ВОСПОМИНАНИЕ № 10. ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК. 13 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 35Следующая ⇒

Стандартный длинноволновый диапазон имеет граничные частоты от 150 кгц до 408 кгц, или, что то же самое (рис. 49), граничные длины волн от 2000 м до 735,3 м.

Рис. 49. Чем меньше начальная емкость контура, тем больший диапазон можно перекрыть одним и тем же конденсатором настройки.

Границы средневолнового диапазона такие: по частоте от 525 кгц до 1605 кгц и соответственно по длине волны от 571,4 м до 186,9 м. Легко подсчитать, что для полного перекрытия диапазона ДВ нужно, чтобы резонансная частота контура (или, что то же самое, резонансная длина волны) изменялась примерно в 2,7 раза (408:150 ~= 2,7). Аналогично для полного перекрытия с диапазона СВ нужно, чтобы резонансная частота контура (резонансная длина волны) изменялась бы примерно в три раза (1605:525 ~= 3). Запомните и эти цифры: 2,7 и три раза.

Теперь поясним, почему понадобилось запоминать цифры, характеризующие перекрытие по емкости и по частоте. Дело в том, что оба эти показателя самым непосредственным образом связаны между собой. Ведь резонансная частота зависит от емкости контура (Воспоминания № 19 и № 20), а значит, изменение резонансной частоты, то есть частоты настройки, зависит от изменения емкости контура. Зависимость здесь квадратичная.

Для того чтобы изменить частоту в два раза, нужно изменить емкость в четыре раза; для изменения частоты в три раза необходимо изменение емкости в девять раз и т. д. Одним словом, если вы хотите, чтобы частота настройки контура изменялась в K_f раз, то нужно, чтобы емкость настроечного конденсатора изменялась в К_с = K²_f раз. Это и есть квадратичная зависимость.

У нас как будто все получается прекрасно: емкость контура уже с учетом паразитных емкостей меняется в девять раз. Поэтому поворотом ротора конденсатора настройки мы полностью перекрываем средневолновый диапазон и даже с некоторым избытком длинноволновый (для точного перекрытия диапазона ДВ достаточно, чтобы емкость изменялась в 2,7²~= 7,3 раза).

Нарисованная нами благополучная картина, к сожалению, не всегда соответствует действительности. И прежде всего потому, что паразитная емкость может оказаться значительно больше 20 пф, особенно при длинных монтажных проводах. К чему же приводит увеличение паразитной емкости? Об этом лучше всего расскажет числовой пример.

Представьте себе, что паразитная емкость равна не 20 пф, а 50 пф, а значит, минимальная и максимальная емкости контура соответственно равны С_к‑мин = 10 + 50 = 60 пф и С_{к‑макс} = 250 + 50 = 300 пф. В этом случае при полном повороте ротора конденсатора настройки емкость контура меняется в пять раз (300:60 = 5), а частота настройки соответственно в 2,3 раза (2,3² ~= 5). Естественно, что при таком изменении частоты настройки можно будет перекрыть лишь часть диапазона СВ или ДВ: например, от 525 до 1200 кгц (СВ) и от 150 до 250 кгц (ДВ).

Но и для такого частичного перекрытия диапазонов еще необходимо будет несколько уменьшить число витков контурной катушки. Ведь катушка рассчитана на максимальную емкость 250–270 пф, и при большей емкости (а у нас она теперь достигает 300 пф!) контур выйдет за границу диапазона и окажется настроенным на слишком длинные волны, где вещательные станции вообще не работают.

Такой избыток в низкочастотной (длинноволновой) части диапазона не был бы сам по себе неприятен, если бы у нас не оказался «отрезанным» большой участок в высокочастотной его части, то есть в области самых коротких волн диапазона. (Вряд ли стоит шить пиджак с большими накладными карманами, если не хватает материала на рукава.) Поэтому‑то и возникает необходимость уменьшить число витков катушки, сдвинуть весь диапазон в сторону более коротких волн и таким образом хоть в какой‑то степени скомпенсировать недостаточное перекрытие диапазона конденсатором переменной емкости.

Подобные же трудности возникают, если во входном контуре использовать конденсатор с иными значениями максимальной и минимальной емкости по сравнению с конденсатором, на который рассчитана контурная катушка. Так, например, применяя в качестве С₂ керамический конденсатор настройки типа КПК‑3, имеющий максимальную емкость 150 пф и минимальную 25 пф, мы фактически сможем перекрыть лишь половину каждого диапазона. Если оставить данные катушек без изменения, то контур не будет настраиваться на длинноволновую часть диапазона (не хватит емкости), а если примерно в полтора раза увеличить число витков катушек, то мы скомпенсируем уменьшение максимальной емкости настроечного конденсатора, попадем в длинноволновые участки диапазонов, но, естественно, при этом выйдем из коротковолновых участков.

