RadiobookA

радиолюбительский портал


RLBN.ru - Электроника и компьютеры
 
Главная
Радиосвязь
Радиопередатчики
Телефония
Усилители
Телевидение
Радио-начинающим
Для дома и офиса
Антенны
Справочники
Программы для радиолюбителей
Радиолампы. Что вам в них?
Схемы принципиальные
Файловый архив
Полезные ссылки
Новости электроники
Карта сайта
 
 

 

Радио-начинающим

ОСНОВНЫЕ ДЕТАЛИ ПРИЕМНИКА И РАДИОЛАМПЫ

Первые приемники юного радиолюбителя очень просты по своему устройству и содержат небольшое число деталей. Однако с такими деталями, как конденсаторы, сопротивления, катушки и трансформаторы, радиолюбитель знакомится уже при первых практических шагах.

Прежде чем применять детали в монтаж, надо знать их устройство, единицы измерения и существующие разновидности.

Конденсаторы

составляют наиболее многочисленную часть деталей приемника. Они служат для настройки колебательных контуров, для связи между отдельными каскадами приемника, для разделения токов в радиоустройствах и многих других целей.

В простейшем виде конденсатор представляет собой две металлические пластинки (их называют обкладки), между которыми есть изолятор (диэлектрик), например воздух.

Каждый конденсатор характеризуется емкостью, которая измеряется в специальных единицах, фарадах (ф), микрофарадах (мкф), микромикрофарадах (мкмкф) или пикофарадах (пф).

В практике применяются только две единицы: микрофарада — миллионная доля фарады, пикофарада — миллионная доля микрофарады. Емкость конденсаторов в этих единицах обозначается на схемах условно, например так: Ct — 200 или С2 — 0,25 (см. приложения).

Конденсаторы бывают постоянной емкости (емкость их не меняется), переменной емкости и подстроечные (полупеременные).

Конденсаторы переменной емкости служат главным образом для настройки приемников. Они имеют максимальную емкость 500—700 пф при полностью вдвинутых пластинах, а начальную 5—10 пф.

Часто такие конденсаторы объединяют в агрегаты по нескольку штук на одной оси. Сделать самому такой конденсатор очень трудно.

Подстроечные конденсаторы применяются в ламповых приемниках в контурах и служат для точной настройки. Конструкций таких конденсаторов много, и их легко можно сделать самим. Постоянные конденсаторы бывают нескольких типов, бумажные (БК),слюдяные (КСО),керамические (КТК) и электролитические (КЭ). Устройство слюдяного конденсатора малой емкости показано на рисунке 111. Это одни из лучших по качеству конденсаторов, и поэтому их применяют в наиболее ответственных местах схемы, где требуется большая надежность и малые потери.

Слюдяные и керамические конденсаторы чаще всего ставятся в контурах, между отдельными каскадами радиоустройств, где протекают токи высокой и низкой частоты. Сверху слюдяные конденсаторы опрессовываются пластмассой.

Устройство керамических конденсаторов иное. Они состоят из фарфорового диска или трубочки, на обеих сторонах которых нанесен металлический слой. Они имеют небольшие размеры, обладают хорошими электрическими качествами и удобны для монтажа.

Устройство бумажных конденсаторов показано на рисунке 112. В картонной трубочке свернуты в пакетик две станиолевые полоски с проложенной между ними пропарафинированной бумагой. От полосок делаются отводы, которыми конденсатор подключается в схему при монтаже.

Бумажные конденсаторы изготовляются сравнительно больших емкостей и выдерживают высокие напряжения.

