak” — сайт посвящен ремонту бытовой рг|диоаппаратуры. При-
водится информация, которая может для этого Потребоваться.
http://www.chat.ru/- vidak
214
Интернет для радиолюбителей
4) “Ремонт электроники” — красиво оформленный сайт, но, к сожале-
нию, мало что доступно для ознакомления.
http://www. raid, ru
5) “Schemes Site” — приведены электрические схемы промышленной
аппаратуры.
http://www.sinaps.ru/~schemes
6) “Популярные страницы инженера — электронщика”. Справочник по
импортным компонентам и другая техническая информация.
http://www.iae.lt/visaginas/home/kutovoj
7) “Радиотехник” — схемы для ремонта и справочник. Имеется боль-
шой каталог со ссылками.
http://rei.da.ru и http://rei1.da.ru
8) “Dia Korn-Auto" — сайт от фирмы, занимающейся ремонтом и диа-
гностикой автомобильной электроники. Приводится разная информа-
ция по указанной теме, в том числе и электрические схемы. Для тех,
у кого есть автомобиль и связанные с ним проблемы.
http://www.diakom.com.ru
9) “Car Audio Decoding” — сайт посвящен раскодировке автомагнитол
и ремонту другой бытовой техники.
http://www.fortunecity.eom/tinpan/piano/9/decoder.htm
6.4.4. Ремонт и модернизация компьютеров
Приведенная на сайтах информация может помочь модерниза-
ции или ремонту как самих компьютеров, так и работающих совмест-
но с ним устройств. При этом обычно приходится приобретать новые
узлы. Прежде чем совершать дорогую покупку, бывает полезно срав-
нить цены в разных местах. Такие знания помогут сэкономить нема-
ло денег. Поэтому здесь также приводится небольшой список крупных
фирм, торгующих необходимыми комплектующими узлами, где можно
ознакомиться с прайс-листами.
1) Ремонт блоков питания PC — подробные рекомендации и схемы.
http://www. sinaps.ru/free-ip/jagul
2) “Домашняя страница Донского Владимира” — посвящена ремонту
мониторов и другой компьютерной техники.
http://rv6llh.rsuh.ru/rv6ilh.htm
215
Раздел 6
3) “Подробно обо всем” — информация о компьютерных комплектую-
щих и другие новости.
http://www.info. uliss.ru
4) “Компьютерный справочник” — много информации о компьютерных
комплектующих, есть коллекция драйверов к оборудованию.
http://www.info.msk.ru
5) Крупные фирмы, занимающиеся продажей комплектующих узлов
для ремонта, модернизации или сборки компьютеров:
Формоза http://www.formoza.ru
ЮСН http://www.usn.ru
ТЕХМАРКЕТ http://www.texmarket.ru
NORD computers http://www.nord.ru
АБН http://www.abn.ru
6.4.5. Для увлекающихся радиосвязью
1) “Союз'радиолюбителей России” — имеются новости, календарь про-
водимых соревнований и ссылки на отечественные радиоклубы.
http://ra3apw.demos.su/srr/info.htmi
2) “Радиолюбительский сервер города Томска”. Информация посвя-
щена разным видам радиолюбительской связи и модемам, использу-
ющим радиоканал. Приводится также немало вспомогательных
программ для этих целей.
http://www.ttntt.tspace.ru
http://ham. tint, tspace. ru/r1251
3) “Сервер кубанских радиолюбителей” — много программного обес-
печения для управления при помощи компьютера разными радиомо-
демами, а также схем трансиверов, усилителей, антенн и всего того,
что может пригодиться для радиосвязи. Имеется несколько зеркаль-
ных сайтов.
http//www.oniine.ru/sp/krasnodar/hamradio
http://krasnodar.online.ru/hamradio
http://ksaa.edu.ru/obt/help/product
4) “Технический раздел” — радиолюбительский сайт для увлекающих-
ся радиосвязью, где есть описание антенн, радиостанций и вспомога-
тельных устройств, а также программы.
http://uchcom.botik.ru/~gradin/klub10/klub10.htm
216
А
Интернет для радиолюбителей
5) “PSK-ЗГ — приведена информация по одному из видов современ-
ной связи.
http://psk31.newmail.ru
6) “Клуб 840” — здесь имеется информация о трансивере “YAESU FT
840” и обо всем, что с ним связано.
http://www.ft840.narod.ru
6.5. Зарубежные радиотехнические ресурсы
В основном информация на этих сайтах представлена на анг-
лийском^зыке. При некотором опыте и инженерном образовании
электрическая схема бывает понятна независимо от страны, где она
выполнена. Таблицы со справочными данными также не требуют пе-
ревода. Но чтобы точно понять описание, английский язык все же
знать желательно. В крайнем случае вам сможет помочь программа
“WebTranSite 98” фирмы ПРОМТ для быстрого перевода Web-стра-
ниц. Конечно, такой перевод будет не очень корректным, но общий
смысл информации понять он позволяет. Адреса расположены в ал-
фавитном порядке.
