Энциклопедия радиолюбителя

Питание самодельных радиоэлектронных устройств, как правило, осуществляют от сети переменного тока или автономных источников питания (гальванических элементов и аккумуляторов). Одни устройства потребляют небольшой электрический ток и в этом случае можно обойтись батарейками, в других случаях емкости батареек недостаточно для длительной работы и приходится пользоваться блоками питания от сети. Имея всего один мощный транзистор, можно собрать простой блок питания с неплохими эксплуатационными показателями.

9.1. Сетевой блок питания

Важным показателем любого блока питания является его способность давать на выходе стабильное выходное напряжение. С этой целью обычно используют различного рода стабилизаторы напряжения, выполненные на транзисторах или микросхемах. Простейший стабилизатор постоянного напряжения состоит из резистора и стабилитрона или стабистора. В качестве стабистора может быть использован также и обычный кремниевый диод, например, типа Д226, включенный в прямом направлении. Такие стабилизаторы обычно называют параметрическими, так как их действие основано на изменении параметров нелинейного элемента, какими являются стабилитроны или стабисторы. На рис 9.1 приведена схема параметрического стабилизатора напряжения с использованием стабилитрона.

Рис. 9.1. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на стабилитроне

Напряжение на нагрузке, подключенной к выходу такого стабилизатора, будет равно напряжению стабилизации используемого стабилитрона. В связи с этим для конкретного напряжения стабилизации необходимо подбирать стабилитрон, который соответствует этому напряжению. Если, например, необходимо стабилизированное напряжение 6 В, то следует выбрать стабилитроны типа KC156A, имеющие напряжение стабилизации 5…6,3 В или КС162А с напряжением стабилизации 5,8…6,6 В. Основным недостатком параметрического стабилизатора является сравнительно небольшой максимально допустимый ток нагрузки, который бывает равен или меньше максимального тока, протекающего через стабилитрон.

Лучшими показателями обладает стабилизатор напряжения, построенный с использованием транзистора, включенного по схеме эмиттерного повторителя (рис. 9.2).

Рис. 9.2. Принципиальная схема блока питания 9 В

Напряжение на базе транзистора VT1 стабилизировано стабилитроном VD5. Напряжение на нагрузке, подключенной к контактам ХР1, приблизительно равно напряжению на базе. Для хорошей работы стабилизатора надо чтобы напряжение на конденсаторе С1 было примерно в 1,5 раза больше напряжения на нагрузке. Величина сопротивления резистора R1 подбирается в зависимости от выпрямленного напряжения и типа VD5. Ток холостого хода выбирается близким к максимально допустимому значению. В стабилизаторе можно применять также транзисторы КТ816А, КТ835А и им подобные, которые укрепляют на металлической пластине размером 30x20x1,5 мм из дюралюминия. Можно использовать и транзисторы старых типов П213…П217, П201…П203, в этом случае радиатор изготавливают размером 55x65x3 мм. Силовой трансформатор Т1 берется готовый (например, ТП8-4-220-50) или самодельный. В этом случае трансформатор выполняют на сердечнике Ш16x24, обмотка I содержит 2400 витков провода ПЭЛ-1 0,12, обмотка II — 275 витков ПЭЛ-1 0,33.

9.2. Питание устройств от гальванических элементов

Применяя гальванические элементы для питания аппаратуры, следует помнить, что долговечность их работы зависит от условий хранения и величины тока, который потребляет устройство. Так, сохранять элемент или батарею необходимо в сухом прохладном месте, можно положить на нижнюю полку бытового холодильника. Для большинства элементов и батарей максимальное значение кратковременного потребления тока не должно быть больше 0,1…0,2 начальной емкости источника питания. Для обеспечения работы радиоэлектронных устройств с большим потреблением мощности в течение длительного времени (до 50…100 часов), необходимо чтобы среднее значение тока потребления было в 50…100 раз меньше начальной емкости источника.

В настоящее время выпускается несколько основных типов гальванических элементов и батарей: угольно-цинковые (марганец-цинковые), щелочные, литиевые, серебряно-цинковые, ртутно-литиевые. Среди названных батареек самыми лучшими считаются литиевые, т. к. имеют большую емкость, самое большое напряжение и самый длительный срок хранения — до 7…10 лет. Литиевые батарейки являются и самыми дорогими по стоимости. Эти батарейки, в основном, используются для фото и кинокамер. Серебряные и ртутные элементы выпускаются в виде миниатюрных дисков («таблеток») и их используют, в основном, в слуховых аппаратах и часах. Из первых двух типов наиболее широкое распространение имеют угольно-цинковые, как наиболее доступные по цене. Хотя щелочные батарейки и дороже угольно-цинковых по стоимости, но зато имеют лучшие характеристики. У них больше емкость и срок хранения. Напряжение щелочных батареек несколько меньше угольно-цинковых, приблизительно на 0,1 В, но по мере разряда напряжение долгое время держится почти на одном уровне и только в конце резко падает. Для того чтобы выделить этот тип батареек, зарубежные фирмы на них делают надпись «Alkaline» (щелочной элемент). На отечественном рынке гальванических элементов и батареек сейчас большой процент составляет продукция зарубежных стран. На корпусе химического источника тока обязательно стоит его типоразмер по нескольким стандартам. На корпусах пальчиковых элементов можно встретить маркировку в основном по стандартам: Международной электротехнической комиссии (МКЭ) — R6 (солевой электролит) или LR6 (щелочной электролит), американский стандарт— АА, японский — АМЗ и российский — 316. Фирменные батарейки отличаются тем, что они, как привило, поступают в продажу запаянные в прозрачную пленку или в специальной картонно-пленочной упаковке.

• батарейки с солевым электролитом — TDK DINAMIC POWER, VARTA 3006 и 2006. SONY NEW ULTRA, SANYO SUPER, TOSHIBA Heavy Dury, GP GREENCELL, GP SUPERCELL, ENERMAX, DAEWOO, FUJI NOVEL;

• батарейки с щелочным электролитом — DURACELL, DURACELL ULTRA, ENERGIZER, ENERGIZER TESTER, SONY ALKALINE, PANASONIC POWER ALKALINE, TOSHIBA ALKALINE, POLAROID ALKALINE.

Несколько продлить срок службы гальванического элемента, у которого не поврежден стакан, можно путем вливания в него соответствующих растворов. Для этого больше подходят элементы без стальной обоймы, типа 373, 343 и т. д. Для восстановления элемента в его торце со стороны плюсового вывода прокалывают несколько отверстии диаметром 2…3 мм на глубину 50 мм. Обычно 2 отверстия у угольного стержня, а 2 — у кромок цинкового стакана. Отверстия заполняют аммиаком водным техническим, используемым для удобрения или бытовых целей (марка «А», сорт 1). Отверстия заполняют несколько раз по мере впитывания в течение 1…2 дней. После этого отверстия закрывают парафином, битумом или пластилином. Готовность к работе элемента проверяют лампочкой от карманного фонарика. При этом удается удлинить срок службы гальванического элемента на 20…40 часов. Если нет аммиака водного, то можно в отверстия залить аптечный нашатырный спирт или в крайнем случае обычную воду.

9.3. Особенности питания аппаратуры от аккумуляторов

Для радиоприемников и других радиоэлектронных устройств часто используют аккумуляторы. Аккумуляторы вырабатывают электрический ток в результате окислительно-восстановительной реакции. В них под действием внешнего источника постоянного тока происходят обратимые процессы, в результате чего первоначальные вещества восстанавливаются. Аккумуляторы только накапливают энергию, которую при необходимости могут снова отдать. Отсюда и происходит их название (от латинского accumulare — накапливать, собирать). Промышленностью выпускается большое количество различных типов аккумуляторов. В радиоэлектронике нашли применение различного типа аккумуляторы. Наибольшее распространение получили никель-кадмиевые аккумуляторные элементы и батареи дисковой конструкции.

При эксплуатации аккумуляторов необходимо придерживаться некоторых правил. Для периодического подзаряда аккумуляторов применяют зарядные устройства. Такие устройства должны удовлетворять паспортным данным подзаряжаемого аккумулятора по току и времени заряда. Соблюдение рекомендованных режимов заряда и разряда аккумуляторов способствует продлению срока его эксплуатации до 5…7 лет.

В карманных приемниках часто используется аккумуляторная батарея 7Д-0,1 и ее модификация 7Д-0,125. При зарядке аккумуляторов типа 7Д-0,125 от сети 220 В можно использовать простую схему, которая обеспечивает ток заряда около 12 мА, при этом продолжительность зарядки составляет 10…15 часов (рис. 9.3).

