ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Приведенная на рис. П2.1 схема УВЧ обладает значительным усилением (десятки и даже сотни раз), однако каскодные усилители не могут обеспечить значительное усиление на высоких частотах. Такие схемы, как правило, применяются на частотах ДВ- и СВ-диапазона. При этом при использовании транзисторов сверхвысокой частоты и тщательном исполнении такие схемы могут успешно применяться до частот в десятки мегагерц.

В схеме применены резисторы типа С1-4 и конденсаторы типа К10-17. Значения конденсаторов и контура приведены для частот СВ-диапа-

зона. Для более высоких частот, например для КВ-диапазона, значения емкостей и индуктивность контура (число витков) должны быть соответствующим образом уменьшены. L1 – для СВ-диапазона содержит 150 витков провода ПЭЛШО 0,1 на каркасе диаметром 7 мм, подстроечники М600НН-3-СС2, 8х12.

При настройке схемы необходимо подобрать резисторы R1, R3 так, чтобы напряжения между эмиттерами и коллекторами транзисторов стали одинаковыми и составили 3 В при напряжении питания схемы 9 В.

Вариант№2 20-ваттныйусилительзвуковыхчастот

Краткое описание.

Рис. П2.2. Схема электрическая принципиальная 20-ваттного усилителя звуковых частот

LM1875 – усилитель мощности с низким уровнем нелинейных искажений, схема которого приведена на рис. П2.2. Усилитель обеспечивает выходную мощность в 20 Вт как при 4-омной, так и при 8-омной нагрузках при напряжении питания (Uп) ±25 В. При Uп =±30 В и Rн=8 Ом выходная мощность усилителя составляет около 30 Вт. Микросхема разработана для работы

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

с минимальным количеством внешних компонентов. Защита от перегрузки состоит из внутренних ограничителей и температурного отключения.

Параметры микросхемы LM1875: выходная мощность (Вт) – до 30; уровень нелинейных искажений на частоте 1 кГц при выходной мощности 20 Вт (%) – 0,015; защита для постоянного и переменного токов по земле; защита от перегрева; напряжение питания (В) – 16–60; внутренние защитные диоды на выходе; отношение сигнал/шум (дБ) – 90.

Тип резисторов – С1-4, конденсаторов С1, С2, С3, С7 – К10-47; С4, С5,

С6 – К50-6.

Вариант№3 Индикаторразрядкибатареи

Краткое описание.

Схема электрическая принципиальная индикатора разрядки батареи приведена на рис. П2.3. Индикатор содержит узел сравнения установленного заранее напряжения с действительным напряжением батареи и узел индикации (звуковой генератор).

Рис. П2.3. Схема электрическая принципиальная индикатора разрядки батареи

Звуковой генератор собран на микросхеме DA1 KP140УД1208. Резисторы R1, R2 и R3 обеспечивают смещение на неинвертирующем входе (вывод 3), в данном случае, однополярного источника питания. Элементы С1, R4, R5 включены в цепь обратной связи, обесепечивая генерацию. С выхода микросхемы (вывод 6) колебания звуковой частоты поступают на пьезокерамический излучатель звука BF1. Звуковой генератор начинает работать только тогда, когда коэффициент усиления, зависящий от потребляемого микросхемой тока, превысит минимальный порог, необходимый для самовозбуждения. Если вход управления потреблением тока (вывод 8) замкнут на минус питания (вывод 4) через резисторы R6 и R7, микросхема генерирует звуковые колебания. Если вывод 8 через резистор R6

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

замкнут на плюс питания (вывод 7), микросхема заторможена и ее потребляемый ток минимален.

Узел сравнения напряжения собран на транзисторе VT1, стабилитроне VS1 и резисторах R8–R10. Резистор R8 установлен для надежного закрывания транзистора VT1. Резистор R10 предотвращает перегрузку и выход из строоя транзистора VT1 во время настройки. Конденсатор С2 ослабляет различные наводки в цепи базы.

Работает устройство следующим образом. При номинальной ЭДС батареи напряжение, снимаемое с делителя R9R10, достаточно для пробоя стабилитрона, и транзистор VT1 открыт. Его переход эмиттер-коллектор через резистор R6 замыкает упровляющий вывод микросхемы на плюс питания. Излучатель BF1 не звучит. Несмотря на то, что в дежурном режиме транзистор VT1 постоянно открыт, потребление тока индикатором невелико благодаря большому сопротивлению резистора R7.

При определенном, заранее установленном резистором R9, напряжении батареи питания ток через стабилитрон VS1 заметно уменьшается и транзистор VT1 закрывается. Потребляемый микросхемой ток возрастает и звуковой генератор включается, сигнализируя о понижении напряжения батареи.

Настройка индикатора заключается в следующем. Установив движок резистора R9 в верхнее (по схеме) положение, подключают индикатор к блоку питания, при этом генератор должен работать, а излучатель BF1 – звучать. Затем снижают напряжение питания до необходимого контрольного уровня. Например, если батарея питания состоит из 6 аккумуляторов ЦНК- 0,45 и известно, что рязряд каждого из элементов батареи допустим до напряжения не ниже 1 В, то 6,5 В (с запасом) и будет тем предельным уровнем напряжения, при котором должен сработать индикатор.

После этого устанавливают движок подстроечного резистора R9 в положение, когда прекращается звуковая индикация. Подняв наряжение до 9 В и постепенно снижая его до 6,5 В, убеждаются в своевременном включении генератора звука. Повторив эту процедуру несколько раз, находят точное положение движка резистора R9, при котором индикация срабатывает при запланированном пределе пониженного напряжения. Подбором конденсатора С1 настраивают генератор звука на резонансную частоту пьезокерамического излучателя.

