Текст книги "КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!"

Автор книги: Александр Кульский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 23 страниц)

Глава 18. Что нужно знать о резисторах и конденсаторах?

«Аматор»: А может имеет смысл коснуться, хотя бы вкратце, особенностей работы и включения только тех цифровых схем, которые будут применяться в нашей разработке?

«Спец»: Разумно! И сделаем мы это тогда, когда дойдем до схемотехники ЦОУ. А пока – пойдем дальше!

«А»: А с чем нам еще необходимо побеседовать прежде, чем вплотную заняться схемотехникой?

«С»: Реальная схемотехника – это отнюдь не только транзисторы и микросхемы, с которыми мы (вчерне, правда) уже познакомились. Это еще и резисторы, и конденсаторы, и катушки индуктивности, и еще очень многое.

Поговорим, для начала, о резисторах…

«Незнайкин»: Ну, они бывают постоянные и переменные…

«А»: Погоди, Незнайкин… Имеется в. виду нечто иное…

«С»: Верно, именно иное. Прежде всего это классификация резисторов по виду их вольт-амперной характеристики. Иначе говоря, зависимости тока от приложенного к ним напряжения. В этой связи различают резисторы ЛИНЕЙНЫЕ и НЕЛИНЕЙНЫЕ. Последние базируются на применении полупроводниковых материалов. К подобным приборам относятся, например, терморезисторы и фоторезисторы.

Что касается резисторов линейных, то они действительно подразделяются на постоянные и переменные. По виду исполнения резисторы бывают пленочные, объемные, проволочные и прочая. Подразделяются они и по материалу токопроводящего элемента.

«А»: Кроме того, в зависимости от назначения, резисторы подразделяются на резисторы общего и специального применения. К последним предъявляются повышенные требования в отношении целого ряда параметров.

«Н»: Это каких же?

«С»: Например, точности, стабильности, уровню шумов. Но продолжим, дорогой Аматор…

«А»: Все резисторы характеризуются также номинальным сопротивлением. Раньше говорили, что имеются резисторы с допустимым отклонением от указанного номинала в 20; 10 и 5 процентов.

«С»: Дельно подмечено насчет «раньше»! Теперь резисторы с допуском 20 процентов не применяются в профессиональной электронике вообще! Резисторы с допуском 10 процентов – очень редко. Стандартными стали пятипроцентные резисторы.

А вообще весь цивилизованный мир переходит на 2-процентные и 1-процентные допуски!

«Н»: Даже для самых миниатюрных постоянных резисторов характерна такая точность?

«С»: Ну конечно! Хотя мне лично часто приходится встречаться с резисторами имеющими значительно меньшие допуски! 0,5 и даже 0,1 процента!

«А»: Но ведь это означает, что иметь в загашнике полную «сетку» становится почти безнадежным делом!?

«Н»: А что это такое – «полная сетка»? Что-то из арсенала зажиточной домохозяйки, когда она возвращается с базара?

«С»: Не совсем, Незнайкин! Дело в том, что «полная сетка» 5-процентных резисторов – это 127 различных номиналов. Но сетка 2-процентных резисторов насчитывает уже около 400 номиналов! А однопроцентных более тысячи.

Поскольку разработчики не знают заранее, какие номиналы резисторов им понадобятся в каждом конкретном случае, то даже полагая запас по каждому из номиналов в 50 штук (а это считается очень скромным запасом), при 2 процентной шкале это потребует количества не менее 20000 штук!

«А»: Что касается номинальной мощности, то это та максимальная мощность, рассеивание которой на данном резисторе допускается в течение длительного времени и в широком интервале температур.

«С»: Иными словами, в течение всего срока службы!

«А»: Вот здесь на рисунке я показал, как обозначается номинальная мощность резисторов на схемах электрических принципиальных (рис. 18.1).

«С»: Мы также не должны забывать о ТЕМПЕРАТУРНОМ КОЭФФИЦИЕНТЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ (иначе – ТКС), который характеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °C.

«А»: Можно ли утверждать, что резисторы с меньшим допуском имеют и меньший ТКС?

«С»: В том случае, когда резисторы имеют официальный, гостовский допуск, то ДА! Поэтому резистор с меньшим допуском, это не просто – подбор. Это новая технология!

