Радиоэлектронные элементы, перед тем как их монтировать, надо подвергнуть предварительному контролю и измерению. Заводы имеют для этого специальные лаборатории, а любитель должен действовать следующим образом:
1. Предварительно измерить величины параметров каждого элемента (резистора, конденсатора, полупроводникового прибора и т. п.).
2. Нагреть элементы инфракрасным излучателем до +60° С и оставить на 1 ч. Через час снова нагреть и повторить этот цикл 10 раз.
3. Затем охладить элементы до —10° С (например, в домашнем холодильнике), оставить на 1 ч, через час снова охладить и тоже повторить этот цикл 10 раз.
4. После этого поместить элементы над испарителем с кипящей водой на таком уровне, чтобы температура не превышала 50° С, и оставить их здесь на один час. Этот цикл повторить 5 раз. Высушить элементы при обычной комнатной температуре.
5. Расположить элементы, припаяв или привинтив их к монтажной панели, прикрепленной к доске с габаритами 10X200X1000 мм с несколькими отверстиями (для прохождения воздуха). Один конец доски следует закрепить на бетонном или каменном полу, второй конец поднимать и отпускать на высоту 0,6 м, повторяя это несколько десятков раз.
6. Снять элементы с панели.
7. Вторично измерить величины параметров элементов и удалить те из них, параметры которых изменились в сравнении с результатами предварительных измерений (п. 1). Разумеется, вторичные измерения необходимо проводить при такой же температуре, как и в первый раз.
Допустимые пределы изменения параметров:
Приемные устройства и электронные схемы часто заливают смолами для защиты от механических повреждений и атмосферных влияний. Для простых субминиатюрных приемников используют в этом случае силиконовые смолы, реле — полиэфирные или полиуретановые смолы. Получается кубик, стойкий к ударам и сырости.
Элементы на монтажных платах заливают силиконовыми смолам и гелями, способными заполнять механически поврежденные места, но эти материалы недостаточно влагоустойчивы. В устройствах заводского изготовления высшего класса используют смолы, изготовленные в виде пены.
Конденсаторы, применяемые в контурах ВЧ, должны быть керамическими или слюдяными. В резонансных контурах ФПЧ применяют конденсаторы из металлизованной полиэфирной пленки, полистирольные, а в последнее время конденсаторы из металлизированной бумаги. Это относится также к шифраторам, дешифраторам и исполнительным механизмам. Лучше всего, когда конденсаторы залиты смолой.
Электрические конденсаторы должны быть танталовыми и иметь малую утечку.
Конденсаторы переменной емкости, особенно так называемые полупеременной емкости — триммеры, используют в передатчиках. Миниатюрные конденсаторы переменной емкости от карманных радиовещательных приемников применяются иногда в исполнительных механизмах вместо потенциометров обратной связи.
Резисторы всегда должны быть металлизированными (например, МЛТ, МТ), мощностью 0,25—0,5 Вт в передатчиках и 0,05—0,125 Вт в приемниках.
Непроволочные миниатюрные построечные потенциометры используют для облегчения регулирования схемы.
После 25 000 полных поворотов изменение суммарного сопротивления не превосходит 15%. Лучшие результаты дает применение миниатюрных проволочных потенциометров. Изменение суммарного сопротивления после 10 000 полных поворотов несколько ниже 2%.
В пультах управления передатчиков можно применять непроволочные углеродистые закрытые потенциометры мощностью от 0,1 до 1 Вт. У них изменение суммарного сопротивления после 12 500 полных поворотов не превосходит 15%. И здесь также можно использовать проволочные потенциометры.
В исполнительных механизмах устройств заводского изготовления применяют специальные потенциометры обратной связи — проволочные или непроволочные керметовые (чаще). Кермет (керамометаллический сплав) — это материал, получаемый путем соединения керамических порошков с металлами с помощью специальных технологических процессов.
В передатчиках можно применять катушки бескаркасные или с сердечником, например ферритовым. Бескаркасные катушки наматывают посеребренным или реже эмалированным проводом диаметром 1—1,5 мм. Таким катушкам нередко придают жесткость путем наклейки полистирольных полосок. Катушка антенной связи в передатчике и катушки выходных контуров могут быть бескаркасными с внешним диаметром 12—15 мм и состоять из 1,5—3 витков посеребренной проволоки диаметром 0,75—1,2 мм.
В приемниках используют катушки, намотанные на миниатюрных пластмассовых (например, полистирольных) каркасах. Это — каркасы диаметром 5— 10 мм от радиовещательных транзисторных приемников или телевизоров. Катушки намотаны эмалированным проводом диаметром 0,3—0,5 мм, виток к витку.