В узле сравнения применен устаревший миниатюрный германиевый транзистор, что связано с меньшим падением напряжения на нем по сравнению с кремниевыми транзисторами. Допустимо применение других транзисторов. С целью уменьшения объема устройства резисторы R9 и R10 можно заменить двумя постоянными, экспериментально подобрав их при настройке.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Вариант№4 УсилительнамикросхемесерииТДА

Краткое описание.

Представленная на рис. П2.4 схема усилителя низкой частоты предназначена для работы в системах типа «интеркум», телефонии, простых приемниках.

Рис. П2.4. Схема электрическая принципиальная простого усилителя на микросхеме серии ТДА

Напряжение питания усилителя зависит от нагрузки: при Rн = 4 Ом напряжение питания не должно превышать 10 В, выходная мощность при этом составляет около 1,7 Вт; при Rн = 8 Ом напряжение питания не должно превышать 15 В, выходная мощность при этом составляет около 2,5 Вт. Рекомендуемое напряжение питания на 4-омной нагрузке не должно превышать 9 В, на 8-омной нагрузке – 12 В.

Конденсаторы – типа К50-6, резисторы – С2-33.

Вариант№5 Блокиратор«пиратского» телефона

Краткое описание.

Блокиратор «пиратского» телефона, схема которого приведена на рис. П2.5, предохраняет телефонную линию абонента от несанкционированного подключении «пиратского» телефона. Когда трубка лежит на аппарате, напряжение в линии составляет 60 В, и через стабилитрон VS2 в базу транзистора VT2 течет ток, т. е. VT2 открыт.

При снятой трубке напряжение в линии падает до 5–15 В, стабилитрон VS2 закрывается. Если трубка снята хозяином (т. е. после блокиратора), открывается VT1, коллекторный ток которого поддерживает в открытом состоянии VT2. На его коллекторе и управляющем входе ключа К1 низкий уро-

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

вень. Ключ закрыт, и линия не шунтируется. Если подключился «пиратский» телефон (т. е. до блокиратора), напряжение в линии падает, транзистор VT2 закрывается, так как VT1 и VS2 закрыты. Конденсатор СЗ заряжается по цепи VD1, DA1, VD2, R3, R5, ключ К1 открывается, и R2 шунтирует линию. Набор номера «пиратом» становится невозможным. В моменты замыкания контактов номеронабирателя «пирата» конденсатор С2 обеспечивает подпитку СЗ, а диод VD3 препятствует разрядке С2 через стабилитрон VS1. VS1, С1 и стабилизатор тока DA1 обеспечивают питание (3 В) транзистора VT2 и цепи R5C3. Подключают блокиратор в разрыв телефонной линии на входе в квартиру, соблюдая полярность. Питание блокиратора осуществляется от телефонной сети.

Рис. П2.5. Схема электрическая принципиальная блокиратора «пиратского» телефона

В схеме применены следующие типы элементов: резисторы – С2-23, конденсаторы: С3 – К10-17; С1, С2 – К50-6. Ключ К1 – КР1014 КТ1В.

Вариант№6 Индикаторэлектрическогополя

Краткое описание.

Индикатор электрического поля предназначен для индивидуальной защиты (как дополнительное средство) персонала, занятого на обслуживании и ремонте электрооборудования с рабочим напряжением до 6000 В. Назначение устройства – своевременно предупредить персонал о недопустимом приближении к токоведущим частям электрической установки, находящейся под напряжением.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Небольшие размеры и малое потребление электроэнергии в дежурном режиме делают индикатор удобным для постоянного ношения с собой в нагрудном кармане спецодежды. Схема устройства показана на рис. П2.6.

Рис. П2.6. Схема электрическая принципиальная Индикатора электрического поля

В схеме устройства микросхема КР140УД1208 работает как компаратор. Если учесть, что компаратор – это своеобразные весы, которые сравнивают предложенный груз (напряжение) с эталонным, а единица измерения не килограмм, а вольт, то результат такого сравнения выразится двумя состоя-

ниями: либо входное напряжение минимально, т. е. Uвых = U0, либо максимально, т. е. Uвых = U1.

Для микросхемы КР140УД1208 первое состояние при напряжении на инвертирующем входе U2, больше, чем напряжение на неинвертирующем: U2 > U3, и тогда Uвых = U0. Второе состояние получается при U2 < U3. В этом случае Uвых= U1. По этому принципу построен индикатор электрического поля.

Полевой транзистор VT1 и резистор R1 образуют делитель напряжения с управляемым сопротивлением. Снимаемый с него сигнал дополнительно усиливает транзистор VT2. Резисторы R3 и R4 делят напряжение питания пополам, образуя эталонное напряжение, с которым сравнивается напряжение сигнала.

В исходном состоянии сопротивление канала исток–сток транзистора VT1 мало, поскольку на его затворе, соединенном с «антенной» WA1, нет никакого сигнала. Транзистор VT2 закрыт. Напряжение на выводе 2 микро-

схемы DA1 приближено к Uпит, а значит, больше, чем на выводе 3, где оно равно Uпит/2. Соблюдается условие U2 > U3, при котором Uвых = U0, транзи-

сторы VT3 и VT4 закрыты.