«А»: Но резисторы характеризуются еще и уровнем собственных шумов?

«С»: Будем внимательны! Вообще уровень собственных шумов определяется случайными колебаниями разности потенциалов, возникающими на резисторе вследствие флуктуаций объемной концентрации носителей заряда, а также его электрического сопротивления. Если к резистору НЕ ПРИЛОЖЕНО НАПРЯЖЕНИЕ, то:

Е_ш = 0,0125∙Δf∙R.

Здесь Е_ш – ЭДС шумов, мкВ; Δf – полоса частот, кГц; R – сопротивление резистора, кОм.

«А»: Ну, а если к резистору приложить напряжение?

«С»: В этом случае стандартные непроволочные резисторы делятся на две основные группы. В группу «А» входят резисторы, уровень шумов которых не превышает 1 мкВ на каждый вольт приложенного напряжения. Группа «Б» характеризуется другим соотношением, а именно, 5 мкВ на каждый вольт приложенного напряжения.

«Н»: Отсюда я делаю тот вывод, что в первых, малошумящих каскадах приемника следует применять ТОЛЬКО резисторы группы «А»!

«А»: Глубокая мысль! Ну, а каков же будет второй вывод?

«Н»: Рискну заявить, что второй вывод – это желательность выбора такой схемы входного каскада, чтобы на его управляющем электроде (затворе или базе) дополнительное постоянное напряжение было бы как можно меньшим!

«С»: Растут люди! Могу посоветовать из постоянных резисторов прежних лет выпуска – только ОМЛТ – 0,125 (или ОСМЛТ – 0,125), если нет потребности в больших мощностях рассеяния. А из низкоомных металлоокисные, типа МОН.

«А»: А из более новых?

«С»: Самыми желательными являются С2—29В. Затем С2—10; С2—23; С2—33; С2—36. Соответствующих мощностей! Кстати, резисторы типа С2—29 характеризуются уровнем шумов существенно меньшим, чем 1 мкВ/В.

«А»: А как насчет высокочастотных характеристик?

«С»: В цепях до 50 МГц, практически никаких проблем не возникает! Но поскольку здесь все свои, то могу посоветовать, по возможности, применять только КМП-резисторы такой фирмы, как PHILIPS.

«Н»: А что такое КМП?

«С»: Эта аббревиатура означает – КОМПОНЕНТЫ, МОНТИРУЕМЫЕ НА ПОВЕРХНОСТЬ. Такой себе хорошенький миниатюрный «кирпичик». Никаких проволочных выводов! А, следовательно, никаких паразитных индуктивностей! КМП прекрасно работают на частотах до 500 МГц и даже выше. В общем, Европа – А!

«А»: А что можно сказать о резисторах переменного сопротивления?

«С»: Да очень многое можно сказать! Прежде всего, мы не в школе! Значит, договоримся сразу – компот отдельно, а шпроты – отдельно! Поэтому будем различать резисторы ПОДСТРОЕННЫЕ и ПЕРЕМЕННЫЕ! А переменные, в свою очередь, подразделять на просто переменные и переменные многооборотные!

«Н»: Дальше в лес – больше дров!..

«С»: Начнем все же с подстроечных. Так называются резисторы, которые устанавливаются непосредственно на печатные платы и регулируются в процессе настройки электронных узлов и более не беспокоятся! То есть пользователь электронной аппаратуры их не видит и не крутит! Подстроечные резисторы могут быть герметизированные и негерметизированные, однооборотные и многооборотные.

«А»: Я на телевизионных платах видел СПЗ—1б – негерматизированные. Они нам нужны?

«С»: Как прошлогодний снег! Это не для профессионалов. В нашей разработке будут употребляться следующие типы: из однооборотных – СП3—13а; СП5—16 В(А, Б, В,). Из многооборотных – СП5—3; СП5—2.

«А»: Ну, а переменные?

«С»: Прежде всего в приемнике нам потребуется один многооборотный переменный резистор.

«А»: Для подачи напряжения на варикапы?

«С»: Именно для этого! Возможно применение таких типов, как СП5—39; СП5—44. Хотя я предпочел бы ППМЛ!

«Н»: Почему именно его?

«С»: Этот очень хороший, износоустойчивый десятиоборотный потенциометр обладает повышенной надежностью. А это немаловажно!

