/
Text
ЛОТАР КЬОНИГ
РАДИО
И ТЕЛЕВИЗИЯ
ЗАСАМОСТОЯТЕЛНИ
ЗАНИМАНИЯ
ЛОТАР КЬОНИГ
РАДИО
И ТЕАЕВИЗИЯ
ЗА САМОСТОЯТЕЛНИ
ЗАНИМАНИЯ
Превод от немски:
инж. РОЗЕ МАРИ СЪБЕВА
инж. ЛЮЛИН СЪБЕВ
СОФИЯ ♦ 1984
ДЪРЖАВНО ИЗДАТЕЛСТВО „ТЕХНИКА"
621.396 + 621.397
Тази книга помага на читателя да почуствува осезателно природните закони, конто
управляват пронесите в радиотехниката, и чрез изработване на радиоустройства да
навлезе практически в нейната приложна облает. В популярна и увлекателна форма
са изложеии основите на радиоелектрониката, разгледани са основните градивни еле-
менти на радиосхемите, описана е изработката на любителски осцилограф, честотомер
и различии радиоприемници, като се почне от най-простите и се стигне до суперите
— настолни и портативни. В последната част на книгата се разглежда построяването
на цялостен любителски телевизионен приемник.
Книгата е предназначена за всички любознателни млади читатели, конто проявяват
практически интерес към радиотехниката и телевизията.
LOTHAR KtiNlG
RADIO UND FERNSEHEN SELBST ERLEBT, 4. Auflage, 1978
© Urania Verlag Leipzig/Jena/Berlin
© Роземари Зиберт Събева,
Люлин Любомиров Събев, 1984
621.396
САМОСТОЯТЕЛНО ПРИЛАГАНЕ НА ПРИРОДНИТЕ ЗАКОНИ
В ТЕХНИКАТА
Важен помощник в придобиването на сигурни и трайни познания е личното
преживяване. То ни води от началното незнание през скромните способности
към подсъзнателните сръчности. Ако сме достатъчно дейни както умствено, така
и физически, ще успеем истински да изживеем природните закони.
Тази книга ще ви помогне да опознаете едва облает от техниката за безжично
пренасяне на информацията и нейното прилагане предй всичко при самостоя-
телната изработка на радиоприемники. В радиотехниката и телевизията се из-
ползуват много елементи, загадъчни за начинаещия, да не говорим за привидния
хаос от съединителни проводники и елементи в един сложен уред. Нашата цел
е да разбулим заедно тази загадъчност и да опознаем най-сыцественото. Голяма
полза ще имаме от собственоръчно изработените изделия даже когато тяхното
качество е малко по-ниско от качеството на фабричните им еквиваленти. Нашата
сръчност е безеилна пред някои елементи; тук могат да помогнат само спестените
ни пари или дядо Мраз. Например транзисторите и диодите се купуват, при
това не винаги евтино. Ето защо трябва да бъдем внимателни с тях! Бъдещият
радиолюбител се нуждае и от някои измерителни прибори; част от тях ще
изработим сами.
Болшинството от читателите на тази книга са любознателни „неспециалиста”,
затова сме се отказали от изчерпателното представяне на теорйята с нейните
сложни математически изрази. Голям брой зависимости са подходяще опрос-
тени, за да станат лесноразбираеми. Ако вече притежаваме определена сръчност
на ръцете, това е голямо предимство. В противен случай трябва да я добием
при направата на прости уреди със загуба на повече време.
Не захвърляйте книгата, ако установите, че на следващата страница няма
„рецепта” за изработка на телевизор. Откачало трябва да усвоим някои неща,
да се научим да разбираме дребните зависимости. В книгата са описани само
добре проверени експерименти и основно изпробвани уреди. Въпреки това из-
копираната от вас схема може да откаже да работи. Тогава ще проличи дали
сте разбрали правилно как функционират отделните детайли, за да можете да
локализирате и отстраните грешката. Това не винаги е лесно; то изисква са-
мостоятелно творческо мислене, коего ще ни поведе напред крачка по крачка
по пътя на модерната техника.
1. КАКВО Е НУЖНО НАЙ-НАПРЕД
Проникването в интересната облает на радиото и телевизията е евързано с
някои трудности. За награда получаваме нови знания и радостта от саморъчно
изработения уред. Няма да минем без мръена или шумна работа, като про-
биване, пилене, чукане и т. н. Трябва да се огледаме за подходящо място, където
тази дейност няма да предизвика гнева на съседите или на семейството ни. Дали
ще бъде в мазето, на тавана или в апартамента, това зависи от конкретните
условия.‘По възможност една собствена маса трябва да ни служи за „тезгях”
и място за експериментиране. Инструментите и материалите могат да се съ-
5
храняват удобно в няколко стари чекмеджета или ниски сандъчета. Отвреме-
навреме ще закрепваме върху „тезгяха“ едно малко менгеме и ако финансовото
ни положение позволява — електрическа бормашина на стойка.
В приложение 1 е показано как с течение на времето да разширяваме ассор-
тимента от наличии инструмента, за да можем да работим по-лесно и по-добре.
Ако не желаем да прекьсваме изработката на някой уред поради „материални"
затруднения, трябва да се погрижим за скромни запаси. Ще ни потрябва гетанакс
на листове с дебелина 1, 2, 3, 4 и 5 mm и с различна площ. За отпадък ще
считаме пцрчета, по-малки от 5 ст2. Ще използуваме и цилиндричната повърх-
ност на празни консервени кутай. С ножица за ламарина разрязваме кутията
по калайдисания шев и след отделяне на двете дъна заедно с ръбовете изправяме
и изглаждаме ламарината до получаване на правоъгълно парче, което прибираме
в склада за материали. Ще ни потрябват, макар и рядко, и други видове ла-
марина — алуминиева, месингова и медиа, с дебелина от 0,5 до 1,5 mm. За
изработка на печатни платки и малки кутай ще използуваме едностранно фо-
лиран гетинакс или още по-добре — едностранно фолиран стьклотекстолит с
дебелина около 1,5 mm. Винтовете и гайките ще подредим в отделно чекмедже
или сандъче с преградки. Малки табелки ще ни ориентират за съдържанието.
Най-често ще употребяваме винтове и гайки с резба М3, а по-рядко — М4 и
М5. Освен според резбата винтовете ще сортираме и в зависимост от дължината
им и от формата на главата (цилиндрична, ферзенкова).
По-нататък се нуждаем от различии видове проводници. За връзка между
елементите на схемите ще употребяваме меден проводник с диаметър 0,5 до 0,75
mm и изолация от поливинилхлорид. За начало стигат 10 до 20 т. Бобините
ще навиваме предимно от меден проводник с лакова изолация (ПЕЛ или ПЕТ).
Ще използуваме следните диаметри: 0,1, 0,2, 0,35, 0,4, 0,5 и 1 mm. Внимателно
навита върху дървени или пластмасови ролки, те се съхраняват в отделно сан-
дъче под работната маса, за да се избегне повредата на лаковата изолация.
Често ще се налага да боядисваме железните часта, за да ги предпазим от
корозия (ръждясване). Подходящ за целта е сребърният бронз. Едновременно
с него трябва да купим и разтворител за измиване на четката.
За изработка на печатайте платки се нуждаем от разтвор за ецване, например
железен трихлорид (FeCl3), лак за начертаване на пистате, например асфалтов,
и бързосъхнещ разтворител за лака, например бензин. Трябва да се снабдим и
с известен асортамент от лепила. Ще избираме най-подходящото в зависимост
от вида на детайлите, конто искаме да закрепим чрез залепване.
Нашата колекция от материали ще се допълни от кутийка колофон и малко
спирт и ацетон в добре затворени и надписани съдове.
6
ОСНОВИ НА РАДИОТЕХНИКАТА
2. ПРЕДИ ДА ЗАПОЧНЕМ ИЗРАБОТКАТА НА УРЕДИТЕ,
ДА СЕ ЗАПОЗНАЕМ С ТЕХНИТЕ СЪСТАВНИ ЕЛЕМЕНТИ
Необходимо е, макар и накратко, да се позанимаем с основните закони на
електротехниката/1. Нали нямаме намерение просто да копираме по рецепта, а
искаме винаги да сме наясно защо например едно съпротивление е 300 kil, а
не по-малко или по-голямо.
Най-често срещаният елемент в схемите, с конто предстои да се занимаваме,
е резисторът. Той се купува от магазина и се запоява в уреда. Основното свой-
ство, което притежават резисторите, се нарича електрическо съпротивление или
накратко съпротивление. Свойството „електрическо съпротивление" означава, че
е поставено препятствие по пътя на тока. Колкото по-голямо е съпротивлението,
толкова по-слаб ток ще протече. Токът може да достигне до предишната си
(голяма) стойност и без изменение (намаляване) на съпротивлението; за целта
трябва да се повиши напрежението — така се нарича силата, която поражда
токът. Съотношението между напрежението и тока не се променя, когато съ-
противлението е точно определено. Това означава, че колкото по-голямо е на-
прежението, толкова по-голям ще бъде и токът. Този природен закон се изпол-
зува за определяне на съпротивлението:
_ Напрежение
Съпротивление=-------------
Ток
U
или записано символично R=~
I
Единицата за измерване на съпротивлението се нарича Ом и се означава с
гръцката буква Q (омега). Единицата за напрежение се нарича Волт (V), а за
ток Ампер (А). Съотношението между измерителните единици на тези три
величини е следното:
* 1 V 1 000 Q = 103Q = 1 kQ (килоом);
1 А’ 1 000000 Q = 106 Q = 1 MQ (мегаом).
Да изчислим три примера:
а. Малка лампа за джобно фенерче има надпис — 4V/0,3 А. Какво е съпро-
тивлението на лампата?
= 13,3 Q.
U 4 V
я “ 7 “ 0,3 А
б. В една токова верига е включен резистор със съпротивление 25 Q. Какво
максимално напрежение можем да приложим в краищата на резистора, ако
максималният допустим ток през него е 2 А?
*3а повече подробности вж. книгата „Електротехниката в саморъчни опити и конструкции44 от Баке
и Кьониг, „Техника44, 1974 г.
и V
От R =- следва U = R.I = 25 Я 2 А =25 - 2 А = 50 V.
I А
в. Какъв ток тече през резистор със съпротивление 25 О, ако приложеното
напрежение е 10 V?
, U 10 V 10 V 10V.A
“ К - 25 Q ~ V - 25 V ~ °’4 А’
25 А
Какъв максимален ток може да се пропусне през даден резистор, зависи от
електрическата мощност Р, която той може да превърне в топлина. Мощността
е произведението от приложеното напрежение и протичащия ток:
P=U.I.
Единицата за измерване на мощност се нарича Ват и се означава с W.
----W = 10 3 W = 1 mW (миливат);
1000
1000 W = 103 W = 1 kW (киловат).
25-омовият резистор в последния пример има максимално допустима мощност
на разсейване (допустимо натоварване):
Р = U 7 = 50 V 2 А = 100W.
Токът и напрежението, необходими за определяне на натоварването на даден
резистор, не винаги са известии. В израза за мощността можем да заместим
едно след друго следните две равенства: U=R.I (вж. пример б), съответно
U
/=— (вж. пример в). Получаваме формули, съдържащи освен съпротивлението
R
само тока или само напрежението:
о У
Р = R I2 иР = —
R
Да приемом, че през резистор със съпротивление 2,2 kQ протича ток 30 mA.
Каква мощност ще се отдели върху този резистор?
Р = R I2 = 2,2
V V
103 - (30 10 “3 А)2 = 2,2 103 - 900 10~6 А2 =
А А
= 2,2 900 10"3 VA = 2,2 0,9 W = 1,98 W.
Ако пък ни е известно само напрежението, например 100 V, приложено между
краищата на резистор със съпротивление 470 кЯ, отделената мощност ще из-
числим по следния начин:
U2
Р = —
R
1002 V2 104V2 А 10 W
---------=-----------— =------ л 0,02 W.
, V 470 103 V 470
470 103 -
А
9
РЕЗИСТОРИ, КОНДЕНЗАТОРИ И БОБИНИ
Най-простият резистор се състои от парче проводник. Неговото съпротивление
е толкова по-голямо, колкото по-дълъг и колкото по-тънък е този проводник.
Освен това съпротивлението зависи и от материала; например медта провежда
тока по-добре, отколкото желязото. Физическата зависимост гласи
/
Символите означават:
р е специфично съпротивление на провеждащия материал (вж. приложение 2);
I — дължина на проводника;
S — напречно сечение на проводника.
Ще разгледаме един пример.
Трябва да се изработи резистор със съпротивление 1,5 Q от меден проводник
с диаметър J=0,l mm. Каква е необхо димата дължина на проводника?
R S R п d2 1,5 П п . 0,01mm2 1,5 Q . п . 0,01 mm2 . m
р р 4 л Q mm2 4 0,0175 Q mm2 ’ m
0,0175------------------------- 4
m
Често сме принудени да свързваме резистори последователно или паралелно,
за да получим необходимата ни стойност, каквато не се произвежда. За двата
вида свързване важат следните закономерности (вж. фиг. 2.1):
Последователно свързване
Фиг.2.1
Свързване на резистори
а) Последователно
Ь) Паралелно
^ПОСЛ. + &2
U = U, + и2
Паралелно свързване
1 1_ 1
^пар. ^2
U = const
I = const
/ = Л + h
£> =
U2 «2
/2 л.
Особено интересни за нас са равенствата за съпро-
тивленията. Да приемем, че ни трябва резистор със съ-
противление 60 kQ. По липса на такава стандартна
стойност трябва сами да я „произведем” чрез подхо-
дяща комбинация. Ако притежаваме резистори 33 к£2
и 27 kQ, ще ги евържем последователно и тогава
Knocn = *i + R2 = 33. кй+27 Ш = 60 кП.
Същото съпротивление можем да получим и при па-
ралелно свързване на два резистора; нека единият от
тях (Rx) има съпротивление 120 кП. Какво съпротив-
ление трябва да има R2?
10
1 1 1
—— = — Ч-----; следователно
*пар *2
1111 1
R, ~ КПЯП К? ” 60кП " 120 кй “
2 1 2-11
“ 2.60 kQ “ 120 кП ” 120 Ш “ 120 Ш’
R2 = 120 kfi.
Съпротивлението на два еднакви, паралелно свързани резистора е два пъти
по-малко от съпротивлението на всеки от тях.
На фиг. 2.1 е означено, че извън източника на напрежение токът 7 протича
в електрическата верига от положителния към отрицателния полюс. Тази тех-
нически посока на тока е залегнала в редина правила на електротехниката още
от времето, когаго не е било ясно, че електрическият ток представлява поток
от отрицателно заредени електрони, движещи се от отрицателния към поло-
жителния полюс. Също и стрелките в символичните означения на диодите и
транзисторите показват техническата посока на тока в режим на пропускане.
За да няма недоразумения, трябва да правим ясна разлика между посока на’
тока и посоката на движение на електроните. В бъдеще под посока на тока във
външната верига ще разбираме посоката от положителния към отрицателния
полюс.
Но да се върнем към резисторите! Според технического им изпълнение можем
да разграничим няколко вида резистори. Най-голям интерес за нас представ-
ляват жичните и слойните. Жичните резистори са навити еднослойно от съпро-
тивителен проводник върху цилиндрично керамично тяло. Отгоре се нанася лак
за защита на намотката от механични, химически и климатични въздействия.
Жичните резистори ще поставяме само там, където токового натоварване е
много голямо. В повечето случаи ще работам със слойни резистори, при конто
върху керамичното тяло е нанесен съпротивителен слой от кристален въглерод
или метал. Съответните резистори ще наричаме въглеродослойни и металослойни.
За получаване на високо съпротивление при малки размери съпротивителният
слой се нарязва по винтова линия. Според стъпката на нареза се получава по-
къса или по-дълга съпрогивителна ивица, т. е. по-малко или по-голямо съпро-
тивление. Също я слойните резистори се лакират за защита от външни въздей-
ствия. Редът Е12 от серийно произвежданите резистори с толеранс + 10 % се
подраздели, както следва:
1 1,8 3,3 5,6
1,2 2,2 3,9 6,8
1,5 2,7 4,7 8,2
Всяка степей може да бъде умножена по 1, 10, 100, 1000 и т. н. Например
числото 4,7 е основа на следните стандартни стойности: 4,7 Q, 47 Q, 470 D, 4,7
кП, 47 Ш, 470 Ш, 4,7 MQ, 47 МП и др. Произвеждат се слойни резистори с
допустима отделяна (разсейвана) мощност 0,05, 0,125, 0,25, 0,5, 1, 2, 3 и 5 W.
Съпротивлението и другите данни за резистора обикновено се отпечатват върху
корпуса му. Върху миниатюрните резистори до 0,125 W по липса на достатъчно
място за надпис се нанасят цветни точки или пръстени според международния
цветен код. Какво е значението на отделяйте цветни пръстени, ще научим от
приложение 3.
В много случаи се нуждаем от резистори с регулируемо съпротивление. Про-
извеждат се както слойни, така и жични резистори с въртящ се плъзгач, известии
11
като потенциометры. Те имат три извода: начало и край на резистора и регу-
лируем извод. Ако съпротивлението между началото (или края) и плъзгача се
изменя в същата степей, както ъгъла на завъртането, говорим за потенциометри
с линейна характеристика. Ние ще използуваме предимно такива. Но покрай
тях ще ни потрябват и единични бройки потенциометри с логаритмична харак-
теристика, например за регулиране силата на звука. Те често са комбинирани
с електрически ключ. На фиг. 2.2 са показани различии видове постоянни и
регулируеми резистори.
за вертикален за хоризонт злен
ал онтаЖ лл опт а Ж
Фиг.2.2
Конструктивно оформление на резистори
12
Друг често употребяван елемент в нашите уреди е кондензаторът. В най-
простия случай той се състои от две метални плочи, разделени една от друга
чрез изолационен слой — диелектрик. Кондензаторът има свойството да на-
трупва електрическия заряд. Мярка за натрупващата възможност на конденза-
тора е неговият капацитет С. Той е толкова по-голям, колкото по-голяма е
площта на металните плочи и колкото по-малко е разстоянието между тях
(разбира се, без да се докосват!). Капацитетът на един кондензатор може да се
изчисли по формулата
5
С — Ео Ег ,
а
където
5 е площта на една плоча;
d — разстоянието между плочите;
£0 — диелектричната проницаемост на въздуха (по-точно на вакуума);
As
е0 = 8,86 10"12---;
0 Vm
£г ~ относителната диелектрична проницаемост (вж. приложение 4).
Единицата за измерване на капацитет се нарича Фарад, съкратено F. Тя е
свързана с единиците Ампер (А), секунда (s) и Волт (V) чрез следното равенство:
Фарадът е необикновено голяма единица. Ние ще работим със съвсем алки
части от нея:
10-6F=l pF (микрофарад);
10-9F=lnF (нанофарад); 1000 nF=lpF;
IO-12 F=lpF (пикофарад); 1000 pF=l nF.
Да пресметнем един пример!
Между две метални плочи, всяка с площ 25 ст2, е поставен диелектрик от
хартия с дебелина 0,1 mm и бг = 2. Какъв капацитет има този хартиен конден-
затор?
С = е0 ег - = 8,86 1012 — 2 — — =
d Vm 0,1 mm
As
8,86 10"12 --- 2 25 10"4m2
=------------------------------ = 8,86 50 IO 12 — = 445 pF.
10~4m V
На фиг. 2.3 ca показани различии кондензатори.
При някои кондензатори „плочите“ са от тънко метално фолио, за изолация
служи специално обработена хартия (хартиени кондензатори) или фолио от по-
листирол (стирофлексни кондензатори). Металното фолио и изолацията са на-
вити заедно на руло и затворени херметически в метален или пластмасов корпус.
Съединителните проводници са изведени навън. Когато свързваме кондензатор
в схема, трябва винаги да внимавдме да не се превишава неговото зададено
напрежение; в противен случай може да прескочи искра, която да пробие дие-
лектрика и с това — да разруши кондензатора.
Особена разновидност на хартиените са така наречените металохартиени кон-
дензатори. При тях електродите са нанесени чрез изпарение на метал във вид
на много тънък слой върху хартията. При необходимост от особено голям
капацитет ще използуваме електролитни кондензатори. Те също са навити на
13
руло. Името си дължат на електролита, който изпълнява ролята на единия
електрод. За втори електрод служи алумйниево фолио, едностранно оксидирано.
Този окисен слой действува като диелектрик. Фиг. 2.4 разяснява вътрешния
строеж на електролитния кондензатор. Докато при неелектролитните конден-
затори двата електрода са напълно равностойни, при свързване на електролитни
кондензатори към източник на напрежение трябва да се спазва означеният по-
Високоволгтюв
кондензатор
Метало-
хартиен
кондензатор
Двоен
пролленлио
конденза
тор с срина
предабка
5
I
ф
UJ
ПролленлиО кондензат
тв рд с .
'ръбен триллер-
кондензатор
Проходни кон
денза
тори
кондензатори
обикновен за печатан
мОнттк
Фиг.2.3.
Конструктивно оформление на кондензатори е
14
ляритет. Обратного свързване води до разрушаване на окисния слой и пробив
на кондензатора.
Керамичните кондензатори имат формата на диск или на тръбичка. Електро-
дите най-често представляват сребърно покритие, нанесено от външната и от
вътрешната страна на тръбния кондензатор, съответно върху двете плоскости
на дисковия кондензатор. За диелектрик служи керамичното тяло.
Алуллиниево фолио
(за по-додьр контакт
с електролита)
> ipmuQ
електрод на конд^н з< тора
/с
елекгг лит
. I чи |_/Л * U jU
Втора електрод на кондензатора
алуминиево фолио
(положителен полюс )
Диелектрик окисен слои
Ъгрху слуллини-збо фолио
! отрицателен полюс)
Фиг.2.4
Вътрешен строеж на електролитен кондензатор
Освен от споменатите кондензатори с постоянен капацитет ние се нуждаем
и от кондензатори за настройка. За еднократно нагласяване на капацитета, на-
пример при настройката на радиоприемник, ще използуваме тример-конденза-
тор. Напротив, за многократно пренастройване на радиоприемника на различии
станции ще използуваме променлив кондензатор. Диелектрикът му е въздушен
или от полистиролно фолио. Можем да увеличим капацитета, като завъртим
оста така, че наборът от подвижни пластини (роторът) да навлезе между не-
подвижните пластини (статора), при което се увеличава ефективната площ. При
обратного завъртане капацитетът намалява. Също като резисторите и конден-
заторите се произвеждат с определени стойности. Кондензатор с междинен ка-
пацитет можем да „произведем" сами чрез подходяща комбинация. При това
(за разлика от резисторите) тук важат други зависимости. Ако свържем два
кондензатора в паралел, ефективната площ се увеличава, а заедно с нея нараства
и капацитетът. Тоест за паралелното свързване е в сила зависимостта:
Спар= С]4-С2.
Един пример: свързваме паралелно два кондензатора с капацитет съответно
10 nF и 5 nF. Полученият капацитет е
Спар = Ю nF + 5 nF= 15 nF.
Напротив, последователното свързване на кондензаторите съответствува на
раздалечаване на плочите и капацитетът намалява:
15
1 11 1 1 1 2 1+23
Cnncn ~ Ci + C ~ 10 nF + TnF “ 10 nF + 2 5 nF “ 10 nF “ 10 nF’
10 nF
следователно Спосл = —-— = 3,33 nF.
Сега да се занимаем със следващия елемент — бобината. Обикновено тя се
състои от по-късо или по-дълго парче изолиран меден проводник, навито върху
цилиндрично тяло или макара; по-дебел проводник може да се навие и само-
носещо. Тъй като за, нашите радиоприемници често ще навиваме сами бобините,
да се запознаем със съставните им елементи; най-важните за нас са представени
на фиг. 2.5.
Тяло със
сърцевина
Фш .2.5
Елементи на бобината
Различаваме два вида бобини — с цилиндрична и с универсална намотка. Бо-
бините с цилиндрична намотка можем лесно да изработим сами без специални
приспособления за навиване. За точно навиване на универсална намотка е не-
обходима машина.
Всяка бобина има свойството да се противопоставя на нарастването на тока
в момента на включването. Токът достига до пълната си сила с известно за-
къснение. Причина за това е едно противодействуващо напрежение, индуктирано
в навивките на бобината. Колкото повече са навивките, толкова по-ясно изразено
е явлението. Това качество на бобините се нарича индуктивност L. Мярката за
16
индуктивност се нарича Хенри; означението е Н. Тя е свързана с познатите
мерки
чрез следното равенство:
V s
“ 1 А~’
1 н
1
Н = 10 3 Н = 1 mH (милихенри);
1000
mH = 10 6 Н 1 pH (микрохенри).
1 иии
Индуктивността на еднослойна бобина с цилиндрична намотка може да се
изчисли по формулата
, N2.S
L== JW, —j~,
където
е магнитната проницаемост на въздуха (по-точно на вакуума), равна на
, Vs
>*б=4яЛ0 Ат
— относителната магнитна проницаемост
S — напречното сечение на намотката (S = л“; & е диаметърът на сърце:
вината плюс диаметъра на проводника);
N — броят на навивките;
/ — дължината на бобината.
Относителната магнитна проницаемост дава сведение за йлиянието на поста-
вения в бобината магнитен материал върху нейната индуктивност. В приложение
5 са посочени стойностите за различии материал и. Как можем експериментално
да определим относителната магнитна проницаемост на непознат материал? С
този въпрос между другого ще се занимаем в глава 12.
Разгледаната формула за индуктивността е в сила само при бобина, чийто
диаметър на намотката е пренебрежимо малък в сравнение с дължината на
самата бобина. Въпреки това чрез едва малка хитрост ще можем да изчисляваме
доста точно индуктивността на нашите бобини: въвеждаме един коефициент к{9
конто взема под внимание действителното съотношение между диаметъра на
намотката и нейната дължина. Колкото по-голямо е това съотношение, толкова
по-малък ще бъде този коефициент.
л D
В приложение 6 е посочен кх при различии съотношения до — = 4. Нашата
окончателна формула за индуктивността ще гласи:
I N2'S L
L = Мо-М, —~ К
ДА ИЗЧИСЛИМ И НАВИЕМ ЕДНА БОБИНА
Бобината ще навием върху феритна пръчка с диаметър 8 mm и дължина 100
mm, както е показано на фиг. 2.6. За сигурност ще облепим пръчката с един
пласт тънка хартия или лепенка (напр. от типа „скоч“ или ,,тиксо“). За намотката
2 Радио и телевизия
17
да вземем меден проводник с лакова изолация и номинален диаметър 0,4 mm.
Заедно с лаковата изолация проводникът има диаметър 0,43 mm. Навиваме
плътно навивка до навивка. Нашата бобина ще съдържа общо 50 навивки; след
чел принесет и петата ще направим извод. За целта отвежламе проводника тан-
Фиг.2.6
Бобината, навита върху фсритна пръчка
генциално от феритната пръчка, огъваме го обратно след около 5 ст и усукваме
получената примка. След това навиваме останалите 5 навивки. Дължината на
бобината възлиза на 50.0,43 mm % 22mm.
Как се закрёпват началото и краят на намотката, ще разберем от фиг. 2.7.
Използуваме тънко пластмасово фолио с ширина
около 5 mm, сгънато по средата. Вмъкваме про-
водника и навиваме следващите навивки плътно
върху тази лентичка. 5 до 10 навивки преди края
поставяме втора сгъната лентичка, през чиято
примка провираме края на проводника. Тогава
издърпваме лентичката, докато примката стегне
здраво края на намотката. После разрязваме про-
водника в края на извода, отделяме лаковата из-
олация поотделно от двата проводника с помощ-
та на джобно ножче или фина шкурка, усукваме
ги отново и ги запояваме заедно. Лаковата из-
олация в началото и в края на намотката също
трябва да се зачисти и проводникът да се калай-
диса.
Сега ни интересува колко голяма индуктивност
има нашата бобина. Относителната магнитна
проницаемост на феритната пръчка възлиза на
около 30. Точната стойност не може да се да де,
Фи1
Гака се закрспваг краищата
на намотката
Закреинане па нача.юло па намол
Вдянане на края
Стане края на намол
понеже зависи
от режима на работа. При съотношение
D 8,4mm
——-------= 0,38 можем да отчетем от диаграмата
/ 22mm
А: |=0,86. Тогава индуктивността е
18
N2S , , , Vs
-^-/^=4^10- —
л2.2,5.30.8,42.0,86.10 4 Vs
=----------------------------= 2.
30
2 500.я.8,42 mm2
----—--------- 0,86 =
22 mm 4
22 А
104 Н = 0,2 mH.
Двоен превключвател Превключватол
с три положения с три положения
Превключвател за
няколко вериги
Цокъл ^а
електронно
лампа
Гчезда и щекер 240л - антенен кобел
Гчезд^ибисоко-
:сверила
Копает а за настройка
Фиг.2.8
Радиотехнически принадлежности
19
Бобината ще закрепим така, че феритната пръчка да не се допира до метални
части. За целта нахлузваме в двата края на пръчката по един пръстен от гумена
тръбичка или шлаух.
При изработката на нашите уреди освен от споменатите „стандартен" еле-
менти ще се нуждаем и от някои разнообразии принадлежности. На фиг. 2.8 е
показан един малък набор от богатия асортимент. За препоръчване е винаги да
разполагаме с известии, макар и скромни, запаси в нашия склад.
НАШЕГО ПЪРВО ПРОИЗВЕДЕНИЕ — ДЕТЕКТОРНИЯТ РАДИОПРИЕМНИК
С бобината, която навихме, ще изработим първия си радиоприемник. Необ-
ходим ни е и един променлив кондензатор 500 pF, два кондензатора с постоянен
капацитет 100 pF и 5 nF, един какъвто и да е германиев диод (например SFD
106, SFD 107 или друг подобен) и една слушалка.
Променливия кондензатор свързваме паралелно на бобината, навита върху
феритната пръчка. Получава се така нареченият трептящ или резонансен кръг.
Ще го срещаме във всички радиоприемници. Скоро ще научим защо се нарича
така и какви задачи изпълняват той и диодът. Но преди това ще изпробваме
годността на нашата бобина в най-простия радиоприемник.
Схемата и конструкцията на детекторния радиоприемник са показани на фиг.
2.9 и 2.10. Върху гетинаксова плоча с размери 100 х 120 mm се закрепват с
винтове променливият кондензатор и две скоби за зяхващане на феритната пръч-
иН
ит
Фш .2.У
Схема на детекторния радиоприемник
ка. Шестте букси служат за свързване на следните елементи: антенният провод-
ник (с дължина, не по-малка от 3 т), проводникът за заземяване, двата извода
на слушалката и единият край на диода, който чрез бананщекер ще се включва
или директно към целия резонансен кръг, или към междинния извод. Късият
съединителен проводник на бананщекера не трябва да се запоява направо към
извода на диода, а посредством кабелно ухо, монтирано върху гетинаксовата
плоча. За запояване на антенния кондензатор и на трите извода на бобината
също ще използуваме кабелни уши. От долната страна на гетинаксовата плоча
закрепваме с винтове или залепваме 4 гумени крачета или две дървени летви
Сега да опитаме чрез изменяне на капацитета на променливия кондензатор
да приемем най-силната местна радиостанция. При това в стаята трябва да
20
Фиг.2.10
Нашият първи радиоприемник
Фиг.2.11
Токът през слушалката ни дава представа за приемните качества на резонансния кры
21
цари пълна тишина. После ще изпробваме дали приемането е най-силно, когато
диодът е свързан към целия резонансен кръг или само към междинния извод.
Дори да не забележим разлика в силата на звука, все пак ще ни направи впе-
чатление. че при свързване на диода към междинния извод обхватът на приемане
на местния предавател значително се стеснява.
Един измерител на тока (микроамперметър) с обхват 100 цА може да индикира
поведението на резонансния кръг много по-точно, отколкото нашият слух. За
целта включваме микроамперметъра последователно на слушалката, и то така,
че положителният му полюс да е свързан към диода. От кадастрон с размери
10 х 15 ст приготвяме полукръгла скала с радиус 6 ст и с помощта на транс-
портир нанасяме деления през всеки 5 градуса. Получената скала закрепваме
към променливия кондензатор. Парче проводник като показалец към копчето
на кондензатора служи за отчитане ъгъла на завъртането. Започваме измерва-
нето на около 45° от мястото на най-силното приемане и в една таблица за-
писваме какъв е токът в зависимост от ъгъла на завъртането на променливия
кондензатор. Отначало диодът е свързан директно към целия резонансен кръг.
Ъгъл на завъртането i > градуси Ток. рА Диодът — към целия резонансен кръг Диодът — към междинния извод
0 8 0
10 10 0
20 15 0
30 20 0
35 21 1
40 22 3
45 21 20
47 20 27
50 19 10
55 16 2
60 12 0,5
70 8 0
80 5 0
90 3 0
След снемане на стойностите на тока при диод, свързан към целия резонансен
кръг, повтаряме опита с диод, свързан към междинния извод. После пренасяме
тези стойкости върху една диаграма като показаната на фиг. 2.11 и свързваме
точките.
Фиг.2.12
Конструкция на слушалка
От кривите се вижда ясно как влияе различното
свързване на диода към резонансния кръг. Причи-
ната за това ще научим в глава 4. През вечерните
часове е възможно да приемем втора и дори трета
станция. По-слабото приемане не трябва да ни учуд-
ва. Тока, протичащ през намотката на слушалката,
получаваме направо от резонансния кръг, т. е. без
допълнително усилване. Трептенията на тока раз-
движват мембраната на слушалката, а оттам и съ-
седния въздух, чиито трептения възприемаме като
звук. Принципната конструкция на слушалката е по-
казана на фиг. 2.12. Възможна е и саморъчната й
изработка. Изчерпателно описание можем да наме-
рим в споменатата вече книга „Електротехниката в
саморъчни опити и конструкции"
22
3. СЪРЦЕТО НА НАШАТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЛАБОРАТОРИЯ
ЕДНО ТОКОЗАХРАНВАЩО УСТРОЙСТВО
След този начален обзор върху някои важни градивни елементи на радио-
техниката ще конструираме и изработим един източник на различии напрежения
за захранване на експериментираните от нас схеми. Едновременно ще се заноз-
наем и с някои нови елементи.
Нашето токозахранващо устройство трябва да бъде универсално. За опитите
с диодни и транзисторни схеми и за някои физически експерименти ще се нуж-
даем от постоянни и променливи напрежения до около 20 V. За захранване на
електронни лампи и по-специално на кинескопа на нашия бъдещ телевизионен
приемник са необходими променливи напрежения 4 и 6,3 V, а също така и
постоянни напрежения до 300 V.
ЕДИН ТРАНСФОРМАТОР СЬЗДАВА НЕОБХОДИМИТЕ ПРОМЕНЛИВИ НАПРЕЖЕНИЯ
Единственото напрежение, с което разполагаме, е променливото напрежение
220 V на електрическата мрежа. Откачало трябва да го трансформираме до
променливи напрежения със споменатите стойкости, една част от конто след
това да превърнем в постоянни напрежения. Първата задача се изпълнява от
трансформатора. В най-простия случай той съдържа две бобини, поставени
общо върху един затворен железен магнитопровод. Ако към намотката на едната
бобина, така наречената първична намотка, се приложи променливо напрежение
U\ през нея ще протече променлив ток Г Този ток създава променливо магнитно
поле, което през магнитопровода индуцира във вторичната намотка едно ново
променливо напрежение U” През товара, свързан към тази намотка, щё протече
променлив ток Г9 При идеален трансформатор, т. е. работещ без загуби транс-
форматор, U9.I9=U99.I" Но такъв трансформатор не сыцествува. При всяка
машина има и загуби, така че вторичната мощност е винаги по-малка от пър-
вичната. Това обстоятелство трябва да вземем пред вид при проектирането на
трансформатора за нашето захранващо устройство. За да бъдат изчисленията
възможно най-прости, ще използуваме няколко основни правила. Те са про-
излезли от практическия опит и осигуряват приблизителни, но все пак доста-
тъчно точни резултати. За изчислението ни трябват освен данни ,за напреженията
още и стойностите на максималните консумирани токове; в нашия случай ще
ги изберем:
1) 300 V/30 mA;
2) 4/6,3 V/0,5 А;
3) 24 V/1,5 А.
По тези данни определяме вторичната мощност Р”
P\=t\.lf\=Q№ А.300 V —9 W; Р"2 = 3,15 W; Р"3 = 36 W.
В резултат на това за общата вторична мощност се получава:
Р" = 48,2 W
За изчисляване на първичната мощност Р* ще използуваме следното основно
правило:
p = \;i.p"
В нашия случай се получава Р' = 1,2.48,2 W = 57,8 W. От тази стойност зависи
необходимого напречно сечение на железния магнитопровод 5Fe. Това сечение
ще определим с помощта на основного правило:
23
$Fe = k2 JP'; k2= I
Vw
= 1 . s/57,8 W = 7,6 cm2.
Vw
Сеченията на магнитопроводите са нормирани. От приложение 7 можем да
отчетем най-важните данни за интересуващите ни магнитопроводи за транс-
форматори. Ще изберем магнитопровода М 85 а с напречно сечение 9,4 ст2.
Сега можем да изчислим броя на навивките N на отделяйте намотки, изпол-
зувайки простата зависимост А = п. U. Множителят п показва колко навивки
са необходими за напрежение 1 V. Тъй като вторичната мощност е по-малка
от първичната, трябва да навием повече навивки на 1 V за вторичните намотки,
отколкото за първичната. Съответните два множителя ще вземем от графично
приложение 8 в края на книгата. За нашия случай при напречно сечение 9,4 ст2
отчитаме п = 4,6 и п = 4,9--------
V
, навивки
N = 4,6------— 220 V = 1010 навивки;
= 4,9 нав”вки
ЛГ2 = 4,9
2 V
навивки
^"з = 4,9——
300 V = 1470 навивки;
6,3 V = 31 навивки;
24 V = 118 навивки.
Към 300-волтовата намотка ще предвидим два междинни извода за 50 и за
150 V, от 6,3-волтовата ще изведем и междинно напрежение 4 V, а от 24-
волтовата 6 и 12 V Да изчислим сами необходимия брой навивки и да
сравним полученитс рсзултати с тези, дадени на фиг. 3.1.
Фж.5.1
Изводите на нашия грансформаюр
За да не се прегрява тран-
сформаторът по време на ра-
бота, през неговите намотки не
трябва да протича ток, по-го-
лям от максимално допусти-
мия, който зависи от сечението
S на проводника. Токовата
I
пльтност i =— може да бъде
S
А
около 3----- при най-малките
mm2
трансформатори и около
А
2----- при твърде големи тран-
mm2
сформатори. Една често упот-
ребявана средна стойност е
А
i =2,55---- За навиване ше
mm
използуваме изключително ме-
24
ден проводник с лакова изолация. Неговия диаметър можем да изчислим след
преобразуване на равенството за токовата плътност:
/ /.4 4./
i = - = —г, откъдето d2 = —
S n.d i.n
d\ = 2
f 0,03 А
2,55
mm2
- = 2. 0,062 mm = 0,124 mm;
л
d”2 = 0,50 mm; d"3 = 0,87 mm.
Там, където e необходимо, ще закръгляваме към по-големите кръгли стой-
кости на диаметрите: d\ = 0,2 mm, d'2 = 0,5 mm, d'3 = 0,9 mm. За да определим
диаметъра на проводника за първичната намотка, трябва откачало да изчислим
силата на тока през тази намотка:
Г =
Р'
U'
57,8 W
220 V
0,26 А.
За този ток е нужен проводник с диаметър d = 0,36 mm. Ще закръглим и
употребим проводник с диаметър 0,4 mm.
За да сме сигурни, че въпреки нашите закръгления ще успеем да съберем
всички навивки в макарата, целесъобразно е да направим проверка на простран-
ство™, необходимо за намотките. Първоначално да изчислим напречното се-
чение на проводниците с помощта на равенството:
4 ’
п (0,4 mm)2
4
= 0,126 mm2;
S\ = 0,031 mm2; S"2 = 0,196 mm2; S"3 = 0,636 mm2.
След умножение на всяко от тези сечения със съответния брой навивки N и
събиране на получените резултати ще получим общото сечение на Медта
5Си = 255 mm2. Проводникът обаче има кръгло сечение, затова дори при
плътно подреждане навивка до навивка ще остане значително свободно про-
странство между навивките. Освен това трябва да поставяме хартиена изолация
между слдевете, за да ги изолираме допълнително един от друг, а затова също
е необходимо пространство. От опит можем да кажем, че намотките се нуждаят
от пространство, поне два пъти по-голямо от изчисленото сечение на медта SCu.
В нашия случай 2. SCu = 510 mm2. От табл. 7 отчитаме полезната височина и
ширина на пространство™, наречено прозорец, в което трябва да се съберат
намотките. Определяме площта на прозореца: 5проз = 11 mm. 49 mm = 540
mm2. Тази площ Snpo3 е малко по-голяма от площта 2. 5^, т. е. намотките ще
се съберат. В противен случай трябва да изберем следващия по-голям магни-
топровод и да преизчислим всичко.
Сега можем да започнем да навиваме. Голямо удобство предлага приспособ-
ление™ за навиване, снабдено с брояч. То е показано на фиг. 3.2. Точно описание
25
на неговага изработка може да се намери в книгата „Електротехниката в са-
моръчни опити и конструкции" Макарата за трансформатора купуваме заедно
с магнитопровода или я изработваме сами. Тя е изобразена на фиг. З.Зд и
представлява един често употребяван елемент. Двата фланша можем да изра-
Фиг.3.2
Приспособление за навиване с брояч
ботим от гетинакс, а същинската макара — от здрав картон (пресшпан) с де-
белина 1,5 mm. Отдел ните части се залепват с епоксидна смола, а след втвър-
дяване на смолата се намазват с шеллак. Размерите в милиметри са следните:
ах = 62; л2 = 36; . «з = 33; а4 = 11; Ьх = 55; Ь2 = 32; Ь3 = 29; с = .53,-
d = 1,5.
Отначало се навива първичната намотка. Върху проводника надяваме изола-
ционен шлаух с дължина около 15 ст и извеждаме началото на намотката с
дължина около'l 0 ст през отвор във фланша. С лейкопласт или друг вид лепенка
закрепваме началото на намотката към макарата. Ако навиваме плътно навивка
до навивка, ще събираме приблизително по 115 навивки във всеки слой. За
изолация между слоевете ще навиваме по 1 — 2 пласта тънка трансформаторна
хартия (пергамин), предварително нарязана по краищата като гребен. Широ-
чината на хартиената лента е около 56 mm. Върху хартиената изолация навиваме
следващия слой и т. н., докато броячът покаже 1010 навивки. Края на намотката
закрепваме отново с лейкопласт, оставяме достатъчно дълъг извод и отрязваме
проводника, надяваме върху него изолационен шлаух и пъхаме така изолирания
край през отвор във фланша. Върху първичната намотка навиваме най-малко
два пласта трансформаторно платно за изолапия.
Следват вгоричните намотки в последователност 300 V, 6,3 V и 24 V Към
краищата на 300-волтовата намотка запояваме по-дебел проводник с ла^ова
изолация и надяваме изолационен шлаух така, че да покрие мястото на спойката.
По същия начин действуваме и при междинните изводи. Към всеки изведен
проводник прикрепваме надпис, например с химикалка върху бял шлаух или
чрез залепване на етикети. По този начин ще спестим дългото търсене на верния
извод.
След навиване на всички намотки и покриването им с трансформаторно плат-
но трябва да подредим ламелите на магнитопровода според фиг. З.ЗЛ. Вкар-
ването на ламелите става двупосочно. Напъхването на последните ламели е
трудно; ще ни помогне менгемето, с което от време на време ще стягаме целия
26
пакет. Стърчашите изводи на намотките ще запоим към кабелни уши, занитени
върху гетинаксови ленти. Под всяка лента ще поставяме още по една от 1mm
дебел гетинакс за изолация между кабелните уши и магнитопровода. За стягане
на трансформатора ще използуваме две ленти от 1,5 mm желязна ламарина и
Фиг.3.3
а) Макара за нашите трансформатор»
) Подреждане на ламелите
27
два винкела от същата ламарина, чрез конто впоследствие ще закрепим транс-
форматора. Тези части можем да свалим от дефектен трансформатор, от конто
впрочем можем да вземем и ламелите, и макарата. Само проводникът не може
да се използува повторно, тъй като изолацията му е прегоряла, станала е чуплива
и при огъване може да се отдели.
Фи! .3.4
Готовият мрсжов 1 рансформа гор и една монтирана платка
На фиг. 3.4 е показан трансформаторът в завършен вид, както и един модул,
за който ще говорим по-късно.
Напреженията, получени от вторичните намотки на нашия трансформатор,
сменят поляритета си 100 пъти в секунда и се наричат променливи напрежения
(фиг. 3.5а). Времето, след което напрежението достига същата стойност и същия
поляритет, се нарича период; означението е Т. За един период напрежението
сменя два пъти своя поляритет. Тъй като смяната на поляритета става след
всяка стотна от секундата, периодът на нашето променливо напрежение е
Т= 2
1 1
100 S “ 50 S’
Броят на периодите в секунда се нарича честота f. Последната се измерва
в Херци и се означава с Hz. Честотата на нашето променливо напрежение е
/= — = 50 s’1 = 50 Hz,
Is
т. е. токът в товара протича 50 пъти в секунда в едната посока и също толкова
пъти в секунда — в другата посока.
28
Променлибо
Фиг.3.5
Така променливото напрежение се превръща в постоянно
) Променливо напрежение на изхода на трансформатора
) Еднополупериоден изправител
с) Изправено (пулейрашо) напрежение
) Изправител сьс за ряден кондензатор
е) Напрежение върху зарядния кондензатор
f) Изправител с допълнителен ЯС-фил тър
е) Изправител с допълнителен LC-филтър
п) Филтрирано напрежение
ОТ ПРОМЕНЛИВОТО НАПРЕЖЕНИЕ СЕ ПОЛУЧАВА ПОСТОЯННО
За превръщане на променливия ток в постоянен трябва да се погрижим той
да протича само в едната посока. За целта в електрическата верига ще включим
„електрически вентил‘ь — изправителен диод Д. Той има свойството да пропуска
29
тока само в едната посока (фиг. 3.5/>)« Върху резистора R, свързан в токовата
верига, ще се получи напрежителен пад. Това изправено напрежение е твърде
пулсиращо, за да го наречем постоянно (фиг. 3.5с); то трябва да се изглади чрез
включване на кондензатор С като на фиг 3.5 d. Докато тече ток през изпра-
вителния диод, кондензаторът се зарежда. През отрицателния полупериод, ко-
гато диодът е запушен и не пропуска ток, кондензаторът отдава към товара
част от натрупаното количество електричество. В този случай колебанията на
напрежението са значително намалени (фиг. 3.5е). Напрежителната разлика
ДС/1 (чете се: делта-у-едно) показва колко големи са пулсациите на напреже-
нието. При захранване на радиоприемник с такова напрежение пулсациите ще
се чуят като брум във високоговорителя. /\U{ е толкова по-малко, колкото
по-голям е капацитетът на зарядния кондензатор и колкото по-малък е консу-
мираният ток. Освен това пулсациите зависят и от вида на изправянето. За
нашия случай е в сила получената по опитен (емпиричен) път формула
ди. = к, -
1 3 С
k3i=5.10 3s за еднополупериоден изправител и к3—2.10 3s3a
двуполупериоден изправител.
От нашата 300-волтова намотка можем да черпим ток до 30 mA. При едно-
полупериодно изправяне и кондензатор 50pF ще получим пулсации на напре-
жението
AL/X = 5.10“3s
30.10"3 A s.A.V
---------- = 3------ = 3 V
50.10"6 F A.s
Това не може в никакъв случай да ни задоволи. Трябва още да изглаждаме.
През резистор или през специална бобина, наречена дросел, ще заредим втори
филтриращ кондензатор С* (фиг. 3.5/ и g). Така филтрираното напрежение ще
има по-малки пулсации А и2, конто могат да се изчислят:
ALA
ДС/2 = k4 ; к4 = 3,2.10 3s при КС-филтър и
R-Сф
Д(72 = ks fc5 = 10"5 s2 при ЬСфилтър.
При добре оразмерен филтър пулсациите A U2 могат да станат пренебрежимо
малки (фиг. 3.5Л). В започнатия от нас пример можем да използуваме още един
кондензатор с капацитет 50 pF. Какво съпротивление трябва да употребим във
филтъра, ако пулсациите не трябва да надвишават 0,5V?
k4AU. 3,2.10“3s.3 V.V 9,6 V
Д[/2.Сф 0,5 V.50.10-6 A.s 2,5.10-2А
Във филтъра ще използуваме стандартен резистор 390 QUW.
30
СХЕМИТЕ ИА НАШЕТО ТОКОЗАХРАНВАЩО УСТРОЙСТВО
За малки токове е достаточно еднополупериодно изправяне
Схемата за получаване на средното по големина напрежение в нашето то-
козахранващо устройство е показана на фиг. 3.6. Междинните изводи и краят
на 300-волтовата вторична намотка са свързани към трипозиционен превключ-
вател. Един предпазител 0,1 А защищава схемата от късо съединение. За из-
правител ще използуваме полупроводников диод. При избиране на типа трябва
да внимаваме да не се превишава допустимото обратно напрежение върху диода
(С/обр), нито допустимият ток в права посока (7пр). Да разгледаме откачало
съотношенията между напреженията в еднополупериодния изправител.
Както се вижда от фиг. 3.5д, про-
менливото напрежение, получено от
вторичната намотка на трансформа-
тора, нараства до една положителна
максимална стойност, после намалява
до нула. След това явлението се по-
втаря с отрицателен поляритет. Т. е.
Фш * 6
И ьрва 1 а । окозахранващо
устройство (схема за получаване на средното
напрежение)
моментната стойност на напрежението
се колебае непрекъснато между стой-
ността нула и една максимална стой-
ност. Но с един волтметър не измер-
ваме нито стойността нула, нито мак-
сималната стойност, а така наречената ефективна стойност U~. Под ефективна
стойност на променливото напрежение или на променливия ток ще разбираме
стойността на онова постоянно напрежение или постоянен ток, конто отделят
същата мощност върху същия товар,Вече знаем, че съгласно зависимосттаР =
ФИ1.3.7
Определяне на ефективната стойност на тока
31
R. I2 и Р =— мощността зависи от квадрата на напрежението или тока.
R
На фиг. 3.7 е изобразен един променлив ток i. Максималната му стойност е
3 единици (напр. 3 А или 3mA). В тези моменти от време, когато токът е нула,
неговият квадрат също е нула. В момента на положителната амплитуда 1т =
3 квадратът е Рт = 9; същото важи и за момента на отрицателната амплитуда,
когато 1т = — 3. Новата крива i2 се колебае само между положителната мак-
симална стойност и стойността нула. Ако „разрежем" тази крива точно по
средата, т. е. на ниво 4,5, и запълним празнините, ще получим средната стойност
на i2. По отношение на мощността определената по този начин усреднена стой-
12т
ноет — съответствува на квадрата на постоянния ток Дас това — и на квадрата
2 /2
на ефективната стойност Л. От равенството 12~ =-^ получаваме връзката между
ефективната и максималната стойност на тока:
1п" или
Същата зависимост е в сила и при напреженията:
^m = V2 U~.
И така максималното напрежение на нашия трансформатор е Um
V2. 300 V = 425 V. От фиг. 3.5с, е и h се вижда, че филтриращият кондензатор
се зарежда почти до максималната стойност на изправеното напрежение. В това
можем да се убедим след завършване на токозахранващото устройство, като
измерим напрежението на изходните букси; волтметърът ще покаже около 400
V Напрежението върху зарядния кондензатор е още по-високо, почти равно на
амплитудната стойност. Това напрежение + Um е свързано към единия край на
изправителния диод. Към другия му край е подадено напрежението на вторич-
ната намотка на трансформатора, изменящо непрекъснато своята стойност меж-
ду + през нула до — Um и обратно. В най-неблагоприятния случай при честота
50 Hz изправителният диод ще получава 50 пъти в секунда едно свръхнапрежение
2./7ш. т. е. диодът трябва да издържа обратно напрежение:
иобр = 2.ит = 2.х/2 U~ = 2 V2 300 V = 850 V.
Трябва да употребим изправителен диод, чието обратно напрежение е по-
голямо от така изчисленото.
Токът, с който се натоварва изправителят, зависи до голяма степей от ка-
пацитета на зарядния кондензатор. Колкото по-голям е този капацитет, толкова
по-силен е зарядният ток през полупериодите, когато диодът пропуска. Тъй като
кондензаторът трябва да отдава ток и през паузата между две зареждания,
зарядният ток винаги превишава консумирания. Следователно диодът трябва
да издържа този по-голям ток. Ще се откажем от точните изчисления и ще
запомним само, че токовата консумация / не трябва да превишава стойността
0,6. /пр При / 30 mA трябва да използуваме диод с допустим ток в права
посока, не по-малък от
/ 30 mA
'“П ’ <16 = -V " 50 тА
32
От приложение 10е можем да изберем силициев диод SY 210 или SY230 (1000
V/1A).
Паралелно на филтриращия кондензатор С2 е свързан един резистор R3, който
има грижата след изключване на устройството да разрежда двата кондензатора.
В противен случай те биха залазили дълго време високото напрежение.
При големи токове се предпочита изправяне и на двата полупериода
Както вече знаем, пулсациите на напрежението зависят от консумирания ток.
Нисковолтовата намотка на трансформатора оразмерихме за 1,5А, но ще черпим
не повече от 1А постоянен ток, за да можем да консумираме и 0,5А променлив
ток.
Съгласно нашите познания, за да получим пулсации t\Ux IV, ще трябва
да използуваме зареден кондензатор с капацитет
, 1 А
С = 5.10"3s — = 5.10"3 F = 5000 pF.
Това е твърде голям капацитет. Но ние имаме възможност да го намалим.
Досега използувахме само единия полупериод на променливото напрежение.
Ако изправяме и двата полупериода, времето между две последователни зареж-
дания на кондензатора ще се намали, а заедно с него ще се намалят и пулсациите
А С7| (вж. фиг. 3.8). За изправяне на двата полупериода са необходими или две
еднакви намотки на трансформатора и два изправителни диода, или една на-
Напре&ение UCj
с)
Фиг.3.8
Схеми на изправители
а) Еднополупериоден изправител
) Двуполупериоден изправител
Схема Греги (съшо изправител на двата полупериода)
<1) Напрежение върху зарядния кондензатор при изправяне на двата полупериода
3 Радио и телевизия...
33
мотка и четири изправителни диода, образуващи така наречената схема Гретц.
Ще използуваме и двете възможности. При изправяне и на двата полупериода
множителят к3 е по-малък и съставлява 2.10“ 3s. При това се намалява капа-
цитетът на зарядния кондензатор: С=2.10 3s.------
2000 pF. Ще употребим
електролитен кондензатор с капацитет 2000 pF за напрежение 25/30 V
Токовото и напрежителното натоварване на диодите в двуполупериодния из-
правител и в схемата Гретц се различават от натоварването на диода в едно-
полупериодния изправител.
Обратното напрежение върху диодите на двуполупериодния изправител от
фиг. 3.8й е същото, като при еднополупериодния изправител (Uo6p = 2 .у/2 .U );
само при схемата Гретц напрежението на трансформатора и на зарядния кон-
дензатор се разпределя между два последователно свързани диода. Напреже-
нието на кондензатора е подадено към последователно свързаните Дх и Д2, също
така към Д3 и ДА. Разпределението на напрежението на трансформатора се
разпознава най-лесно според възможните пътища на тока: в единият полупериод
токът може да протича през С и Д3, в другия полупериод — през Д4, С и
Д2- Допустимото обратно напрежение на бтделните диоди може да бъде два
пъти по-малко в
сравнение с другите два вида изправители. Променливото напрежение за
нисковолтовата част на нашето токозахранващо устройство е = 24 V. До-
пустимото обратно напрежение на употребените диоди трябва да бъде поне
Гобр = V2. U~ = V2. 24 V X 34 V
1А от нашия източник на ниско
ток в права посока, по-голяма
Гретц ще изберем 4 силициеви
Токовото натоварване на диодите е еднакво при двуполупериодния изправител
и при схемата Гретц. В положителния полупериод зарядният ток тече през
единия диод, съответно през едната двойка диоди, а в отрицателния полупе-
риод през другия диод, съответно през другата двойка диоди. Ето защо
токовата консумация I може да се увеличи до 1,5.7пр.
Тъй като искаме да черпим постоянен ток до
напрежение, диодите трябва да имат допустим
1 1 А
от /,1ТЛ =— = --- = 0,67 А. За нашата схема
пр 1,5 1,5
диода от типа на SY200 или SY220 (75 V/1A).
По-нататъшното ни желание е да намалим значително напрежението на пул-
сацийте А Ц IV Освен това ще поискаме да задаваме различии стойности
на изхрдното постоянно напрежение и то да запазва зададената от нас стойност
независимо от консумирания ток. Всичко това ще постигнем, като след зарядния
кондензатор включим един електронен регулируем стабилизатор на напрежение.
Делител на напрежение, независим от товара
За да разберем неговата функция, трябва откачало да се заемем с една схема,
съставена от резистори.
Пример 1. На фиг. 3.9а два резистора са свързани последователно към из-
точник на напрежение С/вх Да приемем, че Гвх е напрежението върху зарядния
кондензатор и съставлява 13V, R\ е 7Q, a R2 — 6 Q. Тогава обшото съпротив-
ление е 13 Q и тече ток 1А. Върху R} се получава напрежителен пад 7V, а върху
R2 6V Второто напрежение може да се използува като изходно. Двата ре-
зистора образуват делител на напрежение.
Пример 2. Ако паралелно на R2 свържем още един резистор /?т = 6 Q, както
34
е показано на фиг. 3.9л, паралелното съпротивление ще бъде 3Q. То се оказва
свързано последователно на /?| = 7 0, така че източникът на напрежение t/BX
13V
се натоварва общо с 10 Q.' Токовата консумация нараства на / =у^ =
= 1,3 АНапрежителният пад върху ще нарасне на U} = 7Q.1,3A 9,1 V
Изходното напрежение ще спадне на £/изх 13V — 9,1V 3,9V
Следователно този прост делител на напрежение не е подходящ за поддържане
на зададеното изходно напрежение.
Пример 3. Нашият стабилизатор
е предназначен да поддържа зада-
дената стойност на изходното на-
прежение. Това може да стане чрез
увеличаване съпротивлението на Я2,
когато паралелно на него се свърже
товарного съпротивление; в разгле-
дания пример Ят = 6Q. Да приемем,
че съпротивлението на R2 се увели-
чава на 240Q. Тогава при паралел-
ното свързване се получава 5,85П и
заедно с R\ = 1Q източникът на
напрежение се натоварва с 12,85Q.
13 V
Протича ток / = ------— =1,01 А ,
12, 85Q
върху Rx ще падне напрежение £7, =
= 7Q.l,01A = 7,07 V, а изходното
напрежение ще бъде Сизх = 13V —
7,07V = 5,93V, т. е. ще намалее са-
мо с 0,07 V в сравнение със случая,
когато не е включено товарното съ-
противление.
Но ние знаем, че един слоен или
жичен резистор не може самостоя-
телно да променя своето съпротив-
ление. Затова ролята на елемент с
променящо се съпротивление ще
възложим на един транзистор (вж.
фиг. 3.9cJ. Без да се спираме под-
робно на този елемент (това ще на-
правим в пета глава), ще споменем
накратко само най-необходимото.
Фиг. 3.9
Делители на напрежение
а) Ненатоварен делител на напрежение
) Делител на напрежение с товарно съпротивление
с) Делител на напрежение. независим от товара. Тран
тисторът изпълнява ролята на управляемо съпротивле-
ние (стабилизатор на напрежение)
Транзисторът е полупроводников елемент с 3 извода: В (база), Е (емитер)
и С (колектор). С едно напрежение С/ВЕ между В и Е може да се управлява
токът Iq протичащ от Е към С. Ако (7ВЕ е по-малко от 0,1V, ток не тече Щом
^ве стане по-голямо от 0,1V, протича ток, и то толкова по-голям, колкото
по-голямо е това управляващо напрежение.
Товарното съпротивление Ят на фиг. 3.9с първоначално не се включва. Про-
менливият резистор Р (потенциометър) се нагласява в такова положение, че t/BE =
= 0,2V. При това положение през Rx протича токът /с = 1А на транзистора.
Съотношенията ще бъдат същите като в пример 1. Върху R\ = 7Q ще се получи
напрежителен пад 7V, на изхода ще остане напрежение С7ИЗХ = 6V, а напреже-
нието UK = ГВЕ 4- U} = 0,2V 4- 7V = 7,2V.
35
Сега да включим товара /?т 6Q. Токът нараства както в пример 2 и уве-
личава напрежителния пад върху Kj означен като Ux Тъй като Сх е точно 7,2V
и при управляващо напрежение. по-малко от СВЕ = 0,1V, през транзистора се
прекратява протичането на ток (това съответствува на много голямо съпро-
тивление между С и Е), напрежението Ux Ux — UBE 7,2V — 0,1V 7,1
7,1V
V За получаване на такъв напрежителен пад е нужен ток Д = • =1,01 А,
който ще протече почти изцяло през товара. Изходното напрежение ще бъде
k’mx 13V — 7.1V 5,9 V, така че действително са изпълнени съотношенията
от пример 3. Изходното напрежение остава практически постоянно при нато-
варване до известна граница, определена от тока /с протичащ през транзистора!
при откачен товар. Токът през товара не трябва да превишава тази стойност.'
С увеличаване на товарния ток /с намалява. Когато /с достигне др нула, схемата!
загубва регулиращите си качества.
Транзисторът не само поддържа постоянно изходното напрежение, но ни дава
възможност да го настройваме в определени граници. Едната граница се опре-
деля от максималния ток на транзистора. Ако той е 1А, според нашите начис-
ления можем да нагласим С7ИЗХ = 6V. Другата граница зависи от максималния
товарен ток. Ако той е 0,ЗА, тогава върху /Д ще се получи напрежителен пад
Ux = 7П.0,ЗА = 2,1V Изходното напрежение може да се увеличи до 17изх =
= 13V — 2, IV 10,9V Ако за ток /с = 0,ЗА е необходимо напрежение
СВе = 0.12V, С/х = 0,12V 4- 2,1V 2,22V. Чрез намаляване на напрежението
UK от 7.2V на 2,22V изходното напрежение нараства от 6V на 10;9. Оттук става
ясно, че изходното напрежение може да се настройва чрез потенциометъра Р.
ДА ИЗРАБОТИМ НАШЕТО ТОКОЗАХРАНВАЩО УСТРОЙСТВО
Общата схема на токозахранващото устройство е показана на фиг. 3.10. Пър-
вичната намотка на трансформатора е свързана към електрическата мрежа по-
средством двойния превключвател Кх и предпазителя Прх Една глимлампа Гл
показва кога мрежовото напрежение е включено. Можем да изберем производна
глимлампа. Някои типове имат вграден резистор за ограничаване на тока. Ако
попаднем на такава глимлампа, можем да минем и без резистора Я] в схемата.
Паралелно на всеки от четирите диода Д2 до Д5 на схемата Гретц за изправяне
на ниското напрежение е Свързан по един кондензатор 4,7nF/25V. Тези конден-
затори често пъти помагат да се избегне появяването на брум в радиоприемника,
който в бъдеще ще захранваме с нашето токозахранващо устройство. Към за-
рядния кондензатор С7 е свързана разгледаната по принцип схема на транзис-
торен стабилизитор. Но за разлика от фиг. 3.9с тук участвуват два транзистора-
ГУ и Т2. Те могат да се разглеждат като един единствен, понеже двата
колектора са свързани един към друг и емитерът на Т1 е съединен към базата
на Т2. Това „последователно" свързване не изменя принципа на работа, но
подобрява значително стабилизиращите свойства на схемата.
Потенциометърът от фиг. 3.9с е допълнен с два резистора Я4 и необходими
за поставяне на разумни граници при изменяне на изходното напрежение. То
не трябва да се намалява до нула, понеже на входа на стабилизатора ще пр-
даваме три различии напрежения. Едновременно с превключване на входного
напрежение се сменя и резисторът, означен като Rx на фиг. 3.9с. При С7ВХ = 6V
Rh = 2Q, при 12V — R6 + Rq = 7Q, а при 24V — Я6 + Я7 + Я8 = 15£2. Трите
резистора ще изработим сами от съпротивителен проводник с диаметър, не
по-малък от 0,5 mm. За материал можем да използуваме и реотан 220V/1000W.
Необходимата дължина на съпротивителния проводник можем да определим,
36
като свържем единия край на реотана към единия полюс на нова батерия 1,5V
от най-големия размер; другия полюс на батерията ще свържем към амперметър
с измерителен обхват 1 А. Посредством проводник, снабден на края с крокодилче,
затваряме токовия контур през реотана. За А6 2 fl трябва да протече ток
Фиг.3.10
Схема на токозахранвашото устройство
1,5 V
/-------0,75 А, за Я7 5fl — 0,ЗА, а за Я8 8Q — 0,187А. След това
-2Q
разтегляме навивката на реотана на определено™ място и разрязваме провод-
ника със секач. След повторен контрол на тока огъваме двата края във вид на
ухо за стяг ане на така изработените резистори с винтове и гайки към гетинаксова
плочка, която ще закрепваме с два винкела към трансформатора (вж. фиг. 3.4).
Кондензаторите С8 и С9 служат за по-нататъшно изглаждане на изходното
напрежение.
Регулиращият транзистор се нуждае от радиатор
Ако в 24-волтовия обхват С7 се зарежда до 28V и през транзистора Т2 протича
ток /с = 1 А,върху последователно свързаните резистори Л6 + Л7 + Л8 = 150
ще се получи напрежителен пад 15V Изходното напрежение съставлява 28V--
15V = 13V. Следователи© транзисторът Т2 ще се натовари с постояннотокова
мощност Р 13V 1А 13W, която ще се превърне в топлина. За да не се
разруши транзисторът, тази топлина трябва да се отведе и разсее с радиатор.
Според фиг. 3.11а изрязваме три алуминиеви плочки, конто ще изпълняват функ-
цията на охладителни ребра. Само върху една от тези плочки ще пробием двата
отвора, означени с W, за закрепване на винкела, показан на фиг. 3.11Л. 4 плочки
37
Фиг.3.11
Радиатор за охлаждане на транзисторите
а) Охладителни ребра
Ь). Винкел за закрепване
с) Начин на сглобяване
38
•от 8 mm дебел алуминий с размери 30 mm на 15 min с по един 4-милиметров
отвор в средата ще осигурят дистанцията между трите охладителни ребра. Преди
сглобяването съгласно фиг. 3.11с трябва да запоим към емитера на Т2 парче
проводник с дължина 100 mm, а към базата му също такъв проводник с дължина
25 mm. За изолиране на спойките ще наденем плътно прилягащ шлаух. Тран-
зистора Т1 закрепваме върху същия радиатор с помощта на малка скоба от
алуминиева или месингова ламарина. Колекторния извод на Т1 стягаме към
скобата, а емитерния му извод запояваме към по-късия извод на базата на Т2.
Към радиатора ще прикрепим и едно кабелно ухо за извеждане на колекторния
извод на двата транзистора.
Една монтажна плочка ще поеме „дребните“ елемеити
Резисторите R2 до R$ и всички кондензатори и диоди ще разположим върху
гетинаксова плочка с дебел ина 2 до 3 mm. Къдего е нужно, ще занитваме кабелни
Фиг.3.12
По този начин монтираме слементите върху гетинаксовата плочка
39
уши. Необходимите размери и разположението на елементите става ясно от фиг.
3.12. Връзките между елементите са показани с цветни линии. Ще ги осъществим
от обратната страна на плочката. За извеждане на отрицателния полюс на че-
тирите електролитни кондензатора, закрепени с гайки, ще използуваме шайби
с ухо за запояване. Трите отвора, означени с Dj до D3, са предназначени за
закрепване на готовата монтирана платка върху дъното на нашето токозахран-
ващо устройство. Как ще изглежда платката с монтираните елементи, ни е
известно още от фиг. 3.4.
Да оформим лицевата плоча
Тя трябва да има добър вид, ето защо ще я покрием с лист, изготвен по
фотопът. Отначало с туш върху паус ще начертаем „негатив" в естествена го-
лемина съгласно фиг. 3.13. След това приготвяме проявител за хартия, напр.
ORWO N 103, и го наливаме във ваничка с подходящи размери. В също такава
ваничка наливаме вода от чешмата с прибавка на малко оцет. Трета ваничка
щё съдържа фиксаж. Ще използуваме лист извънредно твърда фотохартия с
размери 180х 240 шш. Ако работното ни помещение може добре да се затъмни,
ще пристъпим веднага към изработката. В противен случай ще се наложи да
почакаме до вечерта. Върху фоточувствителния слой на фотохартията поставяме
прозрачния „негатив" и го притискаме със стъклена плоча без драскотини. Ако
Фиг.3.13
Негатив за лицевата пдоча на токозахранващото устройство
40
разполагаме с увеличителен апарат, можем да го използуваме за осветление.
Иначе ще си послужим с обикновена лампа за фотоцели, поставена на разстояние
около 1m. Правилното време за осветяване определяме чрез проби върху малки
парчета фотохартия. След осветяването снимката се проявява, промива се във
вода, фиксира се, повторно се промива във вода и се изсушава.
Готовата фотоснимка има бели надписи върху черен фон и трябва да се залепи
върху гетинаксова плоча с размери 150 mm х 200 mm и дебелина 4 mm. Това
ще направим по следния начин. Отначало награпяваме плочата едностранно с
шкурка, след това с универсално лепило залепваме кадастрон, като внимаваме
да не се образуват гънки. За равномерно притискане ще използуваме фотоваляк.
Изчакваме да изсъхне лепилото и върху така приготвената подложка залепваме
снимката с фотолепило, което не съдържа киселина. След 3 часа можем да
пробием отворите и да монтираме съответните елементи. Буксите 1 до 4, 7, 8
и 9 за напрежения под 42V могат да бъдат обикновени. Буксите 5 и 6 за по-
високите напрежения трябва да имат изолирана глава или да използуваме клеми
като в измерителните уреди. Електрическата връзка между елементите ще осъ-
ществим съгласно фиг. 3.14 и едновременно ще проследяваме тези връзки по
електрическата схема (фиг. 3.10).
Преди да продължим работата с поялника, трябва да изработим някои де-
тайли, напр. носещата плоча на токозахранващото устройство. При пробиването
на отворите върху тази плоча ще ни помогне фиг 3.15. Връзката между носещата
Червени цифра- връзки към трансформатора
Черчи буква- към точките за запояване върху платката
Фи1.3.14
Схема на връзките към лицевата плоча
41
Фиг.3.15
Носеща плоча на гокозахранвашото устройство
гайка М/^залепена с
е юксидна смола; отбор
г лалларината (Ф к,5)
Фиг.3.16
а) Винкел за закрепване на носешата към лицевата плоча
Ь) Универсаленх винкел за закренване
42
и лицевата плоча се осъществява от два винкела, конто ще изработим според
фиг. 3.16а от желязна ламарина с дебелина 1mm. Тези два елемента трябва да
се напасват към двете плочи. Ще изработим и два универсалии винкела съгласно
фиг. 3.16Л. Размерите в милиметри са следните: а = 30; b = 15; с — 20; d =
= 1; е 10; / = 10; h 5; /= 4,5; к = 4,5. Към отвора i залепваме откъм
сгънатата страна на винкела една гайка М4.
Окончателен монтаж
Два универсалии винкела се закрепват с по един винт и една гайка М4 към
двата отвора А1 и А2 на носещата плоча, така че свободните им краища да
лежат в една равнина с триъгълните части на другите два винкела. Трансфор-
маторът също се закрепва с винтове и гайки М4 към отворите В1 до В4, а
радиаторът с монтираните транзистори — с винтове и гайки- М3 към отворите
С1 и С2. Четирите отвора с резба М3 служат за закрепване на гумените крачета
на уреда.
Сега можем да продължим прекарването на съединителните проводници.
Отначало ще осъществим връзките между изходите 6 до 13 на трансформатора
с превключвателите К2 и К3 и с буксите Б5 и Б2, Начинът на свързване е показан
на фиг. 3.14. Всеки проводник се огъва на точно определено място и краищата
му се запояват. Проводниците ще подреждаме така, че впоследствие да можем
да ги обединим в кабелна форма. Буксите Б7, Б8 и Б9 ще свържем в някаква
последователност към съответните изходи 3, 4 и 5, а мрежовия ключ и пред-
пазителя Прх — към изводите 1 и 2 на първичната намотка.
Платката с монтираните елементи се закрепва с 30 mm дълги винтове М3
към отворите D1 до D3 върху носещата плоча. Правилната дистанция между
платката и плочата ще осигурят три втулки, конто можем да изработим от
дърво или да отрежем от метална или пластмасова тръбичка. Отворът на втул-
ките трябва да има диаметър 3,5 mm. След закрепване на платката можем да
прекараме съединителните проводници между нея и елементите върху лицевата
плоча (а до d, f, g, i и 1), жичните резистори (е и 1) и транзисторите (f, к и 1).
Накрая ще свържем втората галета на превключвателя К3 към точките на стягане
на жичните резистори, а мрежовия кабел — към ключа К\. С подходяща скоба
към винтового съединение в отвора ВЗ ще притиснем мрежовия кабел към
носещата плоча.
Преди да измерим напреженията на изходните букси, не трябва да забравим
да поставим трите предпазителя в съответните гнезда. Между буксите Б5 и Б6
ще измерим напрежения около 75V, 210V и 400V. Напреженията и максима л ните
консумирани токове между буксите БЗ и Б4 можем да отчетем от следващата
таблица.
Положение на Л*2 Положение на потенциомегъри Р 2 3 4 ’ Изходии напрежения, V 6
6V 3 3,2 3.5 4 4,5 5 -
12V 6 7 8 9 10 11
24V 13 14.5 16 18 20 22
бпах. А 1,00 0.85 0,75 0,65 0,50 0,40
В тази таблица трябва да поставим «стойностите, измерени за нашето токо-
захранващо устройство: впоследствие ще я закрепим към задната страна на
43
завършения уред. Напрежението на пулсациите A U за 6-волтовия обхват е около
70mV, за 12-волтовия обхват — около 20mV, а за 24-волтовия обхват — около
15mV
След като се убедим, че всичко е наред, можем да свържем всички съедини-
телни проводници в кабелна форма. Как се прави това, можем да разберем от
фиг. 3.17.
Фиг.3.17
Така се връзва кабелна форма
Фи! .3.18
Поигед към вътрешността на токозахранващото устройство
44
Фиг.3.19
Размери на кутията на токозахранващото устройство
Вътрешната конструкция на токозахранващото устройство е показана на фиг.
3.18. То може да се затвори в кутия, чиито размери са дадени на фиг. 3.19.
Задната и горната страна ще снабдим с достатъчно отвори за добра циркулация
на въздуха с цел отвеждане на отделената топлина. Външният вид на готового
токозахранващо устройство е показан на фиг. 3.20.
При опитите, конто в бьдеще ще провеждаме с токозахранващото устройство,
трябва да спазваме следните важни препоръки:
Напрежения над 24 V са опасна за човешкия живот!
Преди да включим напрежението, основно да прегледаме опитната постановка
и да отстраним всички грешки в монтажа!
По време на опитите да не докосваме неизолирани точки от схемата!
Никога да не извършваме промени в схема под напрежение! Дори при най-мал-
ките промени трябва преди всичко да изключим захранващия източник и да пре-
кьснем връзките между него и опитната постановка.
45
Фиг.3.20
Нашето токозахранващо устройство
4. ЕКСПЕРИМЕНТИРАМЕ С РЕЗИСТОРИ
Както вече знаем, съпротивлението на един резистор може да се изчисли с
U
помощта на равенството R = Тази зависимост, известна като закон на Ом,
можем да потвърдим експериментално. За целта ще свържем резистор с известно
съпротивление към източник с определено напрежение и ще измерим протичащия
ток. За измерването ще използуваме универсален измерителен прибор, наречен
мултимер или мултпицет. Необходимого постоянно напрежение ще вземем от
нисковолтовия изход на нашето токозахранващо устройство. Откачало съгласно
фиг. 4.1а ще определим напрежението при включен резистор, след това съгласно
фиг. 4.1ft ще измерим протичащия ток. Ако разполагаме с два измерителни
прибора, можем едноврйгменно да контролираме напрежението и тока, както е
показано на фиг. 4.1с. Нека например нашият слоен резистор да е със съпро-
тивление 4,7 kQ, а измерителните прибори да показват съответно U = 20V и
U 20V
I = 4,3 mA. Чрез деление получаваме R = — =---= 4,65 И2.
I 4,3 mA
46
Измерите* на нопреЖение обхват 30 V
о)
Токозахранвашр
устройство
20V
Зои
ь)
с)
WkQ
Измерите • но ток, обхват 10 mA
R
Фиг.4.1
Така се измерва съпротивление чрез измерване на тока и напрежението
) Измерване на приложеното напрежение
) Измерване на прогичащия ток
с) Елновременно измерване на юка и напрежението
Изчислената стойност е твърде близка до отпечатаната върху резистора. Ре-
зултатите от този опит не са съвсем точни, понеже всеки измерителен прибор
има някакво вътрешно съпротивление. Но за нашите нужди точността е доста-
тъчна.
При този опит работихме с постоянен ток. Изчисленото съпротивление ще
наречем постояннотоково съпротивление. Да повторим опита с променлив ток!
При променливо напрежение U ~ = 24V протича ток = 5,2А. Променливо-
токовото съпротивление съставлява
к
24 V
5,2 mA
= 4,6 kQ.