Рис. 9.3. Принципиальная схема устройства для зарядки аккумулятора 7Д-0,125

Особенностью устройства является то, что если по забывчивости аккумулятор будет находиться на зарядке больше времени чем положено, то его перезарядки не произойдет. Зарядный ток аккумуляторной батареи определяется емкостью конденсатора С1 и при достижении напряжения U_бат = 9,4 В начинает уменьшаться, когда напряжение батареи достигнет U_бат = 9,4 В открывается стабилитрон VD1, который практически полностью блокирует процесс зарядки. Одним из недостатков аккумуляторных батарей типа 7Д-0,1 и 7Д-0,125 является, как известно, то, что кадмиево-никелевые элементы, из которых они состоят, теряют свою работоспособность при разряде ниже 1 В. Такой разряд аккумуляторных элементов приводит к сокращению срока их службы. В связи с этим аккумуляторную батарею разряжать ниже 7 В не рекомендуется. Продлить срок службы батареи можно, если иметь соответствующий сигнализатор контроля напряжения во время эксплуатации. На рис. 9.4 приведена электрическая схема сигнализатора напряжения аккумуляторной батареи.

Рис. 9.4. Принципиальная схема сигнализатора разряда аккумуляторной батареи 7Д-0,125

Сигнализатор собран на микросборке полевых транзисторов DA1 и поэтому потребляет в дежурном режиме очень малый ток — менее 0,1 мА. При напряжении питания батареи больше 7 В светодиод HL1 не горит. При снижении напряжения до 7 В — светодиод HL1 загорается, что сигнализирует о необходимости подзарядки аккумуляторов. Переменным резистором устанавливают порог срабатывания светодиода HLI. Разность между напряжениями источника питания, при которых гаснет и зажигается светодиод очень мала, всего 0,03 В.

Основные характеристики некоторых типов отечественных аккумуляторов, наиболее часто используемых для питания радиолюбительских конструкций, приведены в табл. 9.1.

9.4. Индикатор полярности источников напряжений

В практике радиолюбителя иногда возникает проблема определения полярности источников напряжений. Для этих целей подойдет индикатор полярности напряжений, схема которого приведена на рис. 9.5.

Рис. 9.5. Принципиальная схема сигнализатора разряда аккумуляторной батареи 7Д-0.125

Подключив вывод 2 к корпусу источника, прикасаются щупом 1 к определяемому контакту, индикатор указывает на «плюс» источника напряжений, если светится светодиод VD1, а в случае «минуса» светится — VD2. Конструкция не содержит дефицитных деталей. Вместо указанных на схеме полевых транзисторов могут быть использованы КП303Е, а вместо указанного типа светодиодов подойдут АЛ102А и им подобные, лишь бы проходящий через них допустимый прямой ток был больше или равен начальному току стока полевого транзистора.

Все детали индикатора удобно собрать в корпусе от авторучки. Добавим, что в пробнике могут быть использованы и другие типы полевых транзисторов и светодиодов, при условии, что

I_{т. д.} >= I_{т. т}.

где I_{т. д.} — допустимый прямой ток через светодиод, I_{т. т} — начальный ток стока полевого транзистора.

В полевых условиях определить полярность источника постоянного тока можно несколькими простыми способами. В соответствии с одним в срез сырого клубня картофеля на расстоянии нескольких миллиметров один от другого вставляют два медных провода и подключают к источнику питания. Вокруг положительного электрода вскоре возникает зеленое пятно, а вокруг отрицательного — поверхность картофеля остается чистой. По другому способу берется кусочек промокательной бумаги, пропитанной фенолфталеином (другое название пурген — лекарство, продается в аптеке), и высушивается. Потом эту бумагу увлажняют и кладут на стеклянную пластину. Если теперь приложить к промокательной бумаге концы проводов, полюса которых необходимо определить, то вблизи отрицательного полюса бумага становится ярко-малинового или красного цвета. Существует еще более простой способ определения полярности источника постоянного тока — при помощи свечи. В пламя вводят два вывода от источника. От воздействия тока изменяется форма пламени, из длинного оно становится низким и широким, а на проводнике подключенном к «—» появляется веточка сажи.

10.1. Карманный фонарик на аккумуляторах

Как известно в карманных фонариках для питания лампочки используют различные источники питания: гальванические элементы, аккумуляторы и небольшие электродинамические машины. Наиболее удобными считаются фонарики на аккумуляторных элементах, так как они допускают периодическую их подзарядку от осветительной сети.

Схема фонарика с питанием от аккумуляторных элементов приведена на рис. 10.1.

Рис. 10.1. Принципиальная электрическая схема аккумуляторного фонарика

При включении фонарика в сеть о начале процесса подзарядки свидетельствует загорание светодиода VD2. В фонарике используется три последовательно соединенных аккумуляторных элемента типа Д-0,25. Лампочка накаливания 3,5 В на 0,15 А. В выпрямителе для зарядки аккумуляторов использованы диод типа КД102 и светодиод типа АЛ307. Конденсатор типа К73-17 на напряжение не менее 400 В. Можно использовать и диоды типа Д226, но это приведет к увеличению размеров фонарика. Все детали подзарядного устройства собираются на небольшой пластинке 35x20 мм толщиной 0,3 мм из текстолита или прессшпана. В пластине предварительно сверлят отверстия диаметром 1 мм согласно монтажной схемы. Пропустив выводы деталей в отверстия платы, скручивают их и пропаивают. Плату помещают в круглый пластмассовый корпус подходящих размеров. Примерное расположение деталей фонарика приведено на рис. 10.2. Время заряда фонарика составляет около 19 часов. Одной зарядки хватает на 2,5 часа непрерывной работы фонарика.

Рис. 10.2. Возможная конструкция аккумуляторного фонарика

10.2. Сигнализатор уровня воды в металлической емкости

Устройство позволяет проконтролировать наполнение металлической емкости водой до определенного уровня и вовремя перекрыть воду, о чем сигнализирует зажигание лампочки. Схема сигнализатора приведена на рис. 10.3.а и содержит всего один транзистор большой мощности. В момент поднятия воды в баке до заданного уровня, который определяется положением металлического электрода в баке, база транзистора VT1 получает небольшое отрицательное смещение через резистор, состоящий из сопротивления резистора R1 и массы воды, в результате чего транзистор открывается и загорается сигнальная лампочка HL1. В качестве транзистора можно использовать любой мощный кремниевый транзистор типа КТ814, КТ816 и им подобный, можно использовать транзисторы старых типов, например, германиевые транзисторы большой мощности типа П202Э, П213 и им подобные. Заметим, что соединение базы транзистора с металлическим баком должно быть хорошего качества, а электрод должен не касаться бака и крепится на изоляторе. В качестве электрода можно использовать стержень из любого металла. Питание можно осуществить как от батареек, так и от блока питания, дающего 12 В. Лампочка HL1 типа КМ-2 на 12 В и ток 105 мА. Переменный резистор R1 может быть любого типа. Собирают устройство на монтажной планке, закрепленной в герметичной пластмассовой коробочке (рис. 10.3.б). На один из боков коробочки выведены: гнездо для подключения источника питания и контактные винты для подключения проводов, идущих от электрода и бака. Во время налаживания устройства наполняют бак водой и опускают в воду металлический стержень. Вращением резистора R1, изменением глубины погружения и расстояния между электродом и стенкой бака добиваются зажигания лампочки HL1. Определив нужное положение металлического электрода, закрепляют его на стенке бака.

Рис. 10.3. Принципиальная схема (а) и монтаж на монтажной планке (б) деталей сигнализатора уровня воды в металлической емкости

10.3. Сигнализатор уровня воды в пластмассовой емкости

Конструкция предыдущего сигнализатора наполнения водой емкости содержала всего один электрод, в качестве второго использовался сам металлический бак. Если бак пластмассовый, то обычно используют два электрода, опущенных в жидкость. Схема устройства для данного случая приведена на рис. 10.4.

Рис. 10.4. Принципиальная схема сигнализатора уровня воды в пластмассовой емкости

В качестве элемента сигнализации о наполнении емкости используется светодиод VD2. Вместо указанного на схеме транзистора VT1 можно использовать любой маломощный кремниевый транзистор. Ввиду небольшого количества деталей монтируют устройство на монтажной планке, после чего все помещают в коробочку с источником питания. Электроды закрепляются на пластмассовой крышке, предусмотрев возможность изменения их длины при погружении. Налаживание заключается в определении необходимой величины погружения и расстояния между электродами, при которой зажигается светодиод. Иногда для открывания транзистора приходится подбирать величину сопротивления резистора R1.