«А»: А что можно сказать о КОНДЕНСАТОРАХ? Не вообше, а конкретно?

«С»: Система из двух обкладок или пластин, разделенных диэлектриком и обладающая способностью накапливать электричество, называется конденсатором. Емкость конденсатора, как известно, есть физический параметр, определяемый отношением количества накапливаемых на отрицательном полюсе электронов к приложенному напряжению. УДЕЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ – отношение емкости к объему (либо массе) конденсатора. НОМИНАЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ – это та емкость, которая указана на конденсаторе заводом-изготовителем. Она гостируема и составляет некоторый стандартный ряд.

«А»: Однако фактическая емкость каждого конденсатора отличается от номинальной. Но в пределах допуска.

«С»: Да, есть такой параметр, как ДОПУСТИМОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ЕМКОСТИ. Нам очень важен такой параметр, как ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ КОНДЕНСАТОРА.

«А»: Это она характеризуется НОМИНАЛЬНЫМ РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ? То есть максимальным напряжением, при котором конденсатор может надежно работать в течение тысяч часов?

«С»: Ты прав, мой друг! Просто для справки – различают еще ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ, а также ПРОБИВНОЕ.

«А»: Есть еще такой параметр, как СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КОНДЕНСАТОРА. Она представляет собой отношение напряжения, приложенного к конденсатору к его току утечки.

«С»: Следует заметить, что емкость конденсатора зависит от частоты приложенного напряжения. И хотя, чисто теоретически, конденсаторы не рассеивают энергию в виде тепла, реальные конденсаторы, тем не менее, характеризуются потерей мощности. Это связано с проводимостью диэлектрика, нагревом металлических элементов и т. п. Очень важной характеристикой конденсатора является ТКЕ – ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЕМКОСТИ.

«А»: Но ведь ТКЕ – обратимый параметр? То есть если температура становится прежней, то и емкость соответственно?

«С»: Да, к общему удовольствию! А вообще ТКЕ – представляет собой относительное изменение емкости при изменении температуры на 1 °C.

«А»: Однако мало радости доставляет ТКЕ если конденсатор входит в состав высокочастотной резонансной цепи!

«С»: Мало – это не то слово! Особенно это касается гетеродинов! Поэтому, в зависимости от величины ТКЕ, конденсаторы разделяются на группы. Каждая имеет свое значение ТКЕ!

«Н»: Давайте, на всякий случай, составим на сей счет небольшую таблицу!

«А»: Это разумно! Итак, смотри таблицу (табл. 18.1).

«Н»: А почему бы ВСЕ конденсаторы не выпускать на основе керамики МП 0 и все дела?

«С»: Это и ненужно, и невозможно! Ненужно, поскольку в состав контуров входит, как известно, еще и катушка индуктивности, которая (как увидим позднее) тоже характеризуется аналогичной величиной ТКИ (температурный коэффициент индуктивности). А применение керамики типа МП 0 не позволило бы ввести в контур термокомпенсацию!

«А»: А невозможно, очевидно, потому, что в керамических конденсаторах большой емкости применена керамика с колоссальным значением диэлектрической проницаемости! И это понятно, если принять во внимание степень миниатюрности этих конденсаторов.

«С»: Но вот с ТКЕ таких конденсаторов дело обстоит хуже! Я занес в таблицу группы от Н—10 до Н—90 включительно!

«Н»: А что означают звездочки?

«С»: Только тот факт, что для этих групп характерен не ТКЕ, а относительное изменение их емкости в интервале температур от -60 °C до +85 °C соотнесенное с их емкостью при +20 °C.

«А»: Будем ли подробно говорить о классификации конденсаторов?

«С»: Сейчас нет, поскольку об этом будем упоминать при описании компонентной базы, требующейся для практической реализации узлов приемника. Отметим только, что в нашем случае наиболее применимыми будут керамические конденсаторы типов: КМ (монолитные), К10—17 и К10—23 (керамические прямоугольные). А также некоторые другие.

«Н»: А почему вы ничего не говорите об электролитах?

«С»: Исключительно потому, что о них следует сказать особо! Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей КОЛOCCAЛЬНОЙ удельной емкостью!

Ну и по конструкции, по технической реализации. Они в качестве диэлектрика содержат оксидный слой на металле, являющийся анодом. Вторая обкладка (катод) – это или электролит (в электролитических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесенный непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги.