Двете стойности се различават незначително помежду си. Сега ще проведем
няколко опита, конто ще ни покажат, че не всички „съпротивления" са еднакви
в променливотокова и в пбстояннотокова верига.
В ПРОМЕНЛИВОТОКОВАТА ВЕРИГА ВЪЗН^КВАТ НОВИ ЯВЛЕНИЯ
Последователно на резистор със съпротивление 330Q и на неелектролитен
кондензатор с капацитет 10pF ще свържем по една лампа 4V/O,1A (фиг. 4.2).
Така получените две съпротивителни комбинации ще свържем едновременно
към постоянно напрежение около 22V. Ще светне само лампичката във веригата
на резистора. Лампичката в капацитивната верига ще остане тъмна. Това не
трябва да ни учудва — кондензаторът прекъсва електрическата верига.
47
Сега да заменим постоянного напрежение с променливо 24V За наша изненада
двете лампи светят приблизително еднакво. В тази променливотокова верига
кондензаторът има привидно съпротивление около 300Q, докато в постоянно-
токовата верига неговото съпротивление е извънредно голямо. Съпротивление-
Фиг.4.2
Свързване на кондензатор и резистор
към постоянно и към променливо
напрежение
Фиг.4.3
Зареждане на кондензатор
то, което кондензаторът оказва на променливия ток, се нарича капацитивно
съпротивление и се означава със символа Rc за разлика от чисто активното
съпротивление R на резисторите. Да се позанимаем по-подробно с този въпрос!
Да включим кондензатор с капацитет 2000 pF и последователно свързан ре-
зистор със съпротивление 10 Ш към постоянно напрежение 20V, както е показано
Ток и напрежение при зареждане на кондензатор
48
на фиг. 4.3, и да видим как се изменя напрежението върху кондензатора с течение
на времето. Ще отчитаме това напрежение на всеки 10 секунди в продължение
на 2 минута. Определените стойности на напрежението ще нанесем върху диа-
грама като изобразената на фиг. 4.4 и след съединяване на отделните точки ще
получим кривата на зареждане на кондензатора.
После изключваме токозахранващото устройство и разреждаме кондензатора
през резистор със съпротивление около 100 Q. Включваме отново напрежението
и снемаме по същия начин кривата на зарядния ток. Резултата трябва добре
да запомним:
В момента на включването напрежението върху кондензатора е нула, а то-
кът — максимален. След достатъчно дълъг период от време напрежението дости-
га до макеималната си стойност, а токът намалява до нула.
Този опит ще ни помогне да разберем връзката между тока и изменението
на напрежението върху кондензатора. За целта ще разделим времето на интер-
вали Аг = 10s, започвайки от 10-та секунда и стигайки до 60-та секунда. Накрая
ще включим и временния интервал между 110-та и 120-та секунда. За всеки от
получените временни интервали ще определим нарастъка на напрежението A U,
както и съответния среден ток I. При t\ = 10s отчитаме U\ « 6,0 V и =
1,4 mA, при t2 = 20s — U2 = 9,75 V и I2 = 1,0 mA.
Да изчислим
Д<7 _ V2 - U. = 9,75 V - 6,0 V = 3,75 V = Q375 X
Дг t2 — G 20 s — 10 s 10 s ’ s
L + 12 1,4 mA 4- 1,0 mA
I = -2----- = ---------------- = 1,2 mA.
2 2
Същото можем да направим и за следващия интервал от време, когато
/] = 20s, a r2 = 30s, и т.н., докато попълним следната таблица:
/. mA АС V Аг
10...20 1,20 0,375
20...30 0,87 0,275
30...40 0,65 0,20
40...50 0,48 0,15
50...60 0,35 0,10
ПО... 120 0,09 0,03
От получените двойки стойности можем да построим диаграма като изоб-
разената на фиг. 4.5, която е много близка до права линия. От нея следва, че
г
между тока I и скоростта на изменение на напрежението — има пропорцио-
Дг
налност и можем да запишем
Д17
I = к,—.
Д(
Каква величина се крие зад коефициента на пропорционалност к, това ще
разберем след известно изчисление. За целта трябва да решим равенството по
4Радио
49
Отношение на к и от таблицата да вземем една коя да е двойка стойности за
I и за Получаваме
а»_ 3200
“ <075-
At s
Измерителната единица (дименсията) на к ни подсказва, че се касае за ка-
пацитет. И въпреки че тази числова стойност не съвпада с отпечатаната върху
корпуса на нашия кондензатор, к не е нещо друго, а тъкмо неговия капацитет.
Време е да узнаем, че електролитните кондензатори могат да имат толеранс на
капацитета от — 10% до 4-100%, т. е. действителният капацитет на кондензатор
с надпис 2 000 pF може да бъде между 1 800 pF и 4 OOOpF! Окончателната
зависимост между тока и скоростта на изменение на напрежението върху кон-
дензатора гласи
Това равенство ще ни позволи да направим два важни извода във връзка с
особеното поведение на кондензатор в променливотокова верига.
Кондензатор, свързан към променлнво напрежение
Да приемем, че кондензатор с капацитет 1000 pF е свързан към източник на
променливо напрежение с максимална стойност (амплитуда) Um = 10V. За да
можем да определим как се изменя токът в течение на времето, трябва отначало
да конструираме кривата на напрежението. В лявата част на фиг 4.6 е пред-
ставено завъртанёто на една намотка L на 90° в магнитно поле (принципът на
действие на променливотоковия генератор). Височината на точката L над основ-
ната хоризонтална линия с непосредствена мярка за моментната стойност и на
променливото напрежение. Ако разглеждаме положението на намотката през
50
всеки 10е и зададем производно времето за завъртане на такъв ъгъл да бъде 1s,
ще получим нанесената вдясно на фиг. 4.6 крива на променливото напрежение.
Кривата на тока можем да построим, след като изчислим точка по точка тока
аЬ
по формулата I = С.—. Временният интервал А / ще бъде една секунда. През
първата секунда напрежението ще нарасне от 0V до 1,74V Напрежителната
разлика е At/ 1,74V—0V 1,74V За средния ток в този временен интервал
получаваме
1 74 V As V
I = 1000 pF.---- = ЮМО”6—.1,74- = 1,74 mA.
Is Vs
Фиг.4.6
Построяване на синусоидалната крива на едно променливо напрежение и изчисляване
на променливия ток през кондензатора
През втората секунда At/ = 3,42 V—1,74V = 1,68V; токът намалява на
1,68mA. Накрая през деветата секунда напрежението се изменя само с At/=
= 10V—9,85V = 0,15 V; токът намалява на 0,15 mA.
Сега можем да нанесем изчислените стойности на тока върху диаграмата и
ще получим стъпаловидна крива. Но тъй като напрежението не нараства със
скок след всяка секунда, а се повишава непрекъснато и токът ще се изменя
равномерно. Затова ще нанесем изчислените стрйности на тока по средата на
51
съответните временни интервали и ще съединим всички точки в плавна крива,
показана с цветна линия на фиг. 4.6. Не е трудно да забележим, че токът достига
своя максимум четвърт период преди напрежението, т.е. изпреварва напреже-
Т
нието с —. Явлението е известно като фазово отместване между тока и напре-
4
жението. Това е първият ни важен резултат.
Вторият ни извод ще се отнася до променливотоковото съпротивление на
кондензатора. Протичащият ток достига своя максимум /т през този временен
интервал А/, през който напрежението се изменя най-силно. От фиг. 4.6 се
вижда, че това става непосредствено, след като напрежението започне да расте.
От подобието на двата триъгълника следва
(AU)m _
At Т '
4
Оттук ще изчислим стойността на х:
(At/)m'4 1,74 v.9 s
х =---------- =-----------= 1,57.
At.[7 1 s.10 V
Но тази числова стойност е тъкмо понеже 2.1,57 = 3,14, и можем да запишем
-Um
Ы T ’
4 1 (Al/)m
По-нататък можем да заместим Т=у и ще получим ———= 2n.f.Um. Но по-
(AL/L
неже Im — C.—максималният ток ще бъде Im — C.2TtJJUm Тук амплитудните
стойности на тока и напрежението могат да се заместят с ефективните, ако двете
страни на равенството се разделят с ^/2 (вж. изводите, направени с помощта
на фиг 3.7).
К 2n.fC.U~.
U~
От сравнен исто с 1~ =-- става ясно, че 2л./. С е реципрочната стойност на
R ~
капац: тивното (променливотоковото) съпротивление Rc. За самого съпротив-
1
ление можем да запишем Rc =------, т. с. капапитивното съпротивление зависи
2л./.С
както от кап а нигера на кондензатора, така и от чест^гата на променливото
напрежение.
Във вярността на това равенство можем да се убедим, като изчислим капацитив-
ното съпротивление Rc на кондензатора 10pF, употребен в опита съгласно фиг. 4.2.
Честотата на нашето променливо напрежение е 50 Hz. Получаваме
1 . V
Rc =-----------------— = 0,318.103 - = 318 Q.
2 л.50 s'1.10.10 6 — А
V
52
Този резултат може да се потвърди и при определяне на капацитивното съ-
противление чрез измерване на напрежението и тока. Ще използуваме схемата
на свързване от фиг. 4.7. За С = 10pF при променливо напрежение U ~ = 24V щё
измерим променлив ток К = 75mA. Т.е. капацитивното съпротивление е
«с
24 V
75 mA
= 320 П.
к
Фиг.4.7
Така ще определим капацитивното
съпротивление
Бобина, свързана към променливо напрежение
Сега да разгледаме съотношенията при една бобина! Преди всичко трябва да
я навием. Ще използуваме магнитопровод EI 66. Размерите на макарата в ми-
лиметри съгласно фиг. 3.3 са следните: а} =48, а2 = 25. а3 = 22, а4 = 13, Ь1 =42. Ь3 =
=24, by = 22, с = 32, d= 1. Намотка-
та ще навием плътно навивка до
навивка от меден проводник с ла-
кова изолация с диаметър 0,5 mm.
Във всеки слой се събират по 50
навивки. Бобината ще съдържа
общо 600 навивки, като ще напра-
вим отвод след 150-та и след 300-
та. След това ще напъхаме всички
Е-ламели (известии още като Ш-
образни ламели) в отвора на боби-
ната. Затварящите I-ламели ще
стегнем в кожуха, който след това
щенахлузим върху основната част
на магнитопровода. При сглобка-
та не трябва да остане въздушна
междина между двете части Е и I
на магнитопровода.
А сега да се заемем с опита!
Двете лампцчки 4 V/0,1 А ще свър-
Бобина 600навивки
Ь)
жем одновременно към постоянно
напрежение около 6V съгласно
фиг. 4.8а. Последователно на една-
та лампа е включена нашата експе-
риментална бобина с 600 навивки.
При включване на напрежението
лампичката зад бобината светва
малко по-късно от другата, ди-
ректив свързана към източника на
напрежение. Индуктивността на
бобината предизвиква закъснение
в нарастването на тока през лам-
пата.
6V
Фш .4.8
Опити с нашата експериментална бобина
а) Бобината в постояннотокова верига
) Бобина и резистор, свързани към променливо напрежение
с) Определяне на „съпротивленията" на нашата бобина
53
Тук има още нещо интересно — изглежда постояннотоковото съпротивление
на бобината е твърде малко, понеже двете лампи светят почти еднакво.
Сега да заменим постоянного напрежение с 6V променливо! В този случай
свети само лампата. непосредствено свързана към източника на напрежение,
докато свързаната в индуктивната верига остава тъмна. Бобината оказва съ-
противление на променливия ток, което ще наречем индуктивно съпротивление
Rl. То е значително по-голямо от постояннотоковото й съпротивление.
А сега да свържем един резистор със съпротивление 330Q последователно във
веригата на втората лампа, както е показано на фиг 4.8/), и да повишим
променливото напрежение на 24V В този случай двете лампички светят почти
еднакво, т. е. индуктивного съпротивление на бобината е от същия порядък както
съпротивлението на резистора.
Да определим отначало постояннотоковото съпротивление на бобината съглас-
но фиг. 4.8с. При напрежение 6V протича ток 0,64А. Изчисляваме съпро-
U 6 V ______________
тивлението R=—=-------=9,4Q. Това е прости съпротивлението па проводника,
I 0,64А
от който е навита бобината. Индуктивного съпротивление ще определим в за-
висимост от броя на навивките. Постоянного напрежение ще заменим с 12 V
променливо:
/V /„.mA
150 12 570 П
300 12 136 88
600 12 35 344
Стойностите на индуктивного съпротивление са изчислени по формулата
Rl=~I— и са нанесени в последната колона на таблицата. Докато съотношението
в броя на навивките е 1:2:4, съответните променливотокови съпротивления се
отнасят помежду си както 1:4:16. По този начин откриваме една важна зако-
номерност: квадратите на броя на навивките се отнасят помежду си както ин-
дуктивните съпротивления. Или записано в символичен вид
N22 RL2'
А сега да се върнем към схемата на нашия детекторен радиоприемник (фиг.
2.9). Бяхме установили, че токът през слушалката не е еднакъв при различного
включване на диода. Посредством кондензатор диодът е свързан паралелно на
резонансния кръг и го шунтира (демпфира). За да се избегне това явление, би
трябвало съпротивлението на диода да бъде безкрайно голямо. Но съпротив-
лението на един полупроводников диод в режим на пропускане е всичко друге
освен безкрайно голямо, т.е. резонансният кръг ще се натовари (демпфира)
много силдо от отпушения нискоомен диод.
Ако обаче свържем диода не към всичките 50 навивки, а както в нашия де-
текторен радиоприемник — само към 5 от тях, то броят на навивките ще се
отнася както 10:1, а индуктивните съпротивления съответно 102:12= 100:1. Ето
защо паралелно на резонансния кръг се оказва евързано 100 пъти по-голямо
съпротивление, отколкото е самого съпротивление на диода. Шунтирането е
значително по-малко и резонансният кръг може да развие толкова високо ре-
зонансно напрежение, че дори върху диода се получава по-високо напрежение
в сравнение със случая на директното му евързване към цялата бобина. Но
54
развиването на такова високо напрежение настъпва само при така наречената
резонансна честота, което ни позволява от всички честоти да отделим честотата
на една радиопрограма.
След това допълнение към случая с детекторния радиоприемник да се върнем
на индуктивното съпротивление.
В познатото ни равенство за индуктивност на бобина с еднослойна цилин-
дрична намотка индуктивността е пропорционална на квадрата на броя на на-
вивките — L се увеличава 4 пъти, когато N се удвой. Но подобно съотношение
е в сила и между RL и N. Ето защо между RL и L съществува зависимост от
вида Rl a.L. Също както в познатото равенство за капацитивното съпро-
тивление Rc =------и тук се появява множителят 2тг./пред типичната величина
2л./.С
на елемента (С съответно L). Точното равенство гласи RL = In.f.L.
Оттук следва, че нашата бобина с 600 навивки притежава индуктивност
r Rl 344 Q
£-^-2^50^=1даН
Накрая бихме могли да обърнем
внимание на една малка неточност.
Променливотоковото съпротивле-
ние на една бобина не е напълно
равно на нейното индуктивно съпро-
тивление, както и променливотоко-
вото съпротивление на един конден-
затор не е точно равно на неговото
капацитивно съпротивление. В елек-
тротехниката се прави разлика меж-
ду променливотоково или пълно съ-
противление—J , активно съпротив-
и_
ление —— и реактивно съпротивление
(каквото е индуктивното съпротивле-
ние RL=2n.f.L и капацитивното съ-
противление Rr ———О- Чисто ре-
• 2n.f.C
активни сопротивления не съществу-
ват; всяка бобина има и активно съ-
противление — напр. при нашата бо-
бина то е 9,4fl — и диелектрикът
на никой кондензатор нее абсолютен
изолатор. Пълните сопротивления на
бобината и кондензатора всъщност
могат да се представят като комби-
нация от реактивно и активно сопро-
тивление (вж. фиг. 4.9). На първо
време ще пренебрегаем влиянието на
активного сопротивление, но по-къс-
но ще се наложи отново да си го
припомним.
Капацитивно съпротивление,
(реактивно)
СъпрОтивление от загуби
в диеуектрика (активно)
Пълно съпротивление
на кондензатора
Индуктивно съпротивление
(реактивно)
Пълно съпротивление
на бобинат
Фиг.4.9
Така трябва да си представим „комбинирането“
на променливотоковите съпротивления на конден-
затор и на бобина
55
СВОЕОБРАЗНО ПОВЕДЕНИЕ НА СЬПРОТИВИТЕЛНИТЕ КОМБИНАЦИИ
В ПРОМЕНЛИВОТОКОВИ ВЕРИГИ
Да се заемем с нова поредица от опити, засягащи особеното поведение на
комбинациите от различии съпротивления в променливотокови вериги. При това
ще се запознаем и с функциите на резонансния кръг.
Сьставните части на тока стават по-големи от общия ток
Откачало да свържем една опитна постановка съгласно фиг. 4.10. Ще изпол-
зуваме 150 навивки от нашата експериментална бобина и кондензатор с капа-
цитет 2pF. При променливо напрежение 6V двете лампички Л{ и Л3 светят почти
еднакво, докато Л2 не свети. Ще направим следното заключение: Rc е много
по-голямо от Rl; почти целият ток тече през бобината.
При следващия опит ще използуваме всичките 600 навивки на бобината и ще
повишим напрежението на 24V Сега Л$ свети силно, Л\ — по-слабо, а Л2 —
Фиг.4.10
Бобина и кондензатор, свързани към променливо напрежение
едва забележимо. Индуктивного съпротивление се е увеличило, но все още не
е достигнало до големината на капацитивното. Както при първия опит и тук
по-голямата част от тока тече през бобината. Но защо Лх свети по-слабо от
Л3? Това означава, че общият ток е по-слаб, отколкото тока през бобината. От
постояннотоковите вериги знаем, че при паралелно свързване на резистори
общият ток се получава като сума от токовете в отделните клонове. Нима този
закон няма обща валидност?
Да сближим още повече една до друга стойностите на двете реактивни съ-
противления! Индуктивного съпротивление на цялата бобина беше 344Q. Да
вземем вече използувания кондензатор с капацитет 10pF, чието капацитивно
съпротивление се оказа 320Q. В този случай двете лампи Л2 и Л3 светят при-
близително еднакво, а Лх угасва. Токовете ILn 1С в отделните клонове са зна-
чително по-големи от общия ток. Едно измерване на тези токове може да по-
твърди този резултат. Ако на местата на лампичките включим милиамперметри,
ге ще измерят следните токове:
1С 65 mA, lL = 65 mA, /общ = 12 mA.
защо при паралелно свързване на променливотокови съпротивления общият
ток е по-малък от токовете в отделните клонове?
56
Обяснението се крие във фазовото отместване, което се проявява не само при
капацитивното, но и при индуктивного съпротивление — тук напрежението из-
Т
преварва тока с четвърт период — (вж. фиг.4.11Л). Когато към едно и също
променливо напрежение се включат едновременно бобина и кондензатор, ка-
къвто случай имаме при паралелното им свързване, фазовото отместване между
двата тока ще достигне до половин период. Казано с други думи, токовете в
двата клона текат в противоположни посоки и дават в резултат един по-малък
общ ток. Ако двете реактивни съпротивления са идеални и напълно еднакви,
общият ток трябва да бъде нула (вж. фиг. 4. 11с). Но в нашия случай този ток
е 12 mA. Това се дължи на активното съпротивление на бобината, лампите и
милиамперметрите.
Ако разгледаме паралелното съединение на £ и С като нова токова верига,
разграничаването на двата тока IL и /с става излишнр. Токът, протичащ през
двете съпротивления, е един нов променлив ток, едно електрическо трептение
(вж. фиг. 4.12). Его защо тази схема се нарича трептящ или резонансен кръг.
Той се характеризира с точно определена собствена или резонансна честота бла-
U,Ic
Ток и напреЖение,
при капацитивно
съпротивление
Ток и напреЖение
при индуктивно
съпротивление
Токът през бобината
и токът през кон-
дензатора взоиллно
се коллпенсират
Фи1 4 ! I
Фазови съо1 ношения между гока и напрежениего
годарение на честотно зависимите реактивни съпротивления, конто стават ед-
накво големи при резонансната честога, т. е. RL = RC. Следователно 2n.f.L =
или Z2 ттТг Чрез коренуване на двете страни на това равенство
2л./.С 4п .Ь.С
57
получаваме окончателния израз за собствената (резонансната) честота на кръга
1
2
Собствената честота на нашия резонансен кръг е
._________1____________________1_________
7 ' 2 /, ^.,0.10
V А V
1 _ 500
2 п.ч/10.10 3 s " л.710
= 50,2 Hz.
Тя е много близка до мрежовата честота, която непрекъснато разтрептява (въз-
бужда) резонансния кръг. Това съвпадение между възбудителната и собствената
честота се означава като резонанс. В този случай токът на резонансния кръг е
максимален; той рязко намалява, когато възбудителната честота се отклони от
Фш.4.13
Чссготна характеристика
на резонансния кръг
Фш .4.12
// /с
(ток на резонансния кры)
собствената. На фиг. 4.13 е показана честотната характеристика на резонансния
кръг в областта на резонансната честота (сравни с фиг. 2.11). На този принцип
работи и резонансният кръг на детекторния приемник от фиг. 2.9. През „вън-
шната“ токова верига антена — земя не протича един единствен променлив токга
много голям брой токове с различии честоти, съответствуващи на различните
радиопредаватели. Да възбуди максимални трептения успява само един пре-
давател, и ^о този, чиято честота съвпада със собствената честота на резонансния
кръг; ще чуем програмата, излъчена от този предавател. Но ние можем да
изменяме капацитета на променливия кондензатор, а оттам и собствената чес-
тота на резонансния кръг на детекторния приемник в целия честотен обхват на
радиопредавателите на средни вълни. Това означава, че ние можем да настрой-
ва.ме нашия радиоприемник на нужната ни станция.
Радиочестотите са значително по-високи от мрежовата 50 Hz. Да приемем,
че сме нагласили капацитета на променливия кондензатор да бъде 200 pF. Тъй
като бобината е навита върху феритна пръчка и има сравнително малка ин-
дуктивност (0,2 mH), ще приемаме радиостанция, работеща на честота
58
I 107
/ = ------,... г-.--—______= --------------- s"1 = 795.103 Hz = 795 kHz.
2 л.х/0,2.10"3 Н.200.1012 F 2 л.<4
Ако хвърлим поглед върху скалата на фабричен радиоприемник, ще видим,
че тази честота се намира горе-долу по средата на обхвата за средни вълни.
16,5+16,5=24?
Като финал на нашата разходка в областта на съпротивленията за променлив
ток да разгледаме и особения случай на последователното им свързване. Да
направим един опит съгласно фиг. 4.14. Интересува ни връзката между при-
ложено™ напрежение и напрежителните падове върху двата елемента. Конден-
заторът има капацитет 2 pF, на който съответствува капацитивно съпротивление
1,6 kQ при честота 50 Hz. Толкова трябва да бъде и съпротивлението на по-
следователно свързания резистор. Отначало ще измерим приложеното напре-
жение и ще отчетем примерно 24 V. След това ще измерим напрежението върху
резистора, и накрая — напрежението върху кондензатора. И в двата случая
Фиг.4.14
Резистор и кондензатор, евързани последователно
към източник на променливо напрежение
£
Фиг.4.15
Ток и напрежение при последователно евързани еднакво голсми ак-
тивно и реактивно съпротивление
59
волтметърът ще покаже 16,5 V, а не 12 V, както може би сме очаквали. При-
чината и тук се крие във фазовото отместване между тока и напрежението. Във
връзка с това да разгледаме фиг. 4.15. С най-дебела линия е изобразен токът,
протичащ през двете съпротивления. Напрежителният пад U R върху резистора
е във фаза с тока /. Напрежителният пад Uc върху кондензатора изостава с
четвърт период спрямо тока I. Ако сумираме точка по точка двете напрежения,
ще получим цветната крива на сумарното напрежение U. Съотношението между
Um ит V
максималните стойкости ----или----- =— =1,4 се съгласува добре с резул-
Ucm URm 3
24V
тата от измерването------ 1,45. Точната стойност на това съотношение е
V2.
Извод: при последователно свързване на еднакво големи активно и реактивно
1
съпротивление върху всяко от тях ще падне една —р част или около 0.7 от
V2
цялото променливо напрежение.
5. ПОЛУПРОВОДНИЦИТЕ — ОСНОВА НА СЪВРЕМЕННАТА
РАДИОТЕХНИКА
В зората на радиотехниката голям брой радиолюбители прекарваха часове
наред над най-важния елемент на своите радиоприемници — кристалния де-
тектор. С иегова помощ приетото от антената високочестотно напрежение мо-
Фиг.5.1
Криста лен детектор и германиев диод
а) Кристален детектор
) Германиев iочков диод
с) Символично означение на диода
60
хеше да се демодулира, когато след търпеливо опипване на горната повърхност
на кристала с фино метално острие се намери правилното място.
След откриването на електронната лампа кристалният детектор загуби своето
значение. Тогава никой не подозираше, че ще дойде ден, когато той ще стане
изходна точка в революционизирането на цялостната електроника. Роднинство-
то на добре познатия германиев диод с кристалния детектор е неоспоримо. Фиг.
5.1 съпоставя тези елементи. И в двата случая се наблюдават две важни части:
кристал и контактен проводник. Впрочем при германиевия диод самият про-
изводител е поставил и заварил металното острие върху правилното място на
кристала; най-големият недостатък на кристалния детектор днес вече не ни за-
сяга.
Полупроводникови диоди монтирахме в нашия детекторен радиоприемник и
в нашето токозахранващо устройство. Какви функции изпълняват тези диоди,
вече ни е ясно, но „как“ го правят — над това не сме се замисляли особено.
Ето защо ще се, занимаем малко по-отблизо с въпроса. как полупроводниците
провеждат електрическия ток. За пример ще изберем германия. Изложението
ще бъде в сила също така и за силиция; ще обърнем внимание само на особените
различия в сравнение с германия.
В I ст3 германий има около 1022 атома, всеки от които заема строго опре-
делено място в кристалната решетка. Всеки атом се състои, както знаем, от
положително заредено ядро, обкръжено от отрицателно заредени електрони.
Валентиите електрони, т. е. тези, които се намират в най-външната обвивка,
са отговорки за свързването на отделните атоми в кристалната решетка. Всеки
германиев атом има четири Валентин електрона, но се стреми от химическа
гледна точка да запълни най-външната си обвивка с 8 електрона. И той дей-
ствително го постига, като „взема назаем" по един електрон от четирите съ-
седни атома. Същевременно той „дава назаем“ по един от своите 4 електрона
на всеки от четирите съседни атома, за да могат и те да образуват извънредно
Фиг.5.2
Общи гс електронии двойки осигуряват връз-
ката между германиевите атоми
стабилната конфигурация от 8 електрона. По този начин всеки два съседни
атома притежават обща електронна двойка и тази електронна двойка осигурява
здравата връзка между тях.
Външната обвивка на всеки германиев атом е запълнена с 8 електрона, от
които 4 собствени и 4 чужди (фиг. 5.2). Отделните атоми не лежат в една равнина,
а са разположени равномерно в пространството. Всички Валентин електрони
61
участвуват в изграждането на кристалната решетка, ето защо при много ниски
температури, близки до абсолютната нула (около минус 273° С), няма свободни
електрони и чистият германий представлява идеален изолатор. При нагряване
на полупроводника връзките в кристалната решетка започват да се разкъсват
и броят на освободените токоносители (свободни електрони) е пропорционален
на температурата.
ФИ1.5.3
Собствена проводимое! в германиевата решетка
Празно мясю (лупка) н счроежа на pciiiciKaia
Елек! они се прилнижна реално. a upanioio мкс 10 (лупкаiа) иривидно
Принц и па coGciiienaia проводимое!
Така в 1 ст3 германий при стайна температура съществуват около 1013 сво-
бодни токоносителя, а при силиция — само 1,5. Ю10. Наистина тези числа са
огромни за нашите „ежедневни представи“, но са незабележимо малки в срав-
нение с броя на атомите в съшия обем. Наистина, за да се получи един-единствен
1022
свободен електрон, са необходими —г, =10 (един милиард) атоми.
101J
62
На фиг. 5.3я един електрон е напускал предишното си място. Откачало ще
наречем това място празно, понеже там липсва електронът. Фиг. 5.36 показва
строежа на кристалната решетка в малко.по-късен момент от време. На празното
място се е наместил друг едектрон, като сам е оставил празнина зад гърба си.
Докато електронът се е премествал отдясно наляво, изглежда като че ли праз-
ното място се е преместило в противоположната посока — отляво надясно.
Тази представа е съществена за разбиране на пронесите на токопроводимост в
полупроводника. При това е целесъобразно да приемем и празното място за
токоносител.
По отношение на външния свят един атом е електрически неутрален. Това
означава, че броят на отрицателно заредените частици — електроните, съвпада
с броя на положителните заряди в ядрото. Ако един електрон отпътува, рав-
новесието в зарядите ще се наруши. Положително зареденото ядро на герма-
ниевия атом остава с един заряд повече, отколкото електронната му обвивка.
Погледнато отвън, това ново образувание притежава единица положителен за-
ряд. Ние си предстаНяме, че положителният заряд е застанал на празното място
и това място означаваме като „дупка" с положителен заряд.
МЕХАНИЗЪМ НА ТОКОПРОВЕЖДАНЕТО В ПОЛУПРОВОДНИЦИТЕ
Различаваме два вида проводимост в полупроводниците: електронна и дуп-
честа. При електронната проводимост пътуват отрицателните токоносители
— електроните, а при дупчестата — положителните токоносители — дупките.
Ако между двата края на германиев кристал се приложи постоянно напрежение,
електроните ще се придвижат към положителния, а дупките — към отрицателния
полюс. Принципът на тази собствена проводимост е пояснен чрез фиг. 5.3с.
Благодарение на външна топлинна енергия един електрон е напускал своето
Излишен л
електро!
Ge} Липсбащ /Ge
J електрааЛ
Фи। .5.4
Дефекти в кристалната структура
а) Примес на антимон (Германий)
) Примес на индий (Р-германий)
място и се е придвижил под влияние на електрическото поле към положителния
електрод (1). В появилата се положителна дупка скача втори електрон (2);
дупката привидно се е преместила към отрицателния електрод. С повишаване
на температурата се разкъеват повече връзки и собствената проводимост на-
раства.
Ограниченият брой токоносители при дадена температура се дължи на един
63
процес, който противодействува на създаването на нови двойки електрон—дупка.
Ако свободният електрон (6) попадне в дупка (7), придвижването на съответния
заряд се прекратява. Двата различно натоварени токоносителя вече не съще-
ствуват. Този процес се нарича рекомбинация.
За увеличаване проводимостта на полупроводника са необходими повече то-
коносители. Това се постига чрез добавяне на чужди атоми с 3 или с 5 валентни
електрона. Фиг. 5.4а показва решетъчна структура с примес на 5-валентния ан-
тимон (Sb). От петте му външни електрона само 4 образуват електронни двойки.
Петият е излишен и е на разположение като токоносител. Примес като антимона,
който действува като „дарител на електрони", се нарича донор (от латински
„давам"). Проводимостта в получения полупроводник се дължи преди всичко
на електроните, т. е. на отрицателните (негативните) N-токоносители, а самият
полупроводник се нарича негативен или N-тип. Но дори и в този N-германий
съществуват дупки. Тяхната плътност р, т. е. броят им в кубически сантиметър,
зависи от плътността п на електроните. При дадена температура произведението
от двете плътности е константа р.и = л20, където nQ е плътността на собствените
токоносители. Например за германий при стайна температура ио%1О13ст"3
Колкото по-голяма е плътността на дупките, толкова по-малка е плътността
на електроните и обратно. Ако например е нужна плътност на електроните и =
= 1016 ст"3, плътността на дупките ще бъде
п* (1013 cm”3)2 1026 cm"6
Р = 10-СП.- ° m
Плътността на собствените токоносители при силиция е по-малка, отколкото
прй германия. Тя е 1,5.Ю|Ост"3. Ако и тук е нужна плътност на електроните
и=1016ст"3, плътността на дупките ще бъде
(1,5.1О10 ст"3)2
1016 ст ' 3
2,25.1О20 ст"6
1016 ст"3
= 2,25.104ст"3
Освен атоми с 5 валентни електрона', като примеси се използуват и трива-
лентни елементи. На фиг. 5.4А един германиев атом е заместен с тривалентния
индий (In). За завършване строежа на кристалната решетка липсва един'електрон.
Тази дупка може лесно да се замести с електрон от някоя съседна връзка, при
което дупката започва да пътува. Примес като индия, който действува като
„приемник на електрони", се нарича акцептор (от латински — „приемам"). Про-
водимостта в получения полупроводник се дължи главно на дупките, т. е. на
положителните (позитивните) Р-токоносители, а самият полупроводник се на-
рича позитивен или P-тип. Но дори и в този Р-германий съществуват електрони.
Ако трябва плътността на дупките р? (индексът показва типа на полупроводника)
да бъде 1016 ст"3, електроните в този германий ще имат плътностлр = 1010ст"3
На фиг. 5.5 са представени плътностите на токоносителите по дължината на
съответния полупроводник. Токоносителите, преобладаващи в дадения полу-
проводник, се наричат основни токоносители; другите представляват малцинство
и се наричат неосновни токоносители.
На фиг. 5.6а е изобразена германиева плочка, чиято дясна половина има
примес на антимон (N-германий), а лявата половина — примес от индий
(Р-германий). Плътността на подвижните токоносители в мястото на допирането
не се изменя със скок от високата стойност в едната облает към ниската стойност
в другата облает, а намалява плавно в границите на една преходна зона. Също
както в мястото на допиране на две течности с различии концентрации се на-
блюдава дифузия по посока към ниската концентрация, така и основните то-
коносители във всяка от двете области на една PN-структура дифундират през
граничния слой в съседната облает, където повишават концентрацията на не-
64
основните токоносители (вж. фиг 5.6Л). Излишните подвижни електрони прс-
минават от N-областта в Р-областта, при това в N-областта остават положи-
телно заредените остатъци от донора, свързан здраво в кристалната решетка.
Акцепторите в Р-областта, също така здраво евързани в кристалната решетка.
Фш .5.5
Распределение на токоносителите в Р- и в N-германий
т Схема 1ИЧПО предо авяне inna на проводимоегта
Пл ь гное 1 на електроните п и плътност на дупките р в Р- и в N-германий
приемат пристигналите електрони и се зареждат отрицателно. В граничната зона
се появяват два еднаквю големи заряда, конто обхващат така наречената зона
на обемния заряд (фиг. 5.6с).
Обемният заряд се противопоставя на по-нататъшната дифузия. Отрицател-
ният заряд в граничната облает отблъеква електроните, конто се опигват да
преминат от N-областта в Р-областта. Също така положителният заряд връща
дупките обратно в Р-областта.
Разбира се, положителните остатъци от донора, както и отрицателно заре-
дените акцепторни атоми не съществуват само в зоната на обемния заряд, а и
извън нея, но там техните заряди се компенсират непрекъснато от основните
токоносители в съответните области.
И така в зоната на обемния заряд се намират два еднакво големи заряда,
разположени един срещу друг. Ето защо тази зона има капацитет, който при
5
това може да се изчисли по формулата за плосък кондензатор С = ео.ег.—. Той
а
се нарича капацитет на запиращия слой. ег е относителната диелектрична про-
ницаемост на полупроводника: за германий — 16, а за силиций — 12. При
напречно сечение 5 = 0,2 mm2 и ширина d mm — приблизително толкова
малка е тя при споменатите плътности на токоносителите — капацитетът на
запиращия слой на един силициев диод ще бъде
5 Радио
65
С = 8,86.10"12
As 0,2 mm2
---. 12.-------
Vm 10 3 mm
% 20 pF.
С такъв капацитивен диод може да се извършва електронна настройка на
резонансен кръг, понеже ширината на зоната на обемния заряд, както ще видим
скоро, може да се изменя чрез прилагане на външно напрежение.
Донор,
отдаден *
електрон
Акцептор
прост
електрон
Фиг.5.6
PN преход без външно напрежение
а) Образуване зоната на обемния заряд
) Разпределение на токоносителите
с) Разпределение на обемния заряд
Какво става при включване на PN-структурата към източник на постоянно
напрежение? Когато положителният полюс е свързан към N-областта (фиг. 5.7b),
той ще „изсмуче“ известно количество електрониг от срещуположната Р-област.
Също и отрицателният полюс, свързан към Р-областта, ще „изсмуче" дупки от
противоположната TV-област. Зоната на обемния заряд ще се разшири и плът-
ността на токоносителите в нея ще намалее като на кривата / от фиг. 5.7а. Това
съответствува на повишаване съпротивлението на запиращия слой и през него
ще протича само един много слаб обратен ток. Големината на този ток се
ограничава от плътността на неосновните токоносители извън зоната на обемния
66
заряд. При намаляване на тази плътност до нула обратният ток престава да
зависи от големината на приложеното напрежение.
Ако в този PN преход, запушен с външно напрежение, се увеличи плътността
на токоносителите посредством нагряване, осветяване (вътрешен фотоефект) или
чрез инжектиране на токоносители от чужд източник, обратният ток може да
се увеличи извънредно много. Един запушен PN преход е добър „събирач“ на
°)
с)
Фи1.5.7
PN нреход ы каю веши.
Преразнрсделяие па -| окопаете;
О без ныппно напрежение
/ с Нинино lanyniHanio напрежение
2 е НЫ1ННН) oinyiHuamo напрежение
Эанушнане на PN нреход
Oi нушване на PN нреход
67
токоносители. Точно такъв преход изпълнява ролята на колектор (събирач) в
транзистора.
В обратния случай отрицателният полюс е свързан към N-областта (фиг. 5.7с)
и тласка електроните към Р-областта, а положителният полюс тласка дупките
Фиг.5.8
Несиметричен PN преход
О без външно напрежение; а ширина на зоната на обемния заряд
/ с външно отпушвашо напрежение: b — ширина на зоната на обемния заряд
към N-областта. ТТлътността на токоносителите в зоната на обемния заряд се
увеличава (вж. крива 2 на фиг. 5.7а). Съпротивлението на запиращия слой на-
малява и започва да тече силен прав ток (ток в права посока), зависещ от
плътността на неосновните токоносители и от големината на приложеното
отпушващо напрежение.
Ако Р-областта съдържа повече примеси от N-областта, както при PN прехода
на фиг. 5.8, с прилагането на отпушващо напрежение ще се инжектират повече
дупки в N-областта, откол кото електрони в Р-областта. Токът в N-областта ще
се състои предимно от дупки. Това е важно за действието на транзистора. Един
PN преход, отпушен с външно напрежение, с много примеси в Р-областта и
малко примеси в N-областта, действува като добър емитер (излъчвател) на
дупки в N-областта.
ДА СНЕМЕМ ХАРАКТЕРИСТИКИТЕ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВИТЕ ИЗПРАВИТЕЛИ
След толкова много теория да преминем към практиката. С опитната поста-
новка на фиг. 5.9а да определим зависимостта на обратния ток на полупровод-
ников диод от приложеното напрежение, и то при различии температури. За
източник на напрежение ще ни послужи един елемент 1,5 V Ще изменяме плавно
напрежението от О V до 1,5 V с помощта на жичен потенциометър 100 Q и с
мощност от 3 W до 5 W. Ще експериментираме с един германиев и с един
68
Рлеллент
15 V
100}lA
к Полупроводникоб диод
4 например GY109
э или SY200
сличен потен циоллетър
100Q/3-5W
b)
Фиг.5.9
Снемане характеристиките на полупроводников диод
а) Схема за снемане на обратимте характеристики
) Схема за снемане на правите характеристики
с) Характеристики на германиев диод (цветни) и на силициев диод (черни)
69
силициев диод за ток от порядъка на 1 А; точно какьв тип ще изберем, засега
няма значение.
Да свържем отначало германиевия диод. По време на измерването не трябва
да докосваме корпуса на диода с пръсти, конто са по-топли от въздуха в стаята.
При напрежение О V не отчитаме ток. При 0,05 V ще отчетем примерно 8 цА,
Време t
Фиг.5.10
Действие на диода като изправител
при 0,1V 14 цА, при 0,15V 16 цА и от 0,2 V нагоре — 17 цА обратен ток.
Т. е. в широк обхват на изменение на запушващото напрежение обратният ток
остава постоянен
Авторът е измерил споменатите токове за своя опитен екземпляр германиев
диод. Не трябва да се учудваме, ако измерените от нас стойности се различават
дори 10 пъти от посочените, тъй като те зависят много силно от избрания тип
и екземпляр. При това съществени са не самите стойности, а техните съотно-
шения; интересуваме се не толкова от конкретните числа, колкото от законо-
мерността. Това трябва да имаме пред вид при всички следващи опити с диоди
и транзистори. Също и стойностите, посочени в настоящата книга, са примерни
и не е задължително да отговарят на някакви средни стойности.
Следва да установим как ще се отрази известно затопляне на германиевия
диод. Ще приложим запушващо напрежение 1,5 V. Да притиснем корпуса на
70
диода между палеца и показалеца. За една минута обратният ток нараства при-
мерно от 17 цА на 35 цА.
Чрез този експеримент потвърдихме нагледно, че затоплянето на полупро-
водника води до разкъсване на повече връзки и с увеличаване плътността на
собствените токоносители се увеличава обратният ток.
Гэрллониев
кристал N - ооласт
Фиг.5.11
Еллитерчо\
зърно от
индий
_ с Германиеб г
P-ооласт^ к ристал ^N- ооласт
Р- облает
Колектор
Еллитерен
преход
Емитер
Е
Ьаза
Колекторен
преход
Колекторно
зърно от
jugud
Принципна конструкция на германиев плоскостей диод (вляво) и на
германиев плоскостей транзистор (вдясно)
Да повторим опита със силициев диод! Резултатът е съвсем друг. Микроам-
перметърът не показва никакъв ток дори при напрежение 1,5 V и при затопляне
с ръка на корпуса на диода.
По този начин откриваме една значителна разлика между германиевите и
силициевите полупроводникови елементи: понеже силицият има много по-малка
плътност на собствените токоносители, при едра и съща плътност на основните
токоносители неосновните токоносители остават твърде малко. Ето зато не
можем да измерим обратния му ток с нашите средства. Този ток е в обхвата
на наноамперите (nA) и не може да се измери с обикновен мултицет.
Сега да променим опитната постановка съгласно фиг 5.9b и да снемем ха-
рактеристиките на диодите в права посока (посоката на пропускане). Да за-
почнем с германиевия диод. При 0.1 V ще измерим примерно 0.4 mA, при
0,15 V — 1,2 mA, при 0,2 V — 3 mA, при 0,25 V — 8 mA, при 0,3 V — 22 mA
и при 0,33 V — 40 mA. Характеристиките на диода ще получим, като нанесем
двойките стойности „напрежение — ток“ върху диаграма като изобразената на
фиг. 5.9с. За обратния ток използуваме увеличен мащаб. В противен случай
кривата на обратния ток би се сляла с оста на напрежението.
Накрая да определим зависимостта на правил ток от правото (отпушващото)
напрежение при силициев диод. При напрежение под 0,45 V изобщо не протича
ток. Едва при 0,5 V можем да измерим 0,3 mA, при 0,55 V — 0,9 mA. при
0,6 V — 2,2 mA, при 0,65 V — 6 mA, при 0,7 V 15 mA и при 0,75 V — 40
mA. И тези двойки стойности ще нанесем на диаграмата и ще получим черната
характеристика. Отново прави впечатление голямата разлика между двата вида
полупроводник: докато при германиевия диод тече някакъв, макар и минимален
прав ток при много ниско право напрежение, при силициевия диод този ефекг
започва при отпушващо напрежение над 0,5 V. Причината за това отново трябва
71
да се търси в намалената плътност на собствените токоносители в силиция и
свързаната с нея по-малка плътност на неосновните токоносители.
На фиг. 5.10л е изобразена още веднаж характеристиката на германиев диод,
този път в еднакъв мащаб за правия и за обратния ток. Тази характеристика
ще ни послужи да обясним изправителното действие на диода. Самото явление
вече ни е известно. В диаграмата Ь (напрежение време) е нанесено едно
променливо напрежение. То нараства с положителен поляритет и предизвиква
нарастване на правия ток (вж. времедиаграмата с, точки I, 2 и 3). Напрежението
намалява отново до нула, токът — също. По време на отрицателния полупериод
на напрежението през диода протича малкият обратен ток (4, 5 и 6). След това
процесът се повтаря. Да запомним добре този начин на представяне; в бъдеще
ще се срещаме често с него.
Поради малката площ в мястото на допиране точковият диод от фиг. 5.1Z>
е подходящ само за малък прав ток от порядъка на 10 до 50 mA. Ето защо
точковите диоди изпълняват преди всичко функцията на маломощни високо-
честотни изправители. За по-силен ток е необходимо увеличаване на площта на
PN прехода. Принципната конструкция на подобен плоскостей диод е показана
на фиг. 5.11.На мястото на проводника тук към кристала от N-германий има
сплавено зърно от индий. Там, където индият е проникнал в N-полупроводника,
се е получил голям излишък на акцепторни атоми и областта е добила Р-про-
водимост. В сравнение с точковия диод тук граничната зона между двата типа
полупроводник е значително по-голяма. Такъв е например типът GY109 — гер-
маниев плоскостей диод за прав ток до 1 А.
Сведения за най-разпространените диоди, производство на ГДР, ще намерим
в приложение 10.
Сыцествува тенденция германият като полупроводник постепенно да се из-
мести от силиция с оглед на по-високото обратно напрежение, по-малкия обра-
тен ток, по-високата температурка устойчивост и работоспособност при по-ви-
соки честоти.
Полупроводниковите елементи са много чувствителни към влагата, затова
винаги се затварят в метални, стъклени или пластмасови корпуси.
ТРАНЗИСТОРЪТ Е УСИЛВАТЕЛЕН ЕЛЕМЕНТ
Плоскостният транзистор е изграден по същия начин като плоскостния диод.
Това се вижда на фиг. 5.11. Към две срещуположни страни на кристал от N-
германий се сплавява по едно зърно от индий, при което се образуват два PN
прехода. Разстоянието между тях е от една десета до една стотна от милиметъра.
Сплавните транзистори се изработват по проста технология, но са твърде
нискочестотни. Друг много разпространен начин за внасяне на примесите е ди-
фузията. Полупроводникът се загрява в атмосфера, богата на примесния ма-
териал, който прониква на определена дълбочина в полупроводника в зависи-
мост от температурата и продължителността на процеса. Контролирането на
температурата и на времето дават възможност да се определи точното место-
положение на PN прехода и другите геометрични размери. По тази причина
дифузионната технология е станала основа на масовото производство на евтини
високочестотни полупроводникови прибори.
Действието на транзистора се основава на взаимодействието на двата PN
прехода. Емитерният преход работи в право свързване и управлява обратно
свързания колекторен преход. Можем да разгледаме тези преходи като два
диода, свързани с катодите си един срещу друг. През такава диодна схема е
възможно протичането на един незначителен обратен ток. В най-често употре-
72
бяваната схема общ емитер към емитера на PNP транзистор е свързан поло-
жителният, а към колектора — отрицателният полюс на напрежителния източник
„колектор — емитер“ Протичашият през тази верига ток се означава
като остатъчен колекторен ток /СЕО(чете се: И-колектор—емитер—нула) и пред-
ставлява важен параметьр на транзистора.
Освен UCE можем да включим
още едно напрежение ft/BE> между
базата и емитера на транзистора,
както е показано на фиг. 5.12. По-
ляритетът на това напрежение е та-
къв, че преходът база—емитер се
отпушва. Понеже акцепторите в
емитера са значително повече от до-
норите в базата, от емитерната Р-
област преминава голям брой дупки
към базата, където се увеличава из-
вънредно много концентрацията на
неосновните токоносители. Пре-
обладаващото количество от тези
дупки успяват да прекосят тънката
базова зона и притегляни от отри-
цателния полюс на колекторното
напрежение се „събират“ от колек-
тора. Колекторният ток /с нараства
многократно. Само една незначи-
телна част от емитираните дупки
рекомбинират с електрони в базата
и образуват базовия ток /в. Този ток
Фш .5.12
Токопроводимост при PNP транзистор
е много по-малък от колекторния.
но това е възможно само при до-
статъчно тясна базова зона. В про-
тивен случай голям брой дупки биха
рекомбинирали, преди да достигнат до колектора, и базовият ток би се увеличил
ненужно много за сметка на колекторния. Тясната базова зона гарантира малък
базов ток, който може да управлява големия колекторен ток. Малкото увели-
чаване на базовия ток води до голямо увеличаване на колекторния ток.
В това можем да’се убедим сами чрез експерименти. За PNP транзистор ще
използуваме опитната постановка от фиг. 5.1 За, а за NPN транзистор — от фиг.
5.13/?. Втората постановка се различава от първата преди всичко по обърнатия
поляритет на измерителните прибори и на захранващите източници.
По-разпространени са германиевите PNP транзистори, но се произвеждат и
германиеви NPN транзистори. Обратно, преобладават силициевите NPN тран-
зистори. но се произвеждат и силициеви PNP транзистори. Следователно преди
използуването на даден транзистор трябва да се съобразим както със струк-
турата му, така и с вида на полупроводниковия материал.
За източник на базово напрежение отново ще използуваме елемент 1,5 V и
жичен потенциометър 100 Q/3 W За източник на колекторно напрежение ще
свържем последователно три елемента по 1,5 V и една плоска батерия 4,5 V
По този начин щс нолучаваме напреженията 1,5 V, 3 V, 4,5 V и 9 V. Типът на
измерванитс транзистори е от второстепенно значение. Трябва само да вни-
мавамс да нс сс превший максимално допустимата колекторна мощност, напри-
мер за юрманисвия транзистор GC121 PnK(X=120 mW, а за силицисвия SF121
pmax = 600 mW Произведението от напрежението колектор—емитер С/СЕ и ПР°"
тичащият колекторен ток /с никога не трябва да превишават тази максимално
73
допустима мощност Pmax за дадения транзистор. Отделяната мощност се пре-
връща в топлина във вътрешността на полупроводниковия кристал на транзис-
тора и тази топлина не трябва да бъде прекалено голяма, за да не наруши
кристалната структура, тъй като това би означавало изваждане на транзистора
от строя.
Фиг.5.13
Схема за снемане на семейство характеристики на
a) PNP гранзистори
) NPN транзисторы
ДА СНЕМЕМ СЕМЕЙСТВО ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ТРАНЗИСТОРА
Както при диодите и тук ще започнем опитите с германиевия екземпляр. В
начал ото няма да свържем източника на базово напрежение. Можем да го мон-
тираме в опитната постановка, но ще оставим „висяща“ базата на транзистора.
Това ще направим, за да снемем зависимостта на остатъчния колекторен ток
74
/СЕО от колекторното напрежение 17СЕ. При 1,5 V измерителят на колекторен
ток показва примерно 0,3 mA, при 3 V — 0,32 mA, при 4,5 V — 0,34 mA, а при
9 V — 0,40 mA. Да си припомним, че обратният ток на германиевите диоди
зависи силно от температурата и да проверим какво влияние има температурата
върху остатъчния колекторен ток на транзистора. При напрежение UCE = 9 V да
Фиг.5.14
Характеристики ка германиев PNP транзистор (GC 121 с = 120
mW)
притиснем между пръстите си корпуса на транзистора. Както при опита с гер-
маниевия диод и тук за кратко време токът нараства значително — измерваме
примерно 1 mA. Следователно остатъчният колекторен ток /СЕО на германиевите
транзистори също зависи силно от температурата.
Преди да продължим с опитите, да приготвим една диаграма според фиг.
5.14. По абсцисната (хоризонталната) ос ще нанесем стойностите на колектор-
ното напрежение UCE от 0 V до 9 V. По ординатната (вертикалната) ос ще
нанасяме стойностите на колекторния ток /с от 0 mA до 50 mA. Да изчислим
максимално допустимите токове за всички стойности на нашето колекторно
напрежение и да начертаем цолучената гранична линия на допустимого нато-
варване по мощност Pmax=120 mW на измервания от нас транзистор. При на-
Р 0 12 W
прежение 9 V се допуска максимален колекторен ток 1С =—— = —--------------- =
^СЕ V
= 13,3 mA, при 4,5 V — 26,6 mA и при 3 V — 40 mA.
След това ще определим наведнъж три зависимости:
75
1. Зависимост на колекторния ток /с от колекторното напрежение (/СЕ при кон-
стантен базов ток /в.
2. Зависимост на колекторния ток 1С от базовия ток /в при константно колек-
торно напрежение ССЕ.
3. Зависимост на базовия ток /в от базовото напрежение СВЕ при константно
колекторно напрежение ССЕ.
Това не е много просто, затова трябва да обмислим всичко и да съставим
точен план. Ще приготвим една таблица с 5 реда и 6 колонки. След като по-
пълним първия ред и първата колонка (вж. примерната таблица), можем да
започнем опита.
При колекторно напрежение ССЕ = 1,5 V ще свържем базата към източника
на базово напрежение СВЕ и с потенциометъра ше нагласим базов ток /в = 0,1
mA. Измерителят на ток Л2 в колекторната верига ще покаже примерно /с =
Фиг.5.15
Характеристики на силициев NPN транзистор
(SF 121 с Рт;1Х 120 mW)
76
= 9 mA; това e първата стойност, която ще запишем. След това ще повишим
колекторното напрежение UCE на 3 V, ако е необходимо, ще донастроим базовия
ток да бъде отново 0,1 mA и ще отчетем втората стойност /с = 10 mA. Да
хвърлим един поглед на волтметъра, който показва примерно t/BE = 0,20 V —
третата стойност, която ще нанесем в таблицата. При UCE = 4,5 V отчитаме
/с = 11 mA, а при 9 V — 14 mA — това са четвъртата и петата стойност. След
всяка промяна на UCE проверяваме дали базовият ток не се е променил спрямо
необходимата стойност 0,1 mA.
/в. mA Iq (mA) при t/cE ^ВЕ (V) при UqE = 3 V
1.5 V 3 V 4,5 V 9 V
0,1 9 10 11 14 0,20
0,2 19 21 23 0,23
0,3 29 32 0,26
0,4 38 42 0,29
По същия начин оп редел яме колекторните токове за ZB = 0,2 mA; 0,3 mA и
0,4 mA, както и напрежението t/BE при тези базови токове и при UCE = 3 V.
Върху диаграмата нанасяме двойки стойности от получената таблица. В гор-
ното дясно поле построяваме графиките /с— UCE — зависимостта на колекторния
ток от колек горното напрежение, и съединяваме точките, съответствуващи на
един и същи базов ток.
В горното ляво поле построяваме графиката Zc—ZB на колекторния ток в
зависимост от базовия ток. Колекторното напрежение е константа UCE = 3 V.
Базовия ток нанасяме наляво по абсцисната ос.
В долното ляво поле построяваме графиката 7В—С7ВЕ на базовия ток в за-
висимост от базовото напрежение. Прави впечатление приликата на тази крива
с характеристиката на германиев диод в право свързване (вж. фиг. 5.9).
По същия начин снемаме и характеристиките на силициев NPN транзистор
съгласно опитната постановка от фиг. 5.13ft. Тук са въведени допълнително два
кондензатора: между колектор и емитер, съответно между база и емитер. Те
нямат влияние върху характеристиките, но могат да предотвратят евентуално
самовъзбуждане. Те трябва да се свържат максимално близо до изводите на
транзистора. Измерените стойности ще нанесем в таблица:
/В. mA /с(тА) при Uce = l/ВЕ (V) при t/СЕ = 3 V
1,5 V 3V 4,5V 9 V
0,05 9 9 9,5 10 0,63
0,10 18 18,5 19 21 0,65
0,15 27 28 29 32 0,66
0,20 36 37 38 42 0,67
0,25 43 45 47 55 0,68
Оттук пренасяме двойките стойности върху диаграма като показаната на
фиг.5.15. По този начин получаваме характеристиките на силициев NPN тран-
зистор. И тук графиката /в С/ВЕ прилича на характеристиката на съответния
(силициев) диод в право свързване (вж. фиг.5.9). Това е понятно, понеже преходът
база — емитер работи в право свързване.
77
ЕДНА ВАЖНА ВЕЛИЧИНА - КОЕФИЦИЕНТЪТ НА УСИЛВАНЕ ПО ТОК
Тъй като характеристиката /с — /в е почти права линия, колекторният ток
се изменя приблизително по същия начин както базовия ток. Например, ако /в
нарасне от 0,1 mA на 0,2 mA, колекторният ток на нашия германиев транзистор
ще нарасне от 10 mA на 21 mA. Или едно нарастване на базовия ток с А/в =
0,1 mA съответствува на нарастване на колекторния ток с Д/с = 11 mA. Съ-
отношението между промените на двата тока е важна величина, силно зависима
от избрания екземпляр транзистор, наречена коефициент на усилване по ток
(h2\e) или накратко бета (Р).
А/г о НтА
р За нашия германиев транзистор Р = д = а за нашия силициев
(37 - 18,5) mA 18,5
транзистор р - (02 _ 0 |( ~к =
Коефициентът на усилване по ток не е напълно константна величина, а зависи
в известии граници както от колекторното напрежение, така и от колекторния
ток. Освен разгледания дотук коефициент на усилване по ток, наричан дифе-
ренциален или коефициент на усилване за слаби сигнали, в каталозите често се
посочва и така нареченият статичен или коефициент на усилване за силни сигнали
или коефициент на усилване за постоянен ток (В).
D h ~~ Iceo
/в
При UCE 3 V и /в = 0,1 mA нашият германиев транзистор има статичен
коефициент на усилване по ток
10 mA - 0,32 mA 9,68 л
В = -----———-------- = % 97, а силициевият транзистор
= 185.
18,5 mA — 0,00 mA
В = —------------------------ = 185.
0,1 mA
ТРАНЗИСТОРЪТ УСИЛВА ПРОМЕНЛИВО НАПРЕЖЕНИЕ
Да се върнем към схемата от фиг.5.13 а за снемане характеристиките на герма-
ниевия транзистор и да приемем, че между базата и емитера е приложено промен-
ливо напрежение с амплитуда Um = 30 mV, т.е. моментната скорост на базового
напрежение ще се изменя между — 0,03 V и 4-0,03 V спрямо емитера. От характе-
ристиката /в — t/BE на фиг.5.14 става ясно, че изобщо няма да протича базов ток,
откъдето следва, че няма да протича и колекторен ток. Едва когато амплитудата на
променливото напрежение нарасне например на 0,2 V, през отрицателния полупе-
риод ще протича базов ток до 0,1 mA и колекторен ток до 10 mA. Променливото на-
прежение се изправя от диода база—емитер както на фиг.5.10.
Но един транзистор трябва да усилва, а шГ да изправя. За целта базата му
трябва да получи определено преднапрежение, например — 0,23 V. Едва тогава
можем да приложим и промрнливото напрежение с амплитуда 30 mV. Базового
напрежение вече се изменя между — 0,20 V и —0,26 V. Това положение на
нещата е представено на фиг.5.16. Сумарното напрежение на базата управлява
колекторния ток по желания от нас начин. Но самото изменение на колекторния
ток не ни е нужно. За да получим колебания на напрежението, трябва да про-
78
Фиг.5.16
Базового напрежение управлява колекторния ток
Фиг.5.17
Принципна схема на усилвател
79
пуснем този ток през резистор. Променливото напрежение върху този резистор
може да бъде значително по-голямо от входното променливо напрежение. По
този начин получаваме желаното усилване на сигнала.
На фиг.5.17 е представена принципната схема на транзисторен усилвател.
Един отделен източник на напрежение създава нужното базово преднапрежение
^ве ^ве- е входното променливо напрежение, което трябва да се усили. Ко-
лекторният ток /с създава напрежителен пад Uc върху колекторния резистор
Rc. Когато не тсче колекторен ток, няма напрежителен пад върху колекторния
резистор и цялото захранващо напрежение Е се оказва между колектора и еми-
тера на транзистора. С увеличаване на колекторния ток напрежението Есе на-
малява, понеже върху /?с се създава напрежителен пад С/с Ес /с, а сумарното
напрежение UCE+UC е константно, равно на захранващото напрежение Е. Когато
колекторният ток достигне своя максимум, цялото захранващо напрежение пада
върху резистора Rc и напрежението UCE върху транзистора става равно на нула.
Транзисторът работи между тези две екстремни стойности. При това отделената
мощност Р = </Се7с не трябва да превишава максимално допустимата мощност
Р1Т1ах за дадения тип транзистор.
ДА ПРОЕКТИРАМЕ И ИЗРАБОТИМ ЕДНОСТЪПАЛЕН УСИЛВАТЕЛ ЗА СЛУШАЛКИ
За определяне съпротивлението на колекторния резистор Rc се нуждаем от
графичните характеристики [с £7Се> където при захранващо напрежение
Е = 9 V ще нанесем екстремната двойка стойности 1С = 0 mA, 1/СЕ = 9 V. От
тази точка тръгва една права линия, така наречената товарна права, върху която
са разположени всички възможни двойки стойности на тока и напрежението на
транзистора при дадено колекторно съпротивление. Ако трябва да се използуват
възможностите на транзистора по мощност, ще прекараме тази товарна права
близо до хиперболата на максимално допустимата колекторна мощност и върху
оста I(j ще получим втората екстремна точка. В нашия случай това не е необ-
ходимо. Ще зададем максималният колекторен ток да бъде /Стах 9тА, при
което получаваме „кръгла“ стойност за товарного съпротивление в колектора
Е 9V
Rr =- =-------= 1 kQ.
с I 9 mA
Ако желаем да разколебаваме напълно транзистора, т.е. до двете крайни стой-
ности, работната точка трябва да бъде разположена точно по средата между
тях. В нашия случай това е точка с координата /с 4,5 mA и UCE = 4,5 V
В такъв режим трябва да работи транзисторът преди прилагане на променливото
напрежение на базата.
1С
Според В «— токът на покой в базата трябва да бъде
7в
1С 4,5 mA
'»^‘“юГ=45тА-
За да спестим допълнителния източник на базово напрежение t/BE, като из-
точник на базовия ток на покой ше използуваме захранвашия източник Е. За
тази цел в схемата от фиг.5.18 е включен базовият резистор /?в. Колкото по-
високоомен е той, толкова по-малък е базовият ток. Съпротивлението му ще
« Iq Ir
определим, изхождаики от познатата зависимост В , откъдето /» %—. Тока
/в в
80
Uc Е
/с ще заместим с ——, а тока 1В— с —. Впрочем към Кв би трябвало да прибавим
и съпротивлението на участъка база—емитер, но тъй като то е много по-малко
Е 1 Uc
от самото съпротивление Яв, ще го пренебрегнем. Получаваме — . Да
к в В
базово съпротивление: RB ~
решим този израз по отношение на търсеното
В.Е
* ис
Фш .5. |<Х
Едностъпалсн усилвател за промен-
ливо напрежение
В избраната на фиг.5.14 работна точка на-
прежението Uc върху транзистора е равно на
половината от захранващото напрежение Е.
Е
Затова ще заместим ис = —, ще съкратим
полученото в числителя и знаменателя Е и ще
достигнем до окончателния вид на търсения
израз R^I.B.Rq.
За нашия започнат пример (7?с = IkQ,
ъ 100)'е нужен базов резистор R^~2.100.lkQ =
= 200 Ш. Ще използуваме миниатюрен три-
мерпотенциометър със съпротивление 500 kQ
за нагласяване на колекторния ток 4,5 mA. За
целта ще включим милиамперметър между
колектора и товарния резистор Rc. При свързване на тример-потенциометъра
трябва със сигурност да се убедим, че цялото му съпротивление е включено
между базата на транзистора и отрицателния полюс на захранващия източник.
При много малко базово съпротивление базовият ток става недопустимо голям
и може да разруши прехода база—емитер.
След нагласяване на работната точка трябва да свържем базата на транзис-
тора и към източник на променливо напрежение. За да не се промени вече
уточненият постояннотоков режим, ще използуваме кондензатор Св за пре-
хвърляне на сигнала към базата (фиг.5.18). Променливото напрежение, което
трябва да се усили, се прилага към делителя на напрежение Св—ЯВЕ, където
ЯВЕ не е някакъв допълнителен елемент,а съпротивлението на участъка база—
емитер. На базата попада само част от входното напрежение — напрежителният
пад върху ЯВЕ От характеристиката /в— Све на фиг.5.14 отчитаме, че за /в
= 45 цАе необходимо преднапрежение на базата С/ВЕ = 0,1 8 V Съпротивлението
, « 0,18 V
на участъка база—емитер е от порядъка на КВЕ = —— =-------- = 4 kQ От
/в 0,045 mA
глава 4 ни е ясно, че когато променливотоковото съпротивление на даден кон-
дензатор стане равно на съпротивлението на последователно свързания резистор,
върху всеки от тези два елемента ще па дне по около 0,7 от входното напрежение.
Освен това знаем, че капацитивното съпротивление намалява с нарастване на
честотата. Онази честота, при която капацитивното съпротивление на прехвър-
лящия кондензатор се изравни с входното съпротивление ЯВЕ, се нарича гранична
честота на усилвателя.
За да могат ниските честоти да се усилват също така добре, както и по-
високите, ще изберем базов прехвърлящ кондензатор с толкова голям капацитет,
че неговото съпротивление за честота 50 Hz да съставлява максимум една пета
част от ЯВЕ:
Яс = ~ Еве-
6 Радио и гелевизия...
81
Тук Rc не е колекторното съпротивление на транзистора, а капацитивното съ-
противление на кондензатора за прехвърляне на сигнала към базата. Формулата
е в сила за всички последователни С— Я-съединения в транзисторните усилва-
тели. При паралелно R—С-съединение ще използуваме дори Rc =— R.
Капацитетът на базовия кондензатор ще бъде около
1 5
® Rbe 2 л.5О s-*.4.103 Q и ‘
В усилвателите за звукови честоти, наречени още нискочестотни усилватели
или съкратено НЧ усилватели, се използуват базови прехвърлятпи кондензатори
с капацитет от 2 до 10 цН
Фиг.5.19
Детекторен радиоприемник с едностъпален НЧ усилвател
а) Усилвател с германиев PNP транзистор
Ь) Усилвател със силициев NPN транзистор
82
Фиг.5.19я показва, как да свържем НЧ усилвател към нашия детекторен ра-
диоприемник. Тъй като не си струва да се включва високоговорител към усил-
вател с един единствен транзистор, на изхода на нашия усилвател ще включим
слушалка. Местният предавател ще се чува добре. Можем да се убедим в усил-
вателните качества на транзистора, като превключим слушалката непосред-
ствено към детекторния радиоприемник. За да се чува все още нещо, в стаята
трябва да цари пълна тишина.
Да изработим аналогичен усилвател с нашия силициев транзистор! При ко-
лекторен резистор I kQ базовият резистор трябва да има съпротивление
Яв^ 2.185.1 kQ = 370 kQ. Отново ще използуваме тример-потенциометър
500 kQ. Коефициентът на усилване по ток е по-голям, ето защо базовият ток
е по-малък:
От характеристиките /в — t/BE на фиг.5.15 отчитаме базово преднапрежение
{/ВЕ 0,61 V Съпротивлението на участъка база—емитер е от порядъка на
п = 0,61------ _ 15 ц) т е Много по-голямо. Ето защо капацитетът на ба-
ВЕ 0,024 mA
зовия прехвърлящ кондензатор може да се намали на Св = 1 pF.
На фиг.5.196 е показано свързването на нашия НЧ усилвател със силициев
транзистор към изхода на детекторния приемник. И в този случай чрез три-
мер-потенциометъра Яв ще нагласим колекторен ток 4,5 mA.
СХЕМИТЕ С ГЕРМАНИЕВИ ТРАНЗИСТОРИ СА ОСОБЕНО ЧУВСТВИТЕЛНИ
КЪМ ПРОМЕНИТЕ НА ТЕМПЕРАТУРАТА
При два от нашите опита се убедихме, че с увеличаване на температурата
нараства обратният ток на германиевите диода, както и остатъчният колекторен
ток на германиевите транзистори. Ако един транзистор трябва да отделя голяма
мощност, близка до максимално допустимата, той ще се загрее, колекторният
му ток ще нарасне, при което ще се увеличи още повече отделяната мощност.
Резултатът е едно по-нататъшно загряване, което в края на краищата може да
доведе до разрушаване на транзистора. На това явление може да се противо-
действува чрез подходяща схема на свързване на транзистора.
Обикновено работната точка се нагласява така, че е изключено транзисторът
да се прегрее, т.е. отделяната мощност е значително по-малка от максимално
допустимата. Нои тогава са необходими мерки за стабилизиране на колекторния
ток. В това можем да се убедим чрез прост пример. Да приемем, че транзисторът
има остатъчен колекторен ток /СЕО = 125 цА при температура 20°С, захран-
ващото напрежение е 1 V, а колекторното съпротивление — 2 kQ. Максималният
колекторен ток ще изчислим по формулата
Токът в работната точка трябва.да бъде 0,25 mA. В опита с нашия германиев
транзистор установихме, че при загряване с около 10°С остатъчният колекторен
ток приблизително се удвоява. Обикновено се приема, че този ток се удвоява
на всеки 8 до 10°С. Ако остатъчният колекторен ток е бил 125 цА при 20°С,
при 30°С той ще се увеличи на 250 цА, а при 40°С — на 500 цА. При по-
нататъшното увеличаване на температурата остатъчният колекторен ток става
по-голям дори от предвидения от нас максимален колекторен ток. Работната
83
точка се е изместила толкова много, че транзисторът напълно губи своята
работоспособност и не е в състояние да усилва. Следователно температурната
стабилизация на работната точка е задължителна дори в този случай. Схемата
фиг. 5.20 а поддържа сравнително постоянен колекторния ток при колебания
на температурата. Базовият резистор е свързан между базата и колектора. Да
Ы
ФИ1.5.20
Схеми за температурка компенсация
а) Стабилизиране на колекторния ток чрез свързване на базовия резистор към колектора
Ь) Стабилизиране на крайно стъпало чрез емитерен резистор и базов делител
приемем, че вследствие загряване нараства колекторният ток. Тогава се уве-
личава напрежителният пад върху колекторния резистор Яс, колекторното на-
прежение намалява, а заедно с него намалява и базовият ток. Но намаляването
на базовия ток предизвиква намаляване и на колекторния ток, с което се ком-
пенсира до голяма степей температурного нарастване на този ток. По този
начин схемата стабилизира колекторния ток.
Съпротивлението на базовия резистор зависи от статичния коефициент на
1С
усилване по ток В на конкретния транзистор. В израза 1В ще заместим
В
ис
отново 1С с —-. Понеже базовият резистор Яв е свързан директно към колектора,
Rc
СР UCF
за базовия ток е в сила /в =——. Получаваме----- ~------.
Кв Яв В Rc
В двете страни на това равенство можем да съкратим UCE с Uc, понеже в
работната точка тези две напрежения са равни. Така достигаме до окончателния
израз за съпротивлението на базовия резистор R^^B.Rq.
За нашия експериментален германиев транзистор е нужен базов резистор
Rq^ 100.1 kQ = 100 kQ, а за силициевия транзистор с В = 185 се получава
~ 185.1 kQ 185 kQ. Ще използуваме подходящ тример-погенциометър и за-
почвайки от най-голямото съпротивление, ще нагласим колекторен ток 4,5 mA.
През базового съпротивление една част от усиленото напрежение се връща
към входа. Получава се така наречената отрицателна обратна връзка, която е
добре дошла, тъй като подобрява редица качества на схемата.
Но този начин на стабилизация е неприложим при крайни стъпала с изходен
трансформатор. Постояннотоковото съпротивление на първичната намотка на
трансформатора е твърде малко, ето защо колекторното напрежение е почти
равно на захранващото. Принципната схема на крайно стъпало с изходен транс -
84
форматор е показана на фиг.5\20 Ь. Базата получава твърдо преднапрежение
с помощта на базов делител, а в емитерната верига е включен резисторът RE.
При нарастване на колекторния ток вследствие загряване напрежителният пад
върху емитерния резистор ЯЕ се увеличава и отпушващото напрежение база—
емитер намалява. Но малките промени на това напрежение водят до големи
промени на базовия, а оттам и на колекторния ток, който почти напълно се
връща до зададената му стойност.
Върху емитерния резистор ЯЕ, свързан последователно на участъка база —
емитер, се губи много голяма част от напрежението на входния сигнал. В по-
вечето случаи това е нежелателно, понеже и изходното напрежение намалява в
същата степей. По тази причина паралелно на емитерния резистор RE е свързан
емитерен кондензатор СЕ с достатъчно малко капацитивно съпротивление за
всички честоти на сигнала. Дори за най-ниската честота Rc =— КЕ Например
при Re = 500 Q капацитетът на емитерния кондензатор трябва да бъде около
1 10
CF =7—7-------7“ = 7—77----1 ~ = 64 pF. Ще включим кондензатор с ка-
h 2n,f. КЕ 2 л. 50 s1.500 Q к
10
пацитет 100 pF.
ТРИ СХЕМИ ЗА СВЪРЗВАНЕ НА ТРАНЗИСТОРА
В повечето случаи транзисторите работят в схема общ емитер. Освен това
се използуват и схемите общ колектор и обща база. Схемите на свързване по-
лучават своего име в зависимост от електрода на транзистора, който е общ за
променливотоковите входна и изходна верига. Трите схеми на свързване са
показани на фиг.5.21. Най-важните им отличителни признаци са подредени в
следващата таблица.
Схема общ емитер Схема общ колек- тор (емитерен по- вторител) Схема обща база
Усилване по ток 10...300 10..300 1
Усилване по напрежение I0...30 <1 *10
Усилване по мощност < 10000 <1000 <1000
Входно съпротивление I...5kQ 0.01... 1MQ 10...50Q
Изходно съпротивление *10 kQ * 1 kQ * 100 kQ
Сравнението показва, че схемата общ емитер има определени преимущества
пред останалите, но и те имат известна облает на приложение. Например при
свързване на кристален микрофон или кристална грамофонна доза към усил-
вател трябва да се съгласува високото изходно съпротивление на сигналния
източник с ниското входно съпротивление на усилвателя. Подходяща за целта
е схемата общ колектор, която в случая изпълнява функцията на преобразувател
на импеданса (преобразувател на променливотоковото съпротивление). Тази схе-
ма на свързване се нарича още емитерен повторител, понеже напрежението на
емитера повтаря входното.
Схемата обща база на пръв поглед е неприложима. Наред с малкото й усил-
ване трудности създават и ниското й входно и високото й изходно съпротив-
ление. Но тя има едно голямо предимство, което не личи от таблицата: рабо-
тоспособност при твърде високи честоти. Ето зашо тази схема на свързване на
транзистора се използува често във високочестотната (ВЧ) техника.
85
Фиг.5.21
Схеми на свързване на транзистора
а) Схема общ емитер
Ь) Схема общ колектор
с) Схема обща база
6. ДА ИЗРАБОТИМ ИЗМЕРИТЕЛ НА ТРАНЗИСТОРИ
Най-голям интерес за нас представляват усилването по ток В и остатъчният
колекторен ток /СЕО. От измерването на други параметри на транзисторите ще
се откажем.
Измерителя на транзистори ще построим в съответствие със схемата от фиг.
5.13 за снемане на характеристики. Там използувахме три измерителни уреда
и два източника на напрежение. Но от схемата на усилвателя знаем как да
получим базов ток от източника на колекторно напрежение. По този начин ще
спестим източника на базово напрежение Ще икономисаме и измерителя на
базовия ток, като подберем подходящо базово съпротивление, така че при за-
хранващо напрежение 4,5V (плоска батерия) да тече ток ЮцА. Тъй като отпуш-
ващото напрежение база — емитер е около 0,1V при германиевите транзистори
и около 0,6V при силициевите транзистори, ще използуваме различии базови
съпротивления за двата вида полупроводник. Необходимото съпротивление при
4,5 V - 0,1 V
германий е RB =——-— = 440 kQ, а при силиций Яв
4,5 V - 0,6 V
= ------------- = 390 kQ. Ще свържем последователно R\ 390 kQ и R2
0,01 mA
= 56 kQ и чрезжлюч К\ ще закъсяваме по-нискоомния резистор при измерване
на силициеви транзистори (вж. фиг. 6.1). За да не се намали точността на нашия
измерител от неточност на базовото съпротивление, трябва да премерим дей-
Фиг.6.1
Схема на 1вмсри ic.im на ipaiiiiiciopn
ствителното съпротивление на двата резистора. Ако не разполагаме с омметър,
можем да измерим съпротивление по известния ни начин, използувайки източник
на напрежение, волтметър и амперметър.
При измерване на остатъчния колекторен ток чрез ключа К2 ще откачаме
базовия резистор от батерията, а при измерване на усилването ще го включваме.
Премахването на измерителя на базовия ток крие една опасност — при из-
тощаване на батерията базовият ток може да намалее чувствително под не-
обходимата стойност ЮцА, без дори да го забележим. Ето защо преди всяко
измерване трябва да проверяваме дали батерията е годна. За индикатор ще
използуваме същия уред, с който измерваме колекторния ток. Удобно е при
заредена батерия този уред да показва ток 1mA. За целта последователно на
милиамперметъра ще свържем резистор със съпротивление
4,5 V
R = ----- = 4,5 kQ.
3 1 mA
87
Какъв обхват трябва да има измерителният уред? Остатъчният колекторен
ток на маломощните германиеви транзистори има стойности между 50 и 500цА,
а коефициентът на усилване между 20 и 300. Подходящ е обхватът 1mA.
Авторът е използувал мултицет, поставен на обхват 1,5mA с 30 деления на
скалата, т. е. 50цА на всяко деление. Тази точност на отчитане е задоволителна.