При внесении индикатора в электрическое поле достаточной напряженности сопротивление канала исток–сток полевого транзистора VT1

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

возрастает, поскольку он закрывается наведенным напряжением, продетектированным на р-n переходе затвора. Открывается транзистор VT2, снижая напряжение на выводе 2 DA1. В какой-то момент компаратор переключается,

инапряжение на его выходе становится близким к напряжению питания. Открывается транзистор VT3, разрешая работу генератора импульсов, выполненного на VT3 и VT4. Частота следования импульсов зависит от номиналов конденсатора С3 и резистора R8. При указанных на схеме значениях частота импульсов равна 2,5–3 Гц. С такой же частотой генератор звука BF1 издает тревожные сигналы, подтверждаемые вспышками светодиода HL1.

Вцепь управления потребляемым током микросхемы (вывод 8), кроме

резистора R6, включен конденсатор С2, и можно сказать, что Rупр→ ∞. Фактически Rупр имеет конечную величину, которая зависит от качества конденсатора С2. Но это по постоянному току. А по переменному – Rупр зависит еще

иот емкости этого конденсатора. Как только начинает работать генератор (VT3, VT4), первый же импульс перезаряжает конденсатор С2. Возникающий при этом ток через цепь С2R6 значительно больше тока покоя и, как следствие этого, мощность на выходе микросхемы возрастает.

Поскольку постоянная времени R8C3, определяющая частоту включения генератора, намного меньше постоянной времени R6С2 и конденсатор С2 не успевает разрядиться до первоначального состояния, то звуковые и световые сигналы следуют, пока открыт транзистор VT2. В момент, когда индикатор убирают из зоны действия электрического поля, компаратор переключается. Конденсатор С2 разряжается через капсюль BF1 и светодиод HL1. Устройство переходит в дежурный режим. Ток потребления при этом уменьшается до 60–70 мкА.

Устройство является достаточно чувствительным. С «антенной» из

фольгированного стеклотекстолита размерами 55 × 33 мм (передняя стенка корпуса индикатора) он «узнает» потребитель электроэнергии (включенная электрическая лампа, нагревательный прибор) на расстоянии более 0,5 м. В движении индикатор реагирует на статическое электричество. Перемещение по ковровому покрытию с синтетическим ворсом вызывает срабатывание практически при каждом шаге.

Индикатор собран на печатной плате из двусторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 42 × 30 мм. Вместе с батареей питания V23GA (диаметр 10 мм, длина 27 мм) он размещается в корпусе размерами 55 × 33× 14 мм, изготовленном из белой жести. Передняя стенка корпуса сделана из того же материала, что и монтажная плата. Фольга с наружной стороны соединена с затвором транзистора VT1.

Транзистор VT1 можно заменить на КП10ЗЛ или КП10ЗК. Транзисторы КТ3102 или КТ3107 могут иметь любые буквенные индексы. В случае применения транзисторов КТ315 и КТ361 (что также допустимо) необходимо доработать разводку печатных проводников. Конденсатор С1 – керамический, емкостью от 0,068 до 0,68 мкФ. Остальные конденсаторы – оксидные,

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

малогабаритные. Светодиод HL1 лучше использовать красного свечения. При слишком громком звуке, чтобы не перегружать капсюль и встроенный генератор, последовательно со светодиодом целесообразно включить гасящий резистор сопротивлением до 300 Ом (на схеме не указан).

Собранный без ошибок индикатор в налаживании не нуждается. Если задаться целью минимально сократить ток в режиме покоя, то следует особое внимание уделить подбору конденсатора С2 (по минимальному току утечки). Индикатор сохраняет работоспособность при снижении напряжения батареи питания до 6 В.

Вариант№7 ВысококачественныйусилительДМВ

Краткое описание.

Схема высококачественного усилителя дециметрового диапазона приведена на рис. П2.7. На входе усилителя включен настраиваемый полосовой фильтр L1, C2, C3 с полосой пропускания порядка 50 МГц в пределах с 21-го по 60-й канал. Усилитель выполнен на транзисторах средней мощности по схеме с общим эмиттером. Это обеспечивает высокий динамический диапазон усилителя и эффективную работу его при наличии мощных сигналов других каналов.

Первый каскад работает при токе коллектора транзистора 7 мА и определяет такие параметры усилителя, как уровень шума и перекрестную модуляцию. Второй каскад определяет общий коэффициент усиления, который составляет 25 дБ. Коллекторный ток транзистора второго каскада около 25 мА. Вход и выход усилителя рассчитаны на подключение коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом.

Рис. П2.7. Схема электрическая принципиальная высококачественного усилителя ДМВ

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Питание осуществляется напряжением +12 В и подается через кабель. Дроссель L4 имеет индуктивность 10 мкГн. Катушка L1 выполнена посеребренным проводом диаметром 2 мм, имеет полвитка и отформована на оправке диаметром 4 мм. Дроссели L2 и L3 имеют по три витка, намотанных проводом ПЭВ-2 – 0,2 на ферритовых кольцевых магнитопроводах типа 20ВН. Типы остальных пассивных элементов: резисторы – С2-23, конденсаторы:

С1, С4, С5, С6, С7, С8 – К10-17; С2, С3 – КТ4-21; С9 – К50-6. Транзисторы

BFR90 можно заменить отечественными СВЧ транзисторами средней мощности КТ610, КТ640, КТ913 и т. п.

Вариант№8 Карманныйметроном

Краткое описание.

