Измерения и изменения.

(В главное меню)

    Многие электронные схемы, если они правильно собраны, сразу же начинают нормально работать, но есть такие, которые после сборки обязательно нужно проверять и налаживать За примерами ходить недалеко - серийные телевизоры, приемники, магнитофоны, тщательно отработанные и повторенные тысячами экземпляров, после сборки обязательно поступают на заключительный участок конвейера, где каждый аппарат тщательно налаживается и настраивается

    И радиолюбителю приходится налаживать многие схемы, даже если они сразуже заработали Скажем, в телевизоре или приемнике подстраивать контуры, в которых, кстати, и предусмотрена возможность подстройки в контурах имеются подвижные сердечники для подгонки индуктивности или подстроечные конденсаторы Бывает, что нужно подбирать наилучший режим транзисторов, добиваясь от них наибольшего усиления или наименьших искажений Или подобрать элементы, формирующие тембр электромузыкального инструмента Иногда приходится проверять и налаживать схемы, которые, казалось бы, не требуют никакой наладки, такие, например, как мультивибраторы Они, как правило, сразуже начинают «петь» или «мигать», но иногда почему-то, как говорится, «не дышат», не работают или работают, но не так, как должны

    Бывает, что схема не работает потому, что в нее впаяна не та деталь, например резистор с иным, чем указано на схеме, сопротивлением А бывает, что впаянная деталь просто неисправна - оборван вывод внутри конденсатора или, наоборот, конденсатор пробит, накоротко замкнуты его пластины Могут оказаться негодными транзистор или диод, может даже подвести соединительный провод, сломавшись внутри изолирующего покрытия И конечно же, схема может оказаться неработоспособной просто из-за ошибки или небрежности, чаще всего из-за того, что какой-то проводник не туда припаян или припаян ненадежно Или из-за того, что какая-нибудь деталь вообще забыта и ее просто нет на месте

    Занимаясь устранением неисправностей в велосипеде, в часах или в иной механической машине, как правило, сразу видишь, что происходит, какая деталь попадает не туда, куда нужно, или движется не так, как следует И сразу же можешь догадаться, что и как подправить А вот в электрических и электронных схемах все намного сложнее Потому что в этих схемах идут невидимые и неслышимые процессы, о некоторых из них можно получить представление по косвенным приметам (появление дыма не в счет), о другихже вообще можно узнать, только пользуясь специальными измерительными приборами Так, например, по искаженному звуку в громкоговорителе можно предположить, что какой-то из усилительных каскадов попал в неудачный режим, возможно, работает с отсечкой Можно, конечно, найти виновника «методом проб и ошибок» - менять какой-либо элемент в схеме и следить за тем, что это дает Но чтобы быстро и точно узнать, какой именно каскад искажает сигнал и по какой причине, для этого н^жно измерить токи и напряжения в электрических цепях усилителя

    Особенно важны измерения в невидимом мире электронных схем при их налаживании, при «выжимании» из схемы наилучших параметров и тем более при отработке новой схемы Здесь уже приходится измерять уровень сигнала, контролировать его форму, проверять частотные характеристики фильтров (в частности, настраивать резонансные контуры на заданную частоту), контролировать потребляемые токи, проверять уровень помех, таких, например, как фон переменного тока или собственные шумы Для выполнения всех этих измерений создано множество самых разнообразных приборов, с некоторыми из них нам н^жно познакомиться

    Существуют разные типы стрелочных приборов, позволяющих измерять ток, но мы ограничимся знакомством только с одним из них-магнитоэлектрическим Потому что главным образом этот тип измерителя тока используется в радиоэлектронике, и на его основе созданы самые разные измерительные приборы, в том числе и авометры, где один общий стрелочный измеритель тока используется еще и для измерения напряжений и сопротивлений (слово «авометр» образовано из трех слов - «амперметр», «вольтметр», «омметр») Основа магнитоэлектрического измерителя тока - подковообразный или чаще круглый магнит, между полюсами которого расположена квадратная катушка, как ее называют, рамка (Р-173. 1) Рамка закреплена так, что может легко поворачиваться, но при этом ей приходится преодолевать сопротивление пружин Если пропустить по рамке ток, то ее собственное магнитное поле, взаимодействуя с полем постоянного магнита, будет стараться повернуть рамку А пружины будут сопротивляться такому поворачиванию И в итоге угол, на который повернется рамка, определится интенсивностью ее магнитного поля, а значит, величиной тока чем больше ток, тем сильнее магнитное поле рамки и тем на больший угол она поворачивается, преодолевая сопротивление пружин

    Основная характеристика амперметра, в том числе и магнитоэлектрического, это его чувствительность- величина тока, который отклоняет стрелку до конца шкалы Ясно, что чем меньший ток н^жен для полного отклонения стрелки, тем выше чувствительность амперметра. Например, прибор с чувствительностью 1 мА лучше (чувствительнее), чем прибор с чувствительностью 3 мА или, тем более, 5 мА Наиболее распространенные приборы имеют чувствительность несколько миллиампер (это довольно низкая, плохая чувствительность), или несколько сот микроампер, или даже несколько десятков микроампер (это неплохая, высокая чувствительность) Измерители тока с учетом их чувствительности принято называть миллиамперметрами или микроамперметрами Иногда чувствительные измерители тока называют гальванометрами-слово это, также как и название «гальванический элемент», идет от имени итальянского врача Луиджи Гальвани, он был одним из первых исследователей электричества Чувствительность неизвестного гальванометра легко измерить эталонным прибором (Р-173, 2) Чувствительность амперметра (миллиамперметра, микроамперметра) всегда можно уменьшить, подключив к прибору шунт, в этом случае через прибор пойдет лишь часть общего тока, или, иными словами, можно будет измерить большой ток в цепи, пропустив через сам измерительный прибор сравнительно небольшой ток (Р-173, 3) Используя несколько шунтов, можно создать многопредельный амперметр, то есть такой прибор, у которого в зависимости от подключенного шунта будут разные предельные измеряемые токи (Р-173, 4) Здесь необходимо сделать два важных примечания, одно общее, оно касается всех измерительных приборов вообще, и одно частное, оно относится только к амперметрам Начнем с общего