«А»: А какие из них самые предпочтительные?

«С»: Вопрос далеко непростой!.. Я вспомнил анекдот о сотрудниках бухгалтерии одного предприятия, занятых разгадыванием кроссворда. Один из них спрашивает у другого: «Ревизор» Гоголя – это комедия или трагедия?» На что тот отвечает, что это зависит от того, откуда его (то есть ревизора) присылают!

Так и электролитические конденсаторы! Формально, самые лучшие из них (причем сразу по всем параметрам) – это танталовые. Затем идут ниобиевые и оксидно-полупроводниковые. И уже после них – алюминиевые. Танталовые, например, характеризуются тем, что могут работать как при очень низких, так и при высоких температурах. Например, К52—1Б (от-60 до +85 °C); К52—2 (от-60 до +135 °C) и т. д. У них очень малы токи утечки и очень велика удельная емкость. По всем этим параметрам ниобиевые им заметно уступают.

«Н»: А алюминиевые?

«С»: Вот именно по их поводу я и рассказал анекдот! Здесь ведь все дело в том, где изготовлен алюминиевый электролитический конденсатор…

«Н»: На каком заводе?

«А»: Скорее на территории какой страны находится этот завод! Мне как-то попались электролиты К50—35 без «чулка»! Это был просто какой-то кошмар! У новых конденсаторов на 470 мкФ – почти миллиамперные утечки!

«С»: Действительно, с отечественными электролитами дела обстоят очень неблагополучно! Из алюминиевых можно без опасений употреблять в серьезных разработках только К50—16 (в «чулке») и К50—35Б. А также К50—40Б. Кстати, температурный диапазон для К50—16 – от -20 до +70 °C.

Но возьмите, например, японские АЛЮМИНИЕВЫЕ электролиты фирмы RUBICON. При тех же емкостях и напряжении, японские изделия занимают объем В НЕСКОЛЬКО РАЗ МЕНЬШИЙ! Их токи утечки находятся на уровне отечественных ТАНТАЛОВЫХ!

«А»: А какой у них температурный диапазон?

«С»: Даже у самых миниатюрных японских, американских и европейских изделий он обязательно указывается на «чулке» корпуса. Их алюминиевые электролиты широкого применения характеризуются диапазоном от -40 до +85 °C. А специального применения от-60 до +105 °C!

Очень хороши и электролиты японской фирмы N ЕС; американской фирмы WESTON; голландской PHILIPS. Отличные изделия производят тайваньские и южнокорейские фирмы. А также индийские.

«Н»: И эти конденсаторы можно свободно достать?

«С»: Без особых проблем!

«А»: А какие конденсаторы СНГ можно применять без опасений?

«С»: Я рекомендую только следующих типов: танталовые К52—1 (К52—1Б); оксидно – полупроводниковые К53—19; ниобиевые К53—18; алюминиевые – К50—35Б и К50—40Б (в «чулке»). Ограниченно – К50—16 (только в «чулке»). И вышеупомянутые забугорные – без ограничений!

«А»: Мы еще ничего не говорили о подстроечных конденсаторах!

«С»: Да, это важная для нас тема. Подстроечные конденсаторы применяются как в колебательных контурах для точной подстройки емкости, так и в высокочастотных схемах типа гетеродина или смесителя. В специальной технике боле£ употребительны подстроечные конденсаторы с воздушным диэлектриком. Но достаточно хороши и керамические: КТ4—21; КТ4—25.

«Н»: Ну, а конденсаторы переменной емкости?

«С»: Поскольку их применять мы не будем, то не станем и обсуждать эту тему.

«Н»: Но мы еще не обсудили проблему катушек индуктивности?

«А»: А ведь Незнайкин прав!

«С»: Настолько, что этот вопрос заслуживает отдельной беседы.

Глава 19. Об индуктивности – подробно!

«Аматор»: Не хотите ли взглянуть на содержимое этой коробки, уважаемый Спец?

«Спец»: О, да ведь это…

«А»: Да, мы с Незнайкиным пособирали по разным ящикам и шкафам все возможные каркасы для катушек индуктивности. Ведь, как мне кажется, контуров нам предстоит наматывать не один и не два!