10.4. Сигнализатор полива растений на даче

Облегчить соблюдение норм полива на дачном участке призван сигнализатор высыхания почвы, приведенный на рис. 10.5. Сигнализатор работает на том же принципе, что и предыдущие сигнализаторы, его срабатывание происходит в зависимости от величины подаваемого отрицательного смещения на базу транзистора. В сигнализаторе используется один резистор типа МЛТ-0,5, транзистор типа МП42 или ему подобный и электромагнитное реле, контакты которого включают насос и происходит полив водой участка. Электромагнитное реле К1 можно взять типа РСМ-1 или РСМ-10, главное чтобы оно срабатывало при напряжении 7…9 В. В качестве транзистора VT1 можно использовать любой маломощный германиевый или кремниевый транзистор.

Рис. 10.5. Принципиальная схема сигнализатора полива растений на даче

При использовании транзистора обратной проводимости, например, типа КТ315, полярность подключения источника питания необходимо изменить на противоположную. Устройство собирается на монтажной планке закрепленной в пластмассовом корпусе. В корпусе имеется контактный разъем для подключения батарейки типа «Крона». К одной из стенок корпуса крепится реле.

На боковой стенке устанавливается разъем для подключения металлических электродов. Налаживание сигнализатора заключается в подборе сопротивления резистора R1 и расстояния между электродами, добиваясь срабатывания реле К1.

10.5. Индикатор радиоактивности

Индикатор наличия радиоактивности собран всего на одном транзисторе, но несмотря на это имеет звуковую и световую сигнализации (рис. 10.6). По интенсивности щелчков в наушнике судят об относительном уровне радиоактивного фона. Одновременно со щелчками вспыхивает неоновая лампочка типа МН-3, что также позволяет делать определенные выводы о радиоактивном фоне. Трансформатор преобразователя напряжения намотан на ферритовом кольце типа К18 с магнитной проницаемостью М2000. Обмотка I (первичная) трансформатора содержит 4 витка провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм, обмотка II — 4 витка провода ПЭЛ диаметром 0,5 мм, обмотка III — 900 витка ПЭЛШО диаметром 0,1 мм. В качестве высоковольтного диода VD1 можно использовать кремниевый диодный столб типа 2Ц102А. Транзистор VT1 может быть любой германиевый или кремниевый. В приборе можно использовать наушники с сопротивлением звуковой катушки 30…100 Ом. Питание прибора осуществляется от двух гальванических элементов типа 316 или одной батарейки типа 3336Л. Прибор содержит небольшое число деталей и поэтому его удобнее собрать в корпусе подходящих размеров, в котором закреплена и монтажная планка с распаянными радиодеталями. Настройка индикатора сводится к правильному подключению выводов трансформатора Т1 к соответствующим элементам схемы.

Рис. 10.6. Принципиальная схема индикатора радиоактивности

10.6. Корректофон

Заикание является неприятным дефектом речи. Человек как бы спотыкается, произнося слова, фразы, предложения, при этом ему приходится напряженно следить за своей речью. Наблюдения показали, что если отвлечь заикающегося человека от постоянного контроля за своей речью, то заикание становится не очень заметным.

Выполнить роль такого отвлекателя и призван корректофон. Корректофон представляет собой звуковой генератор, к которому подключены наушники. Чтобы человек не слышал свой голос, на его слух надо воздействовать звуковым сигналом определенного состава и интенсивности. Наиболее близко удовлетворяет этим требованиям так называемый «белый шум». «Белым» шум называется потому, что в нем одинаково выражены частоты всего звукового диапазона, от самых низких до самых высоких, то есть от 20 Гц до 15000 Гц. Этот диапазон полностью воспринимается человеческим ухом. Звучание «белого шума» подобно звуку горного водопада. Прослушивая через головные телефоны такие низкочастотные колебания генератора человек, страдающий заиканием лишается возможности слушать свой голос, успокаивается и меньше заикается при разговоре. Ежедневные тренировки с корректофоном могут в некоторой степени помочь в восстановлении нормальной речи. На рис. 10.7 показана схема простого корректофона на одном транзисторе VT1 типа КТ315Б.

Рис. 10.7. Принципиальная схема корректора

Имеющийся в конструкции переменный резистор R3 выполняет роль регулятора тембра и дает возможность изменять частоту генератора от 100 до 2000 Гц. Для питания прибора можно использовать три малогабаритных аккумулятора типа Д-0,06 или три гальванических элемента типа 316. Головные телефоны BF1 могут быть любого типа, желательно с большими амбушюрами, чтобы исключить попадание в ушную раковину посторонних звуков. К корректофону можно также подключить стереонаушники для плейеров и радиоприемников УКВ.

В корректофоне можно использовать любой транзистор обратной проводимости. Конденсаторы, постоянные резисторы и переменный резистор могут быть любого типа, желательно малогабаритные. В качестве выключателя SA1 применим небольшой тумблер, например, типа ПТ57.

Детали корректофона монтируются на монтажной планке, которая помещается в небольшой пластмассовый корпус и закрепляется винтами (рис. 10.8).

Рис. 10.8. Монтаж деталей корректофона на монтажной планке

Если в конструкции будет использоваться транзистор КТ315Б, то для удобства монтажа его выводы надо удлинить, припаяв к ним отрезки медного провода длиной 10 мм. Размеры корпуса должны быть такими, чтобы в нем кроме монтажной планки еще поместился отсек для элементов питания и другие крупногабаритные детали. На одной стороне корпуса крепится переменный резистор R3, выключатель SA1 и гнездо X1 для подключения наушников.

10.7. Измеритель эмоций

Профессии летчика, космонавта, испытателя космической техник требуют от человека абсолютного здоровья и высокой эмоциональной устойчивости. Определить степень эмоциональной устойчивости человека можно при помощи прибора называемого эмоциометром. В основе его работы лежит известный факт, что сопротивление определенных участков тела человека зависит от деятельности потовых желез, которыми управляет нервная система. Любое эмоциональное возбуждение или нервно-психическое напряжение заставляет потовые железы работать интенсивнее, что и обуславливает уменьшение сопротивления кожи человека. На этом и построена работа прибора — измерителя эмоций, схема которого приведена на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Принципиальная схема эмоциометра («детектора лжи»)

К гнездам XS1 и XS2 прибора с помощью изолированных проводов присоединяются специальные электроды, которые закрепляются на теле человека. Электроды крепят на тех участках тела, где содержится максимальное количество потовых желез. Удобным является крепление электродов на кисти руки, один электрод прикладывается к ладони, а другой — к ее тыльной стороне. После присоединения электродов к телу переменным резистором R1 устанавливают ток во внешней цепи, например, через руку человека.

Величина тока может колебаться в пределах 20…50 мКА. Контроль этого тока проводят по микроамперметру РА1. Регистрация изменения тока, связанного с эмоциональным возбуждением, производится микроамперметром РА2, включенным по мостовой схеме, а также может проводиться по самописцу, подключенному к разъемам Х3 и Х4. Для питания прибора можно использовать отдельный блок питания на 9 В или гальванические элементы, например, 6 штук элементов 373.

В приборе используются такие радиодетали: микроамперметры PA1 — М494 на 100 мкА, РА2 — М592 на 50 мкА с нулем по середине шкалы. Можно использовать и другие измерительные приборы с током полного отклонения стрелки 100 мкА. Транзистор VT1 типа МП39…МП42 или любой исправный транзистор прямой проводимости с обратным током коллектора не более 5 мкА. Постоянные резисторы типа MЛT, переменные резисторы любого типа, желательно с обратной логарифмической зависимостью (В).

Все детали прибора монтируются в металлическом корпусе размером 80x120x250 мм (рис. 10.10). Транзистор VT1 вместе с постоянными резисторами монтируют на монтажной планке, к контактам которой припаивают также концы изолированных проводов, идущих от приборов РА1, РА2, переменных резисторов Rl, R5 и разъемов для подключения электродов, самописца и блока питания.

Рис. 10.10. Общий вид эмоциометра и установка электродов на руке

Электроды представляют собой металлические диски диаметром 10…20 мм и толщиной 2…5 мм, которые вырезают из листа цинка, серебра или посеребренной фольги. Диски амальгируют, покрывают пастой из каолина, замешанного на насыщенном растворе сернокислого цинка. Каолин можно купить в аптеке. После этого электроды обматывают марлей смоченной в физиологическом растворе. Для приготовления физиологического раствора берут стакан воды и размешивают в нем столовую ложку обычной пищевой соли.