В сильной степени влияет на настройку контура и собственная емкость антенны. Причем влияние это всегда неприятное – чем больше емкость антенны, тем меньше перекрытие диапазона. Когда, добавив к детекторному приемнику несколько усилительных каскадов, вы сможете наконец вести прием только на магнитную антенну, а внешнюю антенну отключить, то диапазон, перекрываемый конденсатором С₂ , заметно увеличится.

Приведенные грустные примеры, конечно, не исчерпали осложнений, которые могут возникнуть при подгонке индуктивности и емкости колебательных контуров. Но эти примеры, по‑видимому, достаточно ясно показали, что при изготовлении колебательных контуров может понадобиться в значительной степени отклониться от тех данных контурных катушек, которые с большой точностью приводятся в описаниях самодельных приемников.

Кроме этого общего примечания, таблица 7 нуждается еще и в нескольких конкретных примечаниях.

При изготовлении магнитных антенн средневолновая катушка наматывается в один слой, а длинноволновая – «внавал», то есть без определенного порядка. При намотке длинноволновой катушки желательно все же разбить ее на четыре секции, каждая из которых может иметь ширину 5–7 мм при расстоянии между секциями 3–5 мм. Во всех случаях обмотку укладывают на два‑три слоя плотной бумаги или хлорвиниловой пленки, предварительно намотанной на ферритовый сердечник. Для того чтобы закрепить выводы катушек, проще всего надеть на стержень четыре (по числу выводов) тугие резинки.

Подгонка индуктивности катушек L₁ и L₂ осуществляется самым примитивным образом: отматыванием или добавлением витков. Это не слишком приятная операция, особенно если имеешь дело с литцендратом. Во всех других катушках, где есть подвижный сердечник, точная подгонка индуктивности производится с его помощью: чем глубже вдвинут сердечник в катушку, тем больше ее индуктивность. В магнитной антенне подвижного сердечника нет, и, если нужно осуществить точную подгонку индуктивности, пользуются иным способом.

Всю катушку разделяют на две половинки и одну из них делают подвижной – наматывают на бумажной гильзе, которая легко перемещается по ферритовому стержню. Если сближать половинки катушки, то ее общая индуктивность увеличивается, если раздвигать – уменьшается. Увеличение индуктивности происходит за счет так называемой взаимоиндукции, то есть за счет того, что каждая половинка усиливает магнитное поле другой половинки.

Для детекторного и даже для простого транзисторного приемника нет смысла усложнять конструкцию магнитной антенны и вводить точную подгонку индуктивности катушки L₁ и L₂ . Но если вы все же попробуете это сделать, то не делите всю обмотку на две равные части, а оставьте в подвижной секции примерно 10–20 % общего числа витков. Даже такая небольшая подвижная секция позволит в некоторой степени менять индуктивность катушки. И в то же время отвод от небольшого числа витков пригодится нам для некоторых схем транзисторных приемников.

Кстати, попробуйте подключить к отводу цепь детектора. При таком автотрансформаторном включении явно улучшится избирательность, а может быть, даже возрастет громкость приема.

Уменьшая число витков, к которым подключен детектор (раньше он подключался ко всей катушке, а теперь к ее части), мы уменьшаем ту часть напряжения, которое поступает на детектор с колебательного контура. Это, конечно, проигрыш. Но в то же время мы уменьшаем и потери, которые детектор вносит в контур, и, значит, повышаем добротность контура, общее напряжение на нем. А это, конечно, выигрыш.

Существует такая точка отвода от катушки, при которой выигрыш оказывается больше, чем проигрыш, и при подключении детектора к этой точке громкость возрастает. Это очень интересное решение – проигрыш, дающий выигрыш, – и вы наверняка еще будете вспоминать о нем, анализируя различные электронные схемы.

На этом, пожалуй, мы закончим наши практические работы с диодами и перейдем к транзисторам. И, так же как мы это делали при знакомстве с диодами, начнем с нескольких простых опытов.

ЗДРАВСТВУЙ, ТРАНЗИСТОР!

Прежде чем производить с транзистором опыты, нужно узнать его название, определить, какой из выводов‑проволочек относится к базе, какой – к эмиттеру, а какой – к коллектору, и, наконец, проверить исправность прибора.

Название транзистора написано на нем самом – иногда сбоку, а иногда на плоской «макушке». Там же указана дата изготовления (обозначение «XII 67», например, означает, что прибор сделан в декабре 1967 года), а также марка изготовителя.