«С»: Уж не загрустил ли ты, дорогой Аматор, по этому поводу?

«А»: Только отчасти, а больше потому, что не дает мне покоя одна историческая аналогия…

«С»: Если не секрет, то какая?

«А»: Да ей скоро почти 3000 лет! В восьмом веке до нашей эры Ассирию начали теснить «соседи». Но прославленный в веках и тысячелетиях ассирийский царь Тиглатпаласар Третий… удачно реорганизовал свою армию! Сделал ее регулярной. Ввел стандартизированное вооружение. Создал новый принцип тактического построения армии и… враги Ассирии в течение последующих десятков лет боялись ассирийцев как огня! Армии Тиглатпаласара нависли над Азией как тучи!..

«Незнайкин»: А что, на досуге он занимался еще и радиолюбительством?

«А»: Вот как раз об этом хроники как-то ничего не сообщают! Но, взглянув сейчас на десятки разнокалиберных катушек индуктивности, лежащих в этой коробке, я и подумал о войске Тиглатпаласара ДО его реорганизации!..

«С»: Ваш намек понял! Действительно, как говорилось уже в значительно более поздних летописях, «велика Россия, а порядка в ней нет…» Так вот, касательно всех этих разнокалиберных катушек индуктивности… Как говорил Василий Иванович (Чапаев) – «наплевать и забыть!».

«Н»: Так сурово?

«С»: «Жизнь диктует нам свои суровые законы». В нашей разработке будут использоваться действительно ДЕСЯТКИ индуктивностей. А радиотехническая печатная плата – это не футбольное поле! Принцип экономии места, габаритов и веса здесь очень важен. Учтите также, что разные типы каркасов имеют и разные ТКИ. Ну и, наконец, чисто эстетический момент!

Аккуратная плата, с установленными на ней аккуратными стандартными компонентами, которую при необходимости несложно (относительно) повторить – что может быть лучше?

«А»: В таком случае содержимое этой коробки я пожалуй подарю подшефной школе…

«С»: Это будет самым лучшим решением!.. В то время как мы с вами пойдем по пути Тиглатпаласара и, прежде всего, наведем порядок в том разнообразии типов каркасов, которые мы будем широко применять!

«Н»: Вы хотите сказать что одним или двумя типами мы не обойдемся?

«С»: Безусловно нет! Далее ты, Незнайкин, еще не раз убедишься в этом.

Итак, готовясь к нашему разговору об индуктивностях, я составил своеобразную практическую коллекцию, которую и хочу предложить сейчас вашему вниманию. Все эти каркасы мы зарисуем, присвоим им порядковые номера и дадим характеристики.

«А»: Отлично! Это сэкономит нам в дальнейшем массу сил и времени, а также обеспечит повторяемость!

«С»: Итак, вот с какими типами ВЧ-каркасов мы будем иметь дело в дальнейшем (см. стр. 342).

А вообще высокочастотными называются катушки индуктивности, импеданс которых носит индуктивный характер в диапазоне частот от 100 кГц до 400 МГц. ВЧ-катушки применяются в качестве элементов колебательных контуров, для получения, в случае необходимости, частотнозависимых цепей, полосовых фильтров и т. д.

«А»: А ВЧ-дроссели – это катушки индуктивности?

«С»: Дело в том, что ВЧ-катушки подразделяются на четыре группы:

а) катушки контуров, не определяющих частоту;

б) катушки контуров, определяющие частоту (гетеродинные);

в) катушки связи контуров с другими цепями;

г) дроссели высокой частоты.

Таким образом, ВЧ-дроссели – это и то, и не то! Тем более, что они не имеют элементов подстройки индуктивности.

ИНДУКТИВНОСТЬ – есть физическая величина, которая характеризует количество энергии, запасаемой катушкой при протекании по ней электрического тока. Она зависит от формы, размеров, числа витков катушки, а также от параметров ее сердечника.

«А»: Если он у нее есть!.. Тогда ДОБРОТНОСТЬ катушки есть отношение реактивного сопротивления катушки к активному. Любой катушке присуши и паразитные параметры. Например, СОБСТВЕННАЯ ЕМКОСТЬ, поскольку в диапазонных катушках она уменьшает коэффициент перекрытия диапазона частот.

