Spojevi s Tranzistorima 1

Znak:9012P Izdanje: Inž. ALFRED ŽIDAN - Inž.BOŽIDAR MILOBAR SPOJEVI S TRANZISTORIMA, I. knjiga X. izdanje Izdavač: Izdavačko trgovačko poduzeće TEHNIČKA KNJIGA Zagreb, JuriSićeva 10 Za izdavača: Inž. Zvonimir Vistrička Urednik izdanja: Mr. Željko Horvatić Lektori: Zvonko Veljačić i Josip Živković Tehnički urednik: Inž. Tomislav Strujić Tisak: Birografika, Subotica Tisak dovršen: U OŽUJKU 1990. Tiskano u 2000 primjeraka ©1967, Inž. A. Židan — Inž. B. Milo bar YU ISBN 86-7059-116-2

NG. ALFRED ŽIDAN — ING. BOŽO MILOBAR

SPOJEVI S TRANZISTORIMA SHEME ZA SAMOGRADNJU PRVA KNJIGA DESETO IZDANJE

TEHNIČKA KNJIGA ZAGREB

Domaća izdanja ove knjige:

Spojevi s tranzistorima I - Tehnička knjiga, Zagreb, 1. izdanje 1967., 2.

izdanje 1975., 3. izdanje 1976., 4. izdanje 1977., 5. izdanje 1979.,

6. izdanje 1981., 7. izdanje 1984., 8. izdanje 1986. i 9. izdanje 1987. Inozemna izdanja u prijevodu:

Uktady tranzystorowe dla radioamatorow I - Wydawnictwa Komuni* kacji i Lacznošci, Warszawa. Radioamatenke prtstroje s tranzistormi i - Nakladatelstvo ALFA, Bratislava. JhofiuTencKu TpaH3UCTopnu cxeMU I — XUpacaBHO H3aaiencTBO ”Te-

XHHKa'\Co4>HH. Tranzisztorkapcsolasok Amatoroknek f—Mmzaki Konyvkiado, Budapest. Radioamaterske prfstroje s tranzistormi I - Nakladatelstvo ALFA, Bra­ tislava, druhe nezmenene vydanie. Uktady tranzystorowe dla radioamatorow f - Wydawnictwa Komunikacji i Lacznošci, Warszawa, wydanie drugie poprawione i uzupelnione.

PREDGOVOR DESETOM IZDANJU Veliki interes koji i dalje vlada za ovu prvu knjigu SPOJEVI S TRANZISTORIMA jak je razlog da se objavi i njeno deseto jugoslavensko izdanje u nepromijenjenom obliku. Proširivanje teksta nije provedeno zato jer su novi spojevi objavljeni u drugoj knjizi SPOJEVI S TRANZISTORI­ MA kao i u prvoj i drugoj knjizi SPOJEVI S INTEGRIRANIM SKLO­ POVIMA koje su obje već u prodaji. Priprema se za tisak treća knjiga SPOJEVI S INTEGRIRANIM SKLOPOVIMA, a piše se i treća SPOJE­ VI S TRANZISTORIMA. U njima će biti na pretek raznoraznih spojeva s tranzistorima i integriranim sklopovima, kao i uputa za praktičan rad s poluvodičima svih vrsta. U Zagrebu, u ožujku 1990. Autori

PREDGOVOR IZDAVAČA PRVOM IZDANJU Rijetko je koji novovjeki izum unio toliku revoluciju u stanovito područje tehnike, kao što su to učinili tranzistor i njemu srodni polu­ vodički elementi u radio-tehnici i elektronici. Njihova je pojava zahti­ jevala mijenjanje spojne tehnike, te dovela do konstrukcije različitih, posve novih uređaja i naprava. Razvoj poluvodičkih elemenata tekao je tako naglo, da ga većina tehničara i amatera nisu uspijevali pratiti, naročito ne na praktičkom području, pa se tako dogodilo da je tehni­ čare i amatere »starijeg kova« vrijeme naprosto pregazilo i oni su se stoga odlučili da ostanu pri klasičnim izvedbama i klasičnoj tehnici. Pogotovo se u nas primjena poluvodičkih elemenata nije prakticirala paralelno s njihovom pojavom u stručnoj literaturi, jer su se oni tamo razmatrali jedino s posve teoretske strane, te su tako i oni malobrojni, koji su se htjeli baviti gradnjama, ostali prepušteni uglavnom sami sebi, odnosno upućeni na dosta oskudnu literaturu s tog područja, 5

■

uglavnom u stručnim časopisima. Velik broj pojedinaca nije se opet upuštao u gradnje s tranzistorima naprosto zato što su se, nepoznavajući to, bojali pristupiti tom novom, sićušnom i za njih tajanstve­ nom elementu. Poznavajući naše prilike u tom pogledu, odlučili smo izdati jedno djelo-priručnik, u kojem se sistematski tretira primjena tranzistora na svim mogućim područjima. Angažirali smo dva naša poznata struč­ njaka, A. Zidana i B. Milobara, koji se praktički bave poluvodičkim elementima, počev od njihova postanka unatrag svojih 18 godina, da sastave zbirku shema po kojim bi bilo moguće izraditi sve vrsti tran­ zistorskih uređaja, bilo za amaterske, bilo za profesionalne svrhe. Tako su svi rezultati gotovo petogodišnjeg eksperimentiranja, pri čemu su • praktički realizirani razni uređaji, sakupljeni u ovom priručniku, za koji se punim pravom može reći da je nastao iz prakse za praksu. S obzirom na to on znači izvjesnu rijetkost, jer se čak ni većina inozem­ nih izdanja ne može pohvaliti činjenicom da su praktički iskušani svi spojevi koji se u njima pojavljuju. Pri obradi materije autori su započeli od najjednostavnijeg ure­ đaja — detektorskog prijemnika — a završili s kompliciranijim ure­ đajima kao što su, na primjer, elektroničke preklopke za katodne oscilografe ili sklopovi za automatsko korigiranje frekvencije oscilatora u FM prijemnicima. Pri konstrukcijama se išlo za time da se upotrijebe što dostupniji sastavni dijelovi, te po mogućnosti tranzistori domaće proizvodnje. Iako su neki spojevi ipak iskušani s inozemnim tranzisto­ rima ne čini to poteškoće, jer su na kraju knjige navedene sugestije za njihovu zamjenu s domaćim tranzistorima, ukoliko se takvi proizvode. Da bi knjiga bila pristupačna svakome tko želi izraditi neki ure­ đaj s tranzistorima, u uvodu su kratko i sažeto opisani tranzistori i njihovi osnovni spojevi, kako se to ne bi moralo tražiti u knjigama koje tranzistore razmatraju strogo teoretski, što bi moglo djelovati odbojno na stanovit krug interesenata. Na kraju knjige dane su neke korisne upute o praktičnom rukovanju s tranzistorima. Vjerujemo da će ovakvu vrst knjige naši čitaoci prihvatiti isto tako zdušno, kao što ih prihvaćaju svagdje u svijetu. Želimo im mnogo uspješnih pokusa i razonode s uređajima čije su sheme spojeva opisane! U Zagrebu, svibnja 196 7.

6

Izdavač

SADRŽAJ PRVO POGLAVLJE: USPOREDBA ELEKTRONKA—TRANZISTOR Kako funkcionira tranzistor .............................................................. 15 Tehnika spajanja tranzistora.............................................................. 24 Karakteristike tranzistorskih stupnjeva................................................. 27 Radna točka tranzistora i temperaturna stabilizacija......................... 28 Komplementarni tranzistori.................................................................. 31 Vrste tranzistora ............................................................................... 32 Ostali poluvodiči ............................................................................... 34 Integrirani sklopovi .............................................................................. 37 DRUGO POGLAVLJE: PRIJEMNICI Detektor s NF pojačalom................................................ ................... 47 Jednostavni prijemnik . . . •...................................................... *. • ■ 48 Jednostavni prijemnik s komplementarnim tranzistorima ... 49 Audion s reakcijom............................................................................... 49 Prijemnici bez baterija.......................................................................... 51 Supcrreakcijski prijemnik za KV područje........................................... 53 Prijemnik za kratke ili ultrakratke valove.......................................... 54 Superreakcijski prijemnik za ultrakratke valove.................................. 55 Jednostavni refleksni prijemnik (I) 56 Jednostavni refleksni prijemnik (II)...................................................... 57 Refleksni audion s NF pojačalom......................................................... 59 Samooscilirajući ulazni stupanj za srednji val................................... 60 Samooscilirajući ulazni stupanj za kratki val .................................... 61 UKV tjuner za frekvenciju od 80 do 100 MHz ................................. 63 UHF konverter za televizore................................................................ 64 Ulazni stupanj — prvo MF pojačalo za AM^FM prijemnik ... 67 Međufrekventno pojačalo i demodulator za 455 kHz ...... ................ 68 Međufrekventno pojačalo za 10,7 MHz .... ......................................... 72 Kombinirano MF pojačalo za 455 kHz/10,7 MHz............................ 74 AM/FM međufrekventno pojačalo s keramičkim MF filtrom . . 75 Međufrekventni stupanj s keramičkim filtrom i demodulatorski stupanj ......................................................................................„ 76 7

