Эдуард Борноволоков - Военные радиоигры
Принцип построения обоих вариантов мишени одинаков, разница состоит лишь в том, что в первом из них усилитель и спусковое устройство собраны на транзисторах, а во втором — на радиолампах. Транзисторный вариант мишени удобно сделать переносным и питать от гальванических батарей или аккумуляторов. Такой переносный тир необременительно взять с собой даже в поход. Весит он немного, и во время отдыха можно организовать интересные стрелковые соревнования.
Однако питание транзисторного тира, если он используется в стационарных условиях, можно осуществить и от осветительной, сети через выпрямитель.
Принципиальная схема транзисторной мишени с питанием от батарей показана на рисунке 17.
Рис. 17. Принципиальная схема транзисторного варианта мишени.
Луч света — «пуля», попадая на фоторезистор ФС-К1 (R13), вызывает резкое изменение его сопротивления. Это, в свою очередь, ведет к резкому изменению режима работы транзистора Т1, что равносильно тому, что на вход усилителя будет подан импульс тока. Задача усилителя состоит в том, чтобы усилить этот импульс. Первый каскад собран по схеме эмиттерного повторителя. Такая схема включения транзистора усиления не дает, и служит этот эмиттерный повторитель только для того, чтобы согласовать большое сопротивление фоторезистора с малым входным сопротивлением транзисторного усилителя. Если не ставить эмиттерный повторитель, а первый транзистор включить как обычный усилитель, общее усиление, даваемое двумя каскадами усиления на транзисторах Т1 и Т2, будет меньше, чем при использовании комбинации из эмиттерного повторителя и одного каскада усилителя, собранного на транзисторе Т2.
Фоторезистор и резистор R3 образуют делитель напряжения, с которого снимают напряжение смещения на базу транзистора Т1. Сопротивления этого делителя определяют режим работы транзистора по постоянному току. Нагрузкой эмиттерного повторителя служит резистор R4, включенный в эмиттерную цепь транзистора.
Если сравнить схему обычного усилителя на транзисторе с эмиттерным повторителем, то разница будет только в том, как включена нагрузка. В обычном усилителе нагрузка стоит в коллекторной цепи, а в эмиттерном повторителе — в эмиттерной. Это различие и определяет свойства усилителя.
Импульс напряжения, выделившись на резисторе R4, поступает на вход следующего каскада-усилителя, собранного на транзисторе Т2. Нагрузкой второго каскада служит резистор R6, с которого и снимают усиленный импульс. Режим второго каскада определяется резисторами R2, R3 и R5. Эти резисторы включены так, что они в значительной степени определяют и режим эмиттерного повторителя. Выбор их величины определяет и усилительные свойства двух первых каскадов электронной мишени. Усиленный импульс через конденсатор С3 поступает на полупроводниковый диод Д1 и на делитель, состоящий из резисторов R7 и R8. Сопротивления резисторов этого делителя выбирают такими, чтобы диод был заперт. Величина напряжения, запирающего диод в такой схеме, около 0,5 в. Это означает в данном случае, что все импульсы напряжением менее 0,5 в через диод не пройдут и исполнительное устройство не сработает. Такое включение диода необходимо для того, чтобы избежать ложных срабатываний мишени от случайных помех, а также от неточных попаданий лучом света в мишень.
Если рабочий импульс больше 0,5 в, диод открывается и импульс проходит на базу транзистора спускового устройства. В описываемой мишени спусковое устройство собрано по схеме ждущего мультивибратора. Ждущим он назван потому, что до тех пор, пока на базу транзистора Т3 не поступит импульс, транзистор Т3 открыт. Вследствие падения напряжения на прямом сопротивлении диода Д2, создаваемого током, протекающим через резистор R2, напряжение на эмиттере транзистора Т4 будет ниже (более отрицательно), чем напряжение на его базе, и этот транзистор будет закрыт. Поскольку нагрузкой транзистора Т4 является обмотка исполнительного реле P1, то при закрытом транзисторе ток через обмотку не пойдет, якорь реле не будет притянут и контакты реле останутся разомкнутыми. Так будет продолжаться до тех пор, пока меткий стрелок не попадет лучом света в мишень. Ждущий мультивибратор ждет импульса.