1) “Audio Circuits” — коллекция схем для увлекающихся изготовлени-
ем высококачественной звукоусилительной техники. '
http:/us-epanorama.net/audiocircuits.html
2) “Basic Electronics.Com” — подробно описывается довольно попу-
лярный интегральный таймер 555 серии (отечественный аналог
1006ВИ1). Имеется электронный калькулятор для определения вре-
мязадающих элементов для типовой схемы включения.
http://webhome. idirect. сот
3) “Borden's Hobby Circuits” — имеется коллекция простых схем прак-
тически на любую тему. Есть также ссылки на другие ресурсы по ра-
диоэлектронике.
http://ourworld.compuserve.com/homepages
4) “Circuits” — небольшое количество схем.
http://home6.inet.tele.dk/canonje/circuits.html
5) “Circuit Exchange International” — приведены простые схемы, в ос-
новном источников питания, которые можно назвать типовыми из-за
широкого применения в радиоаппаратуре.
http://www.mitedu.freeserve.co.uk
217
Раздел 6
6) “Circuits for the Hobbyist” — приведено большое количество практи-
ческих схем простых устройств.
http://www.uoguelph.ca/~antoon/circ/circuits.htm
7) “Circuits in the Circuits Archive” — архив разных радиолюбитель-
ских схем.
http://www.ee.washington.edu/eeca/circuits
8) “Cyber Circuit” — архив простых схем.
http://www.uslink.net/~cybercir/archive.htm
9) “Dustbin” — имеется небольшая подборка радиолюбительских схем,
справочная информация и ссылки на ресурсы по радиоэлектронике.
http://dustbin. virtuave.net
Ю) “Electrical Engineering Circuits Archive” — большой архив схем
и другой информации.
http://www.ee.washington.edu/eeca/circuits
11) “ElectYonic Circuits” — сервер с большим количеством схем на
все темы.
http://www.aaroncake.net/circuits
12) “Electronic Engineer’s Master Online” — имеется поисковая систе-
ма со справочными данными по радиокомпонентам.
http://www.eemoniine.com
13) "Electronics Plus” — красиво оформленный сайт с музыкальной за-
ставкой. Содержит подборку электрических схем на разные темы.
http://home.maine.rr.com/randylinscott/index.html
14) “Electronics 2000” — кроме практических схем, имеется свободно
распространяемое программное обеспечение и ссылки на другие ис-
точники получения информации.
http://electronics.cjb.net
15) “Electro Tech” — большое количество простых схем на разные те-
мы, например, по применению интегрального таймера-555 и др. Мно-
го обучающей информации для начинающих.
http://www. digital-avatar, com/members/et
*
16) “Electronics for You” — небольшая подборка схем.
http://www.electronicsforu.com
218
Интернет для радиолюбителей
17) “Electronic Kits and Design Services” — приведены практические
схемы и справочные данные по электронным компонентам.
http://www. dtemicrosystems. со. ик
18) “Electronic Products” — на сайте имеется мощная информационно-
поисковая система со справочными данными радиокомпонентов.
http://electronicprodu^ts. сот
19) “Eric’s Electronics Home Page” — небольшая подборка электриче-
ских схем на разные темы.
http://ericele.homepage.com/electronics.htm
20) “FC's Electronic Circuit” — большой архив разных схем (все хоро-
шо оформлено), свободно распространяемые программы и ссылки
(links) на другие ресурсы радиотехнической тематики.
http://www.eklektix.com/gfc/elect
21) “IC Master" — огромная база данных по микросхемам и другим ра-
диодеталям. Для пользователя требуется бесплатная регистрация.
http://www.icmaster.com
22) “Jensen Transformers INK” — много интересных схем.
http://www.jensen-transformers.com/apps.html *
23) “Larry’s Robotics & Electronics Page” — много ссылок на ресурсы
по радиоэлектронике.
http://members.tripod.com/-thisthat/robelec.html
24) “Mark's Page of Electrical Madness” — небольшая подборка схем.
http://www.geocities.com/SiliconVaney/Lab/1140/fmbug.html
25) “Talking Electronics” — хорошо оформленный сайт, где можно най-
ти схемы и справочную информацию, например, по маркировке им-
портных элементов: конденсаторов, резисторов и транзисторов.
http://members.xoom.com/talkingelect
26) “The Audio Pages” — схемы звуковых усилителей и всего, что
с этим связано.
http://sound.da.com
27) “Tom Loredo's Web Sites” — имеется большое количество ссылок
на ресурсы по радиоэлектронике.
http://astrosun.tn.cornell.edU/staff/loredo/.index.html
219
Раздел 6
28) “Tomi Engdahl's Electronics Pages” — приведены практические схе-
мы и много технической информации по всем направлениям, напри-
мер, подробно описываются разные типы джойстиков и игровых
контроллеров для компьютера.
Л ttp://www. hit. fi/misc/electronics
29) “WE-MAN” — подборка электрических схем.
http://smargo.student.utwente.nl/el
30) “Winzel Associates” — приведена небольшая коллекция схем в фор-
мате PDF, например, схема дополнительного параллельного порта
для компьютера.
http://www. wenzel.com
31) “4QDs pages” — приведены практические схемы.
http://www.4qd.co.uk/ccts
32) Информацию, необходимую для ремонта радиоаппаратуры, мож-
но найти по адресам:
* http://www.repairfaq.org
http://elmswood.guernsey.net/home.htm
6.6. Зарубежные производители
электронных компонентов
Многие известные производители радиодеталей помещают тех-
ническую документацию на свои изделия в Internet. А самые крупные
из них имеют Web-сайты, сделанные специально с русскоязычным ин-
терфейсом (признаком этого является наличие в адресе букв “.ru.”).
По этим адресам можно получи-йь свежую и наиболее полную инфор-
мацию о выпускаемой продукции, а также вспомогательные програм-
мы. Для удобства на многих фирменных сайтах имеется поисковая
система по собственной продукции.
