Вы держите в руках книгу, которая представляет собой сборник практических рекомендаций и советов по проектированию, изготовлению и наладке аналоговых и цифровых электронных устройств различного назначения. Каждый читатель в соответствии со своим уровнем подготовки сможет почерпнуть в данной книге рекомендации по выбору и применению стандартных и специализированных радиоэлектронных компонентов, разработке и использованию электрических схем, советы по изготовлению и монтажу печатных плат. В книге приведены основные принципы конструирования и приемы сборки радиоэлектронных устройств, порядок тестирования компонентов, проведения измерений в электрических схемах и ремонта устройств.
Книга рассчитана на читателя с техническим складом ума, которому уже приходилось собирать электронные устройства, и адресована широкому кругу радиолюбителей, как профессионалам, так и начинающим.
Введение
Это издание содержит наиболее полную подборку материалов по различным аспектам радиолюбительской деятельности и предназначено для широкого круга читателей — как радиолюбителей, так и специалистов, занимающихся проектированием и изготовлением радиоэлектронной аппаратуры и приборов.
Основное назначение книги — дать читателю рекомендации по самостоятельному изготовлению радиоэлектронных приборов, начиная с выбора электронных компонентов и заканчивая сборкой готового устройства. Предлагаемая книга призвана устранить некоторые «белые пятна» в литературе по электронике и вооружить радиолюбителя самыми необходимыми сведениями.
Первая глава посвящена вопросам правильного выбора различных радиоэлектронных компонентов.
Во второй главе приведены рекомендации по применению как типовых, так и оригинальных электронных схем, описано их использование в готовых устройствах.
В третьей главе представлены рекомендации по правильному производству пайки, описаны особенности пайки различных металлов и сплавов, выполнение контактного соединения с помощью токопроводящего клея. Даны советы по изготовлению печатных плат, методы разработки рисунка и нанесения его на плату, рационального размещения на ней электронных компонентов.
Глава 1
Применение компонентов
1.1. Использование резисторов
1.1.1. Выбор постоянного резистора
При выборе резистора нужно учитывать как его параметры, так и условия среды, где он будет работать — температуру, влажность, вибрацию и т. д. Параметры резистора должны соответствовать условиям его применения по нагрузке и внешней среде. Следует также знать, что у резистора существует максимальная частота работы, при которой его сопротивление начинает меняться, и максимальное допустимое напряжение. Фактическая мощность, рассеиваемая на резисторе, и его рабочая температура должны быть ниже предельных значении по техническим условиям.
Резистор выбирают с учетом особенностей цепей, где он работает, учитывая величину отклонения сопротивления от номинального. Если большое отклонение сопротивления мало влияет на работу устройства, то можно применять резисторы с допуском 20 %. Это могут быть резисторы в цепях управляющих сеток ламп, в цепи коллекторов транзисторов. Если от величины сопротивления зависит режим работы цепи, то следует применять резисторы с допуском 5 или 10 %. К ним относятся резисторы в цепях эмиттера и базы транзистора. В цепях, где требуется постоянство сопротивления, применяются резисторы с допуском не более 2 %.
Работа резистора в схеме проявляется его нагревом. Относительно сильный нагрев (до 300 °C) для резистора не опасен, но выделяющееся тепло может отрицательно повлиять на соседние детали. В таких случаях для уменьшения нагрева его нужно заменить на более мощный.
1.2. Применение конденсаторов
1.2.1. Выбор конденсатора
В цепях с высокой стабильностью параметров, например в колебательных контурах, применяют керамические и воздушные конденсаторы с высоким классом точности. В цепях, к которым не предъявляются высокие требования по стабильности, например в цепях сглаживающих фильтров выпрямителей, фильтров развязки и блокировки, можно использовать электролитические бумажные конденсаторы. В этих цепях применяются также сегнетоэлектрические конденсаторы.
В цепях высокой частоты устанавливают конденсаторы с высокой предельной частотой, например керамические и вакуумные. Бумажные конденсаторы не применяют в цепях с частотой, превышающей единицы мегагерц.
В цепях при напряжении менее 10 В не рекомендуется применять конденсаторы с вкладными выводами, так как в них может нарушиться контакт с фольгой.
Герметизированные конденсаторы в металлическом корпусе имеют большую емкость на корпус. Если при монтаже ни один вывод конденсатора не соединяется с корпусом устройства, то его необходимо изолировать от шасси на опорах толщиной 0,5–1 см.
1.3. Намоточные компоненты
1.3.1. Воздушный дроссель
Дроссели (катушки индуктивности) не пользуются большой популярностью среди любителей. Их применяют довольно редко, и если они используются в публикуемых схемах, то в списках компонентов приводятся хорошо известные и доступные типы. При разработке импульсных источников питания иногда нужно изготовить нестандартный дроссель. Такая же потребность может возникнуть при изготовлении фильтра низких частот для подавления высокочастотных гармоник, например в схемах с широтно-импульсной модуляцией.
На при… гаже чертежах (рис. 1.7) представлены воздушные (то есть не имеющие ферромагнитного стержня) дроссели, которые достаточно просто изготовить самостоятельно.
1.4. Полупроводниковые приборы
1.4.1. Охлаждение мощных приборов
Для увеличения пропускаемого тока безопасного перегрева применяется охлаждение приборов. Охлаждение предусматривается для силовых диодов и тиристоров в энергетике и для мощных диодов, транзисторов и тиристоров в электронике. Воздушное охлаждение осуществляется путем присоединения к прибору радиатора. Радиаторы могут быть медными или алюминиевыми.
Большое значение имеет проблема контакта прибора с радиатором. При этом должно быть плотное затягивание резьбы, но без ее повреждения. В случае применения алюминия для радиаторов проблема контакта заключается в том, что имеется большая электрохимическая разность потенциалов медь-алюминий — около 1,8 В. Попадание влаги вызывает коррозию алюминия, поэтому применяется гальваническое покрытие основания прибора. Ясно, что без охлаждения, если оно предусмотрено конструкцией, полупроводниковый прибор не сможет обеспечить необходимый режим работы и выйдет из строя.
1.4.2. Температурный дрейф параметров диода
1.5. Датчики
1.5.1. Датчик освещенности
Классические полупроводниковые датчики освещенности, например фотодиоды и фототранзисторы, представляют собой диоды и транзисторы, у которых одна сторона корпуса пропускает. свет. Чтобы в этом убедиться, попробуйте аккуратно спилить верхнюю часть металлического корпуса транзистора. Затем подключите к нему напряжение, не присоединяя базу, и вы сможете констатировать, что протекающий по цепи коллектор-эмиттер ток реагирует на источник света, направленный на прибор (рис. 1.16). Аналогичный эксперимент можно провести и с диодом.