Ratio-detektor ....................................................................................... 77 Fazni diskriminator .............................................................................. 78 Stereodekoder (I) 79 Stereodekoder (II) ................................................................................ 81 Indikator stereoprijema ........................................................................ 83 TREĆE POGLAVLJE: NISKOFREKVENTNA POJAČALA Jednostavna NF pojačala za slušalice................................... ... 85 Dvostepeno NF pojačalo za slušalice . ...... ....................................... 86 Niskofrekventno pojačalo snage 250 mW ........................................ 87 Niskofrekventna pojačala snage u klasi A......................................... 88 NF pojačalo 2 ... 3 W ..................................................... 90 NF pojačalo snage 1W bez izlaznog transformatora (I) . . . . 92 NF pojačalo snage 0,2/0,5 W bez izlaznog transformatora (II) . 94 NF pojačala s komplementarnim izlaznim stupnjem......................... 95 Pojačalo Hi-Fi 15 W.............................................................................. 96 NF pojačalo s integriranim sklopom.................................................. 98 NF pretpojačalo s dva ulaza............................................................... 99 NF.pretpojačalo s dva ulaza i regulacijom boje tona u izvedbi s integriranim sklopom................................................................... 100 NF pojačalo sa FE-tranzistorom .......................................................... 100 ČETVRTO POGLAVLJE: MJERNI UREĐAJI Tranzistorski voltmetri ....................................................................... 103 Tranzistorski voltmetar s jednim tranzistorom .................................. 104 Tranzistorski voltmetar s dva tranzistora (I) .......................... 105 Tranzistorski voltmetar s dva tranzistora (II) .................................... 105 Jednostavni elektronski voltmetar sa FE-tranzistorom....................... 106 Tranzistorski omometar . •.................................................................. 107 RC-mjemi most................................................................................... 108 Signal-generator ................................................................................ 109 UKV signal-generator........................................................................... Ill Sljedilo signala i signal-injektor ........................................................ 112 Signal-injektor s jednim tranzistorom............................................. 113 Signal-injektor s dva tranzistora...................................................... 115 Ispitivalo s tinjalicom ......................................................................... 116 Schmittov okidač (Schmitt-trigger) ................................................... 117 * Schmittov okidač za više napone......................................................... 120 • Schmittov okidač za uređaje za mjerenje brzine vrtnje . . . . 120 Elektronička preklopka za oscilografe (I) 122 Elektronička preklopka za oscilografe (II)......................................... 123 Jednostavni TV signal-generator ....................................................... 125 8

Generator šuma s diodom ................................................................... 127 Elektronički voltmetar s MOSFETOM .............................................. 128 RC-generator s integriranim sklopom................................................. 130 PETO POGLAVLJE: OSCILATORI Niskofrekventni LC-oscilator ............................................................ 131 Multivibrator s komplementarnim tranzistorima................................ 132 RC-oscilatori za tonsku modulaciju.................................................... 133 Generatori pravokutnih napona.......................................^................. 135 Generator pilastog napona (I) .................................*................. 136 Generator pilastog napona (II)....................... '............................ ... . 136 Linearizacija pilastog napona.............................................................. 137 Kvarcni oscilator ................................................................................ 139 Kvarcni oscilator u Pierceovom spoju ............................................... 139 Kvarcni oscilator za standardnu frekvenciju od 100 kHz (I) 140 Kvarcni oscilator za standardnu frekvenciju od 100 kHz (II) . . 141 Generator baždamih frekvencija od 100, 10 i 1 kHz.......................... 142 Oscilator s keramičkim filtrom........................................................... 144 ŠESTO POGLAVLJE: KV I UKV UREĐAJI ZA AMATERE Superreakcijski prijemnik za 144 MHz.............................................. 145 BFO-oscilator ..................................................................................... 146 BFO-oscilator s kapacitetnom diodom ............................................... 147 Q-multiplikator .................................................................................. 148 CW filtar............................................................................................. 151 CW-monitor ....................................................................................... 151 Tonski oscilatori za učenje Morseovih znakova................................. 152 Elektroničko tipkalo .......................................................................... 154 Apsorpcijski valomjer ........................................................................ 156 Tranzistorski dip-metar..................................................................... 158 SEDMO POGLAVLJE: AMATERSKA ELEKTRONIKA Vremenska sklopka............................................................................ 161 Osjetilo vlage....................................................................................... 162 Osjetilo za dojavu prekida .................................................................. 163 Univerzalna eksperimentalna kutija.................................................. 164 Akustički relej ............................... '................................................... 166 Elektronički žmigavac................................................. ... . ............... 167 Elektroničko blijeskalo sa tranzistorskim pretvaračem s automatikom ............................................................................................ 169 Tranzistorska automatika za naknadnu ugradnju u elektroničke blijeskalice ......................................................................... . . . 171 9

Geiger-Miillerov indikator.................................................................................. 173 Elektronička glazbala.......................................................................................... 175 Tremolo-uređaj za elektronička glazbala ......................................................... 175 IzobliČilo zvuka.................................................................................................. 177 Dodatak Vaa-Vaa električnim gitarama............................................................ 178 Elektroničko ritmičko glazbalo........................................................................... 179 .Komuniciranje pomoću infracrvenih zraka....................................................... 180 Uređaj za mjerenje brzine vrtnje benzinskog motora (elektroni­ čki tahometar) .............................................................................................. 182 Spoj za udvostručenje frekvencije ..................................................................... 184 Impulsni relej ....................................................................................................... 185 Sklop za identifikaciju polariteta........................................................................ 186 Temperaturni relej .............................................................................................. 187 Uređaj za povremeno uključivanje brisača stakla na automobi­ lima .............................................................................................................. 188 Regulacija brzine i smjera vrtnje motora za modele električnih Željeznica ...................................................................................................... 190 Modulatori svjetla za dobivanje svjetlosnih efekata...................................... 191 Prikaz primjene LED-displeja u uređaju za generiranje loto-brojeva ......................................................................................................... 194 OSMO POGLAVLJE: SPOJEVI S RAZNIM POLUVODIČKIM ELEMENTIMA Automatsko korigiranje frekvencije oscilatora s kapacitetnom diodom .......................................................................................................... 201 Fotorelej s fotodiodom......................................................................................... 202 Osjetljivi fotorelej sa fotodiodom....................................................................... 203 Oscilatori s tunelskom diodom........................................................................... 204 Multivibrator s tunelskom diodom i tranzistorom........................................... 207 ' Jednostavni fotorelej s fototranzistorom............................................................ 208 - Fotorelej s fototranzistorom i stupnjem za pojačanje....................................... 209 Schmittov okidač s fototranzistorom................................................................. 210 Spojevi s UJ-tranzistorima ................................................................................. 211 Spojevi s tiristorima .......... ................................................................................. 213 Regulacija brzine vrtnje električnih bušilica ................................................... 217 Regulator svjetloće žarulja.................................................................................. 219 Uređaj za uključivanje osjetljivih trošila........................................................... 220 Intervalni brisač automobilskih stakala ........................................................... 222 Vremenska sklopka s MOSFETOM................................................................... 223 DEVETO POGLAVLJE: TEHNIKA NAPAJANJA STRUJOM Niskonaponski ispravljači s tranzistorom umjesto prigušnice - . 225 Niskonaponski ispravljač stabiliziran tranzistorom i Z-điodom 228 Niskonaponski ispravljač stabiliziran tranzistorom......................................... 230

10

Stabuizirani izvor napajanja $ nekoliko fiksnih vrijednosti napona . . . . 232 Stabilizirani ispravljač s reguliranjem izlaznog napona................ ................ 233 Spoj za ograničenje struje................................................................................... 234 Elektronički osigurač......................................................................................... 235 Spojevi za konstantne stnije................................................................................ 237 Tranzistorski pretvarač za izmjenični napon 220 V-50 Hz-50 W (I) . 241 Tranzistorski pretvarač za izmjenični napon 220 V-50 Hz (II)..................... 242 Pretvarač za pogon brijaćih aparata iz akumulatora..................................... 244 Pretvarač za 75 V................................................................................................. 246 Pretvarač za visoki napon od 500 V................................................................. 247 Stabilizirani ispravljač za dobivanje simetričnih napona za operaciona pojačala.............................................................................................................. 249 DESETO POGLAVLJE: ISPITIVANJE TRANZISTORA 1 DRUGIH POLUVODIČKIH ELEMENATA Brzo provjeravanje ispravnosti tranzistora..................................................... 251 Provjeravanje ispravnosti tranzistora u uređajima ....................................... 253 Mjerenje pojačanja za istosmjernu struju........................................................ 255 Sum tranzistora.................................................................................................. 258 Preostale struje tranzistora................................................................................ 258 Statičko ispitivanje tranzistora .......................................................................... 259 Uređaj za statičko-ispitivanje (I)................................................................. 259 Uređaj za statičko ispitivanje (U)........................... ................................. 260 Jednostavni uređaj za statičko ispitivanje tranzistora .................................. 262 Dinamičko ispitivanje tranzistora...................................................................... 263 Uređaj za dinamičko ispitivanje (I) . . . .................................................... 263 Uređaj za dinamičko ispitivanje (II) ......................................:................. 265 Poboljšanje očitavanja na skali . . ..................................................................... 266 Jednostavni uređaj za dinamičko ispitivanje tranzistora......................... . 267 Ispitivanje dioda.................................................................................................. 268 Brzo provjeravanje ispravnosti dioda............................................................ 271 Brzo provjeravanje ispravnosti tiristora......................................................... 272 Ispitivalo za dinamičku provjeru tranzistora.................................................. 273 Ispitivalo FE-tranzistora..................................................................................... 274 Ispitivanje probojnog napona dioda.................................................................. 275 JEDANAESTO POGLAVLJE: POSTUPAK PRI RADU S TRANZISTORIMA Lemljenjc . . .... ..................................................................................................... 277 Previsoki naponi i prejake struje ..................................................* ............... 282