Если изготовитель не известен, а на детали есть только его ло-
готип, то выяснить что это за фирма можно по адресам, где приведе-
ны логотипы наиболее распространенных торговых знаков:
http://www.itis.spb.ru/win/logo/ic_logo.htm
http://www.iae.lt/visaginas/home/kutovoj/firms.htm
Наиболее полную базу данных для поиска адресов зарубежных
производителей электронных компонентов можно найти на серверах:
220
Интернет для радиолюбителей
1) Semiconductor Datasheets on the Web
http://www.bgs.nu/sdw
2) Electronic Components Directory
http://www.electronet.com
3) Taiwan Universal Commerce Information Center
http://www. commerce, com. tw/e
4) Asian Source
shttp://www.asiansources.com
r
Базы данных по адресам фирм есть и на других сайтах, например:
http://www.chlpinfo.ru/dsheets/manufacturers/index.htmlhttp://www.gaw.ru
http://www.bgs.nu/sdw
http://krasnodar.online.ru/hamradio/elcomp.htm
http://homepage.dave-world.net/~-donw1948/index.html
Дальше приведены (в алфавитном порядке) только адреса са-
мых крупных компаний. У них можно получить не только справочную
информацию, но и рекомендации по применению выпускаемых эле-
ментов и продукции.
1) Analog Devices — фирма известна своими передовыми разработ-
ками микросхем и других электронных компонентов.
http://www.analog. сот
2) Altera — выпускает микросхемы с программируемой логикой. При-
водится техническая документация.
http://www.altera. ги
3) Atmel — фирма известна своими микроконтроллерами (АТ89хххх).
Приводятся рекомендации по их применению и много справочной ин-
формации.
http://www.atmel.ru
4) Dallas Semiconductor — выпускает микроконтроллеры (DS8xxxxx)
и другие микросхемы.
http://www. da Isemi, com
5) Daewoo— справочная информация о продукции в формате PDF.
http://www.dws.daewoo.co.kr/prod
221
Раздел 6
6) Harris Semiconductor — справочная информация по выпускаемой
продукции.
http://www.intersil.com/netproducts.asp
7) Hewlett-Packard — информация о готовой продукции, выпускаемой
фирмой.
http://www.hp. ги
8) Hitachi — информация о продукции, выпускаемой фирмой.
/ http://www.hitachi.ru
9) Intel — фирма известна своими процессорами для компьютеров,
микроконтроллерами (80Сххх) и рядом других микросхем.
http://www. in tei. г и
http://www.intel.com/intel/products
10) International Rectifier — фирма выпускает мощные полевые тран-
зисторы и микросхемы для силовой электроники
* http://www.irf.com
11) Microchip — фирма известна своими микроконтроллерами
(PICxxx, 24Сххх) и др. продукцией. Приводятся схемы практического
применения таких микросхем с полным описанием (включая про-
граммы) и много справочной информации.
http://www.microchip.ru
http://www.microchip.com
12) Mitsubishi Electric Semiconductors — фирма является крупным про-
изводителем микроконтроллеров (М1бС/ххх) и других микросхем.
http://www.mitsubishichips.com/index.htmhttp://symmetron.ru (дилер кампании в России)
13) Motorola — содержит информацию о всей выпускаемой продукции.
http://www.motco.ru
14) National Semiconductor — выпускает микросхемы CLCxxxx,
LMxxxx, LMCxxxx, LMUxxx, LPxxxx, LPUxxxx и др.
http://national. com
15) Philips Semiconductors — фирма известна своими многофункцио-
нальными микросхемами (TDAxxxx, ТЕАхххх и др.). Имеется поиско-
вая база и полное описание на микросхемы.
222
Интернет для радиолюбителей
http://www.philips.ru
http://www.semiconductors.philips.com
http://www-us.semiconductors.philips.comhttp://www-us. semiconductors, com/handbook
16) Power Integrations — фирма занимается разработкой микросхем
для импульсных источников питания.
http://www.sei-macro.spb.ru
17) Sony — кроме бытовой аппаратуры фирма выпускает собствен-
ные микросхемы (СХАххххх, ICXxxxxx, SCMxxxxx ...) и другие элек-
тронные компоненты.
h ttp://www. sei. sony. com/semi
18) Samsung Electronics Corporation — информация о продукции, выпу-
скаемой фирмой, в том числе и по электронным компонентам.
http://samsungelectronics. сот
19) Siemens Matsushita Components — справочная информация по
выпускаемой продукции и компонентам, выпускаемым фирмой.
http://www.siemens.ru
http://www.epcos.com
20) Toshiba — фирма является одним из крупнейших производителей
электронных компонентов в мире, например, микросхем ТАхххх и др.
Приведена справочная информация в формате PDF.
http://toshiba.mcie.ru
http://doc.semicon.toshiba.co.jp
21) Xilinx — сайт компании, выпускающей семь серий программиру-
емых логических интегральных микросхем (ПЛИС), позволяющих
синтезировать быстродействующие схемы.
http://www.xiiinx.ru
I
22) Zilog — фирма выпускает микроконтроллеры (Z88Exx, Z86xxx) и
другие микросхемы.
http://www.ziiog.com
Здесь, конечно же, не поместятся все электронные адреса
фирм-производителей. Более полный список с перечнем выпускаемой
продукции превысит объем данной книги.
223
Раздел 6
6.7. Сайты со справочной информацией
по радиодеталям
Некоторые крупные отечественные торговые и торгово-промыш-
ленные фирмы, специализирующиеся на продаже электронных компо-
нентов и изделий из них, на своих сайтах, кроме рекламных сведений
и прайс-листов, помещают справочные данные на радиодетали.