«С»: Катушки индуктивности характеризуются СТАБИЛЬНОСТЬЮ параметров при изменении температуры и влажности.

«Н»: Ее, очевидно, характеризует температурный коэффициент индуктивности – ТКИ?

«С»: Да! Напомним, что ТКИ – это относительное изменение индуктивности при изменении температуры на 1 °C. Отметим, что катушки типов I и VII лучше наматывать СПЛОШНОЙ намоткой, то есть виток к витку. Максимальная индуктивность, которую при этом можно получить, не превышает 15 микрогенри.

«Н»: Но ведь это же так мало! Получается, что эти каркасы в нашем приемнике использовать не удастся?

«С»: Напротив! В нашей разработке, в основном, будут применяться индуктивности значительно меньшие!

Самая главная наша забота – это добротность и стабильность применяемых катушек.

«А»: Поэтому самые крупногабаритные (тип V и VI) изготовлены из фторопласта? Это лучшее, что можно пожелать?

«С»: К сожалению, не самое лучшее! В дорогих профессиональных приемниках специального назначения именно гетеродинные катушки, порой, являются одними из самых дорогих компонентов. Они изготавливаются из плавленого кварца и обмотки на них не наматываются, а формуются точным вжиганием чистого серебра.

Вот это, действительно, сверхвысокостабильные катушки! Но фторопласт – это, без преувеличения, сказочный материал! И в отношении диэлектрических свойств на высоких частотах тоже! Из доступных (относительно) материалов, фторопласт – наилучший!

«А»: На чертеже каркасов типа V и VI изображено нанесение внешней резьбы! Это для того, чтобы обеспечить намотку с принудительным шагом?

«С»: Именно для этого! Поскольку эта мера способствует повышению добротности. При этом намотку выполняют толстым ПОСЕРЕБРЕННЫМ проводом с некоторым натяжением.

«Н»: И как много таких катушек вы предполагаете использовать в приемнике?

«С»: Немного! Возможно всего одну – в ГПД! Но нужную добротность в состоянии обеспечить в этом случае только тип VI!

«Н»: Но канавки для намотки с принудительным шагом имеют и заводские катушки типа III и IV!

«А»: И ты еще сам убедишься, насколько это удобно!

«Н»: Но вот я держу в своей руке стандартный латунный экран. Каково его значение?

«С»: Экранированные катушки применяют, когда необходимо устранить паразитные связи или наводки, то есть влияние на катушку полей других источников. Эффективность экранирования повышается с увеличением частоты переменного электромагнитного поля, толщины экрана и УМЕНЬШЕНИИ удельного сопротивления материала экрана. Но применение экрана изменяет параметры катушки. Уменьшается индуктивность и добротность, увеличивается собственная емкость.

«А»: Но, тем не менее, кругом и рядом в радиоприемниках применяется экранирование!

«С»: Ничего удивительного! Наводки сторонних источников подавляются великолепно. Уменьшение индуктивности компенсируется несколькими лишними витками и применением сердечника. А добротность, например, в контурах ПЧ (мы еще в этом убедимся на практике) изначально избыточна!

На частоте 465 кГц добротность контуров более высокая, чем 80, практически, не нужна! А сами катушки обеспечивают почти в полтора раза больше!

«А»: Вопрос снимается! Но что можно сказать относительно сердечников для катушек?

«С»: ВСЕ наши регулируемые катушки рассчитаны на применение цилиндрических резьбовых сердечников М4. Материал этих сердечников особого разнообразия у нас иметь не будет. Только ТРИ разновидности: карбонильное железо, феррит и латунь.

«А»: При этом отметим, что сердечники из карбонильного железа и феррита УВЕЛИЧИВАЮТ индуктивность катушки, а латунный сердечник ее УМЕНЬШАЕТ.

«С»: Ну вот, мы поговорили, вкратце, о катушках индуктивности. Добавлю только, что обычно ТКИ для каркасов типа I; II; III и IV составляет величину +0,005. Для типов V и VI около +0,003. А теперь перейдем к дросселям ВЧ.

Что нам поведает по этому поводу Аматор?

«А»: Дроссель ВЧ – это некоторая индуктивность, применяемая в электрических цепях для увеличения сопротивления ИМЕННО токам высокой частоты. Конструктивно ВЧ-дроссели представляют собой однослойную катушку, намотанную на ферромагнитном сердечнике. Для нас, очевидно, актуальны только три типа ВЧ-дросселей. Это: ДМ; Д и компактные окукленные. Ну, я полагаю, с индуктивностями пока все?