U

Pripremanje tranzistora i dioda za ulemljivanje u spojeve........................... 283 Označavanje izvoda........................................................................................... 283 Zaštita tranzistora od previsoke temperature za vrijeme pogona................ 284 Postupak pri radu s MOSFE-tranzistorima.................................................... 287 Zaštita tranzistora od prenapona..................................................................... 289 DVANAESTO POGLAVLJE: IZRADA ŠTAMPANIH PLOČA U AMATERSKOJ PRAKSI Materijal za štampane ploče............................................................................. 291 Gotove Štampane ploče..................................................................................... 292 Prenošenje predloška montažne sheme na bakarni sloj................................. 293 Jetkanje ploča kaširanih bakrom................................,.................................... 295 Foto-postupak..................................................................................................... 297 Izrada Štampanih spojeva postupkom "CIRCUIT-STIK"............................ 301 Bušenje Štampanih pločica................................................................................. 301 Lemljenje na štampanim vodovima.............................. .-................................ 301 TRINAESTO POGLAVLJE: RAZNI SPOJEVI S POLUVODIČKIM ELEMENTIMA Sirena s UJ-tranzistorom.................................................................................... 303 Korekcijsko pretpojačalo za gramofon.............................................................. 304 Akustička indikacija rada žmigavaca na automobilima................................ 304 Kontrola napona programiranim UJ-tranzistorom......................................... 305 Relaksacijski oscilator sa PUT-om.................................................................. 307 Žmigavac sa PUT -om i tiristorom................................................................... 307 Pulzirajuća STOP-SVJETLA na automobilima............................................... 308 Regulacija napona ispravljačkog mosta ............................................................ 310 Rezervno napajanje............................................................................................. 311 Vremenski usporena regulacija rasvjete............................................................ 312 Aktiviranje trijaka preko optoelektroničkog veznog elementa..................... 313 Praktičan izvor konstantne struje...................................................................... 314 Aktiviranje releja preko optoelektroničkih veznih elemenata........................ 315 Dobivanje pravokutnog napona frekvencije 100Hz......................................... 316 Povećanje ulaznog otpora tranzistorskih sklopova.......................................... 317 Simetrični izlazni stupanj . . . ............................................................................. 318 ČETRNAESTO POGLAVLJE: PRIJEDLOZI ZA ZAMJENU NEKIH POLUVODIČKIH ELEMENATA................................................................. 321

12

Usporedba elektronka-tranzistor Tranzistor je jedan, od rijetkih izuma koji je već nekoliko godina po svom otkriću doživio sveopću uspješnu primjenu. Njegov se rad zasniva na poluvodičima koji su već odavna poznati i s obzirom na radove koji su ranije vršeni, do konstrukcije tranzistora zapravo je trebalo doći mnogo prije. Na tome, da se s kristalima postignu poja­ čanja struja i napona radilo se desecima godina i mnogi su bili već jako blizu rješenja, no kao stvarni datum rođenja poluvodičkog ele­ menta za pojačavanje prihvaćen je lipanj 1948. godine.* Tada su naime učenjaci iz Bell Telephone Laboratories obavijestili javnost da je pro­ nađen poluvodički element nazvan t r a n z i s t o r , koji obavlja sve funkcije normalne troelektrodne elektronke-triode. Taj prvi tzv. točka­ sti tranzistor ili tranzistor sa šiljkom nije se mnogo razlikovao od kristalnih dioda i umjesto jednog šiljka uhođenog u kristal imao je dva. Ispoljavao je gotovo više mana negoli dobrih strana, a tek je tzv. slojni tranzistor, konstruiran godinu dana kasnije, pokazao niz prednosti koje i današnji tranzistori imaju nasuprot elektronki. Točno uzevši, neke mane tranzistora nisu ni danas uklonjene, tako da još uvijek postoji razgraničenje pretežnog područja upotrebe tranzistora i elektronki. Tranzistor je elektronke potisnuo s mnogih područja, no ipak ih sa nekih, prema sadašnjoj situaciji, neće tako brzo potisnuti. Danas, na primjer, bez tranzistora, ne možemo zamisliti neki novokonstruiran prijenosni radio-prijemnik na baterije, ali isto tako niti jaki radio-difuzni odašiljač opremljen tranzistorima, jer još nema tran­ zistora koji bi mogao zamijeniti odašiljačku elektronku snage nekoliko stotina kilovata. .Kao prednost tranzistora nasuprot elektronkama mogli bismo nabrojiti: male dimenzije, jednostavna konstrukcija, mali vlastiti šumovi, velika otpornost na neke mehaničke utjecaje, nije ga potrebno žariti, visoka trajnost, male smetnje zbog utjecaja magnet­ skih polja, malen pogonski napon, nema mikrofoni je i konačno, velika korisnost zbog toga što nije potrebna energija za žarenje. * Vidi članak A. Zidana: Tranzistor — kristalna trioda u »Elektrotehničaru« 1949/4, str. 82 , . . 8$. (Op. izdavača).

13

No tranzistori imaju i mane, među koje spadaju: velika ovisnost o temperaturi, velike tolerancije podataka među primjercima istog tipa, nizak pogonski napon što pri tranzistorima velike snage kadgod smeta, osim kod nekih rijetkih specijalnih tipova, nema mogućnosti višestrukog upravljanja, na nosioce naboja ne može se kod normalnih izvedbi tranzistora utjecati vanjskim električnim ili magnetskim po­ ljima. Osvrnut ćemo se podrobnije najprije na njihove dobre strane. Može se reći da je u pravcu smanjenja njihovih dimenzija postignut po­ željni maksimum jer danas već ima tranzistora koji se jedva vide prostim okom. Međutim smanjenju dimenzija elektronki iz mnogih je razloga postavljena granica — najnovije elektronke još su uvijek ne­ koliko puta veće od normalnog tranzistora. Na primjer, odnos volu­ mena balona najčešće upotrebljavane elektronke za NF pojačanje (ECC81) i kućišta tranzistora za NF pojačanje normalne veličine (AC 550) iznosi otprilike 1 : 85. Zbog jednostavne konstrukcije moguća je jeftina masovna proiz­ vodnja tranzistora, a trajnost (životna dob) im je neuporedivo veća nego elektronki, Što je dobrim dijelom zasluga njihove konstrukcije, jer se u njima struje dobivaju iz osnova drugačijim načinom nego u elektronkama. Od pojave tranzistora pa do danas proteklo je premalo vremena da bi se mogla dati definitivna ocjena prosječne trajnosti, no mišljenja smo da se podatak o prosječnoj trajnosti u rasponu od 50000 do 100000 neprekidnih pogonskih sati može smatrati realnim. Nadalje, suprotno onome što većina vjeruje šumovi u (dobrim) tran­ zistorima manji su nego u elektronkama prvenstveno zahvaljujući činjenici da u tranzistoru nema dijelova s visokom pogonskom temperaturom kao Što je, na primjer, katoda u elektronkama. Iako tranzistor nije izraziti element otporan na mehaničke udarce (shok-proof), ipak i prosječni tipovi mogu uspješno izdržati centrifugalnu silu, ubrzanje i slične utjecaje u mjeri pri kojoj bi podlegao elektrodni sistem svake elektronke. Zahvaljujući njihovim malim dimenzijama, tranzistore prikladne konstrukcije može se upotrebljavati na frekven­ cijama višim nego što podnose elektronke normalne izvedbe. Elektron­ ke koje bi bile pogodne za rad na vrlo visokim frekvencijama morale bi biti vrlo male, no to smanjenje ima granice koje postavlja pogonski napon. S obzirom na svoju konstrukciju tranzistor može raditi i s po­ gonskim naponima manjim od jednoga volta, dok do sada u praksi najniži upotrebijeni pogonski napon elektronki iznosi 6V i to onih specijalne konstrukcije. Usporedimo li utrošak snage tranzistora i elektronki pri pogonskom naponu od 6 V, ustanovit ćemo da tranzistor ima mnogo veću korisnost (stupanj djelovanja) jer obavlja isti rad kao elektronka, a ne troši snagu za žarenje. Za primjer navodimo da speci­ jalna dvostruka dioda-pentoda EBF 83 pri anodnom naponu od 6,3 V troši snagu od 0,02 W, dok je za zagrijavanje katode potrebna snaga od 14