Типичный резонансный контур для полосы 27,12 МГц для сверхрегенеративных приемников имеет следующие параметры: 7,5 витков провода в эмалевой изоляции диаметром 0,3 мм (индуктивность 0,7 мкГ) на каркасе диаметром 5 мм с керамическим конденсатором 47—51 пФ. Очень многое зависит от качества сердечника катушки. Надо применять только ферритовые сердечники, взятые от катушек, работающих в контурах коротковолновых или ультракоротковолновых радиовещательных приемников или телевизоров. Обычно это феррит краснобурого или же черного глянцевого цвета. Кроме того, с течением времени феррит теряет свои качества, что ухудшает работу приемника. Лучшие результаты (по стабильности) дает применение латунных или алюминиевых сердечников. В этом случае катушка (как и описанная выше) должна иметь 13—15 витков провода ПЭВ 0,3 мм.
Алюминиевый или латунный сердечник в катушке обеспечивает также не сколько более точную настройку, чем ферритовый сердечник. При ввинчивании такого сердечника понижается индуктивность катушки. На практике применяют, например, те же контуры, которые с ферритовым сердечником работают в полосе 27,12 МГц, а с латунным сердечником — в полосе 40,68 МГц. Латунные сердечники с резьбой М4Х10 мм встречаются в канальных вкладышах ПТК телевизоров.
Для фиксирования обмотки катушек и дросселей ВЧ можно применять только полистирольный клей (используемый, например, для склеивания пластмассовых игрушек и комплектов деталей моделей).
Дроссели ВЧ предотвращают проникновение токов высокой частоты в другие цепи устройства. Дроссели ВЧ — это чаще всего однослойные катушки с индуктивностью 10—110 мкГ, намотанные в один слой виток к витку эмалированным или оплетенным шелком проводом диаметром 0,05—0,1 мм на полистирольном каркасе диаметром 3—5 мм. Число витков — от 60 до 100 (при диаметре 3 мм и 100 витках индуктивность равна около 40 мкГ). Добавим при этом, что дроссель ВЧ для сверхрегенеративных детекторов должен иметь активное сопротивление 2—4 Ом.
Дроссели ВЧ для полосы 27,12 МГц работают эффективно только в довольно узком интервале длин намотанной проволоки от 310 до 470 мм и несколько хуже при длинах от 250 до 780 мм. Поэтому дроссели необходимо подбирать тщательно. Очень часто дроссели ВЧ бывают намотаны на (непроволочных) резисторах с припаиванием концов обмотки непосредственно к выводам резистора. При этом не следует удалять проводящий слой.
Параллельное включение резистора подавляет в некоторой степени резонансные свойства дросселя ВЧ и вызывает притупление его резонансной кривой. Это зависит, главным образом, от величины сопротивления, включенного-резистора (обычно 0,5—3 МОм). Возможна также намотка дросселей ВЧ проводом с высоким удельным сопротивлением. Хорошие результаты дает также-применение готовых дросселей, так называемых корректировочных, от телевизоров (110 мкГ), а также противопомеховых дросселей 10 мкГ (40 витков провода ПЭВ диаметром 0,3 мм, намотанных на ферритовый стержень диаметром 3 мм и длиной 18 мм) от игрушечных электрических железных дорог производства ГДР.
Дроссели НЧ играют, прежде всего, роль элементов LC-фильтров. Они могут быть намотаны на ферритовые сердечники с высокой магнитной проницаемостью, например 1000—3000 НН. Фильтры каналов с частотой 400—2000 Гц можно наматывать на сердечники из феррита или высоконикелевого пермаллоя. Хорошие результаты дает применение кольцевых (тороидальных) сердечников из феррита или пермаллоевой ленты. Подробно о фильтрах говорится в гл. 13.
Электромагнитные реле используют в основном миниатюрные, например-РЭС-10. Для промежуточных схем используют преимущественно телефонные реле.
В канальных фильтрах НЧ применяют, как правило, точечные германиевые диоды DOG-62, а в диодных дешифраторах — DOG-31. Диод должен иметь как можно меньшее сопротивление в прямом направлении — не более 110 Ом и как можно большее — в обратном направлении — не менее 1 Мом. Следует добавить, что германиевые и кремниевые транзисторы можно использовать как диоды (и при том высокого качества), получая при этом сопротивление в направлении пропускания около 3 Ом и даже меньше и очень большое сопротивление в обратном направлении (рис. 12.1).