1) “Рынок микроэлектроники” — программы, схемы, база данных по
микроконтроллерам, статьи и много справочной информации. Имеет-
база данных по отечественным и зарубежным фирмам, работаю-
щим в сфере радиоэлектроники.
http://www.gaw.ru
2) Торгово-промышленная фирма ЗАО “ПРОМЭЛЕКТРОНИКА”. Кро-
ме прайс-листа и поисковой базы по элементам, имеется справочная
информация по импортным и отечественным радиодеталям. Приве-
ден также ряд электрических схем для импортной бытовой радиоап-
паратуры? Эта информация может потребоваться при ремонте.
http://www.promelec.ru
3) Торговая фирма “ПЛАТАН" — вся информация на сайтах дублирует ка-
талог, который можно купить в магазинах фирмы. Прайс-лист на детали
и та же самая справочная информация приведены пр второму адресу.
http://www.platan.ru
http://www.chip-dip.ru
4) “ИТИС — электронные компоненты для профессионалов” — на сайте
имеется много хорошо представленной справочной информации.
http://www.itis.spb.ru/win
5) “Радиолавка” — сайт посвящен электронным компонентам. Содер-
жит справочную информацию по элементам и схемы бытовой радио-
аппаратуры.
http://www.stavropoi.not/radioivk
6) ООО “Микро-Чип” — сайт посвящен микроконтроллерам. Приво-
дится документация на русском языке.
http://microchip.ru
7) “Телесистемы” — разработка, производство и продажа радиоэлек-
тронной аппаратуры (АОНы, микроАТС, антипираты и др.).
224
Интернет для радиолюбителей
http://www. ts.aha. ru
http://www.telesys.ru/indexold.shtml
8) “Научно-техническая лаборатория ЭЛЕКТРОННЫЕ ИНСТРУ-
МЕНТЫ” приводится небольшое количество схем с применением
микроконтроллеров. Есть ссылки с адресами отечественных фирм-
производителей.
http://elin.admik.com
6.8. Полезные радиотехнические программы
Здесь в основном приведены только программы, предоставляе-
мые авторами для свободного (free) распространения, т. е. бесплатно.
Их можно переписать по указанным ниже адресам. При применении та-
ких программ не приходится рассчитывать на авторскую поддержку или
какие-то гарантии, но большинству пользователей это и не потребуется.
Данные программы могут быть полезны не только радиолюби-
телям и студентам радиотехнических вузов, но и радиоинженерам,
так как ускоряют выполнение некоторых работ.
6.8.1. Расчет пассивных элементов и RLC-цепей
1) Радио-калькулятор — calc-OO.html (14 Кб).
Автор Harry Lythall. Удобная программа, позволяющая быстро опре-
делить:
О общее сопротивление при параллельном включении резисторов;
О реактивное сопротивление конденсатора на заданной частоте;
О реактивное сопротивление катушки индуктивности;
О резонансную частоту контура по известным L и С;
О количество витков однослойной катушки;
О количество витков многослойной катушки;
О номиналы элементов для аттенюатора мостового типа;
О номинала элементов для аттенюаторов “Т” и “Н” типа.
Программа выполнена в виде Web-страницы и для удобства ее
использования в автономном режиме необходимо переписать, кроме
основного файла (указанного выше), еще и файлы с рисунками:
225
Раздел 6
coil1 .gif; coil2.gif; coil3.gif; coil4.gif; anten-1 .gif;
anten-2.gif; anten-1f.gif; anten-2f.gif
http://www.nnov.rfnet.ru:8100/rf/calc-00.html
2) Расчет колебательного контура — kontur32.zip (150 Кб).
Автор К. Гранкин. Простая и удобна^ программа для быстрого расче
та параметров колебательного контура в разных вариантах. Здесь же
можно рассчитать параметры однослойной катушки. Программа на
писана под Windows.
http://ttntt.tspace.ru/ftp/hamsoft/dslog/kontur32.zip
3) RTE — indukt.zip (52 Кб).
Автор Струков И.В. Калькулятор для расчета цепей. Расчеты катушек
индуктивности различной формы с заданными вами параметрами.
Программа написана для DOS.
http://www.crosswinds.net/~radiofan
http://members. tripod.com/vvllaadd
4) Transmission Line Calculator — txline.zip (223 Кб).
Программа для расчета СВЧ полосковых линий. Написана для рабо-
ты из Windows.
http://members. tripod.com/vvllaadd
5) Программа для расчета J-образной антенны —j-ant.html (4 Кб).
Автор Большаков Н. Выполнена в виде Web-страницы (рис. 6.1).
Для удобства использования программы в автономном режиме надо
переписать, кроме основного файла, указанного выше, еще и файл
рисунка j-ant.gif (6 Кб).
http://nnov.rfhet.ru:8100/rf/_r.html
6) Capacitor Calculator — ccalc.exe (118 Кб).
Радиотехнический калькулятор для определения параметров парал-
лельного или последовательного включения конденсаторов и посто-
янной времени цепи. Работает из Windows.
http://www.iserv.net/~alexx/lib/general.htm
7) Электротехнический калькулятор и таблицы - electron.zip (70 Кб).
Программа написана для DOS.
http://electronic world, freeyello w. com/softh.html
226
Интернет для радиолюбителей
Расчет элементов J-образной антенны
Николай Большаков, г.Нижний Новгород
Введите частоту
Рис. 6.1
6.8.2. Расчет сетевых и импульсных
трансформаторов
Почти в любом радиотехническом устройстве имеется транс-
форматор. Эти программы позволяют быстро выполнить расчет та-
ких узлов для необходимых значений напряжения и тока в нагрузке.
1) Трансформаторный калькулятор, версия 1.3 — tr_calc.zip (25 Кб).
Автор В. Помелов. Простая программа для упрощенного расчета се-
тевых (50 Гц) трансформаторов для радиолюбительской практики. Ра-
ботает из Windows.
http://members. tripod, com/wllaadd
227
Раздел 6
2) Transss! — transss.zip (19 Кб).
Программа для упрощенного расчета сетевого (50 Гц) трансформато-
ра с Ш-образным магнитопроводом. Вводится входное напряжение,
необходимое выходное на нагрузке (после выпрямительного моста)
и ток в нагрузке. Все остальное вычисляется автоматически. Работает
из Windows.
http://www. chat.ru/~linkware/index. html
3) Расчет трансформаторов V1.07 alpha — transf.zip (29 Кб).
