У меня есть очень любопытный радиоконструктор. Он был выпущен в 1977 году и стоил в ту пору 10 рублей. Из этого конструктора можно собрать 35 конструкций, причём, без пайки. В качестве элемента питания используется батарейка типа «Крона».
Конструктор c неизменным успехом был испытан на детях поколений X, Y и Z. В причине этого успеха мы попробуем разобраться дальше.
Аппаратная часть
В основе конструкции лежит кассета, куда устанавливаются в определённом порядке «электронные кубики» – модули с четырьмя контактами по сторонам.
В корпусе кассеты находится конденсатор переменной ёмкости, переменный резистор в качестве регулятора громкости и батарейный отсек с подключенным к нему параллельно электролитическим конденсатором. Сразу скажу, что все электролитические конденсаторы в конструкторе я заменил на новые, а регулятор громкости – на менее изношенный.
Модули содержат перемычки или радиодетали: транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы. Есть модуль с ферритовой магнитной антенной, есть модуль с головным телефоном (наушником), и есть модуль с примитивным телеграфным ключом.
Ниже показан вид сверху и вид снизу модулей с транзисторами, диодами, резисторами и конденсаторами.
Транзисторы используются германиевые p-n-p. Тип транзисторов ГТ309. Диоды тоже германиевые — Д9. Резисторы используются МЛТ-0,25. Конденсаторы — К10-7.
Методика
В плане методики конструктор просто идеален. Сначала даётся монтажная схема устройства. Затем идёт описание назначения устройства, и только затем схема электрическая принципиальная.
Подача материала — классическая. Сначала даются схемы усилителей звуковой частоты (ЗЧ). Затем даются схемы радиоприёмников. И только потом — схемы генераторов. Причём даются не только схемы генераторов ЗЧ, но и схемы генераторов радиочастоты (РЧ)
Порог вхождения – минимальный. Собрал устройство по монтажной схеме, оно заработало. Не заработало, проверил правильность сборки. Опять не заработало, заменил батарейку.
Уже потом, если это интересно, можно попробовать разобраться в схеме. Правда, схемы нарисованы немного не по канонам журнала «Радио», но они несложные, на десяток компонентов.
Конструкции усилителей
В качестве первой конструкции усилителя даётся «классическая» схема каскада на одном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Затем идёт схема каскада ОЭ на составном транзисторе (схема Дарлингтона), указывается, что усиление такого каскада выше.
Потом даётся пример усилителя с эмиттерным повторителем (схема ОК). В описании говорится, что у схемы ОК высокое входное сопротивление и коэффициент усиления меньше единицы. Соответственно, схема усилителя с высоким входным сопротивлением даётся двухкаскадной: в качестве первого каскада используется эмиттерный повторитель, а в качестве второго каскада используется схема ОЭ.
Каскад усилителя по схеме с общей базой (ОБ) рассматривается на примере усилителя с низким входным сопротивлением. Интересной особенностью схемы является то, что смещение на базе транзистора задаётся падением напряжения на двух последовательно включенных германиевых диодах.
Среди схем усилителей в описании радиоконструктора моим фаворитом, несомненно, является конструкция усилителя ЗЧ со стабилизацией:
Усилитель двухкаскадный с непосредственной связью между каскадами. За счёт отрицательной обратной связи (ООС) обеспечивается стабилизация режима работы усилителя.
До появления недорогих и качественных операционных усилителей подобные схемы успешно применялись в приёмниках прямого преобразования, т.к. имели коэффициент усиления от 1000 до 3000. Схемы усилителей с непосредственной связью и ООС на трёх транзисторах уже имели коэффициент усиления от 10000 до 30000.
В собранном виде конструкция усилителя выглядит так:
Конструкции радиоприёмников
Самое поразительное, что конструкции классического детекторного приёмника здесь нет. Но не всё так просто: она есть, но в качестве детектора там используется единственный в схеме транзистор.
Всё дело в напряжении смещения на базе транзистора. В приведённой схеме номинал резистора в цепи базы 4,3 МОм. С таким смещением на базе транзистор работает детектором. В усилительных каскадах номинал такого резистора — 1 МОм и меньше.
Ниже приведена схема приёмника «1-V-0», где левый по схеме транзистор работает как усилитель РЧ, а правый — как детектор:
Далее в разделе есть конструкции с разными экзотическими схемами. Например, схема рефлексного приёмника, когда один и тот же каскад используется и для усиления РЧ, и для усиления ЗЧ. Или приёмник с апериодическим входом, когда колебательный контур находится не на входе первого каскада, а на его выходе. Или приёмник с эмиттерным повторителем (ОК) в первом каскаде, что даёт повышение добротности входного колебательного контура.