    На первый взгляд может показаться, что в многопредельных приборах нет никакой необходимости Действительно, зачем н^жны шунты и переключатель на предельные токи 5 А, 50 А и 500 А, когда прибор с одним шунтом, измеряющий 500 А, может измерить любой меньший ток Но попробуйте представить себе, как отклонится стрелка при измерении тока в 1 А прибором с пределом измерений 500 А если вся шкала разбита на 100 делений, то цена одного деления 5 А и притоке 1 А отклонение составит всего 0,2 деления Заметить такое отклонение практически невозможно Но даже при измерении значительно больших токов, скажем 10 А или 15 А, стрелка отклонится всего на 2-3 деления и точность отсчета окажется не очень высокой Точно также на магазинных весах с пределом 1 килограмм не отвесишь не то что миллиграммы, но даже несколько граммов В то же время при измерении тока 1 А прибором с пределом измерения 5 А и со шкалой, разбитой опять-таки на 100 делений (цена деления теперь уже 0,005 А, а не 5 А), стрелка отклонится на 20 делений Словом, если хочешь одним амперметром измерять и большие и малые токи, нужно, чтобы это был многопредельный прибор с переключателем шунтов И вольтметр должен быть многопредельным, если им нужно измерять и доли вольта, и сотни вольт

    Теперь частное примечание схема многопредельного амперметра (Р-173, 4) не просто неверна, она недопустима, в ней скрыта смертельная опасность для самого стрелочного прибора По поводу этой опасности существует даже энергичная предостерегающая поговорка - «Не оставляй прибор без шунта!», из которой следует спокойная рекомендация «Подключай прибор к шунту, а не шунт к прибору» Понять сущность рекомендации нетрудно если на какой-то момент прибор останется в цепи без шунта, то по прибору пойдет весь измеряемый ток (представьте себе-по прибору, рассчитанному на 1 А, идет ток 500 А), прибор выйдет из строя, скорее всего, «сгорит» рамка Вот почему даже на короткое время переключения шунтов прибор нельзя оставлять включенным в цепь, прибор должен появляться в цепи только после того, как там уже есть шунт Это правило проще всего реализуется в схеме Р-173, 5, которая называется универсальным шунтом-этот шунт всегда подключен к прибору и при некоторых переключениях часть шунта добавляется к Rnp, в чем, кстати, нет особой беды

    Тот, кто помнит закон Ома, легко поймет, что амперметр может измерять и напряжение, если подключить его параллельно участку цепи ток через амперметр пропорционален напряжению (Т-37), и это напряжение легко подсчитать, зная сопротивление рамки амперметра А можно и не подсчитывать, можно шкалу амперметра сразу разметить в вольтах, превратив его тем самым в вольтметр

    Есть, правда, одно препятствие в использовании одного и того же стрелочного прибора и для измерения тока, и для измерения напряжения Дело в том, что сопротивление амперметра должно быть малым, а сопротивление вольтметра-большим (Р-24, 2,4) Только в этом случае приборы сами не будут менять режим той цепи, в которую их включают (точнее, будут менять его незначительно) К счастью, есть выход из этого безвыходного, казалось бы, положения В комбинированном амперметре-вольтметре используют очень чувствительный гальванометр, у которого стрелка отклоняется притоке менее одного миллиампера Причем сопротивление рамки такое, что этот ток появляется при напряжении менее вольта Диапазон измеряемых токов у такого прибора расширяют с помощью шунтов, а диапазон измеряемых напряжений-с помощью добавочных гасящих сопротивлений (Р-174,1) Шунты уменьшают общее сопротивление амперметра Теперь о добавочных резисторах Они прежде всего увеличивают предельное измеряемое напряжение Если стрелка гальванометра отклоняется при напряжении 1 В, а резистор подобран так, что на нем теряется еще 99 В, то прибором можно измерять напряжение 100 В При этом гальванометру достанется 1 В, стрелка отклонится до конца, и это как раз будет означать, что к прибору (включая гасящее сопротивление) подводится 100 В И именно эту цифру можно будет поставить возле последнего деления шкалы Кроме своей основной работы, гасящие резисторы увеличивают общее входное сопротивление вольтметра, что как раз и требовалось сделать Закон Ома подсказывает, как н^жно оценивать тот или иной гальванометр для его использования в вольтметре Оценка простая чем выше чувствительность гальванометра, тем больше будет его входное сопротивление Понять это нетрудно чем выше чувствительность, то есть чем меньше ток, отклоняющий стрелку до конца, тем больше должно быть сопротивление резистора, который поглощает избыток напряжения (Р-174, 1, 2, 3) Скажем, для того чтобы погасить 99 В при токе 1 А, понадобится резистор с сопротивлением 99 Ом, а при токе 1 мА сопротивление должно быть^ке в 1000 раз больше, то есть 99 кОм Переключая гасящие резисторы, получаем многопредельный вольтметр (Р-174, 2), входное сопротивление которого будет различным на разных шкалах Сопротивление это легко подсчитать, зная чувствительность гальванометра вместе с универсальным шунтом (Р-174, 3) Так, при чувствительности 1 мА на каждый вольт будет приходиться 1 кОм добавочных резисторов и на шкале 20 В входное сопротивление прибора 20 кОм При чувствительности 0,2 мА (200 мкА) сопротивление уже 5 кОм на вольт, при чувствительности 100 мкА - 10 кОм на вольт и т д