2 W, dakle 100 puta veća. Naravno da je korisnost ovakve elektronke vrlo mala, što je naročito nepovoljno pri napajanju iz baterija. Uzgred rečeno, u konstrukcijama s tranzistorima nema efekta mikrofonije niti utjecaja vanjskih magnetskih polja, zapravo ti utjecaji nisu veći od utjecaja koji takva polja imaju na ostale (pasivne) ele­ mente nekog uređaja. A sada još nekoliko riječi o lošim stranama tranzistora, koje su zapravo samo uvjetno loše, jer se neke prikladnim mjerama mogu ukloniti. Najveća mana tranzistora — osjetljivost na promjene tempe­ rature — može se umanjiti ili Čak posve ukloniti posebnim mjerama koje nazivamo termičkom stabilizacijom. Slično vrijedi i za upotrebu tranzistora čiji se podaci od primjerka do primjerka istog tipa jako razlikuju (velike tolerancije). Sklopovi se posebnim zahvatima (nega­ tivna reakcija) mogu izvesti tako da se pri zamjeni takvih tranzistora pogonske prilike stabiliziraju automatski. Niski pogonski ilapon tran­ zistora, koji mu je velika prednost, nekad mu je i mana, na primjer onda ako su potrebne vrlo velike snage, recimo od nekoliko kilovata. Uz nizak pogonski napon struje tada poprimaju goleme iznose, što uzrokuje razne poteškoće. I tu valja sačekati daljnji razvoj, jer danas su već poznati tranzistori normalne izvedbe pogonskog napona od 350 V, a izrađeni su i laboratorijski primjerci tranzistora za pogonski napon od 1000 volti i struje od nekoliko stotina ampera. Naročito per­ spektivni su u tom pravcu silicijski tranzistori, koji osim toga podnose još i približno dvostruko više temperature od germanijevih tranzi­ stora. Višestruka upravljanja poput onih u elektronkama s više rešetki mogu se postidi specijalnim poluvodičkim elementima kakvi su, na pri­ mjer tranzistorske tetrode i slični, no oni se u praksu nisu naročito probili. Isto za sada vrijedi i za upravljanje s vanjskim električnim poljima, dok su u pogledu upravljanja s magnetskim poljima več pos­ tignuti značajni rezultati (Hallov generator, magnetootpomik, magnetodioda, magnetotranzistor).

KAKO FUNKCIONIRA TRANZISTOR Nije zamišljeno da se u ovoj knjizi obrađuje teorija rada i funkcio­ niranja tranzistora, pretpostavlja se da čitaoci već nešto o tome znadu, pa bismo ih zato samo ukratko podsjetili na najhitnije i najvažnije. Ujedno ćemo spomenuti neke termine (nazive) koji se često pojavljuju u vezi s poluvodičkim sastavnim elementima. Budući da se tranzistori izrađuju pretežno od elemenata: germanija ili silicija, razmatrat ćemo jednoga od njih, na primjer germanij. Ako uzmemo komadić (kockicu) kemijski čistog germanij a i priklju­ čimo ga na napon, ustanovit ćemo da kroz njega prolazi samo ne-

znatna struja, što i nije čudno, jer čisti germanij spada među loše električne vodiče. Vodljivost germanija može se međutim izvanredno povećati ako mu se dodaju neznatne primjese nekih određenih eleme­ nata. Dodamo li germaniju aluminij, galij, indij ili bor, dakle trovalentne elemente, dobit ćemo germanijev poluvodič takozvanog P-tipa, jer mu manjkaju elektroni. Na mjestima gdje bi se oni inače trebali nalaziti nalaze se sada » š u p l j i n e « koje nazivamo i d e f e k t n i m e l e k t r o n i m a , jer imaju naboj jednak naboju elektrona ali suprot­ na predznaka; šupljine su dakle pozitivne. Ovi trovalentni materijali, kojima u odnosu na germanij (koji je četverovalentan) manjkaju elek­ troni, nazivaju se a k c e p t o r i i l i p r i m a o c i , jer mogu primati elektrone. Ako pak čistom germaniju dodamo primjese antimona, ar­ sena ili fosfora, dakle petero valentne elemente, vodljivost će mu se ta­ kođer povećati, ali kako povećanje vodljivosti uzrokuje višak elektrona pridodanih elementu, dobit ćemo germanijev poluvodič tzv. N-tipa. Radi viška elektrona koje daju, ove peterovalentne elemente za primjesu na­ zivamo d o n o r i m a (donatorima) ili d a v a o c i m a . U poluvodičima N-tipa vodljivost se dakle postiže elektronima, pa su oni prema tome v e ć i n s k i (majoritetni) nosioci naboja, za razliku od m a n j i n s k i h (minoritétnih) koji su ovdje šupljine. U poluvodičima P-tipa manjinski nosioci naboja su elektroni. Dodavanje primjesa u kemijski čiste kris­ tale nazi vi jemo d o t i r a n j e .

SI. 1—1. Struja u propusnom smjeru

SI. 1—2. Struja u zapornom smjeru

Ako sastavimo dvije kockice poluvodičkog germanija različitog tipa ( P i N ) , a njihove slobodne vanjske plohe spojimo preko priklad­ nih elektroda na izvor napona, utvrdit ćemo interesantnu pojavu: Ako pozitivni pol izvora struje spojimo na P-germanij, a negativni pol na N-germanij, u krugu će poteći relativno velika struja (slika 1-1), a na­ protiv vrlo mala ako zamijenimo polaritet priključenog napona (si. 1-2). 16

U prvom slučaju veliku struju dobivamo zbog toga što su se na tzv. P-N prijelazu (PN-sloju) sakupili slobodni elektroni i šupljine u oba komadića germanija, pa je otpor prijelaza vrlo malen i to omogućuje jaku struju. Na tom prijelazu spajaju se šupljine i elektroni, a ta se pojava naziva r e k o m b i n a c i j a. To je dakle ponovno sjedinjenje elektrona s defektnim elektronom. Pri svakoj rekombinaciji s lijevog kraja P-germanija ulazi u pozitivni vod, dakle i u bateriju, po jedan elektron, pa tako istovremeno nastaje nova šupljina koja putuje prema N-poluvođiču. Tako se zapravo i- putovanje šupljina unutar samog poluvodiča u vanjskom krugu manifestira kao tok elektrona, dakle kao električna struja. Međutim istovremeno i jedan elektron izlazi iz izvora struje te spojnim vodom dolazi do N-germanija, kroz koji se kreće do PN prijelaza. U drugome slučaju, tj. pri promjeni polariteta napona, šupljine i elektroni sakupljaju se prema vanjskim plohama pa je otpor PN-prijelaza velik i prema tome struja jedva da postoji. Smjer u kojem se

dobiva jaka struja nazivamo p r o p u s n i smjer poluvodičkog elemen­ ta, a smjer u kojem ne teče struja n e p r o p u s n i i l i z a p o r n i smjer. Mala struja koja se pojavljuje kad je poluvodički element zaporan naziva se z a p o r n a s t r u j a . Opisana kombinacija dvaju polu­ vodiča različitog tipa poznata je pod nazivom poluvodička slojna dioda. Kao osnovni materijal može se umjesto germanija upotrijebiti i silicij, koji u odnosu na germanij ima neke prednosti. Napominjemo da smo zbog jednostavnosti u poluvodičkim kocki­ cama shematski ucrtali samo nosioce naboja — šupljine i elektrone u obliku kružića i točkica. Zapravo, oko njih bi još trebalo ucrtati po­ zitivne i negativne atome, dakle ione, no kako oni za ova razjašnja­ vanja nisu značajni, izostavljeni su. Budući da poluvodička dioda s obzirom na priključene napone djeluje kao električki ventil, ona će prigodom priključivanja izmje2 2idan—Milobar: Spojevi- S tranzistorima 1

17

ničnog napona djelovati kao ispravljač, pa ćemo na opteretnom otporu (trošilu) dobiti ispravljen napon (slika 1-3). U pozitivnoj poluperiodi dobiva se relativno velika struja, a u negativnoj neznatna, praktički zanemariva struja. To je i jedina razlika u radu poluvodičke diode i elektronke, u kojoj zaporna struja ne postoji. Toliko o poluvodičkim diodama pomoću kojih smo saznali nešto o tome Što se dešava unutar poluvodiča. Upoznali smo se i s nekim terminima s tog područja, a sve ćemo to sada iskoristiti za proučavanje načina rada tranzistora.

SI. 1—4. Prikaz principijelne konstrukcije PNP-tranzistora (lijevo) i njegova simbola (desnoj

NPN-TRANZiSTOR

SI, 1—5, Prikaz principijelne konstrukcije NPN-tranz.istova (lijevo) i njegova simbola (desno)

Tranzistor nastaje tako da se uzmu dvije kockice P-poluvodiča, a između njih stavi poluvodič N-tipa. Prema kombinaciji poluvodiča tranzistor dobiva pobliži naziv, pa bi ovo bio PNP-tranzistor (slika 14). Tranzistor je dakle poluvodički element sa tri elektrode, od kojih svaka ima svoj naziv. Prva se naziva em i te r, a označava sa E, dru­ ga je b a z a (B), a treća k o l e k t o r (C). Simbol koji se za takav 1*

PNP-tranzistor upotrebljava u shemama spojeva prikazan je na slici 1-4 desno. Međutim tranzistor možemo sastaviti i obrnuto, da između dva polu vodiča N-tipa umetnemo poluvodič P-tipa, prema slici 1-5, pa tada simbol izgleda nešto drugačije. Budući da u oba tranzistora vanj- ~ ski poluvodici sa srednjima sačinjavaju ranije opisane poluvodičke diode, možemo ovakvu kombinaciju, gledanu sa stanovišta poluvodič­ kih dioda koje tvore pojedine dionice, simbolički nacrtati onako kako je prikazano na slici 1-6 i to lijevo za PNP-tranzistor, a desno za NPNPt/P-tranzistor