Но дали обхватът 1,5mA е подходящ и при голям коефициент на усилване по
ток? Да приемем, че В = 300. При базов ток ЮцА ще протече колекторен ток
= 300 0,01mA = 3mA. В този случай трябва да превключим мултицета
на следващия по-голям обхват, например 6mA.
Не е изключено между предлаганите за радиолюбители извънтърговски тран-
зисторй да е попаднал някой с пробив между колектора и емитера, така че при
включване на транзистора към батерията да протече много силен ток. Нашият
измерител не издържа на такива претоварвания, ето защо той трябва своевре-
менно да покаже този дефект, който впрочем се среща често и вследствие не-
правилна работа с транзистора. След контрол на батерията следва проверка за
късо съединение. Тогава в емитерната верига се включва резистор, ограничаващ
тока на късо съединение до обхвата на уреда 1,5mA. Съпротивлението на този
4,5V
резистор трябва да бъде R. =----- = 3 кО.При пробит преход на транзистора
1,5mA
стрелката ще се отклони докрай. Всички транзистори, предизвикващи откло-
2
нение на стрелката, по-голямо от - от обхвата, са неподходящи за нашите цели
и не бива да измерваме техните параметри /СЕО и /с.
Превключвателят К3 има четири превключващи групи, с които се сменя едно-
временно поляритетът на батерията и на амперметъра, за да могат да се из-
мерват NPN и PNP транзистори.
Ако батерията ни се изтощи и не разполагаме с нова, можем да включим
външно напрежение от нашето токозахранващо устройство към буксите Б 1 и
Б 2.
Цялата схема освен измерителния прибор ще поместим в една малка кутия
като показаната на фиг. 6.2. Фиг. 6.3 ни позволява да хвърлим поглед към
монтажа на измерителя. Изводите на измервания транзистор ще защипваме с
крокодилчета, надянати върху банан-щекерчета. Транзистори с къси изводи,
напр. миниатюрно изпълнение в пластмасов корпус, ще включваме към цокъл
за транзистори със запоени парчета проводник, дълги по 20 mm.
Кутията на измерителя има размери 150 х 90 x30mm. Преди всяко измерване
на диод или транзистор ключовете Кх и К2 са отворени, а К4 — в положение
„Изкл.“ Измерването ще провеждаме в следната последователност:
1. Поставяме в положение „NPN44 или ,,PNP“ в зависимост от типа на из-
мервания транзистор.
2. Поставяме Кх в положение „Ge" или „Si" в зависимост от материала на
полупроводника.
3. Уточняваме изводите на транзистора и ги защипваме с крокодилчетата.
4. Превключваме К4 в положение „Контрол на батерията44; индикаторът трябва
да покаже ток 1mA.
5. Превключваме £4 до положение „Проверка за късо съединение44; индикаторът
трябва да се отклони най-много до две трети от цялата скала. При по-голямо
отклонение измерването задължително се прекратява.
6. Превключваме К4 до положение „Измерване44 и отчитаме остатъчния колек-
торен ток /СЕО
7. Затваряме К2 Индикаторът показва колекторния ток /с при базов ток
/в 10 цА. Ако стрелката достига до края на скалата, превключваме мул-
тицета на следващия по-голям обхват.
88
Фиг.6.2
Така изглежда измерителя! на транзистори
Фи! .6.3
Поглед вьрху монтажа на у ре да
89
8. Врыцаме и К2 в изходно положение.
Да разгледаме един пример, когато сме отчели остатъчен ток 0,15mA и ко-
лекторен ток 0,85mA. Статичният коефициент на усилване по ток е
/г icFo 0,85 mA - 0,15 mA 0,70 mA
IB 10 p A 0,01 mA
Вече трябва да ни стане ясно защо избрахме базовият ток да бъде тъкмо
ЮрА. След няколко упражнения ще можем да отчитаме направо усилването:
запомняме остатъчния ток в mA, изваждаме го от колекторния ток и получения
резултат умножаваме по 100.
Освен транзистори с нашия уред можем да измерваме и диоди. Катода за-
крепваме към колекторното крокодилче, а анода — към емитерното. При по-
ложение „NPN" на Ку положителният полюс на батерията се оказва свързан
към катода и диодът е запушен. Превключваме КА до положение „Проверка за
късо съелинение“ Евентуално отклонение на стрелката до края на скалата по-
казва късо съединение в PN прехода, т. е. диодът е негоден. Измерването трябва
да се прекрати. Само при неголямо отклонение можем да превключим до
положение „Измерване44 и да отчетем обратния ток. След това задължително
връщаме в положение „Изкл.“
Измерването на диод в право свързване става при положение ,,PNP“ на Ку.
Превключваме в положение „Проверка за късо съединение44 Отклонението
на стрелката трябва да бъде по-голямо от 1mA. Ако стрелката не се отклонява,
диодът е прекъснал и не може да се използува.
ВНИМАНИЕ! При свързване на диод в права посока не се допуска превключ-
ване на К4 в положение „Измерване44 Тогава диодът и измерителят на ток биха
се оказали непосредствено свързани към батерията и протичащият силен ток
може да ги разруши.
7. ЕКСПЕРИМЕНТИ С ПРОСТИ ТРАНЗИСТОРНИ НЧ УСИЛВАТЕЛИ
При твърде малко променливо напрежение едно транзисторно стъпало е не-
достатъчно и след първото трябва да включим второ и дори трето усилвателно
стъпало. Например на фиг. 7.4 е показана схема на двустъпален НЧ усилвател.
Кондензаторът С2 прекъсва достъпа на постоянного колекторно напрежение на
първия транзистор към. базата на втория. В колекторната верига на „крайното
стъпало44 е свързана първичната намотка на трансформатора Тр, към чиято
вторична намотка е включен високоговоршпелят Вг. Неговата конструкция е
представена на фиг. 7.1. Намотката, навита върху цилиндричното продължение
на мембраната, е поместена в полето на силен постоянен магнит. При протичане
на променлив ток през намотката тя ту се привлича навътре в магнитного поле,
ту се изтласква навън, а заедно с нея — и мембраната на високоговорителя,
която създава звукови колебания на въздуха. Повече подробности за високо-
говорителите са дадени в книгата „Електротехниката в саморъчни опити и кон-
струкции44
Намотката на високоговорителя е твърде нискормна - от 2 до 50 Q при
честота 1000 Hz. Ако това малко съпротивление се включи направо в колек-
торната верига на транзистора, крайното стъпало ще усилва незначително.
Да си припомним връзката между индуктивните съпротивления на две на-
мотки и техния брой навивки:
90
Постоянен
магнит
иодоижни
намотка
Мембрана
Фиг.7.1
Конструкция на динамичен високоговорител
Ni = Rlx
N22 Rl2
С помощта на изходен трансформатор можем да „превърнем“ ниското съ-
противление на високоговорителя R" в достатъчно голямо променливочоково
съпротивление R' за натоварване изхода на усилвателя (фиг. 7.2).
Фиг.7.2
Изходният трансформатор съгласува съпротивленията
f ървична Вторична намотка
N (Ni) Nh(N2)
МАЛКО СМЕТКИ ОКОЛО КРАЙНОТО СТЬПАЛО
При R1 1,8кЯ, R" = 8Я и N"
сформатора трябва да има
= 66 навивки първичната намотка на тран-
N' =
N".
IR' _ /1800 Я
\Ir"~ 66’V 8 Я
= 66.V225 = 66.15 = 990 нав.
Но с този „намалител на напрежението" няма ли да загубим по-голямата
част от усиленото напрежение? Да, но излъчената звукова мощност зависи от
електрическата мощност върху високоговорителя, т. е. от произведението от
напрежението по тока, а не само от напрежението.
За мощност 20mW при 8Q съпротивление на високоговорителя е достатъчно
ефективно напрежение
= s/p.R" = Vo,02 W.8 Я = Vo,16 V2 = 0,4 V.
91
Ефективният ток ще бъде 50mA, понеже 50mA 0,4V 0,02 W. Към пър-
вичната намотка трябва да се подаде значително по-високо променливо напре-
жение, затова пък променливият колекторен ток ще бъде много по-малък:
[Р /0,02 W /20 ,
- А - - А10 А = '/н mA -w тА-
Проектирането на крайното стъпало се различава съществено от проектира-
нето на предусилвателя с неговото чисто активно колекторно съпротивление.
При протичане на променлив ток през първичната намотка на трансформатора
върху нея се индуктира променливо напрежение с амплитуда, равна на самого
колекторно напрежение t/CE. Индуктираното напрежение се сумира с колектор-
ното, така че върховото напрежение между емитера и колектора може да до-
стигне до 2.UCF (вж. фиг 7.3). Понеже активното съпротивление на намотката
мине рано।па।а
е пренебрежимо малко, колекторното напрежение е приблизително равно
на захранващото Е. Ето защо не можем да изберем захранващо напрежение,
по-голямо от половината на допустимого напрежение колектор — емитер на
^СЕтах
съотьетния транзистор Е^----гт^с.
92
За транзистора GC 121 е посочено t/CEmax — 20V, така че можем да залазим
захранващото напрежение Е 9V на едностъпалния усилвател от фиг. 5.19.
Ще използуваме миниатюрен изходен трансформатор за транзисторен радио-
приемник и 8Q високоговорител с мощност O,1W Ако се пренебрегне напре-
жителният пад върху активного съпротивление на първичната намотка, колек-
торното напрежение в работната точка ще бъде 9V, а токът на покой през
транзистора
Е 9V / С А
I = — =-------/= 5 mA.
R 1,8 kQ'
При построяване на товарнаТа права се изхожда от удвоената стойност на
захранващото напрежение Е и променливотоковото съпротивление R Двете
крайни точки на правата имат координата t/CE = 18 V и /с = 0 mA, съответно
18 V
£7СЕ = 0 V и /с = Ю mA (вж. фиг. 7.36).
Работната точка А се намира върху товарната права над захранващото на-
прежение Е = 9V Постояннотоковата мощност, отделяна върху транзистора,
е Рс = UCE Ic = 9V 5mA = 45mW Тази мощност е по-малка от максимално
допустимата колекторна загубна мощност на избрания от нас транзистор. Про-
менливотоковата мощност е още по-малка. От фиг. 7.3а се вижда, че ефектив-
ното напрежение не може да стане по-голямо от.
Същото важи и за променливия ток
К
(вж. изводите във връзка с фиг. 3.7). Променливотоковата мощност
UcE _ £
V 2 2
Р~ =
Pc. т.е.
нашия транзистор GC 121:
5 mA л A
----- = 50 pA.
100
максималната променливотокова мощност на крайното стъпало е два пъти по-
малка от постояннотоковата мощност. При проектираното от нас крайно
стъпало можем да разчитаме на променливотокова мощност около 20mW. Ко-
лекторният ток в работната точка се нагласява чрез базовия делител на напре-
жение. Токът през този делител трябва да превишава 3—4 пъти базовия ток на
покой 7В .За
в в
Избираме ток през делителя 1аея = 4 50цА = 0,2mA. Общото съпротивление
на делителя трябва да бъде
Т, Е 9 V
RB = j— = тт—- = 45 kQ.
^дел mA
От характеристиката /в — С'ВЕ на фиг. 5.14 отчитаме за ток 7В = 50цА
напрежението t/BE = 0,18V Долният резистор на базовия делител (вж. фиг. 7.4)
трябва да има
о — Чве _
R5- — -
дел
съпротивление
0,18 V
—----- а 1 kQ.
0,2 mA
93
За R4 ще използуваме тример-потенциометър със съпротивление 50 kQ, с който
ще нагласим колекторния ток да бъде 5mA според показанието на мили-
амперметър в тази верига. Базовият прехвърлящ кондензатор трябва да има
капацитет, не по-малък от
1 5
С = --------- = ----------:---;— = 16 pF. Ще включим 20 pF/Ю V.
1 2 л.50 s-1.103 Q И
2 n.f.- R5
э Вг LP558
Фш .7.4
Детекторен радиоприемник с двусгьпален НЧ усилвател за 20 mW
изходна мощност
ЗА НЕПРЕТЕНЦИОЗНИ СЛУЧАИ — УСИЛВАТЕЛ С МОЩНОСТ 20mW
Изчисленото от нас крайно стъпало ще свържем заедно с едно предусилва-
телно стъпало към изхода на нашия детекторен радиоприемник. Крайният тран-
зистор може да бъде GC121, а предусилвателният — какъв да е германиев
нискочестотен. Ще подберем транзистор с възможно по-голямо усилване и малък
Фиг.7.5
Експериментална платка за опити с транзисторни схеми
а) Разположение на отворите за кабелните уши
Ь) Елементите монтираме така, че да можем лесно да ги сменяме
94
остатъчен ток. Когато предусилвателният транзистор има голям остатъчен ко-
лекторен ток, усилвателят шуми силно. Съпротивленията на резисторитс и
Я4 зависят от коефициентите на усилване В на двата транзистора. В работната
точка тече колекторен ток Ic 2,2mA, съответно /с = 5 mA
Удобно е да монтираме двустъпалния усилвател на малка експериментална
платка като показаната на фиг. 7.5а. Диаметърът на отворите зависи от диа-
метъра на кабелните уши, конто ще занитваме. Фиг. 7.6 показва разположението
на елементите и връзките между тях. Резисторите и кондензаторите трябва да
запояваме така, че разпояването им да не предизвиква затруднения. За целта
изводите им трябва да бъдат правилно огънати (вж. фиг. 7.5Z?). Ще запоим малки
цокли за транзисторите, за да можем бързо да ги сменяме. На фиг. 7.6 е показано
и свързването на милиамперметъра за нагласяване работната точка на крайното
стъпало. Преди включване на захранващото напрежение трябва да поставим
максималното съпротивление на R4 = 50kQ. Тогава токът на делителя, базовото
преднапрежение СВЕ, както и базовият, а оттам и колекторният ток са мини-
мални. С намаляване на съпротивлението нараства токът /с. След тази настрой-
ка можем да включим изхода на детекторния радиоприемник към входа на
усилвателя (точки 1 и 2). Според силата на приеманата станция ще нагласяваме
и чувствителността на усилвателя с потенциометъра на входа — на първо време
и тример-потенциометър върши работа. При нагласяване на максималната сила
на звука може да ни помогне милиамперметърът в колекторната верига. По
време на работа той трябва да показва 5mA. Отклонението от тази стойност
означава претоварване на крайното стъпало и чрез потенциометъра трябва да
намалим силата на звука. След това можем да откачим милиамперметъра и да
запоим мостче от проводник между точките А и В.
Разбира се, не трябва да очакваме кой знае какви качества на звука при 20mW
максимална мощност на усилвателя и миниатюрен високоговорител. Все пак
Фиг.7.6
Разположение на елементите на усилвателя с мошност 20 mW върху
експерименталната платка
95
звуковата картина може значително да се подобри при монтиране на високо-
говорителя към една от стените на затворена дървена кутия.
В нашата опитна постановка поставихме транзисторите в цокли, но в бъдеще
ще ги запояваме. Да се запознаем с някои основни правила при работа с полу-
проводниковите елементи: По време на запояване се допуска сравнително голямо
нагряване на резистор или кондензатор, но при същите условия германиевият
кристал на някой транзистор или диод може да се разруши. Ето защо изводните
краища на полупроводниковите елементи в никакъв случай не трябва да се
скъсяват под 10mm. По време на запояването съответният извод да се държи
с плоски клещи или с масивна пинцета за отвеждане на топлината. Поялникът
трябва да бъде силно загрят, за да се съкрати времето на запояване. Корпусът
на поялника трябва да бъде заземен, за да се гарантира безопасността на еле-
ментите при пробив в изолацията на нагревателя. Не се препоръчва огъване на
изводите на транзисторите и диодите, а когато това се налага, да става на
известно разстояние от корпуса. В противен случай стъклените проходници се
напукват, влагата прониква в корпуса, атакува кристала и след известно време
приборът престава да работи.
Преди монтиране на електролитни кондензатори трябва да ги разреждаме.
По този начин ще предотвратим евентуален пробив, напр. на участъка база—
емитер при свързване на зареден по невнимание кондензатор.
Преди всяка промяна в монтажа трябва да откачаме източника на захранващо
напрежение по време на експериментите — да контролираме консумирания ток
и да не боравим с метални предмета (напр. отвертки) около схема под напре-
жение. Наистина ние не сме застрашени, но същото не може да се каже за
транзисторите и диодите.
ЗА ПО-ВИСОКИ ИЗИСКВАНИЯ - УСИЛВАТЕЛ С МОЩНОСТ 2W
С транзистори от поредицата GDI50 до GDI80 с допустима разсейвана мощ-
ност 4W могат да се изработят крайни стъпала с изходна мощност до 2W. При
захранващо напрежение Е = 20V трябва С/СЕтах Да бъде поне 40V Ще изберем
транзистор GDI75 с ^cEmax = 48V Ще нагласим колекторния ток в работната
точка
4 W
----- = 0,2 А.
20 V
Рс
Е
ток може да се получи практически само при мрежово захранване. Ба-
Този
терийното захранване е нерентабилно.
Високата мощност изисква охлаждане
Постояннотоковата мощност 4W може силно да нагрее кристала и той да се
разруши. Температурата на колекторния преход Т} не трябва да превишава
75 С. Ето защо отделената топлина трябва да се отвежда в околния въздух чрез
подходящ радиатор. При околна температура T.d = 25°С температурната раз-
лика може да достига най-много до АТ = 7] — Та 75 С — 25'С = 50 К(с
К ще означаваме градуси температурна разлика).
Колкото по-малко е термичното съпротивление Ath между кристала и околния
въздух, толкова по-голяма може да бъде отделяната от транзистора мощност:
АТ
Kth
96
Термичното съпротивление по подобие на последователно свързаните елек-
трически съпротивления се състои от едно „вътрешно“ термично съпротивление
Kthi и едно „външно“ термично съпротивление /?tha /?thi зависи от типа на тран-
зистора и се дава от производителя. Например за GDI75 /?thi 7,5 K/W.
AT
Окончателното равенство гласи Рс ------1- Ktha
^tha
В това равенство всички величини са известии освен термичното съпротив-
ление /?tha на радиатора за охлаждане на транзистора:
АТ 50 К К _ К
Ktha" ~р~с ~ Rthd ~ Tw ” 7,5 w “ 5 W*
В приложението има графика (12), от която отчитаме, че при това термично
съпротивление е необходима площ на радиатора около 200 ст2. Охлаждащата
плоскост трябва да се разполага вертикално, за да може възходящият въздух
да отнема топлината.
Ако квадратната алуминиева ламарина с дължина на страната /
= х/200ст2 % 14 ст ни изглежда голяма, от алуминиеви ленти ще конструи-
раме радиатор със същата площ (вж. фиг. 7.9). След огъване и пробиване лентите
се свързват взаимно посредством винтовете за закрепване на транзистора; пред-
варително запояваме удължителни проводници към изводите на базата и на
емитера и нахлузваме шлаух за изолиране местата на спойките.
Да изчислим и навием изходен трансформатор
При проектирането на маломощного крайно стъпало от фиг. 7.4 беше зада-
дено товарного съпротивление R', приведено към първичната намотка на транс-
форматора. Беше известно захранващото напрежение Е. От тези две величини
Е
определихме тока на покой през крайния транзистор I =—
R.
В случая е известно захранващото напрежение Е и вече определихме тока на
покой I. Трябва да изчислим товарного съпротивление R', приведено към пър-
вичната намотка на трансформатора:
, Е 20 V
R = - = ------- = 100 Q.
I 0,2 А
Ще използуваме високоговорител с параметри 5Q, 3W. Трансформатора ще
изчислим според следните основни зависимости:
SFe = К8У|к8 = 20.^. ст2.
а = 0,012.x/sfe и
» /Л '.a /Hz.mm
N = k<>J^~tk<> = 4’510
V ^Fe-f У к£2
където 5Нс е напречното сечение на магнитопровода;
Р — изходната мощност;
./ — най-ниската честота;
а — ширината на въздушната междина;
R' — товарного съпротивление, приведено към първичната намотка на тран-
сформатора;
N — броят на навивките на първичната намотка.
При изходна мощност 2W и най-ниска честота 50 Hz напречното сечение на
магнитопровода трябва да бъде
/Hz , I~TW _ [~2 . л .
SF„ = 20. /—.cm2. /- = 20. /—cm2 = 4cm2.
Fe VW v 50 Hz V50
Ще изберем магнитопровод El 60. Въздушната междина служи за намаляване
на подмагнитващото влияние на постоянния колекторен ток. Ширината на въз-
душната междина а =0,012 \/4 ст2 = 0,24 mm. Трябва да осигурим въздушна
междина както върху средната част на магнитопровода, така и върху двата
странични (два пъти по-тесни) клона. Ето защо хартиената подложка трябва да
бъде дебела само 0,12 mm. Навивките на първичната намотка ще бъдат
N' = 4,5.105.
/Hz.mm /6,1 kQ.0,24 тт
kQ V 4 ст2.50 Hz
= 4,5.1O2V1,2
«500.
При определяне диаметъра на проводника трябва да вземем пред вид не само
постоянния колекторен ток Iq_ = 0,2 А, но и променливия Zc~- познатата
зависимост Р = R.IZ определяме
2 W
—— = 0,14 А.
100 Q
Първичната намотка се натоварва с ток
I1 = 1С_ + 1С~ = 0,2 А + 0,14 А = 0,34 А.
Проводникът за първичната намотка трябва да има диаметър
ГГ /0,34 A. mm2
d = 2. /— = 2. /-------------= 0,412 mm « 0,4 mm.
Vi.n V 2,55 An
Токът през вторичната намотка е
а диаметърът на проводника
, /0,63 A.mm2
d = 2. /----------= 0,54 mm « 0,6 mm.
V 2,55 А.л
За съгласуване на първичното съпротивление R' 100 Q към вторичното R"
5 Q е необходима вторична намотка с
М" f 5 Q
n" = n-/r= 5OOVTooq = ,10навивки-
Монтажът на трансформатора се извършва съгласно фиг. 7.7. Размерите на
макарата в милиметри според фиг.3.3 а са следните: = 40; а2 = Ь2 =
22; а3 Ь3 20; с = 29; d = 1.
Отначало навиваме първичната намотка, поставяме междинна изолация от
хартия и отгоре навиваме вторичната намотка.
98
Лаистна с ушички
зс запояване
Елемент за
закрепване
на лаистната
КоЖух
Изолация
от гетинакс
Хортиена
подложка
Е-ламели----
Макара
с намотки
Фиг.7.7
Сглобяване на изходния трансформатор
Емитерен повторнтел напасва (съгласува) крайното към предуснлвателното
стъпало
При усилване по ток В 50 базовият ток на крайния транзистор е /в
200 mA
=——— = 4 mA. Като приемем отново, че 17ВЕ 0,2 V, можем да определим
0,2 V
входното съпротивление ЯВЕ = ----- = 50 Q Това нискоомно съпротивление
4 mA
натоварва значително предусилвателя и многократно намалява неговото усил-
99
ване. Освен това прехвърлящият кондензатор към базата на крайния транзистор
трябва да бъде с много голям капацитет.
Ето защо между предусилвателния транзистор Т1 и крайния транзистор ТЗ
е включен емитерен повторител Т2 (вж. фиг.7.8). Емитерният ток /Е2 на Т2
образува базовия ток /вз на ТЗ. Но емитерният ток е приблизително равен на
колекторния. Ще използуваме равенството 1С2 = /е2 за получаване на
В2 ~ В2
Ако В2 = 80, базовият ток на покой през емитерния повторител ще бъде
_ 4 mA
о2 ол = О’О5 mA.
oU
Отношението на 1СЗ и /В2 представлява усилването по постоянен ток на двата
транзистора Т2 и ТЗ.
1СЗ 200 mA
В = — = ----------- = 4000.
1В2 0,05 mA
Фиг.7.8
Схема на усилвател с изходна мощност 2 W
Тази стойност се получава и като произведение на В2 и By
В2 В3 = 80 50 = 4000.
Ето защо можем да разглеждаме двата транзистора като един единствен с
извънредно голямо усилване по ток В = В2 В3.
Съпротивлението на участъка база—емитер на емитерния повторител Т2 е от
0,2 V
порядъка на ЯВЕ = ——-- = 4 к£2, а общото входно съпротивление на двата
0,05 mA
транзистора 7?вх = 4 Ш + 50 £1 % 4 к£2.
Съотношението между входното съпротивление на Т2 и неговото товарно
4000 Q
съпротивление е = 80, т.е. равно на коефициента на усилване по ток В2
на този транзистор. Оттук ще направим важен извод: входното съпротивление
100
на емитерния повторител е В пъти по-голямо от товарното съпротивление,
включено в емитерната му верига.
За /дел = 4. /В2 е необходимо съпротивление на базовия делител
20 V
R = ------- = 100 Ш
0,2 mA
Върху R5 трябва да се получи напрежителен пад, равен на базовото предна-
прежение на Т2 и на ТЗ, т.е. около 0,4 V. Съпротивлението на резистора ще
бъде
0,4 V
R, = л = Ш •
0,2 mA
Капацитетът на прехвърлящия кондензатор трябва да превишава стойността
5
2 2.Л.50.2.103 О Н
Избираме стандартната стойност 50 pF/Ю V
На предусилвателното стъпало от фиг.7.8 няма да се спираме, тъй като то
съответствува на предусилвателното стъпало на усилвателя с мощност 20 mW.
Транзисторът Т2 трябва да разсейва колекторна мощност Рс = 8V.4 тА =
32 mW Всеки нискочестотен транзистор може да работи без радиатор при
тези условия. Емитерният резистор Rb не изпълнява съществена функция в усил-
вателя. Той е предназначен да намали влиянието на остатъчния колекторен ток
на Т2. Ако напр. Т2 има /СЕО = 0,3 mA, без резистора Re този ток би се усилил
от ТЗ и неуправляемият колекторен ток на крайния транзистор ще бъде I =
Фиг.7.9
Монтажна схема на усилвателя с изходна мощност 2 W
101
50.0.3 mA 15 mA. Rb отвежда /СЕО и по този начин до голяма степей
компенсира този неуправляем ток 15 mA.
И този път ще монтираме усилвателя върху експериментална платка. Връзките
между елементите ще направим съгласно фиг. 7.9. Общият вид на монтирания
Фиг.7.10
Усилвателят с изходна мощност 2 W, монтиран върху експеримен-
тална платка
усилвател заедно с изходния трансформатор, но без високоговорителя е показан
на фиг. 7.10. В колекторната верига на ТЗ е свързан измерител на ток; чрез
тримерпотенциометъра R4 ще нагласим неговото показание да бъде 200 mA.
о
о
Фиг.7.11
Символично означение на НЧ усилвател
Този усилвател е подходящ за свързване не само към детекторния радио-
приемник, но и към грамофон или като елемент на разговорна уредба, с чиято
изработка предстои да се занимаем. Готовият нискочестотен усилвател ще участ-
вува като елемент в нашите бъдещи опити и ще го означаваме символично като
самостоятелен блок (вж. фиг.7.11).
Да изработим разговорна уредба
Схемата на разговорната уредба е показана на фиг.7.12. Ще използуваме въ-
гленов капсул от телефонен апарат. Няма да предявяваме големи претенции по
отношение на качеството; при предаване на говор въгленовият микрофон дава
задоволителни резултати. Той се състои от тънка въгленова мембрана с връх,
102
вкаран в чашка с въгленови зърна (вж. фиг.7.13). При свързване на микрофона
последователно с товарен резистор към източник на постоянно напрежение през
тях протича постоянен ток. Когато говорим пред мембраната, звуковите вълни
я разколебават и конусът притиска с променлива сила въгленовите зърна в
НЧ усил-
Ьстел
Фиг.7.12
Схема на разговорната уредба
гоборител
чашката. Съпротивлението между зърната, а оттам и протичащият ток се из-
менят в такт със звуковите колебания. Променливият ток създава напрежителен
пад със звукова честота върху товарния резистор. Това променливо напрежение
се подава към входа на нашия усилвател.
Фиг.7.13
Конструкция на въгленов микрофон
Постоянното напрежение за микрофона се получава от източника за захран-
ване на усилвателя. За да не се претовари микрофонът, понижаваме това на-
прежение чрез филтър, който същевременно намалява и пулсациите на микро-
фонното напрежение. Капсулата вграждаме в подходяща цилиндрична пласт-
масова кутийка от крем или нещо подобно. На дъното на кутийката пробиваме
три отвора — един централен с диаметър 5 mm и два периферии с диаметър
по 3,5 mm на разстояние по около 8 mm от цилиндричната стена. Към пери-
ферните отвори чрез винтове и гайки М3 прикрепваме контактни ленти и пло-
щадки за запояване на изводите, както е показано на фиг.7.14. Подходящи за
103
целта са месинговите ленти от изтощени плоски батерии 4,5 V Пластмасовата
кутия с микрофона, както и товарното съпротивление и филтъра поместваме в
подходяща консервена кутия. За екраниране от външни смущения свързваме кор-
пуса на кутията към масата на схемата и подаваме сигнала към усилвателя с
помощта на ширмован кабел. Микрофона свързваме по следния начин: актив-
Пластлласова
кутийка
Контактна пера от
ллесангова ламарина
Ширллован___
кабел
Микрофонен
капсул
Притискощ пръстен
п (проводник с винала-
1 това изолацая)
_ Консервена кутая с
бътрешен даометър
52 тт
9
9
Фиг.7.14
Микрофонът в разрез
Кабелна
уши
Стойка върху
лалларината
-20V |0
Фиг.7.15
Разговорната ни уредба
104
ния край на ширмования кабел — към точка 1 от входа на усилвателя, шир-
мовката — към точка 2 (масата), а проводника на филтъра — към —20 V
Микрофона и високоговорителя трябва да поставим в отделяй помещения.
В противен случай нашата уредба ще започне да „пищи“ Този ефект на са-
мовъзбуждане ще разгледаме по-късно.
Фиг.7.16
Разговорната уредба (а) може да разреши своя радиус на действие
(Ь) чрез включване на радиопредавател и радиоприемник във вери-
гата на сигнала
Общият вид на разговорната уредба е по-
казан на фиг.7.15. Приятно забавление!
Микрофонът преобразува звуковите треп-
тения в електрически. Усилвателят усилва
електрическите трептения, за да могат да раз-
клатят мембраната на високоговорителя до
получаване на желаните звукови трептения в
приемната страна. На фиг.7.16 а е дадена бло-
ковата схема на една разговорна уредба. По-
сочен е само пътят на сигнала, а захранващите
напрежения са пренебрегнати. Това е най-про-
стият начин за изобразяване на електронна
схема.
Радиусът на действие на разговорната уред-
ба може да се разшири чрез включване на ра-
диопредавател и радиоприемник (фиг.7.16 Ь).
След усилване сигналът от микрофона се по-
дава към радиопредавателя, който посред-
ством антената Ах излъчва електромагнитни
вълни в пространството. Чрез приемната ан-
тена А2 това излъчване се отвежда към радио-
приемника. Тук става обратного преобра-
зуване до трептения на напрежението със зву-
кова честота, конто трептения се усилват и
подават към високоговорителя. С процесите
в радиопредавателя ще се запознаем по-късно.
Сега предстои да изработим радиоприемник
с високоговорител. За целта ще свържем нашия
прост детекторен радиоприемник вместо мик-
рофона към входа на нискочестотния усилва-
Фиг.7.17
Конструкция на озвучителното тяло
а) Така изрязваме предната плоское!
hl При закрепване на високо! овори геля подла-
1аме !умени шайби
105
тел. Високоговорителя заедно с изходния трансформатор вграждаме в дървена
кутия с размери 210 mm х 240 mm х 100 mm. Върху лицевата плоскост из-
рязваме два отвора (фиг.7.17 а). От задната страна закрепваме високоговори-
теля, а предната покриваме с декоративен плат. За избягване на нежелателни
резонансни явления при закрепване на високоговорителя подлагаме гумени шай-
би (фиг.7.17 Ь). Един перфориран картон ще образува задната стена на озву-
чителното тяло. За доброто оформяне на външния му вид ще ни стимулира
фиг.7.18.
Ф|Ц .7 is
Свързване на детекторния радиоприемник към нискочесготния ycn.iuaic
Връзката между детекторния радиоприемник и усилвателя се осъществява с
ширмован проводник, при което ширмовката отново свързва двете маси. С
парче проводник (1 до 2 метра) в ролята на антена се приемат добре местните
радиопредаватели. За приемане на по-голям брой програми е нужна добра
външна антена.
Сега можем успешно да определим влиянието на антенния кондензатор. Ако
го дадем накъсо, силата на приеманата станция малко се увеличава, но според
обстоятелствата може да се чуе като фон втори и дори трети предавател Ре-
зонансният кръг се възбужда по-силно, но същевременно намалява неговата
селективност.
МОЖЕ И БЕЗ ИЗХОДЕН ТРАНСФОРМАТОР
Досега проектирахме два нискочестотни усилвателя и установихме, че нис-
коомният високоговорител не бива да се включва непосредствено като товарно
съпротивление на крайния транзистор, а посредством изходен трансформатор
за съгласуване на съпротивленията. Но заедно с увеличаване на мощността
намаляваше и товарното съпротивление, приведено към първичната намотка на
трансформатора. За усилвателя 20 mW то беше R' 1,8 кП, а за усилвателя
2 W — само 100 Q. Възниква въпросът: Не може ли транзисторно крайно стъпало
да работи и направо с 5-омовия товар на високоговорителя?
106
U2CE
Мощността, отделяна върху товара R на транзистора, е Р =-----. Оттук мо-
R
жем да определим колекторното напрежение за случая, когато товарът е ви-
сокоговорител 3 W, 5 Q.
UrF = y/KR = х/з W.5 Q = 4 V.
СЕ
Колекторният ток на покой трябва да бъде
3 W
7V = °’75 А’
Р
1С =----
с иСЕ
Но в този случай вече не можем да пренебрегнем активното съпротивление
на бобината на високоговорителя. Трябва да го измерим и ако се окаже, че е
примерно 3 Q, трябва да повишим с A U захранващото напрежение Е спрямо
колекторното С/СЕ, където АС/ = 3 Q.0,75 А = 2,3 V
Захранващото напрежение трябва да бъде
Е = С/СЕ + АС/ = 4 V + 2,3 V = 6,3 V.
Следователно не е задължително използуването на толкова високоволтов
транзистор като GD 175, а е достатъчен GD 160 и дори извънтърговският GD
150. Също и радиаторът ще е по-скромен по размери. За 3 W загубна мощност
50 К
------------------------------------------------------------------- 7,5
3 W
е допустимо външното термично съпротивление да бъде Rtha
К К
— = 9,2 — Охлаждащата площ може да се намали на 80 сгтг.
Ако отново изберем краен транзистор с коефициент на усилване по постоянен
750 mA i г А
ток В 50, базовият ток на покой ще бъде /в = ——— = 15 mA.
Един емитерен повторител с В = 100 отново ще се погрижи да увеличи
достатъчно входното съпротивление. Това транзисторно стъпало трябва да раз-
сейва мощност Рс 6 V 15 mA 90 mW
Фиг.7.19
Схема на безтрансформаторен НЧ усилвател с изходна мощност 1.5 W
Ще използуваме транзистор тип GC 121.
Ако обаче крайният транзистор има усилване само В 25, натоварването
на емитерния повторител ще нарасне на Рс = 6 V.30 mA = 180 mW и трябва
да изберем по-мощен тип транзистор GC 301. И в двата случая трябва да
снабдим транзистора с радиатор във вид на малка охлаждаща ламаринка.
107
На фиг.7.19 е показана схемата на нашия НЧ усилвател с 1,5 W безтранс-
форматорно крайно стъпало. Ще настроим токозахранващото устройство да
дава 6,5 V постоянно напрежение. Токът на покой през крайния транзистор ще
контролираме с амперметър във веригата на отрицателния полюс и чрез А4 ще
го настроим да бъде 0,75 А.
СИЛИЦИЕВИТЕ ТРАНЗИСТОРИ МОГАТ ДА СЕ СВЪРЗВАТ ГАЛВАНИЧНО
Свойството на силициевия PN преход да се отпушва едва при подаване на
право напрежение над 0,6 V води до предимството, че базата на един силициев
транзистор може да се свърже галванично, т.е. без прехвърлящ кондензатор,
към колектора на предишния. При тристъпалния усилвател на фиг.7.20 а са
Фиг. 7.20
Усилвател с галванична връзка между транзисторите
и/ за слушалка
h> за bmcokoi овори1 ел (изходна мошноси 40 mW)
изпълнени условията Г/ВЕЗ = (/СЕ2 и t/BE2 (/СЕ1 « 0,6 V. При захранване с
един елемент 1,5 V и понижаване на захранващото напрежение на Т1 и Т2 до
2.0,6 V = 1,2 V колекторният ток на всеки от тези два транзистора ще бъде
108
1,2 V - 0,6 V
3,9 kQ
0,16 mA. През резистора R4 протичат два такива тока
1,5 V - 1,2 V 0,3 V
и неговото съпротивление трябва да бъде R4 = —2оТб—А— =032—А ~
% 1 kQ. Работната точка на тристъпалния усилвател можем да настроим с Я5,
като прекъснем веригата в точка А и измерим тока през крайния транзистор,
1,5 V
който трябва да бъде Тез =-------- » 1,5 mA. В схемата могат да се употребят
2.470 Q
силициеви транзистори SF215, SF216 или други с В » 100.
С малки изменения можем да пригодим този усилвател за работа с високо-
говорител. За целта увеличаваме R5 на 2 MQ, а колекторния резистор А6 =
470 Q заместваме с първичната намотка на изходен трансформатор с R = 250
Q при товар R 8 Q. При захранващо напрежение 4,5 V токът на покой на
4,5 V
ТЗ трябва да бъде /сз 18 mA. Крайният транзистор ще отделя
постояннотокова мощност Rc = 18 mA.4,5 V = 80 mW, т.е. можем да разчитаме
на полезна* изходна мощност от порядъка на 40 mW, достатъчна за непретен-
циозно озвучаване на стая.
След включване на захранващото напрежение изминават 3 до 4 секунди, преди
да заработи усилвателят от фиг.7.20 Ь. Символичното представяне на тристъ-
палния усилвател може би изглежда необичайно, но едно сравняване с фиг.
7.20 а ще изясни всичко. Чрез този нов начин на представяне на цяла трупа
електронни елементи ще хвърлим кратък поглед върху един перспективен клон
на полупроводниковата техника, развиваща се неудържимо през последните го-
дини.
8. МИКРОЕЛЕКТРОНИКА - ИНТЕГРАЛНАТА СХЕМА ЗАМЕСТВА ГО
ЛЯМ БРОЙ ЕДИНИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ
Вече споменахме, че дифузионната техника е основа на масовото производство
на диоди и транзистори. Върху една кръгла полирана плочка от силиций с
диаметър около 25 mm и дебелина около 0,2 mm се изработват едновременно
около 1 000 транзистора. След тяхното изпитване и маркиране на дефектните
екземпляри плочката се нарязва и отделните транзистори се снабдяват с изводи
и се монтират в отдел ни корпуси.
Тогава вземаме три отдел ни транзистора и отново ги евързваме заедно в
схемата от фиг.7.20. Трите емитера съединяваме в обща точка, а две от базите
— съответно към други два колектора. Нима това не е парадокс? Не е ли по-
близко до ума, цветната част на фиг.7.20 а, означена символично на фиг.
7.20 /?, да се отдели като цяло от силициевата плочка, да се затвори в един един-
ствен корпус и да се означи като интегрална схема, от която да излизат самс;
изводите, необходими за евързването й в общата схема?
Да хвърлим поглед върху отделните етапи при производството на интегрални
транзистори и резистори! (За кондензатори се използуват PN преходи в обратно
свързване, а интегрални бобини не се произвеждат.)
Високоомна подложка от р-силиций се поставя при температура над 1000°С
в газообразна атмосфера, съдържаща съединение на N-силиций. Върху подлож-
ката израства тънък 4 до 25 цт слой от монокристален N-силиций. Този процес
109
Ултравиолетови лъчи
Фотошаблон
Фотолак
Слой St О?
----Епитаксиолен
слой N Si
----Високооллно
' подлоЖка от PS/
„Дифузионни
прозорци "
б слоя Si Оз
Селективно Р-дисрузия
в епитаксиалния
Ы-слой
„Изолирони
остробчетс "
в Р-областта
Дифузия на бозови
и но съпротиви -
телни области
Дифузия но
емитерни области
д)
Нанасяне изводите
на интегрален
NPN транзистор
Наносяне изводите
на интегрален
резистор
Фиг.8.1
Етапи при изработката на интегрална схема
в е с
И
110
е известен като епитаксия. Върху слоя от N-силиций с помощта на въздух се
образува защитно покритие от силициев двуокис (Si02). Това покритие трябва
да се премахне на определени места, където е необходимо да се смени типът
на проводимост чрез дифузия на примеси. Снемането на покритието става по
фотоспособ чрез нанасяне на фоточувствителен лак и пропускане на ултравио-
летова светлина от кварцова лампа през маска, която определя кои области да
се осветят (фиг.8.1 а). Неосветените места от лака се отделят при проявяването,
а осветените полимеризират. Следва ецване, което отваря „дифузионни прозор-
ци“ в слоя от силициев двуокис, там, където той не е защитен с полимер от
фотолака (фиг.8.1 Ь). През тези прозорци се осигурява дифузия на примеси, при
което в епитаксиалния N-слой се образуват P-области (фиг.8.1 с). По този начин
цялата епитаксиална N-област се разделя на изолирани N-островчета в Р-област
(фиг.8.1 d). За всеки транзистор е необходимо отделно островче. Възможно е
създаването на няколко резистора в едно островче.
След това описаните дотук операции се повтарят в същия ред, но този път
в изолираните островчета дифун дират примеси за образу ване на P-области. Това
се прави навсякъде, където трябва да се образува резистор или базова облает.
Те могат да се видят в разрез на фиг.8.1 е или в поглед отгоре на фиг.8.2.
След базовата дифузия се извършва емитерната дифузия (фиг.8.1 /), като в
базовия P-слой се вгражда последният N-слой.
3
Фиг.8.2
Интегрална схема на тристъпален усилвател
Накрая чрез вакуумно изпарение се нанасят метални площадки за изводите
на транзисторите и резисторите (фиг.8.1 g и й), както и за връзките между тях.
Изводните площадки се виждат ясно на фиг.8.2. Те са изобразени с по-светли
(с по-малка плътност на точките) области за разлика от връзките между еле-
Ю»! !>!! О
е)
Фиг.8.3
Интегрални схеми за предусилватели
а) МАА 125,
МАА 145
Ь) МАА 225,
МАА. 245
с) МАА 325,
МАА 345
d) МАА 435
е) МАА 525
f) MBA 225,
MBA 245
112
ментите, изобразени като по-тъмни (с по-голяма плътност на точките) области.
Отделните N-островчета са оградени от Р-област, показана щриховано. Върху
трите малки островчета долу се различават трите транзистора Т1 до ТЗ, а
в по-голямото островче горе — четирите резистора. Необходимите изводи на
усилвателя са изведени по краищата на подложката, откъдето чрез тънки ме-
Фиг.8.4
Безтрансформаторен НЧ усилвател в ингегрално изпълнение
а) Интсгрална схема МА0403 на Тёсла
Ь) Пълна схема на усилвател с изходна мощност 2 W
8 Радио и телевизия...
113
тални жички получават връзка с крачетата на интегралната схема. Цялата по-
лупроводникова пластинка (чип), показана силно увеличена на фиг.8.2, в същност
има площ, по-малка от 1 mm2, и се помества в корпус, подобен на транзисторния.
Интегралната схема съответствува на оцветената част от схемата на фиг.7.20.
На фиг.8.3 са показани няколко от най-простите интегрални схеми от асор-
тимента на чехословашката фирма Тёсла. Всички резистори имат съпротивление
3,5 kQ. Касае се за интегрални схеми, аналогични на нашата, съставена от
дискретни елементи. Предназначени са за изработка на предусилватели. Схемата
на фиг.8.3 f съдържа два еднакви усилвателя, съответствуващи на фиг.8.3я, и
е подходяща за стереоуредба. Допустимата разсейвана мощност на всяка от
тези интегрални схеми е 300 mW. Максималното напрежение за първия от всяка
двойка посочени типове е 7 V, а за всеки втори — 12 V Схемите са поместени
в корпус 17 (вж. вътрешната страна на задната корица) като транзисторите SF
021 до SF150. Разликата е само в броя на изводите.
Но интегралната техника е подходяща не само за създаване на предусилватели.
Голямото й предимство изпъква при изграждането на по-сложни схеми. За при-
мер може да послужи показаната на фиг.8.4 интегрална схема, предназначена
за цялостен НЧ усилвател с безтрансформаторно крайно стъпало. Тук са ин-
тегрирани 7 резистора и 14 транзистора. В двете предусилвателни стъпала ра-
ботят транзисторните комбинации Tl, Т2, ТЗ и Т4, Т5, Тб. Драйверното стъпало
е реализирано с Т7 и Т8, а крайното — с Til, Т12 и Т14. Транзисторите T9,
Т10 и Т13 имат късо съединение между база и колектор и изпълняват функциите
на диоди.
От фиг.8.4 b става ясно какви допълнителни елементи са необходими при
изграждането на усилвател с 2 W изходна мощност. Към изводите 3 и 8 трябва
да се запои 1mm медиа ламарина с площ около 20 ст2 за отвеждане на отде-
лената топлина.
Този кратък обзор ни показа в каква насока се развива съвременната полу-
проводникова електроника, която с течение на времето ще предлага на паза-
ра все по-съвършени интегрални схеми на все по-достъпни цени.
9. ПОЧТИ АНАХРОНИЗЪМ: НАРЕД С ИНТЕГРАЛНИТЕ СХЕМИ —
ЕЛЕКТРОННИ ЛАМПИ
Извънредно високото качество на възпроизвеждане на нашия детекторен ра-
диоприемник положително ви е учудило. В същност това засяга само местната
радиопрограма. Защо този толкова прост прибор, при това съдържащ и соб-
ственоръчно изработени елементи, има толкова добро възпроизвеждане на звука
и какъв е изобщо принципът на безжичното предаване на информацията, това
все още не е ясно. Остават открити и редица други въпроси. На тях ще си
отговорим постепенно с помощта на подходящи експеримёнти. Разбира се, ще
започнем отново с нашия радиоприемник. В токовата верига антена — земя
(вж. фиг.2.9) е включен резонансен кръг (вж. фиг.4.12), възбуждан до максимални
трептения на собствената му честота. Следователно предавателят влияе по ня-
какъв недоловим от нашите сетива начин върху нашата приемна антена, така
че в нея текат токове с висока честота. Нашите досегашни измерителни уреди
не са подходящи за индикация на тези малки променливи токове с висока чес-
тота. Ние се нуждаем от електронен осцилограф — уред, който може да ре-
114
гистрира подобии електрически трептения. Преди това обаче трябва да се по-
занимаем по-подробно с електронната лампа.
КАКВО ТРЯБВА ДА СЕ ЗНАЕ ЗА ЕЛЕКТРОННАТА ЛАМПА
Основните физически процеси на радиото и телевизията са били изяснени още
преди откриването на електронната лампа, но тъкмо този елемент даде въз-
можност за тяхното широко приложение в съобщителната техника. Да проведем
серия от опити, конто ще ни запознаят с характерните особености на елек-
тронната лампа.
Дефектна лампа за фар в ролята на електрически вентил
Необходима ни е дефектна лампа за фар на мотопед 6V/15 + 15 W, чиято
жичка за къси светлини е прекъснала, както е показано на фиг.9.1. Да запоим
три проводника към цокъла и да свържем лампата към нашето токозахранващо
Жичка за къси светлини
Прегорял извод на Жичката
за къси светлини
Жичка за дълги светлини
f
Г
Фи1.9.1
Вместо електронна лампа ще използуваме дефектна лампа от фар
устройство последователно с милиамперметър и резистор 47 kQ (фиг.9.2). Не
протича ток. В това няма нищо чудно, тъй като токовата верига се прекъсва
вътре в лампата.
В следващия опит ще пропуснем ток през жичката за дълги светлини. За целта
между двата и края прилагаме променливо напрежение 6,3 V Въпреки че то-
ковата верига все още е прекъсната вътре в лампата, този път милиамперме-
търът индикира протичането на ток около 2 mA. Как е възможно това?
В жичката за дълги светлини се намира голям брой електрони, обуславящи
нейната електропроводимост. Тези електрони не могат самостоятелно да на-
пуснат пределите на метала, освен ако получат достатъчно голяма външна енер-
гия, например под формата на топлина. Тогава те могат да излитат, образувайки
електронен облак около нажежената жичка. Явлението се нарича термоелек-
тронна емисия. Тъй като са отрицателно заредени, електроните се привличат
от положителния полюс на сравнително високоволтовия източник на напреже-
ние. Но при размяна на неговите полюси ток не протича. В това можем да се
убедим опитно (фиг.9.2 с). Сега положителният полюс, свързан към загрятата
жичка, се опитва безуспешно да привлече електрони от жичката за къси светлини,
която е студена и не излъчва електрони. Стрелката на милиамперметъра не се
отклонява от нулевото деление.
115
Фиг.9.2
Опити с лампа от фар
а) Елекрическага верига се прекьсва
в лампата и не прогмча ток
Ь) След зшряване на жичка га за дъл-
ги светлини във верш а га протича i ок
< > При свързване на положителния
полюс към горешия електрод. гок не
тече
Фш 9.3
Конструкция и схемно означе-
ние на лампов диод
Най-простата електронна лампа представлява
стъклен или метален балон, от който е изпомпан
въздухът и в който са монтирани една отопли-
телна жичка ff и един метален електрод, наречен
анод (а). Отоплителната жичка служи едновремен-
но и за катод(к). Такъв беше и случаят при нашия
опит съгласно фиг.9.2, когато отоплителната ве-
рига и веригата на анодния ток имаха обща точка.
Обикновено това е нежелателно, ето защо пове-
чето лампи имат индиректно отопление. Катодът
се оформя като отделна тръбичка около отоп-
лителната жичка. Конструкцията на тази двуелек-
тродна лампа (двата електрода са катодът и ано-
дът) и схемного и означение са показани на
фиг.9.3. Често пъти отоплението не ни интересува.
Тогава се използува второго означение, при което
отоплителната жичка не е показана, а нейното
съществуване се подразбира. Двуелектродната
лампа се нарича още диод (гръцки: ди = две). Вече
разбрахме за какво може да се използува. Когато
катодът е отрицателен спрямо анода, протича ток,
а при смяна на поляритета токът спира. Впрочем
сега става ясно защо и полупроводниковият из-
правител се нарича диод.
Протичащият през лампата ток се нарича ано-
ден ток /а, а напрежението, приложено между ано-
да и катода — анодно напрежение U.A.
116
Токът може да се управлява с триод
Освен като изправител електронната лампа може да работи и като генератор
или усилвател на различии сигнал и. Но за целта трябва да има и трети електрод,
който в конкретния случай има вид на спираловиден проводник между катода
и анода (фиг.9.4). Тази лампа се нарича триелектродна или триод, а третият
й електрод — управляваща решетка.
Фиг.9.4
Конструкция и схемно означение на лампов триод
Следващия опит ще поведем съгласно фиг.9.5 а. Ще използуваме триода ЕС
92. Лампата ще поставим в цокъл, към чиито пера запояваме съединителните
проводници. Схемата на цокъла е показана на фиг.9.5 Ь. Не трябва да забравйм
да свържем непоказаното на схемата (фиг.9.5 а) отоплително напрежение
6,3 V, без което не може да протече аноден ток. Освен това подаваме 200 V
анодно напрежение и 7 V отрицателно (запушващо) напрежение на решетката.
Измерваме анодния ток. Той е около 0,1 mA. След това измерваме анодния ток
и при решетъчно напрежение —6 V, —5 V, —4 V, —3 V и 0 V. В последния
случай откачаме източника на решетъчно напрежение и правим късо съеди-
нение между решетката и катода. При всяка стойност на решетъчното напре-
жение отчитаме анодния ток и получените двойки стойкости нанасяме върху
диаграма като начертаната на фиг.9.5 с. Получаваме анодно-решетъчната ха-
рактеристика при анодно напрежение 200 V. От хода на характеристиката става
ясно, че анодният ток може да се управлява чрез решетъчното напрежение,
откъдето следва, че и лампата подобно на транзистора е способна да работи
като усилвател. Но няма да се спираме повече на това възможно приложение,
а ще се занимаем с най-важния елемент на осцилографа — една особена елек-
тронна лампа, наречена още електроннолъчева или осцилографна тръба. Един
от нейните роднини е известен на всеки от нас. Това е кинескопът на телеви-
зионния приемник. Неговият екран има по-голяма площ.
Принципната конструкция на осцилографната тръба е показана на фиг.9.6. В
гърлото на обезвъздушената стъклена колба между другото се намират една
117
отоплителна жичка, една катодна тръбичка и анод, пробит в центъра, за да
могат електроните да преминават покрай него и да бомбардират екрана. Засега
няма да се интересуваме от останалите електроди.
Фиг.9.5
Характеристика на триод
а) Схема за снемане зависимостта на анодния ток от peuiei ьчното на прежен
Ь) Схема на цокъла на триода ЕС 92
с) Характеристика /а — ид на ЕС 92
Фокусираща решетка д2
Отоплителна скачка-f
Катод-------------
Венелтоб електрод -д1
Анод--------------q
Плочи за Плочи за
бертикално хоризонтално
Фокусираща Отклонителна Стъклен Сбетещ
систелла систелла балон екран
Фиг.9.6
Конструкция на осцилографна тръба
118
ОПИТИ С ЕЛЕКТРОННОЛЪЧЕВА ТРЪБА
Да опитаме сами какво ще се случи, когато подадем отоплително и анодно
напрежение на осцилографната тръба по същия начин както при ламповия диод.
Бихме могли да си потърсим тръба с диаметър на екрана 40 mm или 60 mm,
но най-добре е да започнем опитите си направо с тръбата B7S2, чийто диаметър
на екрана е 75 mm, т.е. електроннолъчева тръба, подходяща както за нашия
бъдещ осцилограф, така и за нашия бъдещ телевизионен приемник. Цокълът на
B7S2 е показан на фиг.9.7. Освен неговите 14 крачета за свързване на осцило-
а2
у Шепселно съединение
6 эрху стънления балон
Фиг.9.7
Схема на цокъла на осцилограф-
ната тръба В7 S2
Фиг.9.8
Експериментална стойка за осцилографната тръба
а) Опори
Ь) Плоча за буксите
119
графната тръба в електрическата схема ще използуваме и щепселното съединение
върху стъкления бал он. Отначало ще изработим една временна експериментална
стойка, а дотогава трябва да държим ценната осцилографна тръба във фаб-
ричната й опаковка, за да я пазим от повреда. От дъска с дебелина 8 mm
изрязваме две опори (фиг.9.8 а), едната от които с полукръгъл изрез с радиус
Фиг.9.9
Нашата експериментална стойка
Фиг.9. К)
Схема на свързване на експсрименталната стойка
120
25 mm, а другата—с такъв с радиус 38 mm. В точките А и В поставяме винтове
за дърво или за метал, чиито глави да стърчат на около 5 mm от дървото. От
3 mm дебел гетинакс изработваме плоча за буксите съгласно фиг.9.8 Ь. През
отворите Е1 я закрепваме към опората с големия изрез, а през отворите Е2—
към опората с малкия изрез. В отворите с диаметър 6 mm монтираме букси,
Фиг.9.11
Сьздаване на електронен лъч
а) Схема
Ь) Изображение върху екрана
с) Осцилографна тръба. свързана като диод
в отвора С — потенциометър 250 kQ, а в отвора D — потенциометър 1 MQ.
Готовата експериментална стойка е изобразена на фиг.9.9. Две ластични ре-
мъчета служат за закрепване на електроннолъчевата тръба. Връзките между
нейния цокъл и буксите осъществяваме с изолиран многожичен проводник в
съответствие с фиг.9.10. Засега няма да свързваме двата потенциометъра.
Можем да подадем отоплителното напрежение 6,3 V към буксите ff и да
свържем и сравнително високото напрежение 400 V (отрицателния му полюс
към буксите gl и к, а положителния му полюс към буксите g3 и а). Схемата
<1>ш .9.12
Управление яркостта на електронния лъч
а) Схема
Ь) Венелтовият електрод изпълнява функцията на управляваша решетка
121
на опита е показана на фиг.9.11 а, а картината, получена върху екрана — на
фиг.9.11 Ь. Забелязваме светещо петно с диаметър около 10 mm, оръфано по
краищата и отрязано с права линия или отляво, или отдясно, или от двете
страни. Електронният сноп още не е концентриран и при своето движение към
екрана „закача“ едната или двете вертикални плочи.
Електроните, излъчени от нагретия катод, могат да се ускорят към екрана от
решетките g2 и g3, от анода al и от анода за допълнително ускорение а2 (виж
фиг. 9.7). Но в нашия експеримент електроннолъчевата тръба е свързана просто
като лампов диод (фиг. 9.11с).
В следващия експеримент ще проучим влиянието на Венелтовия електрод gl,
наричан в практиката „Венелтов цилиндър" За целта прекъсваме връзката му
с катода и подаваме отрицателно напрежение на gl спрямо к (фиг. 9.12а). Кол-
кото по-високо е това напрежение, толкова по-малка става яркостта на свете-
щото петно върху екрана и при 22 V то почти напълно се затъмнява. Да си
припомним триода и управляващото действие на неговата решетка. Колкото
по-отрицателна е решетката спрямо катода, толкова по-слаб става и анодният
ток. Венелтовият електрод изпълнява същата функция в електроннолъчевата
тръба. Със сравнително ниско отрицателно напрежение той може напълно да
прекъсне електронния поток (фиг. 9.126) до цялостно затъмняване на екрана.
Трябва да избягваме да работам с максималната възможна яркост. Непре-
къснатата бомбардировка на екрана с много интензивен поток от електрони
води до разрушаване на луминофора.
Третия опит от тази серия ще проведем съгласно фиг. 9.13а. Този път при-
лагаме постоянното, регулируемо по наше желание напрежение към задната
двойка плочи, означени с ml и m2 (виж фиг. 9.6). Когато горната плоча е
d)
Фи1.9.13
Отклонение на електронния лъч
и) Схема
Ь) Изображение върху екрана
с) Принцип на отклонението
d) Посоката на отклонението е обратна на посоката на електрическите силови линии
122
положителна по отношение на долната, светещото петно се издига нагоре (фиг
9.13/?). При смяна на поляритета на напрежението долната плоча става поло-
жителна по отношение на горната и петното се спуска надолу по екрана.
Хоризонталното отклонение се извършва по същия начин, като се подава
напрежение към предната двойка плочи zl и z2, разположени вертикално.
Принципът на отклонение на електронния сноп е пояснен на фиг. 9.13d.
Засега електронният лъч не е особено добре оформен. Снопът трябва да се
концентрира по пътя му към екрана. За да концентрираме светлината, излъчена
примерно от една лампа, използуваме събирателна леща. Ще ни се удаде ли да
направим същото и с електронния лъч? Да. Производителят благоразумно е
вградил „събирателна" леща в осцилографната тръба. Да се върнем отново на
електрона от фиг. 9.13d, прелитащ между двойката заредени плочи. Със стрел-
ките, отправени от положителната към отрицателната плоча, е представено едно
особено недостъпно за нашите сетива състояние на пространството, наречено
електрическо поле. Самите линии на полето се наричат силови линии. Те започват
винаги оттам, където е налице някакъв положителен заряд,и завършват при
съответния отрицателен заряд. Електрон, поставен в това поле, потегля неза-
бавно в посока, обратна на посоката на силовите линии, т. е. към положително
заредената плоча. Но тъй като нашите електрони навлизат в полето с голяма
скорост, те само се отклоняват от предишните си траектории, и то винаги в
посока, обратна на посоката на силовите линии.
различна ллеста от пространството
ФИ1 9 14
Фокусиране на електронния лъч
и) Електрон в нехомогенно електрическо поле
Ь) Електроннооптична леша. получена чрез подходяще оформени и разположени електроди
123
Електрическото поле между две успоредни плочи е хомогенно (фиг. 9.14а), но
то се разпростира и извън плочите, където е нехомогенно, т. е. силовите линии
не са успоредни и праволинейни. Попаднал в нехомогенно поле, електронът
също променя своята траектория, изкривявайки я срещу посоката на силовите
линии. Фиг. 9.146 пояснява по какъв начин може да се фокусира поток от елек-
трони с помощта на електрическото поле между два пръстеновидни електрода.
Точката на фокусирането зависи от напрежението между анода а и фокусиращата
решетка g2. Трябва да изберем такова напрежение между тях, при което фокусът
лежи точно върху плоскостта на екрана. Това ще извършим чрез потенциометъра
Р2. Яркостта ще нагласяваме с потенциометъра Рь който определя големината
на отрицателното напрежение на Венелтовия цилиндър спрямо катода.
Следващият опит ще потвърди нашите разсъждения. Да отпоим проводниците
от буксите gl, к и g3. Проводника към gl прехвърляме към плъзгача на Pi =250
kQ, проводника към g3 — към плъзгача на Р2 = 1 MQ. Схемата на свързване
е показана на фиг. 9.15. Потенциометъра за яркост завъртаме докрай по ча-
Фиг.9.15
Така свързваме делителя на напрежение в експерименталната стойка
400У
Фиг.9.16
Напрежението на зареждане на кондензатора отклонява електронния
лъч в зависимост от времето
Проводник за късо
съединение
124
совниковата стрелка, а потенциометъра за фокусировка — в обратната посока.
Тогава прилагаме отоплителното напрежение 6,3 V и захранващото напрежение
400 V Отрицателния полюс свързваме към бившата букса gl. След включването
изминава около половин минута до появяването на познатото светещо петно
върху екрана. С Р2 го фокусираме, а с Р{ намаляваме неговата яркост, за да
щадим луминофора.
Сега можем да подадем променливо напрежение 6 V между плочите ml и m2
за вертикално отклонение. Върху екрана се появява вертикална права линия с
дължина около 25 mm. „Кривата“ не съвпада с очакваната синусоида (вж. фиг.
3.5а). Липсва й хоризонталната развивка във времето. В това можем да се
убедим чрез следния прост експеримент. Приближаваме очите си на около 20
сантиметра от екрана и рязко придвижваме главата си наляво. В този момент
забелязваме добре познатата ни синусоидална крива.
Впрочем би било твърде уморително да движим винаги главата си, когато
трябва да наблюдаваме колебателни процеси. По-добре е да осигурим равно-
Фиг.9.17
Приблизително така се изменя напрежението в нашата схема за хо-
ризонтално отклонение на електронния лъч
4091/
Фи1.9 1К
Схема на генератора за развивка с глимламна
125
мерно хоризонтално отклонение на електронния лъч. За целта ще проведем един
опит в съответствие с фиг. 9.16. През резистор 200 kQ зареждаме кондензатор
2 pF и напрежението върху кондензатора подаваме между плочите zl и z2 за
хоризонтално отклонение (за отклонение във времето). В продължение на 2
секунди електронният лъч изминава около 25 mm надясно върху екрана. Щом
Фиг.9.19
Ход на напрежението върч> зарядния кондензатор Cl
закъсим кондензатора с парче проводник,
светещата точка скокообразно се връща в
изходно положение, а при премахване на
късото съединение отново бавно потегля
надясно. Прави впечатление, че в края на
движението скоростта е по-малка, откол-
кото в началото. Фиг. 9.17 изобразява хода
на напрежението при тази най-проста схема
за хоризонтално отклонение на лъча.
В следващия опит ще автоматизираме
връщането на лъча, като включим глимлам-
па на мястото на проводника за късо съ-
единение. Характерно за всяка глимлампа
е, че напрежението на нейното запалване Uz
е по-високо от напрежението на нейното
угасване UL. Типични стойности са t7z = 90
V и t/L = 80 V Опита провеждаме съгласно
Осцилограма на променливо напрежение фиг. 9.18. Върху се ПОЛучава напрежите-
лен пад около 100 V, който зарежда кон-
дензатора CL през последователно свързаните R и Р. Напрежението е сравни-
телно високо и светещата точка изчезва от екрана; електронният лъч се е откло-
нил прекалено много. За да се избегне това, последователно във веригата на
отклоняващата плоча zl включваме кондензатор С за спиране на постоянната
съставна на това напрежение. Щом напрежението върху CL достигне до Uz,
глимлампата се запалва и бързо разрежда кондензатора до UL, при което угасва.
Кондензаторът започва да се зарежда отново. Напрежението се мени между
двете стойности — UL и t/z, т. е. в един обхват от около 10 V. Върху екрана
се появява хоризонтална линия с дължина около 25 mm. Електронният лъч се
движи по оста на времето под влияние на промените на напрежението; което
в бъдеще ще наричаме отклоняващо напрежение. На фиг. 9.19 е представен ходът
на напрежението върху зарядния кондензатор CL.
126
Сега можем да приложим 6 V променливо напрежение между плочите ml и
m2. На екрана се появява познатата синусоида (фиг. 9.20). Изривяването й се
дължи на нелинейного изменение на отклоняващото напрежение. Чрез потен-
циометъра Р можем да увеличаваме и намаляваме скоростта на отклонение на
електронния лъч. В представената осцилограма се различават 3 пълни периода
Изллервано
напрежение
Врелле
Фиг.9.21
Кривата върху екрана, показана цветно, се получава чрез наслагване
на измерваното синусоидално напрежение (вдясно) с линейного на-
прежение за развивка (долу)
на мрежовото напрежение. Следователно честотата на развивката е три пъти
по-ниска от 50 Hz.
Фиг. 9.21 онагледява начина на получаване на изображението върху екрана
при наслагване на измерваното синусоидално напрежение с идеално линейно
напрежение за развивка.
127
10. ДА ИЗРАБОТИМ ЕЛЕКТРОНЕН ОСЦИЛОГРАФ
Место пъти измерваните напрежения са толкова малки, че не са в състояние
видимо да отклонят електронния лъч. Те трябва да се усилят с така наречения
измерителен усилвател, преди да се подадат към плочите за вертикално откло-
нение на лъча.
Осцилографът съдържа четири основни блока: мрежова част, индикатор с
електроннолъчева тръба, генератор за развивка и измерителен усилвател. Фиг.
10.1 показва блоковата схема на осцилографа във вида, в който ще го изработим.
Фиг. 10.1
Блокова схема на осцилограф
ЗАПОЧВАМЕ С МРЕЖОВАТА ЧАСТ
Схемата на мрежовото захранване на осцилографа е изобразена на фиг. 10.2.
Тя би могла да се раздели на три части: високоволтова част за захранване на
електроннолъчевата тръба ( + 650 V и -650 V), средноволтова част за захранване
на крайните стъпала, съответно на измерителния усилвател ( + 80 V) и на ге-
нератора за развивка (+100V), и нисковолтова част за захранване на предусил-
вателните стъпала.
Авторът е използувал фабричен трансформатор М 85 със следните данни:
първична намотка 220 V и вторични: 2 х 260 V/50 mA; 6,3 V/2,5 А и 6,3 V с
отвод за 4 V/1,1 А, като е пренавил намотката за 6,3 V/2,5 А. Подобии тран-
сформатори се използуват в ламповите радио- и телевизионни приемници и се
намират и у нас. За съжаление готовият трансформатор няма намотка, под-
ходяща за получаване на средното и ниското постоянно напрежение, затова
трябва да се разглоби и частично пренавие.
Тъй като напрежението 6,3 V се среща два пъти, едната от двете намотки
(която няма отвод) може да се развие и в освободеното пространство да се
събере необходимата 100-волтова намотка. При развиването трябва да преброим
навивките. Ако за 6,3 V те са 27, новата 100-волтова намотка трябва да при-
27.100 V
тежава N = —----—= 430 навивки. Проводникът ще бъде с лакова изолация и
6,3 V
диаметър 0,2 mm. След 86-а навивка ще направим отвод за получаване на
128
20 V за източника на ниско напрежение. След навиването трябва да възстановим
фабричния вид на трансформатора.
Към последователно свързаните 260-волтови намотки включваме еднополу-
периодния изправител Д\С\ с филтър Я2С2. Този изправител дава отрицателно
захранвашо напрежение за осцилографната тръба. Положителният полюс на
това напрежение е свързан към маса.
За получаване на по-ярка картина върху екрана към електрода за допълни-
телно ускорение ще приложим положителното напрежение, получено от същите
последователно свързани 260-волтови намотки. Отново използуваме схема на
еднополупериоден изправител — Д1С3 с филтър Я3С4.
Б 9510
15 V/40 mA
100У/10тА
80 V/12 тА
6501/ /
650 V
Фиг. 10.2
Схема на мрежовото захранване на осцилографа
Кондензаторите С! до С4 трябва задължително да бъдат високоволтови. Съ-
щото се отнася и за диодите Д1 и Д2, Ролята на всеки от тези два диода ще се
изпълнява от по два последователно свързани селенови изправителя за 220 V/
30 mA.
Ще предвидим възможността за захранване и на втора осцилографна тръба
с това мрежово устройство. За целта да изведем отоплително напрежение 4 V
и високото напрежение — 650 V на леснодостъпни букси Б9 до Б12.
Еднополупериодният изправител с диода Д3 няма особености. С напрежението
върху филтриращия кондензатор С6 ще захраним крайното стъпало на генера-
тора за развивка, а с напрежението върху С7 — крайното стъпало на измери-
телния усилвател. Резисторите Я4и Я5са оразмерени за получаване на посочените
напрежения при нормално натоварване. На празен ход ще измерим съответно
140 V и 135 V. Rb предпазва С7 от свръхнапрежение и разрежда кондензаторите
след изключване на напрежението при работа на празен ход.
9 Радио и теленизия
129
В нисковолтовия източник използуваме стабилитрон
Към 20-волтовия отвод е включен еднополупериодният изправител Д4С% с
филтър R-jCg. За стабилизиране на това напрежение използуваме последователно
свързани резистор /?8 и силициевия стабилитрон Z. За да добием представа за
качествата на този елемент, известен още като ценеров диод, да снемем харак-
теристиката му с помощта на схемата от фиг. 10.3а. За снемане на правия
участък използуваме познатата комбинация от елемент 1,5 V и жичен потен-
циометър. Обхватът на волтметъра е 1,5 V или 2 V. Както при всеки силициев
диод, и тук е нужно напрежение над 0,5 V, за да протече забележим прав ток
през стабилитрона. Над 0,6 V изменяме напрежението през 0,05 V; записваме
двойките стойности напрежение—ток и построяваме точка по точка правата
характеристика (вж. фиг. 5.9с).
След това включваме стабилитрона обратно и поставяме волтметъра на
обхват 30 V За източник на напрежение използуваме токозахранващото устрой-
Праб ток 1пр, mA
Фш 10.3
Снемане характеристики! с на ciaon.iHipoii
aj Схема
h, Харам ирис I .пирона SZ 6(М> 15
130
ство. При напрежение до 14 V тече незначителен обратен ток. При 14,5 V из-
мерваме примерен ток 7 mA, при 15 V — 30 mA и при 15,5 V — 60 mA, т. е.
стабилитронът в обратно свързване се различава значително от обикновения
силициев диод. Причината е в по-особеното оформление на PN прехода, така
че при определено запушващо напрежение настъпва пробив с лавинообразно
отделяне на токоносители. Нашият стабилитрон има пробивно напрежение око-
ло 15 V, но се произвеждат стабилитрони и за други напрежения, най-често
между 5 V и 50 V
При намаляване на обратното напрежение обратният ток спада до предишните
си незначителни стойности. Цялостната характеристика на опитния стабилитрон
SZ 600/15 е прсдставена на фиг. 10.36.
Филтриращият кондензатор С9 в нисковолтовия източник (фиг. 10.2) се за-
режда до около 18 V 15 V от това напрежение падат върху стабилитрона, а
разликата от около 3 V се поема от резистора Я8. На празен ход през стаби-
3 V
литрона протича обратен ток /z = — = 53mA. Натоварването му по мощност
е Р=15 V.53 mA = 795 mW
Когато паралелно на стабилитрона се включи товар, от общия ток 53 mA се
отклонява токът на товара, напр. 40 mA, и през стабилитрона остават да текат
само 13 mA, при което неговото напрежение намалява незначително и става
около 14,5 V Съпротивлението на последователния резистор се избира така, че
при включен консуматор през стабилитрона все още да тече определен мини-
мален ток. Последователният резистор поема всички промени на входното на-
прежение, което винаги трябва да бъде по-голямо от напрежението на стаби-
лизация UT. На празен ход измерваме малко по-високо напрежение върху ста-
билитрона — 15,5 V
Печатната платка — по-лесен начин за прекарване на връзките
Да монтираме схемата на мрежовото захранване от фиг. 10.2. Ще започнем
с оградената част, която ще разположим върху печатна платка от 1,5 mm
едностранно фолиран гетинакс или стъклотекстолит. Дебелината на медното
фолио е само 35 цт (0,035 тт).
Скицата на печатната схема начертаваме върху бяла хартия с предварително
нанесена мрежа от хоризонтални и вертикални линии на растер 5 mm. Още
по-удобно е да се работи на милиметрова хартия, върху която поставяме и
проектираме елементите. Техните изводи ще влизат в отвори, конто ще раз-
полагаме на растер, т. е. върху пресечните точки на прекараните през 5 mm
хоризонтални и вертикални линии.
Схемата на пистите за осъществяване на връзките между елементите е по-
казана на фиг. 10.4. Избраната схема е подходяща за нашия първи опит: броят
на връзките не е голям и островчетата за запояване са достатъчно раздалечени
едно от друго поради относително големите размери на елементите. Схемата
на пистите трябва да пренесем върху милиметровата хартия, спазвайки необхо-
димия мащаб. Готовия чертеж прикрепваме с лепенка откъм фолираната страна
на платката, предварително зачистена до метален блясък с фина шкурка. С
център и чук внимателно маркираме през хартията местата на бъдешите отвори.
Сваляме чертежа и с разреден нитроцелулозен лак начертаваме върху фолиото
кръгчетата около бъдещите отвори, след това съединителните писти и накрая
— голямата повърхност. При подходящо разреждане на лака можем да работим
с него като с туш, например да използуваме метална тушовка и пера „редис“
Удобно е да се работи с рапидограф, но само след като се убедим, че неговата
131
Фиг. 10.4
Схема на връзките (а) и монтажи а схема на елементите (Ь) на пе-
чатната платка за мрежовото захранване на осцилографа
132
пластмаса не се размеква от разтворителя на лака. Голямата повърхност по-
криваме с помощта на четчица.
Незащитеното с лак медно фолио се отделя при ецването във воден разтвор
на железен трихлорид (FeCl3), закупен от магазините на „Млад техник" В 100
ст3 вода разтваряме 38 до 55 грама железен трихлорид. Платката се поставя
във фотованичка с фолираната страна нагоре и се залива с разтвора до ниво
около 1 mm над платката. Чрез непрекъснато разклащане на ваничката уско-
ряваме проиеса. Времето за ецване е между 10 и 20 минути.
След снемане на излишното фолио изплакваме грижливо платката с вода,
изчистваме лака с разтворител, пробиваме всички отвори с 1 mm бургия, лъсваме
фолиото отново до метален блясък с фина шкурка, избърсваме с мек парцал
полепналия метален прах и намазваме фолиото с предварително приготвен раз-
твор на колофон в спирт.
Начинът на подреждане на елементите върху платката е показан на фиг. 10.46.
Всички елементи трябва да бъдат пригодени за монтиране върху печатна платка.
Но не всичко е загубено, ако нашите кондензатори С5, С6 и С7 са с винт и гайка.
В този случай ще опитаме да запоим върху корпуса на всеки от тях по един
извп I а отрицалслния полюс. Тази задача не е лека и трябва да направим
лажа за мрежового захранване
133
1—2 предварителни опита за калайдисване на алуминий. С джобно ножче зачис-
тваме до метален блясък набелязания участие от повърхността на парче алу-
миниева ламарина, поставяме капка масло за фина механика и продължаваме
да търкаме с ножчето по повърхността. Маслената капка не позволява на въздуха
да достига до повърхността на метала и да образува окисен слой. С мек парна л
отстраняваме излишното масло и стружките. Остава един съвършено тънък
маслен филм. Калайдисването извършваме с мощен поялник — 100 W или
повече. Поставяме няколко зрънца колофон върху подготвеното място и ги
притйскаме с добре загрятата и калайдисана човка на поялника. След около
половин минута калаят се разлива върху алуминисвата повърхност. Мястото
е подготвено за запояване на изводния край.
По същия начин постъпваме и с кондензатора. След калайдисване на малък
участък от челната повърхност запояваме извод от парче гол меден проводник.
Върху платката монтираме резисторите, след това диодите и накрая — елек-
тролитните кондензатори. За свързване на външните проводники, конто ще до-
ведат входните променливи и ще отведат изходните постоянни напрежения,
монтираме кабелни уши за запояване. Те се получават най-просто чрез огъване
на гол меден проводник. Монтираната платка е показана на фиг. 10.5 откъм
страната на пистите и на фиг. 10.6 откъм страната на елементите.
А сега да се спрем на няколко правила при монтирането на печатни платки.
Поялникът не трябва да бъде по-мощен от 100 W; 30 W е напълно достатъчна
мощност. Фолиото не бива да се загрява над 250° С. Запояването трябва да
става бързо, за по-малко от 2 секунди. Евентуално може да се използува и паста
за запояване, но след приключване на работата нейните остатъци трябва напълно
да се премахнат с памуче, напоено със спирт. Елементите се монтират с пред-
варително калайдисани изводи, отрязани късо на около 1 mm над фолиото, без
да се закривяват преди запояването, за да не се затрудним, ако се наложи
Фиг. 10.6
Поглед върху монтажа на платката за мрежовото захранване
134
демонтиране. Завършената платка се измива със спирт откъм страната на спой-
ките. След като се убедим в нейната работоспособност, желателно е да я на-
мажем с шеллак или да я напръскаме с безцветен алкиден или епоксиден лак.