По своему качеству они хуже слюдяных и применяются чаще всего как блокировочные конденсаторы в различных цепях. Юные радиолюбители могут легко изготовить многие бумажные конденсаторы. Большие, так называемые микрофарадные, конденсаторы находят применение в фильтрах выпрямителей. Электролитические конденсаторы, как правило, имеют очень большие емкости (от 5 до 500 мкф). Это достигается их особым устройством. Такой конденсатор состоит иа двух алюминиевых пластин, между которыми находится специальный химический раствор, проводящий электрический ток, — электролит. Роль диэлектрика в конденсаторе выполняет тончайшая пленка окиси, которая имеется на одной из пластин. Электролитические конденсаторы можно присоединять в схему только определенным образом: внешний металлический корпус присоединяется к минусовому концу электрической цепи, а вывод — к положительному.

Включать эти конденсаторы наоборот нельзя. В монтаже обычно электролитические конденсаторы крепятся специальными металлическими скобками или хомутиками. В схемах радиоприемников электролитические конденсаторы применяются в фильтрах выпрямителей и в качестве блокировочных в цепях катодов ламп. Монтируя радиоприемник, юному радиолюбителю иногда приходится составлять необходимую по схеме емкость из нескольких конденсаторов. Как это делать и рассчитать, а также как устроены самодельные конденсаторы, описывается в главе «Полезные советы».

Сопротивления,

как и конденсаторы, широко применяются в практике радиолюбителя. Их назначение крайне разнообразно: они служат для получения нужного режима питания ламп, для регулировки громкости и тона и т. д.

Величина сопротивления измеряется в омах. В радиотехнике применяются сопротивления от нескольких ом до сотен мегом (миллионов ом). Основные единицы измерения их: мегом — миллион ом (мгом), килоом — тысяча ом (ком) и ом. Величина сопротивления в этих единицах обозначается на схемах условно, например так: R1 — 0,5 или R2 — 10 и т. д. (см. приложения).

Сопротивления бывают переменными, величина которых может быть изменена, и постоянными. Те и другие сопротивления могут быть проволочными и непроволочными. Проволочные сопротивления изготовляются из проволоки, имеющей большое удельное сопротивление: манганин, константен, нихром и т. д. Их легко сделать самим. Необходимую длину проволоки можно точно определить по формуле.

где L — в метрах R — в омах S — сечение в мм2  р — удельное сопротивление— из таблицы.

Переменные проволочные сопротивления часто называют реостатами и применяют в цепях накала батарейных приемников. Большинство непроволочных сопротивлений делают из спрессованной, специально обработанной графитовой массы, обладающей большим удельным сопротивлением. Наибольшее распространение из них получили два типа: ТО (тонкопленочные опрессованные) и ВС (высокостабильные). Последние предназначаются для использования в аппаратуре в цепях постоянного и переменного тока низкой и высокой частоты в тех случаях, когда требуется хорошая стабильность -величины сопротивления,

Непроволочные сопротивления иногда маркируются «цветным кодом», который дается в приложениях.

Соединение сопротивлений последовательно и параллельно и изготовление некоторых постоянных и переменных сопротивлений описывается в главе «Полезные советы».

Когда по сопротивлению в приемнике проходит ток, оно нагревается. Степень его нагрева зависит от величины проходящего тока. Причем для каждого типа сопротивлений указывается наибольшая мощность, которая может на нем выделяться без его порчи.

В практике применяются сопротивления следующих Мощностей: 0,25; 0,5; 1; 2; 5 ватт (вт) и более. (Их обозначение дается в приложениях.)

Переменные непроволочные сопротивления, часто называемые потенциометрами, применяются для регулировки громкости и тона. Они бывают от 500 ом до нескольких мегом. При вращении оси переменного сопротивления, внутри его по дужке с тонким слоем из специальной угольной массы перемещается ползунок. При этом величина сопротивления плавно изменяется в очень больших пределах. Переменные сопротивления подключаются в схему с помощью трех выводов, из которых средний относится к ползунку.

Катушки

в радиоприемниках бывают самого различного назначения и весьма разнообразны по своей конструкции. Одни из них служат для настройки колебательных контуров, другие для разделения токов в отдельных цепях приемника (дроссели) и т. д.