Группа авторов А. Ровно, В. Корейчик, О. Акулят. Программа помо-
гает рассчитать низкочастотные (50...400 Гц) трансформаторы с раз-
ной формой магнитопровода: броневые, Ш-образные и стержневые
Г-образные. Работает из под DOS.
http://radiomir.sinor.ru/transf.ziphttp://www.crosswinds.net/~radiofan
4) Трансформатор — transfor.rar (27 Кб).
Автор А. Ревко. Программа для расчета трансформаторов питания на
магнитопроводах различной формы (Г-, Ш-, О-образные и броневые).
Позволяет рассчитать до 99 обмоток и сохранить результаты в файле.
Работает из Windows.
http://amt. иг al. ru/programs
5) PSU Designer, версия 1.03 — psud103b.exe (1091 Кб).
Последняя версия:psud2_beta024.exe (1,2 Мб). Программы для рас-
чета источника питания для лампового усилителя.
http://www.duncanmps.com/psud/download.html
6) SE-трансформатор - se_trans.xls (19 Кб).
Программа выполняет упрощенный электрический и конструктивный
расчет параметров выходного звукового трансформатора. Для рабо-
ты нужен Excel.
http://www.nsk.su/~sergodin
7) Трансформатор - transfor.zip (106 Кб).
Автор Васильченко Е.В. Программа для расчета звуковых трансфор-
маторов для ламповых усилителей (имеется подробное описание на
русском языке). (
http://www.crosswinds.net/~radiofan/soft/soft.htm
8) Импульс, версия 1.0 — impuls.zip (45 Кб).
Автор В. Ровнер. Программа расчета трансформатора для импульс-
228
Интернет для радиолюбителей
ного источника питания по методике, изложенной в “Радио”, 1987, N
11, стр. 43 (автор В. Жучков). Для работы программы необходимо ус-
тановить Excel, так как она написана в виде макроса.
http://radiomir.sinor.ru/impuls.zip
6.8.3. Расчет акустических колонок
Эти программы для тех, кому приходится заниматься разработкой
и изготовлением высококачественных звуковых колонок. Получение
нужных характеристик от акустической системы методом проб и экспе-
риментов требует слишком много времени и материальных затрат. При-
веденные программы позволяют значительно сократить потери.
1) DLS Box 2000 — dxsbox2000eng.zip (3,3 Мб).
Удобная в использовании программа для расчета и демонстрации ха-
рактеристик низкочастотной колонки в зависимости от ее конструкции.
Работает из Windows.
http://www.audiophiles.nu/support/download.htm
2) JBL Speakershop 1.0 — jblspkrshp.zip (2,5 Мб).
Программа имеет два модуля: для расчета корпусов сабвуферов
и для расчета пассивных кроссоверов. Работает из Windows?
http^/www.caraudlo.ru/infores/soft/jbl.htm
3) BLAUBOX — blau.exe (226 Кб).
Довольно простая программа, которая может не только рассчиты-
вать основные типы сабвуферов, но и нарисовать рабочие чертежи
корпуса по полученным результатам. Работает из DOS.
http://www.caraudio.ru/infores/soft/blaubox~htm
4) BOXPLOT — boxplt2.zip (140 Кб).
Программа рассчитывает параметры колонки в зависимости от ха-
рактеристик динамиков и геометрических размеров корпуса. Работа-
ет из DOS.
http://www.caraudlo.ru/infores/soft/boxplt2.zlp
5) BOXES — boxes.zip (26 Кб).
Предназначена для конструктивного расчета акустической системы.
Вводится несколько базовых параметров, а остальные программа
вычисляет автоматически. Для работы нужен Excel.
http://www.nsk.su/~sergodin
229
Раздел 6
6) Speaker Pro 6.0 - speaker6.zip (340 Кб).
Программа для расчета акустических систем. Работает из DOS.
http://www.crosswinds.net/~radiofan/soft/soft.htm
7) Speaker Workshop v 0,9 beta - spkrwork.zip (1,53 Мб).
Программа позволяет проектировать акустические колонки и пред-
назначена для тех, кто заинтересован в изготовлении высококачест-
венной акустики. Работает из Windows.
h ttp://www. audua. com
15.8.4. Измерительные приборы из звуковой
карты компьютера
Любую имеющуюся в компьютере звуковую карту при помощи
специальных программ можно превратить в измерительный прибор.
Конечно, параметры у такого прибора будут очень ограничены по срав-
нению со специализированными платами, разработанными для превра-
щения компьютера в многофункциональный измерительный комплекс,
но для многих целей все же радиолюбителям могут пригодиться.
1) Oscilloscope 2.51 — scope.zip (90 Кб).
Автор К. Зельдович. Эта программа позволяет превратить любую
звуковую карту компьютера в двухканальный осциллограф с полосой
до 20 кГц. Программа использует звуковую плату как аналого-цифро-
вой преобразователь и представляет сигнал в реальном времени на
экране монитора. Управлять работой такого виртуального осцилло-
графа можно с экрана, аналогично как и у обычного автономного
прибора. Например, можно изменять усиление и время развертки.
Имеется возможность сохранять результаты измерений в виде фай-
ла или через буфер обмена. Программа работает из под Windows.
Для перезаписи имеются два варианта: для Windows 95/98 (90 Кб)
и для Win3.1 (41 Кб).
http://www.citycom.gr/electronics/software.htm
Эту программу можно найти и по дополнительным адресам:
http://polly.phys.msu.su/~zeld/oscill.html
h ttp://members. tripod, com/vvllaadd
2) PC Generator 1.43 — pcgenfre.zip (96 Кб).
Программа позволяет превратить вашу звуковую карту в много-
функциональный генератор. Ее описание можно найти в журнале
230
Интернет для радиолюбителей
“Радиохобби”, 1998, № 5, стр. 32. Демонстрационная версия про-
граммы написана для DOS.
http://www. willem.org
3) Test Tone Geherator — Ttn.zip (159 Кб).