Метроном, схема которого приведена на рис. П2.8, может применяться, например, начинающим музыкантом при контроле темпа исполняемой мелодии, но также может быть полезен всем, перенесшим тяжелые заболевания – по установленному на метрономе ритму звуковых сигналов можно контролировать ритм движений и дыхания. Не исключены и другие варианты применения метронома. Рабочий диапазон метронома разбит на одиннадцать фиксированных частот: 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150 и 160 зву-

ковых «ударов» в минуту.

Рис. П2.8. Схема электрическая принципиальная карманного метронома

Питание метронома осуществляется от автономного источника напряжением 5 В с потреблением тока около 100 мА во время звукового сигнала, и не более 7 мА во время паузы. При изменении температуры окружающей

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

среды в пределах 20±15 °С или питающего напряжения на 0,5 В частота повторения «ударов» уходит не более чем на 1 %. В качестве звукового излучателя используется выносная динамическая головка или миниатюрный головной телефон. Кроме того, метроном снабжен световым индикатором, вспыхивающим в такт со звуковыми «ударами». Метроном выполнен на микросхеме КР512ПС10, к выходу которой в качестве нагрузки (микросхема с открытым коллекторным выходом) подключен резистор R12. С нагрузкой соединен усилительный каскад на транзисторе VT1. В коллекторной цепи транзистора стоит цепочка из резистора R13 и светодиода HL1 (световой индикатор), а параллельно цепочке через разъем Х1 подключается, например, динамическая головка ВА1. Питающее напряжение на цепи метронома подается только при подключении к разъему звукового излучателя. Требуемую частоту генератора – количество «ударов» в минуту – устанавливают переключателем SA1.

Резисторы R1–R11 желательно применять высокоточные (±0,5 %) С2 – 29 В или аналогичные с указанными на схеме сопротивлениями. Конденсатор С1 – К10-17 с ТКС = М75. Галетный переключатель SA1 – любой малогабаритный с соответствующим числом положений. В качестве звукового излучателя следует использовать динамическую головку 0,25ГДШ-20-50 (0,1ГД-17) или другую (а также телефонный капсюль) со звуковой катушкой сопротивлением 40–60 Ом. Разъем Х1 – ОНЦ-ВГ-4-5/16Р или любой подходящий с соответствующим количеством гнезд и ответной вилкой. Источник питания – четыре аккумулятора Д-0,1, соединенные последовательно. Для их периодической подзарядки предусмотрены гнезда 1 и 3 разъема, к которым подключают зарядное устройство, обеспечивающее нужный ток (примерно равный десятой части емкости аккумулятора).

Вариант№9 УКВмикропередатчикдлятелефонногоаппарата

Краткое описание.

Если требуется беспроводное дистанционное прослушивание телефонных разговоров на своем телефонном аппарате (ТА), то пригодится схема миниатюрного передатчика с частотной модуляцией, рассчитанного на работу в диапазоне УКВ на частотах 63–80 МГц совместно с любым бытовым радиоприемником (рис. П2.9).

Схема питается от телефонной линии только во время разговора, когда поднята телефонная трубка.

Радиус действия передатчика без применения антенны WA1 до 50 м, а для увеличения дальности кроме применения антенны необходимо использовать приемник с высокой чувствительностью. Так, увеличение чувствительности приемника в 2 раза на столько же увеличивает дальность приема.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

При подключении устройства к телефонной линии необходимо соблюдать полярность, указанную на схеме.

Настройка схемы заключается в перестройке генератора сердечником катушки L1 на нужную частоту УКВ диапазона, а после этого конденсатором СЗ надо подстроить передатчик, контролируя прием по качеству передачи на слух. Частотная модуляция в передатчике получается за счет изменения внутренней емкости транзистора при колебании напряжения питания схемы за счет протекания тока в линии ТА при разговоре.

Перед настройкой передатчика необходимо подключить его к телефонной линии и при снятой трубке замерить напряжение на резисторе R4. Оно должно быть в диапазоне от 2 до 3,5 В, а если напряжение больше, то следует уменьшить сопротивление этого резистора.

Конденсатор СЗ – типа КПКМ, а остальные используемые резисторы и конденсаторы могут быть любого типа, малогабаритные. Катушка L1 наматывается на каркас диаметром 5 мм проводом ПЭВ 0,23 мм и содержит 5+5 витков. Транзистор КТ315Г можно заменить на КТ3102А, использовать же другие транзисторы не рекомендуется, так как при этом сильно возрастает уровень гармоник, которые могут создавать помехи в других диапазонах. При указанных на схеме деталях уровень второй гармоники передатчика меньше на 40–45 дБ относительно основной частоты.

В качестве антенны можно применить отрезок любого многожильного провода длиной 30–40 см.

Настройку на нужную частоту, если нет высокочастотного ферритового сердечника, можно выполнить подбором емкости контура, показанного на схеме пунктиром. Конденсаторы С1 и С2 могут иметь номиналы 0,022–0,068 мкФ.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Вариант№10 Блокираторпараллельноготелефонногоаппарата

Краткое описание.

Устройство, схема которого приведена на рис. П2.10, позволяет заблокировать параллельный телефонный аппарат (с него нельзя будет вести разговоры).

Ключевую роль в устройстве играют стабилитроны VS3 и VS4, напряжение стабилизации которых должно быть ниже напряжения, возникающего в свободной телефонной линии и выше напряжения в занятой линии. Трубка, снятая с телефонного аппарата ТА1, открывает стабилитрон VS4 и, соответственно, тиристор VS1, подключая тем самым к сети именно этот телефонный аппарат. Такое подключение снижает напряжение в линии с 60 В до 8– 15 В и блокирует тем самым работу телефонного аппарата ТА2, поскольку такое напряжение будет уже недостаточным для пробоя стабилитрона VS3 и, соответственно, включения тиристора VS2.