Катушки являются очень важными деталями, и поэтому на их качество при изготовлении надо обращать самое серьезное внимание.

Основной характеристикой катушки является величина ее индуктивности (коэффициент самоиндукции). Индуктивность зависит от размеров, формы и числа витков катушки и становится тем значительнее, чем больше число витков и диаметр катушки. Индуктивность катушки можно значительно увеличить, если внутрь ее поместить сердечник из магнитного материала. Катушки с сердечниками из трансформаторной стали применяются в цепях с токами низкой частоты и называются дросселями низкой частоты. В контурных катушках применяют сердечники из специальных сплавов — магнетита, альсифера и т. д.

Индуктивность обозначается на схемах буквой L (например, L 2,5) и измеряется единицами: генри (гн), миллигенри — тысячная доля генри (мгн) и микрогенри — миллионная доля генри (мкгн).

Единица генри — сравнительно большая величина, такой индуктивностью обладают только обмотки дросселей низкой частоты и трансформаторов.

Контурные катушки (при обычных переменных конденсаторах) могут иметь следующие индуктивности: для длинных волн около 2,5 мгн, для средних волн 180 мкгн.

В радиотехнике применяются также катушки для высокочастотных цепей с очень большим количеством витков; их называют дросселями высокой частоты. Индуктивность дросселей бывает равна 50—200 мгн.

В приемниках применяется два типа цилиндрических катушек — с однослойной и многослойной намоткой.

Многослойные катушки несколько хуже однослойных, но более широко распространены в практике. Они бывают шпульной намотки (на бумажных шпульках), сотовой (в виде сот) и типа «универсаль» (перекрещивающаяся намотка). Качество катушки зависит не только от вида намотки, но и от качества каркаса, на котором намотана катушка, и типа обмоточного провода.

Хорошие катушки получаются при намотке на специальных керамических каркасах многожильной проволокой (литцендрат).

В любительских условиях чаще всего применяют картонные каркасы, пропитанные парафином или спиртовым лаком, а провод типа ПЭ (эмалевый), ПЭШО (эмалевый и шелковый) и ПШО (шелковый).

Юные радиолюбители изготовляют многослойные катушки главным образом намоткой внавал на бумажных шпульках (без соблюдения рядов). Качество таких катушек достаточно хорошее. В детекторных и простейших ламповых приемниках лучше применять катушки однослойные с намоткой виток к витку. Размеры таких катушек получаются большие, но зато работают такие катушки лучше. Часто у начинающих радиолюбителей возникают вопросы, можно ли заменять провод катушки на другой или что произойдет, если изменить диаметр каркаса катушки и т. д. Конечно, во всех этих случаях данные катушки изменяются, и их надо снова рассчитывать. Однако замена провода одного диаметра на другой, больший или меньший (до 25%), незначительно изменяет величину индуктивности и может не учитываться. Юным радиолюбителям советуем всегда пользоваться готовыми данными по катушкам, так как расчет их достаточно сложен.

Качество катушек значительно улучшается при применении ферромагнитных (высокочастотных) сердечников. Индуктивность катушек при этом возрастает в несколько раз, а размеры • могут быть значительно уменьшены. Сердечники позволяют осуществить удобную и простую настройку контура. Для этого сердечник помещается внутри катушки так, чтобы он мог вдвигаться и выдвигаться из нее. Наибольшая индуктивность получается тогда, когда сердечник полностью введен в катушку. Катушки в приемниках часто закрывают металлическими экранами. Это делается для уменьшения связи между катушками и монтажем или между другими катушками. Экраны ухудшают качество катушек и уменьшают их индуктивность.

Лучшим материалом для экранов являются медь или алюминий.

В приемниках катушки часто делают с переменной индуктивностью.

Грубое (скачкообразное) изменение индуктивности делают с помощью отводов от катушки. Катушки с отводами называют секционированными. Плавное изменение индуктивности может быть достигнуто применением скользящего ползунка или путем применения двух катушек, одна из которых вращается внутри другой. Такие катушки называются вариометрами.