Эмоциональную устойчивость человека с помощью данного прибора определяют следующим образом. Испытываемого устраивают в — лежачее или сидячее положение в затемненной комнате. Электроды смачивают в физиологическом растворе и закрепляют на руке бинтом. С помощью переменного резистора R5 стрелку прибора РА2 устанавливают на «0». Переключателем SA1 устанавливают определенную чувствительность прибора. Чувствительность прибора наибольшая, когда контакты переключателя SA1 замкнуты, то есть резистор R4 закорочен. При разомкнутых контактах SA1 чувствительность прибора уменьшается в 5 раз. Когда все настройки произведены, то через 1–2 минуты после появления раздражителя, стрелка прибора РА2 начинает смещаться на некоторую величину, а самописец фиксировать время реакции человека на раздражитель. Раздражителем при испытаниях может быть свет, звук, прикосновение к телу, а также устные вопросы к испытываемому, носящие провокационный характер. Если у человека хорошая эмоциональная устойчивость, отклонения стрелки будут незначительными, а самописец будет чертить плавную кривую без пиков.

По существу данный прибор представляет собой простейший вариант «детектора лжи». Если составить определенным образом ряд вопросов к испытываемому и попросить его давать однозначные ответы «да» или «нет» на задаваемые вопросы, то в результате самописец начертит соответствующую кривую. Расшифровка такой кривой заключается в выявлении на кривой всплесков (пиков или горбов) и сопоставлении их со временем задавания вопросов. По известному времени и определяют вопросы, которые вызвали раздражение и заставили задуматься испытываемого. Характер вопросов, вызвавших раздражение и позволяет сделать соответствующий вывод о причастности или непричастности человека к какому-нибудь делу.

11.1. Реле времени

Реле времени, схема которого изображена на рис. 11.1, собрано на одном мощном кремниевом транзисторе типа КТ814А. Вместо указанного на схеме типа транзистора VT1 можно использовать КТ818 с любой буквой, а также старого типа, например, П202 или П213. Установку выдержки времени производят с помощью резисторов R1 и R2, при этом выдержки времени получаются от 1 до 60 секунд.

Рис. 11.1. Принципиальная схема реле времени

Устройство работает следующим образом. После нажатия кнопки SA1 происходит заряд конденсатора С1 до величины напряжения источника питания. Отжатие кнопки приводит к разряду конденсатора С1 на цепь, состоящую из резисторов R1…R4, участка транзистора база-эмиттер и резистора R5. И как видно из схемы время разряда определяется указанными элементами. Разрядный ток конденсатора, протекающий через транзистор, вызывает увеличение тока коллектора и приводит к срабатыванию реле К1, контакты которого включают сигнал, извещающий о начале установленного интервала времени. По прошествии установленного интервала времени ток разряда конденсатора уменьшается, что приводит к уменьшению коллекторного тока транзистора и возвращению реле в исходное состояние. В схеме резистор R2 обеспечивает выдержку 1…10 с, R1 — свыше 60 с. Если подобрать сопротивления, входящих в схему резисторов, то можно получить другие необходимые интервалы времени. Реле К1 типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.302) с током срабатывания 22 мА и рабочее напряжение 24…36 В. Кнопка SA1 может быть любого типа, лишь бы устройство замыкания контактов отвечало схеме реле. Налаживание устройства заключается в установке тока срабатывания реле изменением резисторов, входящих в схему. Перед наладкой реле делают круглые шкалы для переменных резисторов R1 и R2, на которых в процессе налаживания наносят времена выдержек.

11.2. Сторожевое устройство с датчиком в виде провода

Данное сторожевое устройство относится к контактному типу. Оно срабатывает при размыкании контактов, устанавливаемых на охраняемом объекте. В данном случае на вход устройства XS1 подключена тонкая проволока, которая проложена вокруг объекта. При обрыве проволоки происходит срабатывание реле K1, контакты КМ которого и включают сигнализирующее устройство. Схема сторожевого устройства приведена на рис. 11.2. Монтаж устройства несложен и производится на монтажной планке. Все устройство помещается в корпус, в котором имеется отсек питания и гнезда SA1 для подключения охранного провода.

Рис. 11.2. Принципиальная схема сторожевого устройства с датчиком в виде провода

Налаживание сторожевого устройства заключается в установке переменным резистором R1 тока срабатывания реле, когда не подключен охранный проводник. Реле К1 может быть типа РЭС-10 (паспорт РС4.524.300) или ему подобное на рабочее напряжение 7… 15 В. В качестве датчика, сигнализирующего об опасности, можно использовать систему контактов, которые замыкаются при надавливании на них. Контакты можно установить, к примеру, на стекле двери, а в качестве сигнализатора использовать электрический звонок, подключенный к срабатывающим контактам реле. Если стекло разбить, контакты разомкнутся, сработает реле и зазвенит звонок.

11.3. Сторожевое охранное устройство с контактными датчиками

Простое сторожевое устройство охранной сигнализации с использованием датчиков, в роли которых используются микропереключатели типа МП-I, которые размыкаются при надавливании на них, приведено на рис. 11.3. В это время срабатывает реле К1 и своими контактами включает систему сигнализации, сирену или звонок. Датчики устанавливаются на окнах, дверях жилых и служебных помещений. Они крепятся к стеклу со стороны выключающей кнопки. В устройстве могут быть использованы реле К1 типа РЭС-10 или РЭС-15. В схеме транзистор VT1 можно взять любой, в зависимости от типа его проводимости необходимо соответствующим образом подключать питание. Питается устройство от любого источника с напряжением от 9 до 18 В. Монтаж устройства может быть проволочным или с использованием печатной платы. В табл. 11.1 приведены основные характеристики микропереключателей типа МП.

Рис. 11.3. Принципиальная схема сторожевого охранного устройства с контактными датчиками

_{Минимальная величина коммутируемого напряжения для МП-1…МП-11 в пределах 3 В, для МП-12 в пределах 0,5 В. Меньшая величина напряжения недопустима, т. к. контакт будет ненадежен.}

_{Полное сопротивление контактной пары не более 0,05 Ом. Частота коммутируемого переменного тока 50…400 Гц.}

_{Время срабатывания контактов не более 0,01 с.}

_{Микропереключатель МП-12 предназначен для коммутации постоянного и импульсного напряжений. Частота повторения импульсов не более 500 Гц.}

Внешний вид переключателей типа МП (к табл. 11.1)

11.4. Секретный замок

Секрет открывания этого замка основывается на том, что для его открытия необходимо знать величину сопротивления резистора, подключенного к гнездам многоконтактного разъема XS1 (рис. 11.4). В схеме используется реле РЭС-10 (паспорт РС4 524.302). Конструктивно ключ ХР1 представляет собой штепсель от многоконтактного разъема, к которому припаян резистор. Транзистор VT1 может быть любого типа. Налаживание заключается в подборе значений резисторов R1 и R2, при которых происходит срабатывание реле К1.

Рис. 11.4. Принципиальная схема секретного замка

11.5. Электронный камертон

Электронный камертон, схема которого дана на рис. 11.5, может быть использован для настройки музыкальных инструментов и на уроках пения. В основе конструкции лежит схема генератора звуковой частоты на одном транзисторе с автотрансформаторной связью. При нажатой кнопке SA1 камертон вырабатывает звуковые колебания, высота тона которых устанавливается переменным резистором R1. Резистор R1 позволяет установить диапазон частот около одной октавы. В качестве катушки индуктивности L1 можно использовать первичную обмотку выходного трансформатора, имеющего сечение сердечника около 1,5 см² от любого радиоприемника. Главное, чтобы катушка содержала около 3000 витков провода ПЭВ 0,08…0,12 и отвод от средней точки. Трансформатор используется в конструкции без сердечника. Для понижения частоты генерируемых колебаний увеличивают емкость конденсатора С2 или вводят в катушку железный сердечник. Уменьшение емкости С2 приводит к повышению генерируемой частоты. В устройстве может быть использован любой маломощный германиевый транзистор типа МП39…МП42Б. Громкоговоритель желательно взять высокоомный типа 0.1ГД-13 с сопротивлением звуковой катушки 60 Ом, в противном случае можно использовать телефонный наушник ДЭМ-4М. Камертон собирается в пластмассовом корпусе, в котором наружу выведена кнопка включения питания и ось переменного резистора с одетой на нее ручкой. Габариты устройства определяются размерами применяемых деталей.

Рис. 11.5. Принципиальная схема электронного камертона

11.6. Имитатор соловьиных трелей

Для озвучивания игрушек и различных сцен в самодеятельных спектаклях может пригодиться имитатор пения соловья. Основу схемы имитатора составляет блокинг-генератор, собранный на одном транзисторе типа МП42Б, который имеет две цепи положительной обратной связи (рис. 11.6). Как видно из схемы одна цепь, определяющая период повторения трелей, включает резисторы R1, R2 и конденсатор C1, другая — определяет частоту основного тона и включает катушку индуктивности L1 и конденсатор С3. Желаемое звучание устанавливается переменным резистором R1, имеющим линейный закон изменения сопротивления и изменением емкости конденсатора С1 (0,022…0,047 мкФ). Тон звучания подбирается изменением емкости С3 (4,7…33 мкФ). Подбором значения резистора R3 устанавливают рабочую точку транзистора VT1 и реальность воспроизводимого звука.