NPN-tranztstor

SI. 1—6. Dio dne dionice PNP-tranzistora (lijevo) i NPN-tranzistora (desno)

-tranzistor. Konstruktivno, to za oba tipa izgleda približno onako kako je prikazano na slici 1-7. Mjerimo li otpore simbolički prikazanih dio­ nica tranzistora na slici 1-6 na primjer omometrom, ustanovit ćemo da između E i B, te između B i C zaista postoji velik otpor ili malen

SI. 1—7. Principijelna konstrukcija sloj nog tran­ zistora

otpor, što ovisi o polaritetu priključenog napona. Međutim između C i E uvijek ćemo izmjeriti velik otpor, jer su tu dvije suprotno spo­ jene diode, bez obzira na polaritet priključenog napona i tip tranzi­ stora. Ovo saznanje daje doduše osnovu za provjeravanje ispravnosti t9

tranzistora (vidi str. 252), ali o samom načinu njegova rada ništa ne kazuje, pa ćemo to zbog toga razmotriti drugačije, u prvom redu eksperimentalno. Uzmimo za primjer PNP tranzistor prema slici 1-8. Ako između njegovog emitera i baze spojimo izvor struje u propusnom smjeru,

SI. 1—8. Propusna je struja dionice emiter-baza velika

SI. 1—9. Zaporna je struja dionice baza-kolektor mala

dobit ćemo relativno veliku struju koju će pokazivati instrument II. Priključimo li prema slici 1-9 između baze i kolektora izvor napona većeg iznosa, ali u zapornom smjeru, instrument neće pokazivati ni­ kakvu, odnosno samo vrlo malu struju. Isto je ako oba izvora napona spojemo između emitera i kolektora (slika 1-10), jer je to za dionicu baza-kolektor i opet zaporni smjer. Rezultati svih triju pokusa logični su, jer su u skladu sa svime što smo rekli u vezi s poluvodičkim dio-

Sl. 1—10. Struja između emitera i kolektora mala je ako baza nije nigdje priključena

dama, te propusnim i zapornim smjerom. Međutim iznenađenje dolazi onda ako se kombinacija prema slici 1-10 nadopuni spojnim vodom od baze na izvor struje, u koji ćemo zbog kontrole također uključiti 20

instrument 13 (slika 1-11). Kad bismo zaista imali spoj od običnih dioda kao na slici 1-6 lijevo, tada bismo ovim spojnim vodom zatvorili krug lijeve diode pa bi instrumenti 11 i 13 pokazivali istu struju, tj. propus­ nu struju lijeve diode E-B, dok bi 12 pokazivao samo zanemarivo malu zapornu struju diode B-C. Činjenica je međutim da pri tranzistoru pri­ ključivanjem voda baze na izvor struje ne pokazuju iste iznose instru­ menti 11 i 13, već instrumenti U i 12, dok 13 pokazuje jednu vrlo malu struju. Takozvanim tranzistorskim efektom velika struja iz dio­ nice EB prenijeta je u dionicu BC, dakle iz kruga malog otpora u krug velikog otpora, pa je zbog toga poluvodički element i dobio takav naziv. Tranzistor je naime kratica od engleskih riječi transfer resistor, a znače prijenos otpora. Budući da u krugovima malog i velikog otpo­ ra teku jednake struje znači da će, ako uključimo prikladne radne ot­ pore, promjene struje uz pomoć malih napona u krugu E-B davati u krugu B C na većim radnim otporima veće promjene napona, dobiva se dakle pojačanje napona, a time i snage.

SI. 1—11. Kod priključene baze dodobiva se u odnosu na spoj prema si. 1—10 velika struja u krugu emitera i krugu kolektora

Međutim iz toga se ne vidi što se zapravo zbiva u unutrašnjosti tranzistora i kako dolazi do tranzistorskog efekta. To su dosta složeni procesi, no mi ćemo ih ovdje opisati na pojednostavljen način. Priklju­ čivanjem napona na PNP-tranzistor prema slici 1-11, koji smo ponovno prikazali na slici 1-12, dolazi u skladu s tumačenjima prema slici 1-1 do putovanja šupljina i to u smjeru slijeva nadesno. Komad P-germanija koji sa N-germanijem sačinjava propusnu diodu emitira u N-zonu šupljine, pa mu otuda i naziv emiter. Međutim za ubacivanje nosioca naboja u drugu poluvodičku zonu osim naziva emitiranje, upotrebljava se i naziv i n j i c i r a n j e . Baza je u tranzistoru slabo dotirana, što znači da ima vrlo malo slobodnih elektrona, pa tako nastaje relativno slaba rekombinacija šupljina s elektronima. Budući da je rekombinacijom izgubljen izvjestan broj elektrona oni se nadomještavaju iz baterije BI, pa iz nje u bazu teče mala struja elektrona. Sloj baze izvodi se vrlo tanak (svega desetak mikrona) i zato dolazi do difundiranja (prodi21

ranja) šupljina koje nisu doživjele rekombinaciju u desnu P-zonu. To se dešava zbog toga što su šupljine gibanjem kroz lijevu P-zonu dobile izvjesnu brzinu, pa zbog inercije prodiru kroz tanku bazu u desnu P-zonu, a osim toga tamo ih privlači i relativno visok negativni potencijal (šupljine su pozitivne). Na taj način desna elektroda u sta­ novitom smislu sakuplja šupljine, a kako se sakupljač engleski nazi­ va kolektor, taj su naziv za ovu elektrodu prihvatili svi. Šupljine koje stižu na kolektor rekombiniraju se s elektronima iz baterije B2, pa tako iz nje u kolektor teče struja elektrona koja je jednaka struji šupljina u unutrašnjosti tranzistora. Da nema tranzistorskog efekta.

SI. 1—12. Pojednostavnjeni prikaz zbivanja u tranzistoru

tj. kada bi u bazi nastala rekombinacija svih šupljina, struja baze bila bi jednaka struji emitera, a iz baterije B2 tekla bi u kolektor samo vrlo slaba zaporna struja. Obično oko 92 do 99 posto šupljina prodire u drugu P-zonu, dok ih se 1 do 8°/» rekombinira, pa i struja baze iznosi toliki postotak struje emitera. Čim dakle dođe do neutrali­ zacije šupljine u području baze ili području kolektora, istovremeno se u blizini emitera stvori vezni par pa novonastali elektron putuje preko emitera u bateriju, a šupljina prema bazi, i na taj se način između emitera i kolektora održava stalan dotok šupljina. U NPN-tranzistorima dešava se slično, samo pri razmatranju na­ čina rada valja šupljine nadomjestiti elektronima, te okrenuti pola­ ritet baterija BI i B2. Valja upamtiti da su u PNP-tranzistorima nosioci naboja šupljine, a u NPN-tranzistorima elektroni. Iz svega što je rečeno proizlazi da je struja emitera jednaka zbroju struje baze i kolektora. Numerički to izgleda onako kako je prikazano ra slici 1-13. Vidimo da je struja kolektora gotovo jednaka struji emitera, od nje se razlikuje samo za malu struju baze. Ako povećamo napon u krugu emitera tako da poteče npr. 50%> jača struja, kroz ko­ lektor će teći struja od 1,47 mA (si. 1-14), a kroz bazu 0,03 mA (30 pA). S ovakvim spojem, koii se naziva spoj sa zajedničkom bazom jer baza 22

je zajednička elektroda za oba pogonska napona, pojačanje struje se ne može postići jer je struja u izlaznom, dakle kolektorskom krugu uvi­ jek manja od struje u ulaznom, emiterskom krugU. No kako je spo­ menuto, s ovakvim se spojem može postići pojačanje napona i snage. Međutim uz ovakav spoj se ipak upotrebljava naziv strujno pojačanje a (alfa), što se definira kao omjer između struje kolektora lc i struje emitera Ie, pa je: a. — 1q!Ie [—) (I). Iz ranijeg izlaganja saznali smo da a (slojnog tranzistora) ne može nikada biti veći od 1. Pojačanje tranzistora prema slici 1-13 je na primjer: a = Ic/h = 0,98/1,0 = 0,98

Pojačanje struje veće od jedan može se međutim postići onda ako se tranzistor spoji tako da mu zajednička elektroda ulaznog i izlaznog

SI. 1—13. Struja u krugu kolek­ tora manja je od struje u krugu emitera za iznos struje baze

SI. 1—14. Povećanjem napona ba­ terije BI povećava se struja u sva tri kruga tranzistora

kruga umjesto baze bude emiter (slika 1-15). Za primjer uzet ćemo isti tranzistor kao na slici 1-13. Ako napon baterije BI odaberemo tako da u krugu baze teče struja od 0,02 mA (20 p.A), onda će u kolektor­ skom krugu teći struja od 0,98 mA. Vidimo, dakle, da u tome krugu teče mnogo veća struja, pa omjer ulazne i izlazne struje spoja sa za­ jedničkim emiterom daje faktor strujnog pojačanja 0 (beta): P = l cl I u - 0,98/0,02 - 49

(2)

Beta nam kazuje da će struja (pri pojačanju malih signala) biti u izlaznom krugu baze 49 puta veća od struje u ulaznom krugu. Prema 23

tome, ako se promjenom napona baterije BI struja baze poveća od 20 (J.A na 30 pA, onda će se sa istim tranzistorom struja u krugu ko­ lektora povećati sa 0,98 mA na 1,47 mA (slika 1-16). Napomenuli bismo

SI. I—15. Struja u krugu kolek­ tora manja je od struje u krugu emitera za iznos struje baze

SI. 1—16. Povećanjem napona ba­ terije BI povećava se struja u sva tri kruga tranzistora

da vrijednosti za a i 3 vrijede samo za kratkospojeni izlazni krug, dakle bez radnog otpora u njemu, odnosno bolje rečeno za stalni napon između kolektora i baze. Između a i 3 postoji određeni omjer, pa ako poznajemo jedan od njih možemo lako izračunati drugi i to prema relaciji:

Osim alfa i beta za istosmjernu struju postoji i a i 3 za izmje­ ničnu struju, dakle strujna pojačanja za izmjenične struje. Za izraču­ navanje vrijede također formule (1) i (2), samo u njih valja uvrstiti promjene struje kolektora pri promjenama struja emitera za alfa i promjene struje kolektora pri promjenama struje baze za beta.