После экспериментов со схемами приёмников все дети обычно останавливались на схеме «1-V-1». Подобное обозначение имеют схемы радиоприёмников с одним каскадом усилителя РЧ, детектором и одним каскадом усилителя ЗЧ.
«В центре композиции» находится детектор на диодах, собранный по схеме удвоителя напряжения. Величина прямого падения напряжения на германиевых диодах — порядка 0,3 В. Чтобы обеспечить работу детектора, амплитуда сигнала радиостанции должна быть больше этого значения. Для этого сигнал радиостанции, выделенный на настроенном в резонанс входном колебательном контуре усиливается каскадом ОЭ на левом по схеме транзисторе. Выделенный детектором сигнал ЗЧ усиливается каскадом ОЭ на правом по схеме транзисторе.
На внешнюю антенну такой приёмник принимает в диапазоне СВ несколько радиостанций.
Фотография собранной конструкции радиоприёмника по схеме «1-V-1»:
Конструкции генераторов
На долю детей поколения X хватило радиовещания на диапазонах ДВ и СВ. Дети поколения Y радиовещание на ДВ уже не застали. Детям поколения Z не досталось ни одной достаточно мощной для приёма на «детектор» местной радиостанции в диапазоне ДВ или СВ.
Зато дети всех поколений любят «постучать ключом».
На базе конструктора можно собрать генераторы трёх типов. Сначала даётся схема генератора, полученная из усилителя со стабилизацией путем замыкания входа (левый по схеме вывод конденсатора 0,01 мкФ) на выход (коллектор правого по схеме транзистора):
Затем даётся пример со схемой практически симметричного мультивибратора, сделанного, как и положено, на базе двухкаскадного усилителя по схеме ОЭ:
С такими схемами можно потренироваться работать на ключе, тем более, что азбука Морзе есть в приложении.
Третий тип генераторов — генераторы с индуктивной обратной связью на одном транзисторе. Они генерируют на только сигналы ЗЧ, но и сигналы РЧ. А с такой аппаратурой уже можно выйти в эфир.
Морзянка
Самая моя любимая конструкция, как водится, последняя в списке. Это конструкция №35 «Морзянка». Диапазон длинных волн (ДВ) для радиовещания не используется уже давно, но в этом диапазоне радиоприёмник может принять сигнал «Морзянки». Правда, сигнал очень слаб, принять его можно на расстоянии 1-2 метра, но и это вызывает дикий восторг у юных радиолюбителей. Проверено на детях поколений X, Y и Z.
Внешне «Морзянка» выглядит так:
Схема её очень проста, частота генерации задаётся настройками колебательного контура, положительная обратная связь осуществляется через катушку связи магнитной антенны. Телеграфный ключ включен после электролитических конденсаторов в цепи питания для предотвращения эффекта «чириканья» (CHIRP).
Видео работы «Морзянки» в эфире:
Секрет успеха «Электронных кубиков»
Модульный конструктор «Электронные кубики» был разработан и выпускался ВНИИ «Электронстандарт».
Мой конструктор для этого института был не первым. У него был предшественник: в №11 журнала «Радио» за 1969 год была статья о подобном радиоконструкторе, выпущенном в Ленинграде. Хотя конструктор из публикации и был изготовлен в 1977 году, состав комплектующих характерен для конца 60-х.
Через пару лет, в 1979 году, ВНИИ «Электростандарт» выпустит МРК-2: «Электронные кубики» на кремниевых транзисторах. Затем последуют «ЭКОН-1» и «ЭКОН-2». У них уже своя армия поклонников.
Данных о ВНИИ «Электронстандарт» очень мало. Вот что удалось найти в описании здания института:
… в 1966 г. ПКБ-170 было преобразовано в Научно-исследовательский институт нормализации и испытаний электронной техники (НИИНИЭТ), который в 1971 г. получил статус Всесоюзного научно-исследовательского института «Электронстандарт». С 1971 г. институт является головным в Комитете оборонных отраслей промышленности по стандартизации, метрологии, надежности, радиационной стойкости электронных приборов, а также по разработке контрольно-измерительного и испытательного оборудования.
Серьёзные люди, настоящие профессионалы, очень серьёзно отнеслись к разработке детского радиоконструктора. Они подобрали правильные схемы и дали их в правильной последовательности.
Итогом их разработки стало устройство, с помощью которого любой усидчивый ребёнок собирал работающий радиоприёмник за пять минут. Кому-то хватало работающей конструкции, кто-то шёл дальше и пытался собрать из кубиков что-то своё.
Никого из моих знакомых этот радиоконструктор не оставлял равнодушным. Он был сделан увлечёнными людьми для увлечённых людей.
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