    Имея стрелочный гальванометр и источник питания, например гальванический элемент, легко создать комбинированный прибор, в котором, помимо амперметра и вольтметра, будет еще и омметр В самой простой схеме омметра резистор с неизвестным сопротивлением Rx включается последовательно в цепь гальванометра и гальванического элемента Чем больше измеряемое сопротивление Rx, тем меньше ток, меньше отклонение стрелки и шкалу легко проградуировать в омах, пользуясь резисторами, сопротивление которых известно (Р-174,4). Переключая шунты, добавочные резисторы и источники тока, можно создать многопредельный (многошкальный) омметр (Р-174, 5) Чтобы компенсировать возможное изменение напряжения источника тока, например из-за старения элементов, в схему вводят переменный резистор - «установку нуля» С его помощью перед измерением устанавливают стрелку на нулевое деление, замыкая накоротко вход прибора,-это соответствует нулевому измеряемому сопротивлению, при котором, естественно, стрелка должна быть на «нуле» шкалы омметра

    Наконец, еще один элемент комбинированного измерительного прибора - вольтметр переменного напряжения В нем используется все тот же гальванометр постоянного тока, но уже с полупроводниковым выпрямителем - мостовым (Р-174, 7, Т-265), либо однополупериодным (Р-174, 6) с основным Доен и защитным Дзащ диодами Защитный диод н^жен для того, чтобы при измерении больших напряжений на основном диоде не оказалось слишком большое обратное напряжение, которое может вывести его из строя В те полупериоды, когда основной диод не пропускает ток, защитный просто шунтирует его, резко снижая сопротивление всего участка «основной диод- гальванометр» Комплект гасящих резисторов делает вольтметр многопредельным Такой вольтметр измеряет постоянную составляющую выпрямленного тока, но шкалу его, конечно, градуируют (с помощью эталонного вольтметра) в эффективных значениях переменного напряжения

    Авометр легко изготовить своими силами, если есть достаточно чувствительный гальванометр и какое-либо переключающее устройство, в простейшем случае панелька от лампы (К-16), а еще лучше от кинескопа-в ней больше гнезд Резисторы можно рассчитать (Р-173, 3, Р-174, 1), а затем точно подобрать, пользуясь эталонным прибором, например другим авометром Начинать н^жно с универсального шунта, его можно намотать тонким высокоомным проводом или собрать из нескольких непроволочных резисторов Градуировку амперметра (то есть подбор точки отвода у шунта) и разметку шкалы выполняют, включив оба прибора - эталонный и налаживаемый - по схеме Р-173, 2 А для градуировки вольтметра его подключают (вместе с эталонным прибором) к переменному резистору, включенному делителем напряжения Установив с помощью этого делителя нужное напряжение на шкале эталонного вольтметра, подбирают Рдоб с таким расчетом, чтобы стрелка налаживаемого установилась на последнее деление Добавочные сопротивления обычно составляют из двух резисторов с большим и с малым сопротивлением Вот этим малым сопротивлением можно очень точно подогнать величину Рдоб (Р-174, 2)

    Вольтметр переменного напряжения чаще всего используется для того, чтобы измерять напряжение в сети или на обмотках трансформатора Этим прибором можно измерить и достаточно сильный низкочастотный сигнал, например, напряжение на выходе усилителя низкой частоты Но если н^жно измерить сигналы напряжением в десятые доли вольта или даже несколько десятков милливольт (сотые доли вольта), то здесь простейший вольтметр с выпрямителем уже помочь не может, здесь н^жен прибор с предварительным усилителем-милливольтметр (Р-175, 1) Милливольтметр, как правило, рассчитан на низкие частоты его длинные выходные провода имеют значительную емкость, их подключение к высокочастотной цепи может сильно изменить ее собственные параметры (Р-175; 2) Для измерения высокочастотных напряжений н^жен выносной выпрямитель, а если это небольшие напряжения, скажем, милливольты, то выносной выпрямитель с усилителем Это самостоятельный блок, который подключается к исследуемой высокочастотной цепи как можно более короткими проводами, а к самому измерительному прибору по длинному проводу идет уже выпрямленный ток (Р-175, 3) Практическая схема очень простого, можно даже сказать примитивного, выносного блока показана на К-16. 3 Примитивным этот блок назван потому, что он рассчитан не на измерение малых переменных напряжений (в том числе высокочастотных), а лишь на приблизительную оценку их величины Но зато прибор позволяет заметить, растет или уменьшается относительный уровень сигнала, а это само по себе бывает очень важно, например при настройке контуров приемника (Т-299) или измерении индуктивности катушек (Т-294)