Диоды VD1 и VD2 – любые кремниевые с обратным напряжением не менее 100 В и прямым током не менее 50 мА – защищают тиристоры от обратного тока через управляющий электрод во время прохождения сигнала вызова. Стабилитроны VS3 и VS4 – любые маломощные с напряжением стабилизации 30–45 В. Такой стабилитрон можно составить из 3–4 низковольтных стабилитронов. Резисторы типа С1-4.

Вариант№11 Интегральныйстабилизаторнапряжения

Краткое описание.

Интегральные регулируемые стабилизаторы напряжения серий КР142, КР1157, КР1168 и аналогичные зарубежные нашли широкое применение. Используя возможность изменения значения стабилизируемого напряжения с помощью навесных элементов, можно обеспечить плавный выход таких

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

стабилизаторов на рабочий режим. Это оказывается очень полезным для снижениея перегрузок выпрямителя и самого стабилизатора или уменьшения разного рода помех (например, щелчков в АС) в момент включения аппаратуры.

Типовая схема стабилизатора приведена на рис. П2.11.

Емкость конденсаторов С1 и С2 соответствует стандартному включению микросхемы. Выходное напряжение определяет резистивный делитель R1R2. Элементы дополнительного узла, обеспечивающего плавное включение, изображены на схеме пункимрными линиями.

При включении стабилизатора на выходе микросхемы появляется напряжение. Поскольку конденсатор С3 начинает заряжаться, транзистор VT1 будет открыт, и в начальный момент выходное напряжение не превысит 2,4 В. По мере зарядки конденсатора транзистор закрывается, и напряжение на его коллекторе увеличивается. Следовательно, возрастает и выходное напряжение. Когда конденсатор зарядится, выходное напряжение достигнет установленного значения. Транзистор полностью закроется и не будет оказывать влияния на работу стабилизатора. После отключения устройства конденсатор С3 быстро разряжается через диоды VD1 и VD2, резистивный делитель R1R2 и нагрузку.

Время нарастания выходного напряжения зависит, в первую очередь, от емкости конденсатора С3 и сопротивления резистора R4 и в меньшей степени – от коэффициента передачи тока транзистора.

Для сравнения было измерено время нарастания входного напряжения стабилизатора. При выходном напряжении 15 В, сопротивлении нагрузки 15 Ом и емкости конденсаторов фильтров выпрямителя и нагрузки по 4700 мкФ без указанной доработки это время составило примерно 30 мс, а после введения дополнительного узла – 1,5–2 с.

Допустимые напряжения всех конденсаторов и транзистора должны соответствовать рабочим напряжениям в конкретном стабилизаторе напряжения.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Вариант№12 Нерегулируемыймикшерныйкаскаднадвавхода

Краткое описание.

На рис. П2.12 приведена принципиальная схема простого суммирующего (микшерного) каскада на два входа, собранного на двух биполярных транзисторах с общей коллекторной нагрузкой.

Рис. П2.12. Схема электрическая принципиальная нерегулируемого микшерного каскада на два входа

Входные сигналы подаются к гнездам Гн1 и Гн2, далее на базы транзисторов VT1 и VТ2. Суммирование сигналов происходит в их общей коллекторной нагрузке на резисторе R5. Коэффициент передачи каждого каскада по напряжению – около 0,7. Для устранения влияния входного сопротивления последующего УНЧ, с которым будет работать данный каскад, введен дополнительный эмиттерный повторитель на транзисторе VТЗ. Выходной суммарный сигнал снимается с эмиттера транзистора VТЗ и через конденсатор С5 подается к выходному гнезду Гн3. Питание осуществляется от отдельной батареи, но можно использовать стабилизированный источник питания УНЧ, с которым каскад будет работать. В устройстве можно использовать транзисторы типа КТЗ15Г. Настройка устройства сводится к подбору, в случае необходимости, сопротивлений резисторов R1 и R9 в базовых цепях транзисторов VТ1 и VТ2 для установки коллекторного тока, равного 0,25 мА. Как показала практика, входное сопротивление каждого входа – 1–2 МОм,

1

Сразу после включения в сеть конденсатор С1 начинает заряжаться импульсами тока, текущего через резистор R2, диод VD2 и резистор R3. Пиковое значение напряжения в точке А пока недостаточно для открывания однопереходного транзистора VT1, поэтому он закрыт, закрыт также и тринистор VS1. В это время ток через нагрузку EL1 не протекает. По мере зарядки конденсатора С1 значение импульсного напряжения в точке А увеличивается. Когда оно достигает порога открывания транзистора, конденсатор С1 начинает разряжаться через его переход эмиттер-база, в результате чего на

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

управляющий электрод тринистора поступают открывающие его короткие импульсы.

Мощность, рассеиваемая в нагрузке, определяется фазовым сдвигом между управляющим импульсом и началом периода анодного напряжения тринистора, а также частотой следования управляющих импульсов, поскольку в начале процесса один импульс формируется за несколько периодов сетевого напряжения. Эти два параметра, определяющие функционирование тринистора, зависят от скорости зарядки конденсатора С2, т. е. от пикового напряжения в точке А и сопротивления введенной части переменного резистора R4. По мере зарядки конденсатора С1 (спустя 1–2 с) средний ток, протекающий через диод VD2, уменьшается настолько, что в дальнейшем эта цепь не оказывает заметного влияния на работу устройства. Максимальная мощность, поступающая в нагрузку, определяется суммарным сопротивлением резисторов R2 и R4 и может составлять примерно 5–90 % от номинальной мощности нагрузки. Как показывает практика, такого диапазона регулировки мощности для ламп накаливания вполне достаточно.