В дальнейшем будет подробно рассказано о том, из каких элементов складывается название транзистора и что означают отдельные буквы и цифры в этом названии. А пока лишь отметим, что система названий транзисторов несколько раз менялась и что названия старых и новых приборов часто расшифровываются по‑разному. Однако при этом буквы всегда дают общую характеристику прибора, а цифры указывают его конкретный тип.

Так, например, буква «П» означает «плоскостной», а в новых названиях буквы «ГТ» означают «германиевый транзистор». В то же время транзисторы П4, П8, П13, П201 – это все совершенно разные приборы, с разными назначениями, параметрами, характеристиками, и именно в цифрах отражены все эти различия.

Итак, если вы хотите научиться по названиям различать транзисторы, то должны помнить, какая цифра к какому конкретному типу прибора относится. Задача эта не простая, она требует большого внимания и хорошей памяти. Однако решение задачи облегчается следующими тремя обстоятельствами.

Во‑первых, существуют своего рода семейства транзисторов со многими схожими чертами и близкими номерами. Так, например, транзисторы П8, П9, П10 и П11 (обратите внимание – цифры идут подряд) – это все приборы типа n‑р‑n , изготовленные по одной и той же технологии и различающиеся лишь некоторыми (правда, очень важными!) параметрами. Точно так же к одному семейству относятся р‑n‑р транзисторы П13, П14, ПГ5 и П16 (опять цифры подряд), хотя и они различаются по некоторым очень важным параметрам. Зато очень резко отличаются от этой группы – и по технологии и по такому важному параметру, как предельная частота усиления, – транзисторы другого семейства: П401, П402 и П403 (цифры подряд). Это высокочастотные транзисторы, и самый низкочастотный из них (П401) работает на частоте 60 Мгц. В то же время для самого высокочастотного транзистора предыдущей группы (П15) частотный предел – 2 Мгц.

Совсем другая отличительная черта у транзисторов семейства П201, П202 и П203 (цифры подряд). Это мощные транзисторы, с помощью которых можно усилить сигнал до 10 вт. А у всех семейств, о которых шла речь до этого, предельная выходная мощность –50–150 мвт, то есть в десятки раз меньше.

Второе обстоятельство, облегчающее запоминание конкретных типов транзисторов, связано с тем, что, начиная с некоторого времени, их группировали в сотни. Так, в первую сотню входят только сплавные р‑n‑р транзисторы малой мощности, работающие на сравнительно невысоких частотах (исключение составляют старые названия, например: П4 – очень мощный триод, ПЗ – мощный триод, П8 – П11 –триоды n‑р‑n ); во вторую сотню входят сравнительно мощные р‑n‑р ‑транзисторы, в четвертую – высокочастотные транзисторы, и т. д.

И, наконец, третье обстоятельство, помогающее ориентироваться в океане параметров и названий, – большое число справочников по транзисторам. Кроме того, данные наиболее распространенных приборов имеются в большинстве книг, где приводятся транзисторные схемы. Сведения о некоторых отечественных популярных транзисторах вы найдете и в этой книге на стр. 259–262.

Для опытов, которые мы сейчас проведем, так же как и для наших первых транзисторных схем (рис. 44), можно взять любой транзистор семейства П13–П16 (МП13–МП16), или, что почти то же самое, любой транзистор семейства П39–П42 (МП39–МП42). Определить выводы у этих транзисторов довольно просто. Все выводы расположены в один ряд, и средний из них (он, кстати, соединен с металлическим корпусом) – это база. А вот как находят другие выводы у П13– П16.

Совершенно ясно, что по одну сторону от базы (средний вывод) находится вывод коллектора, по другую – вывод эмиттера. Отличить их тоже несложно. Во‑первых, загнутый и прикрепленный к корпусу кусочек среднего вывода (вывода базы) направлен в сторону коллектора. Во‑вторых, сам вывод эмиттера расположен чуть ближе к выводу базы, чем вывод коллектора. У других транзисторов выводы расположены совсем по‑иному, и их можно определить по справочному рисунку на стр. 268–269.

Итак, мы определили выводы выбранного транзистора: средний вывод – это база, ближний к нему – эмиттер, дальний– коллектор. (Еще раз напоминаем: это справедливо лишь для нескольких транзисторов!) Теперь попробуем проверить исправность транзистора. Проще всего это сделать с помощью омметра: нужно измерить прямое и обратное сопротивление эмиттерного и коллекторного переходов. Прямое сопротивление R_пр каждого из этих переходов должно быть очень небольшим, обратное R_обр – очень большим (рис. 50).

Рис. 50. Сопротивление pn ‑перехода различно при разной полярности батареи, и это позволяет проверять исправность диодов и транзисторов с помощью омметра.