Основные данные польских транзисторов, применяемых в устройствах дистанционного управления, и их зарубежные эквиваленты приведены в табл. 12.1. Транзисторы ВЧ имеют меньший коэффициент собственных шумов и обратный ток коллектора. Поэтому их охотно используют для первого каскада УНЧ. Собственные шумы транзистора больше зависят от значения напряжения на коллекторе, чем от тока коллектора.
Если транзистор работает в качестве ключа (см. рис. 3.4 а), то допустимое значение тока коллектора может в 4—6 раз превышать максимальные (по справочнику) значения.
Германиевые транзисторы ВЧ для передатчика должны иметь параметры, близкие к следующим:
- для большего сигнала при Iк=20 мА и Uк.э=12 В коэффициент β=120÷140;
- для малого сигнала при Iк=1 мА и Uк.э=4,5 В коэффициент β=30÷40.
Германиевые транзисторы в модуляторе должны иметь при Iк=1 мА и Uк.э=4,5 В коэффициент β≥60.
Германиевый транзистор ВЧ для сверхрегенеративного приемника должен иметь Iк.бо≤5 мкА и β≥100 (минимум 60, а для транзисторов советского производства, например П403, даже 40).
Миниатюрные транзисторы, изготовляемые в СССР: ГТ109А-И (низкой частоты —30 мВт), ГТ310А-Е (высокой частоты 80—160 МГц — 20 мВт), ГТ108, ГТ309.
Значения коэффициентов β для отдельных каскадов УНЧ и канальных фильтров приведены на схемах.
Если нет транзистора с достаточно большим коэффициентом усиления по току β, то можно использовать составной транзистор, собранный из двух с меньшим коэффициентом (см. рис. 6.6 б). Результирующий коэффициент β для составного транзистора приблизительно равен произведению коэффициентов отдельных транзисторов. Следует обращать внимание на то, чтобы обратные токи коллектора в используемых транзисторах были как можно меньшими. Составные транзисторы могут также работать в схемах ВЧ (27,12 МГц), но тогда отдельные транзисторы должны иметь предельную частоту усиления на токи выше 150 МГц.
Чтобы каскад усилителя обеспечивал усиление по мощности, например, в 10 000 раз (40 дБ), предельная частота усиления по току транзистора должна быть в 100 раз (а для усиления в 1000 раз — в 30 раз) выше частоты сигнала. Если достаточно стократное усиление (20 дБ), то можно использовать транзисторы с предельной частотой, превышающей частоту сигнала в 10 раз. Значение коэффициента р уменьшается при росте тока коллектора. Например, если при токе 10 мА он равен 42, при 50 мА — 20, а при 90 мА — лишь 10. Следовательно, лучше использовать транзисторы, у которых выше максимальная частота генерирования при данном токе коллектора.
В настоящее время все чаще встречаются диоды и транзисторы в пластмассовых корпусах. Они выдерживают значительно большие перегрузки и механические удары, чем транзисторы в металлическом корпусе.
Каковы преимущества все более широко применяемых кремниевых транзисторов? Германиевые транзисторы лучше работают на высоких частотах, а кремниевые — на больших уровнях мощности. На практике для достижения тех же результатов, например, в сверхрегенеративном детекторе следует использовать вместо германиевого транзистора с β=60 с предельной частотой выше 100 МГц кремниевый транзистор с β≥180 с предельной частотой выше 250 МГц.
Использование кремниевых транзисторов упрощает проблему температурной стабилизации каскада детектора или усилителя. На практике в каскаде УНЧ с кремниевым транзистором экономятся два резистора и один электролитический конденсатор. Приемник становится меньше по размеру и легче. Аналогичные выгоды дает применение кремниевых транзисторов в каскадах канальных фильтров НЧ.
Использование кремниевых транзисторов в триггерах и в мультивибраторах для схем пропорционального управления обеспечивает значительно лучшую температурную стабильность и позволяет сэкономить по одному резистору на каждый транзистор.
Полевые транзисторы известны уже с пятидесятых годов, но в практике дистанционного управления моделями их стали применять с 1967 г. В отличие от обычных транзисторов, они управляются не током, а напряжением, имеют очень большое входное сопротивление (порядка сотен мегом), что является их основным достоинством. Полевые транзисторы используются чаще всего во входных цепях приемников (см. рис. 14.28 а). Они имеют замкнутые накоротко электроды для защиты от перенапряжения, вызываемого статическим электричеством. Замыкающие зажимы удаляют лишь после впаивания транзистора в схему. К электродам транзистора без замыкающего зажима прикасаться нельзя.
Однопереходные транзисторы используются в схемах триггеров и генераторов пилообразных колебаний. Они встречаются также в тактовых генераторах и в генераторах НЧ (см. рис. 14.20).