Рудольф Сворень - Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Итак, усиление электрического сигнала практически сводится к созданию его мощной копии. Энергию для этой мощной копии дает дополнительный источник, в нашем примере — батарея. Слабый (усиливаемый) сигнал может управлять работой мощного источника с помощью своеобразного рычага — электронной лампы, транзистора или другого управляющего прибора. При этом необходимо выполнить два условия. Условие первое: копия должна быть мощнее оригинала — в этом-то и состоит смысл усиления. Условие второе: копия действительно должна быть копией — форма графиков входного и выходного сигналов должна быть одинаковой. Нужно заметить, что в ряде случаев второе условие выполняется не очень строго, а иногда даже умышленно нарушается. Однако в усилителях низкой частоты (сокращенно НЧ), конечная цель которых создать мощную копию для воспроизведения звука, второе условие остается непоколебимым.

Таковы общие идеи, общие принципы усиления. Теперь посмотрим, как они воплощаются в конкретных приборах и аппаратах, в конкретных схемах усилителей.

Эта книга рассчитана на радиолюбителей, знакомых с элементами электротехники, радиотехники, электроники и имеющих некоторый опыт в конструировании приемников и усилителей.

Во всяком случае, предполагается, что вы знакомы с типичной схемой простейшего двухлампового усилителя НЧ (рис. 44), знаете, как его собрать и наладить. Этот усилитель будет своего рода стартовой линией — от него мы будем постепенно, шаг за шагом, двигаться дальше, разбирая более сложные и более совершенные схемы и конструкции. Взглянув на «линию старта», — на схему рис. 44, вы не встретите в ней каких-либо неясностей и сочтете себя вполне подготовленными к тому, чтобы немедленно отправиться в путь. И все же не торопитесь. Многим из вас наверняка полезно перед стартом сделать шаг назад и хотя бы мельком оглянуться на тот путь, который привел вас от основ электротехники к практическим схемам электронных усилителей [6, 7]. На рис. 30 показаны некоторые этапы этого пути. Ниже даются короткие пояснения к рисункам и формулам.

1. Здесь приведены некоторые утвержденные Государственным стандартом (ГОСТ) условные обозначения для электрических схем. Чтобы не загромождать чертежи длинными надписями, громкоговорители, микрофоны, конденсаторы, переключатели, дроссели обозначают сокращенно буквами: Гр, М, С, П, Др . Цифра-индекс рядом с буквой — это порядковый номер детали для данной схемы.

Сокращенно обозначают также величины сопротивлений и конденсаторов. Вместо слова «килоом» пишут букву «к», вместо слов «ом» и «мегом» вообще ничего не пишут. Чтобы не спутать омы с мегомами (ошибка в миллион раз!), сопротивление в мегомах всегда выражают в виде десятичной дроби, а проще — в виде цифры с запятой. При этом, разумеется, сопротивление в омах должно быть округлено до целого числа.

Если цифра с запятой относится к емкости конденсатора, то это значит, что емкость указана в микрофарадах (мкф). Емкость в пикофарадах (пф) выражают целым числом — цифрой без запятой. Иногда рядом с емкостью конденсатора указывают напряжение, на которое он рассчитан.

Примеры.

R — 100 означает 100 ом

R — 100 к » 100 ком

R — 100,0 » 100 Moм

R — 0,1 » 0,1 Moм, то есть 100 ком.

С — 100 означает 100 пф

С — 100,0 » 100 мкф

С — 0,1 » 0,1 мкф

С — 100,0 х 20 в означает 100 мкф с рабочим напряжением 20 в.

С помощью условных обозначений составляют принципиальную схему приемника, усилителя, магнитофона, где показаны соединения всех его элементов, показаны все электрические цепи аппарата.

2. Опытный специалист может многое прочесть на принципиальной схеме. Он узнает, на каких участках какие действуют напряжения, где ослабляется, а где усиливается сигнал, по каким цепям проходят токи. Чтобы было удобнее (обратите внимание — это делается только для удобства!) «водить пальцем» по схеме и следить за прохождением постоянного (пульсирующего) тока, для него введено условное направление— от «плюса» к «минусу». Это пришлось сделать потому, что заряды в электрических цепях и приборах двигаются в двух направлениях: электроны — от «минуса» к «плюсу», положительные заряды — от «плюса» к «минусу».

Рассматривая схемы, необязательно знать, какие заряды в действительности создают ток. Можно считать, что ток — это всегда движение положительных зарядов и, конечно, всегда от «плюса» к «минусу».

3. Единица э. д. с. и напряжения — вольт (в), тока — ампер (а), мощности — ватт (вт) или вольтампер (ва), сопротивления (ом), емкости — фарада (ф), индуктивности — генри (г), частоты — герц (гц), электрического заряда — кулон (к). Часто пользуются более крупными или более мелкими единицами: например, такими, как киловатт (квт), или микроампер (мка). Их образуют прибавлением соответствующей приставки (в скобках — сокращенное латинское написание) к основной единице.

Пример. 1 мка (микроампер) = 10 -6а; 1 пф (пикофарада) = 10 -12ф; 1 Мом (мегом) = 10 6ом.

4. Наверняка сейчас уже трудно найти человека, который не знал бы первой формулы (б). Это закон Ома. Чем больше э. д. с. Е , то есть чем больше сила, выталкивающая заряды из генератора (в нашем примере из батарейки), и чем меньше сопротивление R цепи, то есть чем меньше эта цепь препятствует движению зарядов, тем больше ток I в цепи.

Единица тока 1 а соответствует заряду 1 к (кулон — = 6 280000000 000000000 зарядов электрона), проходящему через поперечное сечение проводника за 1 сек. Две другие формулы (в, г) предназначены для расчетов и получены из первой путем простейших алгебраических преобразований.

Для облегчения вычислений можно пользоваться таблицей д . В каждом вертикальном столбце находятся «комплекты» единиц для расчетов по формулам закона Ома.

Примеры. Дано: Е = 4,5 в (4500 мв); R = 9 ком.

Находим: I = 0,5 ма.

Дано: I = 0,2 мка; R = 10 Мом.

Находим: Е = 2 в.

5. Любая цепь, состоящая из нескольких последовательно соединенных сопротивлений (5, а ) представляет собой делитель напряжения. Генератор (батарея) распределяет свои силы, и на каждом участке действует некоторая часть э. д. с., так называемое напряжение U на участке цепи. Напряжение на каком-либо участке тем больше, чем сильнее ток и чем больше сопротивление этого участка (5, д ). А поскольку ток во всей цепи одинаков, то напряжение распределяется пропорционально величинам сопротивлений (5, а, б, з). Сумма всех напряжений равна величине э. д. с. (5, и ). Соотношение между напряжением, током и сопротивлением на участке цепи (5, д, ж, е ) аналогично формулам закона Ома (4, б, в, г ).