Сопротивление этого резистора зависит от параметров применяемого транзистора и находится в пределах 3,3…10 кОм. Если необходимо длительное звучание трели, то емкость конденсатора С2 в этом случае 2200 мкФ. Громкоговоритель и выходной трансформатор Т1 могут быть взяты от любого малогабаритного радиоприемника. Для катушки индуктивности L1 можно использовать одну из обмоток согласующего трансформатора того же приемника. Имитатор собирается в деревянном или пластмассовом корпусе, габариты которого зависят от размеров применяемых радиодеталей.

Рис. 11.6. Принципиальная схема имитатора соловьиных трелей

12.1. Приемник СВ и ДВ

Особенностью приемника на одном транзисторе является то, что при выключенном питании он работает как детекторный. В этом случае эмиттерный переход транзистора выполняет роль детектора. Это очень удобно, если проводите время на даче или в лесу и нет батареек. В случае подключения к приемнику батарейки, транзистор выполняет еще одну функцию — усилителя звуковой частоты. Дальнобойность приемника напрямую зависит от параметров внешней антенны и качества изготовления катушек индуктивности, в частности, от их добротности. Как сделать внешнюю антенну, рассказано в разделе 26.1 этой книги. Схема приемника приведена на рис. 12.1.

Рис. 12.1. Принципиальная схема радиоприемника с транзисторным детектором для приема радиовещательных станций СВ и ДВ

В приемнике может быть применен любой исправный германиевый или кремниевый транзистор, но лучше использовать транзистор КТ3102Б. Режим его работы устанавливается изменением сопротивления резистора R1 до получения максимума громкости принимаемой радиостанции. Катушки индуктивности могут иметь различную конструкцию. Наиболее простая конструкция представляет каркасы из пластмассы или картона диаметром 20 мм и длиной 40 мм, на которых проводом ПЭЛ 0,15…0,25 намотано 80 витков для СВ (L1) и 310 витков для ДВ (L2). Катушку СВ желательно намотать виток к витку, а ДВ можно внавал. В связи с тем, что катушки без сердечников, подгонку их индуктивности можно осуществить, если часть витков катушки (примерно 1/3 от общего количества витков) намотать на подвижном небольшом каркасе, перемещающемся по основному каркасу. Переключатель диапазонов SA1 любого типа. Наушники высокоомные, с сопротивлением катушек 1200 Ом или 2200 Ом. Приемник собирается в пластмассовом или деревянном корпусе, размеры которого зависят от габаритов используемого конденсатора переменной емкости. Монтаж радиокомпонентов приемника можно сделать на монтажной планке.

12.2. Приемник КВ

Приемники для КВ в настоящее время строят, в основном, по супергетеродинной схеме, в меньшей мере по схеме прямого усиления с положительной обратной связью. Связано это в первую очередь с тем, что обеспечить необходимую избирательность с помощью одного входного контура приемника прямого усиления не удается. Невзирая на это, осуществить прием мощных КВ станций на приемник, сделанный и без обратной связи, можно. На рис. 12.2 приведена схема приемника для приема волн 25…49 м.

Катушки L1 и L2 содержит по 13 витков провода ПЭЛ-1 0,7, намотанных на каркасе диаметром 15 мм без сердечника в одном направлении. На каркасе катушки размещены друг от друга на расстоянии 5 мм. Дроссель L3 намотан проводом ПЭЛ-1 0,18 в один слой виток к витку по длине корпуса постоянного резистора типа ВС-0,5 сопротивлением не менее 100 кОм.

Рис. 12.3. Принципиальная схема сверхрегенеративного радиоприемника для приема УКВ ЧМ

Собирают и монтируют приемник в небольшом корпусе с использованием проволочного монтажа на планке с контактами. Для хорошей работы приемника необходимы внешняя антенна, длиной несколько метров, и заземление. Налаживание приемника производят подбором сопротивления резистора R1 по максимальной громкости принимаемой станции, для удобства его можно заменить переменным резистором.

12.3. Сверхрегенеративный приемник УКВ

На одном транзисторе можно собрать приемник для приема станций популярного сейчас УКВ диапазона. В приемнике, схема которого приведена на рис. 12.3, использован сверхрегенеративный детектор.

Рис. 12.3. Принципиальная схема сверхрегенеративного радиоприемника для приема УКВ ЧМ

Сверхрегенеративный приемник известен давно и благодаря тому, что позволяет получить достаточно высокую чувствительность при простоте схемы, пользуется популярностью у радиолюбителей. Основной его недостаток — сравнительно низкая избирательность, а отсюда — плохая помехозащищенность. Но для диапазона УКВ подходит, так как здесь станций немного и поэтому удается получить неплохой прием радиостанций как в отечественном диапазоне, так и иностранном.

Приведенная схема имеет некоторые отличия от классического сверхрегенератора. Она отличается способом получения и подачи на базу транзистора колебаний экспоненциальной формы, обеспечивающих генерацию «вспышек» высокочастотных колебаний. Это достигается использованием базовой RC-цепи, R1, R2, С4. Сразу после включения питания переход база-эмитгер транзистора VT1 имеет большое сопротивление. Такое положение продолжается до момента, пока напряжение на конденсаторе С3, заряжающемся от источника питания через резисторы R1, R2, не достигнет порога открывания транзистора.

После достижения транзистором некоторого порога усиления начинается генерация высокочастотных колебаний. Ток, проходящий через переход база-эмиттер, разряжает конденсатор С4 и процесс повторяется снова. Как видно, частота «вспышек» высокочастотных колебаний прямо зависит от напряжения питания.

В приемнике уровень режима сверхрегенеративного приема регулируется изменением емкости подстроечного конденсатора С2. Максимальную чувствительность приемника устанавливают изменением сопротивления резистора R1. Катушки L1 и L2 намотаны проводом ПЭЛ 0,8 на расстоянии друг от друга 3…4 мм на пластмассовом каркасе диаметром 6 мм и содержат 8,5 витков и 2,5 витка соответственно.

Дроссели L3, L4 и L5 содержат по 7…8 витков провода, намотанных виток к витку на таких же каркасах и таким же проводом, что и контурные катушки. Катушки индуктивности необходимо сделать очень аккуратно, так как от этого зависит качество приема. Конструкция приемника может быть аналогична вышеприведенным приемникам. В качестве антенны лучше взять телескопическую антенну от портативного приемника, что даст возможность улучшить прием, подобрать необходимую длину антенны. Для получения громкоговорящего приема радиостанций можно присоединить к приемнику усилитель звуковой частоты. Схема и конструкция более совершенного приемника, имеющего УКВ диапазон, приведена ниже.

12.4. Коротковолновый конвертор

Конвертор представляет собой небольшую приставку, с помощью которой на радиоприемник, имеющий диапазоны длинных или средних волн, можно принимать радиостанции, работающие на коротких волнах. Принципиальная схема конвертора приведена рис. 12.4. Конвертор позволяет принимать радиостанции, работающие в диапазоне 19…49 м. Это по существу преобразователь высокой частоты в промежуточную. Работать он может как с супергетеродинными, так и радиоприемниками прямого усиления, имеющими диапазон СВ. Принятый антенной сигнал радиостанции коротких волн поступает на контур L1, С2, С3 и через отвод катушки L1 и разделительный конденсатор С4 поступает на преобразователь частоты. Преобразователь содержит один транзистор, который построен по схеме самовозбуждения. Транзистор соединяет в себе функции смесителя и гетеродина. Гетеродинная часть собрана по схеме с индуктивной обратной связью. Здесь катушка L3 индуктивно связана с контуром L2, С6, С2.2. Настройка входного и гетеродинного контуров на необходимую частоту осуществляется сдвоенным блоком конденсаторов С2.1 и С2.2. Напряжение принятого сигнала поступает на базу транзистора VT1, а напряжение гетеродина — на эмиттер. Вследствие преобразования двух частот на фильтре L4, С7, на нагрузке каскада, выделяется новая преобразованная частота, лежащая в диапазоне средних волн, в данном случае 1 МГц.

Необходимый режим работы транзистора устанавливают подбором резистора R1. Антенной конвертора может служить любой многожильный изолированный провод длиной 1…1,5 м или небольшая телескопическая антенна, прикрепленная к его корпусу.