Довольно простой генератор частот в диапазоне 10...20000 Гц. Такой
диапазон обеспечит не каждая звуковая карта и поэтому более реаль-
но получается 100... 13000 Гц. Форму выходного сигнала (Wawe Form)
можно выбрать из трех вариантов: синус (Sine), меандр (Square) и тре-
угольник (Triangular). Программа может работать в режиме изменения
частоты (Sweep) и позволяет задавать начальную и конечную частоты,
а также продолжительность сканирования (Duration) и выбирать цик-
личность процесса (Loop). Работает из Windows.
http://ww w. esser. и-net. com
4) Audfo Tester V1.3 — osc.rar (317 Кб).
Программа имеет три режима работы: анализатор спектра, генера-
тор звуковых частот в диапазоне от 10 до 28000 Гц и двухканальный
осциллограф.
http://www.chat.ru/~linkware/index.html
6.8.5. Компьютерные анализаторы
логических сигналов
1) Анализатор — analizer.exe (423 Кб).
Автор А. Шрайбер. Программа позволяет генерировать импульсы
и принимать сигналы с логическим уровнем для анализа работы ре-
альной цифровой схемы (4 входа). Эпюры напряжений показываются
на экране монитора в виде многоканальной осциллограммы. Для ра-
боты программы потребуется изготовить довольно простую пристав-
ку, которая подключается к любому из последовательных портов
компьютера (СОМ1 или COM2). Более подробное описание данной
программы можно найти в журнале “Радио”, 1999, № 10, стр. 22, а са-
му программу переписать с сайта издательства. Работает она из под
Windows.
У кого нет этого журнала, статью можно найти по адресу:
http://www.chat.ru/~radiosputnik
231
Раздел 6
2) Unilogic — unilogic.zip (81,5 Кб).
Автор А. Полюсов. Осциллограф на четыре канала для логических
сигналов с возможностью их записи на диск и последующим воспро-
изведением. Может выполнять роль частотомера. Схема подключе-
ния входных сигналов к LPT порту имеется в описании. Программа
написана для DOS.
http://students.soros.karelia.ru/~eugenes/lnformation/ptograms.html
3) Win Tone v. 2.02 — wintn22.zip (1,5 Мб).
Программа декодера сигналов тонового набора телефонного номера
(DTMF) при помощи звуковой карты. Поддерживается также ряд других
современных стандартов. Работает из Windows.
http://ham. tint, tspace.ru/r1251
6.8.6. Выполнение графических работ
Эти программы помогут быстро и красиво выполнить электри-
ческую с^ему, топологию печатной платы и графики, поясняющие ра-
боту устройства.
1) Express РСВ version 2.00 — ExpressPCB.exe (3,57 Мб).
Программа предназначена для выполнения разводки топологии пе-
чатной платы и может быть полезна не только для уовичка. Работает
под управлением Windows и имеет аналогичный интерфейс, позво-
ляя выполнять все известные вам операции.
http://www.expresspcb.com/ExpressPCBHtm/Download.htm
Эту программу можно найти и по второму адресу:
http://www.citycom.gr/electronics/software.htm
2) Quick Pic Schem Creator, версия 1.5 — quickpic.exe (300 Кб).
Автор В. Помелов. Простой графический редактор. Программа поз-
воляет быстро выполнять рисунки электрических схем (из готовых
графических блоков — спрайтов).
http://wllaadd.tripod.com/quickpicnewsrus.htmi
3) Time Crafter — timecrft.zip (32 Кб).
Программа позволяет быстро выполнять рисунки с диаграммами на-
пряжения для последующего их использования в тексте, при описа-
нии работы цифровых схем. Работает из Windows.
http://members.xoom.com/_XMCM/jimas/software.htmi
232
Интернет для радиолюбителей
6.8.7. Обучающие радиоэлектронике программы
1) DC Circuit Analysis v 1.4 — dcca.zip (300 Кб).
Обучающая программа для знакомства с основами теории прохож-
дения тока и сигналов в электрических цепях. Рассматриваются на-
иболее распространенные узлы, в том числе на логических
микросхемах и полевых транзисторах. Написана для DOS.
http://members.xoom.com/_XMCM/jimas/software.html
2) Tone Stark Calculator, версия 1.2 — tsc120.exe (945 Кб).
Демонстрационная программа для 7 типовых схем пассивных регулято-
ров тембра. Позволяет сразу показать амплитудно-частотную характе-
ристику при изменении положения регуляторов. Работает из Windows.
http://www. duncanmps. com/psud/do wnload.html
3) Digital Works 3.04 — dw3_install.exe (1,6 Мб).
Демонстрационная версия простой и легкой в освоении программы,
позволяющей виртуально имитировать работу логических (цифровых)
схем, графически представив их на экране монитора. Что дает воз-
можность анализировать поведение элементов схемы в режиме ре-
ального времени. Это облегчает обучение цифровой электронике.
Работает программа из Windows. *
http://www.citycom.gr/electronics/software.htm
4) 555 TIMER - timer.zip (97 Кб).
Программа для расчета параметров цепей автогенератора выпол-
ненного на интегральном таймере 555 (1006ВИ1). Работает из DOS/
http://electronicworld.freeyellow.com
6.8.8. * Вспомогательные и справочные программы
1) Rezistor версия 2,0 — rezbeta.zip (465 Кб).
Автор N. Longinov. Программа предназначена для определения номи-
нала резистора по нанесенным на него цветовым полосам. Очень про-
стая в использовании.
http://mortio. virtuale ve.net/indexr.html
2) Resistor Calculator — rescalc.zip (98 Кб).