Конструкция на мрежовата част
Носещата плоча на осцилографа изработваме съгласно фиг. 10.7 от 4 до 5
mm дебел гетинакс. Преди да монтираме кондензаторите на високоволтовата
част, от желязна ламарина 1 mm да изработим 4 винкела според фиг. 3.166,
чиито размери в милиметри са поместени в следната таблица:
Bin । кс । .V' /’ </ / // к
/ 16 13 25 1 12,5 8 6 3,5 3,5
2 30 27.5 25 1 10 10 10 3,5 10
3 и 4 10 13 16 1 8 5 6 3,5 3,5
Освен това изработваме два винкела (5 и 6) съгласно фиг. 10.86. Върху транс-
форматора поставяме екран (вж. фиг. 10.8а). който да попречи на разсеяното
магнитно поле да отклонява нежелателно електронния лъч и да изопачава осци-
лограмата. От долната страна на отвора М4 с епоксидна смола залепваме гайка
М4. Същото правим и по отношение на винкелите 5 и 6. Отворите А1 до А4
са предназначени за закрепване на четирите селенови изправителя, два от които
изпълняват ролята на а другите два — на Д2- В отвора В се закрепва винкел
/ през своя отвор /. така че страната му, дълга 13 mm, да сочи към ръба на
екрана, отдалечен на 14,5 mm от В.
След разхлабване на двете горни шпилки на мрежовия трансформатор да
<1>И1 10.7
Носсща плоча на осцилографа (поглсд опоре)
135
закрепим отделните елементи към носещата плоча, спазвайки следната после-
дователност:
1. Мрежовия трансформатор — към D1 до D4 (кабелните уши надолу).
2. Екрана — към С1 и С2, след това другия му край — към горните шпилки
на трансформатора.
3. Високоволтовите кондензатори С4 (0,1 pF) — към Е1, и С2(2 pF) — към Е2.
4. Високоволтовите кондензатори С4и С3 (0,1 pF) — към ЕЗ, а Сх (1 pF) — към
Е4.
5. С3 и винкел 5 — към Е5 и Е7, а С| и винкел 6 — към Е6 и Е8 (дългите страни
на винкелите 5 и б сочат навън; към тях по-късно ще закрепим капака).
6. Гумените крачета — от долната страна на F1 до F4.
Връзките между елементите на високоволтовата част осъшествяваме според
фиг. 10.9, като същевременно сравняваме с фиг. 10.2. За закрепване на платката
за мрежовото захранване, а също така и на двете други платки — на генератора
за развивка и на измерителния усилвател, конто ще изработим по-късно, да
подготвим две гетинаксови ленти (фиг. 10.10). Долната лента закрепваме с вин-
келите 3 и 4, монтирани чрез отворите им к към G1 и G2 на носещата плоча.
при това ориентирани към по-близкия й ръб. Горната лента закрепваме чрез
отвора й к към винкел /, монтиран върху екраниращата ламарина на транс-
форматора. Двете ленти трябва да се намират точно една над друга. Огворът
Фит .10.8
Екраниращага ламарина (а) за трансформатора. изработена от меко
желязо и винкелите 5 и 6 (h)
136
OV +650 V —6501/
Фиг. 10.9
Схема на връзките във високоволтовата част
30 10 , 10 , 10 , 30
— ф---------ф -ф-
0'5 М1 М2
Ol л х
Деоелина 4 тт
031)
203
Всички нарязани отбора
- с резба М3
Фиг.10.10
Гетинаксови ленти за закрепване на платките
а) Горна лепта
Ь) Долна лента
137
L ще послужи по-късно за свързване на горната лента към лицевата плоча. Към
отворите Ml, М2 и М3 закрепваме платката на мрежовото захранване с фо-
лираната страна към гетинаксовите ленти. Между платката и лентите поставяме
дистаиционни плочки 8x8 mm от гетинакс, дебел от 3 до 4 mm. Без тях
платката би легнала със спойките си върху лентите. Връзката към трансфор-
матора осъществяваме чрез тройка взаимноусукани проводници.
Готови сме за първата проба. От предпазливост вместо 220 V ще свържем
първичната намотка на трасформатора към променливото напрежение 24 V на
нашето токозахранващо устройство и ще измерим напрежението върху всеки
от филтриращите кондензатори на високоволтовата част, както и двете изходни
напрежения на платката спрямо общия проводник (масата). Тези напрежения
трябва да бъдат около 10 пъти по-ниски от посочените на схемата (фиг. 10.2).
Ако всичко е наред, можем да включим първичната намотка към мрежата.
ВНИМАНИЕ! НАПРЕЖЕНИЕТО 1500 V Е ИЗВЪНРЕДНО ОПАСНО ЗА ЖИ-
ВОТА!
Не всеки мултицет е в състояние да измери 650 V. Можем да свържем по-
следователно два еднакви уреда (с еднакво вътрешно съпротивление) на обхват
над 400 V и да сумираме техните показания. По този начин ще успеем да
измерим двете напрежения +650 V и —650 V спрямо маса. За това „рисковано"
измерване трябва да се подготвим спокойно и внимателно. Необходим ни е
резистор 5 kQ 2W за разреждане на кондензаторите. Към изводите на резистора
запояваме две парчета добре изолиран проводник, най-добре многожичен, за
да не се прекъсне при огъването. Върху спойките нахлузваме плътно прилягащ
шлаух. Единия проводник запояваме към маса, а другия затискаме с неметален
предмет на удобно място, за да бъде готов за разреждане на кондензаторите.
Включваме волтметъра към едното напрежение, като работим само с едната
ръка (кондензаторът може да се окаже зареден). Най-сигурното място на другата
ръка е в джоба. Едва тогава пъхаме щепсела в контакта. Отчитаме напрежението,
без да докосваме каквото и да било. Изваждаме щепсела от контакта. С една
ръка (другата стой в джоба) хващаме за изолацията свободния проводник на
резистора и докосваме с оголения му край последователно точката +650 V и
точката —650 V. Едва тогава прехвърляме с една ръка и един по един двата
края на волтметъра към точките за измерване на другого високо напрежение.
Накрая отново разреждаме и двата филтриращи кондензатора.
Изводи от електроннолъчевата тръба към лицевата плоча
Схемата на свързване на осцилографната тръба е показана на фиг. 10.11. За
разлика от нашия „помещен" осцилограф тук делителях на напрежение съдържа
не само двата потенциометъра, но и резистори с фиксирани съпротивления за
разумно ограничаване обхватите на настройката. и са необходими за
модулиране на яркостта посредством външно променливо напрежение. Този
вход е важен за телевизионните опити. Между буксите Б7 и Б8 или между една
от тях и маса можем да подадем отклоняващо напрежение.
138
Фиг. 10.11
Свързване на осцилографната тръба
ДА ОФОРМИМ ЛИЦЕВАТА ПЛОЧА НА ОСЦИЛОГРАФА
„Лицето“ на нашия осцилограф ще подготвим по същия начин както лицевата
плоча на токозахранващото устройство. Оформлението и размерите са показани
на фиг. 10.12. Материалът ще бъде гетинакс с дебелина 4 mm. Задната страна
на лицевата плоча екранираме частично с бяла ламарина от консервена кутия
(вж. фиг. 10.14), която прикрепваме чрез потенциометрите Р2 до Ре и Р8, клю-
човете К2 и К3, както и буксите Б2, Б4 и Б6. С Р5 закрепваме и винкел номер
2, свързващ горната гетинаксова лента с лицевата плоча.
Големия отвор за екрана на осцилографната тръба изрязваме с лъкче и офор-
мяме с полукръгла пила до необходимия диаметър 80 mm. От кадастрон на-
виваме предния държач на осцилографната тръба (фиг. 10.13). Това ще направим
по следния начин. Върху дървен цилиндър с диаметър 75 mm навиваме около
15 навивки от кадастронена лента, широка 35 до 40 mm, предварително намазана
от едната страна с ацетоново лепило. Две гумени ремъчета ще стягат намотката,
докато изсъхне. Тогава навиваме още 10 навивки в единия край на получения
цилиндър с втора лента от кадастрон, широка 10 mm. След изсъхване в про-
дължение на 3—4 часа проверяваме дали полученото тяло може да се нахлузва
върху осцилографната тръба и дали влиза плътно в големия отвор на лицевата
плоча. Тогава го напояваме обилно с шеллак и го оставяме да съхне 24 часа.
Междувременно подготвяме лицевата плоча за монтаж. До буксите Б1 и Б2
закрепваме два винкела според фиг. 3.16а, върху конто монтираме гетинаксова
плочка с буксите Б9 до Б12 (вж. фиг. 10.2 и фиг. 10.26).
Върху галетния превключвател с две галети по 9 положения монтираме
отделните кондензатори за различните честоти на развивка на електронния лъч.
Да хвърлим един поглед върху схемата на генератора за развивка на фиг. 10.22.
Забелязваме, че към едната галета на превключвателя е свързан единият край
139
на резистор със съпротивление 3 MQ, съответно на поредица от кондензатори
с намаляващ капацитет, като се започне с 1 pF и се свърши със 150 pF. Вторите
краища на всичките тези елементи са свързани в обща точка. Някои от тези
кондензатори ще „произведем" сами чрез паралелно свързване на стандартни
стойкости. Към втората галета има включен само един кондензатор с капацитет
0,47 pF. Всички остана л и пера на превключвателя са свързани накъсо. Заедно
са съединени и общият край на едната галета с общия край на другата галета.
140
Фиг. 10.12
Негативът за лицевата плоча на осцилографа
140
Отначало ще направим всички спойки върху галетата, по-отдалечена от лицевата
плоча, после ще монтираме и кондензаторите върху близката галета. Фиг. 10.14
ще ни улесни при монтажа.
Резисторите в делителя на напрежение за осцилографната тръба монтираме
върху малка гетинаксова плочка с кабелни уши (фиг. 10.15), закрепена чрез
четирите парчета дебел едножичен проводник за връзка към потенциометрите
Pi и Р2.
Фиг. 10.13
Преден държач на осцилографната тръба
Фиг. 10.14
Схема на връзките към лицевата плоча
141
10 проводника на фиг. 10.14 сгьрчат по на 20 ст наляво от лицевата плоча.
5 от тях имат ширмовка, която свързваме към маса в най-близките им точки.
Отделните проводници маркираме с етикети от лейкопласт, понеже след мон-
тирането на лицевата към носещата плоча проследяването на връзките ще се
затрудни.
Междувременно предният държач на осцилографната тръба сигурно е изсъх-
нал и можем да го пъхнем от задната страна в големия отвор на лицевата
плоча, където го залепваме. Вече можем да закрепим лицевата плоча към отво-
рите II до 14 на носещата плоча, а високоволтовия кондензатор CJ0 (вж. фиг.
10.11) — към отворите Н1 и Н2 След като закрепим и горната гетинаксова
лента към винкела на лицевата плоча, цялата конструкция добива необходиматя
стабилност.
Кълл цокъло
на осцило -
графната
тръба
Фиг. 10.15
Плочка с кабелни уши за делителя на напре -
жение за осцилографната тръба
Един железен цилиндър екранира осцилографната тръба
Както вече споменахме, електронният лъч е твърде чувствителен спрямо маг-
нитно поле. Ето защо осцилографната тръба се нуждае от екраниране. Под-
ходяще за целта е 200 mm парче желязна тръба с вътрешен диаметър 84 mm
и дебелина на стената от 2 до 3 mm. Ако не можем да намерим такава тръба,
трябва да я изработим от желязна ламарина 2 mm. Можем да се обърнем за
съдействие към водопроводчик, за когото огъването на тази ламарина е дребна
работа. Мястото на свързване се заварява. След изстиване на готовата тръба,
запилваме получения шев и зачистваме с шкурка цялата повърхност, за да сва-
лим образувалия се при заваряването нагар. Върху този цилиндър изрязваме
отвор за електрода за допълнително ускорение (фиг. 10.16а). Откачало очер-
таваме отвора, след това центрираме и накрая пробиваме поредица от малки
отвори с диаметър около 3 mm, почти допиращи се един до друг по периферията
на бъдещия отвор. Ненужного парче избиваме с чук и назъбения отвор изглаж-
даме с пила според размера.
От месингова ламарина с дебелина 0,4 до 0,5 mm изрязваме 10 mm широка
ивица за притягаща скоба. Чрез нея фиксираме шийката на осцилографната
тръба в екраниращия цилиндър. На фиг. 10.16^ е даден поглед отзад към ек-
раниращия цилиндър с монтирана притягаща скоба, а на фиг. 10.16с — как да
огънем и запоим двата дистанционни винкела към притягащата скоба. Стягането
на скобата става с винт и гайка, която трябва да бъде залепена или запоена.
142
За да предпазим шийката на електроннолъчевата тръба от счупване, по въ-
трешната повърхност на притягащата скоба залепваме ивица от тънко кече или
дунапрен. На 20 mm от задния ръб на екраниращия цилиндър пробиваме два
отвора за закрепване на дистанционните винкели от фиг. 10.16с, а на 45 mm от
същия ръб — отвор за отвертка, с която да завием винта (вж. фиг. 10.16Z?) на
притягащата скоба. Още два отвора на 15 mm от задния ръб с резба М4 ще
послужат за монтиране на накладка от алуминий или месинг (фиг. 10.16*/), с
която ще закрепим екраниращия цилиндър към екраниращата ламарина на мре-
жовия трансформатор. Накладката не трябва да бъде от желязна ламарина, за
да не насочва разсеяното магнитно поле на трансформатора към екраниращия
цилиндър.
След като всички елементи се напасват взаимно, боядисваме екраниращия
Фиг 10.16
Наработка на екраниращия цилиндър
a; Очнор ча елею рода ча доньлничелно ускорение
,/ Почлед о г чад
cj Така лаччоянаме дистанционнило винкели към нритл! amaia скоба
С чачи накладка чакреччнамс екраниращия нилиндър към скранирач та ламарина
цилиндър отвътре и отвън със сребърен бронз и след изсъхването му извършваме
окончателния монтаж, поставяйки и електроннолъчевата тръба
От дясната страна на екраниращия цилиндър (погледнат отзад) прекарваме
кабелна форма от три проводника: +650 V, 0 V и —650 V, евързващи висо-
143
коволтовите кондензатори с лицевата плоча. Втора кабелна форма от 4 гъвкави
проводника осъществява връзка между плочката с кабелните уши и цокъла на
електроннолъчевата тръба. Тези проводници трябва да имат малък резерв от
дължина, за да може цокълът лесно да се сваля. Куплунга на електрода за
допълнително ускорение свързваме към точката +650 V върху плочката с ка-
белните уши посредством къс гъвкав проводник. След това свързваме буксите
Б9 до Б12. Отоплителното напрежение 4 V получаваме от мрежовия трансфор-
матор по два усукани проводника, а високото напрежение —650 V и маса-
та — от плочката с кабелните уши. Мрежовия кабел и проводниците от лицевата
плоча към първичната намотка на трансформатора прекарваме от лявата страна
на екраниращия цилиндър над горната гетинаксова лента. Достигайки трансфор-
матора, мрежовият кабел се спуска надолу и се фиксира със скоба към носещата
плоча. Тези 220-волтови кабели трябва добре да се усучат. И отоплителното
напрежение за тръбата прекарваме с два гъвкави усукани проводника от отоп-
лителната намотка 6,3 V на трансформатора. На фиг. 10.17 е представена отново
схемата на връзките към цокъла на осцилографната тръба. Групираните про-
водници се прекарват заедно. Запояваме две парчета гъвкав проводник с дължина
около 20 ст съответно към седмо и към осмо перо, а към 10-о и 11-о — парчета
ширмован проводник със същата дължина. На първо време свързваме четирите
свободни края на тези проводници към маса.
ГЬатка на гене/, зтега
за разбивка
Фиг. 10.17
Схема на връзките към цокъла на осцилографната тръба
Преди да проведем първата проба, да проследим отново всички връзки. Не
трябва да забравим да поставим предпазител и глимлампа в съответните гнезда.
След включване на мрежовото напрежение изминават около 15 секунди, преди
да се появи светещата точка върху екрана. Нейната яркост и фокусировка се
регулират чрез потенциометрите и Р2.
144
ПРОТИВОТАКТЕН УСИЛВАТЕЛ ЩЕ ОСИГУРИ ВЫСОКОГО ОТКЛОНЯВАЩО
НАПРЕЖЕНИЕ
Ако отделим от маса проводниците към плочите ml и m2 за вертикално
отклонение и подадем към тях променливо напрежение 24 V, електронният лъч
ще се отклони с около 4 ст. Но той следва както положителната, така и отри-
цателната амплитуда. За същото отклонение би било необходимо постоянно
напрежение 2л] 2U = 2.\/2.24 V = 68 V. Коефициентът на вертикално откло-
С/ 68 V V
пение (за плочите т) е А,„ = — =- = 17—. За пълното отклонение на лъча
7 4 ст ст
V
със 7 ст е необходимо напрежение U А„г1 17 —. 7 ст % 120 V
cm v
Коефициентът на хоризонтално отклонение (за плочите z) е Az 23 —, а
ст
напрежението, необходимо за пълното отклонение — 160 V Затова би трябвало
да захраним крайния транзистор с напрежение, не по-ниско от 180 V Транзис-
торът ще работи добре при честоти до около 1 MHz, ако товарного му съ-
противление не надхвърля примерно 7 kQ. Тогава токът на покой ще бъде
90 V
---- 13 mA, а загубната мощност
7 kQ
90V. 13 mA 1,2 W Тази
мощност е твърде висока, като се има пред вид, че употребеният транзистор
трябва да бъде сравнително високочестотен. Ето защо ще използуваме крайно
стъпало с два транзистора, работещи в противотактен режим. Докато единият
транзистор подава положително напрежение към едната отклоняваща плоча,
вторият подава отрицателно напрежение към другата плоча. Захранващото на-
прежение на всеки от двата транзистора може да се намали наполовина. При
същото товарно съпротивление и токът на покой намалява два пъти, а тран-
зисторната загубна мощност — 4 пъти.
Пълната схема на противотактния усилвател е показана на фиг. 10.18. Ще го
-° ощх.)
/ [реллестбане на лъча
Фш.10.18
Схема на противотактния краен усилвател
12 z,
---о m2
R53
6,6 к£
10
---о +60 V
6,вк£
9
---о т1
10 Радио и телевизия...
ю -75 V
145
използуваме като краен усилвател за вертикално отклонение на лъча, наречен
още Y-усилвател, а след малки изменения в схемата — и като краен усилвател
за хоризонтално отклонение на лъча (усилвател за развивка), наречен още
Х-усилвател. Двата крайни транзистора SF 129D работят в схема обща ба-
за. Захранващото им напрежение е 80 V, а товарните им съпротивления — по
Фиг. 10.19
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на пе-
чатната платка за Y-усилвателя
6,8 kQ. Токът на покой за всеки от двата транзистора се настройва на
40 V
/ =------ 6 mA.
6,8 kQ
Схемата с транзисторите ТЮнТП образува така наречения фазоинвертор. Вър-
ху двата колекторни резистора /?48 и Я49 се получават сигнали в противофаза
(отместени на 180°, т. е. един полупериод) за управление на Т12 и Т13. Посредством
тример-потенциометрите /?46 и Я51 се нагласява ток на покой 6 mA през крайните
транзистори. Р8 регулира преднапрежението на базата Т11,с което влияе върху та-
ка нагласения ток на покой, като увеличава тока през единия транзистор за сметка
на тока през другия тразистор. След включване на този Y-усилвател към плочите
146
за вертикално отклонение чрез ще можем да придвижваме електронния лъч по
около 1 ст на горе и на дол у спрямо средата на екрана.
С42 и С43 са филтриращи кондензатори за високи честоти, съответно за двата
захранващи. изгочника, а С41 позволява да се увеличи горната гранична честота
на усилвателя над ! MHz.
Фш. 10.20
Поглед откъм фолираната страна на монтираните платки на Y-
усилвателя и на генератора за развивка
Преди да изработим печатна платка за този усилвател, да изпробваме схемата
върху експериментална платка и да се упражним при настройката на колектор-
ния ток на покой през крайните транзистори. Първоначално тример-потенцио-
метрите трябва да имат максималното си съпротивление, а плъзгачът на Р8
— да бъде в средно положение. Захранващите напрежения ще получим от плат-
ката на мрежовото захранване. Едно след друго и достатъчно бавно намаляваме
съпротивлението на двата тример-потенциометъра, контролирайки двата тока.
След достигане до 6 mA оставяме схемата малко да поработи. При пипане
147
корпусите на крайните транзистори установяваме, че са се затеплили значително
въпреки неголямата разсеяна мощност Р = 40 V 6 mA 240 mW за всеки
от тях. Транзисторите са силициеви, т. е. сравнително термоустойчиви, и не се
нуждаят от радиатори за отвеждане на топлината.
След приключване на пробата изработваме платка съгласно фиг. 10.19а и
монтираме частите върху нея според фиг. 10.19Л. За нагласяване на токовете
Фиг. 10.21
Поглед върху монтажа на платките на Y-усилвателя и на генератора за развивка
първоначално запояваме само единия край на колекторните резистори Я53 и Я54.
На фиг. 10.20 и фиг. 10.21 са показани платките на Y-усилвателя и на гене-
ратора за хоризонтална развивка с Х-усилвателя.
Ако монтираният на платката Y-усилвател функционира нормално, ще на-
сочим вниманието си към генератора за развивка. Като Х-усилвател на първо
време ще използуваме готовия У-усилвател.
ГЕНЕРАТОРЪТ ЗА РАЗВИВКА СЪДЪРЖА МАЛОМОЩЕН ГЕНЕРАТОР
И МОЩЕН УСИЛВАТЕЛ
Както в генератора за развивка с глимлампа (фиг. 9.18), така и в схемата на
фиг. 10.22 напрежението за развивка се получава чрез бавно зареждане и бързо
разреждане на кондензатор. Във втория случай ролята на глимлампата като
елемент за разреждане на кондензатора се изпълнява от двата транзистора Т1
и Т2. Чрез галетния превключвател К$ избираме един кондензатор от общо 8
броя ( С15 до С22). По този начин се задава грубо (на стъпала) честотата на
148
развивката. Избраният кондензатор се зарежда през резистора Я19 и потенцио-
метъра Р4 = 500 к£2, предназначен за фина настройка на честотата на развивката.
В отделните обхвати тази честота се изменя съответно от 12 до 45 Hz, от 30
до 130 Hz, от НО до 450 Hz, от 300 Hz до 1,4 kHz, от 1,3 до 6 kHz, от 4 до
18 kHz, от 12 до 50 kHz и от 30 до 150 kHz. Най-високият честотен обхват се
получава с най-малкия кондензатор.
Фиг. 10.22
Схема на генератора за развивка
Фиг. 10.23
Принципна схема на генератора за развивка
На фиг. 10.23 е показана най-съществената част от генератора за развивка.
При разреден кондензатор цялото захранващо напрежение пада върху резистора
ЯЕ. Емитерът на Т2 е положителен по отношение на базата, свързана към де-
лителя на напрежение Я16 Я17. Т. е. преходът база—емитер на Т2 е запушен и
не тече колекторен ток. Тогава и транзисторът Т1 е запушен.
Със зареждане на кондензатора Ск напрежението върху RE намалява, тъй като
149
раз-
въз-
Сте-
към
сумата от двете напрежения е точно равна на захранващото. Емитерът на Т2
става по-малко положителен по отношение на базата. В даден момент двете
напрежения, на емитера и на базата, се изравняват, след което емитерът става
по-отрицателен, докато разликата стане 0,6 V. В този момент Т2 се отпушва
и протича колекторен ток. Върху Я18 се получава напрежителен пад, преходът
база-емитер на Т1 се отпушва и този транзистор подава по-високо положително
напрежение към базата на Т2, конто по този начин се отпушва още повече, и
т. н. Тъй като процесът на взаи. :ю отпушване на двата транзистора протича
лавинообразно, кондензаторът се разрежда почти мигновено и зареждането му
започва отново.
За да се получи неподвижно изображение върху екрана, генераторът за
вивка трябва да се синхронизира с измерваното напрежение. Предвидена е
можност за собствена и за външна синхронизация, превключвани чрез К2.
пента на синхронизация се нагласява с потенциометъра Р3 = 100 к£2.
В първо положение на галетния превключрател К3 се прекъсва връзката
зарядния резистор /?19 и на мястото на сменяемия кондензатор се включва ре-
зисторът R2q = 3 МП. В този режим генераторът не работи и към буксите БЗ
и Б4 може да се подаде произволно външно напрежение за хоризонтално откло-
нение на лъча. Това външно напрежение се прехвърля през кондензатора С23
към базата на емитерния повторител ТЗ. Повтореното на емитера напрежение
се регулира в желаната степей чрез потенциометъра Р5 = 100 kQ и се подава
на входа на противотактния усилвател за хоризонтално отклонение. Емитерният
повторител е включен заради високото му входно съпротивление. Съпротив-
лението на базовия резистор Р20 се определя в зависимост от статичния кое-
фициент на усилване по ток на ТЗ и от товарното му съпротивление Я21- Да
хвърлим отново един поглед върху фиг. 5.21А. Да означим захранващото на-
прежение с Е, а напрежителния пад върху емитерния резистор — с UE. За базовия
Zc Е - UE Ic Е - UF
ток е в сила 1п «—, а също така и 1п «------, откъдето — »-------
в в R’ В RB
Е - UE
За съпротивлението на базовия резистор се получава RB =— ---. В.
Обикновено нагласяваме работната точка в средата на работната обляст, т. с.
Е = 2. UE или разликата Е - UE = UE. Освен тояч 1С %—. Тези два израза
&Е
заместваме във фоому-пз*^ за RB и получаваме окончателния израз за съпро-
Т^влението на базовия резистор на емитерния повторител: RB =—. RE. В, или
&е
след съкращаване RB = B.RE.
В схемата от фиг. 10.22 за ТЗ е употребен транзистор SF215 с В = 200, ето
защо RB — 200.15 kQ = 3 MQ. Входного съпротивление също е от порядъка
на 3 MQ. Благодарение на това високо входно съпротивление генераторът за
развивка се натоварва незначително от следващия усилвател, което е необходимо
за добрата линейност на отклоняващото напрежение, т. е. за линейна развивка
по оста на времето.
И тази схема ще изпробваме откачало върху експериментална платка и ще
я свържем към изработения вече краен усилвател. Ще монтираме само един от
сменяемите кондензатори и няма да включваме елементите за синхронизация.
Плъзгачът на А16 поставяме в средно положение. Той влияе както на големината
на развивашото напрежение, така и върху неговата честота.
Не трябва да се разочароваме, ако нашият генератор откаже да работи при
честоти над 100 kHz. За постигане на горната честота 150 kHz трябва да мон-
тираме схемата много внимателно, което ще извършим върху печатната платка.
150
Схемата на печатайте връзки и монтажната схема на платката са показани на
фиг. 10.24.
Схемата на Х-усилвателя по принцип не се различава от тази на У-усилвателя.
Променени са стойностите само на три елемента. Освен това всички елементи
получават отделни номера, като се спазва следната таблица на съответствие.
Y-усилвател Я45... Я53 *54 С40 С41 С42 С43 Т10 Т13
Х-усилвател «23 «31 «32 <?26 Q7 с28 с29 Т4 Т7
Нови стойности 10 kQ 10 kQ - 200 pF
Тъй като крайните транзистори се захранват със 100 V и колекторните ре-
зистори имат съпротивление 10 kQ, колекторните токове
50 V
се настроят на I =——
10 kQ
на покой трябва да
= 5 mA.
Фиг. 10.24
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на
платка на генератора за развивка
77 12 13
7
Олодори остоналите
отвори-Ф 1,0
151
Монтираните и изпробвани платки на X- и на Y-усилвателя закрепваме върху
гетинаксовите ленти точно срещу платката на мрежовото захранване, така че
генераторът за развивка да бъде по-близо до лицевата плоча. И в този случай
ще подложим малки гетинаксови плочки между платките и крепежните ленти.
Как да монтираме тези две платки ще се досетим, след като прегледаме вни-
мателно фигурите 10.14, 10.17, 10.19/?, 10.24/?, 10.26 и 10.27. На фиг 10.25 е
Фиг. 10.25
Обща схема на осцилографа
показана общата схема на осцилографа, която ще ни помогне да прекараме
връзките.
Особено внимание трябва да отделим на прекарването на съединителните
проводници към отклоняващите плочи. Ако то не е удачно, осцилографът ще
функционира незадоволително. Ще го познаем по изкривената, наклонена или
неправилно деформирана ос на времето. Ето защо съединителните проводници
трябва да бъдат възможно най-къси и достатъчно раздалечени един от друг.
Двата ширмовани проводника към плочите за хоризонтално отклонение пре-
минават „зад" платките под екраниращия цилиндър към цокъла на осцило-
графната тръба. Двата проводника към плочите за вертикално отклонение не са
ширмовани и преминават встрани от екраниращия цилиндър, достатъчно отда-
лечени както от него, така и помежду си. Изнамирането на най-подходящото
разположение на проводниците би могло според обстоятелствата да трае с ча-
сове. За тази отговорна работа трябва да се въоръжим с търпение. Преди всяко
докосване или огъване на проводници трябва да изключваме мрежовия ключ и да
изваждаме щепсела от контакта! Наистина това у величава времето за настрой-
ка, но е абсолютно задължителна мярка за предотвратяването на нещастни
случаи.
Накрая ще направим още една проба. Настройката на генератора за развивка
се прави най-лесно, като между шесто краче на Y-усилвателя и маса се подаде
сигнал от синусоидален генератор или от генератор на правоъгълни импулси.
152
Генераторът трябва да има възможност за изменяне на честотата от 10 Hz до
500 kHz. Формата на кое да е от тези напрежения трябва да може да се на-
блюдава на екрана.
Въпреки всичките ни усилия възможно е генераторът за развивка да откаже
да работи при най-високите честоти в последния обхват, т. е. развивката да
изчезва, преди да завъртим копчето на потенциометъра Р4 до крайно дясно
Фи1.10.26
Поглед oi осиило1раф
положение. Тогава ще се наложи да включим една бобина с малка индуктивност
между превключвателя К3 и второ краче на генератора за развивка (означен
като блок X на фиг. 10.25) — навиваме 10 до 20 навивки от меден проводник
0,2 mm с лакова изолация върху макарата на някакъв подръчен топфкерн. При
повече търпение можем да определим минималния брой навивки, който върши
работа.
След това прй крайно дясно положение на Р4 нагласяваме честота на раз-
вивката 150 kHz с помощта на гример-потенциометъра Я!6 = 5 kQ. Тогава от
само себе си трябва да се получат всичките честотни обхвати, споменати в
началото. В това ще се убедим при подаване към измерителния вход (краче 6
на YE-усилвателя и маса) на ниско напрежение с мрежова честота. В най-нис-
кочестотния обхват и в крайно ляво положение на Р4 трябва да се оформят 5
синусоидални колебания, конто бавно пътуват по екрана.
Ако подадем променливо напрежение 5 до 10 V към входа „модулация на
яркостта“, електронният лъч периодично се затъмнява. Основната яркост на
лъча при този опит не бива да бъде много голяма.
153
След постигнатите дотук резултати да пристъпим към изработката на изме-
рителния усилвател. Ще го монтираме в малка кутия, която ще заеме мястото
пред платката на мрежовото захранване на фиг. 10.26. На фиг. 10.27 можем да
видим другата страна на монтирания осцилограф.
Фиг. 10.27
Поглед отдясно върху монтирания осцилограф
ДА ИЗРАБОТИМ ИЗМЕРИТЕЛЕН УСИЛВАТЕЛ
На фиг. 10.25 е показан и един блок, съдържащ предусилвател и известен брой
външни елементи. Чрез него се усилва и регулира измерваният сигнал, преди да
се подаде към крайния Y-усилвател. Ще го наречем измерителен усилвател. Няма
да го монтираме твърдо в осцилографа, а във вид на чекмедже, което ще по-
лучава връзка с останалата схема чрез куплунг. Този подход има предимството,
че в бъдеще ще можем да използуваме нашия осцилограф и в телевизионните
експерименти, като на мястото на измерителния усилвател поставим втори ге-
нератор за развивка.
Схемата на измерителния усилвател е показана на фиг. 10.28. Измерваното
напрежение преминава през комбинация от ДС-елемснти и се подава към входа
на емитерен повторител с транзистора Т8, който осигурява високо входно съ-
проз лвление. Чрез потенциометъра Р7 регулираме големината на измерваното
напрежение. което след това се усилва от схемата общ емитер с транзистора
154
T9 и се подава към входа на Y-усилвателя. Авторът е използувал транзистори
SF215 със следните коефициенти на усилване: Т8—В = 300 и T9—В = 150.
Колекторният ток на Т8 е 1,5 mA. Чрез нагласяваме колекторния ток на
T9 да бъде 2 mA.
I
I
I
I
I
I
Вход
674>!—,
а; !
।
।
। L
।
।__
С37
К37
1MQ
я&г
R33
1MQ
Сзв
*1nF
100,iF/10V**Т
73 J
А< у»
¥ \ Сз5\ 3
0,47uh Ok
Усилване, фино
R44
С39
180а II
R3dП R4l\
1кй\\ Юк
Фиг. 10.28
Схема на измерителния усилите:
Чеетотно независим делител на напрежение
Да изясним какви функции изпълняват ЯС-елементите, групирани около га-
летния превключвател К4. На входа на нашите НЧ усилватели поставяхме по-
тенциометър за плавно регулиране на усилването. Но ако свържем потенцио-
метър на входа на измерителния усилвател (вж. фиг. 10.29а), ще получим не-
допустимо голяма грешка на измерването и формата на сигнала ще се изкриви.
Да поясним това с числен пример:
Фиг. 10.29 j
Прииципна схема на входния делител на
напрежение на измерителния усилваiел
За минимално натоварване на измервания обект трябва Р да бъде високоомен.
Да приемем Р = 1MQ. При средно положение на плъзгача двете части имат
съпротивление по 500 кП. Изходното напрежение е два пъти по-малко от вход-
ното, понеже е в сила равенството^
Ц13Х _ R2 _ 500 Ш _ 1
ивх ~ + R2 ~ 1000 кП 2“
Паралелно на R2 е включен входният капацитет на транзистора, както и из-
вестен монтажей капацитет, който е без значение при ниски честоти. Ако обаче
155
измерваната честота е / = 1MHz и приемем, че С = 20 pF, неговото промен-
ливотоково съпротивление
1 IV
с “ 2.л/С “ 2.Я.106 s“x.20.10-12 As ~ 8 Ш’
Заради този капацитет долната част на делителя на напрежение няма съпро-
тивление R2 = 500 kQ, a R*2 < 8 kQ. Докато при ниски честоти към базата на
транзистора постъпва половината от входното напрежение, при честота 1 MHz
ще постъпва само
^ИЗХ Я2* 8 kQ 1
UBX R1 + R2* 508 Ш 63
Тази недопустимо голяма грешка за един измерителен усилвател може да се
избегне, като се свърже кондензатор паралелно на R} (вж фиг. 10.29/?). При това
трябва да се спази следното съотношение между активните и капацитивните
съпротивления:
Ri _ Rci
R2 RC2
Но съотношението между капацитивните съпротивления не може да се изменя
плавно, откъдето следва, че не може да се използува потенциометър, а само
делител, съставен от резистори с фиксирани съпротивления. Да преобразуваме
последното равенство във вид, удобен за определяне капацитета на конденза-
торите:
1
Rci = = 2.я./.С2 = Q
RC2 1 2.Л./С! С/
2.я./С2
Окончателното равенство гласи
R2 с;
напрежение. Вто-
Тъй като монтажният и транзисторният капацитет не са известии, да зададем
Ct = 20 pF. Да изберем и Я] = 1 MQ, a R2 = 100 kQ. Изходното напрежение
„ 1/и,х К, 100 kQ 1
ще бъде — -^7^; = -аст от .ходко™
рият кондензатор трябва да има капацитет С2 =СР — =
Я2
= 200 pF. Неговото капацитивно съпротивление за честота
1000 kQ
съотношенията между съпротивленията е — =--------------
R2 100 k^"2
1000 Ш
20 pF.-------
1 100 kQ
1 MHz е 800 Q, а
= 10, съответно
RCi 8000 Q
— =---------= 10.
RC2 800 Q
Наистина делителят става твърде нискоомен за високи честоти, но преводното
му отношение се запазва постоянно.
Резисторът /?зз на фиг. 10.28 съответствува на а кондензаторът Сзо — на
Ср Тази трупа остава постоянно свързана, а се превключват долните елементи
R2C2. На три положения на превключвателя съответствуват три различии
ЯС-комбинации. В четвъртото положение цялото входно напрежение се пре-
156
хвърля през С34 към базата на Т8. В третото положение тринзисторът получава
1 1 1
само — част, във второто — част, а в първото — част от входното
напрежение. Но като вземем пред вид, че нашите резистори обикновено имат
толеранс 10%, с чиста съвест можем да приемем, че тези съотношения са около
1:1, 1:10, 1:100 и 1:1000.
Измерителният усилвател трябва да се екранира
След като изпробваме измерителния усилвател като експериментална поста-
новка, да го монтираме върху печатна платка (фиг. 10.30). Елементите от де-
лителя на напрежение запояваме направо върху галетния превключвател. Тъй
като измерителният усилвател е много чувствителен към брум, налага се ця-
лостно да го екранираме. За целта ще изготвим малка кутия от едностранно
фолиран гетинакс или стъклотекстолит с дебелина 1,5 mm. Фолираната страна
остава отвътре. Нужни са ни две платки с размери 50 mm х 70 mm за горната
и долната стена, две 50 mm х 72 mm за страничните стени, една 70 mm х 75 mm
за лицевата плоча и една 70 ттхбб тт за задната стена. Лицевата плоча
обработваме според фиг. 10.31а. За да се избегне контактът между буксата Б13
и медното фолио, правим ферзенк на съответния отвор откъм фолираната страна
и подлагаме изолационна шайба от гетинакс под гайката на буксата. Б14 за-
виваме направо без изолационна подложка.
След механичната обработка на платките да ги закрепим една към друга до
оформяне на кутията без задния капак. Тази работа може да се улесни чрез
просто приспособление от дърво (фиг. 10.32). Поялникът трябва да има мощност
100 W и да бъде добре загрят. Предварително трябва да се поупражним върху
отпадъчни парчета, докато получим равномерно разливане на припоя. Ще ни
помогне и безкиселинната паста за запояване, която след това трябва напълно
да измием със спирт.
Върху фолиото на горната стена запояваме месингово винкелче за закрепване
на платката (фиг. 10.31). Точно в средата на дъното на кутията монтираме 6-
ножов куплунг чрез два винта М3 (вж. фиг. 10.34). Изводите за запояване на
куплунга са огънати нагоре (фиг. 10.31) и три от тях са запоени посредством
къси мостчета от гол проводник към съответните точки от платката (фиг. 10.28).
Осъществяваме и две връзки към екраниращото фолио: от перо 5 посредством
мостче и от перо 7 посредством кондензатор 1 nF за заземяване на евентуални
високочестотни колебания.
Фиг. 10.34 дава представа за вида на измерителния усилвател, поместен в
екраниращата кутия при отворен заден капак. Преди неговото затваряне за-
появаме две месингови винкелчета от двете му страни, конто същевременно ще
осигуряват и електрическата връзка с фолиото на кутията. Затваряме капака и
пробиваме два отвора с диаметър 2,4 mm върху страничните стени заедно със
стоящите отзад винкелчета. Сваляме задния капак и разширяваме отворите в
страничните стени до диаметър 3 mm, а отворите върху винкелчетата нарязваме
с резба М3. Накрая поставяме капака и го стягаме с два винта М3.
Вече монтираният ножов куплунг ще влезе в гнездов куплунг, разполоя^ен
върху носещата плоча на осцилографа. Отворите за неговото закрепване са
означени с N1 и N2 на фиг. 10.7. Под гнездовия куплунг ще поставим водещата
плоча от фиг. 10.33, изработена от гетинакс и предназначена за лесно вкарване
на пъхащия се като странично чекмедженце измерителен усилвател. Чрез из-
водите за запояване на гнездовия куплунг го свързваме към съответните точки
от схемата на осцилографа (вж. фиг. 10.28). Прекарваме и къси съединителни
157
проводници от неизползуваните засега пера 6 и 8 до изводите 7 и 8 на цокъла
за осцилографната тръба. Тези връзки не трябва да минават близо до провод-
ниците за хоризонтално отклонение и не трябва взаимно да се допират. За извод
на масата прекарваме отделен проводник от трансформатора към второ перо
на куплунга.
Фи1.10.30
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на пе-
чатната платка за измсрителния усилвател
158
pin рсилтмпти плитки
Фиг. i 0.31
Конструкция на измерителния усилвател
а) Л и цена плоча
) Разрез
Фиг. 10.32
Просто приспособление за улесняване
изработката на кутията
Фиг. 10.33
Водеша плоча за лесно вкарване па
пъхащия се като странично чекмел-
женце измерителен усилвател
159
MW
Фиг. 10.34
Нашият измерителен усилвател-вставка
Неразделна част от измерителния усилвател е свързващият кабел, чрез който
ще подаваме сигнала към входа. Обикновеният ширмован проводник не е под-
ходящ за целта. Трябва да употребим така наречения коаксиален кабел, например
от този, който се използува за връзка между антената и телевизионния приемник.
Краищата на измерителния кабел оформяме съгласно фиг. 10.35. След зачис-
тване и калайдисване местата на спойките запояваме червен гъвкав проводник
към жилото на кабела и избутваме изолацията на проводника върху все още
горещата спойка. Отгоре навиваме изолирбанд до достигане диаметъра на шир-
мовката. Тогава запояваме и проводника за масата (зелен или черен) и навиваме
още малко изолирбанд върху готовото съединение. От страната на кабела, пред-
назначена за свързване към измервания обект, оставяме извод за масата с дъл-
жина около 15 ст.
След последната проба, при която евентуално ще се наложи да се коригира
MQCQ
1k” ,,вен
Фиг. 10.35
Измерителен кабел
160
Фиг. 10.36
Нашият електроннолъчев осцилограф
някоя и друга връзка в осцилографа, можем да пристъпим към изработката на
неговата кутия. За образец ще ни послужи кутията на токозахранващото устрой-
ство (вж. фиг. 3.19). Едната странична стена трябва да има изрез, широк 70 mm
и висок 80 mm, за вкарване на измерителния усилвател. Разстоянието от ръба
на лицевата плоча до изреза е 75 mm. Да не забравим да пробием отвори за
буксите Б9 rq Б12 и да поставим снимка с надписи: 4V_, — 650V и „маса“ (вж.
фиг. 10.36).
За да се избегне прегряването на елементите, ще снабдим капака и една от
страните с достатъчен брой отвори за добра циркулация на въздуха. Освен това
върху капака ще монтираме дръжка за носене на осцилографа. Как изглежда
готовото изделие можем да видим на фиг. 10.36.
Да добием представа за усилването на нашия измерителен усилвател, като
подадем на входа му променливо напрежение. За източник ще послужи токо-
11 Радио и । еле в и з
161
захранващото устройство, а между него и входа на измерителния усилвател ще
поставим потенциометър за регулиране на напрежението. Можем да изключим
генератора за развивка и да зададем максимално усилване чрез потенциометъра
на измерителния усилвател, а галетния превключвател на входния му делител
1
поставяме в положение 2. Сега към усилвателя постъпва около част от
входного напрежение. С външния потенциометър регулираме подаденото на-
прежение по такъв начин, че върху екрана да се получи вертикална линия с
дължина точно 4 ст. Измерваме напрежението и ако то е примерно 2,7V, това
означава, че измерителният усилвател получава в същност 0,027V. Да си при-
помним, че за това вертикално отклонение на лъча беше необходимо променливо
напрежение 24V към плочите за вертикално отклонение (измерителните плочи
т). Коефициентът на усилване е к =
24 V
0,027 V
900.
Тази стойност ще ни потрябва, когато ни се наложи да определяме големината
на подадените към осцилографа напрежения.
162
РАДИОТЕХНИКА
11. ЧРЕЗ ЕКСПЕРИМЕНТИ КЪМ ОСНОВНИТЕ ПОЛОЖЕНИЯ
НА БЕЗЖИЧНОТО ПРЕНАСЯНЕ НА ИНФОРМАЦИЯТА
Вече ни е ясно що е резонансен (колебателен, трептящ) кръг, съставен от
бобина и кондензатор. Освен това знаем, че собствената му честота зависи както
от индуктивността на бобината, така и от капацитета на кондензатора. А сега
чрез опитната постановка на фиг* 11.1 да се убедим, че резонансният кръг може
и сам да създава трептения. Ще използуваме експерименталната бобина с 600
навивки и кондензатор с капацитет IpF. Бобината свързваме към входа на из-
мерителния усилвател, чийто превключвател е в положение 2, а потенциометърът
му — на максимално усилване. Генератора за развивка нагласяваме на най-
Заре>кдане
Колебателен процес
Фиг. 11.1
Гака ще възбудим един
резонансен кръг
ниската честота. През един превключвател, например морзов ключ или мик-
ропрекъсвач, превключваме кондензатора към токозахранващото устройство, за
да го заредим. При затваряне на резонансния кръг върху екрана се появява
синусоида с бързо намаляваща амплитуда. Получихме осцилограмата на едно
затихващо трептение.
Как се поражда това собствено или свободно трептение ше поясним с по-
мощта на фиг. 11.2, където е изобразена една натоварена пружина.
Повдигнатата тежест в положение а съответствува на заредения кондензатор.
Между плочите на кондензатора се създава електрическо поле.
Освободената тежест се спуска надолу и достига до спокойното положение
(Ь), набирайки максимална скорост. Аналогично кондензаторът се разрежда
през бобината, при което напрежението му намалява до нула, а токът през
бобината достига до своя максимум и създава магнитно поле.
Както тежестта не спира в спокойното положение, а го отминава и продължава
да се спуска по инерция, докато достигне до най-голямото отклонение в обратна
посока (с), така и токът през бобината не спира, а продължава да тече по
инерция (под влияние на натрупаната в магнитното поле енергия), докато зареди
кондензатора до най-голямото напрежение с обратен поляритет.
По-нататък процесът на презареждането продължава в обратна посока. Мак-
сималното отклонение на тока (/тах) и на напрежението 6С/тах) не се появяват
едновременно. Получава се фазово отместване с четвърт период (вж. фиг. 4.116).
Тежестта, закачена върху пружината, намалява свои’те отклонения с течение
на времето и накрая съвсем спира; чрез триене в околния въздух трептящата
164
Фиг. 11 2
Процеси в резонансния кры
Фиг. 11.3
Напрежението за развивка на осци.кирафа
възбужда резонансния кръг
165
система е отдала цялата си енергия. Аналогично електрическите трептения в
резонансния кръг намаляват своята амплитуда и накрая съвсем спират; чрез
нагряване на бобината и на съединителните проводници трептящата система е
превърнала цялата си енергия в топлина.
В опита съгласно» фиг. 11.1 затихващото трептение се появява всеки път на
различии места по оста на времето върху екрана. Това можем да избегнем, като
синхронизираме възбуждането на резонансния кръг с хоризонталното откло-
нение на електронния лъч. За целта трябва да накараме напрежението за развивка
Фи1 11.4
Осцилограми, изобразяващи грептсния с различно за1ихванс
а, Ocuhjioi рама на ipeniенияiа н резонансния кры с кондензатор I pF и бобинаiа с 600
навивки
Сьшо кап» а. некие 50 Q в крыа
от буксите Б7 и Б8 (вж. фиг. 10.12) на осцилографа да възбужда резонансния
кръг, както това е направено на фиг. 11.3. За препоръчване е да заземим масата
на осцилографа. Превключвателят на измерителния усилвател е в положение
3. Върху екрана се появява стояща картина на затихващото трептение (фиг
11.467).
Лодабяне на
енергия
Отнеллане
_____ на енергия
Фиг.11.5
Принципът на самовъзбуждането
Енергия за упраблението
Лесно можем да се убедим, че причината за затихването на трептението е
активного съпротивление в резонансния кръг, като включим резистор със съ-
противление около 50Q последователно на бобината. Получаваме осцилограма
като изобразената на фиг. 11.4Л.
Би било много добре, ако амплитудата на трептенията не намаляваше, т. е.
ако резонансният кръг създаваше незатихващи трептения. Но каквото и да
правим, не можем да отстраним изцяло активного съпротивление от кръга, също
както не можем да отстраним триенето при детската люлка. И все пак тя може
да се люлее неограничено дълго време, ако й подаваме тласъци в подходящо
избрани моменти от време. За създаване на незатихващи трептения в резонан-
166
сния кръг той трябва периодично да получава порции енергия отвън, конто да
компенсират загубите му.
Разбира се, външната енергия ще подаваме автоматично Принципът на съз-
даване на незатихващи трептения е представен на фиг. 11.5. От резонансния кръг
се отнема малко количество управляваща енергия, усилва се с транзисторен
усилвател и се връща обратно в подходящи момента от време.
ДА ИЗРАБОТИМ ГЕНЕРАТОР НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ ТРЕПТЕНИЯ
Ще използуваме схемата от фиг. 11.6, която ще монтираме върху експери-
ментална платка. Подходящ е всеки НЧ транзистор с усилване от 30 до 50.
„Половината“ от резонансния кръг е свързан към входа на усилвателя посред-
ством базовия прехвърлящ кондензатор, а останалата част от кръга — към
колекторната верига, в която е включен и изходният трансформатор 100Q/5Q
на нашия двуватов усилвател. Тъй като товарного съпротивление приведено
към първичната намотка на трансформатора, би натоварило твърде* силно тран-
зистора, последователно към високоговорителя включваме резистор 100 Q. Кон-
дензаторът на резонансния кръг има капацитет 1 pF, а бобината — 300 навивки.
Отвода от 150-ата навивка свързваме към отрицателния полюс на захранвашия
източник. След включване на токозахранващото устройство във високогово-
рителя прозвучава равномерен тон. Нашата схема генерира електрически треп-
Фиг. I 1.6
Генератор на трептения със звукова честота
тения в звуковия обхват и се нарича генератор (можем да срещнем и по-старите
наименования осцилатор и хетеродин).
Да разгледаме осцилограмата на получените трептения, като свържем изме-
рителния вход на осцилографа (полож. 2 на превключвателя) непосредствено
към резонансния кръг. В положение 2 на развивката да се опитаме да получим
8 неподвижни пълни трептения върху екрана. Тъй като това не става веднага,
завъртаме потенциометъра за синхронизация по посока на часовниковата стрел-
ка, докато кривата се „заковё“ Междувременно тонът успява да ни омръзне и
изключваме захранването на генератора.
Тогава увеличаваме индуктивността, като използуваме 2 х 300 навивки. След
включването на захранването се чува по-нисък тон и чрез незначителна промяна
на честотата на развивката успяваме да стабилизираме картината на екрана.
Получаваме 4 пълни трептения, т. е. звуковата честота е около два пъти по-
ниска от предишната.
167
Удвояването на броя на навивките е довело до учетворяване на индуктив-
ността. Тъй като в израза за собствената честота на резонансния кръг f=
=----т= в знаменателя участвува корен квадратен от индуктивността, честота-
2тг.у L.C
1 1
та деиствително ои трябвало да намалява два пъти, тъи като—==-. Капацитетът
у/4 2
също участвува под корена в знаменателя и ако се намали два пъти, честотата
ще се увеличи пъти, или около 0,7 пъти. На екрана ще се появят
4 трептения
-----—----- ~ 6 трептения. В това можем да се убедим, като заменим конден-
затора IpF с 0,5pF. Получава се тон, чиято честота е между двете предишни
и след лека корекция на честотата на развивката наблюдаваме на екрана 6 пълни
трептения. При капацитет 0,05pF техният брой се увеличава на 18.
колекторен ток
Колекторен ток
Фи! .11.7
Процеси в генератора
а) Напрежението на резонансния кръг действува върху базата на транзистора по такъв
начин, че кодек юрният му ток намалява
Ь) Силният колекторен ток добавя енергия в бобината на резонансния кръг
Да се опитаме да обясним механизма на отнемането и на подаването на
енергията. Фиг. 11.7а фиксира момента, в който долната плоча на кондензатора
се е заре ди л а положително. Също и базата, свързана чрез прехвърлящ конден-
затор към тази плоча, получава положителен заряд, т.е. тя е по-малко отри-
цателна, отколкото в покой. Колекторният ток на транзистора е минимален.
Кондензаторът започва да се разрежда и през бобината протича ток в посока,
обратна на часовниковата стрелка. Колекторният ток расте и достига своя мак-
симум, когато кондензаторът се е презаредил с обратен поляритет. Точно тогава
токът на резонансния кръг започва да тече по посока на часовниковата стрелка
(фиг. 1 \.1Ь) и колекторният ток го „тласва“ в правилния момент от време.
Понеже този тласък се повтаря във всеки период, амплитудата на трептенията
се стабилизира до определена стойност, която повече не се изменя. Генераторът
създава незатихващи трептения.
С какви схеми ще отнемаме управляващата енергия от резонансния кръг и
168
как ще му връщаме усилената енергия за самоподдържане на трептенията, то-
ва засега е от второстепенно значение. Съществува цяла поредица от различии
схеми на генератори, с някои от които ще се запознаем. По принцип всеки
усилвател може да се самовъзбуди, ако определена част от изходния му сигнал
се връща на входа. Да си припомним самовъзбуждането на нашата разговорна
уредба, когато поставихме микрофона близо до високоговорителя. В този случай
обратната връзка се осъществи по акустичен път. Тъй като усилвателите по
принцип трябва да усилват, а не да се самовъзбуждат, входът и изходът бяха
отделени един от друг.
Най-важният елемент на всеки радиопредавател е високочестотният (ВЧ)
генератор. За разлика от нашия звуков генератор той създава значително по-
високочестотни трептения над горната слухова граница, която е 20 kHz за „най-
доброто“ ухо. Честотата на нашия експериментален генератор е около 550 Hz.
Чрез следващия експеримент ще разберем от какво зависи амплитудата на
трептенията. За целта увеличаваме захранващото напрежение на генератора от
Фиг. 11.8
Осцилограма на незатихващите трептения на звуковия
генератор
6V на 11V Размахът на синусоидата върху екрана се удвоява. Каква полза може
да се извлече от този ефект ще научим по-късно. Засега ни интересува само
фактът, че захранващото напрежение влияе на амплитудата.
Осцилограмата на незатихващите трептения на нашия генератор е представена
на фиг. 11.8,
ОПИТ ЗА БЕЗЖИЧНО ПРЕНАСЯНЕ НА ЕНЕРГИЯ
Да навием втора експериментална бобина точно като първата с 600 навивки
и два отвода. В отвора й ще напъхаме само Е-ламелите (Ш-образните ламели),
а затварящите 1-пластини няма да използуваме. Готовата бобина поставяме
върху масата на разстояние 35 ст от бобината на генератора, както е показано
на фиг. 11.9. Двата края на новата бобина с отворен магнитопровод свързваме
към входа на измерителния усилвател при максимална чувствителност (поло-
жение 4 на превключвателя). Увеличаваме на 20V захранващото напрежение на
генератора. Върху екрана на осцилографа забелязваме трептения с височина
около 2 mm. Магнитното поле на бобината на генератора индуцира променливо
напрежение във втората бобина. По този начин получаваме безжично пренасяне
на колебателна енергия от „предавател“ към „приемник*4 Но не бива да оставаме
с погрешни впечатления; не сме построили предавател и приемник в истинския
169
смисъл на думата. Двете бобини всъщност образуват трансформатор с много
слаба връзка мъжду първичната и вторичната намотка.
Скоро ще научим как един генератор се превръща в предавател. Но преди
това да направим един нагледен експеримент с „приемника" В проведения опит
той се състоеше само от една бобина, докато в детекторния радиоприемник
Фиг. 11.9
Взаимно разположение на двете експеримептални бобини
„Предавател"
„ Преемник"
Фи1 II К)
Основен опит във връзка с безжичното пренасяне на енергия
имахме резонансен кръг. Да направим същото, като включим кондензатор
0,05|iF паралелно на бобината с отворен магнитопровод с надежда, че „прие-
мки кът“ ще се настрои на честотата на „предавателя" Но въпреки че двата
резонансни кръга изглеждат еднакви, не се наблюдава забележима промяна вър-
ху екрана на осцилографа. Причината е в по-малката индуктивност на приемна-
та бобина, понеже магнитопроводът й е отворен.
Да заменим току-що поставения кондензатор с друг, чийто капацитет е около
0,7pF. Синусоидата върху екрана веднага увеличава височината си примерно на
12 mm. Изваждаме няколко ламели от макарата на приемната бобина. Кривата
нараства още повече, докато добие своя максимум от около 18 mm. Ако про-
дължаваме да вадим ламели от макарата, амплитудата на трептенията нама-
170
лява. Виждаме, че собствената честота на резонансния кръг може да се регулира
както чрез изменяне на капацитета, така и чрез промяна на индуктивността.
Схемата на последния опит е дадена на фиг. 11.10.
Радиусът на действие на разсеяното магнитно поле на предавателната ни
бобина е малък. Един радиопредавател трябва да покрива несравнимо по-големи
Фиг. 11.11 <
Преминаване от затворен към отворен резонансен кръг
разстояния. Как става това бихме могли да си изясним чрез експеримент. Но
за работа с радиопредавател е необходимо специално разрешение, с каквото не
разполагаме, ето защо този път ще проведем експеримента мислено.
На фиг. 11.11а е изобразен добре познатият ни резонансен кръг. Конденза-
торът е зареден и между плочите му се е образувало електрическо поле. Ако
раздалечим плочите на кондензатора, голяма»част от силовите линии се огъват
и излизат извън заградения между плочите обем (фиг. 11.1 1Ь). При пълното
разтваряне на кондензатора електрическото поле се разпростира надалече в
околното пространство (фиг. 11.11с). По принцип нищо не се променя и ако
бобината се разтегли. Полученото по този начин опънато парче проводник е
все още резонансен кръг, само че отворен (фиг. 11.1 Id).
ПРЕДАВАТЕЛЯТ ИЗЛЪЧВА ЕЛЕКТРОМАГНИТНИ ВЪЛНИ
На фиг. 11.12а е представено още веднъж опънатото парче проводник. В не-
говите краища са разположени противоположни заряди, т. е. пръчката има два
полюса и ще я наричаме дипол. За нагледност на чертежа са нанесени само две
силови линий.
Зарядите не стоят неподвижно в краищата на дипола, а пътуват един срещу
друг (фиг. 11.12Ь). Заедно с тях се придвижват и началото, и краят на силовите
линии. Движението на зарядите всъщност представлява протичане на електри-
чески ток, който създава магнитно поле около проводника. В момента, когато
положителният и отрицателният заряд се срещнат и взаимно се компенсират,
силовите линии се прещипват (фиг. 11.12 с) и се отделят от дипола. Тогава
токът е максимален и магнитното поле най-силно.
Както в затворения резонансен кръг, така и тук процесът не спира. Токът
171
продължава да тече по инерция (под влияние на енергията, натрупана в маг-
нитного поле), т. е. зарядите отново се разделят и продължават своя път към
противоположните краища на дипола. Образуваните досега електрически и Маг-
нитки силови линии се отдалечават. Новообразуваните заряди създават ново
електрическо поле (фиг. 11.12JJ. На фиг. 11.12е може да се види как изглежда
Положителен
Фш 11.12
Колебателни пронеси в отворения резонансен кры и излъчване на
електромагнитна вълна
172
околното пространство след половин период. Краищата на дипола са заредени
обратно. Оттук нататък процесът се повтаря по същия начин, но в обратна
посока.
Полето на дипола след едно пълно трептение (цял период) е изобразено на
фиг. 11.12/.
Досега разглеждахме част от полето в една единствена равнина. Но в същност
изображението би трябвало да бъде обемно. Също и пространствата, оградени
от силовите линии, не са лишени от поле.
Чрез непрекъснато повтарящите се в дипола колебателни процеси възникват
все нови полета, конто отпътуват в пространството. Сега става ясно за какво
е нужен диполът. Той се свързва към резонансния кръг на генератора и образува
предавателната антена.
Ако изберем една единствена посока на разпространение и в различии точки
от тази права линия нанесем със стрелки посоката и големината на електри-
ческото, съответно на магнитното поле, ще получим изображението на елек-
тромагнитната вълна (фиг. 11.12g). Най-късото разстояние между две точки с
една и съща посока и сила на полето означаваме като дължина на вълната X
(изговаря се ламбда). Колкото по-голяма е честотата / на електрическите треп-
тения в дипола, толкова по-малка е дължината на вълната X. Произведението
от тези две величини е константа, точно равна на скоростта на светлината с =
кш
= Х./=ЗОО ООО —.
s
Средновълнов предавател с честота 800 kHz излъчва електромагнитна вълна
с дължина
i = -„
ЗЛО8 m.s,
------— = 375 ш.
8.105 s
Тъй като дължините на вълните могат да бъдат твърде различии, те са раз-
пределени във вълнови обхвати:
Наименование на вълните Дължина на вълната Честота
Дълги ВЪЛНИ (ДВ) 2000m 750m 150kHz..,400kHz
Средни вълни (СВ) 600 m 187 m 500 kHz... 1600kHz:
Къси вълни (КВ) 100 m 10 m 3 MHz 30 MHz
Ултракъси вълни (УКВ) 10 m 1 m 30 MHz 300 MHz
Диполът като всеки резонансен кръг има точно определена собствена честота.
Собствената му дължина на вълната е равна на удвоената му геометрична дъл-
жина. Полувълновият дипол за честота примерно 800 kHz трябва да бъде дълъг
X
2
375 ш
2
187,5 ш.
Колкото по-ниска е излъчваната честота, толкова по-дълга трябва да бъде
антената. Ето защо при по-ниски честоти полувълновият дипол се разполовява
още веднъж и единият му край се заземява.
Фиг. 11.13 показва променливото електрическо поле, излъчвано от една такава
антена. То следва земната повърхност.
Отначало ще разгледаме повърхностната вълна, излъчена от антената А на
предавателя. Тази вълна следва закривяването на планетата и се приема, макар
и отслабнала, от приемната антена Ах (фиг. 11.14). Според обстоятелствата тази
вълна може да се приеме и от твърде отдалечената антена Л2.
173
Фиг.11.13
Полето на заземения дипол
Фиг. 11.14
Разпространение на радиовълните
174
Но по-голямата част от електромагнитните вълни се отдалечава от земната
повърхност в атмосферата. На няколкостотин километра височина газовите
слоеве са йонизирани от космическото лъчение, т. е. те се зареждат електрически.
Срещайки този слой под достатъчно остър ъгъл, пространствената вълна се
отразява и насочва обратно към Земята. Късите вълни се разпространяват пре-
димно по този начин. Тъй като местният състав на рефлектиращия слой се
променя непрекъснато, силата на полето при приемната антена А2 постоянно
се мени. Това явление е известно като фадинг и с него се води успешна борба
чрез специално разработени схеми за компенсация на фадинга.
Също и Земята действува като отражател и при благоприятен условия из-
лъчената от антената А пространствена вълна може да се приеме дори от Л3.
Колкото по-висока е честотата, толкова повече излъчваната вълна наподобява
светлинен лъч. Такъв е случаят с ултракъсите и с още по-високочестотните де-
циметрови вълни. Наистина те се разпространяват много надалече, но това
обстоятелство не може да се използува пълноценно порадц кривината на земната
повърхност. Най-голямото възможно отдалечаване на приемната антена Л4 от
предавателната антена А е приблизително равно на разстоянието на пряката
видимост.
Бихме могли да превърнем нашия резонансен кръг в предавател, като пови-
шим честотата на незатихващите му трептения над 20 kHz и свържем към
бобината един отворен резонансен кръг в ролята на антена.
РАДИОВЪЛНАТА НОСИ МУЗИКА И ГОВОР У ДОМА
Да си припомним, че амплитудата на незатихващите трептения на генератора
зависи от захранващото напрежение. Ако това напрежение се изменя в такт със
звуковите колебания, трептенията на генератора ще променят своята амплитуда
в такт със звука и могат да се излъчат чрез антена под формата на електро-
магнитна вълна. Това предположение може да се потвърди чрез опитната по-
становка от фиг. 11.15а. Към нискоомната намотка на изходния ни трансфор-
матор свързваме въгленов микрофон. Ще използуваме само капсула в малката
кутийка. Товарнота съпротивление и елементите на филътра са излишни. За-
хранващото напрежение за микрофона и за генератора ще получим от един и
същи източник. След като получим „картината на незатихващите трептения върху
екрана на осцилографа, започваме да свиркаме или да леем пред микрофона.
Веднага настъпва промяна в картината върху екрана — на места амплитудата
става по-голяма, другаде — по-малка. Генерираните трептения се модулират
в такт със звуковите колебания. Явлението се нарича амплитудна модулация
(AM). Осцилограмата изглежда примерно така, както е показана на фиг. 11.156.
Мислената ограничителна линия на амплитудите съответствува на звуковото
колебание (фиг. 11.15с/
Фиг. 11.16 показва как изглежда един съвсем прост предавател. Впрочем свър-
зването на антена към генератора е забранено. Само като опитни радиолюбители
можем да получим разрешение за изработка и пускане в действие на любителски
радиопредавател.
Истинските радиопредаватели са в същност много по-сложни от показания
на фиг. 11.16. Сигналът от микрофона, както и електрическите трептения на
генератора се усилват от отделяй усилватели и постъпват към специално стъ-
пало, наречено модулатор, където ниската честота дава своя отпечатък върху
високата. Модулираните трептения се усилват от краен усилвател и получените
мощни ВЧ трептения се излъчват от антената (фиг. 11.17).
Тъй като резонансният кръг в радиоприемника се възбужда принудително от
175
изходен mpuHcuuupMumufj
1-)-кГЛГ>ипЬ I
о)
Ток през
микрофона
Крелле
Фш. 11.15
Звуковите колебания модулират
електрическите трептения на гене-
ратора
а) Схема на амплитуден модулатор
Ь) Осипло! рама на амплитудно модул
трептения
с) Ток през микрофона
Фиг. И. 16
Високочестотният генератор се превръща
в радиопредавател
176
нч
усилвател
Модулатор
Кройно
стъпало
Фиг. 11.17
Блокова схема на радиопредавател
Фиг.11.18
Осцилограма на трептението, модулирано
с честота 50 Hz
Фиг. 11.19
Включване резонансния кръг на детектор-
ния ни приемник към измерителния вход
на осцилографа
177
12 Радио и телевизия...
енергията на предавателя, амплитудните промени се появяват и тук. Да повто-
рим опита от фиг. 11.10. Към нискоомната намотка на трансформатора вклюуг-
ваме променливо напрежение 6,3V с честота 50 Hz от токозахранващото устрой-
ство. За да не протече много силен ток, последователно в тази верига включваме
и резистор 10Q. Намаляваме на 25 ст разстоянието между предавателната и
Фиг. 11.20
Осцилограма на амплитудно модулирани
трептения, излъчени от местния радио-
предавател
Бобина на Произволен
генератора
Към измерител-
ния усилбател
ча осцилограсра
Фи1.11.21
Полупроводниковият диод като демодулатор
приемната бобина. Превключвателят на измерителния усилвател е в положение
4, а потенциометърът — на максимална чувствителност. Генераторът се захранва
с напрежение 20V На екрана се появява осцилограмата от фиг. 11.18.
Можем да наблюдаваме и картината на излъчените от местния предавател
трептения. За целта свързваме осцилографа към детекторния радиоприемник,
както е показано на фиг. 11.19. Положението на превключвателя на входната
чувствителност (дали полож. 3 или полож. 4) зависи от силата на приемането.
Чрез въртене на променливия кондензатор променяме собствената честота на
резонансния кръг и търсим положение, при което височината на изображението
е максимална. Получената осцилограма, представена на фиг. 11.20, Изглежда
размазана, понеже по време на експонацията на филма електронният лъч е
обходил няколко пъти целия екран. Въпреки това амплитудната модулация личи
ясно.
След приемане на излъчените от предавателя трептения трябва да отделим
тези със звукови честоти, което означава, че трябва да демодулираме амплитудно
модулираните трептения. За тази цел сме включили диода в детекторния ни
178
радиоприемник. Високочестотното трептение се изправя, т.е. едната му поло-
вина се отрязва. Този процес можем да наблюдаваме сами. Опитната постановка
съответствува на фиг. 11.10 с допълнителната амплитудна модулация. Между
приемния резонансен кръг и измерителния вход на осцилографа включваме про-
изволен диод и товарен резистор 5 kQ (фиг. 11.21). В зависимост от начина на
Фиг. 11.22
Осцилограма на изправените трептения
Фиг. 11.23
Кондензаторът, свързан паралелно на то-
вара на демодулатора, подтиска до го-
ляма степей носещите трептения
свързване на полупроводниковия диод на екрана получаваме осцилограма с
изрязана горната или долната половина на трептенията (фиг. 11.22). Става ясно,
че демодулацията на амплитудно модулираното колебание не е нищо друго
освен изправяне. Желаното НЧ колебание се получава, когато паралелно на
товарния резистор включим кондензатор с капацитет 0,5pF или повече. Този
кондензатор дава накъсо високите честоти. Резултатът е показан на фиг. 11.23.
ВИСОКОЧЕСТОТНИЯТ УСИЛВАТЕЛ УВЕЛИЧАВА ЗНАЧИТЕЛНО ЧУВСТВИТЕЛНОСТТА
НА ДЕТЕКТОРНИЯ НИ РАДИОПРИЕМНИК
За да постигнем по-добри резултати с нашия детекторен радиоприемник, тряб-
ва да го снабдим с високочестотен усилвател. Пълната блокова схема на по-
лучения радиоприемник е представена на фиг. 11.24. Вече разполагаме с антена
и заземителен проводник, с резонансен кръг от детекторния ни приемник, а също
и с крайно стъпало и с високоговорител, монтиран в кутия. Единственото, което
ни липсва, е високочестотният усилвател. Схемата му е показана на фиг. 11.25
заедно със свързания на изхода му диоден демодулатор. За да се избегне шун-
тирането на резонансния кръг, входът на усилвателя е включен към отвода на
бобината. Високочестотните трептения се подават през прехвърлящия конден-
затор Св към базата на транзистора, който е високочестотен, напр. GF121, но
може да се използува и GF130 до GF139, съветският тип ГТ310 или ГТ322;
както и българският тип SFT358. Желателно е да подберем транзистор с голямо
усилване, напр. В=200.
Високочестотния усилвател и детектора монтираме на експериментална платка
според фиг. 7.5а. За схемата на връзките ще се обърнем към фиг. 11.26. Засега
няма да монтираме филтриращия резонансен кръг £фСф в антенната верига,
означен с по-дебела линия на фиг. 11.25. Антената свързваме направо към ан-
179
тенния кондензатор 50 pF. За да можем бързо да сменяме транзистора, изпол-
зуваме цокъл с 4 крачета. Повечето ВЧ транзистори имат и четвърти извод за
екран, който обикновено се заземява.
От фиг. 11.26 се вижда как да свържем изхода на детектора към входа на
цвуватовия НЧ усилвател.
Фиг. 11.24
Блокова схема на радиоприемник
Фиг. 11.25
Схема на ВЧ усилвател с диоден демодулатор
А сега да включим захранващото напрежение. Освен нарасналата сила на
звука ще ни направи впечатление и влошената селективност (честотна избира-
телност) на приемника. Местният радиопредавател се чува почти навсякъде по
обхвата.
Преди да се заемем с отстраняването на този недостатьк,_да се запознаем с
начина на действие на високочестотния усилвател. Както при един НЧ усил-
вател и тук работната точка се определя от базовия резистор RB. Токът на покой
180
в работната точка трябва да бъде поне два пъти по-голям от остатъчния ко-
лекторен ток. При /СЕО = 0,2 mA избираме /с = 0,5 mA. При захранващо
напрежение
Е = 5 V колекторният резистор трябва да има съпротивление
Rc
Е
5 V
1 mA
5 kQ.
Фиг. 11.26
Така прекарваме връзките между елементите на високочестотния усилвател
За транзистор с 2?=200 трябва да включим базов резистор RB = В. Rc = 200.5
kQ = 1 MQ. Базовият ток на покой създава необходимого преднапрежение
върху участъка база—емитер. От резонансния кръг към входа на усилвателя
постъпват високочестотни промени в базового напрежение, конто предизвикват
високочестотни промени в колекторния ток. Процесът на усилването е изобразен
на фиг. 11.27 с помощта на характеристиката 1С— 2/ВЕ на транзистора.
Промените на колекторния ток създават съответните високочестотни промени
в колекторното напрежение. Да включим измерителния вход на осцилографа
(положение 3 на превключвателя) между колектора на транзистора и масата на
схемата. Получената осцилограма е показана и пявятя чяст на фиг. 11.28.
Това амплитудно модулирано трептение се прехвърля през кондензатора Сс
към товарния резистор Ra, откъдето се детектира с диода Д. Кондензаторът CL
дава накъсо високочестотните трептения и позволява само на напрежението със
звукова честота да излезе на изхода. Осцилограмата на звукового напрежение
върху кондензатора CL е изобразена в дясната част на фиг. 11.28.
Показаният с черна линия RC филтър в захранването на схемата от фиг. 11.25
служи за премахване на паразитного влияние (на развързване) между ВЧ и НЧ
усилвател. Филтриращият резистор R намалява захранващото напрежение на
усилвателя на 5 V, но то е напълно достатъчно.
Сега да се позанимаем с чувствителността и селективността на нашия радио-
приемник. Лесно можем да се убедим, че местният предавател се приема, макар
181
и слабо, и без външна антена. Полученият от него сигнал е твърде силен и пречи
на доброго приемане на по-отдалечените радиостанции. С това явление можем
да се преборим, като включим подходящ елемент в схемата за подтискане до
голяма степей на натрапчивата честота на местния предавател. Удобно е този
елемент да бъде резонансен кръг. чиято собствена честота да съвпада с честотата
।
’' t
Фш 11.27
Процесът на усилване във високочес ютим усилвател
на този предавател. Да си припомним фиг. 4.10 и 4.11. При резонанс токът във
външната верига става минимален.
Такъв резонансен клъг включваме в антенната верига на радиоприемника. Ще
го наречем антенен филтър. Бобината трябва да има лндуктивност от порядъка
на £ф = 55 pH. В най-горната секция на макарата от фиг. 13.7 навиваме 60
навивки от меден проводник 0,2 mm с лакова изолация. Още по-добри резултати
се получават с т. нар. литцендрат — проводник за високи честоти, съставен от
много жички (примерно 20 жички с диаметър по 0,05 mm).
За да изчислим капацитета на кондензатора, трябва да знаем честотата на
местния предавател. Напр. за/ = 1043 kHz (авторът на книгата живее в Дрезден)
при £ф = 55 pH:
Сф = 4 л2./^.^ = 4 л2.1,0432.1012.8-2.55.10-6Н = 43° рК
Задължително трябва да използуваме керамичен кондензатор.
Въпреки че бобината може да се навие от единичен проводник, да се убедим
182
експериментално в предимствата на литцендрата като високочестотен провод-
ник. Всяка от многобройните му тънки жички има лакова изолация, а всички
заедно — памучна оплетка. С какво е по-добър литцендратът?
Ние знаем, че резонансното напрежение на един трептящ кръг е толкова по-
високо, колкото по-нискоомен е проводникът на бобината. Тук обаче трябва
Фиг 11.28
Осцилограма на изхода на високочестотния усилвател (вляво) и
демодулатор (вдясно)
на изхода на лиолния
да се има пред вид едно все още непознато за нас
явление — високочестотният ток тече по повърх-
ността на проводника. Ето защо тази повърхност
трябва да бъде максимална. Как се постига това
при проводник с определено напречно сечение, ще
поясним с един числен пример. Едножичен провод-
ник с диаметър 0,2 mm има напречно сечение S =
_ d2 0,04 mm2 _
—я--=л .-------- = 0,031 mm2 и обиколка n.D =
4 4
= л.0,2 mm = 0,63 mm. Тъкмо обиколката дава
най-ясна представа за външната повърхност на про-
водника.
Ако разделим този проводник на 20 еднакви жич-
ки, без да променяме напречното му сечение S, всяка
от жичките ще има диаметър
—I—
7. Нагрява се
до червени
2. Охла>кда се
& спирт
d = 2
Ю,031 mm2
20л
= 0,0445 mm.
Обиколката на отделната жичка е я. J= л.0,0445
mm = 0,14 mm, а общата обиколка на всичките 20
броя 20.0,14 mm = 2,8 mm. Т. е. външната повърх-
2,8
ноет на литцендрата е ---- =4,4 пъти по-голяма
0,63
от повърхността на едножичния проводник със съ-
щото напречно сечение. Бобината, навита с литцен-
драт, ще бъде по-нискоомна и резонансът ще бъде
по-ясно изразен.
След разтопябане
на колофона
да се изтегли
Колоаэон
Фиг 11.29
Така-ее|рабети с литцендраг
си Свалянс на лакова!а изолация
) Калайлисване на замирения кран
183
Между другото обработката на литцендрата е свързана с определени труд-
ности. Необходими са ни известии упражнения, докато свихнем да сваляме ла-
ковата му изолация и да го калайдисваме. Важното при това е да не се скъса
някоя от жичките и всичките да се калайдисат и обхванат от спойката. Откачало
отделяме около 10 mm от памучната оплетка. Оголения край нагряваме до
Фиг. 11.30
Резонансни криви на демпфиран и на недемпфиран трептящ (резонан-
сен) кръг
червено в спиртен пламък (Но внимание! Жичките прегарят много лесно!) и
охлаждаме светкавично в спирта. Най-добре е да запалим малко количество
спирт в ламаринена капачка, поставена върху огнеупорна подложка. Загрявам^
горе в пламъка и охлаждаме долу в течността (фиг. 11.29д). С помощта на лупа
се уверяваме, че изолацията на всичките жички е свалена и загасваме пламъка
чрез покриване на съда с ламаринена плочка. При калайдисването в никакъв
случай не употребяваме паста за запояване, а само чист колофон. Човката на
поялника трябва да бъде гладка, за да не разкъса жичките при изтеглянето на
литцендрата по начина, показан на фиг. 11.296. След калайдисването отново
проверяваме с лупа качеството на работата. Всички жички трябва да са обхва-
нати от калая.