Резистор R7 предназначен для разрядки конденсатора С1 после отключения нагрузки от сети. Устройство целесообразно дополнить герконом SF1, ускоряющим разрядку этого конденсатора, а управляющий его контактами магнит механически связать с выключателем SA1. Резистор R8 ограничивает ток через геркон.

При мощности нагрузки более 100 Вт тринистор следует установить на теплоотвод, а выпрямительный мост VD1 заменить более мощным, например, собранным на четырех диодах Д245.

Тринистор КУ201Л можно заменить на КУ201К, КУ201М или КУ202Л-Н. Диод VD2 – любой из серий КД522, КД521 или КД503. Все постоянные резисторы – МЛТ, переменный резистор R4 – СПЗ-4а. Конденсатор С1 – оксидный К50-6, С2 – любой малогабаритный.

В связи с тем, что устройство имеет непосредственный контакт с сетью, вал переменного резистора R2 должен быть снабжен ручкой из изоляционного материала.

Вариант№14 Блокираторпараллельноготелефонногоаппарата

Краткое описание.

Приведенное на рис. П2.14 устройство кроме выполнения функции блокиратора параллельного телефона может также использоваться как блокиратор несанкционированного (пиратского) подключения к линии.

1

Электронный ключ VS1 – КР249 КН1. Все постоянные резисторы – МЛТ. Конденсатор С1 – оксидный К50-6.

Вариант№15 Микропередатчикдлятелефонногоаппарата

Краткое описание.

Устройство, схема которого приведена на рис. П2.15, в антенне не нуждается, так как антенной является телефонная пара.

К телефонной линии

ТА1

Рис. П2.15. Схема электрическая принципиальная телефонного микропередатчика

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Для увеличения радиуса действия рекомендуется поставить вместо транзистора КТ3102 П416Б, но в этом случае нужно поменять полярность питания микропередатчика. Катушка L1 бескаркасная, с внутренним диаметром 6 мм, содержит 5 витков (для УКВ), для FM – 4 витка провода ПЭВ –

0,7–0,9 мм. Резисторы – С2-23. Конденсаторы С1, С3 – К10-17; С2 – КТ4-21.

Настройка производится изменением емкости подстроечного конденсатора, а также сжатием или растяжением витков катушки L1 для приема сигнала в свободном от вещательных станций участке УКВ (FM) диапазона вещательного приемника. Радиус действия при применении транзистора П416 равен 250–300 м в прямой видимости, а при КТ3102 – 200–250 м.

Вариант№16 Электронныйметроном

Краткое описание.

Электронный метроном, схема которого представлена на рис. П2.16, очень удобен на занятиях в музыкальном училище. Он создает одновременно звуковые и световые сигналы ритма, которые исполнитель воспринимает как в условиях класса, так и сцены, даже при максимальной громкости звучания оркестра.

Основой метронома является генератор импульсов на двух транзисторах различной структуры (VТ1, VT2). Цепочка C4, R2, R3 определяет частоту повторения импульсов. С помощью резистора R3 можно изменять эту частоту и тем самым частоту ударов метронома в пределах от 20 до 240 в минуту. Стабилизатор питающего напряжения на диоде VS1 обеспечивает необходимое постоянство частоты ударов при колебаниях напряжения питающей электросети в пределах 175–245 В.

В цепь переменного тока включен балластный конденсатор С1 (металлобумажный) с рабочим напряжением 600 В. Остальные конденсаторы элек-

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

тролитические, типа К50-6. Постоянные резисторы – типа С2-23, переменный

– СПЗ-4а. Лампочка Л1 – коммутаторная, на 6 В и 60 мА. В качестве транзистора VТ1 можно применить любой маломощный транзистор структуры

п-р-п.

В связи с тем, что устройство имеет непосредственный контакт с сетью, вал переменного резистора R3 должен быть снабжен ручкой из изоляционного материала.

Вариант№17 Устройствоудержаниятелефоннойлинии

Краткое описание.

Рассматриваемое устройство, схема которого приведена на рис. П2.17, выполняет функцию удержания телефонной линии («HOLD»), что позволяет во время разговора положить трубку на рычаг и перейти к параллельному телефонному аппарату.

Устройство не перегружает телефонную линию (ТЛ) и не создает в ней помех. Во время срабатывания вызывающий абонент слышит музыкальную заставку.

Схема устройства удержания телефонной линии показана на рис. П2.17. Выпрямительный мост на диодах VD1–VD4 обеспечивает нужную полярность питания устройства независимо от полярности подключения его к ТЛ. Переключатель SF1 связан с рычагом телефонного аппарата (ТА) и замыкается при поднятии трубки (т. е. блокирует кнопку SB1 при положенной трубке). Если во время разговора необходимо перейти к параллельному ТА, надо кратковременно нажать кнопку SB1. При этом срабатывает реле K1 (замыкаются контакты K1.1, а контакты K1.2 размыкаются), к ТЛ подключа-

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

ется эквивалент нагрузки (цепь R1, R2, K1) и отключается ТА, с которого велся разговор. После этого можно положить трубку на рычаг и перейти к параллельному ТА.