Рис. 12.4. Принципиальная схема конвертора для приема радиостанций в диапазоне коротких волн

Схема конвертора не содержит дефицитных деталей. Катушки приставки — самодельные. Катушки L1 и L2 наматываются на стандартных малогабаритных каркасах диаметром 7 мм с подстроечными сердечниками 100НН и содержат по 12 витков провода ПЭВ-1 0,41 с отводами от 3 витка. Начало намотки катушек на схеме обозначены точкой. Катушка связи L3 содержит 2…3 витка ПЭЛШО 0,25 и наматывается поверх L2 между ее началом и отводом. Катушка фильтра промежуточной частоты L4 намотана на картонном каркасе, размещенном на отрезке ферритового стержня с магнитной проницаемостью 400НН, длиной 20…25 мм и диаметром 8 мм. Катушка L4 содержит 60 витков провода ПЭЛШО 0,18…ПЭЛШО 0,25. Конструкция катушек конвертора представлена на рис. 12.5.

Рис. 12.5. Конструкция входной (а) и гетеродинной (б) катушек индуктивности коротковолнового конвертора

Для монтажа деталей конвертора используется печатная плата. Корпус приставки склеивают дихлорэтаном из пластмассы толщиной 2 мм. В корпусе следует предусмотреть отсек для подключения элементов питания. Налаживание конвертора начинают с установки коллекторного тока транзистора VT1. В цепь коллектора (на схеме показана крестиком) включают миллиамперметр. Изменением величины сопротивления резистора R1 устанавливают ток 0,5…0,8 мА. Далее в корпусе закрепляют: плату, конденсатор переменной емкости, выключатель и телескопическую антенну. Когда приставка собрана, производят настройку ее катушек. Настраивают средневолновой приемник на частоту 1 МГц. Приставку располагают возле магнитной антенны приемника, подключают антенну и включают ее питание. Вращая ось конденсаторов переменной емкости приставки, прослушивают станции.

Если станции не прослушиваются, необходимо поменять местами выводы подключения катушки L3. Добившись приема станций, вращают подстроечный сердечник катушки L1 до максимальной громкости принимаемой станции. Границы принимаемого коротковолнового диапазона устанавливают, ориентируясь по промышленному приемнику, вращая в ту или иную сторону сердечник катушки L2. На этом налаживание конвертора заканчивается.

13.1. Передатчик УКВ-ЧМ на одном транзисторе

Передатчик имеет дальность действия 10…15 м, что позволяет осуществлять передачи в пределах квартиры. Его можно использовать для трансляции звукового сопровождения телевизора на УКВ приемник (66…74 МГц) с наушниками и тем самым смотреть передачи, не мешая окружающим. Если передатчик присоединить к линейному выходу плейера, то можно прослушивать магнитные записи на УКВ приемник.

Передатчик представляет собой автогенератор малой мощности и собран на кремниевом высокочастотном транзисторе типа КТ315 (рис. 13.1). Потребляемый ток передатчиком составляет около 1 мА.

Питается устройство от источника постоянного напряжения 9 В, например, батареи типа «Крона». В автогенераторе осуществляется частотная модуляция колебаний электрическими сигналами, поступающими от модулятора, каким является, например, УЗЧ телевизора, на базу транзистора VT1. Передатчик собирается на монтажной планке и помещается в корпус. Антенну лучше использовать телескопическую, это позволит подобрать оптимальную длину антенны для качественной передачи радиоволн при настройке передатчика. Частота передачи устанавливается конденсатором С4, а устойчивая генерация — С5. Катушка L1 бескаркасная и имеет 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,56 мм. Диаметр намотки — 4 мм, длина намотки — 12 мм.

Рис. 13.1. Принципиальная схема передатчика УКВ-ЧМ на одном транзисторе

Передатчик настраивают следующим образом: включают УКВ приемник и устанавливают его указатель настройки в том месте диапазона, где не прослушиваются радиостанции. Затем включают передатчик, подключенный к линейному выходу плейера, конденсатор С5 устанавливают в среднее положение и, вращая конденсатор С4, добиваются прослушивания магнитной записи в радиоприемнике. В противном случае раздвигают или сжимают витки катушки и изменяют длину антенны. Изменяя емкость конденсатора С5, добиваются неискаженной передачи сигнала. При трансляции звукового сопровождения телепередач сигнал снимают в телевизоре с гнезда для подключения наушников. Для этого придется приобрести штеккер соответствующего диаметра и припаять к нему соединительные провода. Свободные концы такого удлинителя можно припаять к разъему ХР1.

13.2. Радиомикрофон

Радиомикрофон представляет собой электронное устройство, которое позволяет передавать звуковой сигнал на расстояние, не пользуясь при этом традиционным кабелем. Такой подход к передаче сигнала значительно расширяет технические возможности существующей аппаратуры. Он может оказаться полезным во время концертов, тематических вечеров и т. д.

Радиомикрофон собран на двух германиевых транзисторах (рис. 13.2). Он работает в диапазоне 66…74 МГц и его дальность действия составляет около 50 м. В схеме транзистор VT1 выполняет функции модулятора, a VT2 — генератора. Генератор вырабатывает высокочастотное напряжение, которое поступает в антенну WA1, а модулятор изменяет частоту этого напряжения в небольших пределах в такт с речью говорящего перед микрофоном. Частота ВЧ напряжения зависит от частоты резонанса контура катушки L1, конденсаторов С4…С6 и емкости диода VD1, которая изменяется в такт величине приложенного обратного напряжения. Для работы генератора используется положительная обратная связь, которая осуществляется через конденсаторы С5 и С6 на эмиттер транзистора VT2.

Рис. 13.2. Принципиальная схема радиомикрофона с радиусом действия около 50 м

Детали радиомикрофона монтируются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, а конденсаторы — К10-7В. Катушка передатчика L1 содержит шесть витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2…0,5 мм, намотанных на оправке диаметром 6 мм. В конструкции использован высокоэффективный малогабаритный электретный микрофон типа МКЭ-3. Настройка радиомикрофона производится аналогично предыдущему передатчику.

Если в одном корпусе разместить радиомикрофон и УКВ радиоприемник, то получится простая радиостанция.

13.3. Малогабаритная радиостанция типа «Д»

Среди разрешенных типов радиостанций личной связи есть так называемый тип «Д» — детские переговорные устройства. Для них выделена частота 27,140 МГц при мощности передатчика 10 мВт и амплитудной модуляции с полосой частот 300…3000 Гц. На рис. 13.3 схема радиостанции типа «Д» с дальностью связи не менее 80 м. В передатчике и приемнике используется один и тот же каскад ВЧ на транзисторе VT1. При приеме он работает в режиме сверхрегенерации, а при передаче — в режиме непрерывной генерации с кварцевой стабилизацией частоты и коллекторной модуляцией.

Рис. 13.3. Принципиальная схема малогабаритной радиостанции типа «Д»

Рассмотрим отдельно режимы работы радиостанции. В режиме приема принятый антенной WA1 сигнал через удлиняющую катушку L1 и антипаразитный резистор R1 поступает на катушку связи L2 сверхрегенеративного детектора — транзистор VT1. По постоянному току режим транзистора задается базовым делителем R6, R8 и резисторами R4 и R2, которые вместе с конденсаторами С5 и С2 задают частоту гашения. Элементами контура L3 и С1 производится настройка детектора на требуемую частоту. Электрическая цепь, состоящая из СЗ, R3 и С7, задает глубокую положительную обратную связь. Во время вспышки из-за увеличения коллекторного тока транзистора VT1 С2 немного разряжается, а С5 подзаряжается. Это приводит к снижению тока VT1 и срыву генерации. После этого через резисторы R2 и R4 происходит подзарядка С2 и С5, соответственно. Подзарядка происходит до тех пор, пока коллекторный ток VT1 не достигнет того значения, при котором образуется очередная вспышка. Осциллограммы в характерных точках приемника показаны на рис. 13.4.б. С конденсатора С2 продетектированный сигнал вместе с пилообразным сигналом гашения через конденсатор С4 поступает на регулятор громкости R3. Далее сигнал проходит через фильтр низкой частоты, собранный на R14, С13, С14, который обрезает частоту гашения, полезный сигнал звуковой частоты поступает на УЗЧ. Усилитель 3Ч собран на двух транзисторах VT2 и VT3. Выходной каскад работает в классе А при токе коллектора около 20 мА. Динамическая головка ВА1 включена в оконечный каскад УЗЧ через выходной трансформатор Т1.