След няколко успешни опита с пробни парчета литцендрат можем да при-
стъпим към навиването на бобината за антенния филтър. Щом го монтираме,
включваме антена, дълга не по-малко от 3 т, и настройваме приемника на
най-силната (пречещата) станция. Чрез въртене сърцевината на бобината търсим
онова положение, при което се получава най-слаб звук във високоговорителя.
184
Тази работа ще трае толкова повече време, колкото по-грубо сме извършили
изчислението. Ако не познаваме достатъчно точно индуктивността на бобината,
настройката наподобява хазартна игра. Тогава би трябвало да свържем втори
променлив кондензатор на мястото на Сф и с иегова помощ да извършим на-
стройката. След това трябва да го заменим с подходящ постоянен конденсатор.
Но дори специалист би се затруднил да прецени „на око“ на какъв капацитет
е нагласен променливият кондензатор.
Тези трудности не биха възникнали, ако разполагахме с уред за измерване
на честотата. Изработката на такъв уред е описана в следващата глава.
Антенният филтър е настроен правилно, когато при завъртане сърцевината
на бобината се забелязва ясно изразен минимум в силата на звука. След тази
регулировка завъртаме променливия кондензатор на резонансния кръг за на-
стройка на приемника и установяваме, че освен местния предавател се приемат
още от 4 до 8 станции, и то през деня. Вечерно време техният брой се увеличава
още повече, но някои от тях се приемат едновременно. Това се дължи на не-
достатъчната селективност на нашия еднокръгов радиоприемник (наричаме го
така, понеже има само един настройваем резонансен кръг). Резонгансната крива
е представена на фиг. 4.13. Ако честотите на три предавателя са разположени
близо една до друга, и трите ще възбуждат кръга. Знаем, че амплитудата на
свободното трептение намалява толкова по-бързо, колкото по-голямо е дем-
пфиращото съпротивление — собственото съпротивление на затихване на кръ-
га. Ако ни се удаде да го намалим, резонансната крива ще се заостри и „сред-
ният“ предавател ще изпъкне над останалите два (фиг. 11.30). Т. е. трябва да
намерим някаква възможност за намаляване демпфиращото съпротивление на
нашия настройваем кръг.
ОБРАТНАТА ВРЪЗКА ПОМАГА НА ВИСОКОЧЕСТОТНИЯ УСИЛВАТЕЛ
В нашия генератор компенсирахме затихването на резонансния кръг чрез по-
даване порции външна енергия в подходящи моменти от време. Да се опитаме
да направим същото и с високочестотния усилвател. От колектора на транзис-
тора да върнем част от усилените високочестотни трептения обратно в резо-
Фиг. 11.31
Връщане на част от усилените
ВЧ трептения в резонансния
кръг
185
нансния кръг. Но тъй като нашият усилвател не трябва да генерира, подаването
на тази енергия трябва внимателно да се дозира. Обратната връзка е показана
на фиг. 11.31. Допълнителната намотка навиваме от проводник с лакова изо-
лация с диаметър 0,4 mm върху тръбичка от кадастрон, която напъхваме върху
феритната пръчка откъм страната на антената. На отделна букса извеждаме
края на намотката, по-близък до резонансния кръг, а по-отдалечения заземяваме.
Към точките А и В на експерименталната платка (вж. фиг. 11.26) запояваме
краищата на променлив кондензатор 100 pF с твърд диелектрик, предназначен
за регулиране дълбочината на обратната връзка. От точка А прекарваме мак-
симално къс проводник до свободния край на бобината за обратна връзка.
Сега вече ще успеем безупречно да разделим насложените една върху друга
станции, а също така да приемем учудващ брой нови и твърде отдалечени
предаватели.
Но не трябва да засилваме прекалено много обратната връзка, за да не пре-
върнем нашия ВЧ усилвател в генератор. Това се забелязва по характерния вой
или свистене във високоговорителя. И това е най-малкото зло! Да не забравяме,
че към така получения генератор имаме свързана външна антена, която излъчва
воя или свистенето в околното пространство. Съседите, които слушат радио,
никак няма да се зарадват на този „нов“ предавател и ще телефонират в служ-
бата по радиосмущенията. Крайният резултат няма да бъде много приятен за
нас, ето защо трябва да се постараем да избегнем самовъзбуждането на усил-
вателя.
А сега, приятно приемане!
12. ЧЕСТОТОМЕРЪТ Е МНОГО НЕОБХОДИМ
Радиолюбителят не може без този уред, освен ако се занимава само с най-
прости радиоприемници.
В пълната схема, показана на фиг. 12.1, могат да се разграничат три части:
1. Високочестотен генератор с транзистора Т1.
2. Прост постояннотоков усилвател с транзистора 72.
3. Тонгенератор с транзистора ТЗ.
Означението на Т1 не трябва да ни учудва. За разлика от класическите би-
полярны транзистори този е униполярен, т. е. транзистор без PN преходи. Не-
говият ток се управлява с външно електрическо поле. Оттук и наименованието
полеви транзистор, често означаван като FET (Field Effekt Transistor = тран-
зистор с полеви ефект).
186
Фиг. 12.1
Схема на резонансния честотомер
Положение 1 на превключвателя — абсорбционен честотомер (А)
Положение 2 на превключвателя — дипметър (D)
Положение-3 на превключвателя — измерителен генератор (Р)
ВИСОКОЧЕСТОТНИЯТ ГЕНЕРАТОР СЪДЪРЖА MOS ТРАНЗИСТОР
Фиг. 12.2 онагледява управлението на повърхностната проводимост на по-
лупроводника. В краищата на полупроводников кристал са разположени два
метални електрода: 5 (соре) и D (дрейн). Между тях е подадено външно на-
прежение t/DS, при което протича някакъв малък ток ZD. Третият мета лен елек-
S(copc)
Г
D (дрейн)
еееееееее
Фиг. 12.2
Управляване на повърхностната проводимое»
с електрическо поле
трод, наречен гейт G, е зареден положително от напрежението UG$ и притегля
електрони от обема към повърхността на полупроводника. Гейтът и полупро-
водникът образуват кондензатор. Колкото по-високо е напрежението UGS, тол-
кова по-голяма става плътността на електроните до външната повърхност между
сорса и дрейна и толкова по-силен става токът /D.
187
Наименованията на електродите имат английски произход: Source означава
източник, т. е. доставчик на токоносители, Drain означава падина, т. е. място
за стичане на токоносителите, a Gate — врата, т. е. разрешение за преминаване
на токоносителите. В съветската литература се срещат означенията исток =
соре, сток = дрейн и затвор = гейт.
Фш 12.3
Конструкция на MOS транзистор (а) и символичного му означение (Ь)
Произвеждат се различии видове полеви транзистори (FET), но най-голямо
разпространение са добили полевите транзистори с изолиран гейт, т. нар. MOS
транзистори (MOS Metal Oxid Semiconductor = полупроводник с метализиран
окис). Конструкцията на MOS транзистора е показана на Лиг. 12.3. Две области
от нискоомен N-силиций са свързани с високоомен N-канал. Напрежението £/DS
предизвиква протичането на определен ток през канала. Щом приложим отри-
цателно (запушващо) напрежение към гейта, каналът обеднява на електрони и
токът /D намалява. Подложката В (Bulk) е изведена и вътрешно евързана със
сорса. Между гейта и канала има изолация от окисен слой с дебелина 100 nm =
= 0,1 pm = 0,0001 mm, който лесно се пробива от статично електричество.
Ето защо при работа с MOS транзисторите трябва да се вземат специални
защитны мерки. Най-често тези транзистори се предлагат от производителя с
късо съединение между трите електрода, например с метална пружинка, с шлаух,
надянат върху успоредно събраните изводи, или дори със спойка между тях.
Преди монтирането на такъв транзистор в схема трябва да увием парче тънък
гол проводник върху изводите му близо до корпуса. Едва тогава можем да
свалим фабричного късо съединение, да изключим захранването на поялника и
докато е горещ, да запоим транзистора в схемата, в която предварително сме
монтирали резистора за галванична връзка между гейта и сорса (вж. R2 на Фиг-
12.1). След това можем да махнем нашего късо съединение.
За снемане характеристиката ZD Uq$ на MOS транзистор ще използуваме
схемата от фиг. 12.4а. Проводникът с щекера Stx осигурява късото съединение
при поставяне на транзистора в цокъла. През това време щекерът St2 е изваден
от гнездото и резисторът 330 Q ограничава тока през милиамперметъра до
4,5 V
стойността 7=—- q= 14 При това положение измерването не може да се
проведе.
Ако обаче токът е под 10 mA, закъеяваме резистора чрез включване на щекера
St2 и отчитаме тока. Да приемем, че той е 6,2 mA. Изключваме St\ и подаваме
3 V отрицателно (запушващо) напрежение на гейта, после 4 V и т. н., докато
токът 7d намалее до нула.
188
Накрая на опита изключваме напрежението, включваме Stb увиваме изводите
на транзистора с проводник и го изваждаме от цокъла. Двойките стойности на
тока и напрежението нанасяме върху диаграма като изобразената на фиг. 12.46.
Наклонът на кривата е важна величина на полевия транзистор, наречена стръм-
ност 5 =-А^р .
*VGS
За измерения от нас екземпляр
6,2 mA — 2,2 mA 4 mA mA
5 =--------------- =------= 1,33----.
0V-(-3V) 3 V ’ V
В резонансния частотомер e употребен MOS транзистор SM 103 или друг
mA
подобен със стръмност, не по-малка от 1,2-^-.
MOS транзисторите имат изключително високо входно съпротивление от
порядъка на 1014 Q = 108 MQ. Това се дължи на изолирания гейт. Управлението'
се извършва с напрежение, без да протича ток и без практически да се черпи
мощност. Ето защо резонансният кръг на нашия резонансен честотомер няма
да се натоварва от транзистора.
Фиг. 12.4
Снемане характеристика на
MOS транзистор
а) Схема за снемане на характеристика!.:
id- lgs
b) Снетата характеристика /D-tyGS
J89
Друго удобство на уреда е неговата независимост от захранващото напре-
жение. Даже при твърде отслабнали батерии резонансната честота на трептящия
кръг си остава непроменена и можем да отчетем измерваната честота с доста-
тъчна точност.
Схемата на тонгенератора с транзистора ТЗ ни е позната от фиг. 11.6. Ви-
сокочестотният генератор с транзистора Т1 работи на същия принцип. Част от
резонансного напрежение на кръга LXCX се прехвърля през С2 към управляващия
електрод (гейта) на транзистора. Само че напрежението за обратната връзка не
се получава от дрейна (еквивалентен на колектора), а от сорса (еквивалентен на
емитера). С тример-потенциометъра R3 нагласяваме ток от 2,5 до 3 mA. С3
закъсява R3 по отношение на високите честоти. R2, както вече споменахме, служи
за защита на MOS транзистора от статично електричество. Филтърът Ь2С^ пре-
дотвратява проникването на високата честота в захранването.
За индикация служи стрелкови уред с обхват на измервания ток от 1 до 3
mA. Ще го свързваме външно чрез буксите Б1 и Б2. Милиамперметърът е вклю-
чен в колекторната верига на транзистора Т2, подбран с минимален остатъчен
колекторен ток и с усилване по ток над 50. Високочестотното напрежение се
изправя със силициевия диод Д и се подава на базата на Т2 през последователно
свързаните резистор и потенциометър Р, предназначен за регулиране чув-
ствителността на уреда. Постояннотоковият усилвател с транзистора Т2 се за-
хранва с един елемент 1,5 V
Т1 генерира напрежение с честота около 1 kHz, което през Р и Rx се подава
към гейта на Т1 и модулира носещата честота на високочестотния генератор.
Бобината L\ на настройваемия резонансен кръг може да се сменя. Ще навием
6 различии бобини, за да покрием обхват на измерваните честоти от 170 kHz
до 70 MHz.
ИЗМЕРИТЕЛЯТ НА РЕЗОНАНС Е УРЕД С РАЗНООБРАЗИИ ПРИЛОЖЕНИЯ
В показаното положение 1 на превключвателя К (двоен трипозиционен пре-
включвател) не работи нито високочестотният, нито нискочестотният генератор.
Само постояннотоковият усилвател с транзистора Т2 е готов за работа и е
свързан към изхода на един детекторен радиоприемник. Подобна постановка
използувахме при измерване на тока през слушалката на нашия първи детек-
торен приемник. Разликата е само в начина на свързване на диода на демо-
дулатора. Докато във фиг. 2.9 той беше включен последователно на товара, на
фиг. 12.1 диодът е свързан паралелно на резонансния кръг. Щом някакъв външен
генератор възбуди трептения в резонансния кръг на измерителя, стрелката на
милиамперметъра се отклонява и това отклонение е максимално при резонанс,
т. е. когато приеманата честота съвпада със собствената. Колко висока е тази
честота, можем да отчетем от скалата на измерителя, монтирана върху копчето
на променливия кондензатор. Връзката с генератора на неизвестната честота
осъществяваме по индуктивен път, като постепенно намаляваме разстоянието
между бобината на измерителя и бобината на генератора. Но прекаленото до-
ближаване не е желателно, понеже двата кръга се разстройват взаимно и се
намалява точността на измерването. Затова поддържаме максималното въз-
можно разстояние (за достатъчно слаба връзка), при което все пак се наблюдава
ясно изразен максимум на тока при въртене на копчето на променливия кон-
дензатор
По този начин определяме честотата на активен резонансен кръг. Уредът ра-
боти като абсорбционен честотомер (А).
В положение 2 на превключвателя К транзисторът Т1 получава захранване
190
и започва да генерира. Сменяемата бобина Lx става източник на високочестотни
трептения. Ако я приближим към бобината на един невъзбуден резонансен кръг,
той ще получи енергия от нашия измерителен прибор. Чрез Р нагласяваме откло-
2
нение на стрелката на около - от обхвата и бавно въртим копчето на Ср При
съвпадение на честотата на генерираните трептения със собствената честота на
измервания резонансен кръг от генератора се отнема максимална енергия и
милиамперметърът има минимално показание. Ако продължим да въртим коп-
чето на Ch ще отминем резонансната честота и токът през милиамперметъра
отново ще се увеличи. Резонансният честотомер, работещ на този принцип, се
нарича дипметър (D). Също и при това измерване на пасивен резонансен кръг
трябва да поддържаме максимално слаба връзка.
В положение 3 на превключвателя К се включва и захранването на тонгене-
ратора, чиито трептения модулират трептенията с висока честота. Уредът се
превръща в измерителен генератор (Р), предназначен за настройка на готови
радиоприемници.
Освен единичния елемент 1,5 V за захранване на прибора използуваме и 9 V
батерия, но е възможно и включването на външно напрежение от токозахран-
ващото устройство (от буксите БЗ и Б4).
ДА ИЗРАБОТИМ РЕЗОНАНСНИЯ ЧЕСТОТОМЕР
По време на измерването уредът трябва да стой удобно в лявата ръка и да
се обслужва с дясната. Затова кутията му трябва да бъде малка, сменяемата
бобина да бъде разположена в челната част и променливият кондензатор да
бъде снабден с достатъчно голяма скала.
Цялата схема от фиг. 12.1 разполагаме върху платката от фиг. 12.5. Бобината
Ь2 съдържа 30 навивки от проводник 0,2 mm с лакова изолация върху макара
с три секции. Преди монтирането на трансформатора трябва да проверим из-
водите му с омметър. MOS транзистора запояваме последен, спазвайки вече
разгледаните правила: късо съединение между изводите и поялник с изключено
захранване.
Кутията изработваме от едностранно фолиран гетинакс или стъклотекстолит.
Изрязваме по две платки с размери 65 х 170 mm, 42 х 170 mm и 62 х 42 mm.
Точно по средата на едната от най-малките платки монтираме цокъл за ра-
диолампа, към който ще свързваме сменяемите бобини. Втората малка платка
и една от средните снабдяваме с по два отвора за буксите Б1 до Б4. Връзката
им с фолиото прекъсваме чрез фрезенк на отворите и подлагане на гетинаксови
шайби под гайките. Едната от големите платки служи за лицева плоча. Обра-
ботваме я според фиг. 12.6. През отвора А ще стърчи оста на променливия
кондензатор СР Отворите В1 и В2 имат фрезенк за закрепване на този конден-
затор с помощта на два фрезенкови винта М3. В зависимост от вида на кон-
дензатора, с който разполагаме, тези три отвора могат да претърпят изменение.
Отворът С е предназначен за превключвателя К, а отворът D — за потенцио-
метъра Р.
След механичната обработка на платките запояваме четирите по-малки платки
към лицевата плоча, използувайки прйспособлението от фиг. 10.32. При това
трябва да внимаваме платката с цокъла за бобината да се разположи откъм
отворите за кондензатора, а отворите за буксите за външно напрежение БЗ и
Б4 — до отвора D за потенциометъра.
След почистване на кутията с бензин или спирт закрепваме всички елементи
и монтираната платка с подложка от изолационен материал под спойките. Фиг.
191
12.7 ще ни ориентира как да поместим двете батерии. 9-волтовата свързваме
посредством куплунг, изваден от стара (изтощена) батерия, а елемента 1,5 V
запояваме направо към схемата и подлагаме изолация под отрицателния полюс.
Фиг. 12.8 дава представа за вътрешното оформление на честотомера.
Накрая трябва да напасваме дъното на кутията. За целта върху фолиото на
Фи»
Схема на връзките (а) и монтажна схема на печатната платка на
резонансния честотомер
тази платка запояваме 4 малки винкелчета от месингова ламарина с дебелина
1 mm, затваряме кутията и пробиваме отвори с диаметър 2,4 mm в страничните
платки заедно със стоящите отзад винкелчета. Сваляме дъното, разширяваме
отворите в платките до диаметър 3 mm и нарязваме с резба М3 отворите на
винкелчетата. След това стягаме дънната плоча според фиг. 12.9.
Оста на кондензатора е твърде къса и вътрешната й резба е само М2,5. За
да можем да използуваме стандартно копче за ос с диаметър 6 mm, с винтче
М2,5 закрепваме върху оста на кондензатора метална тръбичка с дължина 8
192
Фиг. 12.6
Лицевата плоча на честотомерг
Фиг. 12.7
Раэположение на елементите в кути я га на честотомера
mm, външен диаметър 6 mm и вътрешен — 2,5 mm. Необходимата здравина
получаваме чрез намазване на тръбичката, винтчето поста с тънък слой епок-
сидна Смола (фиг. 12.9).
За скалата на уреда изрязваме плексигласова шайба с диаметър 65 mm и
централен отвор с диаметър 10 mm. Точно по радиуса от центъра към пери-
ферията одраскваме тънък улей и го запълваме с черен туш. Това е стрелката
на нашия измерител. В центъра от другата страна на плексигласовата шайба
залепваме с епоксидна смола малко копче за потенциометър, което след това
ще закрепим към удължената ос на кондензатора. Самата скала ще нанесем
по-късно под така подготвената прозрачна шайба със стрелка.
Макарите за сменяемите бобини изработваме саморъчно. Върху пръчка с диа-
метър 13 mm навиваме кадастрон, предварително намазан от едната страна с
13 Радио и телевиэия ...
193
Фиг.12.8
Така изглежда честотомерът отвътре
Винт 2,5
Метална тръбичка
Лепило за ллетал
Ос с бътрешна
резва
Лицева плоча
Пролленлив
кондензатор
| Дънна
плоча
Эакрепбащи винкели —
Фиг. 12.9
Така закрепваме дънната плоча към кутията и
една метална тръбичка към оста на конденза-
тора
Фиг. 12.10
Винт за
дьрво
Конструкция на макарата
194
универсално лепило, до получаване на тръба с дължина 25 ст и с външен диа-
метър 16 mm. Стягаме я с ластичета, изчакваме изсъхването на лепилото и
отрязваме 5 тръбички с дължина по 40 mm и една — с дължина 20 mm. От 2
mm гетинакс изрязваме 10 шайби, чиито* размери можем да отчетем от фиг.
12.10. Две от дългите макари получаватпо 3 шайби, а останалите — само по
една (най-горната от фиг. 12.10). Залепваме ги добре и след изсъхване на ле-
пилото импрегнираме макарите с шеллак. В свободния край на всяка макара
напъхваме дървена тапа, намазана с лепило, а към тапата залепваме предва-
рително подготвен цокъл и го стягаме допълнително с винт за дърво (вж. фиг.
12.10).
Бобината за най-нискочестотния обхват от 170 kHz до 520 kHz съдържа 460
навивки от проводник 0,2 mm с лакова изолация. 160 от тези навивки поместваме
в горната (най-тясната) секция, а останалите 300 — в по-долната, широка 10
mm. При навиването ще се опитаме да имитираме универсална намотка, при
която навивките на всеки следващ слой не лягат успоредно^на по-долните, а под
някакъв достаточно голям ъгьл спрямо тях. Краищата на бобината фиксираме
с по една капчица универсално лепило. В никакъв случай не трябва да мажем
цялата бобина с лепило или да я импрегнираме с шеллак, понеже това ще доведе
до значително увеличаване на собствения й капацитет.
Честотните обхвати и данните* за намотките на отделните бобини са поместени
в следващата таблица.
№ на бобина- та Честотен обхват Брой на на- вивките Навивки до отвода Диаметър на проводника
1 170 520 kHz 460 160 0,2 mm
2 0,5 1,65 MHz 150 50 0,2 mm
3 1,5 5,5 MHz 66 22 0,4 mm
4 5 18 MHz 11 1/2 3 1/2 0,4 mm
5 15,5 36 MHz 9 3 1,0 mm
6 30 70 MHz 4 1 1/4 1,0 mm
В схемата на свързване на бобините от 1 до 4 е предвидено късо съединение
в цокъла между пера 3 и 4 (вж. фиг. 12.1), при което двете секции на променливия
кондензатор С] се оказват евързани в паралел. Максималният капацитет съ-
ставлява 355 pF.
При бобините 5 и 6 перо 4 на цокъла остава свободно и се използува само
секцията на Q с максимален капацитет 85 pF. Бобина 6 е за най-високочестотния
обхват и се навива върху малката макара. Между съседните й навивки се оставя
разстояние (стъпка) 2 mm.
Външният вид на готовия измерителен прибор е показан на фиг. 12.11. Вклю-
чена е първата бобина, а останалите са наредени пред уреда. Върху челно за-
лепените табелки се виждат честотните обхвати.
А сега предстои еталонирането на честотомера — една операция, която ня-
ма да успеем да извършим в домашната си лаборатория и трябва да се обърнем
за съдействие към радиоклуба. Както се вижда от фиг. 12.11, нашият прибор
получава 6 скали за отделните честотни обхвати, конто съставяме точка по точка
върху отделяй парчета кадастрон под плексигласовата шайба. Ще използуваме
вече еталониран резонансен честотомер. Отначало поставяме вдшия уред да
работи като абсорбционен измерител на честота, а еталонния — като немоду-
лиран предавател (дипметър). За контрол на получените градуировки разменяме
ролята на двата прибора. Сега нашият уред излъчва, а еталонният приема.
195
Саед tee» идидеяме ведши градуировки върху една обща скала и правим
яотдм кмгрел, декэт® аее вше радпдледаме е еталсшшя частотомер,
Вопреки положсиитс усилия ис можем да счптаме нашия измеритсл за пре-
цизен ирнбор, Винаги трябва да имаме пред мд иякмаа грешка от измерването,
ио за нашите цели тя е достатъчно малка.
Фиг. 12.11
Реэднаисният чесготомер в эавършеи вид
НАСТРОЙКА НА РЕЗОНАНСЕН КРЪГ
Като начало да измерим собствената честота на антенния филтър към по-
следним ни радиоприемник. Прекъсваме връзката му с антенния кондензатор,
поставяме бобина 2 в цокъла на честотомера и я приближаваме към бобината
на антенния филтър. Превключвателят на измерителя е в положение „дипметър",
понеже измерваме резонансна честота на пасивен трептящ кръг. След като на-
мерим честотата, при която измерваният кръг поглъща максимална енергия от
нашия генератор, отдалечаваме бобините една от друга, докато въртенето на
кондензатора все още предизвиква забележим минимум в показанието на ми-
лиамперметъра.
Ако собствената честота на антенния филтър е по-ниска от честотата на мест-
ния предавател, завъртаме сърцевината да излезе от бобината. Индуктивността
намалява и собствената честота се повишава. В обратния случай трябва да
вкараме сърцевината във вътрешността на намотката.
Ако чрез тази настройка не успеем да достигнем до честотата на предавателя,
бихме могли да променим броя на навивките на бобината или да променим
196
вачаячтета чрез емяча ча лечдечэвтера, Прч тева мфемэтшэт» чеете чътч
меже да ча деведе яе-бърэе де чеята, етвежете елечлят енечерчмечт.-
Да чрчемем, че желаем да чеетчтчем еебетвеаа чеетета ча врыа I MHz, че
переча вмртечете ча еърчевччата ча бебччата че межем да еваячм таэч чеетета
дед 1Д MHz. Бчхме метла да увеличим брея ча иавнвкате, че е аеякР?
о, <«»./’
Да чрчемем, че еебетвечата чеетета fa = MHz ее чеяучааа чрч бебчаа
е Ж( « 60 иминш, Зе яаммнмяе я» чеететата де ft = 1MHz трябва чавчдюте
ча бебччата да ее иамаяят ча Ж^ Иядолимгегт ча чевата бебчча а
дележе ле ятячамеряяаме да емечяме чечдечзатера;-
с ~
T<sw аэра» аа С аемеетвпм в ларааа та Цч ч^чдяше
, = / 4
~~П
Деле эчаем, че чч^чтчвчеетта чае^а бебчча в чречердчечалчада падрата
ча брея ча чебччте чавчввч L ~ №, Кпе вземем чред ячд таач аавчечмеет в
равечетвете та L& чедрчаваме
чяч Ж2
ЛЛ f-' Л. jkj — —
Нач/ата лева бебчча трябва да чма N* s— , = L2.60 = 72 навивки.
I MHz
Ту* иидетвите I и 2ш ЯйЫЮгайИ» да раадачаваме старата индуктивцост £,
<§>г яевата L& етарата aeererafa ет яеватаfa я ^тария брой навивки Nx от новия
ЧБеГ<ОТ<ОМ№П>Г ИН Й0М4Г4 ДД tOM&PMK МНДУКГИ&ШСТ И КАПАЦИТЕТ
Osstg# та чемерваче ча чеетета чашпт яамерител може да се идаолзува » за
ечред^яче ча ччдрдтчвчеет ч ча жяйзйист.- Допълнитедно е необходима една
бездна <₽ .даотанин© «здмю ечредеяеча ччдрвтаыюст и «дин кондензатор с до-
етатччче течче ечр^ееч дачаччтет.- Неч^чатата бобина свързваме в резонан-
©й# *cps< <g чезчатчя лечде^атер.- Да дечуечем, че иеговшт кападатет е примерно
273 pF н яэдермм зо&эдед» чдогот# i$$ kHz. Тогава
1= 4 ~ As ~ 2,7? 1цН'
С чемечтта ча 1ввеетчата ччдратчвчеет меже да <се определи «еиздестен кд-
Т~ГЖ~1 ТТТЖ^ГАТ1
FRWFR^F.*
^Jtese» £<§*» реэднамяммет меже да ж дошиие при ечредеяячете
ча етчеетедча матччтча чречччаемеет. Да доедем бобина е 5Q доеддед и ®о
описания начин да определим нейната индуктивност със и без сърцевина. В
първия случай получаваме по-голяма стойност. Относителната магнитна про-
ницаемост е
_ ^със сърцевина
^без сърцевина
Това измерване е сравнително трудоемко, понеже трябва да изчисляваме два
пъти индуктивност по формула, която не е съвсем проста. Но има и по-лесен
начин:
„ _ Асъс сърц _ със сърц _ ^.П2./2без сърц^ _ без сърц
r L* 1 Д-тг2/"2 С f1
“ез сърц ___________-J със сърц’^ J със сърц
-f без сърц*^
Т. е. вместо да изчисляваме индуктивностите, достатьчно е да разделим квад-
ратите на двете измерени честоти. Ако напр. сме получили 1,37 MHz при празна
бояина и 1,03 MHz при бобина със сърцевина, относителната магнитна про-
ницаемост е
_ 1,372 MHz2 _
“ 1,032 MHz2 “ ’
При изчислението на индуктивността на многослойна бобина няма да ни
помогне нито равенството за однослойна цилиндрична намотка, нито магнит-
ната проницаемост на сърцевината. В този случай се използува равенството
L = lfi.AL.
Величината /4L зависи от формата и материала на магнитопровода на бо-
бината и се нарича коефициент на самоиндукция. Този коефициент обикновено
е неизвестен и трябва сами да го определим, като навием една опитна бобина,
напр. с 50 навивки, използувайки този магнитопровод. Измерваме индуктив-
ността и ако тя е примерно L = 37 pH, коефициентът на самоиндукция е
. L 37 pH
- -ЙГ = 1510 ’ •‘И-
Този магнитопровод ни е необходим за бобина с друга индуктивност, да речем
L 265 pH, която ще получим при навиването на
.. Fl / 265 pH /265 ~ '
N " J~~ = а ж </тт-10 » 130 навивки
V Al у 15.10-3 pH V 1,5
13. ДА ИЗРАБОТИМ ЦЯЛОСТЕН РАДИОПРИЕМНИК
След като се запознахме с основните положения в радиотехниката, изпроб-
вахме едка напълно използваема схема на приемник и се снабдихме с най-не-
обходимите измерителни прибори, да изработим и един истински радиоприе-
мник. Той също ще съдържа ВЧ усилвател с обратна връзка, диоден демодулятор
и НЧ усилвател с 2W изходна мощност, но ще има и някои схемни подозрения.
Кутията на приемника ще бъде от дърво, което спомага за доброто звучене.
198
Външният му вид също трябва да бъде изискан. Евентуално бихме могли да
ползуваме и готова кутия от фабричен радиоприемник. Авторът е употребил
шперплат с дебелина 8 mm за изработка на кутия с широчина 50 ст, височина
15 ст и дълбочина 22 ст.
Конструкцията на приемника ще бъде модулна, което означава, че отдел ни
части от общата схема ще бъдат оформени като самостоятелни сменяеми бло-
мрсжон. мол\.|11ия радио)ipitc
кове, за да не се налага в бъдеще да монтираме повторно нещо, което вече е
монтирано. Кутията също би могла да се използува за различии цели.
Всеки радиоприемник се нуждае от НЧ усилвател и мрежова част, ето защо
ще ги монтираме като самостоятелна единица, постоянно свързана в кутията.
Бъдещите изменения в схемата ще засягат само радиоприемната част.
Да започнем с изграждането на усилвателя. Схемата му е представена на фиг.
13.1. Сравнително високоволтовите кондензатори Сх и С2 образуват т. нар. про-
тив о с мутите лен филтър към мрежата, а нисковолтовите С3 до С6 предотвра-
тяват възникването на нежелателен брум. Този ефект се проявява, когато в
захранването попаднат остатъци от високата честота и се модулират в изпра-
вителя от напрежението с мрежова честота.
Трансформаторът Тр1 е ©размерен за 25 V и 0,4 А. Подходящ е магнито-
проводът EI 66. Първичната намотка съдържа 2050 навивки от проводник ПЕЛ
0,2, а вторичната — 265 навивки от ПЕЛ 0,45. Изправителните диоди могат да
бъдат германиеви или силициеви за ток 1А или повече.
Нискочестотният сигнал от радиоприемната част постъпва посредством пера
1-4 и 1—2 (първата цифра означава номера на куплунга) към входа на усил-
вателя. Чрез К2 можем да превключваме входа към произволен източник на НЧ
19?
сигнал, свързан към буксите Б1 и Б2, а също и към грамофон или магнитофон,
евързани към диодния куплунг БЗ.
В показаното на фиг. 13.1 положение на превключвателя К2 е възможен запис
на приеманата радиопрограма върху магнитофон, а след превключване на
К2 — да се прослуша току-що направеният запис. Сыцевременно в това вто-
ро положение на К2 се изключва напрежението — Е за захранване на приемника.
Остава включено само захранването на нискочестотния усилвател.
Резисторите R\ и R2 към диодния куплунг БЗ служат за съгласуване на маг-
нитофона към нашата схема. R\ предпазва демодулатора от претоварване при
запис, a R2 предотвратява претоварването на нискочестотния усилвател при
възпроизвеждане.
Силата на звука се peryJmpa с логаритмичния потенциометър Р\, снабден с
ключ за включване на мрежовото напрежение.
КС ГРУПП КОРИГИРАТ ТОНА
Цветно показаните RC комбинации не участвуват в досегашните ни схеми на
НЧ усилватели. Те служат за корекция на тона.
Да разгледаме влиянйето на С12Р2. При горно положение на плъзгача на
потенциометъра кондензаторът С|2 се оказва непосредствено свързан между
колектора на транзистора Т1 и маса. Капацитивното съпротивление на този
кондензатор е 16 kQ при честота 50 Hz и намалява с увеличаване на честотата,
достигайки до 80 £2 при 10 kHz. Високочестотните трептения се отвеждат към
маса. Получава се т. нар. завал за високите честоти, който може да се регулира
с потенциометъра Р2.
Втората RC комбинация (Ci}P3Ci4) замества прехвърлящия кондензатор от
колектора на Т1 към базата на Т2. В дясно положение на плъзгача на потен-
циометъра двата кондензатора се оказват евързани в паралел, Общият капацитет
е над 20 pF, на който съответсгвува капацитивно съпротивление 160 d при
честота 50 Hz, т. е. достатъчно малко в целия полезен честотеи обхват. Съпро-
тивлението на потенциометъра принуждава променливото напрежение да избере
пътя през С|3, чието капацитивно съпротивление е 64 к£2 при 50 Hz, а при 10
kHz намалява до 320 12. Високите честоти достигат без сыцествено отслабваяе
до базата на 72, а ниските честоти силно намаляват. Чрез Р$ регулнраме този
завал на ниските честоти в съответствие с инливидуалння ни вкус. Тезн честоти
са важни за качесгвеното възпроизвеждане на музика, но не са толкова не-
обходами при говор.
Ж ИЗРАБОТИМ МРЕЖОВАТА ЧАСТ И НИежаИИТТОТМИЛ УСИЛВАТЕЛ
Тази самоспмтелиа единица е оформека по подобие на мипнте НЧ екяве-
римеяппални оимв. Кажто се вижда от фиг. вдачкн елементи могат да «е
шюбчрипг шьржу тетидаааиэда ндода с размери 120 ят % 2US0 ий». Плодада е добеда
3 шпили.. Не «за шредаижии жабешии унии за изводите на втачки «иемеиаи. Тац,
кадато кйбешмято уж® лимида, яробишаме ©rasp с ддаметвр от 0 до ИД ж
пшжяме изаода и т® «мжаяигме да старта от П до 2 пни от ©браадага ©првда даго
(шпряшшме шкшппкапа дашжиша. Sa ТИ и Т2 да иредеадята доклю,, ио ас «е да
зддашжиптешп!. И прип® аршаяопора тдат уоилкаие от иорда&да да М©. 7? ое
мкшпира 1на радиатор, жаждал® швее шяюодадаажме ® уюилвшюта да моцноет 2
W.. НВидошишшвшг фшашржраоц реаиспвр ©пдювя толада медиоет и арлбва да
азе мютшвдш на двоешатаяню рааепоанда, шацр. да 3® или от иовартаоетда да
платката, за да се охлажда добре и да не нагрява излишне намиращите се в
съседство изправителни,диоди.
Електрическите връзки към радиоприемника се осыцествяват посредством
6-полюсен куплунг, закрепен в края на платката. Отгоре върху него монтираме
втори куплунг с 12 извода за връзка с обслужвашите елементи. В бъдеше към
тези гнездови куплунги ще присъединяваме щифтови (ножови) куплунги съ-
ответно от приемника и от разположените върху лицевата плоча елементи за
обслужване на нискочестотния усилвател. Схемата на връзките е дадена на фиг,
13.3. Върху втора гетинаксова плоча (фиг, 13,2£) монтираме буксите за подаваие
на входните НЧ сигнали, превкдючвателя Кг и гиездото за предпазителя, Тази
плоча закрепваме чрез два винкела към платката с елемеитите, Готовият блок
е показан на фиг. 13,4, а схемата на връзките = на фиг, 13,2с. С черна линия
е означена масата иа схемата.
«Лиг. 1LS.2
<0{tep«it№H№ № iHBJWHSSWAW ОПЫТОМ» ftW <S rtflWSKWW W
&>) iwwmsw iiiwwfti да гмяилядада >№ дадндажеда
ж
Фиг. 13.2
с) Схема на електрическите връзки
Трябва да вземем някои мерки за защита от външни смущения. За разлика
от осцилографната тръба усилвателят не се нуждае от пълно екраниране. Само
незаземените проводници, по конто постъпва входният сигнал, трябва да бъдат
ширмовани, ако са по-дълги от 5 ст. Входните елементи R4 и С10 също са
чувствителни към брум и е препоръчително да се екранират с метална оплетка,
свалена от ширмован проводник. За изолация между елемента и ширмовката
предварително навиваме няколко слоя пластмасова лепенка върху цилиндрич-
ната повърхност. Оплетката се опъва, за да легне плътно отгоре, и краищата
й се калайдисват, за да се фиксира зададеният диаметър. Връзката с масата се
осъществява с късо парче гол едножичен проводник.
Двойките проводници за променливите напрежения трябва да се усучат. Фиг.
13.5 ни дава възможност да хвърлим един поглед върху връзките на усилвателя
и на захранващата част.
Токът на покой през крайния транзистор трябва да бъде 1С = 0,2 А. Кон-
тролираме го с амперметър в колекторната верига и го нагласяваме с Я8. След
това проверяваме дали t/CE = 20 V. Ако установим отклонение с повече от 2
V, трябва да сменим филтриращия резистор. При увеличено напрежение R3
трябва да се увеличи, а при намалено — да се намали.
Трите потенциометъра Рь Р2 и Р3 свързваме към 12-полюсния щифтов куплунг
съгласно фиг. 13.3. Дължината на съединителните проводници е около 40 ст.
Върху спойките надяваме шлаух за защита от късо съединение. Особено вни:
мателно трябва да изолираме мрежовите връзки!
202
Б1 Б2 Б4 Б5
Фиг. 13.3
Чрез два куплунга свързваме обслужващите елементи и радиоприем-
пи я модул към нискочестотния усилвател
Четвъртият потенциометър е предназначен за настройка на обратната връзка
в радиоприемника. Въпреки че засега не се нуждаем от него, ще използуваме
случая да го свържем към куплунга заедно с последователно съединения резистор
100 kQ. Корпусите на всички потенциометри свързваме към маса.
Време е да изпробваме схемата. За източник на сигнал може да послужи
детекторният приемник, магнитофон или грамофон. Да проверим действието
на тонблендите. Ако сме доволни от постигнатите резултати, пристъпваме към
изработката на радиоприемната част. Специалистите я наричат тунер или тю-
нер, което означава радиоприемник без НЧ усилвател и без високоговорител.
За сравнение при магнитофоните се среща аналогичен термин. Магнитофон
или касетофон без краен усилвател и без високоговорител се нарича дек.
203
Фнг.-
меди mw w
<$№r- |1£.$
few #&p*y iqpfratwre aw ivfttmw .w^
Ж
ЛЬГОИЯТ НИ ТЮНЕР ЩЕ БЪДЕ ЕДНОКРЪГОВ
Схемата на високочестотния усилвател ще получи някои подобрения (фиг.
13.6). В антенния фнлтър използуваме бобината, навита с литцендрат. Обратната
връзка нагласяваме до едно фиксирано положение с тример-кондензатора С6,
след което я регулираме с потенциометъра Р, без да довеждаме усилвателя до
самовъзбуждане. Този потенциометър не измени непосредствено дълбочината
110
1ко
CgSOpF
Сз
6AHV
10nF
6 Ъ
4ЛД
20pF
14 (НЧ)
3
\5nF
О12 (+)
4-20pF 330pF
07 2?(Y)
07 ^(-)
Фиг. 13.6
Схема на еднокръгов тюнер
T*V-40eF
Sj
mpF
8 4
на обратната връзка, а влияе посредством изменяне коефициента на усилване
на транзистора. Нелинейната характеристика /с — UBE позволява увеличаване
на усилването по отношение на променливия сигнал чрез подаване на по-високо
(по-отпушващо) преднапрежение на базата. А колкото по-голямо е усилването,
толкова по-голяма ще бъде и енергията, върната обратно през С6 към резонан-
сния кръг. Потенциометърът работи с постоянно напрежение, а не със самите
високочестотни трептения, ето защо той може да се постави на произволно и
достатъчно отдалечено място, без да се получат паразитни влияния. Освен това
тази настройка е по-фина.
Съпротивлението на базовия резистор R3 зависи от усилването на транзистора.
В опитния образец беше употребен ВЧ транзистор с В = 200. Захранващото
напрежение е 7 V. За колекторния ток при насищане на транзистора се получава
/с=4ЛБ - 15 тА-
При фиксирана работна точка би трябвало да нагласим
колекторен ток 0,75 mA. В случая токът в работната точка се регулира с ±0,4
mA, за да се променя усилването. Минималният колекторен ток е (0,75—0,4)
mA 0,35 mA, а максималният — (0,75 + 0,4) mA = 1,15 mA. Тези две
гранични стойности проверяваме с милиамперметър при двете крайни поло-
жения на потенциометъра Р. Ако двете граници са твърде ниски, намаляваме
Я3, а ако са твърде високи — увеличаваме го. Може да се наложи и промяна
на Rh в случай че разликата между двете гранични стойности на тока е по-
205
голяма или по-малка от 0,8 mA. Точната настройка на работния обхват ще ни
осигури оптимално използуване на приемните качества на транзистора.
Настройващият кондензатор С2 има капацитет 330 pF. Най-добре е да се
снабдим направо с двоен променлив кондензатор 2 х 330 pF с механичен редуктор
за по-плавна настройка, какъвто ще използуваме в бъдещите си радиоприемници.
Да оразмерим резонансния кръг и навием бобината
Посочената стойност 330 pF в същност представлява максималната промяна
на капацитета на настройващия кондензатор. Граничните стойности са Cmin =
= 10 pF и Cmax = 340 pF. Какво е предназначението на тример-кондензатора С\ =
= 4...20 pF, ще стане ясно след малко. Засега просто ще вземем пред вид неговия
капацитет при изчислението. Паралелно е свързан и паразитният капацитет на
бобината, както и някакъв монтажей капацитет; той е неизвестен, но не би
трябвало да надвишава 10 pF, ето защо ще приемем тази най-голяма стойност.
Паразитният капацитет на бобината също е около 10 pF. При Сх =
= 5 pF (капацитет на тримера, близък до минималния) резонансният кръг има
максимален капацитет С = 340 pF + 5 pF + 10 pF 4- 10pF = 365 pF. Тогава
собствената му честота ще бъде f = 510 kHz, т. е. най-ниската от средновълновия
обхват. Бобината трябва да има индуктивност
1 1
L~ 4 л2./2.С “ 4 л2.5102.106 s-2.365.10-12 F = 265 gH’
При коефициент на самоиндукция AL = 10.10-3 pH са необходими 130 навивки.
Изчислението извършихме в края на глава 12.
Фиг. 13.7
Бобината за еднокръговия тюнер
а) Конструкция на макарата с три секции
Ь) Разположение на намотките
/
206
С така определената индуктивност резонансният кръг трябва да работи до
горната честотна граница на средновълновия обхват, т. е. до f = 1620 kHz.
Тогава капацитетът на кръга трябва да бъде
С ~~ 4n2.f2.L = 4k2.1,622.1012s-2 .265.10'6~H ~ 37 pF*
Тук се включйат три капацитета по около 10 pF — паразитният на бобината,
монтажният и минималният капацитет на променливия кондензатор. Недости-
гащите 7 pF се добавят с тример-кондензатора.
От този пример става ясно, че паразитните капацитети в резонансния кръг
трябва да се поддържат достатъчно малки.
Бобината на резонансния кръг Lx с отвод, както и бобината за обратна връзка
L2 навиваме с проводник 0,2 mm върху малка макара с три секции (фиг. 13.7).
Започваме от края® и навиваме 65 навивки в горната секция. За получаване на
минимален паразитен капацитет имитираме универсална намотка, прекарвайки
Ь)
о)
110
Фиг. 13.8
Конструктивно оформление на еднокръговия тюнер
а) Расположение на елементите върху монтажната платка
Ь) Схема на връзките между елементите (ноглед отдолу)
207
Фиг. 13.9
Завършеният модул на еднокръговия тюнер
а) Поглед от страната на елементите
Ь) Поглед от страната на връзките
кръстосано всяка навивка спрямо лежащите под нея. Преминаваме в средната
секция, продължавайки да броим навивките. След 115-ата правим отвода®, а
след 130-ата — отвод®, с който приключваме бобината L\ на резонансния кръг.
Продължаваме с навиване на бобината L2 за обратна връзка, съдържаща 40
навивки в третата секция. Отвода ® и края ® залепваме с по една капка уни-
версално лепило, без да мажем цялата бобина, за да не се увеличи паразитният
капацитет.
Всички елементи на еднокръговия ни тюнер освен променливия кондензатор
С2 и базовия делител на напрежение P—R\ разполагаме върху 2 mm дебела
платка от гетинакс (фиг. 13.8). Статорът на променливия кондензатор се свърэва
към кабелното ухо А. Останалите изводи на платката са перата на б-полюсния
ножов (щифтов) куплунг. Фиг. 13.9 дава поглед върху двете страни на монти-
раната платка.
208
Настройка на тюнера
Да куплираме тюнера към нискочестотния усилвател и да свържем статора
на променливия кондензатор към точка А, а ротора му — към общата маса на
обслужващите елементи. За антена служи парче проводник с дължина от 2 до
3 т.
Като начало настройваме антенния филтър на честотата на местния пре-
давател, използувайки резонансния честотомер. После закъсяваме филтъра и
при това положение настройваме тюнера на вълната на местния предавател.
Откачаме късото съединение и използувайки саморъчно изработена отвертка от
гетинакс, въртим сърцевината на бобината на антенния филтър до максимално
отслабване силата на звука. Сега вече можем да включим обратната връзка.
Настройваме тюнера на някоя станция в най-дълговълновата част на обхвата
и чрез потенциометъра Р нагласяваме максималната стойност 1,15 mA на ко-
лекторния ток. Постепенно увеличаваме капацитета на тример-кондензатора С6
до границата на самовъзбуждането. При приемане на станции, работещи на
по-високи честоти, трябва да намаляваме усилването на транзистора чрез по-
тенциометъра Р, за да не се стигне до самовъзбуждане.
Следва настройката на самия резонансен кръг. Включваме честотомера да
работи като измерителен генератор, т. е. като излъчвател на модулирани треп-
тения, нагласяваме честотата на 510 kHz и доближаваме бобината му до при-
емната ни антена. Задаваме максимален капацитет на променливия кондензатор
на тюнера, при което роторните пластики са изцяло между статорните, и въртим
сърцевината на бобината на резонансния кръг, докато чуем във високоговори-
теля максимално силен ток с честота 1 kHz.
Намаляваме докрай капацитета на променливия кондензатор. Нагласяваме
измерителния генератор на другата гранична честота 1,62 MHz на средновъл-
новия обхват. Отново търсим максимално силен тон във високоговорителя,
изменяйки капацитета на тример-кондензатора СР
Втората настройка оказва известно влияние върху първата и обратно. Ето
защо тфябва няколко пъти да се връщаме на граничните честоти, докато се
убедим® че двата края на нашата скала отговарят точно на 510 и 1620 kHz.
Да запомним добре отделните стъпки на тази настройка, тъй като в бъдеще
ще я правим често.
Не е безразлично кога настройваме с тримера и кога със сърцевината на
бобината. Да поясним това твърдение чрез прост пример. При минимален ка-
пацитет на кръга 37 pF и индуктивност 265 pH собствената честота е 1620 kHz.
Да увеличим капацитета на тримера с 10 pF, така че общият капацитет да
нарасне на 47 pF. Собствената честота намалява на
/= —\= = —, 1 =
2 Jt.VLc /265.Ю'6— 47.10”12 —
V A Y
107
=-----=== = 1420 kHz.
2 л. 72,65.0,47 s
В другая край на променливия кондензатор капацитетът му е с 330 pF по-
голям и става общо 377 pF. И в този случай можем да изчислим собствената
честота на кръга. Тя е 505 kHz, т. е. само с 5 kHz по-ниска от предишната
честота 510 kHz при това крайно положение на променливия кондензатор.
14 Радио и телевизия ...
209
Изводът от тези изчисления е следният: Промяна на капацитета с около 10
pF предизвиква изменение на честотата с 200 kHz във високочестотния край на
обхвата и само с около 5 kHz в нискочестотния му край.
За да се получи собствена честота 505 kHz при първоначално зададения мак-
симален капацитет 365 pF, трябва бобината на кръга да има друга индуктивност:
4 п2'^'С 4 я2.5052.106 s-2.365.10-12 у
т. е. трябва да се увеличи с около 10 pH.
С 275 pH и минималния капацитет 37 pF се получава собствена честота 1580
kHz. Забелязваме, че промяна на индуктивността с ЮцН предизвиква изменение
на честотата с около 40 kHz във високочестотния край на обхвата и с около
5 kHz в нискочестотния му край. /
От този пример става ясно, че горната честотна граница трябва да се на-
глое ява етример-кондензатора. а доли ат а — със сърцевината на бобината.
Накрая да снабдим ионера със скала. Най-простото решение е оформление™
Фиг 13.10
I lol К!»Х1
Фиг. 13.11
Модулният приемник в завършен вид
210
й във вид на една и половина окръжност или повече в зависимост от преводното
отношение на редуктора към оста на кондензатора. Върху тънка гетинаксова
плочка залепваме кадастрон с начертаната скала. Кондензатора закрепваме вър-
ху плочката и към оста му фиксираме показалец от тел или тънка ламарина.
Върху същата плочка можем да закрепим и четирите потенциометъра, но по-
добре е да използуваме отделна ивица от ламарина или гетинакс, така че през
отворите в плочката да се показват само четирите оси.
При нанасяне на реперните честоти върху скалата ще ни помогне резонансният
честотомер. Отново го включваме като измерителен генератор и го доближаваме
до приемната антена. Настройваме го на кръгла честота и чрез завъртане коп-
чето на променливия кондензатор на тюнера търсим максимална сила на звука
на изхода на приемника.
Идеи за конструктивното оформление на първия ни сериозен радиоприемник
можем да почерпим от фиг. 13.10 и 13.11.
14. МАЛКО СВЕДЕНИЯ ЗА ШИРОЧИНАТА НА ЧЕСТОТНАТА ЛЕНТА
Вълнуващи са вечерите, прекаэани около новото ни произведение. Нима не
е учудващо колко много станции приема един обикновен еднокръгов радио-
приемник.
Да поставим честотомера, включен като дипметър, т. е. като източник на
високочестотни немодулирани трептения, в непосредствена близост до радио-
приемника. Бавно завъртаме скалата на измерителния прибор, доближавайки
10cm
Фи|. 14.1
Наслагване на две високочестотни трептения с почти еднакви честоти
211
се до честотата на приеманата станция. Почти достигаме до тази честота, когато
освен приеманата програма чуваме и някакво пищене с висок тон във високо-
говорителя. Продължаваме да въртим още по-бавно копчето на дипметъра.
Тонът на пищенето става все по-нисък, превръща се в подобие на брум и изчезва.
Двете честоти, приемани от антената, са се изравнили.
При по-нататъшното завъртане копчето на честотомера пищенето се подно-
вява. Отначало то е с нисък тон, а с отдалечаване на честотата от тази на
предавателя става с все по-висок тон. Създава се впечатлението, че нашият
резонансен честотомер излъчва всички възможни тонове от целия звуков обхват.
За да разберем дали това предположение е вярно, поставяме променливия
кондензатор на радиоприемника в положение, при което не се лови никаква
станция, и повтаряме същия опит. Този път звуковият ефект изобщо не се по-
явява, т. е. самият дипметър не създава тонове. За тяхното появяване са не-
обходими две предпоставки: 1. Да е налице високочестотното излъчване на два
източника (в случая на един предавател и на нашия измерител).
2. Двете честоти трябва да са близки.
Да повторим същия експеримент в малко по-различен вид, използувайки опит-
ната постановка от фиг. 14.1 (вляво). Включваме къса антена и настройваме
детекторния радиоприемник на най-силната приемана станция, контролирайки
резултата върху екрана на осцилографа. След това откачаме антената и включ-
ваме резонансния честотомер като дипметър. Излъченото трептение се наблю-
дава на екрана и е най-голямо при резонанс. Тогава честотата на дипметъра
съвпада с честотата на приеманата станция.
Без да изключваме измервателя, включваме и антената. Следва една малка
игра на търпение. Изменяме съвсем незначително честотата на дипметъра около
нагласената стойност, докато картината върху екрана на осцилографа почти
спре. Окончателното й „заковаване“ е възможно с финия регулатор на развив-
ката. Получената осцилограма (вж. фиг. 14.1 вдясно) напбдобява амплитудно
модулирани трептения. Честотата на обвиващата крива е много по-ниска от'
двете насложени едно върху друго високочестотни трептения и съответствува
на тона, който преди малко чухме във високоговорителя.
МЕЖДУ ДВЕ ТРЕПТЕНИЯ С ПРИБЛИЗИТЕЛНО ЕДНАКВИ ЧЕСТОТИ
СЕ ПОЛУЧАВА БИЕНЕ
Да разгледаме фиг. 14.2. Крива а съответствува на трептенията, получени от
дипметъра. Ако времето за 5 периода е /0 =
10~4
трептенията е Т\ =—— s
а честотата fx
1
10 000
10 4s, периодът на
s-1 = 50 kHz.
10"4
Кривата b с по-малка амплитуда съответствува на трептенията на приеманата
станция. По същия начин изчисляваме и тази честота — /2 = 40 kHz.
Кривата на наслагването с получаваме чрез сумиране точка по точка на мо-
ментните стойности на първите две криви. Амплитудата на тези сумарни треп-
тения вече не е постоянна. Получава се т. нар. биене. Не е трудно да определим
и честотата на биенето — /3 = 10 kHz. Тя е точно равна на разликата между
първичните честоти: /3 = fx — f2 = 50 kHz — 40 kHz = 10 kHz.
Ако намалим честотата на дипметъра на /j = 41 kHz, честотата на биенето
също ще се намали и ще стане /3 = fx — f2 = 41 kHz — 40 kHz = 1kHz.
Сега става ясно защо пищенето при първия ни опит премина от високите към
ниските тонове, когато честотата на дипметъра се приближаваше към честотата
на предавателя.
212
При наслагване на две трептения с почти еднакви честоти се получава биене
Същият ефект се проявява и когато първата честота слезе под втората. Напр.
при /> = 39 kHz отново ще се получи биене с честота /3 = /2 — f\ 40 kHz
- 39 kHz = 1 kHz.
Тези резултати можем да обобщим и по следния начин: При наслагване на
две трептения, едното от които е с честота /ь а друг ото с честота /2 = f\ +
/з или f2 = /[ — /3, се получава биене с честота /3.
Вече установихме, че биенето твърде много прилича на амплитудно моду-
лирано трептение, дори не може да се различи от него, ако модулиращото
напрежение се изменя по синусоидален закон (срав. фиг. 11.18 с 14.1). Можем
да направим заключението, че модулирането на една висока честота fx с ниската
честота /3 е равнозначно на наслагването на две високи честоти fx и/х 4- /3 или
/1 и f\ — /3. За съжаление на можем да потвърдим това заключение чрез под-
ходящ опит. В същност при модулацията се получава честотна смес, съдържаща
както сумата fx + /3, така и разликата f\ от носещата честота fx и
модулиращата честота f3.
Ако приемем, че някакъв предавател работа на честота fx 1000 kHz и тя
се модулира с честота /3 1 kHz, в резултат ще се появят две странични
честоти:
f2 = /1 - /3 = ЮОО kHz 1 kHz = 999 kHz и
/'2 = f\ + /3 = 1000 kHz + 1 kHz = 1001 kHz,
конто ще се излъчат в пространството заедно със самата носеща честота
1000 kHz.
На фиг. 14.3а е показано разположението на двете странични честоти спрямо
носещата. Амплитудата на двете нови трептения е два пъти по-малка от ам-
плитудата на носещото трептение. По-ниската странична честота/2 се нарича
долна, а по-високата f"2 — горна странична честота.
213
о)
U | Амплитуда
трептенията
Долна
страничка
честота
Носеща
тота
Горна
страничка
999 1000 1001
Фиг. 14.3
Странични честоти, странични ленти и идеална честотна характерис-
тика на приемника
а) Носеща честота и странични честоти
Ь) Странични ленти и ширина на честотната лента
с) Лента на пропускай* или резонансна крива на радиоприемника
Но радиопредавателят не излъчва само един тон, а сложна смес от най-раз-
лични звукови честоти. Колкото по-висок е модулиращият тон, толкова по-
отдалечена е страничната честота от носешата. Честотните обхвати, в конто се
появяват страничните честоти, се наричат странични ленти. Различава се горна
и долна странична лента (вж. фиг. 14.3 Ь).
214
Съседните предаватели трябва да бъдат толкова раздалечени един от друг в
честотния обхват, че страничните им ленти да не се припокриват. Стандартната
дистанция е 9 kHz. Съответно страничните честоти не трябва да са отдалечени
на повече от 4,5 kHz от носещата. Това от своя страна определя най-високата
възможна модулираща честота /Зтах = 4,5 kHz.
Тази честота е много по-ниска от горната граница на човешкия слух, която
се приема за 20 kHz. По тази причина качеството на въпроизвеждане на ра-
диопредаванията на дълги, средни и къси вълни, при конто най-високата мо-
дулираща честота е 4,5 kHz, никога не може напълно да ни задоволи.
Честотната лента при УКВ предаванията е по-широка от_ 150 kHz. Тук се
използува друг вид модулация, по-разточителна, и модулиращата честота може
да бъде значително по-висока, отколкото при дълги, средни и къси вълни. Пре-
димствата на УКВ програмите изпъкват особено ясно при предаване на музика,
когато голям брой обертонове спомагат за подобряване на звуковата картина.
Разбира се, ние бихме желали да приемем пълната широчина на честотната
лента на средновълновия предавател, тъй като страничните честоти, най-отда-
лечени от носещата, съдържат информация за високите тонове. Затова харак-
теристиката на пропускане на настроения кръг трябва да има вида, показан на
фиг. 14.3с. Впрочем тази идеална форма не може да се осыцестви на практика.
Да се заемем откачало с действителната резонансна крива на прост трептящ
кръг.
ДА СНЕМЕМ РЕЗОНАНСНАТА КРИВА НА ТРЕПТЯЩ КРЪГ
На фиг. 14.4 е показан резонансният кръг на детекторния радиоприемник,
свързан по познатия начин към високочестотния усилвател върху експеримен-
тална платка. В тази опитна постановка крайният НЧ усилвател се оказва из-
лишен. Високочестотният усилвател се захранва с 6V. Входът на осцилографа
е свързан към трептящия кръг през антенния кондензатор 100 pF. Включваме
резонансния честотомер като дипметър и го нагласяваме да излъчва честота
1 MHz, като го държим на разстояние около 5 ст от феритната пръчка на
приемника. Наблюдавайки амплитудата на трептенията върху екрана на осци-
лографа, настройваме приемния кръг в резонанс. Обратната връзка нагласяваме
така, че да бъде максимално дълбока, но да не се получава самовъзбуждане в
обхвата от честоти между 900 и 1100 kHz. Донастройваме променливия кон-
дензатор, докато се убедим, че резонансната честота е точно 1 MHz. В края на
тази подготовка чреТ потенциометъра на измерителния усилвател на осцило-
графа нагласяваме височината на осцилограмата да бъде точно 50 mm.
Сега можем да снемем зависимостта на вертикалното отклонение на елек-
тронния лъч от честотата на напрежението, възбуждащо трептящия кръг. Откло-
нението е мярка за напрежението върху кръга. За точно измерване залепваме
ивица милиметрова хартия върху екрана. Резултатите поместваме в таблица.
/♦ kHz Отклонение, mm
с обратна връзка без обратна връз-
ка
900 3 3
950 7 6
975 15 12
1000 50 25
1Q25 15 12
1050 7 6
1100 3 3
215
Изллеоителен кобел
Токозохронващо
устройство
Фиг. 14.4
Схема на снемане резонансната крива на трептящ кръг със и без
компенсация на затихването
След снемане на всички стойности прекъсваме връзката а (вж. фиг. 14.4) и
повтаряме измерването без обратна връзка. Въз основа на записаните двойки
стойности построяваме графиката от фиг. 14.5. Получават се две различии ре-
зонансни криви на един и същ трептящ кръг. Приликата им с идеалната крива
от фиг. 14.3с е твърде слаба. Въпреки това вече се убедихме, че този резонансен
кръг осигурява напълно задоволително възпроизвеждане на звука. Причината
се крие в широката му честотна лента на пропускане.
От снетата резонансна крива можем да определим широчината на честотната
лента на пропускане на кръга. Граничните честоти са онези, при конто ампли-
1
тудата е —р пъти по-малка от резонансната. За трептящия кръг без обратна
връзка тази амплитуда е —р mm « 17,5 mm, а при въведена обратна връзка за
50
компенсация на затихването на кръга — mm
л/2
^35 mm. Трябва само да отче-
тем страничните честоти и от горната да извадим долната. За обикновения
резонансен кръг се получава разлика 1015 kHz— 985kHz = 30 kHz, а с обратна
връзка - 1009 kHz - 992 kHz = 17 kHz.
216
Ширина на честотната лента
на деллпфирания резонансен кръг
Фиг. 14.5
Резонансната крива на трептящия кръг със и без обратна връзка
Колкото по-тясна е широчината на лентата на пропускане, толкова по-добре
могат да се разделят един от друг отделните радиопредаватели. В този случай
се казва, че избирателната способност или селективността се е увеличила.
Положително вече сме установили, че на някои места избирателната способ-
ност на нашия радиоприемник не е достатъчна. Дори при обратна връзка на
границата на самовъзбуждането не ни се удава да разделим напълно един от
друг два предавателя с много близки носещи честоти. Лентата на пропускане
на еднокръговия ни приемник все още е твърде широка. Да се опитаме да я
стесним чрез въвеждане на втори резонансен кръг.
15. ЛЕНТОВИЯТ ФИЛТЪР ПОДОБРЯВА ПРИЕМАНЕТО
Върху всяка от две макари с по 3 секции навиваме по една бобина със 130
навивки от проводник 0,2 mm, и то 65 навивки в горната и 65 навивки в средната
секция. Краигцата на намотките фиксираме с по една капка универсално лепило.
217
ДА СНЕМЕМ РЕЗОНАНСНИТЕ КРИВИЗНА СВЪРЗАНИ ТРЕПТЯЩИ КРЪГОВЕ
От фиг. 15.1 става ясно как да свържем двете бобини в два резонансни кръга
с участието на един двоен променлив кондензатор 2 х 330 pF. Дипметърът въз-
бужда само първия кръг, без да влияе непосредствено върху втория, чието на-
прежение се измерва с осцилографа. Връзката между дипметъра и първия кръг
осъществяваме с помощта на кабел с малко вълново съпротивление, който из-
работваме от 70 ст парче меден проводник с диаметър 0,3 до 0,6 mm. Оставяме
15 ст от единия край и от следващия участък на проводника навиваме 3 навивки
в най-долната секция на първата макара. По същия начин оставяме 15 ст от
другия край и от следващия участък на проводника навиваме бобина с 3 навивки
върху макара с диаметър около 25 mm. Усукваме проводника и запояваме не-
говите краиша.
Фиг. 15.1
С хема а сне. рсюнансни криви на два свьрзани 1решяши ^рыа
По познатия ни начин настройваме собствената честота на втория кръг да
бъде точно 1 MHz. Тази* настройка извършваме с променливия кондензатор.
После подаваме през саморъчно изработения кабел честотата 1MHz от дип-
метъра към бобината на първия кръг и със сърцевината настройваме и тази
собствена честота да бъде точно 1 MHz. По време на тези настройки бобините
на двата резонансни кръга трябва да бъдат отдалечени на повече от 50 mm една
от друга. Накрая обхождаме пелия обхват, за да се убедим, че се явява само
един ясно изразен максимум.
Да снемем няколко резонансни криви в зависимост от разстоянието а между
бобините на двата кръга. Да нагласим откачало а =10 mm, като внимаваме
218
осите на двете бобини да бъдат успоредни (вж. фиг. 15.1). Възбуждаме първия
кръг с честота 1 MHz и с потенциометъра на измерителния усилвател регулираме
вертикалното отклонение върху екрана да бъде 40 mm.
Започваме опита с честота 800 kHz. Отклонението е 4 mm: при 850 kHz из-
мерваме 7 mm, при 900 kHz — 20 mm, а при 950 kHz — 60 mm. По-нататък
амплитудата на наблюдаваните трептения намалява и при 1 MHz достига до
своя минимум. При 1050 kHz откриваме втори максимум.
Снетата резонансна крива на двата силно свързани трептящи кръга е начер-
тана с плътна черна линия на фиг. 15.2. По форма тази крива се доближава до
идеалната, но лентата на пропускане е широка около 150 kHz. Това е твърде
много и е неприложимо за нашите цели. Все пак трябва добре да запомним
характера на тази крива. В бъдеще ще ни се наложи да използуваме подобии
широколснтови филтри.
Фиг. 15.2
Резонансни криви на лентовия филтър при различно силна връзка
Двата свързани резонансни кръга образуват нов важен елемент на радиотех-
ническите схеми — лентов филтър.
Да снемем кривите при а = 15 mm и при а = 20 mm. При по-малкото
разстояние честотната лен^а е 60 kHz, а при по-голямото — 33 kHz.
Ако искаме да изработим нов тюнер с лентов филтър, трябва да намалим
широчината на честотната му лента прне на 20 kHz. Засега няма смисъл да
слизаме на 9 kHz, понеже винаги может^ да въведем обратна връзка, която да
стесни честотната лента с около 40% (вж. последний опит от глава 14).
Накрая снемаме кривата при разстояние между бобините 30 mm. Резонансният
максимум намалява значително поради отслабване на връзката. Широчината
219
на честотната лента е само 17 kHz и би могла да се намали допълнително на
около 10 kHz с помощта на обратна връзка. С този лентов филтър ще изградим
новия си тюнер.
ВТОРИЯТ НИ ТЮНЕР ЩЕ БЪДЕ ДВУКРЪГОВ С ЛЕНТОВ ФИЛТЪР
Този път ще се спрем на по-сериозна схема със силициеви транзистори, която
ще монтираме върху печатна платка. Отново ще използуваме 6-полюсен куплунг
за връзка с нискочестотния усилвател и със захранващата част. Електрическата
схема е изобразена на фиг. 15.3. Лентовият филтър е разположен между двете
транзисторни стъпала. Сигналът от антената преминава през антенния филтър
и през антенния кондензатор С2 се подава към резистора R}, откъдето през С3
Фиг. 15.3
Схема на двукръговия тюнер с лентов филтър
се прехвърля към базата на 77. На входа на този транзистор постъпват все*
възможни ВЧ трептения, понеже преди него няма настройваем кръг, който да
отдели само трептенията с нужната честота. Но ще се усилят само онези треп-
тения, на чиято честота е настроен първият резонансен кръг на лентовия филтър
в колекторната верига на 77. За да се намали демпфиращото влияние на тран-
зистора върху кръга, колекторът му е свързан към отвод на бобината.
Прави впечатление, че емитерният кондензатор С4 не е свързан непосредствено
в паралел с емитерния резистор R4. Причина е обратният поляритет на захран-
ването за NPN транзисторите. Тъй като монтираното в кутията универсално
крайно стъпало е с PNP транзистори, заземен. е положителният полюс на за-
хранващия източник. Затова в схемата от фиг. 15.3 колекторните товари са
свързани тсъм маса, а емитерните — към отрицателния полюс на захранването,
филтрирано допълнително с<А|2Си Този начин на свързване е не само необ-
ходим, но има и предимството, че двата резонансни кръга на лентовия филтър
имат непосредствена връзка с масата на схемата.
Второто стъпало съответствува на еднокръговия ни тюнер, чието действие ни
е познато. Допълнителният резистор R5 трябва да се подбере с минимално
съпротивление. Той позволява по-плавно нагласяване на дълбочината на обрат*
220
ната връзка. Транзисторите са подбрани с усилване от порядъка на 300. Чрез
подбор на Я2 се нагласява 1 mA колекторен ток на Tl. С потенциометъра Р се
изменя колекторният ток на Т2 между 150 цА и 550 цА. Това съответствува на
напрежение от —1,5V до —5,5V на колектора на Т2 спрямо маса.
Макарите за бобините са с по три секции (вж. фиг. 13.7а). Първата бобина
Т1за антенния филтър навиваме с литцендрат (вж. фиг. 11.29 и текста към фиг.
11.25 и 11.26, както и глава 12, първото приложение на резонансния честотомер
— „Настройка на резонансен кръг“), а останалите бобини — с меден проводник
0,2 mm с лакова изолация. L2 съдържа 65 навивки в горната секция и още
толкова в долната, но с отвод от петата навивка преди края. Точно по същия
начин се навива и L3 с тази разлика, че отводът е от 15-та навивка преди края
и навиването не свърШва на 130-та навивка; краят се оформя като отвод и в
третата секция се навиват 35 навивки за бобината L4. Отново имитираме уни-
Фиг 15.4
Бобините на лентовия филтър
версална намотка, кръстосвайки максимално навивките. Фиг. 15.4 ще ни улесни
при навиването на бобините за лентовия филтър.
Отначало монтираме двете стъпала върху експериментална платка и настрой-
ваме необходимите колекторни токове. След това пренасяме елементите върху
печатна платка според фиг. 15.5. Куплунгът е същият като в първия ни тюнер.
Но преди да включим новата платка на мястото на старата, трябва да направим
незначителна промяна в обратната връзка. Свързания последователно на по-
тенциометъра Р резистор 100 kQ заменяме с по-високоомния Л6= 150kQ и вместо
към маса свързваме „долния“ му край към проводник, водещ към десето перо
на гнездовия куплунг.
Да изпробваме отначало второго стъпало на новия тюнер. За тази цел към
кабелното ухо А2 свързваме единия статорен пакет на двойния променлив кон-
дензатоо. а също и една къса антена през кондензатор 50 pF. Едва след като
се убедим в правилната работа на този еднокръгов тюнер, включваме нормал-
ната антена в съответната букса, монтирана към първия ни модул в кутията,
и свързваме втория статорен пакет на кондензатора към кабелното ухо а
временния кондензатор към А2 отпояваме.
Настройката на двукръговия тюнер извършваме по същия начин както на
еднокръговия (вж. глава 13, раздел „Настройка на тюнера“). Само че тук ра-
ботата трае малко по-дълго време, понеже всеки от двата резонансни кръга
трябва да се настрои и при двете честотни граници. При това винаги настройваме
първоначално втория кръг и едва след него — първия.
221
® Отбора Ф3,1; останалите огпбори-ФЮ
Ь)
Фиг. I5.5
Схема на връзките (а) и монтажна схема (67 на печатната платка
на двукръговия тюнер с лентов филтър
По време на настройката на антенния филтър може да се получи самовъз-
буждане на приемника. В този случай трябва да разменим изводните краища
на бобината Lx.
Двете страни на монтираната платка на двукръговия тюнер с лентов филтър
са показани на фиг. 15.6, а вътрешността на завършения радиоприемник — на
фиг. 15.7.
222
пип
Фиг. 15.6
Завършеният модул на двукръговия тюнер
а) Поглед от страната на елементите
Ь) Поглед откъм фолираната страна на платката
223
Фиг. 15.7
Поглед към вътрешността на втория ни радиоприемник
ДОКЪДЕ СЕ ПРОСТИРАТ ВЪЗМОЖНОСТИТЕ НА ЛИНЕЙНИЯ РАДИОПРИЕМНИК
Веднага забелязваме, че нашият нов приемник е по-добър от еднокръговия.
Вече успяваме да разделим една от друга някои станции, конто преди това
взаимно си пречеха. Но същевременно установяваме, че при най-дълбока обратна
връзка звуковата картина обеднява. Изчезват високите честоти, което е признак
за твърде тясна честотна лента на пропускане на тюнера, т. е. в пол за на доброто
качество на звука не трябва да задълбочаваме обратната връзка толкова, кол-
кото е необходимо за доброто отделяне на съседните станции. Това противо-
речие можем да решим, като направим компромис между високата селективност
и високото качество на звука.
Средновълновият обхват от 510 до 1620 kHz има широчина 1110 kHz. Тук
1110 kHz
могат да се поместят най-много • - — =123 предавателя.
За съжаление днес този брой е надхвърлен чувствително и носещите честоти
на отделните предаватели са отдалечени една от друга на по-малко от 9 kHz.
Ако пожелаем да ги разделим безупречно, трябва да стесним честотната лента
на приемника под 9 kHz, от което ще пострада възпроизвеждането на високите
звукови честоти.
Доброто разделяне изисква тясна лента на пропускане, а доброто възпро-
извеждане на високите честоти — широка лента.
Ново подобрение на качеството на приемане е възможно само чрез по-на-
татъшно увеличаване стръмността на лентовия филтър. Трябва да се доближим
до идеалната характеристика от фиг. 14.3 с. Това може да стане чрез въвеждане
на още един лентов филтър. Радиоприемникът ще включва следните по-важни
блокове:
1. Първи ВЧ усилвател.
2. Първи настройваем двукръгов лентов филтър.
3. Втори ВЧ усилвател.
4. Втори настройваем двукръгов лентов филтър.
5. Трети ВЧ усилвател.
6. Демодулатор и НЧ усилвател.
224
На пръв поглед в тази схема няма нищо подозрително. Но за настройка на
четирите резонансни кръга е нужен четворен променлив кондензатор с еднакви
изменения на четирите капацитета в зависимост от ъгъла на завъртане на оста.
Производството на такива кондензатори се е оказало икономически неизгодно.
Този факт ограничава възможностите на този, т. нар. линеен радиоприемник (или
линеен тюнер). Променливите кондензатори с повече от две системи не са добили
широко разпространение.
Ако решим да изработим линеен тюнер за един единствен предавател, няма
да срещнем никакви трудности. Необходими са ни 4 кондензатора с постоянен
капацитет за четирите резонансни кръга, чиято настройка ще извършим със
сърцевините на бобините. Но въпреки отличните резултати се смята, че това
техническо решение е слабо, понеже за всяка отделна станция е необходим отде-
лен тюнер.
Подобен селективен усилвател, настроен да усилва на една единствена честота,
е намерил много широко приложение в радиотехниката. Да си припомним, че
при наслагване на две синусоидални трептения възниква биене. Когато честотите
на двете трептения са съответно 600 и 400 kHz, честотата на биенето ще бъде
200 kHz. При наслагване на други две честоти: 700 и 500 kHz, отново се получава
биене с честота 200 kHz. Същото става и при 800 и 600 kHz, въобще при всички
двойки честоти, чиято разлика е 200 kHz.
Значи е възможно чрез наслагване на подходящи трептения да се получава
винаги една и съща честотна разлика, която да се пропуска през вече споменатия
ВЧ усилвател с фиксирана настройка. Как изглежда тюнерът, работещ на този
принцип, ще видим в следващата глава.
16. ПРЕОБРАЗУВАНЕТО НА ЧЕСТОТАТА — ДРУГ ПРИНЦИП
НА РАДИОПРИЕМАНЕТО
За следващия опит трябва да подготвим усилвателя с изходна мощност 2 W,
монтиран върху експериментална платка. Ако сме прехвърлили част от неговите
елементи в радиоприемника, най-напред трябва да възстановим действуващата
схема, след което да свържем на входа детекторния радиоприемник с къса антена
(0,5 т), настроен на местния предавател.
А сега да разгледаме още веднъж схемата на двукръговия тюнер. Между двете
ВЧ стъпала е разположен лентовият филтър, чиито два кръга са настроени
заедно на честотата на приемната станция. Да изработим подобен едностъпален
ВЧ усилвател, но с една малка разлика — лентовият му филтър да бъде настроен
постоянно на честота 200 kHz. Да изберем кондензатори с капацитет по 2 nF.
Бобините трябва да имат индуктивност
L--^-------------------1________
4л-/-С 4 л2.2002 s-2.2.10-9 —
V
1 Vs
— 2 , % 0,32 mH.
320 л2 А
Ще ги навием върху тела с по 3 секции.
Кофициентът на самоиндукция е от
порядъка на 15.10 3 pH. Да
навием
в горните секции по
320 pH
15.10-’ ИН ”'5° °’
15 Радио и зелевизия ...
проводник 0,2 mm и да залепим двете бобини
225
на разстояние 30 mm една от друга върху гетинаксова плочка с размеры 30 mm
х 50 mm. Изводите на бобините и двата кондензатора запояваме върху 4 ка-
белни уши, предварително занитени върху плочката. С помощта на резонансния
честотомер настройваме двата кръга на 200 kHz. Фиг. 16.1 показва схемата на
Резонансен кръг
на детекторния
приемник “
Фиг. 16.1
Опитна постановка за радиоприемане с преобразуване на честотата
новия вид тюнер, която ще монтираме върху експерименталната платка. Готовия
лентов филтър запояваме с къси парчета проводник към съответните кабелни
уши на експерименталната платка. Първият резонансен кръг на филтъра е свър-
зан в колекторната верига на транзистора. Вторият би трябвало да се свърже
към входа на следващия ВЧ усилвател. Но в случая не гоним високи качествени
показатели, а ни интересува само принципа на радиоприемането с преобразуване
и за опростяване на опита към изхода на филтъра свързваме направо диодния
детектор.