При измерении сопротивлений pn ‑перехода вам даже не нужно задумываться над тем, когда вы измеряете R_пр , а когда R_обр . Вы можете поступить так: подключите омметр к эмиттеру и базе, заметьте сопротивление, затем поменяйте местами концы омметра и еще раз заметьте сопротивление. В одном случае сопротивление должно быть большим, в другом – малым, потому что в одном случае внутренняя батарейка омметра подключена к базе «плюсом» (измеряется R_обр ), в другом – к базе «минусом» (измеряется R_пр ). И не стоит задумываться, в каком случае к базе подключен «минус» внутренней батарейки омметра, а в каком «плюс». Если при смене концов омметра вы обнаружите два разных, резко отличающихся сопротивления, то можете считать, что эмиттерный pn ‑переход исправен.

Точно так же, меняя концы омметра и замечая, как при этом меняется сопротивление, можно проверить исправность коллекторного pn ‑перехода. И так же, кстати, можно проверить исправность любого полупроводникового диода.

Если при проверке pn ‑перехода окажется, что в обоих направлениях он обладает очень большим сопротивлением, то можно предположить, что один из выводов просто отпаялся, «отгорел» от своей зоны. Если же окажется, что в обоих направлениях сопротивление pn ‑перехода очень мало, то вероятнее всего, что произошел пробой и обе зоны, образующие pn ‑переход, соединились накоротко.

При проверке транзистора легко допустить ошибку, перепутав вывод базы с каким‑нибудь другим выводом. В этом случае может оказаться, что вы измеряете сопротивление между эмиттером и коллектором, а это сопротивление у исправного транзистора всегда будет очень большим, как бы вы ни меняли местами выводы омметра.

Узнав тип транзистора, определив его выводы и убедившись в исправности прибора, можно приступить к опытам. Нужно сказать, что сами эти опыты могут быть использованы для проверки транзисторов. Точно так же и опыты с диодом можно использовать для его проверки. Проделайте с диодом любой из двух показанных на рис. 41 опытов, и если он удастся, значит, диод исправен.

Перед началом опытов с транзисторами полезно повторить первые два опыта с диодами. Только на этот раз в них будут участвовать не настоящие диоды, а pn ‑переходы транзисторов. Батарейка и громкоговоритель или батарейка и лампочка позволяют легко убедиться, что полупроводниковый триод действительно можно рассматривать как два полупроводниковых диода, имеющих одну общую зону – базу (рис. 51).

Рис. 51. Батарейка и лампочка карманного фонаря позволяют на опыте убедиться в том, что транзистор, по сути дела, представляет собой два полупроводниковых диода.

Цель следующего опыта – доказать, что транзистор усиливает.

Включим абонентский громкоговоритель в коллекторную цепь транзистора в качестве нагрузки и подадим на коллектор напряжение – 9 в. (рис. 52). Можно подвести к транзистору и меньшее коллекторное напряжение, например 4,5 в, но при этом эффект усиления будет заметен меньше.

Рис. 52. Простейшие опыты позволяют убедиться в том, что с помощью транзистора можно усиливать слабый сигнал.

Для опыта нужен еще один источник тока – элемент Б_э на 1,5 в, с помощью которого мы будем имитировать слабый усиливаемый сигнал. Если присоединить «минус» элемента Б_э к базе и периодически прикасаться выводом эмиттера к «плюсу» этого элемента (то есть непрерывно замыкать и размыкать цепь, как мы это делали в опытах с диодами), то в громкоговорителе будут слышны щелчки. Появятся они потому, что элемент Б_э будет периодически отпирать транзистор (впрыскивать заряды из эмиттера в базу) и в коллекторной цепи будут появляться импульсы коллекторного тока. Эти импульсы и заставят в итоге колебаться диффузор громкоговорителя.

Если вы хотите убедиться в том, что щелчки в громкоговорителе появляются именно из‑за отпирания транзистора, то попробуйте поменять полярность включения Б_э : «плюс» этого элемента соедините с базой, а «минус» – с эмиттером. При такой полярности элемент Б_э будет еще сильнее запирать транзистор: «плюс» на базе не только не притягивает дырки из эмиттера, но наоборот – отталкивает их. Поэтому при обратной полярности элемента Б_э импульсов коллекторного тока не будет и щелчков в громкоговорителе вы не услышите.

То, что при первоначальной полярности элемента Б_э (на базе – «минус») и при прерывистом замыкании входной цепи появились импульсы коллекторного тока, говорит о том, что этим коллекторным током действительно можно управлять из входной цепи транзистора. Но как доказать, что при таком управлении может наблюдаться эффект усиления, что импульсы тока в выходной цепи транзистора могут оказаться мощней, чем импульсы тока в его входной цепи?

Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 113; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!