Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 04
А. ВАРГИН
Рисунки автора
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Не все комар, что пищит
Летом иногда даже в средней полосе нет спасенья от комаров, что же говорить о Сибири и Заполярье, где даже у привычных к ним местных жителей трудоспособность снижается более чем вдвое, резко уменьшаются привес и надои скота. Можно было бы комара вовсе уничтожить, но он нужен живой природе. Известны случаи, когда после уничтожения комаров исчезали птицы и звери, а леса гибли от гусениц.
Поэтому приходится лишь отгонять комаров от людей и домашних животных. И здесь помогает радиоэлектроника.
Генератором электрических колебаний ультразвукового диапазона (рис. 1) служит мультивибратор, построенный на логических ячейках микросхемы DD2, нагруженной пьезоэлектрическим звукоизлучателем BQ1.
Рис. 1
Характер излучения задается генератором инфранизких колебаний, в котором работает микросхема DD1 совместно с времязадающей цепочкой R1, R2, С1. Связь между обоими генераторами выполнена с определенной «изюминкой»: узел DD1 осуществляет периодическое питание ультразвукового генератора через диод VD1 и конденсатор С2. Когда на выходе 3 микросхемы DD1 возникает прямоугольный импульс напряжения, происходит быстрый заряд конденсатора С2; одновременно начинает действовать высокочастотный генератор. По окончании импульса конденсатор С2 оказывается разобщенным с выходом DD1 благодаря диоду VD1. Питание «комариного» генератора продолжается еще некоторое время падающим напряжением разряда конденсатора, отчего частота импульсов генератора может плавно изменяться. Весьма вероятно, что в этом диапазоне излучений находятся сигналы тревоги, способные отпугивать комаров или еще кого-нибудь из кусачего сообщества. Эффективность действия устройства следует проверять, направляя его излучение на густо роящихся насекомых.
Для сборки конструкции можно использовать постоянные резисторы МЛТ-0,125 или более мощные, переменный — СП-0,4; конденсаторы типа КЛС или МБМ (СЗ) и оксидные К50-6 остальные. «Цоколевка» примененных микросхем приведена на рисунке 2.
В роли ультразвукового излучателя взят пьезоэлектрический микрофон типа УМ-1.
Времязадающая цепочка генератора на DD2 имеет переменный резистор R7, позволяющий регулировать частоту в пределах 10…50 кГц. Примененный для воспроизведения излучатель имеет собственную резонансную частоту, на которой интенсивность излучения максимальна. Наряду с основной бывают побочные резонансные частоты. Настройку генератора в резонанс с излучателем можно проводить, присоединив к резистору R8 вход осциллографа: в момент резонанса амплитуда колебаний напряжения на экране значительно возрастает. Тем не менее, наряду с резонансными частотами в процессе экспериментов следует проверить влияние на жалящую «биомассу» ряда промежуточных частот во всем рабочем диапазоне. Во время экспериментов желательно вести записи с характеристикой этих условий — места, наличия освещения, температурной обстановки, условных делений на шкале при регуляторе R7. Ну, конечно, и расстояний, на которых, возможно, будет заметно проявляться влияние излучения.
Кстати, на шкале следует отметить и обнаруженные резонансные частоты излучателя. Фиксация данных экспериментов позволит избежать ненужных «повторений пройденного», а также четко выделить зону продолжительных результатов. К таковым можно было бы отнести не только факты отпугивания насекомых, но и обратного действия — приманивания к излучателю.
Ведь неплохо, если комары и их собратья потеряют интерес к вашему лицу, рукам и набросятся на микрофон-излучатель, где их будут ждать, например, липкие ленты или пылесос.
Ю.ПРОКОПЦЕВ
Зачем нужны радиолампы?
Появившиеся лет сорок назад транзисторы так и не смогли полностью вытеснить радиолампы. Кинескоп телевизора — электровакуумный прибор, в сущности — радиолампа.
СВЧ-генераторы кухонных электроплит и мощные выходные каскады радиолокационных станций выполняются на радиолампах. Многие специалисты утверждают, что по-настоящему качественно способны усиливать звук только ламповые усилители. Поэтому стоит еще раз посмотреть повнимательнее, на что же способна радиолампа. К примеру, добавив к лампе всего три детали, используя некоторые малоизвестные схемные решения, можно создать вольтметр с огромным входным сопротивлением. Но прежде напомним о том, как работает лампа.