К своеобразным катушкам относятся трансформаторы.

Они служат для преобразования одного переменного напряжения в другое. Трансформаторы могут повышать и понижать напряжение любой частоты, они могут иметь сердечники из трансформаторной стали и могут их не иметь.

Трансформаторы без сердечников применяют в цепях высокой частоты; они представляют собой две рядом расположенные катушки, часто монтируемые на общем каркасе.

Трансформаторы с металлическими сердечниками применяются для переменных токов низкой частоты.

Простейший такой трансформатор состоит из двух катушек, намотанных на металлических (стальных) пластинах Ш-образной или Г-образной формы. Одна из обмоток, в которую подводится напряжение от источника переменного тока, называется первичной, другая — вторичной.

Если во вторичной обмотке число витков больше, чем в первичной, то и переменное напряжение в нем будет больше. Такой трансформатор называется повышающим. Им часто пользуются в усилителях низкой частоты для передачи колебаний из одного каскада в другой.

Есть трансформаторы понижающие. В них вторичная обмотка имеет небольшое количество витков толстой проволоки, и в ней образуется ток малого напряжения, но большой силы. Например, в выходных трансформаторах, которые применяют при использовании в радиоконструкциях динамических громкоговорителей, соотношение обмоток достигает 20: 1.

Наконец в радиотехнике есть трансформаторы с несколькими обмотками, понижающими и повышающими напряжение; их называют силовыми трансформаторами и применяют в выпрямителях. Разновидностью такого трансформатора может быть автотрансформатор, у которого хотя и одна обмотка, но она делается с несколькими отводами.

По мере изучения радиотехники радиолюбитель будет сталкиваться все с новыми и новыми деталями, и надо хорошо знать их, чтобы уметь правильно применять в своих конструкциях.

Электронные лампы —

сердце современной радиотехники. В основе их работы лежит явление электронного излучения, или электронной эмиссии. Как это происходит? Известно, что все окружающие нас вещи состоят из атомов.

Однако атом не является неделимым. Одной из составных частей его, в сотни тысяч раз меньшей, чем он сам, является электрон — отрицательно заряженная частичка атома. В некоторых веществах электроны прочно связаны со своими атомами и ни при каких условиях не могут отделиться от них. Электрический ток в таких веществах невозможен, и в технике их называют изоляторами. В других веществах, именуемых проводниками, к которым относятся главным образом металлы, часть электронов, наоборот, очень слабо связана со своими атомами. Эти электроны могут легко отделяться от атомов и образуют в металлах так называемые свободные электроны. Если к такому проводнику подключить источник тока (например, батарею), свободные электроны начнут «организованно» передвигаться вдоль проводника, образуя в проводнике электрический ток. Так как электроны заряжены отрицательно, они движутся в цепи к положительному полюсу источника тока, отталкиваясь от отрицательного.

Однако направление тока в проводнике принимают обратным — от плюса к минусу. Так условились считать еще задолго до открытия электронов и сохраняют до сих пор, чтобы не менять установившихся законов и правил в электротехнике. Каким же образом происходит явление излучения электронов из проводника, которое используется в радиолампах?

Оказалось, что электроны могут покидать проводник, если они имеют большую скорость. Сообщить электронам большие скорости возможно путем повышения температуры металла. Для этого нить накала в лампе нагревают до очень высокой температуры, порядка 800° Ц и более. Этот нагрев производится электрическим током определенного напряжения. Изменяя напряжение источника тока, можно подобрать такую температуру нити, что она будет излучать достаточное количество электронов для нормального действия лампы, а сама она будет работать долго и надежно. Простейшая электронная лампа имеет несложное устройство. В стеклянном баллоне, из которого выкачан воздух, помещается тонкая нить накала — катод. По напряжению, на которое рассчитаны нити, лампы разделяются на несколько типов ,или серий: одновольтовую серию (например, 1КШ, 1П2Б), двухвольтовую (2Ж2М, 2К2М), четырехвольтовую (4Ж5, 4Ф6), шестивольтовую (6К7, 6Н8) и т. д. Катоды лампы могут накаливаться не только от гальванических элементов или аккумуляторов, но и от сети электрического тока. Появились два типа ламп: батарейные и сетевые. Они отличаются друг от друга устройством катода. У сетевых ламп катод делается более сложным.