Программа позволяет по цветовой маркировке определить номинал
резистора. Работает из Windows.
http://www.rcai. demon, со. uk/electron.htm
233
Раздел 6’ - т''
3) Resistor Color Code Calculator — resist_calc.htm (0,2 Кб + 10 Кб ри-
сунков). Web-страница с программой для определения номинала ре-
зистора по его цветовой маркировке. После перезаписи основного
файла и рисунков работает из люб^й терминальной программы в ав-
тономном режиме.
http://webhome.idirect.com/~jadams/electronics
4) Resss! — resss.zip (23 Кб).
Программа позволяет по цветовой маркировке определить парамет-
ры резисторов, конденсаторов и индуктивности каГгушек. Работает из
Windows.
http://www.chat.ru/~linkware/index.html
5) Rezistor — resistor.zip (4 Кб).
Простая программа для определения номинала резистора по цвето-
вым кольцам. Написана для DOS.
http://www.crosswinds.net/~radiofan
6) Rezistor v 2 — setup.zip (630 Кб).
Автор Н. Логинов. Программа для определения номинала резистора по
цветным полосам, на него нанесенным. Работает из Windows, создавая
свою папку при установке.
http://mortio. virtualave.net/
http://www/geocities.com/SHiconValley/Pfetform/3133
7) Определитель номинала резистора - nominal.zip (111 Кб).
Программа расчета номинала резистора по его цветовой маркиров-
ке. Работает из Windows.
http://www.crosswinds.net/~radiofan/soft/soft.htm
8) Resistor u Capacitor Colorcode decoder V2.11 — colcoder.zip (253 Кб).
Программа позволяет не только определить по цветовым полосам но-
минал, но и наоборот — для нужного номинала узнать цветовую мар-
кировку.
http://www.chat.ru/~linkware/main.html
9) TDSL Personal Edition ver. 1.0.1.18 — tdslpe.zip (590 Кб).
Автор Дункан Манро. Программа содержит базу данных по лампам.
Работает из Windows.
http://duncanamps.simpienet.com/tdsipe
234
Интернет для радиолюбителей
6. 9. Серверы с бесплатными программами
для компьютера
Кроме известного всем адреса фирмы Билла Гейтса (сайта,
выполненного на русском языке), где есть бесплатный Soft, приведе-
ны также и другие адреса серверов с большими коллекциями про-
грамм. Там есть бесплатные, условно бесплатные, т. е. требующие
регистрации после определенного времени эксплуатации — это
обычно от 20 до 60 дней, и демонстрационные версии (с ограничен-
ными возможностями, но без ограничений). Но основная масса из
них свободно распространяется и не имеет никаких ограничений
в использовании.
1)Best & New Soft - имеется большой архив лучшего бесплатного
и условно бесплатного программного обеспечения.
httpSVwww.softnew.ru
2) Completely Free Software (англ, язык) — разные программы для
Windows и DOS.
ht tp://ww w. completely, freesoftware. com
&
3)CNET Download.COM (англ, язык) — крупнейший в мире сайт
с программами. Имеются десятки тысяч бесплатных программ.
Для каждой из них есть короткое описание.
http://download.cnet.com
4) Download.RU — бесплатные программы для Windows.
http://www.download.ru
5) Download Shareware.com — сервер с бесплатными и условно бес-
платными программами.
http://down loadshareware, сот
6) Electronics Software (англ, язык) — большое количество простых
программ по радиоэлектронике.
http://members.xoom.coin/jimas/software.html
7) Fastreader— приведено небольшое количество программ, среди них
есть и бесплатные. (
http://www.gi.ru/faslreader
235
Разделб
8) Free Soft Server — имеет самый большой каталог бесплатного и ус-
ловно бесплатного программного обеспечения для любых целей, напри-
мер, программы обучения английскому языку. Их можно переписать
и использовать.
http://www.freeskft.ru
9) Free Ware — коллекция хороших бесплатных программ для
Windows. Никаких демонстрационных (demo) и условно бесплатных
(shereware) программ.
http://www.freeware.ru
10) Freeware32.RU — имеются не только бесплатные, но и демонст-
рационные версии коммерческих программ.
http://freeware32.ru ,
11) Free Soft Centre — центр бесплатного софта, где имеется большая
коллекция.
http://search. centre.ru/soft
12) Free Saver.Com (англ, язык) — большая коллекция программ для
Windows.
http://www.lilli.clara.net/freesaver
13) Free store - бесплатные программы для Windows, позволяющие
сделать работу на компьютере более удобной.
http://freestore.8m.com
14) FS’s Free Software (англ, язык) — приведено небольшое количест-
во радиотехнических программ.
http://www.eklektix.com/gfc/software
15) Internet Zone — имеется небольшая подборка программ.
http://www.izone.com.ua/index.htm
16) Link Ware — в разделе “Софт” имеется подборка радиотехничес-
ких программ.
http://www.chat.ru/~linkware/index.html
17) List Soft — имеется каталог свободно распространяемых простых
программ.
http://www.listsoft.ru/95/programs.htm
236
Интернет для радиолюбителей
18) Microsoft — официальный сайт всем известной фирмы, занимаю-
щейся разработкой программ. Здесь есть и бесплатные программы
для свободного использования, например Internet Explorers.
http://www.microsoft. com/rus/download
19) Net Cross RU (сетевой перекресток 2000) — сервер предоставляет
возможность переписать разные полезные программы для компьюте-
ра: утилиты, антивирусы, темы рабочего стола и украшатели, храните-
ли экрана, просмотрщики картинок разных форматов и многое другое.
http://www.netcross.ru/soft/index.htm
20) New Today (англ, язык) — огромный каталог бесплатных и демон-
страционных версий программ, почти ежедневно пополняющийся.
http://nongs. online.ru/main.html
21) NeoSoft Russia— сервер с программами.
http://www.neosoft.ru
22) Soft List — каталог программ со всего мира.
http://www.softlist.ru
23) Software Now — каталог программ для Windows 95/98/2000 и NT.
http://softwarenow.iboost.com
24) Software — Windows & DOS Freeware (англ, язык) — перечень
разных программ.
http://www.completelyfreesoftware.com/index_all.htm
25) SoftOBOZ — большой каталог бесплатных программ и драйверов.
