Юный радиолюбитель

Борисов Виктор Гаврилович

Подумай, как еще можно конструктивно объединить два переменных резистора в блок, который можно применить в генераторе сигналов звуковой частоты. Но, повторяю, для устойчивой генерации прибора во всем диапазоне частот оба резистора, подобранные для блока, должны быть с одинаковыми функциональными характеристиками и номинальными сопротивлениями. В готовом блоке вводимые сопротивления резисторов должны изменяться при одинаковых углах поворота их осей. Не скрою, дело это кропотливое, тонкое, но без этого не обойтись.

Футляр законченного генератора покрась нитроэмалью светлого тона или оклей декоративной поливинилхлоридной пленкой.

* * *

Рассказ о радиоизмерительной технике, которая могла бы пополнить твою лабораторию, можно было бы продолжить. Но, полагаю, и на этом можно остановиться. Приборов. описанных в этой беседа, вполне достаточно для грамотного подхода к конструированию как той аппаратуры, о которой

я рассказывал ранее, так и той, которая тебя ожидает впереди.

В будущем надо подумать об электронном осциллографе. Его, видимо, придется приобрести — наша промышленность выпускает несколько типов малогабаритных осциллографов, предназначаемых для радиолюбителей. С помощью его ты сможешь не только производить разнообразные электро- и радиотехнические измерения, по и наблюдать и анализировать процессы, происходящие в цепях различной аппаратуры.

Сейчас в науке, технике, на производстве все большее распространение получают измерительные приборы с цифровой индикацией результатов измерения. Цифровые вольтметры, омметры, частотомеры, мультиметры и другие измерительные приборы, создаваемые на базе логических микросхем различных степеней интеграции, широко внедряются и в творчество радиолюбителей. Для тебя подобные приборы станут следующей, более высокой ступенью конструирования измерительной техники.

Беседа 19

НА МИКРОСХЕМАХ

До сих пор у нас шел разговор об устройстве и работе радиотехнических устройств, активными и пассивными элементами которых были дискретные элементы, т. е. подбираемые тобой транзисторы, диоды, резисторы и другие отдельные радиодетали. Соединяя их в определенном порядке, диктуемом принципиальной электрической схемой, ты конструировал разные по сложности приемники, усилители, приборы-автоматы.

Сейчас дискретные элементы все больше уступают свое место в радиотехнике и электронике, микросхемам — миниатюрным электронным блокам функционального назначения. Один такой блок, объединяющий в миниатюрном корпусе транзисторы, диоды, резисторы, может выполнять функции целого тракта радиовещательного приемника, усилителя 3Ч, генератора, преобразователя частоты, электронного автомата.

Да, юный друг, ты — современник рождения и внедрения в радиоэлектронику микросхем!

Внешний вид некоторых микросхем, с которыми тебе предстоит иметь дело в ходе этой беседы, показана на рис. 294.

Рис. 294. Внешний вид конструкций некоторых микросхем

Это микросхемы серий К118, К122 и К224. Аналогично выглядят микросхемы широкого применения многих других серий. Рядом для сравнения изображена копеечная монета, дающая представление о размерах микросхем этих серий. Масса первой из этих микросхем 1 г, второй 1,5 г, третьей 3 г.

По технологии изготовления различают микросхемы гибридные и полупроводниковые. В гибридных микросхемах токонесущие проводники, резисторы, обкладки конденсаторов представляют собой пленки определенных размеров и электрических свойств, нанесенные на диэлектрическую подложку, на которую устанавливают диоды, транзисторы (обычно кремниевые, структуры n-p-n), но без корпусов. У полупроводниковых микросхем все активные и пассивные элементы выполнены в объеме и на поверхности кристалла полупроводника.

По своему функциональному назначению микросхемы подразделяют на аналоговые (или линейно-импульсные) и логические (или цифровые). Аналоговые, а к ним относятся и микросхемы тех серий, которые я здесь уже называл, используются для усиления, генерирования, преобразования электрических колебаний, например в приемниках, магнитофонах, телевизорах. Логические же микросхемы предназначаются для электронных вычислительных машин (ЭВМ), устройств автоматики, приборов с цифровым отсчетом результатов измерений.