    Особое место среди измерительных приборов занимает осциллограф Индикатором в нем сложит электронно-лучевая трубка, такая же, как и в телевизоре, но только с электростатической разверткой Основные узлы осциллографа (Р-175, 4) -это сама трубка, система ее питания, включающая высоковольтный выпрямитель, блок развертки с генератором пилообразного напряжения развертки, прочерчивающим на экране горизонтальную линию, усилитель сигнала С усилителя напряжение сигнала подается на пластины вертикального отклонения, двигает луч вверх-вниз и совместно с разверткой рисует график сигнала Когда на один горизонтальный прочерк луча приходится один период самого сигнала, то на экране виден именно один период исследуемого напряжения (Р-175, 7) Когда же частота сигнала выше, то на экране сразу несколько периодов (Р-175, 6) Если периодов слишком много и наблюдать их неудобно, то можно увеличить частоту развертки и тем самым уменьшить число периодов сигнала, которое приходится на один горизонтальный прочерк луча, то есть на один период развертки Частоту развертки можно менять грубо, скачкообразно, в несколько раз и плавно, добиваясь синхронизации развертки с частотой исследуемого сигнала, при которой картинка стоит на месте, не бегает В большинстве осциллографов имеется система синхронизации, она автоматически подстраивает генератор развертки, синхронизирует его с сигналом

    Если подать на вход осциллографа калиброванное напряжение (то есть такое, уровень которого известен) и замерить высоту графика на экране, то можно оценить уровень неизвестного сигнала (Р-175, 8) Можно приблизительно оценить частоту сигнала, отметив число периодов на экране и зная примерную частоту развертки Можно точно измерить частоту синусоидального сигнала по так называемым фигурам Лиссажу - они появляются, если на пластины горизонтального отклонения вместо пилообразного напряжения развертки подать синусоидальное напряжение известной частоты (Р-175, 9) Но важнее другое осциллограф позволяет судить о форме сигнала, он как бы позволяет увидеть такие процессы, как модуляция, детектирование, выпрямление, сдвиг фаз, показывает форму сигнала в электромузыкальном инструменте, ее изменение под действием различных элементов, формирующих тембр Наконец, осциллограф демонстрирует форму усиливаемого сигнала в различных участках усилителя низкой частоты и, значит, позволяет обнаружить участки, где возникают нелинейные искажения

    Представьте себе, что вам нужно настроить радиоприемник, в частности вогнать в диапазон входные контуры и частоту гетеродина или настроить в резонанс все контуры промежуточной частоты Как это сделать1? Как узнать, на какую именно частоту настроен тот или иной контур? Можно, конечно, ориентироваться на принимаемые станции, предварительно выяснив их частоты Но значительно удобней пользоваться вспомогательным генератором высокочастотных сигналов, частоту которого можно менять и по шкале прибора точно определять, какую частоту дает генератор Такой генератор имитирует радиостанцию, и сигнал с него подается или прямо в антенну, или в какую-либо другую цепь радиоприемника, скажем на вход усилителя промежуточной частоты Высокочастотные генераторы для налаживания приемников обычно дают сигнал от нескольких микровольт до нескольких вольт, и уровень сигнала можно регулировать Сигнал этот можно также модулировать внутренним и внешним модулятором, и если такой сигнал пройдет по всему приемнику нормально, в громкоговорителе будет слышен звук

    Есть и низкочастотные измерительные генераторы, их частотный диапазон обычно от 20 Гц до 20-30 кГц и выходное напряжение от нескольких милливольт до нескольких вольт Они имитируют сигнал, который дает микрофон или звукосниматель, но, конечно, для налаживания и проверки усилителей низкой частоты генератор несравненно удобней, чем источник реального сигнала речи или музыки Хотя бы потому, что с помощью генератора легко снять частотную характеристику усилителя и оценить уровень нелинейных искажений, а прослушивая музыку, обо всем этом можно судить довольно приближенно, ориентируясь только на свой слух

    Кроме двух названных типов генераторов, простейшие практические схемы которых, кстати, приведены на К-16. существуют еще и другие источники сигналов Например, генераторы для проверки телевизоров, импульсные генераторы, генераторы качающейся частоты, позволяющие на осциллографической приставке видеть частотные характеристики и, в частности, резонансные кривые

    Измерительная техника плюс некоторая изобретательность открывают широкие возможности для самых разных измерений Простейшие примеры - измерение сопротивлений методом вольтметра-амперметра (Р-24. 5) или с помощью измерительного мостика (Р-176. 1, 2) Мост-это два делителя напряжений, между средними точками которых, то есть в диагональ моста, включен гальванометр или какой-либо другой индикатор тока, вплоть до лампочки с усилителем (К-2. 11,12)

    Если оба делителя, в нашем примере R3Rxn R1R2, в одинаковой пропорции делят напряжение (а к каждому из них подводится одно и то же напряжение 1_1г),то между точками аб нет никакого напряжения и гальванометр показывает отсутствие тока в диагонали моста Это баланс моста, он наступает в том случае, когда соотношение сопротивлений в обоих делителях одинаково и, исходя из этого условия, легко подсчитать неизвестное сопротивление Аналогично можно создать мост для измерения емкости или индуктивности, но в нем^ке, конечно, должен быть источник переменного напряжения (Р-176, 3)