Първият ни радиоприемник от фиг.2.9 имаше един трептящ кръг, чиято ре-
зонансна честота се настройваше в граници от 520 kHz до 1,6 MHz. Нашият
нов опитен приемник има една единствена резонансна честота — 200 kHz. По-
казаният на фиг. 16.1 милиамперметър във веригата на захранването служи за
нагласяване на колекторен ток 1 mA на транзистора.
Въпреки че входният кръг е настроен на честотата на най-силния предавател,
във високоговорителя не се чува нищо. Това не трябва да ни учудва. Транзис-
торът може да усили само ел. трептения с честота 200 kHz, каквито предавателят
със сигурност не излъчва. Неговата програма можем да чуем, като насложим
трептенията му с други, чиято честота е подходящо подбрана, така че между
двете да се получи биене с честота 200 kHz. Вече знаем как се прави това.
Доближаваме дипметъра на около 7 ст от феритната пръчка на входния кръг.
Ако улучим резонансната му честота, към входа на усилвателя ще постъпи
го л яма енергия, ще протече силен колекторен ток и транзисторът може да излезе
от строя. Ето защо наблюдаваме милиамперметъра в захранването и внимаваме
токът да не надвиши стойността 3 mA. В случай на опасност бързо отдалечаваме
резонансния честотомер от феритната пръчка.
Положително вече знаем честотата на местния предавател. Нагласяваме уреда
да излъчва т^зет честота. При точната настройка милиамперметърът показва
максимум. Но високоговорителят мълчи. Намаляваме постепенно честотата и
изведнъж чуваме радиопрограмата. Един поглед върху скалата на дипметъра
226
потвърждава нашата теория. Честотата на генератора е с 200 kHz по-ниска от
честотата на местния предавател.
А сега да увеличим честотата, докато намерим второ място на приемане на
същата станция. В този случай спомагателната честота е с 200 kHz над пре-
давателната.
Почти всеки серийно произвеждан тюнер (радиоприемник) работи на този
принцип и се нарича тюнер (радиоприемник) с преобразуване на честотата. В
по-старата литература се среща и наименованието от чужд произход суперхе-
теродинен радиоприемник или дори съкратеното супер.
Да изследваме процесите, конто се развиват в нашата схема. Входният кръг
се възбужла с максимална амплитуда, когато се настрои така, че собствената
Аллплитудно
ллодулирани
трептения
предала-
теля
!
d)
Напрекение
на резонанс-
ния кръг, по-
лучено чрез
наслагване
на а) и Ь)
с)
НапреЖение
боза-емитер
Фиг. 16.2
Пронеси в тюнера с преобразуване на честотата
227
Напрежение
след диода
Врелле t
Фиг. 16.2
Пронеси в тюнера с преобразуване на честотата
му честота да бъде равна на честотата на предавателя. Вече сме наблюдавали
осцилограмата на получените трептения (вж. фиг. 11.20). Те са изобразени схе-
матично и на фиг. 16.2 а. Ако към същия кръг подадем и второ немодулирано
трептение (фиг. 16.2 Ь) с приблизително същата честота, двете ще се насложат
и ще се получи биене. Модулиращото трептение със звукова честота дава своя
отпечатък върху биенето. На входа на високочестотния усилвател постъпва ко-
лебанието от фиг. 16.2 с, което се изправя от участъка база—емитер на тран-
зистора (фиг. 16.2 d). Носещата честота липсва в колекторната верига на тран-
зистора, тъй като първият резонансен кръг на лентовия филтър е настроен на
честотата на биенето. Тази честота възбужда лентовия филтър до трептения с
максимална амплитуда (фиг. 16.2 е). Вторият резонансен кръг, настроен на съ-
щата честота, се възбужда по индуктивен път от първия. Неговите трептения,
изобразени на фиг. 16.2 /, се изправят от диода (фиг. 16.2 g) за отделяне на мо-
дулиращата обвивка със звукова честота.
С така описаните процеси не се срещаме за първи път. Вече сме се запознали
с тях под една или друга форма. Ново за нас е само тяхното обединяване в
тюнера с преобразуване на честотата. Този тюнер може да съдържа производно
голям брой резонансни кръгове, предназначени за постигане на висока селек-
тивност, без да се стеснява прекомерно честотната лента. Това съществено пре-
димство не е оползотворено в нашата експериментална схема от фиг. 16.1, съ-
държаща само един лентов филтър.
228
Настраиваем Сллесително МЧ цу
входен кръг стъпало усилвател Деллодулатор усилвател
Фиг. 16.3
Блокова схема на радиоприемник с преобразуване на честотата
Да хвърлим един поглед върху блоковата схема на радиоприемник с пре-
образуване на честотата (фиг. 16.3). Както при линейния приемник и тук вход-
ното стъпало представлява настройваем резонансен кръг. Но в следващото,
т.нар. преобразувателно или смесително стъпало, накратко сме сите л, входната
честота се наслагва с получената от отделен генератор спомагателна честота.
Променливият кондензатор на входния кръг и променливият кондензатор на
генератора имат обща ос. Завъртането на тази ос води едновременно до промяна
на собствената честота на входния резонансен кръг и до промяна на честотата
на генератора, така че разликата между двете честоти остава практически не-
променена; ние я избрахме да бъде 200 kHz, но обикновено се работи с 450 до
480 kHz. Тя се нарича междинна честота (МЧ), тъй като биенето е само
„междинен продукт" в борбата за получаване на качествен звуков сигнал от
амплитудно моделираните ел. трептения на предавателя. Съответният усилвател
се нарича междинночестотен усилвател или съкратено МЧ усилвател. Той се
свързва към изхода на смесителното стъпало. От съгласуваността на резонанс-
ните кръгове в междинночестотния усилвател зависи до голяма степей селек-
тивността на радиоприемника. Към последния резонансен кръг е свързан де-
модулатор, последван от НЧ усилвател и високоговорител.
Една и съща станция може да се приеме при две различии честоти на гене-
ратора. Например нашата експериментална постановка с междинна честота 200
kHz може да приема програма с носеща честота 1000 kHz, когато честотата на
генератора (дипметъра) е 1200 kHz и когато е 800 kHz. На пръв поглед двата
случая са напълно равностойни. На практика обаче честотата на генератора
винаги се избира да е по-висока от приемната. Това се прави заради обхвата на
дългите вълни — от 150 до 400 kHz, при който няма възможност за избор, ако
трябва да се използува стандартната междинна честота 470 kHz.
Сега да видим какви съображения влияят върху избора на междинната честота.
Когато тя се избере сравнитёлно ниска, има опасност от „двойно приемане"
Например, в нашия случай (МЧ = 200 kHz), ако генераторът е настроен на
честота 800 kHz, могат да се приемат едновременно два предавателя с честоти
съответно 600 и 1000 kHz. Честотната разлика от 400 kHz между тях не е
достатъчно голяма, за да бъдат селектирани (отделяни ) от входния трептящ
кръг, така че и двата предавателя създават сравними по големина напрежения
на входа на смесителя и тъй като и двата дават с честотата на генератора биене
229
200 kHz, техните сигнали биват усилвани от МЧ усилвателя и възпроизвеждани
на изхода на приемника на общо основание. По тази причина междинната чес-
тота трябва да се избере по-висока от 200 kHz. При междинна честота 470 kHz
конкуриращите се предаватели се раздалечават на 940 kHz един от друг и само
единият от тях е в състояние да доведе настройваемия кръг до резонанс.
Например, когато честотата на генератора е 1000 kHz, входният кръг е на-
строен да приема 1000 kHz — 470 kHz = 530 kHz. Тъкмо предавателят, работещ
на тази честота, възбужда максимални трептения в кръга. Другият, работещ на
т. нар. огледална честота (в случая 1470 kHz), не успява да възбуди някакви
забележими трептения във входния резонансен кръг.
ДА СЕ ЗАПОЗНАЕМ С НОВАТА СХЕМА
След като сме разбрали принципа на работа на радиоприемника с преобра-
зуване на честотата, да пристьпим към изработката на конкретен тюнер за
средновълновия обхват. Схемата му е изобразена на фиг. 16.4.
Фиг. 16.4
Схема на 7-кръгов тюнер с преобразуване на честотата
Така работят генераторът и смесителят
Радиочестотният сигнал на желания предавател преминава през антенния фил-
тър и през антенния кондензатор, възбужда входния кръг L2C3C4 и се прехвърля
от отвода на бобината през С5 към базата на Т1. Входната част точно съответ-
ствува на еднокръговия ни тюнер.
230
Сигналът, който Т2 генерира, се подава през С6 към емитера на смесителния
транзистор Т1. В колекторната му верига е включен първият МЧ кръг, който
отделя сигнала с междинна честота.
Транзисторът Т2 на генератора работи в схема обща база. Принципното свър-
зване на NPN транзистор в такава схема е показано на фиг. 16.5 а, но при нея
възниква неудобството, че захранващият източник няма заземена точка. Във
връзка с еднокръговия тюнер решихме, че трябва да се заземи положителният
полюс на захранващия източник, ето защо шунтираме базовия резистор с
един кондензатор С, достатъчно нискоомен за честотите, при конто работим.
По този начин стигамё до по-практичната схема от фиг. 16.5 Ь. Емитерът по-
лучава захранване от отрицателния полюс през източника на входен сигнал.
Долният край на сигналния източник е заземен чрез филтриращия кондензатор
Сф в захранването.
Входната намотка £4 на генератора (вж. фиг. 16.4) е свързана индуктивно с
резонансния кръг, определящ честотата на генерациите. През £4 преминава и
Фиг. 16.5
NPN транзистор в схема обща база (а) и модифицирана схема със
заземен положителен полюс (Ь)
постоянният ток от захранващия източник към транзистора. Намотката за
обратна връзка L5 има заземен край. Чрез А8 може да се изменя базовото
преднапрежение за нагласяване на колекторния ток, а оттам — и на амплитудата
на генерираните трептения.
Входният и генераторният кръг се настройват одновременно. Честотата на
генератора е с 470 kHz по-висока, откъдето следва, че индуктивността и капа-
цитетът в този кръг са по-малки, отколкото във входния.
ДА ОРАЗМЕРИМ ГЕНЕРАТОРНИЯ КРЪГ
За да определим индуктивността Lq на бобината на генератора (осцилатора),
трябва да знаем средната честота на обхвата.
Тя е
510 kHz + 1620 kHz
2
2130
= —— kHz = 1065 kHz.
2
231
Отношението на междинната към средната честота на обхвата
_А1Ч _ 470 kHz _
" /ср 1065 kHz
От приложение 13 за л = 0,44 отчитаме коефициента а = 0,53, с който трябва
да умножим индуктивността £вх на бобината на входния кръг, за да получим
индуктивността £0 на бобината на генератора:
Lq = a.LBK = 0,53.265 pH = 140 pH.
Да изчислим минималнш и максималния капацитет в резонансния кръг на
генератора, използувайки формулата / =------== . За fmin = 510 kHz 4- 470
2n.y/L.C
kHz «= 980 kHz e нужен капацитет:
a 3a /max = 1620 kHz + 470 kHz = 2090 kHz
a 3a/max 1620 kHz + 470 kHz = 2090 kHz -
Vzmin л _2 Д r r
4 П JmaxA
За получаване на тези две граничил стойности чрез променлив кондензатор
330 pF са нужни два допълнителни кондензатора, от които единият (тример)
се свързва в паралел, а другият — последователно.
Изчисленията ще опростим, като пренебрегнем паразитния капацитет на бо-
бината и монтажния капацитет. На фиг. 16.6 а е показан резонансният кръг на
генератора при Cmin.CF включва минималния капацитет на променливия кон-
Фиг. 16.6
Изчисляване на кондензаторите за генераторния кръг
дензатор и паралелно свързания капацитет на тример-кондензатора. CR е ка-
пацитетът на последователно свързания кондензатор. За Cmin е в сила равен-
ството
11 J_
cmin ~ cR + Ср
min к г
232
На фиг. 16.6 b е представен случаят при Стах. ДС = 330 pF е промяната в
капацитета на променливия кондензатор. За Стах е в сила равенството
1 1 1
~ Ск + С„ + АС-
Неизвестните величини са СР и СR. Всяка от тях участвува и в двете уравнения.
Величините Cmin, Cmax и ДС са ни известии. За да получим уравнение само с
едно неизвестно, изваждаме второто уравнение от първото:
(Uc-L.-L + Л
v ' с с г
vmin
1____1_ 1
(11): Спи» ~ + + АС
111 1
(1) " (П): “ С^ ~ Ср ~ Ср + АС
Двете страни на полученото уравнение привеждаме под общ знаменател
Стах ^min _ Ср + ДС Ср
Cmin‘Cmax Ср (Ср + ДС)
Разменяме двете страни и образуваме реципрочна стойност
Ср (Ср + АС) _ Cmin.Cmax
ДС Стах — Cmin
След умножаване на двете страни с ДС получаваме
CJ + Ср.ДС =
Cmjn-Cmax.AC
С — с '
'“''max '“'min
Да означим за краткост дясната страна на това уравнение с А:
л Cmi,Cmax.AC
А = с—
'“'max min
Прехвърляме тази величина отляво и получаваме
С2Р 4- Ср.ДС —^4 = 0.
Това квадратно уравнение е от вида х2 + рх 4- q = 0 и има решение
Неизвестната величина х в същност е капацитетът Ср.
Да изчислим спомагателнйте величини за нашия конкретен случай, когато
АС = 330 pF, Cmin = 41 pF и Cmax = 188 pF.
233
ДС /ДС\2
— = 165 pF, (j-j = 2,73.10* (pF)2, - Cmin = 147 pF,
4lpF-188pF.330pF
147 pF 7
Да заместим тези конкретни стойности в равенството за Q и да намерим
двете решения:
СР1>2 = -165 pF ± V2,73.104 (pF)2 + 1,74.10* (pF)2 =
= -165 pF ± VM7 .102 pF =
= -165 pF ± 212 pF;
CP1 = -165 pF + 212 pF = 47 pF;
(CP2 = -165 pF - 212 pF = -377 pF).
Стойността на e заградена в скоби, тъй като отрицателният капацитет
няма практически смисъл. СР1 =47 pF включва минималния капацитет на
променливия кондензатор, капацитета на тримера, както и паразитните капа-
цитети, конто пренебрегнахме. Ще употребим тример-кондензатор 10...40 pF.
Последователния капацитет определяме от второто равенство:
1_____1_ 1
стт ~ Ся + СР 4- ДС;
I = J__________1 = Ср + ДС - с^
ся стж Ср + ДС Смх(Ср + ДС)’
г _ С щах (Ср 4" ДС) _
* Ср + ьс - стх
188 pF (47 pF + 330 pF) 188 pF-377 pF „с r
------------------------- = -------------- = 375 pF.
47 pF 4- 330 pF - 188 pF 189 pF
МЧ усилвател с демодулятор и АРУ
Първичният резонансен кръг на лентовия филтър ЛФ1, настроен на междин-
ната честота 470 kHz, е включен в колекторната верига на транзистора Т1.
Резисторът R4 също както и R6 в генератора служи за подтискане на висшите
хармонични, конто според обстоятелствата биха могли да предизвикат силни
смущения в звука. Вторичният резонансен кръг на ЛФ1, индуктивно свързан с
първичния, прехвърля сигнала към входа на първото МЧ усилвателно стъпало
с транзистора ТЗ. В колекторната му верига е разположен първичният резо-
нансен кръг на ЛФ2, чийто вторичен резонансен кръг прехвърля сигнала към
234
входа на второго МЧ усилвателно стъпало с транзистора Т4. В неговата ко-
лекторна верига е разположен първичният и единственият кръг на ЛФЗ. В случая
наименованието „лентов филтър" е употребено за единичен резонансен кръг.
Вторичната намотка £н на ЛФЗ служи само за прехвърляне на сигнала с меж-
динна честота към демодулатора. Върху кондензатора С21 се отделя звуковият
сигнал. Последните остатъци от междинната честота се филтрират с Я15 С22.
Основен товар на демодулатора е резисторът Я16, върху който се получава
полезният НЧ сигнал. През С23 този сигнал се прехвърля към крайното стъпало.
Навярно ни е направило впечатление свързването на товарния резистор Я16
към отрицателния полюс на захранващия източник вместо към маса. Сега ще
поясним причината за това.
Диодът на демодулатора на фиг. 16.4 е така ориентиран, че изправеното на-
прежение е отрицателно. Освен полезния звуков сигнал (променливата съста-
вяща) това напрежение съдържа и отрицателна постоянна съставяща, към която
благодарение особеното свързване на Я16 се прибавя и отрицателното захран-
ващо напрежение. Двете съставящи на напрежението се разделят. Звуковият
сигнал преминава през С23 към входа на нискочестотния усилвател, но този
кондензатор не пропуска постоянната съставяща. Обратно, филтърът ЛюС14
пропуска постоянната съставяща към базата на ТЗ, но кондензаторът С14 прак-
тически дава накъсо звуковите честоти, опитващи се да проникнат към базата.
Приемането на различните радиопрограми не е еднакво. Сигналите на близ-
ките предаватели са силни и върху Я16 се получава голяма постоянна съставяща.
Напрежението на базата на ТЗ става по-отрицателно. Транзисторът се опитва
да се запуши и неговият коефициент на усилване намалява. При това намаляват
и силата на звука, и постоянната съставяща. Запушването на ТЗ се прекратява
и силата на звука се стабилизира. Коефициентът на усилване на ТЗ е малък.
Ако приеманият сигнал отслабне (от фадинг или поради пренастройка на
по-отдалечена станция), силата на звука и постоянната съставяща намаляват.
ТЗ се отпушва и коефициентът на усилване нараства. Звукът става по-силен и
постоянната съставяща се увеличава. Отпушването на ТЗ се прекратява. Силата
на звука и постоянната съставяща се стабилизират. Коефициентът на усилване
на ТЗ е голям.
Това беше механизмът на автоматичношо регулиране на усилването, наричано
за краткост АРУ То върши отлична работа за стабилизиране силата на звука
при приемане на различно силни станции и в борбата с фадинга. Но няма
всемогъщо АРУ Ако програмата на далечния предавател изчезне внезапно, не
трябва да се ядосваме. И най-добрата схема за АРУ е безсилна, щом от при-
емната антена престане да пристига сигнал от интересуващата ни станция.
Радиоприемникът с преобразуване на честотата не се нуждае от антенен фил-
тър за спиране на силния сигнал от местния предавател. Затова е нужен антенен
филтър със собствена честота 470 kHz, който да пречи на паразитни външни
сигнали с междинна честота да проникнат от антената.
Нашата схема съдържа общо 8 резонансни кръга. Само 7 от тях служат за
настройка на тюнера на нужната станция или за повишаване на неговата се-
лективност. В това число влизат: входният кръг, резонансният кръг на генера-
тора и петте кръга на междинночестотния усилвател. Следователно нашият тю-
нер е седемкръгов.
ТРЕТИЯТ НИ ТЮНЕР ЩЕ БЪДЕ С ПРЕОБРАЗУВАНЕ НА ЧЕСТОТАТА
Да започнем с навиването на необходимите ни бобини. Данни за тях ще
намерим на фиг. 16.7. За постигане на висок качествен фактор ще използуваме
235
литцендрат 5x0,05 или 6x0,07. Само бобините £4, £5 и £п, неучаствуващи в
резонансни кръгове, ще навием от обикновен проводник 0,2 mm с лакова изо-
лация.
Във връзка с двукръговия тюнер изчислихме, че индуктивността на бобина
със 130 навивки, каквито ще използуваме и тук, е от порядъка на 265 pH. Тогава
Фиг. 16.7
Данни за навиване на бобини iс за 7-кръговия тюнер
а) Бобина на входния кръг и на вторичния кръг на ЛФ1 и ЛФ2
Ь) Бобина на антенния филтър за МЧ и на първичния кръг на ЛФ1 и ЛФ2
с) Бобина на ЛФЗ
d) Бобина на генератора
кондензаторите на резонансните кръгове за лентовите филтри трябва да имат
капацитет
1
С = ---------------------= 440 nF
4 л2.4702 (kHz)2.265 цН Р
Ще употребим керамични дискови или тръбни кондензатори с капацитет 470
PF-
Бобината за генератора е най-трудна за изработка. С литцендрат навиваме
£3, започвайки отф. В горната секция разполагаме 50 навивки, имитирайки
универсална намотка с минимален капацитет. По същия начин навиваме в сред-
ната секция 40 навивки до отвода® и още 10 до®. Към края на литцендрата
усукваме и запояваме проводник 0,2 mm с лакова изолация, от който навиваме,
запазвайки посоката на въртенето, 40 навивки за L5 в най-долната секция. От
същия проводник навиваме и £4 в средната секция. Намотката започва от @ и
съдържа 5 навивки.
Бобините £10 и £и за ЛФЗ навиваме върху една макара. £10 получава 75 на-
вивки от литцендрат в горната секция и 55 в средната секция, а £п — 30 навивки
от проводник 0,2 mm в средната секция.
Всички изводи залепваме с по една капка универсално лепило, а крайчетата
зачистваме и калайдисваме.
А сега да пристъпим към експерименталния монтаж!
236
Генератора и смесителя ще нзпробваме върху експериментална платка
Преди да започнем монтирането на целия тюнер върху печатна платка, да
изпробваме схемата на генератора и на смесителя. Транзисторите са силициеви
високочестотни от типа на SF215/216 с усилване от 50 до 100.
За захранване можем да използуваме две плоски батерии или посредством
куплунг да вземем напрежение направо от мрежовата част на нашия универсален
радиоприемник.
Лентовия филтър ЛФ1 монтираме временно върху малка гетинаксова плочка.
Бобините пъхаме в отвори с диаметър 9 mm при междуцентрово разстояние 30
mm, а краищата на намотките и кондензаторите запояваме върху предварително
занитени кабелни уши. На мястото на резистора /?! включваме потенциометър
100 kQ за нагласяване на 0,25 mA колекторен ток на Т1. Извода @ на ЛФ1
заземяваме, а между отвода @ и маса свързваме детектор (точков диод и кон-
дензатор 5 nF).
Да настроим двата кръга на лентовия филтър на междинната честота. За
контрол ще включим осцилографа между отвода на вторичната бобина и маса
или слушалка паралелно на филтриращия кондензатор на демодулатора. Сиг-
налът междинна честота ще излъчи резонансният ни честотомер. При кон-
тролиране с осцилограф трептенията трябва да бъдат немодулирани (дипметър),
а при контрол със слушалка — модулирани (измерителен генератор). Настрой-
ката се състои във въртене на сърцевините и търсене на максимална височина
на осцилограмата, съответно максимално силен тон в слушалката. При това
резонансният честотомер трябва да бъде достатъчно отдалечен за слаба връзка
между излъчвателя и приемника. При окончателната настройка подаваме сиг-
нала с междинна честота към входния кръг.
След това проверяваме работата на генератора. Включваме осцилографа меж-
ду отвода®* на L3 и маса. Намаляваме съпротивлението на R%, докато се появят
желаните трептения и докато се убедим, че амплитудата им се запазва постоянна
в целия обхват на настройката. Намалявайки R%, контролираме колекторния ток
на Т2. Той не трябва да надвишава 2 mA. Правилно монтираният генератор
трябва да работи дори при 0,5 mA.
А сега можем да чуем местния предавател със слушалката към изхода на
демодулатора. Антената включваме направо към С2. Местният предавател може
да се чуе и при неточна настройка на входния кръг.
Ако сме доволни от пробите, можем да пристъпим към окончателния монтаж
на тюнера с преобразуване на честотата.
Да монтираме елементите върху печатна платка
За да се избегне обратната връзка между отделните лентови филтри, а оттам и са-
мовъзбуждането на тюнера, всеки филтър трябва да се затвори в отделен екран, из-
работен от едностранно фолиран гетинакс или стъклотекстолит подобно на кутия-
та на резонансния честотомер. Трите капачки са високи по 25 mm. Дължината и ши-
рочината са съответно по 66 mm и по 30 mm за ЛФ1 и за ЛФ2 и 26 mm х 26 mm за
ЛФЗ. Над всяка бобина пробиваме отвор с диаметър 8 mm за настройка при поста-
вен екран. Двойките бобини имат разстояние между осите по 40 mm. Това увеличе-
но разстояние е нужно за получаване на честотна лента около 10 kHz, понеже при 30
mm тя е твърде широка (17 kHz; вж. фиг. 15.2).
Близо до долния ръб на двойка срещуположни стени на всяка капачка (при
ЛФ1 и ЛФ2 това са мал ките стени) запояваме отвътре по едно винтче М3 за
закреп ване на екраните към платката.
237
Схемата на печатните връзки на тюнера се вижда на фиг. 16.8а, а монтажният
чертеж — на фиг. 16.86. На местата на R\, R9 и Л12 свързваме по-високоомни
тример-потенциометри, които след настройката ще заменим с постоянни ре-
зистори. На първо време запояваме 7?|O = 2tHd2 паралелно на С14, т. е. изключ-
ваме действието на автоматичною регулиране на усилването. Това е задъл-
Фиг. 16.8
Схема на връзките (а) и монтажна схема (Ь) на печатната платка
на 7-кръговия тюнер с преобразуване на честотата
жително за точната настройка. „Генераторния" край на С6 свързваме към маса.
Целия този временен монтаж извърщваме откъм фолираната страна на платката.
В опитния образец бяха употребени транзистори SF215 с усилване В съответно:
за Т1 — около 150, за Т2 — около 100, за ТЗ — около 300 и за Т4 — около
200.
238
Двете страни на монтираната платка са показали на фиг. 16.9. Посредством
два проводника ще я захраним от радиоприемника. Работайте точки наглася-
ваме, измервайки напрежителните падове върху съответните емитерни резис-
тори. Колекторните токове са: на Т1 — 0,25 mA, на Т2 — 1 mA, на ТЗ — 0,3
mA и на Т4 — 1,5 mA. Тъй като и четирите емитерни резистора имат съпро-
ФИ1 16 Q
Завьршсният модул на 7-кръговия тюнер с преобразуване на честотата
а) Поглед от страната на елементите
Ь) Поглед от страната на връзките
тивление по 1 kQ, лесно се изчисляват напрежителните падове. Те трябва да
бъдат съответно: върху R3— 0,25 V, върху R5 — 1 V, върху /?н— 0,3 V и върху
Д14 - 1,5 V.
След настройката отпояваме един по един (за да не ги объркаме) тример-
потенциометрите, измерваме техните съпротивления и ги заместваме с подхо-
дящи резистори. Отпояваме и 20-килоомовия резистор и монтираме Я10=4,7 kQ
239
на определеното място. Недостигащите му около 15 kQ се получават за сметка
на /?16. Накрая отпояваме заземения край на С6 и го свързваме към отвода®
на генераторната бобина.
Настройката на тюнера с преобразуване на честотата не е съвсем проста
Добрата работа на радиоприемника зависи до голяма степей от настройката на
тюнера. Ще спазим следната последователност: колекторна верига на Т4, базова
верига на Т4, колекторна верига на ТЗ, базова верига на ТЗ, колекторна верига на
смесителя, резонансен кръг на генератора, входен кръг, антенен филтър.
Както в експерименталната конструкция и тук можем да използуваме оптичен
контрол (осцилограф) или акустичен контрол (нискочестотния усилвател в ку-
тията на радиоприемника).
При настройката по максимум на силата на тона с честота 1 kHz включваме
резонансния честотомер като измерителен генератор на честота 470 kHz, която
изобщо не променяме, докато настройваме лентовите филтри.
Тъй като ЛФ1 беше почти настроен върху експерименталната платка, пи-
даваме междинната честота направо към входния кръг и настройваме после-
дователно петте резонансни кръга „отзад напред“, търсейки максимум в силата
на звука. Колкото повече напредва настройката, толкова повече отдалечаваме
честотомера от входния кръг, за да не се претоварят усилвателните стъпала или
дори да се стигне до повреда на транзисторите.
Следва настройката на генераторния и на входния кръг. Честотомерът про-
дължава да работи като измерителен генератор. Ще спазим следната последо-
вателност на действията:
1. Нагласяме измерителния генератор да излъчва на 510 kHz. Променливият
кондензатор е поставен на максимален капацитет. Въртим сърцевината на
генераторната бобина до получаване максимална сила на звука.
2. Нагласяме измерителния генератор да излъчва на 600 kHz. Настройваме тю-
нера на тази честота с променливия кондензатор по тона 1 kHz. Въртим
сърцевината на входната бобина до получаване максимална сила на звука.
3. Поставяме измерителния генератор да излъчва на 1620 kHz. Променливият
кондензатор е поставен на минимален капацитет. Въртим тримера на гене-
ратора до получаване максимална сила на звука.
4. Нагласяме измерителния генератор да излъчва на 1300 kHz. Настройваме с
променливия кондензатор според тона 1 kHz. Въртим тримера на входния
кръг до получаване максимална сила на звука.
5. Повтаряме описаните 4 операции.
Накрая настройваме антенния филтър. Поставяме променливия кондензатор
в средно положение. Нагласяме измерителния генератор да излъчва на меж-
динната честота и го приближаваме до бобината на филтъра. Със сърцевината
на тази бобина търсим минимална сила на звука.
Фината настройка извършваме с включена антена. Настройваме тюнера на
отдалечен предавател, работещ на честота около 600 kHz. Отново обхождаме
„отзад напред“ петте кръга на лентовите филтри и входния кръг, търсейки мак-
симална сила на звука. При това завъртаме съвсем незначително сърцевините
на бобините спрямо вече нагласеното им положение.
След това настройваме на отдалечен предавател, работещ на честота между
1300 и 1500 kHz, и проверяваме правилната настройка на тример-кондензатора
на входния кръг.
На фиг. 16.10 можем да видим как изглежда третият ни радиоприемник отвът-
ре.
240
Фиг. 16.10
Поглед към вътрешността на третия ни радиоприемник
17. ЕДИН ДЖОБЕН РАДИОПРИЕМНИК ЩЕ НИ НАПРАВИ
НЕЗАВИСИМИ ОТ МРЕЖАТА
След като се запознахме с основните положения на радиотехниката, да из-
работим лек и удобен приемник с независимо захранване, предназначен за при-
емане на сравнително близки предаватели. Приемникът ще бъде джобен формат.
Схемата на нискочестотния усилвател заимствуваме от фиг. 7.4, изпробвана
върху експериментална платка. Но за да можем да приемаме и не особено силни
станции, преди двустъпалния усилвател включваме още едно предусилвателно
стъпало, което работи еднакво добре с GF105 и с GC101. В опитния образец
беше употребен GF105 с В=45 и /сео = 30 |аА. Силата се регулира с миниатюрен
потенциометър 10...50 kQ с копче и ключ.
Общата схема на джобния приемник е изобразена на фиг. 17.1. Енергията от
настройваемия резонансен кръг CXLX се прехвърля по индуктивен път към L2 и
през С2 попада на базата на първия ВЧ транзистор Т1. Усиленият сигнал се
прехвърля през С3 към базата на Т2, чийто колекторен товар е първичната
намотка на високочестотния трансформатор Тр1. Във вторичната му намотка
е включен изправителен диод. С4 филтрира високочестотните съставни, а по-
тенциометърът Я4 за регулиране на силата изпълнява функцията и на товарно
съпротивление на детектора. Я7С5 е развързващ филтър в захранването.
Т1 и Т2 имат усилване В около 50. Вместо GF121 могат да се употребят
съветските ГТ310, ГТ322, българските SFT358 и др.
Отначало да монтираме схемата върху експериментална платка. Настройва-
щият кондензатор е миниатюрен, с две секции, конто свързваме в паралел. Ако
общият капацитет е примерно 210 pF, бобината трябва да има индуктивност
0,46 mH за покриване на средновълновия обхват.
Включването на дълга антена и на заземителен проводник към джобния при-
емник е неудобно. В случая добра работа върши и една фершпна антена. Lx и
L2 навиваме еднопосочно върху саморъчно изработена тръбичка от кадастрон,
импрегнирана с шеллак. Тръбичката напъхваме върху феритна пръчка с диа-
16 Радио и гелевизия ...
241
метър 8 mm и дължина 100 mm. Коефициентът на самоиндукция ALe от порядъка
на 8,5.10" 2 pH в централната облает на пръчката и около 6.10~2 pH в краищата.
Това обстоятелство се използува при уточняване на индуктивността.
За L = 0,46 mH при Ль = 6.10~2цН бобината на резонансния кръг трябва да
съдържа
ГЕ /460 pH л
N = /— = /----------- = 88 навивки.
V Al V 0,06 pH
Да навием 90 навивки от литцендрат 6 х 0,07 или 5 х 0,05. Вторичната намотка
L2 съдържа една единствена навивка.
Високочестотния трансформатор Тр1 навиваме върху макара с три секции, от
която изрязваме издадената част с резбата, за да успеем да съберем трансфор-
матора в кутията. Във всяка секция поместваме по 100 навивки от проводник
0,2 mm с лакова изолация. L4 разполагаме в горната секция, a* L3 — в средната
и в долната. Сърцевината, отделена от държача с резбата, увиваме в 2—3 слоя
хартия и залепваме здраво в отвора на макарата. За да се избегне паразитната
обратна връзка между високочестотния трансформатор и бобината на входния
резонансен кръг, трябва осите им да бъдат взаимноперпендикулярни. Освен това
ёкранираме трансформатора с алуминиева чашка, която изработваме от корпус
на дефектен електролитен кондензатор, с подходящ за макарата диаметър.
Отстраняваме извода на отрицателния полюс и разрязваме цилиндричната по-
Фиг. 17.1
Схема на джобния радиоприемник
242
Батерия Високогоборител
Фиг. 17.2
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на печаш.
платка на джобния радиоприемник
243
върхност на 15 mm от този край. Ръба зачиствДме и изглаждаме с шкурка, след
което на една трета част от обиколката изпилваме около 1 mm от ръба. През
получения прорез ще прекараме изводните проводници. Освен това към екра-
ниращата чашка запояваме един извод за нейното заземяване (вж. „калайдисване
на алуминий“ в обясненията към фиг. 10.46). Заземителния извод разполагаме
срещу изреза за останалите изводи и го оставяме да стърчи около 10 mm.
В схемата използуваме миниатюрни резистори, не по-мощни от 0‘,25 W, и кон-
<1>И1
Поиюд върх)
а от страната на спойките
Фиг. 17.4
Поглед във вътрешността на джобния радиоприемник
244
дензатори за напрежение 10 V. Платката има размери 80 mm х 100 mm (фиг. 17.2).
През големия отвор се показва задната част на високоговорителя. Платката го
притиска към лицевата плоча и не е нужно да го закрепваме допълнително.
Феритната пръчка се крепи към платката с два пластмасови държача, каквито
се употребяват в транзисторните радиоприемници. Удобно е да се използува и
готово копче със скала. Ако не намерим подходящо, ще го изрежем от плексиглас
или пластмаса. Неговият диаметър е 55 mm.
Фи! 17.5
Джобния 1 радиоприемник в завършен вид
На фиг. 17.3 е показана монтираната платка от страната на спойките, а на
фиг. 17.4 — вътрешността на джобния приемник. Тук се вижда и разположението
на елементите върху платката. За източник на напрежение служи малка батерия
9 V. Кутията има следните размери: широчина 135 mm, височина 80 mm и
дебелина 30 mm. Лицевата и задната страна изработваме от 2—3 mm гетинакс,
а останалите страни — от шперплат. Ще предвидим подходящи Щлицове за
двете копчета.
Представа за външния вид на джобния радиоприемник >гза неговата големицй
можем да получим от фиг. 17.5.
Макар и скромен, този приемник дава сравнително добри резуЛтати. Освен
местните програми той приема, макар и по-слабо, и редица отдалечейи станции.
Феритната антена има насочено действие. Чрез въртене на приемника можем
да намерим положение, при което даденият предавател се приема най-добре.
18. ПРЕНОСИМ РАДИОПРИЕМНИК С МОДУЛНА КОНСТРУКЦИЯ
Крайното стъпало на джобния ни приемник има мощност само 20 mW, която
е недостатъчна за задоволително озвучаване на цяло помещение. Нито силата,
нито качеството на звука са подходящи за тази цел.
Големият ни радиоприемник няма този недостатък, затова не е удобен за
пренасяне и е зависим от електрическата мрежа.
245
Бъдещият ни преносим приемник трябва да има батерийно захранване. Вече
установихме, че това захранване е неоправдано при нашите усилватели с изходна
мощност 1,5 W и 2 W. Ето защо ще спрем нашето внимание на друг вид крайни
стъпала, конто „щадят“ батериите, като работят на вече известния ни проти-
вотактен принцип.
Схемата на преносимия радиоприемник ще разделим на части, конто ще мон-
тираме като отделни модули. Предимствата на този подход са ни известии от
радиоприемника за мрежово захранване.
Кутията ще изработим в съответствие с индивидуалния си вкус или ще пол-
зуваме готова кутия от серийно произвеждан преносим радиоприемник. В опит-
ния образец беше употребена кутия от „Stern 11“ — производство на ГДР.
ДА ИЗРАБОТИМ ПРОТИВОТАКТЕН НЧ УСИЛВАТЕЛ С ТРАНСФОРМАТОРНА ВРЪЗКА
Фиг. 18.1 показва схемата на универсален НЧ усилвател с изходна мощност
1 W. Предусилвателното стъпало с транзистор Т1, както и двете тонбленди са
ни известии от усилвателя с изходна мощност 2 W (фиг. 13.1). С Р2се регулира
завалът на високите, а с Р3 — завалът на ниските звукоди честоти. Т1 е про-
изволен германиев маломощен транзистор с усилване В около 60.
Vz
4
Фиг. 18.1
Схема на противотактен усилвател 1 W с драйверен и изходен трансформатор
В колекторната верига на транзистора Т2 е свързана първичната намотка на
трансформатор, чиято вторична намотка има среден извод. Напрежителният пад
върху /?6 е около 2 V. Тока на покой на Т2 контролираме чрез прекъсване на
веригата в т. А и с помощта на го нагласяваме да бъде 4 mA. И този
транзистор може да бъде произволен германиев маломощен с усилване В, по-
голямо от 30.
Това стъпало служи за управление на крайните транзистори. Нарича се драй-
верно стъпало, а трансформаторът — драйверен трансформатор.
Да разгледаме схемата на крайното стъпало. Двата транзистора получават
базовото си преднапрежение от общия делител Д8, Я9, и през отделните
клонове на вторичната намотка. Rg е резистор, чието съпротивление намалява,
когато температурата расте. Нарича се терморезистор или накратко термистор.
Той е включен в нашата схема, за да компенсйра влиянието на температурата
върху тока на покой през крайните транзистори. С увеличаване на температурата
този ток нараства. Същевременно термисторът става по-нискоомен, паралелното
246
съпротивление на Rg и /?10 намалява, базового преднапрежение се понижава и
колекторните токове получават предишната си малка стойност.
Допълнително включеният емитерен резистор също е предназначен да ста-
билизира тока в работната точка. Избрали сме го достатъчно нискоомен, понеже
върху него се губи част от скъпоценната изходна мощност. Паралелно на този
резистор не сме свързали кондензатор; поради ниското съпротивление на
неговият капацитет би трябвало да бъде твърде голям. Нешунтираният емитерен
резистор намалява до известно степей усилването, но тази отрицателна обратна
връзка има и положителни качества, например намалява нелинейните изкривя-
вания, подобрява честотните качества на крайните транзистори и стабилизира
тяхното усилване.
Крайните транзистори трябва да бъдат подбрана двойка. Техните параметри
коефициент на усилване по ток В и остатъчен колекторен ток /СЕО не трябва да
се отличават с повече от 20 %. Избраният тип транзистори трябва да има
максимално допустима мощност над 0,4 W и В >30. Ще ги свържем към общ
радиатор, ето защо корпусите им трябва да бъдат изолирани както от колектора,
така и от базата. В опитния образец са употребени транзистори GC301.
Начина на действие на крайното стъпало ще поясним с помощта на фиг. 18.2.
За опростяване на разглеждането тук не е показано базового преднапрежение.
Крива® дава представа за характера на колекторния ток на драйверния тран-
Фиг. 18.2
Начин на действие на противотактно крайно стъпало
зистор. Този ток протича през първичната намотка на драйверния трансфор-
матор и се опитва да индуцира два еднопосочни тока в двете половини на
вторичната намотка. Но благодарение на диодните участъци база—емитер на
двата крайни транзистора през положителните полупериоди (напр. в момента
Г)) токът /| може да протече само през горната половина на вторичната намотка
и през участъка база—емитер на Т1 под формата на базов ток /ю. В резултат
на това протича силният колекторен ток /С1. По същото време участъкът ба-
за—емитер на Т2 е запушен и колекторният ток на този транзистор е нула.
През отрицателните полупериоди (напр. в момента г2) двата транзистора си
сменят ролите. Участъкът база—емитер на Г/ се запушва, а на Т2 се отпушва.
Токът 12 може да протече само под формата на базов ток /В2. В резултат на
това протича силният колекторен ток /С2, докато /С1 е нула.
Кривите ® и @ показват характера на базовите токове, ® и ® — характера на
колекторните токове, а крива (6) — резултантното напрежение на вторичната
247
намотка на изходния трансформатор, което се подана към високоговорителя.
В противотактната схема всеки от двата транзистора може да отдаде цялото си
напрежение и целия си ток за оформяне само на единия полупериод. Това означава
едно общо удвояване на напрежението и удвояване на тока, при което се получава 4*
пъти по-го л яма мощност в сравнение с еднотактното крайно стъпало.
В реалната схема (фиг. 18.1) крайните транзистори получават и някакво базово
преднапрежение. То се регулира с Я8, докато в общата колекторна верига (т.
В) протече ток от 10 до 12 mA, т. е. от 5 до 6 mA през всеки транзистор. Този
начален ток осигурява малки нелинейни изкривявания в преходните моменти,
когато двата транзистора си разменят ролите.
При липса на сигнал противотактното стъпало черпи сравнително слаб ток
от захранващия източник. Колкого по-силен става сигналът, толкова по-силен
става и консумираният ток. Ясно е, че батериите ще се изтощават толкова
по-бързо, колкого по-силно свири радиоприемникът.
Да навием сами двата трансформатора, използувайки еднакви магнитопро-
води М42. В този случай макарата от фиг. 3.3 ще има размери: Д| = 32, а2=11,
(73=15, й|=29, &2=14, Ь3=\2, с = 29, d=\ (всичко в милиметри).
d)
Фиг. 18.3
Данни за навиване на трансформаторитс на противотактното крайно стъпало
а) Намотки на драйверння трансформатор
Ь) Схема за навиване на драйверння трансформатор
с) Намотки на изходниа трансформатор
d) Схема за навиване на изходния трансформатор
248
Данните за трансформаторите са представени на фиг. 18.3. Започваме с на-
мотка I на драйверния трансформатор. Тя съдържа 600 навивки от проводник
ПЕТ 0,16. След това поставяме междинна изолация и отгоре навиваме едно-
временно намотките III и IV с по 160 навивки от проводник ПЕТ 0,4. Чрез
едновременното навиване се гарантира пълната еднаквост на двете намотки, но
за целта трябва да разполагаме с две макари жица от един и същи проводник
(в случая 0,4 mm). След поставяне на втори пласт изолация навиваме последните
600 навивки с проводник ПЕТ 0,16 за намотка II. Разположението на отделните
намотки и свързването на изводите им се вижда на фиг. 18.36. Ламелите се
нареждат двупосочно, т. е. магнитопроводът остава без въздушна междина.
Изходният трансформатор се навива в следната последователност:
1. Едновременно навиване на намотки II и III с по 55 навивки от проводник
ПЕТ 0,4.
2. Навиване на намотка V с 65 навивки от проводник ПЕТ 0,8 до 1,0.
Ь)
Фиг. 18.4
Схема на връзките (и) и монтажна схема на елементите (Ь) на печатната платка
на сдноватовия противотактен усилвател с драйверен и изходен трансформатор
249
3. Едновременно навиване на намотки I и IV с по 55 навивки от проводник
ПЕТ 0,4-
Между отделните намотки поставяме изолация от трансформаторно платно.
Разположението на отделните намотки и свързването на изводите им се вижда
на фиг. 18.3rf. Ламелите се нареждат двупосочно.
Противотактния усилвател монтираме на печатна платка (фиг. 18.4). При
монтажа ще ни помогне фиг. 18.5. Някои от кондензаторите в опитния образец
са предназначени за хоризонтален монтаж, а са монтирани вертикално. В този
случай е по-удобно да се употребят направо кондензатори за вертикален монтаж,
добили голямо разпространение у нас. Фолираната страна на монтираната плат-
ка е показана на фиг. 18.6.
На първо време няма да монтираме нискоомния резистор Само ако пре-
ценим, че усйлвателят изкривява сигнала, ще пристьпим към навиване на ре-
зистора от меден проводник 0,1 mm с лакова изолация. Необходимата дължина
Фиг. 18.5
Така изглежда монтираната платка на противотактния усилвател
Фиг. 18.6
Поглед върху печатната платка на усилвагеля от страната на спойките
250
на проводника изчислихме още в гл. 2 (вж. „Резистори, кондензатори и бобини“).
За основа при навиването ще използуваме обикновен слоен резистор със съ-
противление над 10 kQ. Готовил резистор монтираме в схемата. За целта отпоя-
ваме емитерите на ТЗ и Т4, свързваме ги в обща точка, към която запояваме
и единия край на jRh. Другия му край свързваме към точката, предназначена
за емитера на ТЗ (вж. фиг. 18.4 и 18.5).
Ролята на радиатор се изпълнява от магнитопровода на изходния трансфор-
матор. Той получава топлината от транзисторите посредством пластинка от 1
mm алуминий, сгьната в двата края във вид на тръбичка, в която плътно са
вкарани двата транзистора. Пластинката трябва да се притисне силно към маг-
нитопровода за добро топлоотдаване (фиг. 18.5).
Трите регулатора — на силата (Р0, на високите честоти (Р2) и на ниските
честоти (Р3), както и високоговорителят, батерията и ключът за включване на
захранването, не са монтирани на платката. Тяхното разположение се определи
от конкретната кутия и от конструктивного оформление на радиоприемника.
ДА ИЗРАБОТИМ ДВУКРЪГОВ ТЮНЕР
След успешного изпробване на противотактния усилвател с помощта на гра-
мофон, магнитофон или детекторен радиоприемник да пристъпим към изра-
-ботката на първия тюнер за преносимия радиоприемник. Той е двукръгов и
схемата му е представена на фиг. 18.7. Съдържа две високочестотни усилвателни
стъпала и диоден демодулатор.
Принципът на работа не е нов за нас. Първият резонансен кръг е на входа,
а вторият — на изхода на първия ВЧ усилвател. Двата кръга се настройват
одновременно с двоен кондензатор 2x500 pF, за препоръчване с редуктор за
по-фина настройка. От колектора на Т2 през тример-кондензатор С7 е въведена
положителна обратна връзка към втория резонансен кръг, предназначена, както
е известно, за подобряване на селективността. Изменението на коефициента на
усилване, а оттам и на дълбочината на обратната връзка се осыцествява по
познатия ни начин с потенциометър за регулиране на базового преднапрежение.
Дроселът L5 служи за товар на Т2 и предотвратява проникването на усилените
ВЧ трептения в захранването, където е включен и развързващият филтър Я9С12.
Транзисторите могат да бъдат GF130 до GF139, ГТ310, ГТ332 или SFT358 с кое-
фициент на усилване В» както следва: за Г/ — около 75, а за Т2 — около 50.
Фи1 is.
Схема на двукръговия тюнер
251
МонгпаЖна плочка
Кълл Ci
Кълл т.1
Начало
(кьм тримера)
Kdqu
(кьм т.З)
Ь)
Фиг. 18.8
Бобините на двукръговия тюнер
а) Намотки върху феритната пръчка
Ь) Схема за навиване на бобината на втория резонансен кръг
с) Монтаж на групата елементи, разположени извън платката
252
L\ и £2 навиваме еднопосочно върху тръбичка от кадастрон, която нахлузваме
върху феритна пръчка с диаметър 10 mm и дължина 200 mm. Lx съдържа 45
навивки, а £2 — 5 навивки от литцендрат 20x0,05. Тръбичката трябва да се
движи стегнато върху феритната пръчка. Преместването е необходимо за на-
стройка на резонансния кръг. Посредством дистанционни колонки, изрязани от
дърво, закрепваме (напр. с универсално лепило) тръбичката с намотките към
гетинаксова плочка с размери 55 mm х 30 mm, на която предварително сме
монтирали тример-кондензатора С2 и едно кабелно ухо (вж. 18.8а).
£3 и £4 навиваме еднопосочно от проводник ПЕТ 0,2 върху макара с три
секции. £3 съдържа 120 навивки в горната и в средната секция, а £4 — 9 навивки
върху разположената в средната секция част на £3 (фиг. 18.8 Ь). Долната секция
Фиг. 18.9
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на печатная
платка на двукръговия тюнер
253
Върху същия тип макара навиваме и дросела L5 до запълване на трите секции
с проводник ПЕТ 0,2. Събират се около 300 навивки.
Печатната платка е показана на фиг. 18.9. 9-милиметровият отвор е пред-
назначен за дросела L5, чиято макара фиксираме с лепило. Потенциометърът
Р и елементите, изобразени с цветни линии на фиг. 18.7, са разположени извън
платката и трябва да им се намери подходяще място в кутията. Целесъобразно
е тези елементи да се групират, както е показано на фиг. 18.8с. Монтажната
плочка е от гекинакс с дебелина от 2 до 3 mm.
Освен за средновълновия обхват схемата на двукръговия тюнер е подходяща
и за приемане в обхвата на късите и на дългите вълни. Данните за бобините
са следните:
Обхват L L{IL2 L3/L4
ДВ 2тН 150/15 навивки от 20x0,05 върху феритната пръчка 380/27 навивки от ПЕТ 0,2 в макара с 3 секции
КВ 1,3 pH 4/1 навивки от ПЕТ 1 mm върху феритната пръчка 12/1 навивки от ПЕТ 0,4 върху тяло 08 х 30 mm със сърцевина
Двете страни на монтираната платка на тюнера са представени съответно на
фиг. 18.10 и 18.11. Схемата на връзките между платката на двукръговия
тюнер и противотактния НЧУ с изходна мощност 1W е показана на фиг. 18.12.
Вижда се и начинът на свързване на елементите извън платката. Това е първият
ни вариант на преносим радиоприемник.
Вече сме натрупали голям опит при настройката. В резюме ще споменем
най-важните стьпки:
Резонансният честотомер работи като измерителен генератор. При 510 kHz
— индуктивна настройка (преместване на намотка, въртене на сърцевина), а при
1620 kHz — капацитивна настройка (въртене на тримери); многократно повто-
Фш. 18.10
Така изглежда монтираната платка на двукръговия тюнер
254
рение и завършване с тримерите. Излъчвателят да бъде максимално отдалечен,
така че тонът 1 kHz едва да се чува при максимално усилен звук с потенцио-
метъра. Накрая настройваме дълбочината на положителната обратна връзка
чрез тримера С7. При това променливият кондензатор е нагласен на максимален
капацитет, а плъзгачът на потенциометьра за обратната връзка е придвижен
към извода за отрицателния полюс. Чрез С7 довеждаме схемата до границата
на самовъзбуждането, след което леко намаляваме този капацитет.
Фиг. 18.11
Печатната платка на двукръговия тюнер, погледната от страната на
спойките
Гръмкост
Фиг. 18.12
Първи схемен вариант на преносимия радиоприемник
ДА ИЗРАБОТИМ ТЮНЕР С ПРЕОБРАЗУВАНЕ НА ЧЕСТОТАТА СЪС САМООСЦИЛИРАЩ
СМЕСИТЕЛ И ЕДИНИЧНИ РЕЗОНАНСНИ КРЪГОВЕ
Схемата му е представена на фиг. 18.13. Честотата, приета от входния ре-
зонансен кръг с намотката £ь разположена върху феритна пръчка, се прехвърля
по индуктивен път към £2 и пРез С4 — към базата на транзистора Т1, който
работи като смесител в схема общ емитер и като генератор в схема обща база.
Затова ще го наречем автогенераторен смесител или самоосцилиращ смесител.
255
Фиг. 18.13
Схема на тюнер с преобразуване на честотата, реализиран с единичны резонансни кръгове
На първо време ще гледаме на Т1 само като на смесител. Работната му точка
се нагласява с делителя на напрежение Р2^2- В колекторната верига на тран-
зистора е включен настроеният на междинната честота 470 kHz лентов филтър
ЛФ1, който, както и останалите филтри ЛФ2 и ЛФЗ, съдържа само един резо-
нансен кръг. Всеки от трите резонансни кръга получава сигнал чрез отвод на
бобината за намаляване на демпфирането. В схемата на междинночестотния
усилвател с транзистори Т2 и ТЗ, както и в схемата на диодния демодулатор
и в следващия го филтър няма да срещнем нищо необичайно. Групата R$C9
представлява препятствие за променливата съставна, а пропуска само постоян-
ната съставна на детектирания сигнал, която компенсира фадинга, регулирайки
автоматично усилването на транзистора Т2. За разлика от схемата на фиг. 16.4
тук транзисторите са PNP и се работи с положително регулиращо напрежение.
Въпреки въведеното АРУ междинночестотният усилвател би могъл да се пре-
товари от силния сигнал на местния предавател. Това не трябва да става, ето
защо е въведена още една регулираща верига с диода Напрежението върху
този диод се получава като разлика от напрежителните падове върху потен-
циометъра Р2 и върху резистора R6. Да приемем, че колекторните токове на Т1
и Т2 са съответно 7С1 = 1 mA и /С2 = 0,7 mA. Освен ток /С1 през Р2 тече и един
допълнителен ток — Ц 1 mA. Да приемем, че сме нагласили съпротивлението
на потенциометъра да бъде ЛР2 = 0,23 kQ. Напрежителният пад върху Р2.
ГР2 = ЛР2.(/|+/С1) = 0,23 kQ.2 mA = 0,46 V,
а напрежителният пад върху резистора А6:
£7R6 = /?6./C2= 1 kQ.0,7 mA = 0,7 V.
Напрежението „анод—катод" на диода е
C7aK=t/p2-^R6 = 0,46 V-0,7 V= -0,24 V,
т. e. отрицателно. Следователно диодът е запушен и това е нормалното му
състояние.
При постъпване на много силен сигнал, например от местния предавател, на
изхода на демодулатора се появява голяма положителна постоянна съставна,
която се пропуска от филтъра /?5С9 и запушва до голяма степей транзистора
Т2. Да допуснем, че колекторният ток на този транзистор намалява на 0,3 mA.
Тогава
(7R6=1 kQ.0,3 mA = 0,3 V,
256
Фиг. 18.14
Генератор в схема обща база
а напрежението върху диода
С4к=^Р2-^К6 = <М6 V-0,3 V = 0,16 V.
Това положително напрежение отпушва Горната част на първичната на-
мотка на ЛФ1 се оказва натоварена с последователно свързаните отпушен диод
Дх и кондензаторите Си, С12 и С3. Лентовият филтър силно се демпфира и
коефициентът на усилване на транзистора Т1 рязко намалява. Междинночес-
тотният усилвател продължава да работи, без да се претоварва. Широчината
на честотната лента се увеличава, но не много, тъй като от трите лентови
филтъра само ЛФ1 е демпфиран.
Генераторът, работещ в схема обща база, е представен отделно на фиг. 18.14.
Не е трудно да открием приликата му с генератора от фиг. 16.5.
Двете страни на печатната платка за монтиране на петкръговия тюнер с преобра-
зуване на честотата са показани на фиг. 18.15. За навиване на лентовите филтри са
ни нужни екранирани макари (вж. фиг. 18.16) и проводник 0,15 mm с лакова изола-
ция. Започваме от извод 3. След 90-тата навивка правим отвода 2 и навиваме в съ-
щата посока още 190 навивки до края 1. Вторичната намотка се разполага отгоре.
Тя съдържа 25 навивки за ЛФ1 и ЛФ2 и 50 навивки за ЛФЗ.
Данни за бобината на генератора ще намерим на фиг. 18.17&. Използуваме
тиакара с три секции. £3 съдържа 85 навивки от литцендрат 20x0,05. Навиването
започваме от извода 1 и поместваме 22 навивки в горната, 22 навивки в средната
и останалите 41 навивки в долната секция. Поради ниското входно съпротив-
ление на транзистора, работещ в схема обща база, £4 съдържа само 4 навивки
от проводник ПЕТ 0,2, конто разполагаме в най-горната секция. Намотката £5
за обратна връзка има 13 навивки от проводник ПЕТ 0,2 и се разполага в
средната секция.
Готовата бобина на генератора залепваме върху шайба с външен диаметър
18 mm, изрязана от 3 mm дебел гетинакс (вж. фиг. 18.17а), с предварително
пробити 6 отвора и поставени в тях щифтове с дължина 10 mm. За да нямаме
затруднения при монтирането на бобината върху платката, отворите върху
шайбата пробиваме, използувайки самата платка като шаблон. Щифтовете тряб-
ва да влизат стегнато и да стърчат приблизително еднакво от двете страни на
шайбата. Върху тях запояваме изводите на намотките.
На първо време няма да монтираме регулиращия диод Дх върху платката. Тран-
зисторите са произволни германиеви, високочестотни с коефициент на усилване В,
както следва: на Т1 — около 120, на Т2 — около 60 и на ТЗ — около 150.
17 Радио и телевизия ...
257
a)
ф Отбора $3,1;
останалите отбора -Ф 1,0
Ь)
Фиг. 18.15
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на пе-
чатната платка на петкръговия тюнер с преобразуване на честотата
258
Затваряща
капачка
Екран
Макара
Сърцебина
за
настройка
° Край
Край
Фиг. 18.16
Лентов филтър за петкръговия. тюнер
а) Схема на изводите (поглед отдолу)
Ь) Конструктивно оформление и схема за навиване
Фиг. 18.17
Оформление на бобината на генератора
а) Схема на изводите (поглед отдолу)
Ь) Схема за навиване
259
Резисторите R4 и R% участвуват в базовите делители на напрежение и тяхното
съпротивление зависи от коефициента на усилване по ток на употребените тран-
зистори. Вместо постоянни резистори ще включим тример-потенциометри 100
kQ и с Т?8 ще нагласим 1 V пад върху емитерния резистор 7?10 на транзистора
ТЗ, а с Ra — 0,7 V върху емитерния резистор R7 на транзистора Т2. По време
на тази настройка трябва да имаме временно запоен резистор 5 kQ между
изходните пера 4 и 5. След замяна на тример-потенциометрите с постоянни
резистори проверяваме още веднъж двата напрежителни пада и отпояваме 5-
килоомовия резистор от изхода.
Двете страни на монтираната платка са показани съответно на фиг. 18.18 и
18.19.
Схемата на връзките между платката на петкръговия тюнер с преобразуване
на честотата и платката на нискочестотния усилвател с 1 W изходна мощност
е изобразена на фиг. 18.20. Виждат се и връзките към елементите, разположени
извън платките. Това е вторият схемен вариант на нашия преносим радио-
приемник.
Фиг. 18.18
Така изглежда монтираната платка на петкръговия тюнер с преобразуване на честотата
Фиг. 18.19
Поглед откъм спойките на монтираната платка на петкръговия тюнер с преобразуване на честота
260
Не се налага да изработваме нов резонансен кръг за входа; ще го заимствуваме
от двукръговия тюнер. Превключвателят К3 е предназначен да изключва при
необходимост захранването на тюнера и едновременно с това да превключва
входа на усилвателя към други източници на НЧ сигнал. Един допълнителен
куплунг Б4 позволява включването на външен втори високоговорител. При това
положение автоматично се изключва вътрешният високоговорител.
Ако възнамеряваме да монтираме праволинейна скала, трябва да предвидим
и лампа за нейното осветяване. К2 е бутон, който държи лампата включена
само докато е натиснат. Не се препоръчва К2 да бъде обикновен ключ, понеже
по невнимание лампата може да се остави включена и да изтощи батериите.
В края на глава 16 се запознахме с последователността на действията при
настройка на радиоприемник с преобразуване на честотата. В минусовия про-
водник на захранването от нискочестотната част към тюнера включваме ми-
лиамперметър за контролиране на токовата консумация. Тя трябва да бъде
около 3,5 mA. При твърде силен ток веднага изключваме захранването.
Откачало настройваме трите лентови филтъра. Резонансният честотомер ра-
Куплунг
НЧ входобе Високи Ниски за бтори ВГ
на скалата
Фиг. 18.20
Втори схемен вариант на преносимия радиоприемник
боти като измерителен генератор на честота 470 kHz. Тример-потенциометрите
Pi и Р2 поставяме в средно положение, а регулатора на силата на нискочестотния
усилвател — на максимално усилване. Междинната честота подаваме през фе-
ритната антена. Настройваме ЛФЗ, после ЛФ2 и накрая ЛФ1, търсейки мак-
симално силен тон във високоговорителя. При настройката постепенно увели-
чаваме разстоянието между честотомера и антената, за да не се претовари меж-
динночестотният усилвател.
Работоспособността на генератора проверяваме с осцилографа. Към изме-
рителния му вход включваме бобина с 5 до ’10 навивки, която приближаваме
към бобината на генератора. Ако той отказва да генерира при всяко положение
на променливия кондензатор, също и при намаляване на емитерното съпротив-
ление чрез завъртане на тример-потенциометъра Рь трябва да се разменят краи-
щата на намотката за обратна връзка L5. Тогава чрез Р{ и Р2 нагласяваме такъв
режим на работа на генератора, при който той генерира безупречно в целия
обхват на изменение на капацитета на променливия кондензатор.
При по-нататъшната настройка спазваме точната последователност на дей-
ствията, описана в края на глава 16 във връзка с настройката на седемкръговия
радиоприемник с преобразуване на честотата.
261
Фиг. 18.21
Поглед от предната страна на монтажната плоча на преносимия радиоприемник
с високоговорителя и скалния механизъм
Фиг. 18.22
Поглед върху елементите. разположени от задната страна на монтажната
плоча в кутията на преносимия радиоприемник
262
Накрая трябва да намерим най-доброто положение на тример-потенциомет-
рите Pi и Р2. Настройваме на честотата на местния предавател и измерваме
напрежителния пад върху колекторния резистор R6. Чрез незначителна промяна
на капацитета на променливия кондензатор намираме минимума на това на-
прежение и си записваме получената стойност. След това измерваме напрежи-
телния пад върху Р2. Той трябва да бъде малко по-голям от пада върху Я6; ако
е по-малък, Рх трябва да се намали, а според обстоятелствата и Р2 да се увеличи.
Примерните стойности на напрежителните падове, измерени върху действува-
щата схема на опитния образец, бяха посочени в обясненията към фиг. 18.13.
Сега вече можем да запоим регулиращия диод Дх в схемата. Преносимият
радиоприемник е готов за монтиране в кутията. Фиг. 18.21 и 18.22 ще ни дадат
идея как може да стане това.
СЪВСЕМ СЪВРЕМЕННО: БЕЗТРАНСФОРМАТОРНО ПРОТИВОТАКТНО КРАЙНО
СТЪПАЛО С КОМПЛЕМЕНТАРИИ ТРАНЗИСТОРИ
Фиг. 18.23 показва схемата на НЧ усилвател с 1 W противотактно крайно
стъпало без драйверен и без изходен трансформатор. Схемата обединява пре-
димствата на противотактния принцип и на безтрансформаторното крайно стъ-
пало (вж. фиг. 7.19) и е подходяща за преносимия ни радиоприемник.
Да разгледаме съвместната работа на драйверния, транзистор ТЗ с крайните
Т4 и Г5, наречени транзистори с допълнително симетрия или комплементарии
транзистори, понеже горният е PNP, а долният — NPN.
За опростяване на нещата да приемем откачало, че А13, Я14 и Я15 са дадени
накъсо, а А12 е нагласен на 560 Q. Тогава базите на Т4 и Т5 са свързани директно
към колектора на ТЗ (фиг. 18.24). Чрез можем да настроим колекторния ток
на покой на ТЗ на 8mA, при което в общата точка на свързване на двата крайни
емитера има потенциал (напрежение спрямо маса), равен на половината от за-
хранващото напрежение Е = 9 V, т. е. 4,5 V. На фиг. 18.24 са посочени потен-
циалите на отделяйте точки от схемата. С черно са означени действителните
потенциали. Масата има потенциал 0 V, двата емитера --4,5 V, а колекторът
на Т4 — —9 V. Но ако приемем условно потенциала ца общата точка на еми-
терите за нулев, спрямо него колекторът на Т4 има отрицателен потенциал
—4,5 V, а колекторът на Т5 положителен потенциал +4,5 V, т. е. PNP
транзисторът получава необходимого му отрицателно захранващо напрежение,
a NPN транзисторът — необходимого му положително захранващо напрежение.
Двата транзистора нямат базово преднапрежение и колекторните им токове са
равни на нула.
Сега да приемем, че на входа на ТЗ сме подали променливо напрежение и в
отрицателния му полупериод колекторният ток на този транзистор е нараснал
на 10 mA. Напрежителният пад върху RX2 от 560 Q.8 mA = 4,5 V нараства на
560 Q.10 mA = 5,6 V. Колекторното напрежение на ТЗ става —3,4 V, т. е. с 1,1
V по-положително, отколкото в покой. Отнесени спрямо условно приетия нулев
потенциал в общата точка на емитерите, базовите преднапрежения на Т4 и Т5
са добили стойността +1,1 V. Т5 се отпушва, а Т4 се дозапушва.
В положителния полупериод, когато колекторният ток на ТЗ намалее на 6
mA, напрежителният пад върху Я12 намалява на 560 П.6 mA = 3,4 V. Колек-
торното напрежение на ТЗ нараства на —5,6 V. Базового преднапрежение на
крайните транзистори е добило стойността —1,1 V спрямо условно приетия
нулев потенциал. Т4 се отпушва, а Т5 се запушва.
Отпушването на Т5 означава намаляване на колекторното му напрежение.
Потенциалът на емитерите става по-положителен. Обратно, при отпушване на
263
Фиг. 18.23
Схема на усилвател с противотактно безтрансформаторно крайне
стъпало с изходна мощност 1 W
Фиг. 18.24
Начин на действие на безтрансформатор-
но крайно стъпало с комплементарии
транзистори
Т4 потенциалът на емитерите става по-отрицателен, т. е. в тази точка се по-
лучава променливо напрежение, което се прехвърля през изходния кондензатор
Ci2 към високоговорителя. Двата крайни транзистора работят в схема общ
колектор (емитерни повторители).
Т4 е германиев, а Т5 — силициев транзистор. Разлйчните свойства на двата
полупроводникови материала могат да окажат неблагоприятно влияние върху
качествата на усилвателя. Ето защо трябва да подберем комплементарна двойка
транзистори, подходящи за съвместна работа. Транзисторите, с конто разпо-
лагаме, ще измерим чрез опитната постановка от фиг. 5.13. Отначало включваме
един силициев транзистор в схемата от фиг. 5.136 при захранващо напрежение
4,5 V и снемаме зависимости /с—t/BE (вж. фиг. 5.16). В опитния образец беше
използуван транзистор SF126.
След това от няколко германиеви транзистора (напр. от типа GC301) трябва
264
Фиг. 18.25
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на печатната платка
на безтрансформаторния противотактен усилвател
да подберем екземпляр, който да подхожда на вече измерения силициев тран-
зистор. Използуваме постановката от фиг. 5.13л, в която свързваме допълни-
телно един резистор 100 Q между базата на транзистора и положителния полюс
на А[. Този базов резистор замества съпротивителната комбинация Я13, Я14, Я15
на фиг. 18.24, чието еквивалентно съпротивление е около 100 Q. Снемаме ха-
рактеристиката /с— С/ВЕ на няколко германиеви транзистора при колекторно
напрежение 4,5 V и избираме онзи от тях, чиято характеристика е приблизително
успоредна на характеристиката на силициевия транзистор.
Споменатата вече съпротивителна комбинация е предназначена да вкара в
265
Фиг. 18.26
Едната половина на радиатора за крайните
транзистори
Фиг. 18.27
Така изглежда монтираната платка на безтрансформаторния про-
тивотактен усилвател
266
Фиг. 18.28
Поглед върху фолираната страна на платката на усилвателя
Фиг. 18.29
Трет^ схемен вариант на преносимия радиоприемник
режим двата крайни транзистора, като им осигури ток на покой 10 mA. За целта
германиевият транзистор трябва да получи преднапрежение (/ВЕ« —0,15 V, а
силициевият — t/BE« 4-0,65 V. Сумата от тези две напрежения е около 0,8 V.
Такъв напрежителен пад се получава върху съпротивителната комбинация 100
П от протичащия през нея колекторен ток 8 mA на транзистора ТЗ. При липса
на сигнал потенциалите (напреженията спрямо маса) на базата на Т5 и на базата
на Т4 са съответно —3,85 V и —4,65 V. Не се налага да ги мерим, понеже те
се получават от само себе си, когато чрез нагласим 10 mA колекторен ток
на покой през крайните транзистори и чрез — среден потенциал (напрежение
267
спрямо маса, равно на - от захранващото) в общата точка на емитерите. Тока
на покой контролираме с милиамперметър в колекторната верига на Т4, а сред-
ний потенциал — с волтметър между общата точка на емитерите и маса. Мно-
гократно донагласяваме положението на двата тример-потенциометъра, докато
се убедим, че токът и напрежението са добили едновременно предписаните им
стойности.
Между предусилвателните стьпала Т1 и Т2 е включена схема на тонкоректор,
осигуряващ не само завал, но и подем на ниските и на високите честоти от
звуковия обхват. Кондензаторът С3 прехвърля сигнала към двете АС-комби-
нации: Я4, Р2, Я5, С4, С5 — за корекция на ниските честоти, и С6, Р3, С7 — за
корекция на високите честоти. R6 разделя двете схеми една от друга. Стойностите
на резисторите и на кондензаторите са така подбрани, че при средно положение
на двата потенциометъра всички сигнали с честоти от 50 Hz до 10 kHz намаляват
около 10 пъти, преминавайки през тонкоректора. Всъщност тоВа е причината,
поради която този усилвател се нуждае от две предусилвателни стьпала вместо
от едно. Допълнителното усилване компенсира затихването на сигнала в тон-
коректора.
Усилвателя монтираме на подходяща платка (вж. фиг. 18.25), чиито размери
съвпадат напълно с размерите на предишния ни едноватов усилвател с драйверен
и изходен трансформатор. Това е нужно, за да може новият усилвател да замени
стария без всякакви затруднения.
Отделената от крайните транзистори топлина се отвежда с радиатор. Към две
плочки с размери 15 mmx35 mm от 8 mm дебел алуминий пробиваме отвор
с диаметър 3 mm (вж. фиг. 18.26). Стягаме ги заедно с винт и гайка М3 и
пробиваме други два отвора точно по дължината на разделителната повърхност.
След развиване на винтового съединение и разделяне на плочките всяка от тях
трябва да изглежда като показаната на фиг. 18.Z6. Двата крайни транзистора
се поставят на определените им места (корпусите им са различии) и двете плочки
се стягат заедно към платката.
Фиг. 18.27 дава поглед върху монтажа, а фиг. 18.28 — поглед върху обратната
страна на монтираната платка.
Как да свържем петкръговия тюнер с преобразуване на честотата към новия
безтрансформаторен НЧУ в третия вариант на преносимия радиоприемник мо-
жем да разберем от фиг. 18.29. Разбира се, напълно е възможно комбинирането
на този усилвател и с двукръговия тюнер.
268
ТЕЛЕВИЗИОННА ТЕХНИКА
19. ЧРЕЗ ЕКСПЕРИМЕНТИ ДА СЕ ЗАПОЗНАЕМ С ОСНОВИТЕ
НА ТЕЛЕВИЗИЯТА
Телевизията е едно от най-важните технически постижения на нашата епоха.
Освен като средство за масова информация тя играе спомагателна роля и в
материалното производство. Непрекъснато се разширява приложната облает на
телевизионните уредби за далечно наблюдение на различии процеси в индус-
трията, в науката, в транспорта.
Досега получихме солидни знания във връзка с безжичното пренасяне на зву-
ковата информация. Предстои ни да навлезем в областта на безжичното пре-
насяне на изображенията. Една поредица от експерименти ще ни помогне да
проникнем дълбоко в основите на телевизията.
Да си припомним как работи разговорната уредба. Микрофонът преобразува
звуковите трептения в електрически. Усилените и пренесени на нужното раз-
стояние електрически трептения се подават към високоговорителя, който из-
вършва обратного преобразуване.
Аналогично работи и една телевизионна уредба. Мястото на микрофона се
заема от елемент за преобразуване на светлината в електрически сигнал, а в
приемната страна друг елемент извършва обратного преобразуване на електри-
ческия сигнал в светлина.
В нашата експериментална постановка ще използуваме фотоелемент (фо-
токлетка) за преобразуване на светлинните трептения в електрически. Фото-
елементът наподобява електронна лампа в стъклен балон с вакуум или запълнен
с благороден газ. Приблизително половината от вътрешната повърхност на
балона е покрита със слой от алкален метал, образуващ катода на прибора, а
срещу него е разположена метална примка или решетка — анода, т. е. фото-
елементът може да се разглежда като двуелектродна лампа (диод). Нейната кон-
струкция е показана на фиг. 19.1а, а символичного й означение — на фиг. 19.16.
Фиг. 19.1с представлява електрическата схема на включване на фотоелемента.
‘Огрицателният полюс на захранващия източник е свързан към катода, а по-
ложителният полюс — през товарен резистор към анода. Падащата светлина
избива електрони от катода и във веригата протича ток. Колкого по-силна е
светлината, толкова по-силен е този ток, а оттам — и напрежителният пад върху
товарния резистор. Докато при електронните лампи се налагаше да загряваме
катода, за да излъчва електрони (термоелектронна емисия), при фотоелемента
тази работа се извършва от падащата върху катода светлина (фотоелектронна
емисия). Чувствителните към светлината алкални метали калий и цезий са основ-
ните елементи при изработката на фотокатода.
Да свържем мислено един фотоелемент на мястото на микрофона към входа
на усилвателя. Да поставим диапозитив пред фотоклетката и да пропуснем
светлина от една лампа през диапозитива. През светлите участъци на изобра-
жението преминава силна светлина, а през тъмните — слаба. През веригата на
фотоелемента протича един средно голям, непроменящ се ток. Той не би могъл
да ни евърши някаква работа, тъй като носи информация само за средната
яркост на изображението. За да приемаме образ, трябва да „опипаме" и снемем
диапозитива точка по точка. Необходимо е пренасяното изображение да се раз-
270
ложи на елементи с малка площ и тяхната яр-
кост да се нанесе в правилна последователност
върху екрана на възпроизвеждащото устрой-
ство.
Впрочем по време на четене ние използуваме
подобен начин на разлагане на текста на отдел-
яй елементи. С един поглед върху цялата стра-
ница не можем да добием представа за нейното
съдържание. Принудени сме да обхождаме
текста ред по ред и да прочитаме отделните
думи или „елементи на текста" Дали под еле-
мент ще разбираме отделна буква, тройка бук-
ви или дори четири думи — това е от второ-
степенно значение.
НИПКОВ ПОКАЗА ПЪТЯ
Разлагането на изображението би могло да
стане чрез придвижването на фотоелемента
пред диапозитива по начина, по който четем.
Това щеше да бъде технически осъществимо,
ако времето за опипванё на цялото изобра-
жение не беше твърде ограничено. Едно теле-
визионно устройство трябва да опипва и снема
цялостния образ достатъчно бързо, за да ©ста-
нем с впечатлението, че всичките детайли се
предават едновременно. Сигурно сме забеля-
зали светещи ивици при бързото движение на
светлинни източници в тьмнината. Ние знаем
със сигурност, че светлинният източник винаги
се намира на едно единствен© място, но при-
видно той заема едновременно много места в
пространството. Причина за тази илюзия е
инертността на нашето зрение. Измененията,
извършващи се за време, по-малко от една
десета от секундата, възприемаме като сли-
ващи се. За този период от време трябва да
се предава поне едно' телевизионно изображе-
ние.
Ясно е, че трябва да се откажем от мисълта
за движение на фотоелемента пред диапози-
тива. Също така безсмислено е да се опитваме
да движим диапозитива пред фотоелемента.
Остава още една възможност, а именно дви-
жение на светлинния източник. На пръв поглед
и това изглежда невъзможно. Но още през 1884
г., много време преди откриването на елек-
троннолъчевата тръба, Нипков е патентовал
своя диск с отвори, чрез който светлинният
Стъклен
болон
Фиг. 19.1
Конструкция и начин на действие на
фотоелемента
а) Конструктивно оформление
Ь) Означение в електрическите схеми
с) Основна схема на свързване
271
Фиг. 19.2
Механично „опипване“ на изображението
~а) Принципна конструкция на диска с отвори
Ь) Схема на опипване със светлинна точка, получена посредством диска на Нипков
сноп може да опипва достатъчно бързо диапозитив. Принципната конструкция
на съответното устройство за механична развивка на изображението е предста-
вена на фиг. 19.2. Дискът на Нипков съдържа определен брой отвори, разпо-
ложени на еднакви ъглови разстояния един от друг и взаимноотместени в ра-
диална посока. Когато дискът се завърти по посока на часовниковата стрелка,
светлината на неподвижно разположената зад него лампа преминава през отвора
1 и през диапозитива, опипвайки един ред. Според разпределението на яркостта
върху диапозитива към фотоелемента пристига по-силна или по-слаба светлина.