«С»: А вот и не все! О чем говорит вам аббревиатура – ШПТЛ?

«А»: Мы уже, вкратце, касались темы ШПТЛ, но хотелось бы более подробно.

«С»: ШПТЛ – или ШИРОКОПОЛОСНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ЛИНИИ в ширпотребовских радиоприемниках не применялись и, сколько могу судить, не применяются и сейчас! Иное дело – профессиональная и специальная радиотехника.

«А»: А в чем заключаются достоинства ШПТЛ?

«С»: Они поистине неисчислимы, как сказал бы старик Хоттабыч! Прежде всего – именно они дают возможность строить каскады усиления высокой частоты, обладающие прекрасными линейными характеристиками!

«А»: Это все отлично, но ведь есть же множество схем без ШПТЛ, которые тоже линейны!

«С»: Бесспорно… Бесспорно… А вот как у них дела с широкополосностью? Помнишь, как-то у меня на работе, в лаборатории, мы с тобой исследовали АЧХ нескольких «обычных» схем?

«А»: Конечно помню! Я еще был разочарован тем обстоятельством, что в апериодическом (нерезонансном) усилителе радиочастот «завал» АЧХ начался уже после 10–12 МГц! И это в то время, как использовались вполне нормальные, высокочастотные транзисторы…

«С»: «Семечки» или КТ315, хочешь ты сказать?

«А»: Да, но его f = 250 МГц! Коэффициент усиления каскада был нами сделан равным, помнится, десяти. Так что запас, вроде бы, был.

«С»: А затем мы взяли более высокочастотный транзистор, но какого-то существенного улучшения тоже не получили, так? «Завал» все равно начался на 15 МГц?

«А»: Все так…

«С»: Вот мы и вернулись к тому вопросу. Ну, а если бы я предложил тебе всеми правдами и неправдами, но НА ТОМ ЖЕ ТРАНЗИСТОРЕ выполнить каскад усиления радиочастоты с тем же коэффициентом равным 10, но… с полосой 50–70 МГц!?

«А»: Ну, я просто отказался бы, а вы, Спец?

«С»: А я – нет! И поверь, сделал бы это достаточно легко, применив для этой цели именно ШПТЛ! Это уже не говоря о том, что профессиональные баллансные, кольцевые, двойные баллансные и т. п. СМЕСИТЕЛИ для высококачественного радиоприема проще всего реализуются именно на ШПТЛ! Но это еще далеко не все его возможности!

«Н»: А почему же ШПТЛ, при таких-то возможностях, не нашли применение в бытовой радиотехнике?

«С»: Они для нее слишком сложны, и слишком хороши одновременно! Слишком хороши, поскольку бытовые «всеволновые» советского производства приемники, как мы уже говорили, ограничивали себя частотой около 12 МГц. И им высокое качество было ни к чему! А слишком сложны, потому что, несмотря на кажущуюся простоту, изготовление ШПТЛ требует высококвалифицированного ручного труда.

«Н»: А что же ШПТЛ представляют из себя и каковы их габариты?

«С»: ШПТЛ могут быть выполнены в виде хитрозакрученной кабельной линии. Кроме того, на основе так называемых ТРАНСФЛЮКТОРОВ и с помощью иных технических средств. Но мы, в своей деятельности, ограничимся ШПТЛ, выполненными на основе ТОРОИДАЛЬНЫХ или иначе – кольцевых сердечников. Они характеризуются минимальными размерами. А также, практически, полным отсутствием внешнего магнитного поля. Это позволяет использовать тороидальные катушки без экранов.

«А»: Но недостатки у кольцевых сердечников какие-нибудь есть?

«С»: Придраться, было бы желание, можно вообще к чему угодно! В том числе и к кольцевым сердечникам. Например, к сложности намотки, невозможности регулировки индуктивности. Или понижения ее стабильности…

«Н»: А вот последнее уже нехорошо!

«С»: Ничуть не бывало! При ширине полосы в десятки мегагерц, не стабильность полосы в пределах пусть даже 10–15 кГц никому не страшна!