Как только луч света попадает на фоторезистор (вы поразили мишень), на входе эмиттерного повторителя появляется импульс тока (напряжения). После усиления этот импульс в положительной полярности попадает на базу транзистора Т3, и он закрывается. Напряжение на коллекторе транзистора Т3 достигает напряжения питания, транзистор Т4 открывается, и в обмотке реле Р1 появляется ток. Реле срабатывает, включая сигнальное устройство, указывающее, что вы попали точно в центр мишени.
После этого через резисторы R9 и R11 и участок коллектор—эмиттер транзистора Т4 начинает перезаряжаться конденсатор С4. Как только напряжение на базе транзистора Т3 достигнет такой величины, что этот транзистор откроется, через него потечет ток. Напряжение на коллекторе Т3, а следовательно, и на базе Т4 уменьшится настолько, что Т4 закроется и все устройство перейдет в первоначальное состояние, то есть в режим ожидания. В этом положении ток через обмотку реле P1 прекратится и контакты реле разомкнутся.
При мгновенном переключении мультивибратора ток в обмотке реле P1 резко прекращается и возникают большие обратные токи, так называемые экстратоки. Такое явление наблюдается всегда, когда прерывается ток, идущий через индуктивность.
В опытах с электромагнитами на уроках физики, при изучении явлений индукции и самоиндукции, вы, наверное, заметили, что при размыкании контактов, включающих ток в катушку, между ними проскакивает большая искра. Неосторожный экспериментатор, замыкающий цепь неизолированными проводами, даже при очень небольшом первичном источнике тока, например от батареи КБС-Л-0,50, ощущает довольно сильный удар током.
Для того чтобы экстратоки, возникающие в цепи реле Р1 — транзистор Т4, не вывели последний из строя, так как напряжения, вызванные этими токами, превышают допустимые на участке коллектор — эмиттер, параллельно обмотке реле включают диод Д3. Через этот диод замыкаются экстратоки, и транзистор оказывается вне опасности.
Все устройство транзисторной мишени питается от трех батарей типа КБС-Л-0,50. Несколько необычное включение источников питания вызвано тем, что, если питать ждущий мультивибратор и усилитель от одной батареи (особенно если батареи не новые), все устройство работает нечетко и возможны либо ложные срабатывания, либо при попадании в мишень спусковое устройство не сработает вовсе.
Поэтому для четкой работы пришлось разделить источники питания. Спусковое устройство питается от всех трех батарей, включенных последовательно, а усилитель на Т2 — только от двух из них (Б1). Разделение батарей выгодно еще и потому, что для питания усилителя вполне достаточно напряжения 6–7 в, а для четкой работы спускового устройства с электромеханическим реле или счетчиком напряжение желательно побольше — 8–9 в. Общий потребляемый ток транзисторной мишенью не превышает 7—10 ма.
Конструкция транзисторного варианта мишени может быть произвольной. На рисунках 18 и 19 показан один из вариантов размещения деталей мишени на монтажной плате (рис. 20).
Рис. 18. Размещение деталей на плате транзисторной мишени.
Рис. 19. Монтаж транзисторной мишени.
Рис. 20. Разметка монтажной платы.
В данном варианте монтажа основой платы служит пластина дюралюминия размерами 120x60 мм. Транзисторы установлены в специальные панели, провода питания и выходные цепи к исполнительному устройству прикреплены на пятиконтактной колодке. Резисторы, конденсаторы и диоды установлены с нижней стороны монтажной платы и припаяны к выводам панелек для транзисторов и монтажных планок со штырьками. Вместо дюралюминиевой платы можно использовать гетинаксовую или текстолитовую таких же размеров. В этом случае детали припаивают к контактным штырькам из медной луженой проволоки, забитым в отверстия, просверленные непосредственно в плате.
Детали для транзисторной мишени используют любые, лишь бы номиналы их соответствовали приведенным на принципиальной схеме. Если необходимо сделать мишень переносной, то нужно взять малогабаритные детали (резисторы типа УЛМ или МЛТ, конденсаторы типов ЭМ, ЭТО или К-50). Вместо диода Д2Е можно применить любой из серии Д2 или Д9, а вместо Д7Е можно использовать Д7 с любым буквенным индексом, а также Д226.