 

Рис. 16. Устройство электронной лампы и ее цоколевка.

В них нить накала не излучает электронов, а только нагревает специальный фарфоровый цилиндрик, в котором она находится. На поверхности же цилиндрика имеется активный слой, который может излучать электроны (барий или окислы металлов бария и стронция — оксид).

Этим объясняется, что сетевой приемник начинает работать не сразу после включения в сеть, а по истечении некоторого времени.

Когда к катоду (нити накала) подключена накальная батарея, например гальванический элемент, нить начнет излучать электроны. Вся масса электронов в лампе движется к специальной металлической пластинке или цилиндру, называемому анодом. Для этого между анодом и катодом лампы подключают еще один источник тока — анодную батарею. Положительный полюс анодной батареи должен быть обязательно присоединен к аноду лампы, так как только при таком включении он оказывается положительно заряженным относительно катода и электроны, обладающие отрицательным зарядом, будут им притягиваться. Так в лампе в пустоте между двумя электродами возникает непрерывный поток электронов — электрический ток; он течет всегда в одном направлении. Рассмотренная лампа является самой простой и называется двухэлектродной, или диодной.

Диоды имеют очень широкое применение в радиотехнике. Они могут быть использованы как выпрямители переменного тока низкой частоты и высокой частоты, то-есть могут детектировать модулированные колебания.

В основе использования двухэлектродной лампы как выпрямителя лежит ее важнейшее свойство — односторонняя проводимость.

Диодные лампы, применяющиеся в выпрямителях переменного тока, обычно называют кенотронами. Более сложными электронными лампами являются трехэлектродные лампы — триоды. На пути движения электронов в триодах ставят еще один электрод — управляющую сетку. Она представляет собой металлическую спиральку, окружающую со всех сторон нить накала.

Роль сетки заключается в том, что с ее помощью можно в большой степени воздействовать на величину анодного тока лампы (на поток электронов). Если сетка «нейтральна», то-есть не имеет никакого напряжения, то и электронный поток не будет испытывать никакого влияния сетки. Но стоит подать на сетку какое-либо напряжение, как немедленно это скажется на электронном потоке.

При отрицательном напряжении сетка будет отталкивать электроны, идущие от катода к аноду, и уменьшать анодный ток (электронный поток).

Совершенно обратную картину мы будем иметь, если на сетку будет подано положительное напряжение. Сетка будет активно помогать электронам двигаться к аноду и с увеличением на ней напряжения будет еще больше ускорять их движение.

Даже незначительные изменения напряжения на сетке вызывают большие изменения анодного тока. Благодаря этому трехэлектродная лампа способна усиливать переменное напряжение любой частоты, подведенное к ее сетке. Усилительные свойства триода широко используются в радиотехнике в усилителях низкой и высокой частоты, в различных радиоаппаратах.

Так, присоединив к детекторному приемнику вместо телефонных трубок усилительную лампу, можно значительно усилить колебания низкой частоты после детектора. Полученные в анодной цепи лампы усиленные колебания имеют ту же частоту и форму, но имеют большую амплитуду (величину) и могут привести в действие громкоговоритель. Еще большего усиления можно добиться, включив одну за другой две усилительные лампы и подавая колебания, усиленные первой лампой, на сетку второй лампы. Двухламповые усилители очень популярны у радиолюбителей.

Используя другие возможные схемы включения лампы, можно заставить ее служить одновременно и усилителем и детектором. В таких случаях отдельного детектора в приемнике не требуется.