Падение напряжения на эквиваленте нагрузки составляет 17 В. При поднятии трубки на параллельном ТА напряжение в ТЛ падает до 10 В, реле K1 отключается, и эквивалент нагрузки отключается от ТЛ.

Транзистор VT1 должен иметь коэффициент передачи не менее 100, при этом амплитуда переменного напряжения звуковой частоты, выдаваемого в ТЛ, достигает 40 мВ. В качестве музыкального синтезатора (DD1) использована микросхема УМС8, в которой «зашиты» две мелодии и сигнал будильника. Поэтому вывод 6 («выбор мелодии») соединен с выводом 5. В этом случае воспроизводится один раз первая мелодия, а затем вторая бесконечно.

В качестве SF1 можно использовать микропереключатель МП или геркон, управляемый магнитом (магнит должен быть приклеен к рычагу ТА). Кнопка SB1 – КМ1.1, светодиод HL1 – любой из серии АЛ307. Диоды VD1– VD4 – любые, допускающие обратное напряжение не менее 200 В. Реле K1 –

РЭС-47 (паспорт РФ4.500.409, РФ4.500.431 или РФ4.500.432). Резисторы – типа С2-33. Кварцевый резонатор ZQ1 – РВ-75.

Применив резистор R1 сопротивлением 270–390 Ом, можно увеличить падение напряжения на эквиваленте нагрузки до 20–25 В, что позволит использовать такие ТА, при поднятии трубки которых напряжение в ТЛ составляет 15–20 В. Резистор R3 в этом случае применяют сопротивлением 3– 3.3 кОм. Падение напряжения на резисторе R2 не должно превышать 3 В, иначе необходимо будет уменьшить сопротивление резистора R2.

Вариант№18 Музыкальныйзвонок

Краткое описание.

Суть работы музыкального звонка (рис. П2.18) заключается в том, что если нажимать на выносную кнопку, которая расположена на входной двери, в течение 2 с, то мелодия будет звучать полностью, а если менее 2 с, то мелодия оборвется после первых трех аккордов. Получается, что если кнопку нажать и отпустить, то прозвучат 3 аккорда, а если зафиксировать ее более одной секунды, то прозвучит полностью одна из выбранных мелодий. Этот вариант хорош тем, что мелодия практически не надоедает, а первых трех аккордов, звучащих в течение 3–5 с, вполне хватает, чтобы узнать, что вас ктото посетил. Использованная в схеме ИМС изготовлена по КМОП технологии, что обеспечивает малый расход энергии питания.

Резистор R1 служит для подавления помех, приводящих к самопроизвольному пуску. Что касается оконечного каскада, то он интересен тем, что можно регулировать громкость резистором R3 и окраску звучания конденсатором СЗ.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Рис. П2.18. Схема электрическая принципиальная музыкального звонка

Конденсатор С1 – типа МБ (металлобумажный), С2 – электролитический, типа К50-6. Постоянные резисторы – типа С2-23, переменный – СПЗ-4а. Выходной трансформатор – от любого миниатюрного транзисторного приемника. Динамик имеет сопротивление 8 Ом. Кварцевый резонатор

ZQ1 – РВ-75.

Вариант№19 ОЗУвустройствахдинамическойиндикации

Краткое описание.

Промежуточная память повышает эксплуатационные удобства цифровых измерительных приборов, работа которых основана на подсчете числа импульсов в течение нормированного интервала времени. В конце этого интервала информация из счетчика переписывается в регистр памяти, где он сохраняется до конца следующего цикла измерения.

Иллюстрацией изложенного принципа построения промежуточной памяти может служить узел, схема которого изображена на рис. П2.19. Примененное в нем ОЗУ К155РУ2 (DD5) имеет память емкостью 64 бит (16 слов×4 разряда). Это позволяет увеличить число обслуживаемых разрядов до 16. Адресные входы ОЗУ DD5 и мультиплексоров DD1–DD4 объединены, что обеспечивает однозначное соответствие каждой ячейки памяти соответствующему разряду счетчика. Сигналы трехразрядного адреса формируются двоичным счетчиком DD8, на счетный вход C1 которого подаются импульсы, тактового генератора (DD7.1, DD7.2) с частотой следования около 10 кГц. Адресные сигналы поступают также на дешифратор разрядов DD9, который включает индикаторы соответствующих разрядов. Одновременно с выхода ОЗУ DD5 на дешифратор знаков поступает код числа этого разряда, чем и обеспечивается индикация нужной цифры. Процесс происходит непрерывно, и на цифровом индикаторе отображается число, хранящееся в ОЗУ. Смена информа-

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

ции в ОЗУ происходит в конце измерения по сигналу «Запись». При его поступлении (в виде перепада напряжения с уровня 0 на уровень 1) изменяет свое состояние триггер DD4.1, и сигнал логического 0 с его выхода поступает на вход D триггера DD6.2.

Рис. П2.19. Схема электрическая принципиальная оперативного запоминающего устройства

Первый (после этого) перепад уровня с 0 в 1 старшем разряде адреса изменяет состояние триггера DD6.2, и тот разрешает прохождение восьми импульсов записи через элемент DD7.4 на вход EWR ОЗУ DD5. Следующий положительный перепад уровня сигнала стершего разряда адреса возвращает триггер DD6.2 в исходное состояние, запрещая тем самым дальнейшую запись (на время перезаписи желательно, чтобы состояние счетчика не изменялось, для чего можно использовать сигнал «Запрет счета», снимаемый с выхода триггера DD6.2).