Отворът 1 напуска полето на изображението в момента, когато отворът 2 на-
влиза в него и започва опипването на втория ред, след това отворът 3 опипва
третия ред и т. н. Броят на редовете на разлагане на изображението е равен на
броя на отворите върху диска.
Няма смисъл да проследяваме началните етапи в развитието на телевизион-
ната техника, когато развивката на изображението е била по принцип механична.
По-добре да помислим какъв светлинен източник бихме могли да използуваме
за лесно и безинертно опипване на диапозитив. Да включим мрежовото за-
хранване на нашия осцилограф. При изключване на генератора за развивка след
късо време върху екрана се появява ярка светеща точка; светлинният източник
е намерен.
ЕЛЕКТРОННИЯТ ЛЪЧ ЧЕРТАЕ РАСТЕР
Без всякакви затруднения можем да накараме електронния лъч да се движи.
Включваме генератора за развивка на най-ниската честота и върху екрана се
появява светеща линия — един ред.
Вече не сме в състояние да различим отделните положения на светещата точка
върху екрана. Причината е ясна — инертност на нашего зрение.
За опипване и снемане на цялостно изображение трябва лъчът да се движи
допълнително и във вертикал на посока чрез второ напрежение за развивка. На
фиг. 19.3 е показан пътят на светещата точка върху екрана под влияние на
едновременно приложените развиващи напрежения С7хор и С7верт. В началния мо-
272
1 1 Време
Фиг. 19.3
Телевизионният растер се получава при наслагване на две развиваши
напрежения с различии честоти
мент tx и двете напрежения имат нулева стойност и лъчът попада в т. 7 от
екрана. В момента 12 напрежението (7хор е достигнало до половината от мак-
сималната си стойност. Лъчът се е придвижил значително вдясно. Напрежението
t/зерт все още е далеч от максималната си стойност, тъй като неговата честота
е три цъти по-ниска. Лъчът е слязъл сравнително малко и попада в т. 2 от
екрана. В момента /3 той достига до крайно дясно положение и светкавично се
връща в крайно ляво положение, тъй като напрежението за редова развивка 77хор
скокообразно спада до нула. От този момент започва изписването на втория
ред, след това на третия до момента г5, когато и двете напрежения се връщат
в изходно положение. Лъчът попада в т. 8, напълно съвпадаща с началната т.
7. Цялото изображение е снето и процесът започва отново.
Между броя на редовете п и честотите на развивка и fxop съществува
определена зависимост. Ако желаем да развием едно изображение на 50 реда
за 0,1 s, честотата на кадровата (вертикалната) развивка трябвй да бъде
1 1
- Аерт =~^— = Q । =10 Hz; а честотата на редовата (хоризонталната) развив-
18 Радио и телевизия ...
273
“Лор =^~ = "Лерт = 50.10 Hz = 500 Hz.
В една поредица от опити ще се занимаем с т. нар. телевизионен растер. За
тяхното провеждане ни е нужен втори генератор за развивка към осцилографа.
ДА ИЗРАБОТИМ ВТОРИ ГЕНЕРАТОР ЗА РАЗВИВКА
Ще заимствуваме схемата от фиг. 10.22, но със значително намаляване броя
на кондензаторите за развивка, тъй като не се налага честотата да се изменя
в толкова широки граници.
Схемата на генератора е показана на фиг. 19.4. При затваряне на ключа К5
кондензаторът се оказва свързан паралелно на С45, с което се преминава
Фиг. 19.4
Вис очина на Rei
изображена ето
Схема на генератора за вертикална (кадрова) развивка
към втори по-нисък обхват от честоти. Фината настройка на честотата на раз-
вивката се извършва с потенциометъра Р9. Тример-потенциометърът трябва
да се нагласи в такова положение, че при паралелно свързване на двата кон-
дензатора да се получи най-ниска честота 10 Hz. Тогава автоматично се получава
целият честотен обхват между 10 и 45 Hz, а при отворен ключ — и честотите
от 35 до 170 Hz. На бъдещата лицева плоча на генератора ще означим двете
положения на превключвателя К5 с „10 Hz“ и „100 Hz“.
Т16 работи като емитерен повторител. В опитния образец беше употребен
транзистор SF215 с усилване В около 200. Чрез Р10 може да се изменя големината
на напрежението за развивка, а с това — и височината на изображението. Р9
и Р10 трябва да се свържат подходяще, така че при завъртането им по посока
на часовниковата стрелка честотата, съответно амплитудата да се увеличи.
Тъй като генератора за развивка ще поставим на мястото на измерителния
усилвател, трябва да го оформим по същия начин (вж. фиг. 10.31). Схемата
разполагаме върху печатна платка с размери 50 mm х 70 mm, която изработваме
и монтираме по аналогия с платката от фиг. 10.24 (долната й част). Изводите
274
Фиг. 19.5
Линева плоча на генератора
за вертикална развивка
Фиг. 19.6«
Генераторът за вертикална развивка (поглед отзад)
275
Фиг. 19.6Z)
Генераторът за вертикална развивка (поглед отпред)
8, 9 й 10 трябва да се изведат допълнително. Схемата за пробиване на лицевата
плоча е показана на фиг. 19.5. Страничните плочи са с размери 72 mmx 50 mm,
а горната и долната — с размери 70 mmx50 mm. Затварящ заден капак не е
нужен.
Фиг. 19.6 дава поглед отпред и отзад към готовия генератор за вертикална
(кадрова) развивка. Той е оформен като чекмедженце, което ще заменя изме-
рителния усилвател в кутията на осцилографа.
Като начало можем да наблюдаваме осцилограмата на напрежението за вер-
тикална развивка. К5 поставяме в положение „100 Hz“, Р9 — на максимална
3
честота, а Рю — на около Превключвателя на генератора за хоризонтална
4
развивка поставяме в положение 1, а потенциометъра за фина настройка — на
минимална честота. Включваме захранването. След късо време се появява осци-
лограмата на напрежението £/верт- Преброяваме около 15 пълни трептения.
Превключваме К5 на положение „10 Hz“. Наблюдаваме около 3 трептения.
Чрез Р9 можем да намалим техния брой на 2, а близо до крайното му ляво
276
Фиг. 19.7
Осцилограма на растер с 4 реда
Фиг. 19.8
Осцилограма на растер с 20 реда
положение — и на едно единствено неподвижно трептение. В този случай имаме
пълно съвпадение на честотите на двете отклоняващи напрежения. Тази честота
е около 12 Hz.
Следващият опит ще ни покаже възникването на растер. Превключвателя на
генератора за хоризонтална (редова) развивка поставяме в положение 2. Елек-
тронният лъч описва растер с 3 реда, тъй като честотата на редовете е три пъти
по-висока от честотата на кадрите. С финия регулатор можем плавно да уве-
личим честотата на редовете до получаване на растер с 4 реда като изобразения
на фиг. 19.7. Малко преди крайното дясно положение на финия регулатор броят
на редовете нараства на 7. В положение 3 на превключвателя техният брой*се
увеличава на 13. Сыцевременно забелязваме и едно неприятно явление — „кар- I
тината“ трепка. Това е признак за недостатъчно бързо опипване. Трябва да се
увеличи честотата на кадрите. При завъртане на Р9 с около половин оборот
трепкането изчезва. Разбира се, това е свързано с намаляване броя на редовете.
Да увеличим честотата на хоризонталната развивка с още 2 стъпки. Сега по-
лучаваме растера от фиг. 19.8.
От този опит можем да направим важния извод, че първоначално избраната
честота на кадровата развивка 10 Hz е твърде ниска. За да не се получи трепкане
на изображението, тази честота трябва да бъде поне 25 Hz.
Сами можем да се убедим, че трепкането става толкова по-забележимо, кол-
кото по-голяма е яркостта. Оказва се, че дори честотата 25 Hz е недостатъчно
висока, когато се работи с много голяма яркост. Ето защо в телевизията е
избрана значително по-висока кадрова честота — 50 Hz.
Честотата на редовете би трябвало да бъде 625 пъти по-висока, тъй като
стандартният телевизионен растер съдържа 625 реда:
/хор = 625.50 Hz = 31250 Hz.
Тази честота е твърде висока и затруднява изработката на телевизионна уред-
ба при разумен разход на технически средства. Освен това телевизионният пре-
давател ще заеме много широка честотна лента, но затова ще поговорим по-
късно. Същественият въпрос в момента е как да се намали честотата на хо-
ризонталната развивка, без да се намали броят на редовете и без да се появи
неприятното трепкане.
Този въпрос се решава чрез малък трик. Телевизионното изображение се пре-
дава на две части. Откачало електронният лъч опипва нечетните редове, след
277
1
това четните. Снемането на един полукадър се извършва за — s, а времето за
2
предаване на цялото изображение (целия кадър) е — s = 0,04 s. През това време
генераторът за вертикална развивка извършва 2 пълни трептения, а генераторът
за хоризонтална развивка — 625, колкото е броят на редовете. Честотата на
полукадровата развивка е 50 Hz, затова не се наблюдава трепкане на растера.
625
Честотата на редовете намалява на Лор = 15 625 Hz.
Вижда се, че презредовата развивка дава възможност да се намали два пъти
честотата /хор, без да се намалява броят на редовете или честотата Леру
Създаването на презредовата развивка е пояснено на фиг. 19.9. където чес-
1f Време
Фиг. 19.9
Така се създава телевизионен растер с презредова развивка
тотата/хор е само два и половина пъти по-висока от /верт, а редовете са 5 (четири
цели и две половинки).
Последователно подаване на двата полукадъра е онагледено на'фиг. 19.10.
Необходимо условие за създаване на презредова развивка е нечетният брой
278
рсдовс. Ако те са 625, всеки полукадър ще съдържа 312^ реда. Нечетният по-
лукадър ше завърши по средата на 313-тия ред, а четният полукадър ще започне
с остатъка от този ред.
Но ако честотата на редовете се промени съвсем незначително, така че за
един период на вертикалната развивка се създадат 312 вместо 312- реда, вторият
полукадър ще съвпадне напълно с първия и ще се получи нормален растер с 312
реда.
Да потвърдим това разсъждение с подходящ опит. Нагласяваме генератора
за вертикална развивка на минимална честота (К5 в положение „10 Hz“ и Р9 в
крайно ляво положение), а генератора за хоризонтална развивка — на най-
високата честота от първия обхват (превключвателя на положение I и потен-
Фиг. 19.10
Полукадри при презредовата развивка
о) Седемредов растер с презредова развивка
Ь) Първи (нечетен) полукадър
г) Втори (четен) полукадър
Фиг. 19.11
Осцилограма на растер с презредова
развивка
циометьра в крайно дясно положение). Плавно намаляваме честотата на хо-
ризонталната развивка, докато се появи растер с 3 реда. После увеличаваме
постепенно честотата на вертикалната развивка, докато се появи нормален рас-
тер с два реда, когато/хор = 2./^. Запомняме положенного на Р9 и увеличаваме
/верт Д° изравняване на двете честоти и получаване на един единствен ред. За-
помняме и това положение на Р9. Точно по средата между двете положения ще
получим/хор = 1,5./^. Действително там се наблюдава презредова развивка
с три реда (два цели и две половинки).
На фиг. 19.11 е показан друг растер с презредова развивка. Той се получава
279
по следния начин. Превключвателят за хоризонтална развивка е в положение
3, К5 — в положение „100 Hz“, а двата потенциометъра — на минцмална честота,
т. е. в крайно ляво положение. Увеличаваме кадровата честота до получаван^
на нормален растер с три реда и отново леко я намаляваме.
Вече сме в състояние да разложим по електронен път изображението на диа-
позитив. Опипването и снемането на изображението ще извършим съгласно фиг.
19.26, като заменим диска на Нипков и лампата с електроннолъчева тръба.
Електронен Светлинни
лъч льчи
Сниллаща
тръда
Видео -
- - сигнал
Видеоусилвател
Генератор
за вертикално
развивка
Генератор
за хоризонтално
развивка
Фиг. 19.12
Разлагане на изображението с помощта на светлинен лъч от електроннолъчева тръба
Получената схема за разлагане на изображението със светлинен лъч от осци-
лографна тръба е показана на фиг. 19.12. Преди да монтираме телевизионна
уредба по аналогия с нашата разговорна уредба, трябва да изработим липсва-
щите ни модули за опипване на изображението и за усилване на получения
сигнал. Снемането ще извършим с осцилографна тръба тип B4S2, но нищо не
пречи да се използува и по-голямата В6.
ИЗРАБОТКА НА УСТРОЙСТВО ЗА СНЕМАНЕ НА ИЗОБРАЖЕНИЕТО
И ВИДЕОУСИЛВАТЕЛ
Схемата на свързване на осцилографната тръба B4S2 е показана на фиг. 19.13а.
По принцип тя съответствува на схемата на експерименталната ни стойка (вж.
гл. 9). Захранващите и отклоняващите напрежения ще получим от осцилографа.
Напрежението за вертикална развивка е малко по-вйс.око от необходимого за
B4S2, ето защо преди подаването му към плочите ml и m2 на тази осцилографна
тръба то трябва да се намали с делителя R4R3 и R6R5. Ri намалява в необхо-
димата степей ускоряващото напрежение.
Стойката за снемащата тръба ще изработим по аналогия с фиг. 9.8 и 9.9.
Дължината й трябва да се намали на 120 mm, а широчината й — на 70 mni,
само височината се запазва 80 mm. Радиусите на изрезите върху двете опори
са съответно 20 mm и 21,5 mm. По-големият поема цокъла на тръбата, към
който трябва да закрепим и една месингова пластинка от извод на стара плоска
батерия за осъществяване на връзката към g4 (фиг. 19.136).
Положителния полюс на високото напрежение свързваме към маса, а във
веригата на отрицателния полюс свързваме милиамперметьр. Консумираният
ток не трябва да надвишава 0,7 mA. След като се убедим, че електроннолъчевата
тръба функционира нормално, можем да пристьпим към изработката на усил-
вател за сигнала на изображението, т. нар. видеоусилвател.
280
Отначало трябва да определим какво напрежение е необходимо за добра мо-
дулация на яркостта. През потенциометър (напр. 1 кП/0,2 W) подаваме регу-
лируемо напрежение от източника на 24 V променливо напрежение на токозах-
ранващото устройство към буксите 5 и б на нашия осцилограф. Превключвателят
за хоризонтална развивка е в положение 7, а финият регулатор — в крайно ляво
положение. С волтметър отчитаме подаденото променливо напрежение. От 2,5
V нагоре се забелязва модулация на яркостта. При това трябва да щадим лу-
Фиг. 19.13
Схема на устройство за електронно опипване на изображението (а)
и схема на цокъла на електроннолъчевата тръба В4 S2 (Л)
ъ)
Фиг. 19.14
Схема на видеоусилвателя
минофора и да не увеличаваме прекалено много началната му яркост. При около
15 V получаваме оптимум. По-нататъшното увеличаване на напрежението води
до влошаване на фокусировката.
Щом ефективното напрежение на изхода на видеоусилвателя трябва да бъде
от порядъка на 15 V, захранващото напрежение на крайното стъпало трябва да
281
282
Фиг. 19.15
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на пе-
чатната платка на видеоусилвателя
превишава Е = l.y/l.U~ = 2.V2.15 V « 42 V. Предвиждайки известен резерв,
избираме захранващо напрежение Е = 50 V.
Ще изработим универсален видеоусилвател, който ще използуваме и в бъде-
щия си телевизионен приемник. Той трябва да усилва както сигнали с твърде
ниски честоти, така и сигнали с честоти, многократно по-високи от звуковите.
Видеоусилвателят ще бъде третият модул в телевизионния ни приемник, ето
защо номерата на всички елементи (вж. фиг. 19.14) носят първа цифра 3. Вход-
ного стъпало с транзистор Т31 (2? =100) работи като емитерен повторител за
получаване на сравнително високо входно съпротивление. Филтърът под-
тиска остатъците от междинната честота на бъдещия телевизионен приемник.
Чрез резистора и стабилитрона Z (вж. фиг. 10.3) се получава стабилно за-
хранващо напрежение 15 V за емитерния повторител. За източник се използува
нестабилното напрежение 20 V. С33 е обикновен филтриращ кондензатор.
Колекторният ток на крайних транзистор Т32 трябва да бъде
25 V
1г =-------= 5,5 mA.
с 4,7 к£2
Усилениях видеосигнал се прехвърля през дросела Lj2, предназначен за ком-
пенсиране на изкривяванията. Стойностите за £31 и £32 са ориентировъчни. По-
сочената на схемата индуктивност се получава чрез навиване на 120 навивки от
проводник ПЕЛ 0,2 в горната и средната секция на макара с три секции (вж.
фиг. 13.7а) и при напълно навита сърцевина в отвора на макарата. £3i съдържа
от 35 до 40 навивки от същия проводник направо върху сърцевина, отделена
от пластмасовия държач с резбата.
Кондензаторът С35 има твърде малък капацитет, за да шунтира Л35 само в
областта на най-високите честоти на видеосигнала, с което да намяли отрица-
телната обратна връзка и да увеличи усилването при тези високи честоти. На
този въпрос ще се спрем по-подробно в гл. 20. Извод 5 е нужен във връзка с
използуването на видеоусилвателя в телевизионния ни приемник.
След изпробване на схемата върху експериментална платка можем да я пре-
хвърлим върху изработената съгласно фиг. 19.15 печатна платка.
Схемата на видеопредусилвателя е изобразена на фиг. 19.16 а. Той е три-
стьпален. Т1 работи като емитерен повторител за съгласуване на сравнително
Фиг. 19.16
Схема на видеопредусилвателя (а) и схема на цокъла на фотоелемента 480RQ/GAE
%
—I--1---— 12 50 V
>-4—1__—2
283
Фиг. 19.17
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на печатната,
платка на видеопредусилвателя
Екран
284
ниското входно съпротивление на Т2 (схема общ емитер) към високоомния изход
на фотоелемента F.
Напрежението от връх до връх, получено от фотоелемента при „опипване"
на диапозитива, е от порядъка на 10mV и трябва да се усили до 40V. Необхо-
димият коефициент на усилване е
40V
- = 4000. В това число се включва и
усил-
ването около 50 пъти на видеоусилвателя. Коефициентът на усилване на пре-
4000
дусилвателя трябва да бъде около =80, който се постига трудно с един
транзистор, но извънредно лесно с два транзистора. Тъй като във втория случай
сигналът може да стане прекалено силен, в колекторната верига на Т2 е включен
тример-потенциометърът R5 и нормалното положение на неговия плъзгач е бли-
зо до горния му край. Транзисторите са SF215 с усилване В от порядъка на 150
за Т1 и 100 за Т2 и ТЗ. Групата филтрира захранващото напрежение на
фотоелемента и предотвратява проникването на сигнал от крайния транзистор
Т32 към входа на предусилвателя. RnC7 и R7C3 са развързващи филтри в за-
хранването за предотвратяване на влиянието между отделните стъпала.
В опитния образец е използуван фотоелемент с означение 480 RQ/GAE. По-
следните три букви имат следния смисъл: стъклен корпус, катоден слой от ан-
тимон и цезий с висока чувствителност и пълнеж от разреден благороден газ.
Ако последната буква беше V, значи фотоелементът е с вакуум и не е подходящ
за нашите цели. Схемата на цокъла на фотоелемента, използуван в устройството,
е показана на фиг. 19.166.
Този усилвател няма да изпробваме върху експериментална платка. Поради
голямото му усилване и високото му входно съпротивление той е извънредно
чувствителен към брум, а при включен фотоелемент е извънредно чувствителен
и към минималните изменения на осветеността. Ще го монтираме направо върху
печатна платка според фиг. 19.17. Цокъла със 7 крачета за фотоелемента за-
Фиг. 19.18
Така изглеждат монтираните платки на усилвателите за видеосигнал
285
крепваме откъм фолираната страна на платката. Кондензаторите Монтираме
вертикално; още по-добре да използуваме направо кондензаторите за вертикален
монтаж.
Монтираните усилватели са показани на фиг. 19.18. Към платката на пред-
Фиг. 19.19
Поглед върху фолираната страна на монтираниге платки на усил-
вателите за видеосигнал
Фиг. 19.20
Лицева плоча на кутията на усилвателите
за видеосигнал
286
Видеопред-
усилвател
Видео -
усилвател
Опора за платката
Фиг. 19.21
Така се разполагат двете платки в кутията
Видеоусилвател
Фиг. 19.22
Схема на връзките в кутията
усилвателя е прикрепен електростатичен и същевременно оптичен екран от фо-
лиран гетинакс или стьклотекстолит с размери 70mm х 55mm.
Представа за фолираната страна на двете монтирани платки дава фиг. 19.19.
Кутията за усилвателите на видеосигнала изработваме по познатия начин от
фолиран изолационен материал. Обработката на лицевата плоча извършваме
съгласно фиг. 19.20. Страничните стени са с размери 90mm х 108,5mm, а таванът
— 73mm х 90mm. Задната и долната страна на кутията остават открити.
На лявата странична стена на кутията (при поглед откъм лицевата плоча)
монтираме 4 букси на височина 35mm, предназначен за подаване на захран-
ващите напрежения. Двете букси за ноложителните полюси трябва да се изоли-
рат от фолиото (вж. фиг. 10.31b и текста към нея). Към дясната странична стена
монтираме на същата височина други две букси за извеждане на видеосигнала.
287
Изолираме онази от тях, която ще свържем към перо 77 на видеоусилвателя.
След запояване на ръбовете и окончателното оформяне на кутията с по две
винкелчета съгласно фиг. 3.16Ь закрепваме двата гнездови куплунга от вътреш-
ната^ страна на лицевата плоча (вж. фиг. 19.21) и прекарваме връзките според
схемата на фиг. 19.22. Размерите на четирите винкелчета в милиметри са след-
ните: а= 10, Ь—15, с = 7, d= 1, е = 3,5,/=А = 5, i=k = 3 (вж. фиг. 3.\6Ь). Още едно
винкелче е нужно за закрепване към тавана на кутията. В отвора на свободного
му рамо нарязваме резба М3 и с едно винтче М3 закрепваме екраниращата
платка на предусилвателя. За опора на платката на видеоусилвателя от вътреш-
ната страна на двете странични стени на кутията залепваме с универсално лепило
две парчета гетинакс (вж. фиг. 19.21).
ДА СНЕМЕМ ИЗОБРАЖЕНИЕ ПО ЕЛЕКТРОНЕН ПЪТ
След като сме завършили експерименталната стойка с осцилографната тръба
и кутията с усилвателите за видеосигнал, можем да проведем един експеримент
съгласно фиг. 19.23. Това е опитна постановка за получаване на видеосигнал и
наблюдаване на неговата осцилограма. Трябва да извадим чекмедженцето на
генератора за вертикална развивка от кутията на осцилографа и да поставим
отново измерителния-усилвател, към чийто вход подаваме сигнал от изхода на
видеоусилвателя. Включваме захранването на усилвателите, контролирайки то-
ковата консумация във веригата на положителния полюс за всяко от двете
напрежения. От източника на напрежение 50V трябва да се консумира ток 5,5mA,
а от източника на 20V — около 35mA. Снемащата тръба поставяме непосред-
ствено пред лицевата плоча на усилвателя, така че светлината от екрана на
тръбата да преминава през прозореца и да попада върху фотоелемента. Пре-
включвателят за развивка на осцилографа се намира в положение 2.
Видеосигналът ще се получи от опипването на един единствен ред от даден
диапозитив. Напрежението за развивка подаваме към плочите за хоризонтално
отклонение на снемащата тръба и проверяваме дали двата лъча се движат в
650V' z2
20V
Сниллаща
тръба ffrfo
m2 о
НапреЖение за разбибка
усилоател
Осцилограф
Цскорябащо напреЖение
§
Отоплително напреЖение
Фш. 19.23
Схема на онитната постановка за наблюдаванс ociimjioi рамага на видсоси)нала
288
Фи I 19.25
Осцилограма на видеосигнала
Фиг. 19.26
Видеосигналът модулира електронния
лъч на нашия осцилограф
Фиг. 19.24
От тези диапозитиви създаваме телевизионни изображения
еднакъв ритъм. Върху целулоидна лента с широчина 30mm начертаваме с черен
туш диапозитива от фиг. 19.24а.
След като сме убедени, че редът се изписва синхронно върху двата екрана,
фокусираме възможно най-добре двата лъча и нагласяваме максималната яркост
върху екрана на снемащата тръба, а върху тръбата на осцилографа — само
колкото е нужно за доброго наблюдение. Поставяме диапозитива плътно пред
екрана на снемащата тръба, разполагайки ивиците перпендикулярно на посоката
на движение на лъча. Върху другия екран се появява осцилограмата на видео-
сигнала (фиг. 19.25). При преминаване на опипващия лъч от непрозрачна (черна)
към прозрачна (бяла) ивица лъчът на осцилографа скача надолу, а при пре-
минаване от бяла към черна — нагоре.
Да опитаме чрез тример-потенциометъра Я5 на предусилвателя да получим
височина на осцилограмата 2cm, когато превключвателят на измерителния усил-
вател към осцилографа е в положение 1, а потенциометърът му — на максимално
усилване. Напрежението от връх до връх ще изчислим по следната формула:
U = --------— *
к
където х е номерът на положението на превключвателя за входната чувстви-
телност на измерителния усилвател (в нашия случай 1, което означава положение
1):
v
Ат коефициентът на вертикално отклонение, който е 17— (вж. гл. 10,
ст
19 Радио и тлевизия ...
289
„Противотактен усилвател ще осигури високото отклоняващо напрежение");
h — височината на осцилограмата;
к — коефициентът на усилване на измерителния усилвател (вж. края на гл.
10, където определихме Л = 900).
Впрочем равенството има смисъл само при завъртян докрай по часовниковата
стрелка потенциометър Р7 на измерителния усилвател, в противен случай кое-
фициентът на усилване к има друга неизвестна стойност.
При й = 2ст напрежението от връх до връх на изхода на видеоусилвателя е
104-1.17 — 2 cm
U = ---------—--------
900
103.17.2 34
--------V = — V
0,9.103-0,9
» 38 V.
В следващия опит ще подадем видеосигнала към входа за модулация на яр-
костта. Иначе новата опитна постановка по нищо не се различава от старата.
След като намалим малко основната яркост, получаваме осцилограма като по-
казаната на фиг. 19.26. Когато опипващият лъч среща черна ивица, възпро-
извеждащият лъч не се вижда, а когато пресича бяла ивица, върху екрана на
осцилографа се наблюдава светла линия. По този начин с помощта на видео-
сигнала възстановяваме върху приемния екран съответните стойности на яр-
костта върху диапозитива.
Устройство за разлагане
на изображението Видео-
.---------*---------усилвател
Приеллна
телевизионна
тръба
Фиг. 19.27
Блокова схема на най-простата телевизионна уредба
Това е основната идея при възпроизвеждане на изображение в телевизията.
Под влияние на отрицателния нарастък на видеосигнала Венелтовият електрод
става по-отрицателен спрямо катода, при което намалява интензивността на
електронния лъч, а заедно с нея — и яркостта на светещата точка върху екрана.
Положителният нарастък на видеосигнала води до увеличаване яркостта на све-
тещата точка. По този начин видеосигналът предизвиква промени в яркостта,
а основната яркост нагласяваме по наш вкус със съответния регулатор „яркост"
Фиг. 19.27 представя най-простата схема на електронна телевизионна уредба.
В приемната страна се получава изображение, вярно с оригинала, когато елек-
тронният лъч на снемащата тръба се отклонява синхронно с електронния лъч
на възпроизвеждащата тръба. В показаната схема това е постигнато, като се
използуват едни и същи генератори за развивка.
290
НАЙ-ПРОСТАТА ТЕЛЕВИЗИОННА УРЕДБА Е ВЕЧЕ ГОТОВА
Разполагаме с всичко необходимо за пренасяне на телевизионно изображение.
Опитната постановка се вижда на фиг. 19.28, а схемата на връзките — на фиг.
19.29. Разликата в сравнение с предишната опитна постановка е в замяната на
измерителния усилвател в осцилоскопа с генератора за вертикална развивка,
чието напрежение се подава и към плочите за вертикално отклонение на сне-
мащата тръба.
Генераторите за развивка са нагласени, както следва: честота на редовете
груба — превключвателят в положение 4, честота на редовете фина — потен-
циометърът около средното положение, честота на кадрите груба — ,,10Hz“,
честота на кадрите фина — потенциометърът в крайно ляво положение. При
това положение вертикалната развивка има честота около 10Hz, а хоризонтал-
ната — около 500Hz. Броят на редовете на нашия растер е около 50.
За да не се получи размит образ, диопазитивът трябва да бъде плътно при-
тиснат до екрана на снемащата тръба. Какви изображения ще пренасяме, това
зависи от нашия вкус и фантазия. Необходимо е само образите да бъдат до-
статъчно контрастни и да нямат прекалено малки детайли, за конто е нужен
растер с по-голям брой редове. При хоризонтална развивка с честота над 500Hz
започва да се проявява послесветенето на луминофора на снемащата тръба и
Фиг. 19.28
Нашата телевизионна уредба
изображението започва да се размива. Ето защо в нашия случай няма полза от
увеличаването на броя на редовете.
На фиг. 19.30. са показани телевизионните изображения на диапозитивите от
фиг. 19.24.
Във всичките си опити ние използувахме електростатично отклонение на елек-
тронниЬ лъч, докато в телевизията се прилага магнитно отклонение. С помощта
на бобината с отворен магнитопровод от опитната постановка на фиг. 11.9
291
Фиг. 19.29
Схема на телевизионната уредба
Фиг. 19.30
Телевизионни
изображения
на диапозити-
вите от фиг.
19.24
292
можем да проведем прост експеримент за онагледяване на магнитного откло-
нение на електронния лъч. Бобината разполагаме на 3 до 4 ст разстояние от
снемащата тръба. При това внимаваме оста на бобината да пресича оста на
тръбата приблизително по средата, двете оси да са взаимноперпендикулярни и
да лежат в една хоризонтална равнина. Снемащата тръба получава захранва-
щите си напрежения, както и напрежението за хоризонтална развивка от осци-
лографа съгласно фиг. 19.23. Към цялата намотка на отклоняващата бобина
подаваме 6V променливо напрежение от токозахранващото устройство. Върху
екрана на снемащата тръба се появява познатата осцилограма на променливото
напрежение. Ясно е, че и магнитного поле е в състояние да отклонява елек-
тронния лъч.
За да се намалят изкривяванията на растера върху големия екран на теле-
визионната тръба, отклоняващата бобина се разделя на две части, конто се
разполагат една срещу друга от двете страни на шийката на тръбата. Често
пъти се използува и магнитна фокусировка на електронния сноп с помощта на
цилиндрична бобина, надяната върху шийката на тръбата. По тази причина
системата от електроди, вградена в телевизионната тръба, е значително по-
проста, отколкото в осцилографната тръба.
Фиг. 19.31 представя конструкцията на приемна телевизионна тръба с маг-
нитно отклонение, наречена кинескоп.
Видеосигнал
Отоплително
напрежение
Луллиносрор
Ускоряващо напреЖение
Бобина за вертикално
отклонение
+ —
ПреднапреЖение на бенелтобия електрод
за нагласяване яркостта на фона
Фиг. 19.31
Конструкция на кинескоп
Фокусираща бобина
Венелтов електрод
катод
Отоплителна
Жичка
Бобини за хори зон-
тално отклонение о у
Аноден слой
293
ТАКА РАБОТИ ПРЕДАВАТЕЛНАТА ТЕЛЕВИЗИОННА ТРЪБА
Днес методы на опипване на изображението със светеща точка се използува
по изключение^ и то само за диапозитиви. За предаване на подвижни изобра-
жения от реалната действителност са разработени специални предавателни те-
левизионни тръби.
На фиг. 19.32 е представена конструкциями на т.нар. иконоскоп една от
най-старите предавателни телевизионни тръби. Основен елемент в тази тръба
Фиг. 19.32
Конструкция на иконоскоп
е светлочувствителната мишена, върху която с помощта на оптика се проектира
изображението на интересуващия ни обект. За по-лесно разбиране начина на
действие на иконоскопа да разгледаме отначало фиг. 19.33а. Светлинният лъч
среща плосък елемент от светлочувствителен материал и избива от него при-
мерно един електрон (фотоелектронна емисия), който се привлича от положи-
телно заредения анод. Малкият катод, доскоро електрически неутрален, вече е
зареден положително. Заедно със слюдената пластинка и голямата метална пло-
ча зад нея, наречена сигнален електрод, този катод образува миниатюрен зареден
кондензатор.
За разлика от катода на фотоелемента светлочувствителният слой върху ми-
шената на иконоскопа в съставен от няколко милиона микроскопични плоски
елемента, изолирани един от друг, образуващи т.нар. мозайка. Изображението
се проектира върху нея по същия начин, по който и върху филмовата лента на
фотоапарата. От силно осветените места на мозайката излитат повече електрони,
отколкото от слабо осветените. Различната яркост на светлината е представена
294
схематично на фиг. 19.33Z> чрез различната широчина на светлинните снопове.
Върху мозайката възниква т.нар. електронно изображение, което продължава
да съществува даже и след прекратяване на осветяването. Следователно тръбата
притежава памет.
Електронното изображение се опипва ред след ред от електронен лъч (фиг.
19.32). Всяка частица от мозайката поема толкова електрона, колкого е загубила,
т.е. колкого е броят на положителните й заряди. Микрокондензаторът се раз-
режда и същият брой електрони изтича от сигналния електрод, създавайки на-
Фиг. 19.33
Възникване на електронно изображение върху мишената на иконоскопа
прежителен пад върху товарния резистор R, пропорционален на осветеността
на дадения елемент.
След иконоскопа бяха разработени редица предавателни телевизионнй тръби,
които, макар и с редица подобрения, повече или по-малко работят на същия'
принцип. Ето защо няма да се спираме на тях, а ще разг ле даме една по-късно
разработена тръба, при която превръщането на оптичното изображение в елек-
тронно става с помощта на т.нар. вътрешен фотоефект. Нарича се вътрешен,
понеже никакви токоносители не напускат повърхността на светлочувствителния
материал. Определени полупроводници, напр. селен, меден окис, оловен сулфид,
кадмиев сулфид и антимонов триеулфид, увеличават електрическата си прово-
димост при осветяване. На тъмно повечето им електрони са свързани в крис-
талната решетка. Светлинната енергия разкъсва някои връзки и освобождава
съответните елекрони. Колкого по-интензивно е светлинното облъчване, толкова
по-нискоомен става полупроводникът.
Най-популярната предавателна телевизионна тръба, работеща на този прин-
цип, се нарича видикон. Нейната конструкция е представена на фиг. 19.34. Елек-
тронният лъч обхожда светлочувствителния полупроводник, върху който е на-
несен чрез изпарение тънък прозрачен слой метал — сигнален електрод, свързан
към източник на положително напрежение. Повърхността на полупроводника
295
се зарежда отрицателно от електронния лъч (вж. фиг. 19.35а/ Тази страна на
полупроводника и сигналният електрод образуват кондензатор, паралелно на
който е свързано утечното съпротивление на полупроводника. При проектиране
на изображението през прозрачния сигнален електрод върху полупроводника
негдвата проводимост се увеличава. На светлите места той става по-проводим,
Напр&кение
на сигналния
електрод
—6 6+
НапреЖение на Венелто&ия
електрод за наглося&оне
тока на електронния лъч
Фиг. 19.34
Конструкция на видикон
Фш 19.35
Начин на действие на видикона
296
отколкото на тъмните. Фиг. 19.356 показва изтичането на електроните от по-
върхността на полупроводника към сигналния електрод през участъците, добили
повишена проводимост. През товарния резистор протича ток, ^ойто обаче не
съдържа информация за изображението, а е подобен на колекторния ток на
покой на един транзистор, протичащ и при липса на сигнал. Вчшучая с видикона
оптичното изображение е превърнато в изображение, съставено от електрически
съпротивления.
Електронният лъч не спира своего движение, а продължава да опипва по-
върхността на полупроводника (фиг. 19.35с/ Тъмните места, заредени още от
предишния път, поемат твърде малко електрони, а светлите места — голям
брой, тъй като междувременно много от предишните им отрицателни заряди
са изтекли към положителния полюс.
Количеството електрони, поемано последователно от отделните елементи,
образува видеосигнала, който се прехвърля през елементарните кондензатори
и създава напрежителен пад върху товарния резистор, пропорционален на осве-
теността на опипваните от електронния лъч места.
Тази предавателна телевизионна тръба работи безупречно само когато за
времето на опипване на кадъра електрическият образ успява да се нагоди към
оптичния. Но полупроводниците проявяват известна инертност, ето защо ви-
диконы не е подходящ за заснимане на бързи процеси.
Големите му предимства са неговата нечувствителност спрямо механични
влияния, високата му светлинна чувствителност и възможност за миниатюри-
зация. Затова той намира приложение в портативните телевизионни камери,
удобни за пренасяне и за наблюдение на процеси на труднодостьпни места.
20. ДА ПРОСЛЕДИМ ПЪТЯ НА СИГНАЛА ОТ ПРЕДАВАТЕЛНАТА
ТЕЛЕВИЗИОННА КАМЕРА ДО ПРИЕМНАТА ТЕЛЕВИЗИОННА ТРЪБА
В гл. 7 стана ясно как може да се разшири радиусы на действие на разго-
ворната уредба чрез включване на радиопредавател и радиоприемник във ве-
ригата на сигнала (вж. фиг. 7.16). Точно същият принцип се използува и в
Предабателна
антена
Предабателна Видео -
телевизионна усилва- Моду^
тръба тел латор
Фиг. 20.1
Разширяваие радиуса на действие иа телевиэхонната уредба с по-
мощта на предавател и приемник
Приемна
антена
Кинескоп
297
оо
Стьпало за изработка
на гасящи иллпулси
ПринциПна блокова схема за
безжично пренасяне на
изображение
е
S
телевизията. Фиг. 20.1. може да се разглежда като блокова схема на уредба за
безжично пренасяне на изображения. Цветната част представлява по принцип
схемата на опитната ни постановка, но с предавателна телевизионна тръба на
мястото на устройството за снемане на изображението със светеща точка. Черно
представената част съдържа обичайните стъпала на един предавател и на един
приемник (срв. с фиг. 11.17 и 11.24).
Голямото разстояние между предавателната и приемната тръба налага на-
преженията им за развивка да се произвеждат поотделно. Въпреки това трябва
да се осигури пълна синхронизация при отклонението на двата лъча. Тази функ-
ция се изпълнява от няколко допълнителни стъпала, характерни за телевизион-
ната техника.
Линейният приемник от фиг. 20.1 може да се използува само в непосредствена
близост до телевизионния предавател. По принцип телевизионните приемници
работят с преобразуване на честотата (вж. фиг. 16.3.).
Фиг. 20.2 показва опростената блокова схема на предавателя на изображе-
нието и пълната блокова схема на приемника. На първо време ще пренебрегнем
въпроса с пренасянето на звуковия съпровод; на него ще се спрем малко по-
късно.
Начина на действие на схемата от фиг. 20.2 за безжично пренасяне на изоб-
ражение ще си изясним с помощта на фиг. 20.3. Образът от фиг. 20.3а се про-
ектира фокусирано върху предавателната телевизионна тръба, която го разлага
на 7 реда. При това развивката не трябва да бъде производна, а да се извършва
по строго определен начин. Това става с цомощта на тактов генератор. Той
произвежда правоъгълни импулси, с конто се синхронизират генераторите за
развивка както в предавателя, така и в приемника. Редовият синхроимпулс
прекратява описването на дадения ред, а кадровият синхроимпулс задействува
обратния ход на кадровата развивка. Двата вида импулси се различават по
тяхното времетраене или с други думи казано, по тяхната широчина (фиг. 20.3/7.
Управляваният електронен лъч опипва и снема ред по ред различно светлите
елементи на изображението. Този процес е представен схематично на фиг. 20.36.
Под елемент на изображението се разбира квадратче със страна, равна на ши-
рочината на реда. Предавателната тръба създава видеосигнала, представен на
фиг. 20.3с. Впрочем това е напрежението, което създаваше и нашего снемащо
устройство със светеща точка и което успяхме сами да наблюдаваме на екрана
на осцилографа (вж. фиг. 19.25).
След изписване на всеки ред електронният лъч се връща бързо вляво, а след
изписването на всеки кадър се връща бързо горе. По време на обратния си ход
той би могъл да предизвика смущения в работата на предавателната телеви-
зионна тръба. Ето защо в схемата е въведено и едно управлявано от тактовия
генератор стъпало, което изработва гасящ импулс, докато трае обратният ход
на лъча. Гасящите импулси (фиг. 20.3JJ се подават към Венелтовия електрод
на тръбата и спират електронния лъч, така че по време на обратния му ход
изходният сигнал съответствува на ниво „черно“ Фиг. 20. Зе представя схема-
тично осцилограмата на сигнала при наличие на гасящи импулси. В+Г означава
видеосигнал плюс гасящи импулси. Обратният ход на лъча в кинескопа на те-
левизионния приемник също ще се гаси, тъй като съдържащите се в сигнала
В+Г гасящи импулси съответствуват на ниво „черно“
Импулсите на тактовия генератор трябва да се пренесат по безжичен път до
приемника, за да синхронизират и неговите генератори за развивка. За целта
импулсите за синхронизация на редовата развивка (редовите синхроимпулси) се
подават заедно с импулсите за синхронизация на кадровата развивка (кадровите
синхроимпулси) към едно стъпало, което ги смесва (вж. получената осцилограма
на фиг. 20.3/J и ги подава към едно от стьпалата на видеоусилвателя за на-
299
Рёд
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
Peg
i) Pe9
12 3466 78
Гэсящи импулси
(Г-сигнал J
8)
кадроб гасящ
иллпулс
Врелле
Синхроимпулси
(С-сигнал)
Видеосигнал +
гасящи_иллпулси
•)
I Редоби
1 синхро-
у' иллпулси
f)
Комплектен теле-
оизионен сигнал
(Б + Г+С) J
Кадроб
синхроимпулс
Врелле
. Нибр на черно
Я/ Ниоо на ояло
Врелле
ВЧ трептение, мо i щ 1
дулирано с комп - Т Лц JH
лектния телеби-1 il j к
сигнал
[₽рттТт трит
Фиг. 20,3
Формиране на комплектния сигнал в телевизионния предавател
слагване върху видеосигнала. На входа на модулатора пристига комплектният
телевизионен сигнал, включващ видеосигнала, гасящите и синхронизиращите
импулси (В + Г + С). Осиилограмата на този сигнал е представена схематично
на фиг. 20.3g.
Високочестотните трептения на генератора, амплитудно модулирани от -ком-
плектния телевизионен сигнал, са показани на фиг. 20.3А. След усилването им
300
от високочестотния краен усилвател те се излъчват от предавателната антена
под формата на електромагнитни вълни.
Пронесите на преминаване на сигнала от антената на приемника с преобра-
зуване на честотата до нискочестотния му усилвател са ни добре известии (вж.
фиг. 16.2). Те са същите и в телевизионния приемник с тази разлика, че на изхода
на крайния му усилвател (видеоусилвателя) вместо звук се появява комплектният
телевизионен сигнал от фиг. 20.3g, който постъпва към Венелтовия електрод на
кинескопа и модулира яркостта на светещата точка върху екрана. Обратният
ход на лъча се гаси от съдържащите се в сигнала гасящи импулси. Синхро-
импулсите не само не пречат на гасенето, но дори го засилват, опитвайки се да
направят от черното още по-черно.
Отделянето на синхроимпулсите от общия сигнал става с помощта на т.нар.
амплитуден отделител. Той ги разпознава по увеличената им амплитуда. По на-
татыпното им разделяне на редови и кадрови синхроимпулси с? извършва от
устройство, което ги разпознава по различната им широчина и ги подава за
управление на съответните генератори. По този начин се осигурява синхронна
развивка между електронния лъч в предавателната телевизионна тръба и елек-
тронния лъч във всяка от многобройните приемки телевизионни тръби.
С работата на споменатите стъпала за отделяне на синхроимпулсите ще се
запознаем малко по-късно.
Върху екрана на кинескопа се появява изображението от фиг. 20.37. Необхо-
дими са известии усилия, за да намерим някаква прилика с оригинала от фиг.
20.3а. Колкото по-голям е броят на редовете, толкова по-голяма ще бъде тази
прилика.
Но увеличаването броя на редовете означава оскъпяване на телевизионната
уредба, понеже от това зависи, както вече споменахме, широчината на заеманата
от предавателя честотна лента. Да изследваме по-подробно тази връзка.
ТЕЛЕВИЗИОННАТА ЧЕСТОТА И ВСИЧКО, КОЕТО ЗАВИСИ ОТ НЕЯ
Според Източноевропейския телевизионен стандарт (OIRT) изображението с
отношение широчина към височина 4:3 се разлага на 625 реда с презредова
развивка и 25 кадъра в секунда. За определяне на. най-високата възможна ви-
деочестота да си представим изображение, съставено от редуващи се вертикални
черни и бели ивици с широчина, равна на размера на един елемент от изоб-
ражението.
4
Всеки ред съдържа 625 = 833 елемента, а целият кадър
— 625.833 « 520 000.
За една секунда се предават общо 25.520 000 = 13 000 000 последователно
редуващи се бели и черни елементи, или 6,5 милиона колебания между мини-
малната и максималната яркост, което съответствува на видеочестота 6,5 MHz.
Ясно е, че нашият видеоусилвател от фиг. 19.14 трябва да запазва своя кое-
фициент на усилване до твърде високи честоти. Това не е проблем за транзистора
737, който работи като емитерен повторител, но при Т32 сме принудени да
вземем мерки за разширяване на честотната лента, като свързване на сравни-
телно нискоомен колекторен товар R36=4,7kQ и въвеждане на честотно зависима
отрицателна обратна връзка с кондензатора С35. Неговото капацитивно съпро-
1
тивление jyj ПРИ честота 1MHz е около 340Q и шунтира сравнително
слабо К35= 100Q. Но цри 6 MHz капацитивното съпротивление намалява на
56 Q и шунтирайки емитерния резистор, прави отрицателната обратна връзка
301
по-плитка, с което увеличава усилването и компенсира предизвикания от тран-
зистора завал на високите честоти.
Носещата честота на предавателя трябва да бъде поне около 10 пъти по-
висока от модулиращата. Ето защо телевизионните предаватели работят в чес-
тотния обхват от около 50 MHz до около 900 MHz.
При модулиране на носещата честота се появяват, както е известно, две стра-
нични честотни ленти, при което телевизионният канал трябва да заеме честотен
обхват с широчина повече от 13 MHz. Това е твърде голямо разточителство.
От приложение 14 се вижда, че честотната разлика между посетите честоти на
Канал 7
189,75
MHz
183,25
MHz
I Ширина^ на канала в MHz____
1 Честотна разлика 6,5 MHz лл&к-
ду носещите честоти на изобра-
[жението и назвука
-U
1,25 MHz
а) Частично
подтисната
странична
лента
f.MHz
0,75
6)
Частотна разлика
м&кду носещата
честота на збука
и границата на
канала ।
-2 -3 -5
-0,75
38MHz------Ме)кдинни честоти-
Звуково стъпало
6,5
315 MHz
Фи1 20.4
Честотна лента на предавателя и лента на пропускане на междин-
ночестотния усилвател в приемника
а) Идеална честотна лента на сигнала, излъчен от предавателя
h) Идеална честотна характеристика на междинночестотния усилвател в приемника
302
изображението на два съседни телевизионни канала е само 8 MHz. Намаляването
на честотния обхват е постигнато чрез частично подтискане на долната стра-
нична лента. Стандартната честотна характеристика на,сигнала, излъчван от
телевизионния предавател, е показана на фиг. 20.4а. Звукът модулира отделна
носеща честота. която е с 6,5 MHz по-висока от носещата честота на изобра-
жението. Двете носещи честоти се излъчват едновременно от една и съща антена.
Точно определената дистанция от 6,5 MHz улеснява отделянето на звука от ви-
деосигнала.
В ТЕЛЕВИЗИОННИЯ ПРИЕМНИК НАМИРАМЕ ПОЗНАТИ СХЕМНИ РЕШЕНИЯ...
Огромната честотна лента на предавателя поставя много по-високи изисква-
ния към телевизионния приемник в сравнение с изискванията към радиоприе-
мника. С помощта на принципната схема от фиг. 20.5 ще се запознаем по-
подробно с особеностите на телевизионното приемане;
Сигналът, излъчен от предавателя, се приема от антената и възбужда входния
резонансен кръг К1 на високочестотния усилвател. Усиленият сигнал възбужда
резонансния кръг К2 в колекторната верига на транзистора. Двата кръга са ши-
роколентови със собствена честота, разположена между носещите на изобра-
жението и на звука. Усиленият ВЧ сигнал и хетеродинния сигнал на генератора
се подават по капапитивен път към емитера на смесителния транзистор.
Както в радиоприемника с преобразуване на честотата, така и в телевизионния
приемник честотата на генератора е по-висока от приеманата. Обикновено се
избира 38MHz междинна носеща честота на изображението. За да се приеме
примерно програмата на седми канал, честотата на генератора трябва да бъде
\-4 = /7из+/мчиз 183,25 MHz+38 MHz = 221,25 MHz-
При наслагване на тази честота с носещата на звука 189,75 MHz (вж. при-
ложение 14) се получава междинна носеща честота на звука
/мчзв = /0-/7 зв 221,25 MHz-189,75 MHz = 31,5 MHz.
Разликата между двете междинни честоти е също 6,5 MHz. Но прави впечат-
ление, че докато излъчената от предавателя носеща честота на звука е по-висока
от носещата на изображението, в областта на междинните честоти тя вече е
по-ниска. Чрез преобразуването се е получило „огледално изображение"
Колекторният кръг К4 на смесителя отделя сигналите с междинна честота и
ги подава към междинночестотния усилвател, от чиято лента на пропускане
зависи до голяма степей качеството на изображението. Идеалната му честотна
характеристика е показана на фиг. 20.46. Междинната носеща честота на из-
ображението не е разположена по средата на лентата на пропускане, какъвто
беше случаят при радиоприемниците, а се намира по средата на единия й падащ
участью Причината за това е следната.
Долната странична лента не е подтисната напълно в предавателя. Видеочес-
тотите от 0 до 0,75 MHz се излъчват два пъти — веднъж чрез горната и веднъж
чрез долната странична лента. Ето защо те трябва да получат по-малко усилване
в междинночестотния усилвател в сравнение с честотите над 0,75 MHz. Идеал-
ното изравняване на честотната характеристика на видеосигнала се получава,
когато носещата честота на изображението е разположена точно по средата на
равномерно падащия участък на характеристиката от фиг. 20.46. Общата ши-
рочина на този участък е 1,5 MHz. С едностъпален усилвател като показания
на принципната схема не може да се постигне честотна характеристика, която
303
вч
усилоател
Видео- Кинескоп
усилоат* •
МЧ Демоду-
Смесител усиюател латор усилоат •—
Синхр
кадри
редове
Амплитуде»
отделите*
Фиг. 20.5
Принципна схема на телевизонен приемник
Эахранбащи напреЖения
Синхр.
да има нещо общо с идеалната. Нашият МЧ усилвател ще бъде тристъпален.
Към резонансния кръг К5 на изхода на междинночестотния усилвател е вклю-
чен видеодетекторьт. За разлика от детектора на радиоприемника тук не е
безразлично коя половина на сигнала с междинна честота ще бъде изрязана.
Обръщането на диода във видеодетектора ще предизвика появяване на негативно
изображение. Черните области ще се възпроизведат като бели и обратно, белите
като черни. Паралелно на товарния резистор на детектора има свързан конден-
затор за шунтиране на междинната честота. Видеоусилвателят вече ни е познат
от нашата телевизионна уредба.
Да се върнем още веднъж на видеодетектора. На входа му се подават двете
междинни честоти 38 и 31,5 MHz, носещи съответно изображението и звука.
Както знаем, всеки PN преход може да изпълнява ролята на смесител, който
образува нова (междинна) честота, равна на разликата от двете подадени. Точно
това става и в този демодулатор. На неговия изход заедно с видеосигнала се
появява и т.нар. втора междинна носеща честота на звука /мчзв2 = /мчиз
/мчзв = 38 MHz - 31,5 MHz = 6,5 MHz.
Тази честота се отделя от видеосигнала с помощта на един или повече ре-
зонансни кръгове с фиксирана настройка.
Полученият на изхода на видеоусилвателя комплектен телевизионен сигнал
се подава към кинескопа. Начертаната върху принципната схема от фиг. 20.5
осцилографна тръба на мястото на кинескопа трябва да ни подскаже, че при
изработката на нашия телевизионен приемник ще използуваме готовия осци-
лограф заедно с двата му генератора за развивка. Във фабричните телевизионни
приемници се използува кинескоп с магнитно отклонение на електронния лъч.
Също и свързването на видеоусилвателя е по-различно. Видеосигналът не се
подава към Венелтовия електрод, а към катода. Това има известии предимства,
но няма да навлизаме в такива подробности. По принцип е безразлично дали
ще управляваме Венелтовия електрод с отрицателно напрежение спрямо катода
или ще управляваме катода с положително напрежение спрямо Венелтовия елек-
трод.
304
...И СХЕМИ, КОИТО ПРЕДСТАВЛЯВАТ НОВОСТ ЗА НАС
Да се запознаем с характсрнитс за телевизионната техника схеми. За ампли-
тудния отделител знаем, че пропуска синхроимпулсите, а подтиска частта В + Г
от сигнала. Но още не сме наясно по какъв начин става това.
Да помислим откачало какъв е поляритетът на видеосигнала на изхода на
видеоусилвателя. При черна точка на изображението Венелтовият електрод тряб-
ва да бъде по-отрицателен, отколкото при бяла. Оттук ще направим извода, че
синхроимпулсите на изхода на видеоусилвателя са най-отрицателните стойности
на напрежението на комплектния телевизионен сигнал. Както се вижда от фиг.
20.5, входът на амплитудния отделител е свързан към товарния резистор на
демодулатора. Там синхроимпулсите имат най-голямата положителна стойност
от целия сигнал. Постоянного преднапрежение на транзистора се подбира така,
че той да бъде на границата на отпушването, без да тече базов и колекторен
ток. Неусиленият сигнал постъпва с положителна полярност на базата и пре-
дизвиква появата на базов ток. Кондензаторът Cv се зарежда от този ток, при
което базового преднапрежение става по-малко положително и се стреми към
Фиг. 20.6
Начин на работа на амплитудния отделител
20 Радио и телевизия ...
305
нула (вж. фиг. 20.6). Благодарение на това автоматично изменящо се базово
преднапрежение транзисторът усилва само най-положителните части на ком-
плектния телевизионен сигнал, а именно синхроимпулсите.
Следващата задача представлява разделяне на получените синхроимпулси на
редови и кадрови. В най-простия случай тази задача може да се изпълни от
ЛС-групи. Но преди да се занимаем по-подробно с този въпрос, да се върнем
на фиг. 20.3/. Кадровият синхроимпулс е застанал на мястото на редовия в края
на шестая ред. В случая той трябва да изпълни едновременно функцията и на
двата импулса. А в края на седмия ред, докато трае кадровият гасящ импулс,
редовият синхроимпулс изобщо липсва и генераторът за хоризонтална развивка
трябва сам да се върне в изходно положение.
В действителност проблемът е по-сериозен. Телевизионният полукадров гасящ
импулс обхваща цели 20 реда. Ако през това време генераторът за хоризонтална
развивка се остави на произвола на съдбата, съществува реалната опасност в
началото на следващия полукадър светещата точка да се появи на произволно
място върху реда вместо точно в началото (ако полукадърът е нечетен) или
точно по средата (ако полукадърът е четен). Разбира се, синхронизацията ще
се възстанови, но затова е нужно време и горната част на изображението няма
да съответствува на оригинала.
Ясно е, че редовата развивка трябва да се държи под непрекъснат контрол
даже докато трае продължителният полукадров синхроимпулс. За целта този
импулс се имитира чрез поредица от разширени редови синхроимпулси. Повече
Фиг. 20.7
Импулсна поредица за полукадрова синхронизация без прекъсване на редовата синхронизация
(а) и разделяне на полукадровите (Ь) от редовите (с) синхроимпулси
306
подробности са дадени на фиг. 20.7а. Преди полукадровия гасящ импулс на-
блюдаваме и три редови гасящи, а върху тях и трите синхронизиращи импулса,
както и видеосигнала между тях. Върху полукадровия гасящ импулс са насло-
жени на презредово разстояние 5 предни изравняващи импулса, 5 основни им-
пулса с около 12 пъти по-голяма продължителност в сравнение с обикновените
редови синхроимпулси и 5 заднй изравняващи импулса с нормална продължи-
телност. Следва поредица от 13 обикновени редови синхроимпулса на нормално
разстояние един от друг, Синхронизацията на генератора за хоризонтална раз-
вивка се извършва от всички импулси, над конто е поставена цветна точка.
Да разгледаме начина, по който става разделянето на синхроимпулсите. В
принципната схема на телевизионния приемник от фиг. 20.5 тази задача се из-
пълнява от две RC групи. Последователно свързаните ЯКСК служат за отделяне
на кадровите, а последователно свързаните Ср/?р — за отделяне на редовите
синхроимпулси.
Във връзка с групата ЯКСК да си припомним опита от фиг. 4.3 за зареждане
Изходно напреЖение
на ампли-
тудния
отделител
а)
@ ПродълЖителност на импулса
Време
Фиг. 20.8
Формиране на импулси посредством RC групи с различии времеконстанти
307
на кондензатор през последователно свързан резистор и получения резултат,;
показан на фиг. 4.4.
Синхроимпулсът на фиг. 20.8а, доставен от амплитудния отделител, има клю-
чово действие върху двете RC групи. Предният фронт на импулса съответствува
на включване, а задният фронт — на изключване на едно положително напре-
жение. Зареждането на кондензатора Ск през резистора R* от напрежението на
импулса е показано на фиг. 20.86. След изчезване на импулса Ск се разрежда
през jRk. Спадането на напрежението върху кондензатора има същия характер,
както и нарастването.
Напрежителният пад върху Як се дължи на зарядния ток. Ние знаем, че този
ток е най-голям в момента на включването, след което спада. Същото може да
се каже и за напрежението върху резистора (вж. фиг. 20.8с), което съгласно
закона на Ом е пропорционално на преминаващия през него заряден ток.
След изчезване на импулса през Як протича токът на разреждане на конден-
затора. Този ток има обратна посока, което обяснява смяната на поляритета
на напрежението (вж. фиг. 20.8с).
Да направим проверка дали разсъжденията ни са правилни. Напрежението на
импулса се разпределя между резистора и кондензатора. Ако сумираме точка
по* точка напрежението от фиг. 20.8с с това от фиг. 20.86, трябва да получим
напрежението от фиг. 20.8а. След изчезването на импулса положителното на-
прежение на кондензатора се компенсира от отрицателното напрежение на ре-
зистора.
Времето за пълното зареждане на кондензатора зависи от т. нар. времекон-
станта т = R.C (чете се may). В опита съгласно фиг. 4.3 използувахме кон-
дензатор с капгцитет 2000 pF и резистор със съпротивление 10 Ш. Времекон-
стантата
V As
т = R.C = 10 Ш.2000 pF = 104 - .2.10"3 — = 20 s.
А V
Дименсията ни подсказва причината, поради която величината е получила
наименованието времеконстанта.
При намаляване на времеконстантата времето за зареждане на кондензатора
може значително да се съкрати в сравнение с продължителността на импулса
(фиг. 20.8d) и върху резистора да се получи напрежителен пад във вид на два
кратки двуполярни импулса (фиг. 20.8с).
Обратният ход на кадровата развивка разполага със значително повече време,
отколкото обратният ход на редовата развивка. Ето защо времеконстантата
RK.CK на групата за отделяне на кадровите синхроимпулси се избира по-голяма
от времеконстантата Яр.Ср. Напрежението върху кондензатора Ск (фиг. 20.76)
служи за синхронизация на генератора за вертикално отклонение на лъча, а
напрежението върху резистора Яр (фиг. 20.7с) — за синхронизация на генератора
за хоризонтално отклонение. Нормалните редови синхроимпулси са твърде къси
и зареждат незначително кондензатора Ск, а паузата между тях е достатъчно
голяма и Ск има време да се разреди напълно. Само петте основни импулса с
увеличена продължителност и намалени паузи успяват да го заредят забележимо
за оформяне на кадровия синхроимпулс.
308
21. ДА ИЗРАБОТИМ ТЕЛЕВИЗИОНЕН ПРИЕМНИК
Както вече споменахме, нашият осцилограф заедно с двата му генератора за
развивка ще ни послужи за изработка на телевизионен приемник. Освен това
са ни нужни следните допълнителни модули: ВЧ усилвател с генератор и сме-
сител, МЧ усилвател на изображението с видеодетектор, видеоусилвател (ще
използуваме готовата платка), амплитуден отделител с разделител на импулсите,
МЧ усилвател на звуковия съпровод и НЧ усилвател с високоговорител (ще
използуваме преносимия радиоприемник). Новите модули заедно с платката на
видеоусилвателя ще поместим в отделна кутия, така че приемната ни телеви-
зионна уредба ще представлява набор от три уреда: приемник, осцилограф и
радио.
Преди да се заемем с изработката на приёмника, трябва да оценим пред-
стоящите разходи й дали изобщо си струва труда да се захващаме. Този въпрос
всеки трябва да реши сам за себе си.
Въпреки голямата ни сръчност изработеният от нас телевизионен приемник
не може да се сравнява със серийно произвежданите. Размерът на полученото
от нас изображение ще бъде само 5,5 ст х 7,5 ст, а с допълнителна лупа —
8 ст х 10,5 ст. Даже при оптимално качество на образа ще се загубят много
подробности. В сметката трябва да включим и немал кия разход на време и
материал и. Толкова по-гол яма обаче ще бъде радостта от успеха, а не е без
значение и натрупаният опит.
Описанието на телевизионния приемник е богато на практически указания, но
авторът не дава стопроцентова гаранция за успех дори на онези читатели, които
са разбрали казаното дотук и са провели всички опити. Понеже телевизионният
приемник е по-сложен от всичките ни саморъчно изработени уреди, а и понятието
„успех44 е твърде индивидуално, един ще приеме за успех появата на някакво
подобие на изображение или обилен „снеговалеж44 на екрана, друг няма да бъде
доволен дори от оптималния образ, отговарящ на възможностите на малката
ни осцилографна тръба.
Тези разсъждения нямат предназначението да обезкуражат читателя, а да го
предпазят от необмислени стъпки. И да не забравяме, че и опитният експери-
ментатор не постига успехите си изведнъж.
ДА ЗАПОЧНЕМ С МЕЖДИННОЧЕСТОТНИЯ УСИЛВАТЕЛ НА ИЗОБРАЖЕНИЕТО
Схемата на тристъпалния МЧ усилвател на изображението заедно с демо-
дулатора е показана на фиг. 21.1. В колекторната верига на всеки от трите
транзистора е включен по един единичен резонансен кръг. Предимство на тази
схема в сравнение с фабричните е по-простата й настройка. Собствените честоти
на отделните резонансни кръгове са отместени една спрямо друга в честотния
обхват от 32 до 38 MHz за получаване на честотна характеристика задоводи-
телно наподобяваща идеалната (вж. фиг. 20.46). Самата схема е известна като
усилвател с честотно отместени единични кръгове. Първият от тях е включен
в колекторната верига на смесителния транзистор и не е показан на фиг. 21.1.
Демодулаторът Д2 е свързан индуктивно с последняя резонансен кръг.
както всички лентови филтри, така и единичните резонансни кръгове трябва
да бъдат грижливо екранирани. Колкото по-висока е честотата и колкото по-
голям’ е коефициентът на усилване, толкова по-лесно може да се стигне до
самовъзбуждане на усилвателя. Паразитна обратна връзка може да се получи
и през захранването. За предотвратяване на тази възможност във всяка от трите
колекторни вериги е включен развързващ филтър (^eQeJ ^212^211; ^218^215)-
309
Фиг. 21.1
Схема на междинночестотния усилва ie.
на изображението
В сравнение с междинночестотните
усилватели на нашите радиоприемници
телевизионният МЧ усилвател има две
особености:
1. В трите колекторни вериги и в трите
базови вериги има свързан по един
резистор със съпротивление 100 Q.
2. Сигналът от първите три кръга не
се извежда чрез отвод на бобината, а
чрез капацитивен делител.
Колекторните 100-омови резистори
намаляват влиянието на изходния ка-
пацитет на транзисторите върху резо-
нансните кръгове, а базовите са не-
обходима мярка против самовъзбуж-
дане.
Всеки от първите три резонансни
кръга има капацитет около 21 pF, по-
лучен от последователното съединение
на 33 pF и 56 pF. Капацитивното съ-
противление на целия кръг се отнася
към капацитивното съпротивление на
^21pF 56 PF
долния клон, както -5—н =——— =
Я56РР 21 pF
=2,7.’Следователи© шунтиращото дей-
ствие на следващия транзистор върху
кръга се намалява 2,7 пъти.
Резонансните честоти на междинно-
честотните кръгове определяме по
прост графичен метод. За изходна точ-
ка служи честотната характеристика на
идеалния МЧ усилвател на изображе-
нието, представена отново на фиг.
21.2а. Междинната носеща честота на
звука e’31,5MHz,a на изображението—
38 MHz.
Избираме честотни граници на на-
шата схема 32,5 MHz и 37,5 MHz и ги
нанасяме върху една хоризонтална ос
(фиг. 21.26). През тези две точки пре-
карваме полуокръжност, която разде-
ляме на четири еднакви дъги (колкото
е броят на резонансните кръгове). Тези
дъги са означени с а, Ь, с и d. Разпо-
ловяваме всяка дъга и спускаме пер-
пендикуляр към хоризонталната чес-
тотна ос, върху която отчитаме всяка
от четирите резонансни честоти. За на-
шия МЧ усилвател те са 32,7; 34; 36
и 37,3 MHz. Височината на отвеса е
мярка за необходимата широчина на
честотната лента на дадения резонан-
310
ленти на единичните МЧ кръгове
а) Идеалйнта честотнн характеристика (червено) и реал на та характеристика (черно), полу*
чени с помощтн на четирите честотно отместени единични кръга в нашия МЧ усилвател
Ь) Определяне на резонансните честоти и на ширкните на честотните ленти
с) Резонансни криви на единичните кръгове
311
сен кръг. Само че мащабът по ординатната ос е намален два пъти, т. е.
отвес с дадена дължина съответствува на два пъти по-дълга отсечка от абсцис-
ната ос. Широчината на честотната лента на ЛФ2 и на ЛФЗ трябва да бъде 1,9
MHz, а на ЛФ1 и на ЛФ4 — 4,6 MHz. Резонансните им честоти са съответно:
34 MHz - на ЛФ1, 32,7 MHz - на ЛФ2, 37,3 MHz - на ЛФЗ и 36 MHz -
на ЛФ4. Разбира се, възможно е и друго разпределение на честотите между
кръговете, само собствената честота на ЛФ4 не трябва да бъде 34 или 36 MHz,
тъй като този кръг е значително демпфиран от демодулатора и не може да се
направи с голяма селективност като останалите.
Индуктивността на бобините изчисляваме по формулата L =
1
4 я2/.С
при С
= 21 pF. За ЛФ1 и ЛФ2 се получава малко повече от 1 pH, а за ЛФЗ и ЛФ4 —
около 0,9 pH.
® Отвори Ф3,1 О Отвори Ф2,5; всички останали отвори-Ф10
L62 ZdV
Фиг. 21.3
Схема на връзките (а) и монтажна схема на елементите (Ь) на пе-
чатната платка на междинночестотния усилвател на изображението
312
В опитния образец са употребени макари с настройваща сърцевина и 7 mm
външен диаметър. Л15 (вж. фиг. 21.6) и Л21 съдържат по 10 навивки, а Л22 и
Л2з — по 9. Навиваме ги еднослойно от проводник 0,5 mm с лакова изолация.
А24 съдържа 3 навивки откъм заземената (през кондензатор) страна на L23.
От дефектни електролитни кондензатори изработваме екрани с диаметър 1»
mm и височина, равна на височината на бобините. В опитния образец те са
високи 28 mm. Всеки екран закрепваме с две къси винтчета М3, конто запояваме
от вътрешната му страна близо до долния ръб.
Платката изработваме и монтираме в съответствие с фиг. 21.3. Изводите на
елементите за резонансните кръгове запояваме върху свързани към съответните
островчета на платката 10-милиметрови парчета дебел (напр. 0 1 mm) гол,
едножичен проводник. Бобините залепваме с универсално лепило или с епок-
сидна смола.
Емитерният извод на употребения тип транзистор SF 245 е разположен между
изводите на базата и колектора. Коефициентът на усилване по постоянен ток
на всеки от трите транзистора е от порядъка на 50.
Повече.подробности за конструкцията на междинночестотния усилвател ще
научим от фиг. 21.4, където е изобразена монтираната платка. Екраниращите
капачки на последните два резонансни кръга са свалени.
Фиг. 21.4
Така изглежда монтираната платка на нашия МЧ усилвател
Фиг. 21.5
Схема за предварителна на-
стройка на междинночестот-
ния усилвател
313
Предварителната настройка извършваме съгласно фиг. 21.5. Постоянного на-
прежение 20 V от токозахранващото устройство подаваме към платката на ви-
деоусилвателя (вж. фиг. 19.14, 19.15 и 19.18), от която платка получаваме ста-
билно напрежение 15 V за захранване на междинночестотния усилвател. Токо-
вата консумация контролираме с милиамперметър. Тя е от порядъка на 12 mA;
колекторният ток в работната точка на всеки от трите транзистора е около 3
mA, а базовите делители консумират общо около 3 mA. Към изхода на де-
модулятора, използувайки най-късите възможни проводници, свързваме волт-
метър за постоянно напрежение с обхват 1,5 V и вътрешно съпротивление, не
Ш
по-малко от 20 Включваме резонансния честотомер да работи като дипметър
и приближаваме бобината му към първия МЧ транзистор Т21. Подаваме сигнал
с честота 36 MHz и въртим сърцевината на бобината на ЛФ4 със саморъчно
изработената отвертка от гетинакс, докато се получи максимално показание на
волтметьра. После подаваме сигнал с честота 37,3 MHz и търсим- максимално
показание чрез настройка на ЛФЗ. Накрая идва и редът на ЛФ2 при честота
32’7 MHz.
’Тази настройка повтаряме многократно. Накрая бихме могли да снемем ця-
лата честотна характеристика, но ще получим известно пропадане около чес-
тотата 34 MHz поради липсата на ЛФ1.
СЛЕДВА входната схема
Не само радиоприемникът, но и телевизионният приемник съдържа блок, на-
речен тюнер, който обхваща високочестотния усилвател, генератора и смесителя.
Фиг. 21.6
Схема на телевизионния тюнер
314
Схемата на нашия телевизионен тюнер е показана на фиг. 21.6. За захранването
му използуваме стабилизираното върху платката на видеоусилвателя напреже-
ние 15 V Групата Яц3С119 го намалява на 12 V и допълнително го филтрира.
По този начин се избягва паразитната обратна връзка от междинночестотния
усилвател през захранването към входните стьпала. Трите транзистора Til, Т12
и 773 са GF 145, свързани в схема обща база. Първият МЧ кръг, включен в
колекторната верига на Т12, е демпфиран с резистор 9,1 kQ. Бобините £12 и £13
на високочестотните кръгове имат индуктивност 0,1 pH: 5 навивки, проводник
1,0 mm с лакова изолация, вътрешен диаметър 6 mm, дължина 10 mm. Чрез
съответните тример-кондензатори С13 и С17 с максимален капацитет 10 pF двата
ВЧ кръга могат да се настроят на честотата на всеки телевизионен канал (от
6-и до 12-и) от III обхват (вж. приложение 14). В опитния образец са изпол-
зувани тръбни донастройващи кондензатори 0,6 ... 4,5 pF с въздушен диелектрик.
Недостигащият капацитет се получава чрез паралелно свързване на подходящи
керамичникондензатфои^
Анзснната намотка Ln има 2 навивки от проводник ПЕГ 0,4, разположени
между петте навивки на £н (фиг. 21.7). Бихме могли да минем и без макара,
но за по-голяма стабилност използуваме тръбичка от кадастрон с външен диа-
метър 6 mm.
За да се избягнат обратните връзки между отделните стьпала, всяко от тях
се помества в отделна секция на обща екранираща кутия. Захранващите про-
водници преминават във всяка следваща секция през проходни кондензатори
(Qe> Сщ, С118, С112).
Групата ЯИ1С116 филтрира и същевременно намалява захранващото напре-
жение на генератора, така че консумацията му да не надвишава 2,5 mA. Чес-
тотата на генерираните трептения се определя от резонансния кръг в колектор-
ната верига на Т13. Освен тример-кондензатора Сц4този кръг съдържа и по-
следователно свързаните кондензатор С113 и капацитивен диод CD (варикап),
предназначен за фина настройка на честотата. В гл. 5 разгледахме влиянието
на приложеното върху PN преход запушващо напрежение (вж. фиг. 5.6, 5.7 и
съответния текст). Колкото по-високо е това напрежение, толкова по-широка
е зоната на обемния заряд и толкова по-малък е капацитетът на запиращия
слой. Диодът ВА125 има капацитет около 30 pF при запушващо напрежение 1,5
V и около 15 pF при 12 V. Обратного напрежение не трябва да се намалява до
нула, в противен случай диодът ще започне да изправя трептения на генератора.
Заедно с последователно свързания С113 = 15 pF капацитетът се изменя от 7,5
pF при 12 V до 10 pF при 1,5 V. Фината настройка се извършва с потенциометъра
разположен извън тюнера.
Генераторната бобина £14 има индуктивност 0,05 pH: 3 навивки, проводник
1,0 mm с лакова изолация, вътрешен диаметър 6 mm, дължина 5,5 mm. Три-
Фиг. 21.7
Така навиваме антенна га намотка Ln между
навивките на L|2
315
мер-кондензаторът С114 позволява настройка на честотата на генератора за при-
емане на програма във всеки телевизионен канал от III обхват.
Екраниращата кутия на тюнера изработваме от едностранно фолиран изола-
ционен материал, а вътрешните прегради — от двустранно фолиран. Основцата
плоча оформяме съгласно фиг. 21.8а. 1, 2, 3, АЗ и А4 представляват изолирани
островчета за запояване на елементите, а 4, А1 и А2 — фолирани полуостров-
чета, свързани с общата маса. Тази конфигурация получаваме чрез ецване. След
това пробиваме отворите Bl, В2 и ВЗ за закрепване на тръбните тример-кон-
дензатори и D за залепване на бобината Л15 на ЛФ1. Правоъгълните отвори С1,
С2 и СЗ за цоклите на транзисторите изрязваме с лъкче и дооформяме с ча-
совникарски пилички.
Дългите странични стени са с размери 100 mm х 30 mm. Късите изработваме
съгласно фиг. 21.8ft; едната от тях изобщо не получава отвори, а откъм фо-
лираната страна на втората пробиваме само отворите 5, Е и F. Диаметрите на
Е и F се определят от вида на употребените проходни кондензатори, конто
трябва да влизат плътно в тези отвори и да се запоят върху фолиото от въ-
трешната страна на кутията.
Разделителните стени между високочестотния усилвател и смесителя, съответ-
Фи1. 21.8
Елементи на екраниращата кутия на тюнера
а) Поглед откъм фолираната страна на основната плоча
Ь) Схема на отворите върху преградимте стени и върху една от малките странични стени
с) Разделителна стена между смесителя и първия МЧ кръг
316
но между смесителя и генератора, изработваме от двустранно фолиран материал
съгласно същата фиг. 21.86. Пробиваме само отворите Е и G.
Малката разделителна стена между смесителя и първия МЧ кръг изработваме
от двустранно фолиран материал съгдасно фиг. 21.8с.
Правилният начин за взаимного запояване на отделните стени става ясен от
фиг. 21.9. Предварително да си припомним и фиг. 10.32.
Монтажа на схемата извършваме в следния ред:
1. Запояване на проходните кондензатори С16, С1Н, Сц2 и С118.
2. Закрепване на цоклите за транзисторите.
3. Монтиране на тример-кондензаторите С13э С17 и СН4.
Фиг. 21.9
Така разполагаме елементите на тюнера в екраниращата куги я
Фиг. 21.10
Поглед отдолу към кутията на тюнера
317
4. Запояване на щифтове (кабелни уши за запояване към платката) в отворите
I, 2, 3, 4 и 5.
5. Запояване на 20 mm парчета твърд гол проводник вътре в кутията към точките
Al, А2, АЗ и А4.
6. Залепване на бобината £15 на ЛФ1 (10 навивки от проводник ПЕТ 0,5) към
отвора D.
7. Запояване на бобините £14 и £13, както и на комбинацията £12£ц, и залепване
на носещата ги тръбичка върху малката странична стена без отвори.
Фиг. 21.11
Готовият тюнер, гледан отгоре
Линия с ниско вьлнобо
сопротивление
Фиг. 21.12
Схема за окончателна настройка на междинночестотния усилвател
318
8. Запояване на всички кондензатори, резистори и капацитивния диод.
Фиг. 21.10 предлага поглед във вътрешността на монтирания тюнер, а фиг.
21.11 показва външния му вид с поставени транзистори в цоклите.
Окончателната настройка на междинночестотния усилвател на изображението
извършваме с участието на вече монтирания ЛФ1. Схемата на свързването е
показана на фиг. 21.12. Връзката от изхода на тюнера към входа на междин-
ночестотния усилвател осъществяваме с около 5 ст парче ширмован проводник.