«А»: А мотаются ШПТЛ обычно? С помощью челнока?

«С»: Да нет. Не совсем обычно! Следует заметить, что в различных случаях сложность намотки ШПТЛ различается весьма существенно! Есть исключительно трудоемкие ШПТЛ! Но для нас вполне подходят достаточно простые, в конструктивном смысле, структуры.

Итак, прежде всего, необходимо получить, так называемую, «скрученную пару» проводов. Небольшой пример. Берем обыкновенный медный обмоточный провод с эмалевой изоляцией…

«А»: Хорошими проводами с эмалевой изоляцией считаются марки: ПЭВ-2; ПЭВТЛ-2; ПЭЛР-2 и некоторые другие…

«Н»: Ну, час от часу не легче! Пожалуйста, будь так добр – называешь тип или марку – давай тут же расшифровку!

«А»: Хорошо, сейчас даю… ПЭВ-2 – это ПРОВОД В ЭМАЛЕВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ДВУХСЛОЙНОЙ. ПЭВТЛ-2 – ПРОВОД в ЭМАЛЕВОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОПРОЧНОЙ ТЕПЛОСТОЙКОЙ ДВУХСЛОЙНОЙ. А название ПЭЛР-2 констатирует тот факт, что применяется высокопрочная ПОЛИАМИДНАЯ эмаль двухслойная!

Вопросы, пожелания имеются?

«Н»: Пока что нет…

«С»: Меня особо радует это «пока»! Итак, теперь этот самый изолированный провод (обычно с диаметром медной жилы 0,22 или 0,25 мм) мы отрезаем от катушки или бухты. Поверьте моему опыту – куска длиной 1 МЕТР нам вполне достаточно! Затем складываем его вдвое и… завязываем узелок (рис. 19.1).

«А»: На память?..

«С»: Только для того, чтобы помнить, как это делается! Ну, а если серьезно, то в месте перегиба провода. Вот так, как это показано на рис. 19.1, б. А теперь – внимание! Самый главный момент! Начинаем аккуратно переплетать два конца провода между собой на всю длину. Количество переплетений (или СКРУТОК) на единицу длинны должно четко соблюдаться. Исходить, в данном случае, нужно из того, чтобы на один погонный сантиметр длины пары приходилось ТРИ скрутки. Увеличение или уменьшение числа скруток на один сантиметр влечет за собой изменение импеданса ШПТЛ и, вообще говоря, нежелательно!

«А»: А затем использовать для намотки челнок?

«С»: Челнок здесь совершенно не нужен!.. Затем берется нужное нам кольцо (тороидальный сердечник), потом в него продевается «узелок», а дальше все показано на рис. 19.1, г.

«А»: Но мы еще ничего не говорили о материале кольца (или тороидального сердечника).

«С»: Для ШПТЛ используются обычно высокочастотные ферриты.

Рекомендуемые марки: 50ВЧ2 и 30ВЧ2. Отличные результаты дает применение колец марки ВТ. Все эти кольца имеют стандартные типоразмеры. Можно рекомендовать: К12,0x6,0x4,5; К7,0x4,0x2,0 (для 50ВЧ2) или К10,0x6,0x3,0 (для 30ВЧ2).

Эти цифры обозначают, соответственно, характеристики внешнего диаметра кольца, внутреннего диаметра, а также толщины. Все размеры даются, естественно, в миллиметрах.

«Н»: Но феррит очень твердый материал! Он, в конце-концов, не прорежет эмалевую изоляцию проводов?

«С»: Чтобы этого ни в коем случае не произошло, есть несколько рецептов! Можно, например, предварительно обмотать кольцо лентой, приготовленной из тонкого целлофанового кулька. Еще лучше – воспользоваться для этого фторопластовой лентой.

«А»: А лакоткань?

«С»: Тоже не исключено. Но в моей практике был случай, когда, несмотря на все эти ухищрения, острый край кольца все же прорезал лакоткань и нарушил эмалевую изоляцию проводов! Поэтому теперь я поступаю иначе. Начинаю с того, что беру надфиль круглого или полукруглого сечения (но ОБЯЗАТЕЛЬНО С АЛМАЗНОЙ НАСЕЧКОЙ). И затем аккуратно обрабатываю как внешнюю, так и внутреннюю поверхности кольца.