Как видно, емкость памяти микросхемы К155РУ2 позволяет создать промежуточную память, обслуживающую до 16 разрядов индикатора. При числе разрядов более восьми вместо мультиплексоров К155КП7 (DD1–DD4) следует применить К155КП1, а вместо дешифратора К155ИД4 (DD9) – К155КДЗ. Четвертый адресный разряд ОЗУ DD5 (вывод 13) в этом случае отключают от общего провода и соединяют со счетчиком DD8.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

При отсутствии микросхемы К155РУ2 в узле динамической индикации можно использовать регистровое ОЗУ К155РП1 (для восьмиразрядного счетчика потребуется две микросхемы). Схема этого варианта узла показана на рис. П2.20. Информационные входы D1–D4 микросхем, ОЗУ (DD5, DD10) в этом случае подключают к прямым выходам мультиплексоров DD1–DD4.

Рис. П2.20. Схема электрическая принципиальная регистрового оперативного запоминающего устройства

Таким образом, применение в устройстве динамической индикации ОЗУ вместо статического регистра позволяет значительно уменьшить число микросхем (при восьми разрядах – на 7–8 шт.), повысить надежность и снизить энергопотребление (при этом числе разрядов на 1,5–1,7 Вт). Следует, однако, учесть, что с увеличением числа разрядов монтаж устройств динамической индикации с мультиплексированием значительно усложняется. В этом отношении удобнее устройства на сдвигающих регистрах, сложность монтажа которых от числа разрядов практически не зависит.

Типы пассивных элементов: резистор – МЛТ; конденсатор – К10-17.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Вариант№20 Шахматныечасы«БЛИЦ»

Краткое описание.

Принципиальная схема часов изображена на рис. П2.21. При включении питания цепь R8C6 формирует положительный импульс, который обнуляет счетчики DD1, DD8, DD2–DD4, DD9–DD11, и индикатор HG1 во всех разрядах показывает нуль. Отсчет времени и звуковая сигнализация при этом отсутствуют, так как на выходе триггеров DD5.1 и DD5.2 будет сигнал низкого уровня.

При нажатии на кнопку SB1 «Пуск Б» на коммутатор DD6.1 поступает сигнал высокого уровня с узла совпадения DD7.3 и триггера управления DD5.1, разрешающий прохождение импульсов частотой 64 Гц с выхода 9 счетчика DD1 через инвертор DD4.2 Далее импульсная последовательность через делитель на 64 счетчика DD1 в виде импульсов с частотой 1 Гц поступает на счетный узел А1, и число секундных импульсов подсчитывают счетчики DD2–DD4. Результат счета отображают верхние три по схеме разряда индикатора НG1 в виде единиц минут, единиц и десятков секунд. Одновременно с началом отсчета времени партии сигнал высокого уровня с выхода триггера DD5.1 через элементы DD7.1, DD7.2, резистор R12 и транзистор VT1 разрешают прохождение сигнала «хода» часов на звуковой излучатель BF1.

Рис. П2.21

Генератор звуковой сигнализации собран на счетчике DD8 и вырабатывает импульсы частотой 2 Гц и 1024 Гц, служащие для формирования сигналов «хода» часов и окончания игры.

По истечении игрового времени СИГНАЛ низкого уровня с выхода элемента DD7.3 блокирует коммутатор DD6.1, прекращает отсчет времени и разрешает прохождение импульсов частотой 1024 Гц через элемент DD7.4 и резистор R12 для формирования звукового сигнала окончания партии.

При нажатии на кнопку SB2 «Пуск Ч» описанный выше процесс повторяется. Разница лишь в том, что сигнал с коммутатора DD6.3 поступает на счетчик микросхемы DD8. Подсчет времени ведет счетный узел А2, а результат отображают три нижних по схеме разряда индикатора.

При нажатии на кнопку SВ5 «Пауза» триггеры DD5.1, DD5.2 устанавливаются в нулевое состояние. При этом коммутаторы DD6.1 и DD6.3 блокируются, отсчет времени прекращается, а сигнал с выхода элемента DD7.1 выключает «ход» часов.

В часах использованы конденсаторы К10 – 7В и КТ, резисторы МЛТ – 0,125, кнопки SB1–SB3 – МП-10, кварцевый резонатор ZQ1 – РВ-75, звукоизлучатель ВF1 – ЗП-3. Микросхемы К176ТМ2, К176ЛА9, К176ЛЕ5 можно заменить на их аналоги из серий К561, К564.

1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Налаживание часов состоит в установке желаемого тона звучания сигналов «хода» часов и окончания времени игры. Этого добиваются подбором номиналов конденсатора C7 и резисторов R9, R10.

При игре участники поочередно нажимают на кнопки «Пуск Ч» (играющего черными) и «Пуск Б» (белыми). Прошедшее время для каждого из участников часы показывают на цифровом табло и сопровождают характерным звуком, имитирующим «ход» механических часов. При необходимости отсчет игрового времени может быть приостановлен нажатием на кнопку «Пауза» (звуковой сигнал тоже). По истечении пяти минут игры у одного из участников часы блокируются и не реагируют на нажатие на кнопки. При этом табло высвечивает цифры 5 00 для проигравшего и прошедшее время на момент окончания игры у выигравшего участника. Звуковой сигнал «хода» часов происходит в прерывистом высоком тоне. После выключения и включения питания тумблером «Вкл» часы вновь готовы к работе.

1