В режиме передачи происходит рост коллекторного тока VT1, т. к. его базовое смещение определяется резистором R7, а цепь положительной обратной связи замыкается через С7, ZQ1 и С8. Питание на коллектор VT1 подается через вторичную обмотку трансформатора Т1.

В данном случае транзистор VT1 переходит в режим устойчивой генерации с кварцевой стабилизацией частоты. Динамическая головка ВА1 через резистор R15 подключается к базе VT3. При таком включении ВА1 удается получить амплитуду НЧ напряжения на коллекторе VT2 1…2 В, что является достаточным для эффективной модуляции высокочастотного сигнала, вырабатываемого передатчиком на VT1. Кнопка SA2 служит для передачи сигнала вызова или азбуки Морзе. При нажатии кнопки УЗЧ возбуждается на частоте 1000 Гц. На рис. 13.4.в приведены осциллограммы в характерных точках передатчика.

Рис. 13.4. Осциллограммы в характерных точках приемника и передатчика

В радиостанции в основном использованы промышленные радиодетали. Постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, переменный резистор R3 любого типа малогабаритный с выключателем. Электролитический конденсатор СП типа К50-6, остальные конденсаторы — К10-7В.

Транзистор VT1 можно заменить другим высокочастотным транзистором типа n-р-n, имеющим граничную частоту 500…1000 МГц. В качестве транзисторов VT2, VT3 подойдут любые кремниевые транзисторы соответствующей проводимости. Транзистор VT2 должен иметь коэффициент передачи по току не менее 300. В качестве трансформатора Т1 можно использовать выходной трансформатор от любого карманного радиоприемника. Динамическая головка ВА1 может быть любая малогабаритная. Антенна WA1— телескопическая длиной около 1 м. Переключатель режима работы SA1 типа ПКН-61 или П2К, кнопка SA2 — любая без фиксации.

Самодельными деталями радиостанции являются катушки индуктивности. Катушка L1 бескаркасная и имеет 25 витков провода ПЭЛ 0,5, намотанных на оправке диаметром 6 мм. Катушки L2 и L3 намотаны на пластмассовом каркасе диаметром 6 мм, имеющем подстроечный сердечник М50НН 2,8х12. Катушка L3 содержит 18 витков провода ПЭЛ 0,36, a L2 намотана поверх катушки L3 и содержит 4 витка провода той же марки. Детали радиостанции распаиваются на печатной плате.

Наиболее критичными к взаимному расположению элементов являются ВЧ генератор на VT1 и переключатель SA1. Рекомендованное их расположение показано на рис. 13.5. Расположение остальных радиодеталей на плате не особенно критично.

Рис. 13.5. Рекомендуемый монтаж деталей высокочастотного тракта радиостанции

Настройка радиостанции начинается с радиоприемника. Вращением сердечника катушки L3, добиваются появления в динамике ВА1 характерного шума сверхрегенератора. Если этого не удается достигнуть, то подбирают емкость С3. После появления режима сверхрегенерации проверяют ее сохранность при питании 7…9 В и различной длине антенны WA1. Иногда может потребоваться подобрать более точнее значение резистора R6. Для настройки контура L3, С1 используют образцовую радиостанцию, имеющую диапазон 27,140 МГц в режиме передачи. Вращая сердечник катушки L3, пытаются настроиться на сигнал образцовой радиостанции. На этом настройка радиостанции заканчивается.

P.S. В связи с расширением использования в повседневной жизни большого количества самой разнообразной радиоэлектронной аппаратуры, имеющей источники электромагнитного излучения, в России было принято несколько постановлений по этому вопросу. В частности, «Особые условия приобретения радиоэлектронных средств и высокочастотных устройств» (утверждены постановлением Правительства РФ 17 июля 1996 г. № 832), Федеральный закон «О связи» и др. В соответствии с действующим законодательством для покупки радиоизлучающих устройств необходимо получить разрешение Государственного надзора за связью в РФ (главного управления или его территориальных органов). Из бытовой аппаратуры, содержащей в явной форме радиопередающие устройства, не надо получать разрешения только для бесшнуровых телефонов, работающих в полосах частот 814…8I5 МГц, и 904…905 МГц с мощностью не более 10 мВт для детских радиопереговорных устройств и радиоуправляемых игрушек, работающих в полосе частот 26975…27283 кГц с мощностью излучения не более 10 мВт. С 1994 г. в диапазоне 27 МГц (диапазон персональной связи) разрешено пользоваться полосой частот 26970…27860 кГц отдельным гражданам и юридическим лицам для разработки, серийного производства, закупки и эксплуатации радиостанций с мощностью излучения не более 10 Вт. Для работы на этих частотах Главгоссвязьнадзор оформляет разрешение по упрощенной процедуре.

14.7. Пробники годности маломощных транзисторов с различным типом индикации

Пробник, схема которого приведена на рис. 14.1, позволяет ответить на вопрос: исправен или не исправен транзистор. Об исправности транзистора свидетельствует свечение лампочки EL1. Пользуются пробником следующим образом: зная, что транзистор VT1 заведомо исправен, подключив проверяемый транзистор к пробнику и вращая ось резистора R2, добиваются максимального свечения лампочки EL1.

Рис. 14.1. Принципиальная схема пробника со световой индикацией для проверки маломощных транзисторов

Если при проверке нескольких транзисторов оказалось, что у одного транзистора лампочка загорается при большей величине сопротивления резистора R2, чем у других, то это свидетельствует о его большем коэффициенте усиления по сравнению с другими. Пробником можно проверять транзисторы различной проводимости при условии, что один транзистор исправен. В связи с этим целесообразно сделать гнездо для подключения транзистора VT1. Детали пробника монтируются в небольшой коробочке, на боковые стороны которой устанавливают выключатель питания, гнезда для подключения транзисторов, выводят ось переменного резистора и делают отверстие для наблюдения за свечением лампочки. В некоторых случаях бывает более удобнее иметь пробник со звуковой сигнализацией о годности транзистора. Схема такого пробника приведена на рис. 14.2. Схема представляет собой простой генератор звуковой частоты. Если подключенный к пробнику проверяемый транзистор VT1 исправен, то в наушниках слышен звук высокого тона, если нет, то звук отсутствует.

Рис. 14.2. Принципиальная схема пробника со звуковой сигнализацией для проверки маломощных транзисторов

14.2. Пробник для проверки тринисторов и мощных транзисторов

Пробник для проверки мощных биполярных транзисторов любой структуры можно построить на основе схемы, приведенной на рис. 14.3. Методика проверки годности транзистора пробником несложна. При подключении транзистора любой структуры к зажимам Х1…Х3 образуется своеобразный ключ, который срабатывает при определенном токе базы. При замкнутых контактах SA1 ток базы регулируется резистором R1. В момент достижения током базы определенного значения транзистор открывается и загорается контрольная лампочка EL1. По положению движка в этом случае можно судить о коэффициенте передачи транзистора. Полярность источника питания устанавливается в зависимости от типа структуры проверяемого транзистора. Питание к пробнику подключают выключателем SB1 на небольшой промежуток времени, чтобы не испортить транзистор из-за перегрева. Выключателем SB2 подключают базу к резистору R1 только когда движок находится в крайнем правом положении, в противном случае велика вероятность выхода из строя транзистора. При отключенном положении контактов выключателя SB1 производится проверка участка транзистора коллектор-эмиттер. При исправном участке лампочка EL1 не зажигается, что свидетельствует о том, что участок не пробит.

Рис. 14.3. Принципиальная схема пробника для проверки тринистров и мощных транзисторов

Пробник годится и для проверки тринисторов типа КУ201, КУ202. В этом случае анод тринистора подсоединяют к зажиму X1, управляющий электрод — к Х2, катод — к Х3. В этом случае, переключатель SB1 должен находиться в положении «n-р-n», чтобы на анод и управляющий электрод подавалось плюсовое (по отношению к катоду) открывающее напряжение, а контакты SA1 — разомкнуты. Если при нажатии кнопки SB2 лампочка ELI не загорается, то тринистор исправен, в противном случае — неисправен. При годном тринисторе к выключателю SA1 подключают переменный резистор R1 и вращением его движка из крайнего правого положения по схеме добиваются зажигания лампочки, свидетельствующей об открывании тринистора. Пробник собран из распространенных деталей, резистор R1 типа СП-1, R2 — МЛТ-0,25, выключатели SB1 — тумблер П2К, a SB2 — тумблер ТВ2-1, зажимы для выводов деталей типа «крокодил». Все детали с батареей питания размещаются в соответствующем корпусе.