    Более удобен для измерения индуктивности резонансный метод (Р-176,4) Изменяя частоту генератора, добиваются резонанса в контуре, куда входят неизвестная индуктивность и известная емкость, заметив частоту, на которой наблюдался резонанс (по шкале генератора) и зная емкость, нетрудно подсчитать, чему равна индуктивность (Р-58. С-17) Контур подключают к генератору и к индикатору резонанса через катушку связи или через большое сопротивление - шунтируя контур, приборы могут сильно снизить его добротность или, что еще хуке, внести в контур большую емкость Можно включить индикатор и последовательно с контуром (прибор на Р-176, 4), в этом случае резонанс соответствует минимальному показанию прибора на резонансной частоте сопротивление параллельного контура резко возрастает, и ток в цепи генератора уменьшается (Т-85) Во всех случаях для измерений нужен высокочастотный вольтметр, например авометр с выносным усилителем-выпрямителем (К-16, 2)

    Имея катушку с известной индуктивностью, можно резонансным методом измерить емкость конденсатора, но такая потребность бывает редко емкость написана на самом корпусе конденсатора Чаще бывает н^жно оценить емкость электролитического конденсатора, который может высохнуть и потерять емкость или по какой-нибудь иной причине прийти в негодность Такую проверку проще всего произвести с помощью омметра (Р-176, 6) бросок стрелки в момент подключения конденсатора косвенно говорит о величине зарядного тока, а он, как известно, пропорционален емкости конденсатора Этим способом можно проверить конденсаторы емкостью порядка 1-5 мкФ и более Имея вольтметр переменного напряжения, можно проверить и трансформатор, используя для этого сетевое напряжение, пониженное до 5-10 В (Р-176, 5) Это необходимо для того, чтобы на обмотках неизвестного трансформатора не появилось слишком большое напряжение, может быть, даже опасное для жизни, не говоря ^ке о том, что, нечаянно подав большое напряжение на низковольтную обмотку, можно просто погубить трансформатор

    С помощью двух измерителей тока или даже одного, но с переключателем, можно определить такой важный параметр транзистора, как коэффициент усиления В (Р-176, 7.Т-144) Практическая схема прибора для измерения В, выполненного в виде приставки кавометру, приведена на К-16. 1

    Все эти примеры-лишь очень небольшая часть того, что можно сделать с помощью измерительных приборов для определения разных параметров самых разных деталей и элементов схемы Другая, не менее важная область применения приборов-измерения в процессе разработки и налаживания электронных схем

Еще недавно, в ламповую эпоху, все это происходило так заканчивалась сборка схемы, к ней (разумеется, после проверки!) подводилось питание, как правило, сетевое, и сразуже начинали светиться катоды внутри ламповых баллонов Wee от одного этого становилось веселее - видно было, что дело пошло А бывало и так, что после подачи питания внутри баллонов начинали проскакивать страшные искры или вдруг начинал чернеть, обугливаться какой-нибудь резистор, довольно бесцеремонно запахом горелого отмечая, что при монтаже была допущена ошибка и нщю немедленно выдергивать вилку из розетки

При включении транзисторных схем ничего такого не происходит Прежде всего нет никаких внешних признаков того, что сам транзистор работает, да и неприятности в транзисторных схемах проходят тихо напряжение и мощности в цепях сравнительно небольшие, и, если в схеме допущена роковая ошибка, транзисторы погибают молча

Перед включением питающего напряжения транзисторные схемы н^жно проверять с особой тщательностью Лучше всего вооружиться пинцетом, которым заодно можно проверить надежность пайки, и затем деталь за деталью, цепь за цепью сличать монтаж с принципиальной схемой Но и после этого для гарантии стоит сделать еще одну проверку - посмотреть, не попал ли случайно «плюс» на «минус», не оказались ли они накоротко соединенными из-за какой-то незамеченной ошибки или неисправного конденсатора Для этого лучше всего включение питающего напряжения произвести под контролем (Р-177. 2), включив последовательно с батарейкой миллиамперметр (примерную величину общего потребляемого тока нетрудно подсчитать, и, если прибор покажет, что ток значительно больше, немедленно выключайте питание и ищите неисправность) или вольтметр (если после включения батарейки питающее напряжение на ней резко упадет, значит, схема потребляет чрезмерно большой ток или вам попалась старая батарейка) Обнаружить короткое замыкание можно, конечно, и омметром, но в транзисторных схемах пользоваться омметром нужно очень осторожно Приходится учитывать, что при измерениях напряжение с внутренней батареи омметра попадает на схему Найти ошибку в схеме не всегда просто - вы уже пригляделись к монтажу и можете легко пропустить замаскировавшиеся, или, как говорят издательские корректоры, глазные, ошибки А тут еще возможны неприятности из-за неисправных деталей, скажем, из-за конденсатора с оборванным выводом или транзистора с пробитым, то есть замкнутым накоротко рп-переходом Проверка схемы перед ее включением - дело тонкое, оно требует собранности, неторопливости и, если хотите, таланта исследователя И как ни хочется побыстрее включить питание и посмотреть, что же все-таки получилось, спешить с этим делом не стоит Поспешишь-сам себя огорчишь