В вакуумированном баллоне лампы находятся электроды — катод (к), анод (а) и сетки (с); простейшая лампа — триод — располагает одной сеткой (рис. 1).
Поскольку назначение катода — испускать свободные электроны под воздействием высокой температуры нити накала (н), катод покрывают такими материалами, как барий, торий, которые при сравнительно слабом нагреве «отпускают» электроны. Те образуют вокруг катода «электронное облако», поэтому он приобретает относительно «облака» положительный заряд, удерживающий «облако» от рассеивания.
Это поясняет рисунок 2а, где радиолампа показана так, как ее изображают на принципиальных схемах. Если теперь к катоду и аноду приложить постоянное напряжение (рис. 2б) от источника G1, под действием возникшего между ними электрического поля внутри лампы потечет ток электронов, вытягиваемых из упомянутого «облака». Такая схема работает как диод.
Чтобы лампа начала работать как усилительный прибор, между катодом и управляющей сеткой нужно приложить небольшое переменное напряжение сигнала Uc. Благодаря тому, что сетка расположена ближе к катоду, нежели анод, слабое поле окажет значительное влияние на величину анодного тока, который станет пульсирующим. Выделить переменный сигнал, усиленный по току и напряжению, можно с помощью, например, трансформатора, включенного в анодную цепь лампы. Большинство радиоламп устроено сложнее рассмотренного триода — они имеют по нескольку сеток, порою два анода и даже раздельные катоды. Но не станем углубляться в теорию, а вернемся к нашему вольтметру.
Если обычный стрелочный вольтметр имеет на пределе измерения 50 В сопротивление порядка 0,5 Мом, сопротивление лампового, собранного по схеме на рисунке 3, составляет около 50 Мом!
Работает он так. Пока на измерительные щупы XI не подано напряжение, электроны из прикатодного «облака» стекают к катоду по цепи R3, PJ1, вызывая максимальное отклонение стрелки миллиамперметра с пределом измерения 1 мА. Когда на щупы X1 подано измеряемое напряжение, отрицательный потенциал на аноде и соединенных с ним сетках угнетает «облако», снижая величину тока через миллиамперметр PJ1 тем заметнее, чем «сильнее» потенциал анода. Зависимость тока сетки Jc от измеряемого напряжения Uн на входе выражается вольт-амперной характеристикой, изображенной на рисунке 4.
За начало отсчета принимается положение, когда на щупах X1 напряжение равно выбранному пределу измерения (допустим, 50 В), а ток миллиамперметра I равен нулю; последний устанавливается переменным резистором R3.
Градуировать прибор лучше с помощью хорошего заводского вольтметра. Результатом градуировки может быть кривая согласно рисунку 4, либо дополнительная шкала, пристраиваемая к миллиамперметру. Для конструкции проще всего найти «сетевые» пентоды с 6-вольтовым накалом, например, металлические 6Ж7, 6КЗ либо «пальчиковые» 6К4П и т. п. Для них можно использовать 6-вольтовый адаптер с током до 0,3 А или батарею из четырех элементов LR20. С «батарейными» 2-вольтовыми лампами (2К2М и др.) достаточно двух элементов LR6; для «пальчиковых» типа 1К1П, 1К2П с напряжением накала 1,2 В — одного такого элемента, также с реостатом 30 Ом.
П. ЮРЬЕВ
ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ
Вопрос — ответ
«Мы с подругой собираем книги-малютки и книги-брелоки. Интересно, давно ли их начат издавать?»
Марина и Соня, 13 лет
Москва
По некоторым сведениям, первые миниатюрные печатные книги появились в 1494 г. в Венеции, в издательском доме, основанном Альдом Мануцием — ученым-гуманистом. К примеру, там были изданы произведения Петрарки с размером страниц от 20x30 до 50x70 мм. Позже внук основателя, Пий Мануций, удостоился чести издать первые сонеты и стихи В. Шекспира. По имени основателя издательского дома маленькие книжки называли «альдинами».