14.3. Универсальный пробник проверки транзисторов

Пробник, схема которого приведена на рис. 14.4, позволяет проверять как биполярные, так и полевые транзисторы разной структуры, малой и средней мощности. Схема пробника представляет собой генератор звуковой частоты, в котором колебания возникают благодаря обратной связи между затвором 1 и истоком. Для увеличения обратной связи использован повышающий трансформатор Т1, так как коэффициент передачи каскада с таким включением транзистора меньше единицы. Подключив к зажимам испытываемый транзистор, прослушивают колебания генератора через наушники. Вращением оси резистора R5 добиваются устойчивой генерации, если же она отсутствует, то необходимо поменять местами выводы подключения первичной обмотки I трансформатора Т1. В зависимости от структуры транзистора, переключателем SA1 устанавливают нужную полярность подключения источника питания. В конструкции пробника используется согласующий трансформатор от любого промышленного карманного приемника или радиоконструктора «Мальчиш». При самостоятельном изготовлении трансформатора для сердечника используются стандартные пермаллоевые пластины типа Ш4х8, обмотка I содержит 2150 витков, а обмотка II — 320x2 витков. Обе обмотки наматываются проводом ПЭТВ-2 0,06.

Головной телефон BF1 — малогабаритный сопротивлением 50… 1200 Ом, например, ТА-2, ТМ-3 или капсюль ТА-56А. Пробник собирают в небольшой пластмассовой коробочке, на верхней крышке устанавливают гнезда для подключения транзисторов и кнопки включения и переключения полярности источника питания, а на одной из боковых сторон — гнездо для подключения наушников и переменный резистор R5. При проверке выводы биполярных транзисторов подключаются к следующим зажимам: эмиттер — XS5, база — XS2, коллектор — XS4, а полевых транзисторов типа КП103, КП302: исток — XS5, затвор — XS3, сток — XS4; с одним изолированным затвором — подключаются к гнездам.

Рис. 14.4. Принципиальная схема универсального пробника проверки транзисторов

14.4. Приборы обнаружения короткозамкнутых витков в катушках индуктивности

При изготовлении в радиолюбительских условиях контурных катушек, высоко- и низкочастотных трансформаторов и дросселей, в обмотках могут появиться короткозамкнутые витки, которые резко уменьшают их добротность и отрицательно сказываются на работе всего устройства. Для контроля произведенной намотки катушки индуктивности служит прибор, схема которого приведена на рис. 14.5.

Рис. 14.5. Прибор для проверки короткозамкнутых витков

Прибор представляет собой генератор звуковой частоты, который работает в режиме непрерывного генерирования. Его генерация, вплоть до срыва, регулируется резистором R1. Индикатором наличия генерации служит светодиод HL1, а также слышимый при этом звуковой сигнал в виде тонкого писка. Если надеть испытываемую катушку с короткозамкнутым витком на ферритовый стержень прибора, то произойдет срыв генерации, светодиод погаснет, сигнализируя о наличии в катушке короткозамкнутых витков. Причиной появления короткозамкнутых витков могут быть: некачественная намотка, повреждение изоляции, «перехлест» витков и т. д.

Все катушки прибора намотаны на ферритовом стержне марки 400НН диаметром 8 мм и длиной 120…160 мм и содержат следующее количество витков: L1 — 60 витков провода ПЭВ-1 0,2; L2 — 55 и L3 — 220 витков провода ПЭВ-1 0,35. Катушки L2 и L3 намотаны в один слой на ферритовый стержень, a L1 намотана на картонной гильзе, которая способна перемещаться по катушке L2 при подборе максимального свечения светодиода.

Указанный на схеме транзистор можно заменить на ГТ402 с любой буквой или на П213…П216 с любым индексом. Постоянный резистор R1 типа МЛТ-0,5, а переменный резистор R2 — СПО-0,5. Кнопка SB1 может быть любой малогабаритной с нормально разомкнутыми контактами. Питание прибора осуществляется от трех гальванических элементов типа 316. Все детали прибора монтируются на печатной плате размером 40x40 мм, вырезанной из листового одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,8 мм (рис. 14.6).

Рис. 14.6. Печатная плата (а) и монтаж на ней деталей (б) прибора для проверки короткозамкнутых витков

Плата вместе с источником питания помещается в подходящий пластмассовый корпус. Ферритовый стержень закрепляется в корпусе таким образом, чтобы одна его половина с катушками находилась в корпусе, а вторая — из него выступала. Возможен случай, когда при короткозамкнутом витке в катушке не происходит срыва генерации, хотя свечение светодиода понижается, а частота генерации повышается, что ощутимо на слух. Этот случай характерен при проверке катушек, обмотки которых намотаны тонким проводом диаметром до 0,15 мм.

14.5. Универсальный генератор-пробник

У радиолюбителя среди сложных приборов должен быть обязательно простой универсальный пробник, позволяющий производить настройку и отыскивать неисправности в аппаратуре в различных экстремальных условиях. На рис. 14.7 представлена схема генератора-пробника.

Рис. 14.7. Принципиальная схема универсального генератора-пробника

Как видно из схемы трансформатор создает сильную положительную обратную связь между коллекторной и базовой цепями транзистора VT1. При этом в схеме возникают колебания сложной формы, имеющие вид периодических остроконечных импульсов. Основная частота колебаний лежит в пределах слышимого звукового диапазона 1,5…3 кГц, а гармоники настолько сильны, что занимают полосу частот вплоть до коротковолнового диапазона. Выходное напряжение генератора составляет 1 В. Для питания пробника могут быть использованы два аккумулятора типа Д-0,06 или две батарейки «таблетки», используемые в часах и калькуляторах.

В генераторе могут быть использованы транзисторы р-n-р, например, типа МП39…МП42 с любой буквой или КТ361. Можно использовать и транзисторы n-р-n типа КТ315 и им подобные, но тогда следует изменить полярность включения источника питания на обратную по отношению к той, что показана на схеме. Конденсаторы С1 и С2 могут быть любого типа, но малогабаритные. Емкость С1 находится в пределах 6800…33000 пФ и подбирается в зависимости от генерации требуемой частоты. Резистор R1 типа МЛТ-0,125. Все обмотки трансформатора Т1 наматываются проводом ПЭЛ-1 диаметром 0,08 на предварительно разломанном и склеенном клеем БФ-2 ферритовом кольце, имеющим внешний диаметр 10 мм и магнитную проницаемость М2000. Первичная обмотка I содержит 500 витков, а вторичная обмотка II — 150 витков.

Детали пробника монтируются на печатной плате 55x13 мм, вырезанной из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,8 мм (рис. 4.8).

Рис. 14.8. Печатная плата (а) и монтаж на ней (б) деталей генератора-пробника

К плате так же припаивается кусок заостренного медного провода 01…1,5 мм и длиной 30 мм и один конец многожильного изолированного провода длиной 100 мм с припаянным на другом его конце зажимом типа «крокодил». Плата вместе с источником питания GB1 и выключателем SA1 помещается в пластмассовый цилиндрический корпус из-под использованного маркера с внутренним диаметром 14 мм.

Во время наладки пробника к щупу ХР1 и зажиму ХР2 подсоединяются наушники с сопротивлением звуковых катушек 2200 Ом. При работающем генераторе в наушниках прослушивается свист высокого тона. Если тона нет, тогда следует поменять концы подключения одной из обмоток трансформатора Т1, например, обмотки I. Генерация подбирается изменением сопротивления резистора R1, а частота — конденсатором С1. Если имеется цифровой частотомер, то подключив его, настраивают генератор на требуемую частоту.

Работа с генератором-пробником несложна. При подключении пробника к исправному УЗЧ радиоприемника в громкоговорителе должен прослушиваться писк. Далее поочередное подключение шупа к детектору, к УРЧ и антенной катушке должно приводить к нарастанию громкости писка. Это говорит о правильной настройке радиоприемника. Таким образом, касаясь различных точек схемы радиоприемника, магнитофона, плейера, телевизора можно проверить прохождение сигнала по всему приемо-усилительному тракту и выявить неисправность. При проверке низкочастотных частей радиоаппаратуры зажим ХР2 следует присоединять к шасси. Этого не следует делать при проверке высокочастотных частей, чтобы не вносить расстройку в контуры. В этом случае соединение с шасси производится посредством емкости руки. Чтобы проверить целиком магнитофон, плейер или радиоприемник, необходимо к магнитной головке или ферритовой антенне поднести катушку, присоединенную к зажимам работающего генератора-пробника. В каждом случае должен быть писк высокого тона. Катушка должна содержать 200…300 витков провода ПЭЛ-1 0,08, намотанного на каркас диаметром 8 мм.

С помощью генератора-пробника можно настраивать и регулировать радиоприемники, находить неисправности в УЗЧ, магнитофонах, плейерах и даже телевизорах.