Вот то немногое, что в общих чертах можно сказать о микросхемах. Практика использования микросхем в тех устройствах, разговор о которых пойдет в этой беседе, поможет лучше представить их перспективность.

Начну с аналоговых микросхем.

НА АНАЛОГОВЫХ МИКРОСХЕМАХ СЕРИЙ К118 И К122

К числу наиболее простых аналоговых микросхем, уже освоенных радиолюбителями, относятся микросхемы К118УН1 и К122УН1 из серий КП8 и К122. Буква К в обозначении указывает на то, что это микросхемы широкого применения. Номер гибридной микросхемы начинается с двойки, а полупроводниковой — с единицы. Следовательно, микросхемы серий К118 и К122 полупроводниковые, широкого применения.

В обозначение микросхем входят также цифры, указывающие номера серий (например, 118, 122). Буквы У и Н характаризуют функциональное назначение микросхем — это усилители напряжения или мощности. Последняя цифра указывает порядковый номер разработки. Далее могут следовать буквенные индексы А– Д, характеризующие напряжение источника питания и усилительные свойства микросхем.

Что представляют собой микросхемы серий К118 и К222? По существу, микросхемы К118УН1 и К122УН1 являются «близнецами» и отличаются одна от другой только конструктивно.

Схема «начинки» микросхемы К118УН1 (с любым буквенным индексом), конструкция с нумерацией выводов и обозначение ее на принципиальных схемах показаны на рис. 295.

Рис. 295. Схема (а), конструкция (б) и условное обозначение (в) микросхемы K118УH1

Как видишь, она представляет собой почти готовый двухкаскадный усилитель на кремниевых транзисторах структуры n-р-n. Связь между транзисторами микросхемы непосредственная. В эмиттерной цепи транзистора V2 имеется резистор сопротивлением 400 Ом. На нем происходит падение напряжения, которое через два соединенных последовательно резистора по 4 кОм подается на базу транзистора V1 и, действуя как напряжение смещения, открывает его. Резистор в коллекторной цепи транзистора V1 (5,7 кОм) — его нагрузка. Создающееся на нем напряжение усиленного сигнала подается непосредственно на базу транзистора V2 для дополнительного усиления. Вывод 3 является входом, а вывод 10 — выходом микросхемы.

Всего микросхема имеет 14 выводов, нумерация которых идет от специальной метки на корпусе в направлении движения часовой стрелки (смотреть снизу). Но некоторые из них, например выводы 1, 4, 6, 8 и 13, вообще не задействованы, а некоторые, в зависимости от применения микросхемы, не используются.

Приведу несколько конкретных примеров практического применений микросхемы К118УН1.

Первый пример — простой усилитель 3Ч (рис. 296), который можно использовать, например, для прослушивания грамзаписи на головные телефоны или в качестве предварительного усиления напряжения колебаний 3Ч.

Рис. 296. Усилитель на микросхеме К118УН1Б

В нем работает микросхема К118УН1Б, дающая несколько большее усиление, чем такая же микросхема, но с буквенным индексом А. Источник питания U_{и. п}, напряжением не более 6,3 В подключают к микросхеме через ее выводы 7 (плюс) и 14 (минус). Сигнал звуковой частоты, который надо усилить, подается на вход 3 микросхемы через конденсатор С1. Усиленный сигнал, снимаемый с соединенных вместе выводов 9 и 10 (с резистора внутри микросхемы сопротивлением 1,7 кОм, выполняющего роль нагрузки транзистора V2), через конденсатор С5 поступает к телефонам В1 и преобразуется ими в звук. Конденсатор С4 блокирует телефоны по наивысшим частотам звукового диапазона.

Какова роль электролитических конденсаторов С2 и С3, включенных между общим заземленным проводником цепи питания и выводами 11 и 12 микросхемы? Конденсатор С2 совместно с резистором микросхемы (4 кОм) образует развязывающий фильтр, устраняющий паразитную обратную связь между вторым и первым каскадами микросхемы через общий источник питания. Без него колебания тока, возникающие при работе транзистора второго каскада, могут проникнуть в цепь питания транзистора первого каскада, что приведет к самовозбуждению усилителя. Подобные развязывающие фильтру были во многих твоих конструкциях.