Предоставляется поиск программного обеспечения по WWW.
* http://www. softoboz. сот. ua
http://www. webber.net. ua/softoboz
26) Soft review — содержит обзоры программного обеспечения с ука-
занием сайтов, откуда эти программы можно переписать.
http://www.soft-review.da.ru j
http://www. terminalstudio, com/softreview
27) Stack Overflow’s web-page — небольшая коллекция программ для
древних компьютеров.
http://stack.cjb.net
237
Раздел 6
28) Tucows Network — (англ, язык) информационный сервер, где при-
ведены DEMO версии лучших образцов программного обеспечения
для разных операционных систем: от Windows до Linux.
http://tucows.rinet.ru
29) Winstuff — большая коллекция бесплатных программ.
http:bwinstutt.lipetsk.ru
30) Z-центр - имеются бесплатные программы для пользователей
Windows и разработчиков на Delphi.
http://paracels.yrh.yar.ru/silent *
31) Русский Soft — имеется каталог ссылок на русскоязычные про-
граммы, т. е. имеющие интерфейс или описание на русском языке.
http://rus-soft. unet.ru/main.htm
32) Свободно распространяемые программы можно найти по адресам:
http://hitbox.com/home.shtmlhttp://ourworld
Большой каталог зарубежных серверов с бесплатным про-
граммным обеспечением можно найти в разделе Computers/Tech на
сервере по адресу:
http://www.hitbox.com/homes.html
238
Список литературы
1. Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 1. — М.:
СОЛОН-Р, 2000;
2. Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 2. — М.:
СОЛОН-Р, 2000.
3. Шелестов И. П. Радиолюбителям: полезные схемы. Книга 3. — М.:
СОЛОН-Р, 2000.
4. Александров И. Звонковая кнопка управляет освещением. — Ра-
дио, 1990, N 4, стр. 82.
5. Иванов Б. С. Энциклопедия начинающего радиолюбителя. — М.:
Патриот, 1992, стр. 175.
6. Радио^обби, 1999, N 4, стр. 19.
7. Щедрин А. И. Металлоискатели для поиска кладов и реликвий. — М.:
“Арбат-Информ”, 1998.
8. Андрианов В. И. Соколов А. В. “Шпионские штучки-2” или как со-
хранить свои секреты. — СПб.: Полигон, 1997, стр. 168.
9. NAGYMATE С. Электронный уничтожитель насекомых. — Минск:
Радиолюбитель, 1998, N 6, стр. 22. *
10. Марушкевич Н. Переговорное устройство по сети 220 В. — Минск:
Радиолюбитель, 1997, N 16, стр. 16.
11. Кляйн Г. Трехчастотно манипулированный генератор. —Радио-
хобби, 1999, N 5, стр. 13.
12. Интегральные микросхемы: микросхемы для импульсных источ-
ников питания и их применение. — М.: ДОДЭКА, 1997.
13. Петров А. Индуктивности, дроссели, трансформаторы. — Минск:
Радиолюбитель, 1996, N 1, стр. 13.
14. Помехи и борьба сними. — Минск: Радиолюбитель, 1996, N 4... 12.
15. Бондаренко А., Барышев А. Резистивный генератор шума. — Ра-
дио, 1989, №1, стр. 25.
16. Ширшов М. Имитатор звука костра. — Радио, 19ф, N 10, стр. 50.
17. Цибульский В. Имитатор шума прибоя. — Радио, 1978, N 8, стр. 53.
18. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 3 т. / Пер. с англ.
4-е изд. — М.: Мир, 1993, Т. 2.
19. Гаджиев Ч. Пьезомикрофонный эффект в конденсатора^. — Ра-
дио, 1993, N 1, стр. 30.
239
Список литературы
20. Алексеенко А. Г., Коломбет Е. А., Старадуб Г. И. Применение пре-
цизионных аналоговых ИС. — М.: Сов. радио, 1980, стр. 224.
21. Борщ П., Семенов В. Шумовые параметры операционных усилите-
лей. — Радиохобби, 2000, N 1, стр. 58.
22. Петров А. Усилитель воспроизведения. — Минск: Радиолюбитель,
1994, №8, стр. 20.
23. Галахов Н. Малошумящий усилитель. — Радио, 1986, N 11, стр. 41.
24. Ланцов А. Л., Зворыкин Л.Н. Цифровые устройства на комплемен-
тарных МДП интегральных микросхемах. — М.: Радио и связь, 1983.
25. Волков С. Генераторы прямоугольных импульсов на МОП элемен-
тах/ Пер. с болг. М.: Энергоиздат, 1981.
26. Шустов М. Генератор импульсов на КМОП коммутаторах. — Минск:
Радиолюбитель, 1999, N 6, стр. 39.
27. Елимов С. Генераторы прямоугольных импульсов на микросхе-
мах КМОП. — Радио, 2000, N 1, стр. 44.
28. Поляков В. Два генератора на КМОП микросхеме. — Радио, 1998,
N 2, стр?60.
29. Радио, 1986, N 10, стр. 26.
30. Радио, 1999, N 11, стр. 33.
31. А/С N 1210206 (1982 г.).
ООО Издательство “Солон-Р”
ЛР №066584 от 14.05.99
Москва, ул. Тверская, д. 10 стр. 1 ком. 522
Формат 60x88/16. Объем 15 п. л. Тираж 10000
ООО “Пандора-1”
Москва, Открыт^ .? 28
Заказ 143
240