TEHNIKA SPAJANJA TRANZISTORA Ranije smo načinili usporedbu tranzistora i elektronki s obzirom na njihove dobre i loše osobine. Sada ćemo ih još usporediti s obzi­ rom na način spajanja. 24

Iz svega što smo do sada doznali o tranzistoru vidimo da između njega i elektronke, bez obzira na to što oboje mogu pojačavati, po­ stoje velike razlike. Elektronka je element za izrazito pojačanje na­ pona, jer su joj ulazne impedancije velike, reda veličine megaoma. Tranzistorima je, naprotiv, većinom ulazna impedancija malena, pa su oni uglavnom elementi za strujno pojačanje. Prema tome spojna tehnika elektronki i tranzistora razlikovat će se ponajviše u odnosu na prila­ gođivanje otpora. No potrebno je istaći još jednu veliku razliku o ko­ joj u spojnoj tehnici valja voditi računa. Sve elektronke, bez obzira na tip i konstrukciju, dobivaju isti polaritet napona; da se dobije anodna struja anoda mora biti pozitivna, katoda negativna, a smjer prolaza je uvijek od katode prema anodi. Kod tranzistora, kako zna­ mo, razlikujemo dva tipa, PNP i NPN tip, pa o tome ovisi polaritet priključenog napona. Iako u unutrašnjosti tih dvaju tipova tranzistora dolazi do zbivanja posve različitih u svojoj osnovi, prema vani im se način rada ne razlikuje. Što se tiče načina spajanja tranzistora s obzirom na elektrodu koja se spaja na nultu točku sklopa (zajednička elektroda za ulazni i izlazni krug), vrijedi isto što i za elektronke. Kako je poznato, elek­ tronke možemo spojiti na tri različita načina, naime, da se na nultu točku spoji katoda, rešetka ili anoda. Spoj s uzemljenom katodom (slika 1-17) najčešći je način spajanja, a njemu odgovara spoj tranzi-

SI. 1—17. Spoj elektronke s uzemljenom katodom

SI. 1—18. Spoj tranzistora sa zajedničkim emiterom

stora sa zajedničkim (uzemljenim) emiterom, zvan još i emiterski spoj (slika 1-18). Taj se spoj u praktičkoj upotrebi tranzistora također naj­ češće koristi. Naročito dobra svojstva u radu na visokim frekvencijama pokazuju elektronke u spoju s uzemljenom rešetkom (slika 1-19), a isto vrijedi i za analogan spoj s tranzistorom (slika 1-20) koji se naziva spoj sa zajedničkom ili uzemljenom oazom. Ako želimo u sklopu s elektron25

kom postići veliku ulaznu, a malu izlaznu impedanciju, dobiti dakle sklop za transformiranje impedancija, upotrijebit ćemo tzv. katodno

SI. 1—19. Spoj elektronke s uzdmljenom rešetkom

SI. 1—20. Spoj tranzistora sa zajedničkom bazom

pojačalo (sljedilo) u kojeg se radni otpor ne-nalazi u anodnom, već u katodnom krugu (slika 1-21). Naponska pojačanja takvog sklopa ma­ nja su od 1, a isto tako i analognog tranzistorskog spoja prema slici 1-22, koji se naziva spoj sa zajedničkim (uzemljenim) kolektorom, od-

SI. 1—21. Spoj elektronke uzemljenom a hod om

SI. 1—22. Spoj tranzistora sa zajedničkim kolektorom

nosno, emitersko sljedilo. I u ovog tranzistorskog pojačala naponsko pojačanje manje je od 1. S obzirom na ta tri moguća načina spajanja tranzistora dobivaju se i različite dobre i loše osobine takvog sklopa. Pri prijelazu s jednog spoja na drugi mijenjaju se ulazni i izlazni otpor, pojačanje struje, 26

napona ili snage, faza izlaznog napona i struje u odnosu na ulaznu, te granična frekvencija. Sva ta svojstva obuhvaćena su u narednoj tablici, pa se iz nje mogu vidjeti sve specifičnosti, tj. dobre i loše strane poje­ dine vrste spojeva. Nije obuhvaćena jedino granična frekvencija koja se može postići, jer ona ovisi prvenstveno o tipu tranzistora. Ipak se općenito može reći da se u spoju sa zajedničkom bazom s istim tranzi­ storom mogu postići više granične frekvencije nego u emiterskom spoju i to približno za faktor strujnog pojačanja beta (JJ). Napominjemo da se granice numeričkih podataka o otporima i po­ jačanjima u tablici ne mogu smatrati krajnjim, već su to samo rasponi za tranzistore normalnog tipa. Ima dakle tipova kojima pojedini po­ daci mogu izaći i izvan tih granica. KARAKTERISTIKE TRANZISTORSKIH STUPNJEVA

Podaci u gornjoj tablici odnose se na germanijevc tranzistore

Različiti otpori pojedinih diodnih dionica tranzistora, navedeni u gornjoj tablici, omogućuju provjeru ispravnosti tranzistora, a također određivanje pripadnosti priključaka kod nepoznatih tipova, što je opi­ sano u desetom poglavlju. 27

RADNA TOČKA TRANZISTORA I TEMPERATURNO STABILIZIRANJE

Napomenuli smo da je tranzistor izvanredno osjetljiv već na pro­ mjene temperature PN prijelaza, a previsoke temperature ne samo da bi poremetile rad tranzistora, već bi ga mogle i potpuno uništiti. Koliko je tranzistor osjetljiv na promjene temperature najbolje vidimo iz podatka da se germanijevom tranzistoru, pri povećanju temperature za svakih 10 °C, struja kolektora povećava približno za 100°/o. Povećanje te struje uzrokuje daljnje povećanje temperature tranzistora, ono pak još veću struju i tako to ide dalje poput lavine, dok se tranzistor ne razori. Ta se pojava naziva termička reakcija. Kako je u svim shemama spojeva u ovoj knjizi upotrebljeno ne­ koliko tipičnih spojeva za dobivanje ispravne radne točke tranzistora i stabiliziranje radnih uvjeta, opisat ćemo ih principijelno ovdje, da to ne moramo stalno ponavljati. U spoju prema slici 1-23 željena struja baze za određenu radnu točku dobiva se priključivanjem baze na izvor pogonskog napona pre­ ko otpornika Rl. Međutim ovakva namještanja radne točke sa tzv.

SI. 1—23. Spoj za dobivanje fiksnog napona baze

SI. 1—24. Spoj za dobivanje automatskog napona baze

fiksnim prednaponom ili bolje rečeno sa fiksnom (stalnom) predstrujom imaju nedostataka. Prvo, zbog struje baze koja ima uvijek isti iznos određen otporom otpornika Rl i naponom baterije B, nije mo­ guća zamjena tranzistora s nekim drugim tranzistorom s drukčijim po­ dacima. Za svaki novi tranzistor u tome sklopu valja otporniku Rl promijeniti vrijednost. Osim toga, takav sklop veoma je osjetljiv na varijacije temperature. Izvjesno poboljšanje u tome smislu postiže se spojem prema slici 1-24, gdje je radna točka određena s tzv. automat­ skim prednaponom (automatskom predstrujom), jer otpornik Rl nije spojen na pogonski napon, već na kolektor. Promijene li se prilike u pogonu pa se, recimo, poveća struja kolektora, to povećanje uzrokovat 28

će veći pad napona na otporniku R2 i time smanjiti napon između kolektora i emitera, pa tako i između kolektora i baze. Struja baze će se smanjiti, a zbog toga i struja kolektora. S ovom istosmjernom negativnom reakcijom postiže se izvjesna stabilizacija i u pogledu varijacije temperature i pri zamjeni tranzi­ stora. Spoj na slici 1-25 sličan je spoju sa slike 1-23 jer je prednapon također fiksan, ali je za uklanjanje mana spoja sa slike 1-23 upotreb-

SI. 1—25. Spoj za dobivanje fiksnog napona baze i emiterskim otporom za stabilizi­ ranje