    В том случае, если схема собрана без ошибок и включение ее прошло без неприятностей и даже если она уже проявила признаки жизни приемник схватил какую-то станцию или мультивибратор замигал лампочками,- целесообразно сразуже проверить режимы транзисторов по постоянному току (Р-177, 3) и, если нужно, подбором тех или иных резисторов подогнать эти режимы поближе к рекомендуемым, указанным на схеме Здесь, может быть, и не стоит гоняться за долями вольта, но значительную разницу устранить нужно слишком сильно открытый транзистор-это излишний потребляемый ток, слишком закрытый - искажение сигнала Строго говоря, подбирая режимы, нужно измерять токи в коллекторной, базовой и эмиттерной цепях, однако значительно проще измерять напряжения на тех или иных резисторах-не разрывать цепь, чтобы включить миллиамперметр

    Проверка монтажа и подгонка режимов - операции общие при налаживании всех без исключения электронных схем Но кроме того, для каждой группы схем существуют свои специфические операции проверки и налаживания Скажем, при проверке генератора мало увидеть, что на транзисторе действуют нормальные постоянные напряжения, важно еще убедиться, что генератор генерирует, что на его выходе есть переменное напряжение, основная продукция генератора У низкочастотного генератора, например у мультивибратора, напряжение можно измерить обычным авометром или даже послушать с помощью трансляционного громкоговорителя или лучше головного телефона (F-177. 4) Если есть осциллограф, то можно не просто убедиться в том, что генератор работает, но и посмотреть форму кривой, что иногда очень важно

    Для проверки работы высокочастотного генератора уже, конечно, нужен высокочастотный вольтметр, например микроамперметр с выносным выпрямителем по схеме К-16. 2 А можно проверить генератор и иначе включив миллиамперметр в коллекторную цепь постоянного тока или измеряя напряжение на резисторе, по которому проходит коллекторный ток (Р-178. 2) Дело в том, что если генератор работает, то постоянный коллекторный ток оказывается чуть меньше, чем у неработающего генератора с возникновением генерации на коллекторной нагрузке появляется некоторое переменное напряжение, которое изменяет весь режим транзистора, в том числе и немного уменьшает постоянный коллекторный ток Поэтому если у работающего генератора сорвать колебания, а это сделать очень просто, закоротив, например, контур конденсатором большой емкости, то сразуже немного увеличится коллекторный ток А если генератор не работал, то при замыкании контура постоянный ток (постоянное напряжение на резисторе) не изменится

    Налаживание многих импульсных схем, в частности схем электронной автоматики, приведенных на К-19 и К-20. проводится с учетом того, что они работают по правилу «все или ничего», которое, кстати, первым обнаружили физиологи, исследуя кибернетические системы живой природы Применительно к нашим импульсным схемам это правило означает, что их продукция-выходное напряжение-либо близка к полному напряжению питания, либо близка к нулю Это легко обнаружить, если, подключив вольтметр к выходу того или иного блока, на его вход подавать импульсы постоянного напряжения от отдельной батарейки (Р-177. 5), которая в данном случае имитирует предыдущий блок автоматики Для налаживания блоков на их вход подается небольшое постоянное или низкочастотное напряжение, которое имитирует сигнал с фотоэлемента или с микрофона

    Одна из наиболее распространенных практических схем - усилитель низкой частоты Налаживание его облегчается тем, что усилитель сам рассказывает о своей работе, причем не в переносном, а в прямом смысле громкостью и чистотой звука в громкоговорителе Но, конечно же, приборы позволяют более точно наладить усилитель, свести к минимуму частотные и нелинейные искажения в отдельных его узлах (Р-177, 6), добиться наибольшей выходной мощности при минимуме искажений Особенно важна наладка выходных каскадов двухтактного бестрансформаторного усилителя (К-13) Здесь должны быть очень точно выставлены режимы последних транзисторов, начиная с фазоинвертора, иначе выходной сигнал будет «сшиваться» из неодинаковых, несимметричных половинок, а это приведет к очень большим нелинейным искажениям Что и как конкретно н^жно делать, чтобы получить симметричный сигнал, коротко рассказано в описании схемы К-13

    При налаживании усилителей низкой частоты, как, впрочем, и любых усилителей, довольно часто приходится сталкиваться с такой неприятностью схема работает, но не как усилитель, а как генератор Это-самовозбуждение, результат возникновения сильной положительной обратной связи, никем, конечно, не запланированной, паразитной (Т-200) Иногда обнаружить самовозбуждение довольно просто - усилитель начинает выть, свистеть или булькать Но бывает, что частота самовозбуждения лежит за пределом воспроизводимых усилителем частот или даже за пределом слышимых звуков-усилитель генерирует ультразвук Эта неприятность обнаруживается по Косвенным признакам, в частности по очень сильным нелинейным искажениям, сильным хрипам Во всех случаях самовозбуждение усилителя легко обнаружить с помощью вольтметра переменного напряжения или еще лучше - осциллографа

    Но от «обнаружить» до «устранить» часто лежит нелегкий путь - найти конкретную причину самовозбуждения и избавиться от него не всегда просто Начать можно с проверки фильтров, увеличения их емкости и сопротивления, с введения дополнительных фильтров в цепях коллекторного питания отдельных каскадов Целесообразно также на время отключить цепи отрицательной обратной связи может быть, в них на каких-то частотах отрицательная связь становится положительной (Р-116, 4) Иногда в поисках виновника генерации приходится даже уменьшать усиление каскадов, чтобы этим ослабить паразитный сигнал, каким-то образом попадающий с выхода на вход

