Детская энциклопедия

Меню сайта











Элементы радиоэлектронной аппаратуры

Подобно тому как самые различные здания сейчас строят из нескольких основных типов панелей и блоков (см. статьи раздела «Строи­тельство»), разные радиоэлектронные аппараты собираются из некоторого набора стандартных узлов и деталей.

В этом случае главные «строительные бло­ки» — это почти всегда электронные приборы, например лампы, а самая массовая деталь — сопротивление. Его главная задача (об этом говорит само название) — оказывать сопро­тивление переменному току, поглощать излиш­ки энергии, устанавливать заданные режимы. Наряду с постоянными имеются и переменные сопротивления, величину которых можно плав­но изменять.

Вообще же в электронной аппаратуре встре­чаются сопротивления самой различной вели­чины — доли ома, десятки килоом (1 ком=1000 ом) и даже сотни тысяч мегом (1 Мом=1 млн. ом). Сопротивления (сокращенно обозна­чаются буквой R) могут быть рассчитаны на разные мощности — от долей ватта до не­скольких десятков ватт.

Распространенная деталь — конденса­тор (сокращенно обозначается буквой С). Он вы­полняет различные функции, например накапли­вает электрические заряды, разделяет постоян­ную и переменную составляющие сложного тока (постоянная составляющая не проходит через конденсатор, а переменная проходит). Главные детали конденсатора — металлические пласти­ны или комплект пластин, между которыми расположен тонкий слой изолятора. Пластины (на них и происходит накопление зарядов) дела­ют в виде дисков, цилиндров или длинных, свернутых в спираль полос фольги.

О способности конденсатора накапливать заряды говорит его электрическая емкость, измеряемая в фарадах. Фарада — величина чрезвычайно большая и на практике не встре­чается никогда. Распространенные типы кон­денсаторов имеют емкость от нескольких пикофарад (триллионная доля фарады; 1 пф=10-12ф) до нескольких сотен микрофарад (миллионная доля фарады; 1 мкф=10-6ф=106 пф). Большую емкость имеют электролитические конденсато­ры, где накопление зарядов происходит в ре­зультате сложных физико-химических процес­сов. В ряде случаев применяют конденсаторы переменной емкости, с подвижными пластинами.

В отличие от конденсатора катушка индуктивности (самоиндукции), кото­рую для простоты обычно называют просто катушкой (L), легко пропускает постоянный ток и сказывает сопротивление переменному.

Если по проводнику катушки пропустить ток, то вокруг нее (так же, впрочем, как и вокруг любого другого проводника с током) возникает магнитное поле. Способность катуш­ки создавать поле характеризуется индуктив­ностью (коэффициент самоиндукции), единицей измерения которой служит генри (гн). Чем больше витков содержит катушка, тем больше ее индуктивность. Можно увеличить индуктив­ность, если вставить в катушку

сердечник из вещества с содержанием железа или его соеди­нений. Сердечники катушек, по которым про­ходит постоянный или низкочастотный перемен­ный ток, собирают из тонких стальных пластин. Для высокочастотных катушек сердечники де­лают из различных прессованных порошков. В последнее время особенно распространены прессованные ферритовые сердечники. Для того чтобы плавно менять индуктивность катушки, в нее вставляют передвижной сердечник. Катушку, которую нужно уберечь от внешних электри­ческих или магнитных полей, помещают в метал­лический, обычно алюминиевый, кожух — эк­ран. С той же целью помещают в экран прово­да, а иногда и целые блоки аппаратуры.

Комбинируя различным образом сопротив­ления, конденсаторы и катушки, создают раз­личные фильтры — электрические цепи, кото­рые могут разделять сложный ток на составля­ющие. Эта «способность» фильтров основана на том, что конденсатор и катушка по-разному пропускают синусоидальные составляющие раз­ных частот: с увеличением частоты сопротив­ление конденсатора уменьшается, а сопротив­ление катушки увеличивается.

Своего рода фильтр и колебатель­ный контур. Это объединение конденса­тора и катушки. Введем в контур порцию энергии — зарядим для этого конденсатор. В кон­туре появится переменный ток, частота кото­рого зависит от индуктивности катушки и ем­кости конденсатора. Если же подвести к кон­туру переменные токи различных частот, он «выберет» только ту составляющую, частота которой равна (или очень близка) частоте собст­венных колебаний. «Избранная» составляю­щая, действуя «в такт» с собственными колеба­ниями контура, усиливает их. Это явление — его называют резонансом — напоминает уве­личение размаха маятника, если его подтал­кивать в такт.