SI. 1—26. Spoj za dobivanje napona baze pomoću djelila napona, pojni napon djelila je stalan

ljena negativna reakcija koja se dobiva na emiterskom otporniku R3. Baza preko koje se upravlja, negativna je u odnosu na emiter. Struja emitera koja prolazi kroz otpornik R3 stvara pad napona koji smanjuje prednapon baze u odnosu na emiter. Znači da će povećanje struje kolektora uzrokovati povećanje pada napona na R3, struja baze će se smanjiti, a zbog toga i struja kolektora. S ovom istosmjernom nega­ tivnom reakcijom na otporniku R3 postiže se dakle stabiliziranje. Da se spriječi smanjenje pojačanja stupnja zbog dodatne izmjenične nega­ tivne reakcije, emiterski otpornik se obično premoštava kondenzatorom većeg kapaciteta. Ako se pak žele smanjiti izobličenja u takvome stup­ nju, onda valja upotrijebiti takvu izmjeničnu negativnu reakciju, pa prema tome kondenzator Cl ukloniti. U spoju prema slici 1-26 napon za bazu dobiva se djelilom naponi R2R1 koje se napaja iz izvora napona konstantne vrijednosti. Pomoću otpornika R3 dobiva se strujna istosmjerna negativna reakcija. Sa spo­ jem prema slici 1-27 postiže se međutim i strujna i naponska isto­ smjerna negativna reakcija. Strujna negativna reakcija dobiva se pomoću otpornika R2 i R3, dok se preko R1 dobiva istosmjerna napon­ ska negativna reakcija, jer se desni kraj otpornika R2 ne napaja sa stidnim naponom već s promjenljivim naponom s kolektora. Spoj dje­ luje slično onome sa slike 1-24 (automatski prednapon), ali se zbog djelila napona dobiva bolje stabiliziranje. 29

koii puti), prvenstveno u izlaznim stupnjevima tiur;/¡stoičkih pri­ jemnika i |J"jačala, koristi se temperaturnu stabiJizij'arijc pomoću ter rtti.stora s negativ u ¡ju fersiperatuinim koeficijentom. poznatim i nud na/ivom NirK-otptn-nik: {slika 1-2K1, Donji OEpomik djelila uupona sa

SI 1—27. Spof za dobivanje na­ pona baze pomoću djelila napo­ na, pojni napon djelila je pro­ mjenljiv

SI. I—28. Temperaturna stabili­ zacija tranzistorskog stupnja uz pomoć' NTK-otpornika

bazu razdijeljen je na dva dijela (R1 + R2), a paralelno otporniku R2 spojen je NTK-otpomik. Ako dođe do porasta temperature, a time i do naglog porasta kolektorske struje, otpor termistora će se smanjiti, što đe uzrokovati manji napon baze prema emiteru. Posljedica toga bit će smanjenje struje kolektora, tj. ona će ostati približno ista kakva je bila.

SI. 1—29 Temperaturna stabili­ zacija tran/isiorskog stupnja u/, pomoć slojne diode

Katkada se za stabiliziranje kolektorske struje na varijacije tempe­ rature i pogonslcih napona u krugu djelila napona za bazu umjesto NTK-otpomika uzima slojna dioda (si. 1-29), Upotrebom pravilno oda­ branom diodom postiže se bolje stabiliziranje nego s otpornicima ili termistorima. 30

KOMPLEMENTARNI TRANZISTORI

Pod komplementarnim tranzistorima razumijevamo tranzistorski par (dva tranzistora) različitog polariteta, dakle jedan PNP, a drugi NPN. Simetričnim komplementarnim tranzistorima karakteristike su jednake, samo su smjerovi struje kroz njih različiti. Kako pojam kom­ plementarnosti pri elektronkama ne postoji, s takvim se tranzistorima dobivaju posve nove mogućnosti spajanja koje se s elektronkama ne mogu ostvariti. Najčešće se pak komplementarni tranzistorski parovi upotrebljavaju u izlaznim stupnjevima NF pojačala bez izlaznog trans­ formatora. (vidi sliku 1-30). Baze tranzistora spajaju se zajedno, pa ulazni signal s pozitivnim poluperiodima pobuđuje tranzistor NPN, a

SI. 1—30. Principijelna shema izlaznog stupnja formatora) s komplementarnim tranzistorima

spoja

(bez

St. 1—31. Principijelna shema transkvazikomplementarnog spoja lažnog stupnja bez transforma-

iz-

tora

s negativnim tranzistor PNP. Za komplementarni izlazni stupanj dakle ne samo da nije potreban izlazni transformator već nije potreban niti ulazni, a niti neki drugi sklop za okretanje faze. U vezi s time treba napomenuti da postoji i izlazni stupanj bez izlaznog transformatora koji se naziva kvazikomplementami spoj. Razlika prema komplemen­ tarnom spoju je u tome što su oba izlazna tranzistora istog tipa, dakle oba PNP ili oba NPN, pa zato njihovim bazama treba dovest; signale sa suprotnom fazom (slika 1-31). Umjesto relativno skupog komplementarnog tranzistorskog para u izlaznom stupnju katkada se odabire drugo rješenje, takvo da se kvazikomplementami izlazni stupanj, dakle s dva ista tranzistora, kombinira s drajverskim komplementarnim stupnjem, koji je zbog manje snage znatno jeftiniji (si. 1-32). 31

Za obje vrste izlaznih stupnjeva bez izlaznog transformatora može se priključivanje zvučnika i napajanja izvesti na dva načina: ili s jed­ nim izvorom napajanja- i priključivanjem zvučnika preko kondenza­ tora, kao na si. 1-30 i 1-31, ili pak s dva izvora napajanja i izravnim

SI. 1—32. Principijelna shema izlaznog stupnja hcz transformatora u kvazi komplementarnom spoju i drajverskim stupnjem u komplementarnom spoju

SI. 1—33. Principijelna she­ ma izlaznog stupnja hcz transformatora i veznog kon­ denzatora zvučnika — potreb­ na sil dva poj na izvora

priključivanjem zvučnika (si. 1-33). Taj se posljednji način upotrebljava u prijenosnim tranzistorskim prijemnicima pri s dvije baterije od 4,5 V.

koji put napajanju

VRSTE TRANZISTORA Kako je već spomenuto, prvi su tranzistori bili točkasti. Njima su doduše udareni temelji današnje tranzistorske tehnike, no zbog velikih mana za mnoge upotrebe nisu bili osobito prikladni. Te su mane kod slojnih tranzistora, koji su se pojavili nakon njih, u priličnoj mjeri uklonjene, tako da su se oni, unatoč novim konstrukcijama koje stalno pridolaze, i dandanas održali pa se još uvijek proizvode u veli­ kim količinama. S obzirom na način dobivanja kristaja i poluvodičkog spoja kao i na postupak pri izradi tranzistora, dakle s obzirom na njegovu proizvodnu tehnologiju i konstrukciju, poznajemo čitavo mnoštvo raznih vrsta tranzistora, što je međutim od značenja pre­ težno pri upotrebi na visokim frekvencijama i za specifične svrhe. Pri upotrebi u niskofrekventnoj tehnici prevladavaju slojni tranzistori.

32

Među visokofrekventnim tranzistorima, s obzirom na konstrukciju, razlikujemo slijedeće glavne tipove: drift, mesa, planame, epitaksijalne, planamo-epitaksijalne itd., o kojima se, što se tiče konstrukcije

SI. 1—34a. Nekoliko tipičnih izvedbi tranzistora za naponsko pojačavanje

i osobina, može više naći u specijalnoj literaturi. Iako spomenute na­ zive upotrebljavaju svi proizvođači tranzistora, neki međutim koji put daju posebne, komercijalne nazive, koji upozoravaju na njihovu spe­ cifičnu konstrukciju. Tako je npr. tranzistoru »Overlay« tvrtke RCA emiter podijeljen na više paralelno spojenih emiterskih traka. Tranzi­ storu »Hometaxial-base« naziv je kombiniran od riječi homogen i axial, jer mu zona baze u aksijalnom smjeru ima homogeni specifični otpor itd.

SI. 1—34b. Nekoliko tipičnih tranzistora snage

S obzirom na opteretivost, tranzistore dijelimo na one za napon­ ska pojačala i na učinske tranzistore, tj. one za pojačanje snage. Jed­ nih i drugih ima za upotrebu na visokim i niskim frekvencijama. Posebna su vrsta tzv. sklopni tranzistori, kojih su karakteristike oso-

SI. 1—34c. Nekoliko tipičnih VF tranzistora 3 Židan—Milobar: Spojevi s tranzistorima i

33

bito pogodne za sklopni pogon, dakle u pretvaračima, impulsnim gene­ ratorima i si. Za okidače (triggere) mnogo se upotrebljavaju tzv. UJ-tranzistori (Unijunction-tranzistori). Široku i sve češću primjenu imaju FE tran­ zistori, često nazvani skraćeno FET. I ta je kratica zapravo skraćena jer u punom obliku glasi JFET (od Junction Field Effect Transistor — tranzistor s efektom polja) za razliku od u posljednje vrijeme sve češće upotrebljavanog MOSFET-a (također poznatog pod kraticama IGFET, MOST ili IGT). Za njega je karakteristično da su mu vrata (upravljačka elektroda) izolirana, što mu daje nevjerojatno visoke ulazne otpore, reda veličine IO'4 ii! a i ovisnost mu je o temperaturi mala. FET i MOSFET uspjeli su nadomjestiti elektronke gdje to prije nije bilo moguće, prvenstveno tamo gdje su visoki ulazni (ili izlazni) otpori karakteristični i neophodni za neki spoj. Fototranzistor je tranzistor koji se može upravljati i svjetlom, a također se često upotrebljava. OSTALI POLUVODIČI