    Несколько слов об особенностях налаживания приемников Будем считать, что усилитель низкой частоты уже налажен и детектор тоже работает нормально если детектор собран правильно, то от него трудно ожидать каких-нибудь неприятностей Остается настроить высокочастотный тракт - в приемниках прямого усиления входной контур и усилитель ВЧ, в супергетеродинах - входной контур, преобразователь частоты, гетеродин и усилитель ПЧ Сразу же заметим типичная неприятность для высокочастотных усилителей (сюда, конечно, относятся и усилители промежуточной частоты) -это их самовозбуждение Причем обнаружить его, найти конкретного виновника и тем более устранить генерацию, как правило, намного трудней, чем в низ ко частотных усилителях Потому что на высоких частотах обратные связи возникают легче и появляются они в самых неожиданных местах неудачно расположенные катушки или даже два параллельных проводника с высокочастотными токами разных каскадов, и вот ^же усилитель начинает генерировать Прием станций при этом сопровождается подсвистыванием или становится совсем невозможным из-за сильного свиста и воя

    Поиск виновников самовозбуждения в усилителях ВЧ и ПЧ ведется примерно также, как и в усилителях низкой частоты,-проверяют фильтры, вводят дополнительные фильтры, временно уменьшают сопротивления нагрузки Но для высокочастотных усилителей есть и особые приемы Можно временно ухудшить добротность контуров, шунтируя какой-нибудь из них резистором в 10-20 кОм Можно поискать в монтаже те самые цепи, из-за которых возникает паразитная обратная связь, изменяя для этого расположение тех или иных деталей, например пробуя поворачивать какую-нибудь контурную катушку, раздвигать проводники или (это особенно полезно) сокращать протяженность проводов, по которым идут высокочастотные токи Можно, наконец, временно ввести экран между высокочастотными деталями, скажем, разместить между коллекторным и базовым контуром усилительного каскада заземленную алюминиевую или латунную пластинку Словом, часто приходится повозиться, чтобы избавиться от генерации в высокочастотном усилителе, но сделать это почти всегда удается Ну, а выстояв в обороне, нужно наступать если высокочастотный усилитель работает нормально, есть смысл попытаться вьжать усиление побольше, от него, как известно, зависит чувствительность приемника

    Теперь беремся за настройку контуров В приемнике прямого усиления это часто всего один контур, в который в качестве индуктивности входит магнитная антенна Для начала нужно любой ценой поймать хоть одну станцию и посмотреть, какому положению конденсатора настройки она соответствует А затем поймать туже станцию на уже готовом приемнике, лучше всего заводском, и посмотреть, какое место на частотной шкале она занимает После этого можно решить, что делать с индуктивностью магнитной антенны - увеличивать ее, уменьшать или оставить без изменений Логика здесь простая если повысить индуктивность, например сближая секции катушки или увеличивая число витков, то станция будет приниматься при меньшей емкости конденсатора и весь диапазон принимаемых частот сдвинетсявниз, в длинноволновую сторону Ну а если уменьшить индуктивность, то станция будет приниматься при большей емкости конденсатора настройки и весь диапазон по частоте сдвинется вверх, в коротковолновую сторону После того, как контур настроен, н^жно подобрать оптимальную его связь с первым транзистором (Т-214), не забывая при этом, что если хочешь улучшить добротность контура, выиграть в избирательности, то н^жно ослаблять связь контура с транзистором, иногда жертвуя при этом усилением, то есть чувствительностью приемника Налаживание супергетеродина лучше всего начинать с проверки самого гетеродина (Р-178, 2), если окажется, что он не работает, то для начала (разумеется, после тщательной проверки схемы, особенно коммутации и проверки режимов) лучше всего попробовать поменять местами концы контурной катушки может быть, просто она включена так, что обратная связь получается отрицательной, а не положительной, то есть не выполняется условие фаз Если это не даст результатов, то подозрение падет на условие связи нужно сблизить контурную катушку с катушкой связи (Р-97, 2, трансформаторная схема), или изменить емкость, с которой снимается обратная связь (Р-97, 7, емкостная трехточка), или, наконец, изменить точку отвода от контурной катушки (Р-97, 6, индуктивная трехточка) Но добиться генерации - это еще полдела, нужно, чтобы гетеродин работал, во всем диапазоне и давал напряжение, достаточное для нормального преобразования частоты, примерно от 0,2 В до 3 В

    Следующий этап - настройка усилителя ПЧ Проще всего это сделать с помощью высокочастотного генератора, как, кстати, и все остальные операции по настройке приемника Но если генератора нет, можно настроить усилитель ПЧ по первой же принятой станции Предположив, что один из контуров, все равно какой, настроен точно на промежуточную частоту, н^жно подстроить все остальные контуры в резонанс с ним, добиваясь просто наибольшей громкости