Колебательный контур — это не только фильтр для выделения сигналов определенной частоты. Контур может и сам служить источ­ником сигнала — генератором переменного тока. Правда, у контура-генератора есть серьезный недостаток: электромагнитные колебания в нем довольно быстро затухают, так как энер­гия расходуется на преодоление разного рода сопротивлений, например сопротивления про­водов катушки. Нечто подобное происходит и в маятнике, колебания которого затухают по мере того, как энергия расходуется на трение.

Генератор незатухающих ко­лебаний можно построить, если объеди­нить контур с усилительной лампой или тран­зистором. Подключим контур к управляющей сетке лампы, а в ее анодную цепь включим катушку обратной связи, расположенную вблизи контурной катушки. Как только в кон­туре возникнут собственные колебания, в анод­ной цепи появится их «мощная копия». Через катушку обратной связи «мощная копия» пере­даст часть своей энергии обратно в контур и таким образом скомпенсирует потери в нем. Колебания станут незатухающими. Разумеется, все это произойдет лишь в том случае, если обратная связь будет положительной, если энер­гия, которая попадет в контур из анодной цепи, будет поддерживать собственные колеба­ния, действовать в такт с ними.

Источником энергии для создания перемен­ного тока является анодная батарея. Контур совместно с лампой лишь позволяет преобразовать эту энергию и получить пере­менный ток. Очень важно, что частоту пере­менного тока легко изменять, подбирая соот­ветствующим образом емкость конденсатора и индуктивность катушки. Чем меньше емкость и индуктивность, тем выше частота. Наряду с колебательными контурами в ламповых или транзисторных генераторах используют цепоч­ки из конденсаторов и сопротивлений.

Один из самых распространенных элементов радиоэлектронной аппаратуры — это ламповые или транзисторные усили­тели. Существует огромное множество усили­тельных схем, но их можно разделить на не­сколько основных групп: усилители высокой частоты, низкой частоты, импульсные усили­тели, усилители напряжения, мощности, тока, усилители с обратной связью и др.

Лампа или транзистор вместе со всеми отно­сящимися к ним деталями образуют усилитель­ный каскад. Там, где не справляется один кас­кад, применяют многокаскадные усилители и сигнал последовательно передают с одного каскада на другой. Наряду с лампой или тран­зистором обязательный элемент усилительного каскада — нагрузка, в которой исполь­зуется энергия усиленного сигнала. В усили­теле низкой частоты нагрузкой может быть громкоговоритель (подключается к лампе через трансформатор), в усилителе высокой частоты — колебательный контур. Очень часто роль на­грузки выполняет сопротивление. Нагрузку обычно включают в анодную цепь лампы или в коллекторную цепь транзистора.

Для питания электронных приборов необ­ходимо постоянное напряжение — в лампах оно подается на анод, в транзисторах — на коллектор. Если аппаратура питается от сети переменного тока, то постоянное напряжение получают с помощью полупроводникового дио­да, кенотрона или другого выпрямителя, кото­рый превращает переменный ток в пульсирую­щий. Затем следует фильтр. Он «отбрасывает» переменные составляющие. Теперь остается не­обходимое для питания анодных или коллек­торных цепей «чистое» постоянное напряжение.

Очень похож на выпрямитель другой рас­пространенный каскад — детектор. Здесь также есть выпрямитель, который превращает модулированный переменный ток в пульсирую­щий. Из него фильтр детектора выделяет только составляющую низкой частоты, т. е. именно тот сигнал, который был «спрятан» в модули­рованном токе. Само слово «детектор» означает «обнаружитель» и происходит от того же корня, что и слово «детектив» (т. е. сыщик).

Многие основные детали и узлы электронной аппаратуры были созданы при разработке си­стем радиосвязи и ее могучих «ветвей» — много­канального телефона и телеграфа, телевидения, звукозаписи, радиолокации, телеуправления. На примере этих областей техники мы сейчас увидим, как из отдельных блоков создается сложная радиоэлектронная аппаратура, как она устроена, как работает, где и для чего при­меняется.





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016