Екраниращата му оплетка свързваме както към кабелното ухо 3 на тюнера, така
и към кабелното ухо 2 на усилвателя. От трите транзистора на тюнера включ-
ваме само Т12 в съответния цокъл. Високочестотния сигнал от дипметъра по-
даваме към бобината £13 на смесителя посредством линия с ниско вълново
съпротивление с по 3 навивки от двете му страни (вж. текста към фиг. 15.1).
Наблюдавайки милиамперметъра, включваме захранващото напрежение. То-
ковата консумация трябва да бъде около 15 mA.
Окончателната настройка се извършва по същия начин, както предварител-
ната, но включва и настройка на ЛФ1 при честота 34 MHz. След многократно
повтаряне на цялата процедура снемаме получената честотна характеристика
(вж. фиг. 21.2а), като изменяме честотата на дипметъра през 0,5 MHz и записваме
показанието на волтметьра.
Резонансните кръгове на тюнера настройваме с помощта на телевизионния
сигнал на местния предавател. За целта ни е нужна антена.
ДА ИЗРАБОТИМ САМИ ТЕЛЕВИЗИОННАТА АНТЕНА
Основният елемент на антената е полувълновият дипол, с който се запознахм'
X
в гл. 11. Дължината му е I =-.
ч с с
В този израз участвува дължината на вълната X =-. Следователно I
J
Тук с означава скоростта на светлината, a f — приемната честота.
Това равенство е валидно само за полувълнов дипол от безкрайно тънък
проводник.
Както ни е известно, диполът представлява отворен резонансен кръг, чиято
индуктивност зависи от неговата дължина, а капацитетът му — от външната
му повърхност. При определена дължина, т. е. при отпределена индуктивност,
капацитетът нараства с увеличаване на дебелината на дипола, при което соб-
ствената му честота намалява. Два дипола с различна дебелина могат да имат
еднакви резонансни честоти само ако по-дебелият е и по-къс.
На практика избираме отношението на дължината на вълната X към диаме-
търа d на полувълновия дипол и от таблица отчитаме един коефициент А, в
който е включен и коефициентът на скъсяването на дипола и на останалите
елементи на антената. Дължините на елементите изчисляваме по простата фор-
yl
мула / =у.
Разгънатият полувълнов дипол има един недостатьк: неговото вълново съ-
противление е само 60 П. За съгласуване с обикновения симетричен антенен
кабел трябва съпротивлението му да се увеличи на 240 П. Това се постига чрез
сгъване на дипола (вж. фиг. 21.13). Допълнителните елементи усилват приемания
сигнал и придават насочена характеристика на антената. Докато вертикално
поставеният дипол приема еднакво добре всички сигнали, пристигащи от раз-
319
лични хоризонтални посоки, хоризонталният дипол заедно с рефлектор (отра-
жател) „отзад“ и един или повече директоры „отпред“ приема с предпочитание
сигналит^, пристигащи „отпред", и трябва да се ориентира към предавателя (вж.
фиг. 21.13). Колкото по-тясно насочена е характеристиката на антената, толкова
по-силно приема основния сигнал в сравнение с отразените, конто пристигат със
закъснение и влошават изображението.
Фиг. 21.13*
Конструкция на триелементна телевизйонна антена
За качествата на една антена се съди преди всичко по нейното усилване, из-
мервано в децибелы (dB). Както 1 метър съдържа 10 дециметра, така и 1 бел
съдържа 10 децибела или 1 dB = 0,1 В (логаритмична единица, получила името
на Александър Бел — създателя на телефонния апарат).
Ако мощността Р2 на сигнала, приет от дадена антена, е примерно 5 пъти
по-голяма от мощността приета чрез обикновения сгънат дипол, коефициен-
Р2 5
тът на усилване по мощност е — =j = 5.
За да представим усилването чрез единицата бел, трябва да намерим десе-
тичния логаритъм на това отношение, използувайки например четиризначна
логаритмична таблица
lg = lg5 = 0,6990 В = 6,99 dB.
Р1 В
В обратния случай е известно усилването на антената в децибели, напр. 5 dB
за 3-елементна антена, и желаем да намерим отношението на мощностите. В
Р2
случая е известно, че 1g — =0,5 В.
320
От логаритмичната таблица трябва да намерим числото, чийто логаритъм
лет НА Р2 ИА
е 0,5. Това число е 3,16, т. е. — =3,16.
Мощността на сигнала, приет с 3-елементната антена, е 3,16 пъти по-голяма
от мощността на сигнала, приет с обыкновения сгънат дипол. Ако една 6-еле-
ментна антена има усилване 8 dB, на него ще отговаря коефициент на усилване
по мощност 6,31.
Да ©размерим една антена. За пример ще вземем 7-и канал от III телевизионен
обхват. Антената ще бъде 3-елементна с усилване 5 dB.
Като начало определяме средната честота на канала, използувайки данните
от приложение 14.
+ 4 = 183,25 MHz + 189,75 MHz =
2 2
От следващата таблица отчитаме за 3-елементна антена, работеща в III те-
X
левизионен обхват, отношението - =150. Търсената величина е диаметърът d
а
на алуминиевата тръба, от която ще изработим антената.
. х 1 с 1 3.108m.s-1 1 300
d =---- = — - =-------- ---------— =---- ------ш = 0,0107 m = 10,7 mm.
150 150 f 150 186,5.106-1 150 186,5
Допустими са отклонения до 30%. Избираме 10 mm диаметър на алуминиевата
тръба. Дължините на елементите и разстоянията между тях изчисляваме по
А
формулата I
Коефициентите А с дименсия MHz.m отчитаме от следващата таблица.
Брой на елементите 3 5 6
Усилване. dB 5 5 7 8
Телевизионен обхват I III I III
X 7/ 300 150 300 150
171 157 175 166
х о Ж 142 137 145 138
<и 5 ^D1 126 114 124 118
X я X _ ^D2 129 120
м X * rj ^D3 128 117
X V S я Я ^D4 116
X -е- QJ О Ar 44 43,5 49,7 76
я * о и Ail 27 34 22,3 18,5
л X 0_> ь X X X W . ^d2 32,3 61,5
о п О W ^d3 52,5 53,5
Г) я а. ^d4 58,5
21 Радио и телевизия ...
321
Дължина на рефлектора
Дължина на активния вибратор
Дължина на директора
Разстояние между рефлектора и
активния вибратор
Lr = Ar f _ 157 MHz.ro 186,5 MHz = 0,842 m
Ъ = f _ 137 MHz.m 186.5 MHz = 0,735 m
f _ 114 MHz,m 186,5 MHz = 0,611 m
Ц = Л, f _ 43.5 MHz,m 186,5 MHz = 0,233 m
Растояние между директора и
активния вибратор
34 MHz.m
186,5 MHz
= 0,182 m
Разстоянието а (вж. фиг. 21.13) трябва да бъде от 5 до 20 mm, а b — не по-малко от —. На
практика се избира b * 50 mm за III телевизионен обхват и около 100 mm за I телевизионен обхват.
Огъването на активния вибратор не е съвсем просто. Във всички случаи се нуждаем от цилиндрично
парче дърво с диаметър около 30 mm (за III обхват), около което предварително огъваме за проба
парче от алуминиевата тръба. Ако материалът е много твърд, нагряваме го внимателно до зачер-
вяване мястото на огъването и бързо го охлаждаме под студена водна струя.
Нрсачът на елементите трябва да бъде здрав и лек. Най-подходящ е кухият алуминиев профил
с квадратно сечение.
Готовата телевизионна антена е показана на фиг. 21.14.
Фиг. 21.14
Готовата телевизионна антена
322
ДА НАСТРОИМ ВХОДНИТЕ СТЬПАЛА
Двата проводника на симетричния антенен кабел запояваме към първо и към
второ перо на тюнера. Поставяме транзисторите Т11 и Т13 в цоклите. Настрой-
ката извършваме съгласно фиг. 21.12. Прибираме резонансния честотомер и
линията с ниско вълново съпротивление, а на мястото на волтметъра включваме
измервателния вход на осцилографа в положение 3 на превключвателя на чув-
ствителността. Свързваме потенциометъра Р\ и резистора ЯН2 към тюнера (вж.
фиг. 21.6) и поставяме плъзгача на потенциометъра приблизително в средно
положение.
След като включим токозахранващото устройство и осцилографа, бавно за-
почваме да въртим тример-кондензатора СН4 на генератора. Ако не успеем да
получим осцилограмата на видеосигнала, трябва да проверим дали генераторът
генерира. За целта докосваме с метална отвертка колекторния извод на гене-
раторния транзистор Т13. Токовата консумация от около 19 mA трябва да
спадне приблизително с 1mA. По-нататък трябва да се осведомим дали пре-
давателят изобщо излъчва в момента. Ако двете предпоставки са изпълнени,
при безупречна схема би трябвало да успеем чрез въртене на С114 да получим
осцилограмата на видеосигнала. Търсим максимум. След това настройваме
входния кръг. Чрез въртене на тример-кондензатора С17 търсим нов, по-голям
максимум. По същия начин процедираме и с С13. Но тук максимумът не може
да бъде ясно изразен, тъй като самият резонансен кръг е много широколентов.
Да разгледаме по-внимателно осцилограмата на видеосигнала. Потенциоме-
търа на измерителния усилвател поставяме на максимална чувствителност. Ако
превключвателят е в положение 3 и осцилограмата има обща височина 40 mm,
104-\Лт.Л 10.17 V.4 ст
напрежението от връх до връх е U =----------= ------------ = 0,75 V (вж.
к 900 ст
гл. 19, „Да снемем изображение по електронен път“). Това напрежение не трябва
да бъде под 0,5 V, за да се гарантира добро качество на изображението. Ако
напрежението е по-ниско, трябва да изберем по-подходящо място за антената
или да използуваме антена с по-голямо усилване. Ако въпреки това напреже-
нието е недостатъчно, можем да увеличим навивките на £24 от 3 на 4 или дори
на 5, но не повече. При това ЛФ4 ще се демпфира допълнително и реалната
честотна характеристика (вж. фиг. 21.2а) на междинночестотния усилвател ще
се отдалечи от идеалната.
От друга страна, полученото напрежение от връх до връх не трябва да бъде
и по-голямо от 1 V, за да не се претовари видеоусилвателят. Тогава не само
ще се влоши изображението, но е твърде възможно генераторите за развивка
да излязат от синхронизация, понеже при ограничаването на сигнала се изрязват
и синхроимпулсите. Този ефект се получава в непосредствена близост до пре-
давателя. Тъй като поради простотата нашият телевизионен приемник няма
регулатор на контраста, трябва силният сигнал от антената да се намали с
помощта на затихващо звено (фиг.21.15).
Резисторите R\ и R2 трябва да се ©размерят така, че входного съпротивление
на затихващото звено при включен консуматор (телевизионният приемник) да
бъде равно на самого входно съпротивление на консуматора Z = 240 Q. От
друга страна, трябва отношението на входного напрежение С/вх към изходното
1/изх да бъде равно на необходимия коефициент на затихване
323
Да определим входното съпротивление Z на затихващото звено в зависимое?
от съставящите го съпротивления. Паралелното съединение на R2 и Z (входното
съпротивление на телевизионния приемник) е равно на
Резисторите R\ са свързани последователно на У, така че Y =2 Rr 4- X
Тук заместваме X с неговото равно (1) и привеждаме дясната страна на по-
лучения израз под общ знаменател. Резултатът е
2Kt(K2 + Z) + K2Z
r2 + z 1
Резисторы R2 между входните букси на демпфиращото звено е свързан па-
ралелно на Y. В сила е равенството
1 _ 1
Z ~ R2 + Y
b)
Фш 21 15
Загичвашо звено
а/ С хема за оцредсляне на сьо! ношения 1а меж;
) Еквивалентен делител на напрежение
с) Конструкция на затихващото звено ( У = |,2
\ нз\ ‘
ленията
324
Събираемото - заместваме с реципрочната стойност на (2). Привеждаме под
общ знаменател, разкриваме скобите и извършваме съкращение на еднаквите
членове в лявата и в дясната страна на полученото уравнение. Резултатът е
RtR2 = RtZ2 + R2Z2
Величината Z е известна. Тьрсим R1 и R2. Решаваме уравнението спрямо R\t
R = 'R2Z2
1 (R2 + Z) (R2 - Z)
Знаменателят e получен с помощта на зависимостта
(3)
a2 — b2 = (a + b). (a — b).
Сега да разгледаме второто условие
иизх
От фиг. 21.156 става ясно, че преводното отношение на делителя е
2 R. + X
а = ------.
X
Решаваме това равенство по отношение на Rx и заместваме X с дясната част
на (1):
_ R2Z (п - 1)
1 2 (R2 + Z)
От (3) и (4) можем да изключим Rx. Получаваме равенство, в което участвува
само неизвестного R2.
_____fl2Z2 '____ _ R2Z (а — 1) (Д)
(Я2 + Z)(R2 - Z) " 2(R2 + Z)’
В числителите съкращаваме R2-Z, а в знаменателите — (R2 + Z). Получава
Z (а - 1) 2 Z 2
се —----~ =—-— , откъдето R2 =----------- + Z = Z (----- 4- 1), или в окон-
(R2 — Z) 2 а — 1 а — 1
чателен вид
D _ Z(a + 1)
а — 1
Това е изразът за R2 в зависимост от входния импеданс Z = 2400 и желания
юефициент на затихване а.
Аналогично равенство можем да получим и за като заместим (5) в (4):
325
a - 1 Z(a ° Z2 (a + 1) Z(a + 1)
D __ _________________ = ---------------- = ---------
2TZ(a_+l) + z] 2z/fJl> + A 2--’
L a - 1 J \a - 1 J a - I
или в окончателен вид
D Z(a2 - 1) (6)
1 4a
Да приемем, че с осцилографа сме измерили напрежение от връх до връх 1,2
V на изхода на видеомодулатора. Трябва да го намалим на 1 V
От (6) определяме Яр
2400 (1,44 - 1) 240.0,44
R, = -----—---------- = --------О = 220,
1 4 1,2 4,8
от (5) Я2:
240.1(1.2 + 1) _ 24O 2j
2 1,2-1 0,2
Най-близката стандартна стойност е 2,7 kQ.
Резисторите запояваме с максимално къси изводи съгласно фиг. 21.15с. Една
гетинаксова плочка, закрепена с винтове към антенното гнездо и към антенния
щекер, придава необходимата механична здравина на затихващото звено.
На фиг. 21.16 са изобразени две осцилограми на видеосигнала. Първата (фиг.
21.16a) е получена при честота на развивката, равна на полукадровата. Ясно се
<1>ш 21 16
Осци.и)! рами па видеосигнала
а) С нолукадровия 1асяш импулс и нолукадровия синхроимпулс (честота на развивката 50Hz)
) С редовия гасяш импулс и редовия синхроимпулс (честота на развивката 15 625 Hz)
326
вижда полукадровият гасящ импулс и насложеният върху него полукадров син-
хроимпулс. Втората осцилограма (фиг. 21.16ft) е получена при честота на раз-
вивката, равна на редовата. В този случай се вижда редовият гасящ импулс и
насложеният върху него редови синхроимпулс.
След приключване на настройката можем да подадем видеосигнала към Ве-
нелтовия електрод на осцилографната тръба. На мястото на измерителния усил-
вател включваме генератора за вертикална развивка с превключвател на обхва-
тите, поставен в положение „100 Hz". Изключваме собствената синхронизация
на генератора за хоризонтална развивка, а превключвателя на неговите обхвати
поставяме в положение 6. С регулаторите на амплитудата на двата генератора
задаваме възможно най-големия растер с отношение на страните 4:3 и се опит-
ваме да спрем изображението. С лявата ръка управляваме регулатора за фина
настройка на кадровата честота, а с дясната — на редовата честота. Въпреки
несъмнената ни сръчност картината непрекъснато се разлада. Двата генератора
за развивка трябва да бъдат синхронизирани.
АМПЛИТУДНИЯТ ОТДЕЛИТЕЛ И СТЫ1АЛОТО ЗА РАЗДЕЛЯНЕ
НА ИМПУЛСИТЕ НЯМА ДА НИ СЬЗДАДАТ ЗАТРУДНЕНИЯ
Принципната схема на амплитудния отделител и нейното действие са ни из-
вестии от гл. 20 (вж. фиг. 20.5, 20.6 и съответния текст). Новото във фиг. 21.17
е групата Я42С42 в базовата верига на транзистора Т41, както и допълнителното
стъпало с Т42.
Фиг. 21.17
Схема на амплитудния отделител и на стъпалото за разделяне на редоншс
и кадровите синхроимпулси
Не е изключено на входа на схемата да попаднат краткотрайни смущаващи
импулси, по-положителни от самите синхроимпулси. Те биха заредили значи-
телно входния кондензатор С41 и полученото автоматично преднапрежение, по-
голямо от необходимого, би запушило транзистора до такава степей, че да
изрязва не само видеосигнала, но и самите синхроимпулси. На това явление
противодействува нововъведената трупа Л42С42. Твърде краткотрайните сму-
щаващи импулси се прехвърлят през С41 и зареждат С42, чийто капацитет е
по-малък. Полученото при това автоматично преднапрежение изчезва бързо
поради малката времеконстанта Я42 С42 и схемата възстановява своята рабо-
тоспособност.
327
Базата на нововъведения транзистор Т42 е свързана галванично с колектора
на Т41.Т42 не работи като усилвател, а като ключ и има две работай точки.
При липса на синхроимпулс на входа колекторният ток на Т41 е приблизително
нулев, а колекторното му напрежение — близко до захранващото. Това високо
напрежение се подава чрез делителя Я45Я46 към базата на Т42 и предизвиква
протичане на достатъчно силен базов ток, така че транзисторът се отпушва
напълно (насища се). Колекторният му ток достига до максималната възможна
стойност, която се ограничава от резистора Я47 = 3,3 kQ:
15 V
= ------ = 4,5 mA,
Cmax 3,3 kQ
а колекторното му напрежение спада почти до нула. Това е първата работна
точка. Транзисторът изпълнява ролята на затворен ключ.
Положителният синхроимпулс предизвиква протичането на колекторен ток на
транзистора Т41 и колекторното му напрежение намалява. Базового напрежение
на Т42, получено чрез делителя спада под 0,6 V Т42 се запушва, т. е.
колекторният му ток практически намалява до нула, а колекторното му напре-
жение се доближава до захранващото. Това е втората работна точка. Транзис-
торът изпълнява ролята на отворен ключ.
Следователно от колектора на Т42 могат да се изведат импулси с напрежение,
приблизително равно на захранващото, при това независимо от големината на
входните синхроимпулси в голям обхват на тяхното изменение. Дори когато
видеосигналът на изхода на демодулатора има напрежение от връх до връх само
0,2 V, на колектора на Т42 излизат синхроимпулси с амплитуда 14 V Смуща-
ващите импулси, конто на изхода на демодулатора имат амплитуда, много
по-висока от амплитудата на синхроимпулсите, се изрязват до същото ниво.
Т. е. ключовото стъпало действува едновременно и като ограничител.
Фиг. 21.18 показва осцилограмата на синхроимпулсите, получени върху ко-
лектора на ключовия транзистор Т42.
Фиг. 21.18
Осцилограма на напрежението на изхода
на амплитудния отделител
Схемата за възстановяване на полукадровите импулси се състои от две евър-
зани една след друга ЯСгрупи. С това се постига по-добро изглаждане на им-
пулса от фиг. 20.lb. С44 може да се разглежда като заряден кондензатор, а С45
— като филтриращ.
Времеконстантата на кадровата RC трупа е
xk =R48.C44 = 22 kQ.1,5 nF = 33 |is, а на редовата
328
S = K410 C43 = 47 kQ.56 pF = 2,6 ns.
Схемата на амплитудния отделител заедно с разделителя на импулсите мон-
тираме първоначално върху експериментална платка. Входа 6 свързваме с еми-
тера на видеопредусилвателния транзистор (извод 5 от схемата на фиг. 19.14).
Т41 и Т42 могат да бъдат SF215 с В от порядъка на 50. Захранващото напрежение
се получава от платката на видеоусилвателя. Токовата консумация на схемата
е около 5 mA.
Да включим измерителния усилвател на осцилографа в положение 2, за да
наблюдаваме синхроимпулсите (фиг. 21.19). Напрежението от връх до връх е
около 10 V при полукадровите и около 13 V при редовите синхроимпулси.
Фиг. 21 Р>
Осцилограми ik
) Полукадров синхроимпулс
) Редови синхроимпулс
Отново заменяме измерителния усилвател с генератора за вертикална раз-
вивка. Изходния сигнал на видеоусилвателя подаваме към входа „модулация
на яркостта“ на осцилографа, а разделените синхроимпулси — към входовете
за синхронизация на двата генератора (редовите към Б1, а кадровите към Б17).
При правилно нагласени честоти на развйвката получаваме стабилен образ.
Честотата на редовете се нагласява с Р3 (вж. фиг. 10.12).
На фиг. 21.20 се вижда телевизионното изображение, получено върху екрана
на нашия осцилограф. По отношение на фокусировката би могло още да се
желае. В това няма нищо чудно. Да преценим какъв диаметър трябва да им;
Фиг. 21.20
Картина върху екрана на телевизионния ни приемник
електронният лъч, за да се използуват пълните възможности на видеосигнала.
Височината на изображението е 5,5 ст. В нея трябва да се поместят 585 реда,
тъй като 40 от всичките 625 реда се губят по време на обратния ход на двата
55 mm
полукадъра. Максималната широчина на реда е _ _ =0,094 mm % 0,1 mm.
585
Тъй като електронният лъч не може да се концентрира до толкова малък
диаметър, съседните редове, а също и съседните елементи на изображението
върху реда се припокриват и образът губи своята рязкост.
Преди да монтираме амплитудния отделител и стъпалото за разделяне на
импулсите върху печатна платка, да се позанимаем със схемата за отделяне на
звуковия съпровод. Двете схеми ще разположим върху обща платка.
ИЗОБРАЖЕНИЕТО СЕ НУЖДАЕ ОТ ЗВУКОВ СЪПРОВОД
На фиг. 21.21 е показана една позната схема. Досега не сме я използували
като МЧ усилвател, а само като ВЧ усилвател в еднокръговия (фиг. 13.16) и
в двукръговия тюнер (фиг. 15.3) за приемане на радиопрограми в средновълновия
обхват. В случая резонансният кръг трябва да бъде настроен приблизително на
втората междинна носеща честота на звука 6,5 MHz. При капацитет на кръга
Фиг. 21.21
Схема на междинночестотния усилвател на звуковия съпровод заедно
с демодулатора
47 pF бобината трябва да има индуктивност £5 = 1,3 pH. Отново употребяваме
макара с външен диаметър 7 mm и с донастройваща сърпевина. Навиваме 42
навивки от проводник 0,2 mm с лакова изолация и правим отвод след четвъртата
навивка. Транзисторът е с В от порядъка на 100. Входа 6 свързваме към изхода
5 на видеопредусилвателя, т. е. към същага точка, от която получава сигнал и
амплитудният отделител. Между изхода 4 и маса включваме слушалка или входа
на нискочестотния усилвател на някой от нашите радиоприемници.
Конфигурацията на схемата от фиг. 21.21 ни е добре известна, но нейното
действие се различава от действието на използуваните от нас схеми. Понеже
звуковият съпровод на телевизионното изображение не се пренася с помощта
на амплитудно, а с помощта на честотно ModvJiuoaHu ВЧ трептения. Да се
запознаем накратко с този начин на модулация. Няма да се занимаваме със
схемата на модулатора в телевизионния предавател, а ще разгледаме един по-
прост случай.
Звукът може да изменя честотата на излъчваните трептения, като влияе върху
някой от елементите на резонансния кръг на генератора. Например конденза-
330
торът в кръга може да се замени с кондензаторен микрофон. Едната от двете
му плочи служи за мембрана, която се приближава до другата или се отдалечава
от нея под влияние на звуковите вълни. По този начин звуковите трептения се
превръщат в изменения на капацитета, а оттам ц в изменения на собствената,
съответно на генерираната честота. Получават се ВЧ трептения, чиято честота
се изменя в такт със звуковите трептения пред микрофона.
НапреЖение ы
на резонанс-
ния кръг Uo
Umin
d) О
V v
Принцип на честотната модулация и дсглодулация
331
На фиг. 21.22а е предоставено едно синусоидално колебание със звукова чес-
тота, а на фиг. 21.226 — честотно модулираните ВЧ трептения. Тези носещи
трептения добиват честота /тах, когато модулиращото звуково напрежение има
максималната си положителна стойност, и /min — при максимална отрицателна
стойност.
Средната честота /ср на честотно модулираните трептения е носещата честота
на звука, която се излъчва заедно с носещата честота на изображението. В
телевизионния приемник тази средна честота се преобразува откачало на 31,5
MHz (първа МЧ), а след това на 6,5 MHz (втора МЧ). При това двукратно
преобразуване на честотата честотните колебания се запазват.
® Отвори Ф3,1;всички останоли отвори~Ф1£)
Ь)
<1>иг. 21.23
Схема на връзките (а) и
монтажна схема на елемен-
in re (Ь) на печатната плат-
а за амплитудния отдели-
। ел и за канала на звуковия
с [.провод
Звуковият сигнал се възстановява с помощта на т. нар. честотен демодулатор
или честотен детектор. В най-простия случай се използува разстроен резонан-
сен кръг за преминаване от честотна към амплитудна модулация (фиг. 21.22с).
Собствената честота на кръга е по-висока от носещата честота (6,5 MHz) на
звуковия съпровод. Благодарение падащия склон на резонансната характерис-
тика различните честоти между /min и /тах създават различии напрежения между
C/min и С/тах върху резонансния кръг. Полученото при това амплитудно моду-
лирано трептение е представено на фиг. 21.22d. То се усилва от транзистора Т5
и се детектира посредством диода Д5. Напрежението върху товара на демоду-
латора е изобразено на фиг. 21.22е.
Hqboct за нас представлява и кондензаторът С55, свързан паралелно на ре-
зистора R53. Този кондензатор компенсира частично един ефект на появяване
на брум в звуковия сигнал. Причината не е в схемата от фиг. 21.21, а в недо-
статъчно точната честотна характеристика на междинночестотния усилвател за
изображението (вж. фиг. 21.2а). Носещата честота на звука се пропуска по-силно,
отколкото е необходимо, и реалната характеристика няма нужната хоризонтална
площадка. Доближаването на тази облает от честотната характеристика до
идеалната можете да стане с въвеждането на допълнителни резонансни кръгове
в междинночестотния усилвател, което обаче би затруднило настройката. Затова
ще се примирим с лекия брум, който не пречи при неголяма сила на звука.
Схемата на амплитудния отделител (фиг. 21.17) монтираме заедно със схемата
за възстановяване на звуковия съпровод (фиг. 21.21) върху обща печатна платка
според 21.23. Резонансният кръг не се нуждае от екран. На първо време го
настройваме на честота 6,5 MHz. Окончателната му настройка ще извършим
на слух до получаване на неизкривен звук при приемане на телевизионната
програма.
Външният вид на монтираната платка е показан на фиг. 21.24.
Досега захранвахме всички модули на телевизионния приемник от токоза-
хранващото устройство. Който желае може да изработи една малка мрежова
част за независимо захранване на приемника. Необходим» са пдетоянни напре-
Фиг. 21.24
Монтираната платка с амплитудния отдели!ил и канала за звуковия съпровод
333
жения 20 V/50 mA и 50 V/10 mA. Изчисленията извършваме по начина, описан
в началото на гл. 3. Мрежовата част е показана в схемата на връзките между
отделните модули (фиг. 21.25). Данните за елементите са следните:
Пр — 50 mA;
Тр — EI 48; N’ — 5070 навивки от проводник ПЕТ 0,1;
N" = 380 навивки от проводник ПЕТ 0,2 + 570 навивки от про-
водник ПЕТ 0,1;
До1 - SY 200;
Д02 - SY 202;
С01 - 500 pF/25 V;
С02 - 200 pF/25 V;
Соз и Cq4 - 100 pF/70 V;
An - 47 Q;
Rm - 470 Q.
Телеви
зионна
антена
ГТ
2
Б1
Тюнер
7 6 5
А А
3 4
МЧ
усилвател
на изодра-
Жението
Виаео-
силоател
А А
2 1
Аллплитуден
отделител
и усилвател
по звуков
канал
+50V
+20 У
Видеосигнал НЧ
220 У
Контакт за
осцилографа
Фиг. 21.25
Схема на връзките между модулите на телевизионния приемник
Синхро-
импу/сц
ина настройка
Пр
С мрежовия ключ tf01 се включва едновременно и осцилографът. Разбира се,
тогава неговият ключ е постоянно в положение „Вкл“
Фиг. 21.26 показва разположението на отделните модули на телевизионния
приемник в кутия с размери 200 mm х 160 mm х 60 mm. Потенциометърът
за фината настройка, гнездото за предпазителя, мрежовият ключ, както и всички
букси са разположени върху лицевата плоча.
Цялостната схема на телевизионната приемна уредба е дадена на фиг. 21.27.
Редовите и кадровите синхроимпулси преминават към осцилографа по единични
проводници, тъй като връзката между масите е осъществена чрез втория про-
водник за подаване на видеосигнала.
334
Фиг. 21.26
Разположение на отделните модули на телевизионния приемник в кутията
Фиг. 21.27
Схема на гелевизионната приемка уредба
ЕДНА ЛУПА УВЕЛИЧАВА МАЛКОТО ТЕЛЕВИЗИОННО ИЗОБРАЖЕНИЕ
В опитния образец е получено двукратно увеличаване на площта на изобра-
жението с помощта на събирателна леща от увеличителен апарат за негативи
6x9 ст. Лещата залепваме с кит към дървена рамка, изрязана съгласно фиг.
21.28. Четири шперплатови плочки фиксират рамката към осцилографа и ими-
тират кутия, с което подобряват външния вид на телевизионния приемник. Ле-
335
рвена pa/v\ko
Фиг. 21.28
Рамка за увеличителната леща
Фиг. 21.29
Телевизионната приемка } редСк кип.ршен вил
336
щата трябва да бъде отдалечена на около 1U ст от екрана. Оптималното раз-
стояние до зрителите е от 50 до 80 ст.
Завършената телевизионна уредба е показана на фиг; 21.29. Съединителните
проводници за видеосигнала трябва да бъдат максимално къси. Звуковият сигнал
се подава към нискочестотния усилвател чрез ширмован кабел.
НЯКОЛКО ЗАКЛЮЧИТЕЛЕН! ДУМИ
Нашата разходка из областта на радиотехниката и телевизионната техника
завърши. Може би не е било отегчително въпреки изчисленията, конто се на-
лагаше да правим преди някои от практическите ни занимания. Теорията и
практиката са неразделни; едната не може да се развива без другата. Въпреки
това авторът се е опитал да намали теорията до възможния минимум и да
придаде практическа насоченост на книгата. Всички описани уреди са изработени
и внимателно изпробвани. Изчерпателните схеми, чертежи и снимки са гаранция
за успех при повторната изработка на същите уреди. Все пак по-голяма полза
ще имат онези читатели, конто не само копират, но и използуват творческата
си фантазия за подобрение на описаните конструкции.
При по-нататъшната практическа работа в областта на електрониката, ра-
диотехниката и телевизията трябва да спазваме едно важно правило: Никога
да не започваме изработката на уред, преди да сме разбрали начина на неговото
действие. Само тогава ще можем бързо и лесно да откриваме грешките в мон-
тажа или Дефектните елементи и да намираме по-добри технически решения.
22 Радио и 1елевизия ...
337
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Асортамент от инструмента
Брой Вид Размери и други Дании
1 дървен или гумен чук
2 чука 200g, 500g
1 център 100 mm дълъг
1 лъкче
1 ножовка
1 трион
2 клещи (обли и плоски) 130 mm дълги
1 комбинирани клещи 160 mm дълги, изолирани
1 секачки 130 mm дълги
1 ножица за ламарина 200 mm дълга
5 отвертки широчина 2; 4; 5,5; 7 и 9 mm
1 менгеме със средна големина
2 ръчни менгемета със средна големина
4 пили плоски: 200 mm, груба и фина
крыли: 250 mm, груба и фина
Комплект пилички за фина механика
1 ръчна бормашина до 10 mm диаметър на бургията
1 електрическа бормашина до 10 mm диаметър на бургията
със стоика
Комплект бургии диаметри от 1,0 до 10,0 mm
3 комп л. метчици с върток М3, М4 и М5
3 флашки с върток М3, М4 и М5
1 метална линия 300 mm
1 шублер 160 mm
1 чертилка
1 пергел с две остриета
1 метален винкел
1 електрически поялник 100W
1 пинцета
2 пробника
1 мултицет
Приложение 2. Специфично съпротавленне на никои проводницн
Наименование на ма-
териала
fi.mm2
рв------
m
Сребро
Мед
Алуминий
Волфрам
Месинг
Желязо
Манганин
Никелин
Константан
Хром-никел
0,016
0,0175
0,03
0,055
0,07 0,08
0,1 0,15
около 0,40
около 0,42
около 0,50
около 1,0
338
Приложение ^.Международен цветен код за озвачаване сьпрогмвлението на
резвсторите
Цвят на пръс-Първи и втори пръстен Трети пръстен Четвърти пръстен
тена -----------------------------------------------------------------------
първа и втора цифра брой на нулите толеранс в %
Черен 0 0 —
Кафяв Червен 1 2 1 2 1 2
Оранжев 3 3
Жълт 4 4
Зелен 5 5
Син 6 6
Виолетов 7 7
Сив 8 8
Бял 9 9 —
Златен -1 5
Сребърен — -2 10
Без пръе- — 20
тен
Втори Трети Пърби Втори Трети Четвьоти
пръсгг^ен пръртен^пръстен пръстен^ пръстен пръстен^пръстен
биолетоб ^Черен Зе^н^Син'''ж'ълт '"""Сребьрен
4 7 5 6 0000 10 %
t,7Q/20% SeOOOOQ/10% * 560 kQ /Ю %
Приложение 4. Относи гелна ди-
електрична проницаемое! на някои
июлатори
Плимепон: icpna.ia Е,
Епсилан 7000 7000
Конденза F 80
Конденза N 40
Темпа X 30
Темпа S 14
Алуминиев окис 8,5
Калит 6,5
Стъкло 5...8
Слюда 5...8
Гетинакс 3,5...6
Шеллак 2,7...3,7
Полистирол 2,4
(стирофлекс)
Хартия 1,5...2,5
Въздух около 1
Приложение 5. Относителна магнитна прони-
цаемост на някои материали
Наименование на Maiepna.aa Mr
Хи пер.м (75" <. желязо, 20" 10 000
хром, 5% алуминий)
Меко желязо до 5000
Чугун до 600
Никел до 300
Алуминий 1.000 023
Въздух около 1
Мед 0,999 991
339
Приложение 6. Коригнращ коефициент във формулата за нзчнсленне
индуктивността на еднослониа цилиндрична бобина
Отношение D/I
Приложение Mai ниюпроводи <а i рансформаторн от силнцнева ламарина
а) Затворени □ магнитопроводи
М42 М55 М65 М74 М85а М85Ь Ml 02а М102Ь
Напречно сечение, mm2 1,8 3,4 5,4 7,4 9,4 13 12 18
Максимална мощност, w 4 12 25 50 70 100 120 180
Широчина на ламелите, mm42 55 65 74 85 85 102 102
Широчина на еэика, тт 12 17 20 23 29 29 34 34
Дебелина на пакета, тт 15 20 27 32 32 45 35 52
Брой ламели, дебели 0,35 тт 41 54 72 86 86 118 95 138
Брой ламели, дебели 0,5 тт 26 34 46 55 55 78 60 90
Височина на прозореца, тт 5,7 7,3 8,7 10,7 9,7 9,7 11,5 11,5
Широчина на прозореца тт 23 30,5 34 40 46 46 57 57
Дължина на навивка (вътре), тт 7 9 11 13 14 15,5 16 19
Дълж. на навивка (в средата), тт 9 12 14,5 16,5 17 18,5 20 23
Дължина на навивка (отвън), тт 11 14 17 20 20,5 22 23,5 27
340
ъ) Отворены (EI) магнитопроводи
EI42 EI48 EI54 EI60 EI66 EI78 Е184а Е!84Ь ЕПОба ЕИОбЬ ЕПЗОа ЕПЗОЬ
Напречно сечение, 1,95 ст2 2,56 3,24 4 4,8 6,8 7,8 11,8 12,3 15,8 12,3 15,8
Максимална мощ- 3 ноет, W 5 10 15 20 35 50 75 100 140 230 280
Широчина на ламе- 42 лите, mm 48 54 60 66 78 84 84 106 106 130 130
Височ. ламелите с 35 напречна част, mm 40 45 50 55 65 70 70 88 88 105 105
Широчина на езика, 14 mm 16 18 20 22 26 28 28 35 35 35 35
Дебелина на пакета, 14 mm 16 18 20 22 26 28 42 35 45 35 45
Брой ламели, 38 дебели 0,35 mm 43 49 54 60 70 75 109 95 118 95 118
Брой ламели, 23 дебели 0,5 mm 27 31 34 37 44 48 75 60 78 61 78
Височина на прозо- 4,7 реца, mm 5,8 6,1 7 7,9 9,7 9,7 9,7 18,3 18,3 23,7 23,7
Широчина на прозо-17 реца, mm 19,6 22 24 27 31 35 35 47 47 58 58
Дължина на навивка 7 (вътре), mm 8 9 10 11 13,5 14 17,5 18 20 20 22
Дълж. на навивка 8 (в средата), mm 9 10 11,5 12,5 15 16 19 21,5 23,5 24 26
Дължина на навивка 9 (отвън), mm 10 11 13 14 16,5 18 20,5 25 27 28 30
Р] ллагнитопробод
ЕI магнитопробод
341
Приложение 8. Брой навивки на волг в зависимост от сечението на
магнвтопровода на трансформатора
Приложение 9. Символични означения във връзка с полупроводниковое елемеши
Международни означения на електродите:
а) Диоди Ь) Биполярни транзистори
А — анод Е емитер
К — катод В — база
С колектор
S екран
Европейски означения върху корпуса на елемента
Първа буква вид материал: G — германий
S силиций
Втора буква вид елемент
А диод
С НЧ транзистор
D — мощен НЧ транзистор
Е тунелен диод
F ВЧ транзистор
с) Полеви транзистори
S — соре
G — гейт
D — дрейн
L мощен ВЧ транзистор
М — MOS транзистор
Р — фоточувствителен елемент
S — ключов транзистор
U — мощен ключов транзистор
R — полупроводников елемент с ключова характеристика
Т — тиристор
Y — полупроводников изправителен диод за ток до 10 А
Z — стабилитрон (ценеров диод)
Приложение 10. Технически даяяя на полунроводняковя диодя
а) Германяевя точковя дяодя в стъклен корпус
Тип Максимално допустимо обратно напрежение Ц)бр.- V Максимално допустим прав ток /Пр тА Обратен ток при Приложение максимално обратно напреже- ние /обр.мА Кор- пус
GA 100 20 20 £ 500 универсален 1
GA 101 40 15 £ 400 диод с малко 1
GA 102 60 12 350 > право 1
GA 103 80 10 £ 250 съпротивление 1
GA 104 НО 10 200 универсален диод с голямо обратно ' съпротивление 1
GA 105 20 20 £ 500 Видеодиод 1
GA 106 25 20 £ 40 ключов диод за 1
GA 107 60 20 £ 70 електронни изчислителни машини
GA 108 80 20 £ 100 универсален диод с голямо обратно съпротивление 1
2GA 109 40 15 300 двойка диоди за високоомни ЧМ- демодулатори 1
2GA 113 25 30 £ 40 двойка диоди за нискоомни ЧМ- демодулатори 1
GAY 60 20 75 £ 1 000 диод със 1
GAY 61 20 100 £ 1 000 златен връх с 1
GAY 62 20 100 £ 50 ниско право съпро-1
GAY'63 40 100 £ 500 тивление за елек-1
GAY 64 80 75 £ 250 тронни изчислител-1
ни машини
343
в) Германиевн плоскостей изправителни диоди
Тип Максимално допустимо обрат- но напрежение ^обр. v Максимално допустим прав ток /Пр mA Обратен ток при максимално обратно напреже- ние ;обр. МА Приложение Корпус
GY 099 12 0,1 < 100 изправител за 2
GY 100 24 0,1 < 100 слаби токове 2
GY 101 40 0,1 < 100 2
GY 102 75 0,1 < 100 2
GY 103 100 0,1 < 100 2
GY 104 150 0,1 i 50 2
GY 105 200 0,1 50 2
GY 109 12 1 < 200 3
GY НО 24 1 < 200 3
GY 111 40 1 200 3
GY 112 75 1 200 изправител за 3
GY 113 100 1 i 200 средни токове 3
GY 114 150 1 200 3
GY 115 200 1 200 3
GY 120 20 10 2 000 изправител за 4
GY 121 40 10 < 2 000 силни токове 4
GY 122 65 10 < 2 000 4
GY 123 100 10 < 2 000 4
GY 124 150 10 < 2 000 4
GY 125 200 10 2 000 4
с) Снлициеви ключови диоди в стъклен корпус
Приложение: бърз ключ за електронни изчислителни машини
Тип Максимално допустимо об- ратно иапрежен! ^обрУ Максимално допустим прав 1е ток /(1р лпА Обратен ток при максимално обратно напреже- ние /обр.мА Цветен код Корпус
З.пръстен 4.нръстен
SAY 10 50 175 50 червен червен 5
SAY 11 25 115 70 червей жълт 5
SAY 12 50 300 100 червен оранжев 5
SAY 13 25 75 40 червен зелен 5
SAY 14 25 115 70 червен син 5
SAY 15 15 75 500 червен черен 5
SAY 16 30 300 100 жълт червен 5
d) Силиниевн капацнтавни диоди
Приложение: за настройка при ВЧ и СВЧ
Ти Обратен капанитет Максимално допустимо обратно напрежение ^обр.Л Максимално допустима загубна мощное г Лиах^ Корпус
Собр.фР при 1/©бр.Л
SA 128 10...25 10 25 250 1
SA 129 2,2...3,2 25 30 1
12 3
SA 130 2,2...3,2 25 30 1
9...16 3
SA 131 45...65 2 25 — 1
SAZ 12 1...5 6 18 300 6
SAZ 13 1...5 6 18 300 6
344
е) Силициеви изправителни диоди
Тин Максимално Максимално Обратен ток при
допустимо обратно на- прежение ^o6p.'V допустим прав ток Aip/A максим, обр. на- преж. /о5р,тА Приложение Корпус
SY 200, SY 220 75 1 0,15 изправители за 7
SY 201, SY 221 100 1 0,15 средни токове 7
SY 202, SY 222 200 1 0,15 7
SY 203, SY 223 300 1 0,15 7
SY 204, SY 224 400 1 0,15 7
SY 205, SY 225 500 1 0,15 7
SY 206. SY 226 600 1 0,15 7
SY 207, SY 227 700 1 0,15 7
SY 208, SY 228 800 1 0,15 7
SY 210, SY 230 1000 1 0,15 7
SY 160 50 10 3 изправители за 8
SY 162 200 10 < 3 повишени токове 8
SY 164 400 10 3 8
SY 166 600 10 3 8
SY 170/1 100 25 8 изправители за 9
SY 170/2 200 25 8 моторни превоз- 9
SY 171/1 100 25 6 ни средства 9
SY 171/2 200 25 6 9
SY 250/0,5 50 250 7 изправители за 10
SY 250/1 100 250 7 силни токове 10
SY 250/2 200 250 7 10
SY 250/3 300 250 7 10
SY 250/4 400 250 7 10
SY 250/5 500 250 7 10
SY 250/6 600 250 7 10
SY 250/8 800 250 7 10
SY 250/10 1000 250 7 10
f) Силициеви стабилитрони в стъклен корпус
Облает на приложение: ставил изатори и ограничители на, напрежение и
защита от свръхнапрежение
Максимално допустима загубив мощност Р^х = 250 mW
Тип Напрежение на стабилизация U~ (V) при /- = 5mA Диференпиално съпротив- ление на стабилитрона /г (О)при — 5 mA Корпус
SZX 18/1 0,65...0,85 8 1
SZX 18/5,6 5,0 6,3 65 1
SZX 18/6,8 6,0 7,5 ю 1
SZX 18/8,2 7,3 9,2 8 1
SZX 18/10 8,8 11,0 17 1
SZX 18/12 10,7 13,4 30 1
SZX 18/15 13.0 16,5 40 1
SZX 18/18 16,0 20,0 55 1
SZX 18/22 19,6 24,4 90 1
SZX 19/5.1 4,8 5,4 75 1
SZX 19/5,6 5,2 6,0 60 1
SZX 19/6,2 5.8 6,6 35 1
SZX 19/6,8 6,4 7,2 8 1
SZX 19/7,5 7,0 7,9 £ 7 1
SZX 19/8,2 7,7 .. . 8,7 7 1
345
SZX 19/9 ,1 8,5 9,6 £ 10 1
SZX 19/10 9,4 10,6 15 1
SZX 19/11 10,4 11,6 £ 20 1
SZX 19/12 11,4 12,8 £ 20 1
SZX 19/13 12,5 14,0 £ 30 1
SZX 19/15 13,8 15,5 35 1
SZX 19/16 15,3 17,0 40 1
SZX 19/18 16,8 19,0 50 1
SZX 19/20 18,8 21,0 80 1
SZX 19/22 20,8 23.0 £ 80 1
SZX 19/24 22,8 25,6 80 1
g) Моим силицием стабилитпоеа _____ ________________
Обмет на приложение: стабилизаторе и ограиптли иа паарежеиае
Ртах = 7,5 W (с радиатор 100 ст2)
Тип Напрежение на стабили- зация u:. V Диференциално съпротивление к стабилитрона Максимално до- а пустим ток на стабилизация, /г, mA Корпус
SZ 600/0,75 0,65 0,85 1,5 1 000 11
SZ 600/5,1 4,8 5,5 5 180 11
SZ 600/5,6 5,2 6,0 2 165 11
SZ 600/6,2 5,8 6,6 2 150 11
SZ 600/6,8 6,4 7,2 2 135 11
SZ 600/7,5 7,0 7,9 г 125 11
SZ 600/8,2 7,7 8,7 2 115 11
SZ 600/9,1 8,5 9,6 4 105 11
SZ 600/10 9,4 10,6 4 95 11
SZ 600/11 10,4 11,6 7 85 11
SZ 600/12 11,4 12,7 7 80 11
SZ 600/13 12,4 14,1 11 70 11
SZ 600/15 13,8 15,6 11 65 11
SZ 600/16 15,3 17,1 15 60 11
SZ 600/18 16,8 19,1 15 55 11
SZ 600/20 18,8 21,2 15 50 11
SZ 600/22 20,8 23,3 15 45 11
1) при /2 = 100 mA за SZ 600/0.75 ... SZ 600/8,2
при 1г = 50 mA за SZ 600/9,1 SZ 600/15
при /2 = 25 mA за SZ 600/16 SZ 600/22
h) Саланвеви планарна диоди в пласгмасов корпус
Тип Максимално допу- стимо обратно на- прежение С^обр’ v Максимално допустим
прав ток 4ip-mA Приложение Корпус
SAY 30 25 50 КЛЮЧОВИ 12
SAY 32 25 50 ДИОДИ 12
SAY 40 15 20 бързи КЛЮЧОВИ 12
SAY 42 15 20 диоди 12
346
Приложение 11. Техначеоса даавв на транзистори
Групи в зависимост от усилването по ток
Ge — транзистори Si — транзистори
А 18 35 18 35
В 28 56 28 71
С 45 90 56 140
D 71 140 112 280
Е 112 224 224 560
F 450 . ..1120
а) Германием НЧ транзистора
Тип Макс, допус- Макс, допус- Макс, допус- Термично съ-
тима загубна тим колекто- тнмо колек- противление Приложение Корпус
мощност щах» реи ток /Стах» торно напр. К ^СЕтах’ туу
GC 100 30 15 15 1.0 НЧ предусилватели 13
GC 101 30 15 15 1,0 малошумящи НЧ предусилватели 13
GC 112 120 150 80 0,38 за високи импулсни13 напрежения
GC 116 120 150 20 0,38 НЧ предусилвателни 13
GC 117 120 150 20 0,38 и драйверни стьпала 13
GC 118 120 150 20 0,38 малошумящи НЧ предусилватели 13
GC 121 120 250 20 0,38 маломощни едно- тактни и противо-13 тактни НЧ крайни стьпала
GC 122 120 250 33 0,38 НЧ усилватели за средни напрежения 13
GC 123 120 250 66 0,38 НЧ усилватели за повишени напреже- ния 13
GC 301 1 000 1 000 32 0,33 Средномощни драй- верни и крайни НЧ стьпала 13
в) Германиеви мощна НЧ транзистора
Тип Макс, допус- Макс, допус- Макс, допус- Термично съ- тима загубна тим колекто- тимо колек- противление
мощност /’max- W реп ток /Стах* А торно напр. К ^CEmax’ V уу Приложение Корпус
GD 160 5,3 3 20 7,5 мощни НЧ едно-14
GD 170 5,3 3 30 7,5 тактни и противо-14
GD 175 5,3 3 50 7,5 тактни крайни стъ-14
GD 180 5,3 3 66 7,5 пала 14
GD 240 10 3 30 4 и ключови транзис-14
GD 241 10 3 40 4 тори 14
GD 242 10 3 50 4 14
GD 243 10 3 65 4 14
GD 244 10 3 75 4 14
347
с) Германиеви ключовн транзистори
Тип Максимално допустим Максимално до- Термично съпротивле- колекторен ток пустимо колекторно К Корпус zCmax’ mA напрежение UCE, V ние rtth, —
GS 109 GS 111 GS 112 GS 121 GS 122 50 15 0,5 13 200 15 0,5 13 200 15 0,5 13 100 20 0,38 13 100 20 0,38 13
d) Германиеви ВЧ транзистори
Jun Макс, допус- Макс, допус- Макс, допус- Термично съ- Приложение тима загубна тим колекто- гимо колек- противление Корпус
мошност J’max’ mW рен ток zCmax' mA торно на- преж. ^CEmax’ v к Rth'^
GF 100 30 15 15 0,5 МЧ стъпала за AM 13
GF 105 30 15 15 0,5 смесителни стъпала до 2 MHz 13
GF 126 50 10 20 0,6 МЧ стъпала за AM 15
GF 128 50 10 20 0,6 телевизионни МЧ стъпала 15
GF 130 50 10 20 0,6 МЧ стъпала за ЧМ 15
GF 131 50 10 20 0,6 смесителни стъпала за УКВ 15
GF 132 50 10 20 0,6 УКВ предусилвате- ли 15
GF 139 50 10 20 0,6 МЧ стъпала за ЧМ 15
GF 181 50 10 20 0,6 смесителни стъпала за УКВ 15
GF 145 60 10 15 0,75 ВЧ и смесителни стъпала до 860 MHz 16
GF 147 60 10 15 0,75 ВЧ и смесителни стъпала до 900 MHz 16
е) Силициеви НЧ, ВЧ и ключовн транзистори
Тип Макс, допус- Макс, допус- Макс, допус- Термично съ- Приложение тима загубна тим колекто- тимо колек- противление Корпус
мощност Лпах’ mW рен ток zCmax’ mA торно напр. ^CEmax’ V к Л"1, mW
SF 021 600 500 20 0,25 широколентови, ВЧ 17
SF 022 600 500 33 0,25 и НЧ усилватели, 17
SF 023 600 500 66 0,25 ключови транзисто- 17
SF 024 600 500 100 0,25 ри за електронни из- 17
SF 025 600 500 120 0,25 числителни машини 17
SF 121 600 100 20 0,25 17
SF 122 600 100 33 0,25 17
SF 123 600 100 66 0,25 17
SF 126 600 500 20 0,25 широколентови 17
SF 127 600 500 30 0,25 усилватели, ключови 17
SF 128 600 500 60 0,25 транзистори за елек- 17
SF 129 600 500 80 0,25 тронни изчислител- ни машини 17
SF 150 600 50 160 0,25 Видеокрайно стъпа- 17
ло
348
SF 131 SF 132 300 300 50 50 12 15 0,5 0,5 широколентови, ВЧ и НЧ усилватели 18 18
SF 136 300 200 12 0,5 ВЧ усилватели 18
SF 137 300 200 20 0,5 18
SS 106 300 200 15 0,5 ключови транзисто- 18
SS 108 300 200 15 0,5 ри за електронни из- 18
SS 109 300 200 15 0,5 числителни машини 18
SS 120 800 500 40 0,22 17
SS 125 600 500 25 0,25 17
SS 126 600 500 50 0,25 17
f) Силнциевн миниатюрни транзистора в пластмасов корпус
Тип Макс, допус- Макс, допус- Макс, допус- Приложение тима загубна тим колекто- тимо колек- Корпус
мощност Алах* реи ток ^Сшах» тЛ торно напре- жение "СЕтах> V
SC 206 200 100 15 НЧ транзис- 19
SC 207 200 100 15 тор 19
SF 215 200 100 15 ВЧ транзис- 19
SF 216 200 100 20 тор 19
SF 240 160 25 30 регулируеми телевизионни МЧ усилва- тели в схема общ емитер 20
SF 245 200 25 25 Нерегулируе- ми телеви- зионни МЧ усилватели в схема общ емитер 20
SS 200 150 30 70 транзистори 19
SS 201 150 30 100 за управление 19
SS 202 150 30 120 на цифрови индикаторни лампи 19
SS 216 200 100 15 ключови 19
SS 218 200 100 15 транзистори 19
SS 219 200 100 15 19
g) Силнциевн полеви (MOS) транзнсторя
Тип Макс, допус- Макс, допус- Макс, допус- Макс, допустимо Стръмност Корпус тима загубна тим ток тимо напре- напрежение mA мощност през канала жение дрейт- гейт—соре у Anax. mw ' Dmax- mA „ “I* , ‘'GS- V t/OS. mA
SM SM 103 150 15 20 -15... + 5 1,7 21 104 150 15 20 -15... + 5 1,3 21
349
Приложение 12. Определяю площта м радиатор за охлаждане ка мощен транзистор
16
74
Li JU a
Г, О
g& Bl з §* S>s О li
2
О
50 ЮО 150 200 250 300 350
Площ на радиатора, cm2
При ю женке И Във врыка с изчисляване» о индуктивное ! та на бобина ia ieiic|iaTop
3
2
1,5
1
аз
0,6
0,5
0,4
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
Q08
006
0,05
0,04
0,03
0,02
О
0,1
02 0,3 0/1 0,5 0,6 0,7 08 Q9 1
а .
350
Приложение 14. Разпределение на телевмзнонняте канала
Стандарт OIRT
Обхват Канал Честотен обхват (MHz) Носеша честота (MHz)
Изобр. Звук
I 1 48,5—56,5 49,75 56,25
2 58-66 59,25 65,75
II 3 76-84 77,25 83,75
4 84-92 85,25 91,75
5 92-100 93,25 99,75
6 174-182 175,25 181,75
7 182-190 183,25 189,75
8 190-198 191,25 197,75
III 9 198-206 199,25 205,75
10 206-214 207,25 213,75
11 214-222 215,25 221,75
12 222-230 223,25 229,75
13 470-478 471,25 477,75
14 478-486 479,25 485,75
15 486-494 487,25 493,75
16 494-502 495,25 501,75
17 502-510 503,25 509,75
18 510-518 511,25 517,75
19 518-526 519,25 525,75
IV 20 526-534 527,25 533,75
21 534-542 535,25 541,75
22 542-550 543,25 549,75
23 550-558 551,25 557,75
24 558-566 559,25 565,75
25 566-574 567,25 573,75
26 574-582 575,25 581,75
27 606-614 607,25 613,75
28 614-622 615,25 621,75
29 622-630 623,25 629,75
30 630-638 631,25 637,75
31 638-646 639,25 645,75
32 646-654 647,25 653,75
33 654-662 655,25 661,75
34 662-670 663,25 669,75
35 670-678 671,25 677,75
36 678-686 679,25 685,75
37 686-694 687,25 693,75
38 694-702 695,25 701,75
39 702- 710 703,25 709,75
40 710-718 711,25 717,75
V 41 718-726 719,25 725,75
42 726-734 727,25 733,75
43 734-742 735,25 741,75
44 742-750 743,25 749,75
45 750-758 751,25 757,75
46 758-766 759,25 765,75
47 766-774 767,25 773,75
48 774-782 775,25 781,75
49 782-790 783.25 789,75
351
ВЕЛИ
ПОСТОЯННОТОКОВИ ВЕРИГИ
КОНДЕНВАТОРИ И БОБИНИ
ПРОМЕНЛИВОТОКОВИ ВЕРИГИ
ЗАКОН НА Ом
i«=i4-
А
КАПАЦИТЕТ
С=£о
if=i^
ПРОМЕНЛИВОТОКС6О СЪПРОТИВЛЕНИЕ
1Q
1V
1А
О
ЛйАЦи»ЕТ
Щ на ; »
А v Т 2 * чи».
| ЕАЕКТРИЧЕСКА МОЩНОСТ
1W=1V.A
Р = U.I
1W
1 V
1А
P = R I2
P=U£
н R
• ИННА ПИ MHUAf '<•
1F
1 m
1 m
>ПРО
ЕниЕ
1Q
IV
1 A
•As/ Vm
С НИ:
ПОСЛЕДОВАТЕЛИ© СВЬРЗАНИ
КОНДЕ НЗАТОРИ
11^1 18^2
°--- II------II-----°
КАПАЦИТИЗНО СЪПРОТИВЛЕНИЕ
R =----1---
с 2*4. С
ГЙ-IV/A
h Hz = 1/s
1Г =1ASV
СЪПРОТИВЛЕНИЕ к = е_т
1Q 1m н' 1mm2 О СПГцИС\*чмо 1 <1 тгт.2 ЕъПРОТИВЛЕНИ^рТг m
ПОСЛЕДОВАТЕЛИ© СВЪР.чАНИ РЕЗИСТОРИ —— и R1 t ^2,4
I = CONST RnOCAx R1 * R2
u -- U1 + u2 Cl c K> I — и Xl| X) ю I —
ПАРАЛЕЛНО СВЬЗАНИ Ri ! R2, I2_ _u РЕЗИСТОРИ I о Z
U= CONST 1 1 + 1 ЯПАР R1 R2
I = Il . I2 Il R2 I2 ' Rl
ПЛЪТНОСТ НА ТОКА j 's T
ы 1A -ЧА 'ровод^и* a । 1mm2 П/*’ г* ид то л 1A/mm2 —„ i
ИНДУКТИВНО СЪПРОТИВЛЕНИЕ
Rl = 2л.(.1.
1 1 + 1
СПОСА Ci С 2
ч •
1 >ТИВЛЕНИЕ
! ЧЕСТОТА
i q = iv/a
1Hz-1s
1H = 1Vs/A
ПАРААЕАНО СВЬРЗАНИ
К0НДЕНЗАТ0РИ
МАКСИМАЛНА СТОЙНОСТ НА
ПРОМЕНАИВИЯ ГОК
Im W2.I~
АМПАИ
Т • *;СТ
Стой йрст
1A
1A
ИНДУКТИВНОСТ НА ЕДНОСАОЙНА
БОБИНА
Lxkppo-H N2'S
1H = 1^
А
МАКСИМАЛНА СТОЙНОСТ НА
ПРОМЕНЛИВОТО НАПРЕЖЕНИЕ
Um = \Г2 LL
: .’СЕМЕНА
1 H
1 m2
г.Ог
О* М н •( мд ..
Л* НИ;;* Г и© ’
1 m
m5J
м
IVs/Am
• * -<*. C*
C’
T
1V
1V
НАПРЕЖЕНИЕ ОТ ВРЪХ ДО ВРЪХ
и = 2.V2 .U,
г в
Ac R
IV
П
1.-., - !П ’
АЖ
k • ЗА8ИСИ ОТ ОТНОШЕНИЕМ
ДИАМЕТЪР ДЪЛЖИНА HA J '
БОБИН ATA
ИНДУКТИВНОСТ НА МНОГОСЛОЙНА
Ь06ИНА l = n2.al
N
аГИВЧ ст
БЛ'И НА НАВИВКИ
Х'?ЕйЧ<ЪИ‘‘ •<' А ДМ'
;‘Н’духция
1
1 Н
1Н
ВРЕМЕКОНСТАНТА
% =R С
C К.АПАЦ •
B' t Mf КОНСТАНТ *
1Q = 1V/A
1F = 1As/V
1s
ПЕРИОД НА КОЛЕБАНИЕ
T~ T
if -V-
1s
1Hz
СОБСТВЕНА ЧЕСТОТА НА РЕЗОНАН-
СЕН КРЪГ 1
f =---—~-
25. Vl С
? ЧЕГТСПА 1Hz = 1/s
' _r 1H x1Vs/A
' КАПАЦИТЕТ 1F =1As/^
СКОРОСТ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ
C = f
kvAKI
* г'.-- -
’ ’ чг 7 ТО»
1 m/s
1 m
1Hz=1/$
- ЕДИНИЦИ - (DOPMXAM
. ДРОСЕЛИ
ИВПРАВИТЕЛИ ФИЛТРИ
ТРАНЗИСТОРИ
МРЕЖОВ ТРАНСФОРМАТОР
р. = 12,р"
ЕДНОПОЛУПЕРИОДНО ИЗПРАВЯНЕ
П! 1 ’
КОЕФИЦИЕНТ НА УСИЛВАНЕ ПОТОК
я .40
д!в
N = П U
иОБР
1 = !пр
1 ПЪРВИЧНА МОЩНОСТ 1W
ВТОРИЧНА МОЩНОСТ 1 W
F СЕЧЕНИЕ НА СТОМАНЕНИЯ 1 ст
МАГНИТОПРОВОД
:БРОЙ НА НАВИВКИТЕ
: НАПРЕЖЕНИЕ 1 V
: БРОЙ НАВИВКИ ЗА 1V
2
ДРОСЕЛ
N = k6^
L=k ..N.2.S.Fe
L к7 а
БРОЙ НА НАВИВКИТЕ
- ВЪЗДУШНА МЕЖДИНА
ТОК
ИНДУКТИВНОСТ
г *. СЕЧЕНИЕ НА СТОМАНЕНИЯ
“ МАГНИТОПРОВОД
ВбХ5.6.Ю5А
J3XOAEH ТРАНСФОРМАТОР
ЕДНОПОЛУПЕРИОДНО ИЗПРАВЯНЕ
СЪС ЗАРЯДЕН КОНДЕНЗАТОР
д1С : НАРАСТВАНЕ НА КОЛЕК-
ТОРНИЯ ТОК
1В : НАРАСТВАНЕ НА БАЗО -
ВИЯ ТОК
0 •• КОЕФИЦИЕНТ НА УСИЛ-
ВАНЕ ПО ТОК
1А
1А
иОБР = 2.\Г2.и,
I = 0,6.1пр
ДВУПОЛУПЕРИОДНО ИЗПРАВЯНЕ
ж ж
ПОСТОЯННОТОКОВО УСИЛВАНЕ
в _ к"1 СЕО
!В
-о
1 ст
А
Н
1
1
1
ст2
a=0,012.^SFe
N" = N'
R11
R1
и0БР= 2.tf2. и
U0BP=V2 U~
В . ПОСТОЯННОТОКОВО
УСИЛВАНЕ
КОЛЕКТОРЕН ТОК
ОСТАТЪЧЕН КОЛЕКТО-
РЕН ТОК
БАЗОВ ТОК
1с
кхо:
1 А
1А
^В
1А
1=2 1ПР
I = 2.1ПР
ДВУПОЛУПЕРИОДНО ИЗПРАВЯНЕ
СЪС ЗАРЯДЕН КОНДЕНЗАТОР
Ж
I- 1—0
UOBp=2V2.lL
и0БР=^.и.
Rb
RB~2.B.RC
Rb
БАЗОВ РЕЗИСТОР
Rc
4—
RB ~ B.RC
х’. СЕЧЕНИЕ НА СТОМАНЕНИЯ
МАГНИТОПРОВОД
МОЩНОСТ
-:НАИ-НИСКА ЧЕСТОТА
ВЪЗДУШНА МЕЖДИНА
НАВИВКИ НА ПЪРВИЧНАТА
НАМОТКА
- НАВИВКИ НА ВТОРИЧНАТА
НАМОТКА
ПРИВЕДЕН ТОВАР
—’.ТОВАР НА ВТОРИЧНАТА
НАМОТКА
I7-! ДИАМЕТЪР НА ПРОВОД-
— НИКА НА ПЪРВИЧНАТА
- НАМОТКА
ТОК НА ПЪРВИЧНАТА
НАМОТКА
- ПОСТОЯНЕН КОЛЕКТОРЕН
ТОК
А ПЛЪТНОСТ
/ ’ НА ТОКА
1 cm2
1 W
1Hz=1/s
1 ст
1 ft
1ft
1 mm
1 A
1 A
1А
mm2
к9 - 4.5. Ю5.
I ° 1.5 1ПР 1 = 1 .5.1Пр
и0Бр 'ОБРАТНО НАПРЕЖЕНИЕ . Ц. ПРОМЕНЛИВО I НАПРЕЖЕНИЕ 1Пр:ПРАВ ТОК I I ’.ПОСТОЯНЕН ТОК
ЗАРЯДЕН КОНДЕНЗАТОР с - k3~L 3 All 1
С -ЗАРЯДЕН КАПАЦИТЕТ I ПОСТОЯНЕН ТОК aU1 -НАПРЕЖЕНИЕ НА ПУЛСАЦИИТЕ 1F=1As/V 1 А 1V
. _ с 1П-3 с ЗА ЕДНОПОЛУПЕРИОДНО ИЗПРАВЯНЕ
ь , 1ГГ3с ЗА ДВУПОЛУПЕРИОДНО к3-/ s ИЗПРАВЯНЕ Й
филтър ди2=кА'4^г К. Ъф aU2~ к 5 aUi L.Cqj
Ro ’-БАЗОВ РЕЗИСТОР
Rc : КОЛЕКТОРЕН РЕЗИСТОР
В : ПОСТОЯННОТОКОВО
УСИЛВАНЕ
1ft
1ft
dU2|
aUi J
НАПРЕЖЕНИЯ НА
ПУЛСАЦИИТЕ
R -.СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА
РЕЗИСТОРА
L .ИНДУКТИВНОСТ
НА БОБИНАТА
Сф :КАПАЦИТЕТ НА
КОНДЕНЗАТОРА
1 V
1 V
ВИЖ ПРИЛОЖЕНИЕМ)
В ТЕЗИ ПОЛЕТА
СА ОБЯСНЕНИ
вЕличините
В ТЕЗИ ПОЛЕТА СА
ВРЪЗКИТЕ МЕЖДУ
ДИМЕНСИИТЕ
В ТЕЗИ ПОЛЕТА СА
ФОРМУЛИТЕ НА ВЕ-
ЛИЧИНИТЕ
(ЗАКОНИ, ЗАВИСИМОСТИ)
В ТЕЗИ ПОЛЕТА
СА ДИМЕНСИИТЕ
НА ВЕЛИЧИНИТЕ
1ft = 1V/A
1H =1Vs/A
1F = 1As/V
k4=3,2 10 3 s (RC-филтър)
k = XT5 s2 ( LC-филтър )
3 ТЕЗИ ПОЛЕ ГА
ЗА КОНСТАНТИН
В ТЕЗИ ПОЛЕТА СА ПРИБЛИЗИТЕЛ-
HHTL КОЕФИЦИЕНТИ В ЕМПЕРИЧ-
НИТЕ ФОРМ УЛИ
Л
КОНСТРУКТИВНО ОФОРМЛЕНИЕ НА
диоди
ЕЛЕМЕНТИ
СЪДЪРЖАНИЕ
Самостоятелно прилагане на прнродните закона в техниката
1. Какво е нужно най-напред .................................................
ОСНОВИ НА РАДИОТЕХНИК АТ А
2. Преди да започнем изработката на уредите, да се запознаем с техните съставни елементи
Резистори, кондензатори и бобини
Да изчислим и навием една бобина
Нашето първо произведение — детекторният радиоприемник .......................
3. Сърцето на нашата експериментална лаборатория — едно токозахранващо устройство ..
Един трансформатор създава необхолимите променливи напрежения ................
От променливото напрежение се получава постоянно
Схемите на нашето токозахранващо устройство ..................................
За малки токове е достатъчно еднополупериодно изправяне ......................
При големи токове се предпочита изправяне и на двата полупериода .............
Делител на напрежение, независим от товара ...................................
Да изработим нашето токозахранващо устройство ................................
Регулиращият транзистор се нуждае от радиатор ................................
Една монтажна плочка ще поеме „дребните" елементи
Да оформим лицевата плоча ....................................................
Окончателен монтаж ...........................................................
4. Експернментнраме с резистори ...........................................
В променливотоковата верига възниква г нови явления ..................................47
Кондензатор, свързан към променливо напрежение .......................................50
Бобина, свързана към променливо напрежение ............................................53
Своеобразно поведение на съпротивите лните комбинации в променливотокови вериги ......56
Съставните части на тока стават по-големи от общия ток ................................56
16,5 + 16,5 = 24? ....................................................................59
5. Полупроводннците — основа на съвременната радиотехника .......................... 60
Механизмът на токопровеждането в полупроводннците ....................................63
Да снемем характеристиките на полупроводниковите изправители .........................68
Транзисторът е усилвателен елемент ...................................................72
Да снемем семейство характеристики на транзистора 74
Една важна величина — коефициентът на усилване по ток 78
Транзисторът усилва променливо напрежение ............................................78
Да проектираме и изработим едностьпален усилвател за слушалки .........................80
Схемите с германиеви транзистори са особено чувствителни към промените на температурата 83
Три схеми на свързване на транзистора ................................................85
6. Да изработим измернтел на транзистори ............................................86
7. Експериментн с прости транзнсторнн НЧ усилватели 90
Малко сметки около крайното стъпало ...................................................91
За непретенциозни случаи — усилвател с мощност 20 mW 94
За по-високи изисквания усилвател с мошност 2W 96
Високата мощност изисква охлаждане ....................................................96
Да изчислим и навием изходен трансформатор ...........................................97
Емитерен повторител напасва (съгласува) крайното към предусилвателното стъпало ........99
Да изработим разговорна уредба 102
Може и без изходен трансформатор 106
Силициевите транзистори могат да се свързват галванично ............................ 108
8. Микроелектроника — иитегралната схема замества голям брой единнчни елементи 109
9. Почти анахронизъм: наред с интегралните схемн — електронни лампи .................114
Какво трябва да се знае за електронната лампа ........................................114
Дефектна лампа за фар в ролята на електрически вентил 114
Токът може да се управлява с триод 117
Опити с електроннолъчева тръба .......................................................119
10. Да изработим електроиен осцилограф 128
Започваме с мрежовата част ...........................................................128
В нисковолтовия източник използуваме стабилитрон 130
Печатната платка — по-лесен начин за прекарване на връзките ...................-..........131
Конструкция на мрежовата част ............................................................135
Изводи от електроннолъчевата тръба към лицевата плоча 138
Да оформим лицевата плоча на осцилографа .............................................139
Един железен цилиндър екранира осцилографната тръба ......................................142
Противотактен усилвател ще осигури високото отклоняващо напрежение .......................145
Генераторът за развивка съдържа маломощен генератор и мощен усилвател 148
Да изработим измерителен усилвател .......................................................154
Честотно независим де лите л на напрежение ............................................. 155
Измерителният усилвател трябва да се екранира ........................................ 157
РАДИОТЕХНИКА
11. Чрез експериментй — към основннте положения на безжичното пренасяне на информацията .164
Да изработим генератор на електрически трептения .........................................167
Опит за безжично пренасяне на енергия ....................................................169
Предавателят излъчва електромагнитни вълни ...............................................171
Радиовълната носи музика и говор у дома ...................................-..............175
Високочестртният усилвател увеличава значително чувствителността на детекторния
ни радиоприемник ....................................................................... 179
Обратната връзка помага на високочестотния усилвател 185
12. Честотомерьт е много необходим 186
Високочестотният генератор съдържа MOS транзистор ...................................187
Измерителят на резонанс е уред с разнообразии приложения .................................190
Да изработим резонансния честотомер ..................................................191
Настройка на резонансен кръг 196
Честотомерът ни помага да измерваме индуктивност и капацитет .............................197
13. Да изработим цялостен радиоприемник .................................................198
RC групи коригират тона ..................................................................200
Да изработим мрежовата част и нискочестотния усилвател 200
Първият ни тюнер ще бъде еднокръгов ......................................................205
Да оразмерим резонансния кръг и навием бобината ..........................................206
Настройка на тюнера ......................................................................209
14. Малко сведения за широчината на честотната лента 211
Между две трептения с приблизително еднакви честоти се получава биене ....................212
Да снемем резонансната крива на трептящ кръг ............................................ 215
15. Лентовият филтър подобрява приемането ...........................................217
Да снемем резонансните криви на свързани трептящи кръгове ............................<...218
Вторият ни тюнер ще бъде двукръгов с лентов филтър 220
Докъде се простират възможностите на линейния радиоприемник ........................< 224
16. Преобразуването на честотата — друг принцип на радноприемането ..................225
Да се запознаем с новата схема 230
Така работят генераторът и смесителят ................................................230
Да оразмерим генераторния кръг .......................................................... 231
МЧусилвател с демодулатор и АРУ 234
Третият ни тюнер ще бъде с преобразу ване на честотата ,................................. 235
Генератора и смесителя ще изпробваме върху експериментална платка ....................237
Дц монтираме елементите върху печатна платка ............................................/231
Настройката на тюнера с преобразуване на честотата не е съвсем проста.................240
17. Един джобен радиоприемник ще ни направи независими от мрежата ..................241
18. Преносим радиоприемник с модулна конструкция ...................................245
Да изработим противотактен НЧ усилвател с трансформаторна връзка ...................246
Да изработим двукръгов тюнер 251
Да изработим тюнер с преобразуване на честотата със самоосцилиращ смесител и единични »
резонансни кръгове .................................................................255
Съвсем съвременно: безтрансформаторно противотактно крайно стъпало с комплементар-
ии транзистори .....................................................................263
ТЕЛЕВИЗИОННА ТЕХНИКА
19. Чрез експерименти да се запознаем с основите на телевизията ...................270
Нипков показа пътя .................................................................271
Електронният лъч чертае растер .....................................................272
Да изработим втори Генератор за развивка ...........................................274
Изработка на устройство за снемане на изображението и видеоусилвател ...............280
Да снемем изображение по електронен път ............................................288
Най-простата телевизионна уредба е вече готова .....................................291
Така работи предавателната телевизионна тръба ......................................294
20. Да проследим пътя на сигнала от предавателната телевизионна камера до приемната телеви-
зионна тръба 297
Телевизионната честота и всичко, което зависи от нея 301
В телевизионния приемник намираме познати схемни решения ...........................303
... и схеми, конто представляват новост за нас .....................................305
21. Да изработим телевизионен приемник ............................................309
Да започнем с междинночестотния усилвател на изображението ...........309
Следва входната схема ..............................................................314
Да изработим сами телевизионната антена ............................................319
Да настроим входните стъпала 323
Амплитудният отделител и стъпалото за разделяне на импулсите няма да ни създа-
датзатруднения .....................................................................327
Изображението се нуждае от звуков съпровод ............*............................330
Една лупа увеличава малкото телевизионно изображение 335
Няколко заключителни думи ..........................................................337
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Асортимент от инструменти ............................................338
Приложение 2. Специфично съпротивление на някои проводници .........................338
Приложение 3. Международен цветен код за означаване съпротивлението на резисторите .339
Приложение 4. Относителна диелектрична проницаемост на някои изолатори 339
Приложение 5. Относителна магнитна проницаемост на някои материали .................339
Приложение 6. Коригиращ коефициент във формулата за изчисление индуктивността на едно-
слойна цилиндрична бобина ..........................................................340
Приложение 7. Магнитопроводи за трансформатори от силициева ламарина 340
Приложение 8. Брой навивки на волт в зависимост от сечението на магнитопровода
на трансформатора ..................................................................342
Приложение 9. Символични означения във връзка с полупроводниковите елементи ........342
Приложение 10. Технически данни на полупроводникови диоди ..........................343
Приложение 11. Технически данни на транзистори .....................................347
Приложение 12. Определяне площта на радиатор за охлаждане на мощен транзистор ......350
Приложение 13. Във връзка с изчисляването индуктивността на бобина за генератор ....350
Приложение 14. Разпределение на телевизионните канали .............................. 351
РАДИО И ТЕЛЕВИЗИЯ ЗА САМОСТОЯТЕЛНИ ЗАНИМАНИЯ
Автор Лотар Кытиг
Преводач инж. Люл
немска ГДР
първо изд.
нж. Роземари Събева
Код 03
9Б311БББ32
3174-2Б-84
Изд. №120X9
Редактор инж. Басил Терзиев
Художник Николай Янчев
Худ. редактор Л. Коцев
Технически редактор Любчо Иванчев
Коректор Дориана Григорова
•
Дадена за набор на 25.IX.I980 г.
Подписана за печат на 30.III. 1984 г.
Излязла от печат м. юли 1984 г.
Формат 70 х 100/16
Печатни коли 22,50
Издателски копи 29,16
УИК 30,52
Цена 2.36 лв.
Държавно издателство „Техника**, бул. „Руски** №6, София
Държавна печатница „Георги Димитров** — Електронен център за фотонабор
ПЕЧАТНИ ГРЕШКИ В КНИГАТА Радио и телевизия за самостоятелни занимания
Стр. Ред Напечатано Да се чете По вина на
97 5 отг. । д _ издател "" R. tha R+ Rството ^tha lxtha ' <xrhe
97 101 325 8 отг. - Rtha - RlM 8 отг. = kQ = 2 kQ 8 отд. (4) — отнася се за формулата на р. 11 отд.