    После настройки усилителя ПЧ нужно «вогнать в диапазон» частоту гетеродина Здесь опять-таки задача решается очень просто, если есть генератор сигналов Если его нет, то настройка ведется по станциям с помощью заранее изготовленной шкалы При этом нужно знать частоты станций или пользоваться вторым настроенным (заводским) приемником, сверяясь всякий раз с его шкалой Подгонку частоты гетеродина на высших частотах диапазона, то есть при минимальной емкости конденсатора настройки, производят с помощью подстроечного конденсатора (Р-178, 1), а на низших частотах диапазона подстройку ведут, перемещая сердечник контурной катушки Эти операции стоит повторить три-четыре раза, добиваясь наиболее точного совпадения частоты принимаемой станции с положением стрелки на шкале Наиболее сложная операция - это сопряжение, то есть согласование настройки, входного контура с контуром гетеродина (Т-224) На каждом диапазоне операцию эту выполняют на двух крайних частотах точного сопряжения (Р-178, 3), и при этом на средней частоте оно получается автоматически При сопряжении контуров также, как и при любых операциях настройки, можно ориентироваться на громкость звучания, но лучше, конечно, ориентироваться на индикатор выхода, роль которого может выполнять микроамперметр, включенный последовательно с нагрузкой детектора

    Что касается проверки и налаживания электронных схем, то здесь трудно давать рецепты на все случаи жизни, предусмотреть все возможные ошибки или отклонения от нормы И все, что было сказано раньше о налаживании, это лишь «соображения по поводу» и общие рекомендации, которые еще нужно научиться применять «по месту» И все же к набору общих рекомендаций хочется добавить три-четыре еще более общих и именно поэтому важных и полезных

    Прежде всего не бойтесь И не теряйтесь Усилитель не усиливает? Приемник возбуждаете я? На коллектор транзистора не попадает «минус»? Ну и что? Все в итоге наладится Просто где-то что-то сделано немного не так, и рано или поздно это будет обнаружено Спокойствие и только спокойствие, как говорил Карлсон Мы не в цирке, в электронных схемах чудес не бывает Начнем разбираться Вторая общая рекомендация действуйте методом исключений Сначала последовательно, каскад за каскадом, просмотрите монтаж Деталь за деталью, проводник за проводником Подайте питание и опять-таки каскад за каскадом проверьте режимы На коллекторе нет «минуса»? А над коллектором, в точке, куда подключена нагрузка? Здесь есть Значит, обрыв в самой нагрузке Или коллектор почему-то сидит на «земле», на общем проводе Попробуем отключить от коллектора конденсатор связи с последующим каскадом Вот и появился «минус», значит, на «земле» сидела цепь связи Может быть, пробился сам переходной конденсатор? Проверим омметром Так и есть-сопротивление нуль Но почему это произошло? Все ясно, конденсатор был включен в неверной полярности Заменим его и начнем сначала

    Теперь проверьте работоспособность каскадов, начиная с последнего Скажем, в усилителе низкой частоты подайте сигнал (например, напряжение от трансляционной сети, но через резистор в несколько килоом и конденсатор большой емкости, рассчитанный на 30 В) сначала на базу последнего каскада, затем предпоследнего и так далее Если ищете причину паразитного самовозбуждения, то попробуйте заняться фильтром одного каскада, затем второго, потом третьего Представьте себе, что вы герой детективного романа-следователь, который распутывает сложное дело И что распутать его возможно, только действуя спокойно и вдумчиво, обсуждая, проверяя и, если н^жно, отбрасывая каждую версию Нужно действовать методом исключений

    Третья рекомендация касается слова «вдумчиво» Налаживание электронных схем и тем более их совершенствование не есть какое-то оторванное от всего, самостоятельное дело это просто применение имеющихся знаний к решению конкретных практических задач В одном популярном журнале в отделе «Иностранный юмор» была напечатана такая миниатюра В авторемонтной мастерской водителю выписали счет на 100 марок за замену винтика Водитель удивился такая огромная сумма за какой-то винтик «Сам винтик, - пояснил мастер, - стоит всего 2 марки, а 98 я взял за то, что знал, куда его поставить»

    Можно встретить и другие варианты этой истории, но смысл рассказа не меняется - в общении с современной техникой особо важны знания Это, конечно, касается и такого дела, как проверка и налаживание электронных схем Можно часами безуспешно искать неисправность в схеме, если искать вслепую, «методом тыка» В то время как найти эту неисправность дело нескольких минут, если понимаешь процессы, которые в этой схеме происходят (Приемник на длинных волнах работает нормально, а на средних - только в половине диапазона Как это может быть? Прежде всего проверим, по всему ли диапазону генерирует гетеродин Так и есть - в низкочастотной части средневолнового диапазона колебания срываются Скорее всего, потому, что с уменьшением частоты ослабляется связь между катушками, нарушается условие связи Попробуем немного сблизить катушки - контурную и обратной связи Вот теперь генерация во всем диапазоне - и станции пошли ) Отсюда совет - занимаясь налаживанием той или иной схемы, постарайтесь вспомнить все, что знали о ней И не стесняйтесь при этом лишний раз заглянуть в знакомую книгу И наконец, еще одна общая рекомендация

    Можно уменьшить общий объем работ по проверке и налаживанию, если применять интегральные схемы, о которых кое-что рассказано в следующей главе Интегральные схемы - это целые схемные узлы и блоки усилители, генераторы, триггеры, логические элементы - проверенные и испытанные, заключенные в единый корпус и не требующие уже никакого налаживания или настройки Конструирование электронного аппарата на интегральных схемах часто сводится к тому, чтобы правильно выбрать и состыковать несколько таких блоков, что немного напоминает сборку жилых домов из готовых секций-квартир, сделанных на домостроительном комбинате При этом, конечно, исчезают многие трудности, но одновременно, правда, исчезает особое удовольствие, которое испытываешь, собирая схему «по кирпичикам», налаживая ее и чувствуя, как буквально на глазах схема оживает

(В главное меню)