В современных радиоустройствах нашли применение лампы с двумя и тремя сетками — тетроды и пентоды. Пентод является основным типом современных радиоламп. Введение в электронную лампу добавочных сеток — экранирующей и защитной — дало возможность получить от ламп усиление в несколько сот и даже в несколько тысяч раз больше, чем давали трехэлектродные лампы. Вследствие этого число ламп в приемниках стало возможным уменьшить, а качество их улучшить. Экранирующая сетка лампы предназначена для устранения вредного влияния анода лампы на работу управляющей сетки К ней подводится положительное напряжение (чаще меньше анодного), и сетка обязательно соединяется через конденсатор с корпусом приемника. Защитная сетка соединяется с катодом в самой лампе или прямо в монтаже.

Существуют и более сложные лампы, например двойной триод 6Н7, 6Н8, диод-пентод 1Б1П, двойной диод-триод 6Г7, 6Г2 и т. д.

В общем баллоне таких ламп как бы находятся две или даже три отдельные лампы. Сложные лампы могут выполнять одновременно много обязанностей. Так, например, лампа 6В8 может одновременно работать детектором и усилителем как низкой, так и высокой частоты. С одной такой лампой можно построить приемник типа 1-V-1.

Не рассматривая детально внутреннего устройства лампы, познакомимся с ее внешним видом и названием.

На цоколях радиоламп имеются металлические штырьки, с помощью которых лампы вставляются в специальные ламповые панельки и таким образом могут быть подключены в радиосхемы.

Каждый штырек на цоколе лампы соединен с одним из электродов внутри лампы. Чтобы лампа всегда вставлялась в панельку в строго определенном положении, на цоколе имеется выступ с ключом.

На рисунке 16 показан внешний вид лампы 6К7. Как видно из рисунка, лампа имеет на цоколе семь штырьков и один вывод сверху на баллоне лампы. Чтобы можно было разобраться, как включать лампу в монтаже приемника, необходимо знать, в каком порядке к штырькам цоколя подключены различные электроды лампы. Для этого служат схемы цоколевки радиоламп (см. приложения). На цоколевках цифрами 1—8 обозначены порядковые номера штырьков, считая от ключа по часовой стрелке (смотреть на цоколь надо снизу). Зачерненный квадратик внизу рисунка показывает расположение ключа, светлый квадратик, расположенный сбоку,—вывод, сделанный на стеклянном баллоне. Соответственно цоколевке лампы к гнездам ламповой панельки подключаются проводники и детали согласно схеме радиоконструкции. Пальчиковые лампы не имеют цоколя. Металлические штырьки здесь вплавлены в стеклянное дно баллона лампы.

В одном месте расстояние между штырьками делается больше. Это является своеобразным ключом лампы. Порядковые номера штырьков начинаются с левого штырька и идут по часовой стрелке (смотреть на лампу снизу).

Каждый тип радиолампы имеет свою цоколевку и условное наименование, которое состоит из нескольких цифр и букв. Первая цифра указывает на напряжение накала лампы (округленно) . Следующая буква характеризует тип лампы. Например, буквы К и Ж — пентоды высокой и низкой частоты, С — триоды, Я и Ф — выходные пентоды и тетроды, Б — пентоды с одним или двумя диодами, Я —двойные триоды, Г — триоды с одним или двумя диодами и т. д. Третья цифра представляет собой порядковый номер типа радиолампы. Четвертый элемент наименования — буква, указывает на принадлежность лампы к определенной серии. Например, 6Ф6С — лампа со стеклянным баллоном, 2П1П —лампа пальчиковая и т. д.

У всех металлических ламп четвертого элемента в условном наименовании не делают. Цоколевки и наименования наиболее употребительных в практике радиолюбителя ламп даются в приложениях книги.

Б.М. Сметанин. Юный радиоконструктор

 

Немного рекламы