U tranzistorskim se sklopovima uz tranzistore upotrebljava još i niz drugih poluvodičkih sastavnih elemenata. Najčešće su to polu­ vodičke diode kojih po vrstama ima stalno sve više. Najčešće se upo­ trebljavaju germanijeve i silicijeve diode i to za ispravljanje izmje-

SI. 1—35a. Nekoliko tipičnih izvedbi dioda

ničnih napona svih jakosti struja te za demodulaciju. Z-diode (Zenerove diode) upotrebljavaju se za stabilizaciju napona, one su uvijek silicijeve. Germanijeve diode sa zlatnom točkom odlikuju se malim nutarnjim otporima. Kapacitetnim diodama, koje se nazivaju i Vari­ kap (ili varaktor), može se promjenom prednapona mijenjati kapaci­ tet. Tunelske diode, ili Esakijeve, mogu proizvoditi oscilacije. Svjetleće 34

diode, zovu se još i LED ili luminiscentne diode, svijetle kad kroz njih prolazi struja. Obično su izrađene na bazi galijeva arsenida, pa

se koji put nazivaju i GaAs-diode. U mikrovalnoj se tehnici za razne svrhe upotrebljavaju specijalne diode poznate pod nazivima »step-recovery«-diode, pin-diode, »hot-carrier«-diode, Schottky-diode, Gunnove diode, impatt-diode, laserske diode itd. Ovamo spadaju i šumne diode,

koje proizvode šumove. Cetveroslojne diode služe kao razni okidači (triggeri), a najpoznatija je od njih tzv. diac za okidanje upravljivih sklopki (npr. triaca). Fotodiode su one koje se mogu upravljati svjetlom.

35

Poluvodički elementi kojima se upravlja djelovanjem svjetla, na­ zivaju se skupnim nazivom optoelektronički elementi. Ovamo dakle spadaju i fotoelementi, fotootpomici, fototiristori itd. te već spome­ nuti fototranzistori i fotodiode, a u najnovije vrijeme i tzv. optoelek­ tronički vezni (izolacioni) elementi. Ima dosta raznih vrsta poluvodičkih elemenata u grupaciji upravljivih silicijevih sklopki, i to pod raznim nazivima kao što su: SCR

SI. 1—37. Nekoliko tipičnih optoelektroničkili elemenata: fotootpomik, fotodioda, fototranzistor, svjetleća dioda (LED), optoelektronički vezni elementi

(od Silicon Controlled Rectifier), tiristor, trinistor, triggistor, triac, quadrac, darlistor itd. Za uklanjanje šiljaka napona služe varistori (otpomici-VDR), za mjerenje i regulaciju temperature termistori (otpornici NTK i PTK).

SI. 1—38. Tipične izvedbe NTK- i PTK-otpornika te varistora

Među elemente na koje se utječe magnetskim poljem spadaju Hallovi generatori, magnetootpornici, magnetodiode i magnetotranzistori. Iscrpniji opis spomenutih elemenata predviđen je u slijedećoj knjizi iz ove serije. Svi ti elementi spadaju u veliku porodicu poluvodiča, a svi po- . svuda i na raznim mjestima pružaju neprocjenjive usluge. Današnja dostignuća tehnike, pogotovo elektroničkih računala i svemirske teh­ nike, bez poluvodiča se ne mogu ni zamisliti, kao ni zaista lagani prenosivi uređaji. 36

INTEGRIRANI SKLOPOVI

U razdoblju koje je proteklo od izlaska prvog izdanja ove knjige pa do ovoga sedmog, s obzirom na stalni progres, u poluvodičkoj teh­ nici došlo je do velikih promjena. Pojedinačne sastavne poluvodičke, tzv. diskretne elemente počeli su na gotovo svim područjima nado­ mještati i potiskivati integrirani sklopovi. Njihovi su strani nazivi: Integrated Circuits, Integrierte Schaltungen, Circuits intégrés itd., pa kako gotovo na svim jezicima obje riječi započinju slovima IC, odn. IS, postalo im je to ujedno i kratica svugdje u svijetu pa i u nas (IS). U kućištima integriranih sklopova, kojima volumen u prosjeku nije veći od 0,4 cm3, dakle približno kao maloga izlaznog tranzistora snage, smješteno je desetak, a često i stotinjak tranzistora i dioda, pa čak i otpornika. Naravno da te komponente nisu sastavljene običnim spajanjem, već sjedinjene u toku proizvodnje prikladnim tehnološkim procesom. Takva izradba zahtijeva izvanrednu preciznost i pažljivost, jer pogreška samo na jednom jedinom mjestu može načiniti IS-ove neupotrebljivima ili im karakteristike pomaknuti izvan granica tole­ rancije. Integrirani sklopovi kao pojedinačni primjerci u stanju su obav­ ljati kompletne funkcije koje se inače obavljaju jedinicama što zahtijevaju po stotinu puta veći prostor. Ušteda u prostoru nije i jedi­ na njihova prednost, velika je naime ušteda i u cijeni. Međutim, kao što do danas poluvodička tehnika nije uspjela u potpunosti istisnuti elfcktronke, tako ni integrirani sklopovi to neće moći u dogledno vrije­ me postići u odnosu na ostale poluvodičke elemente, nego će se veći­ nom upotrebljavati kombinirano. Pod integriranim sklopovima razumijevamo dakle kombinacije elektroničkih sastavnih elemenata, smještenih na poluvodičkim mate­ rijalima, koji se ne daju razdvojiti, a tvore kompletne električne funkcionalne jedinice. U tzv. diskretnoj poluvodičkoj tehnologiji na poluvodičku pločicu od germanija ili silicija smješta se samo jedan poluvodički element, npr. dioda ili tranzistor. U integriranoj poluvodičkoj tehnici na jednu se pločicu stavlja više sastavnih elemenata, dakle dioda, tranzistora, otpornika, pa čak i kondenzatora. To se sve provodi tzv. silicijevim planamo-epitaksijalnim postupkom pri kojem se u oksidirani povr­ šinski sloj osnovne pločice (tzv. supstrat), pomoću maski jetkaju otvori. Difuzijom pomoću plina, u zrakopraznom prostoru pri visokim tempèraturama, kroz te se otvore u monokristal unosi materijal za dotiranje. Višestrukim jetkanjem, maskiVanjem i difundiranjem do­ biva se aktivni element sa strukturom NPN. Na isti se način izrađuju i pripadni otpornici, samo što se njima dodaju i akceptori i donori, pa se ne dobiva prijelaz PN, već otpomičko djelovanje sloja. Pojedini 37

elementi u integriranom sklopu međusobno se povezuju s aluminij­ skim vodovima koji se dobivaju naparavanjem. U toku difuzije silicij se na jetkanim mjestima prevuče tankim oksidnim slojem koji štiti prijelaz PN od vanjskih utjecaja. To je princip po kojem se može ostvariti bezbroj kombinacija. Radi primjera prikazan je na slici po­ stupak integriranja tzv. vrata NOR (u domaćoj terminologiji katkada označen sa NILI) s tri ulaza, u tzv. logici RTL, o kojoj će kasnije biti još govora. Slika l-39a prikazuje shemu spoja takvih trostrukih vrata, a odgovarajuću izradu u integriranoj tehnici slika l-39b. Golemi se

SI. 1—39. Prikaz tehnike integriranja: shema spoja vrata NOR s tri ulaza (a) i odgova­ rajuća izrada u integriranoj tehnici (b)

uspjeh ove tehnike odmah uočava ako spomenemo da se taj sklop može bez teškoća načiniti s dimenzijama 1x1 mm, što još nije i vrhunsko dostignuće. Svi integrirani sklopovi dobiveni navedenim postupcima spadaju u grupu tzv. monolitnih sklopova izvedenih na istoj pločici poluvodiča. Postoji međutim još i grupa tzv. hibridnih integriranih sklopova (HIC) kod koje se integrirani sklop, dobiven ranije opisanim postup­ cima, stavlja zajedno s još nekim dodatnim, aktivnim ili pasivnim elementima na poseban nosač, obično keramički, pa se sve zajedno ugrađuje u neko standardno kućište, npr. DIL. U integriranoj se tehnici za sastavne aktivne elemente često uzi­ maju isti tipovi kito i u diskretnoj izvedbi s vlastitim kućištima. Takav je npr. IS RTL914, upotrijebljen u spoju prema shemi na si. 3-16, koji u svom kućištu ima integrirana četiri standardna tranzistora, zajedno s pripadnim otpornicima. Integrirani sklopovi imaju u usporedbi sa spojnom tehnikom s diskretnim sastavnim elementima niz prednosti, a nemaju gotovo nikakvih nedostataka ili mana. Te prednosti jesu: 38

1. Racionalizacija proizvodnje, zbog čega je cijena sklopa znatno manja nego kad bi se sastavljao od pojedinačnih sastavnih elemenata. Toj uštedi u cijeni materijala treba dodati uštedu vremena potrebnog za sastavljanje elemenata i stavljanje u pogon. Pri tolikoj količini sastavnih dijelova što ih sadrži IS, možda sklop u diskretnoj tehnici ne bi odmah funkcionirao zbog tolerancije vrijednosti elemenata. 2. Malen potrebni prostor. Integrirani se sklop dade u principu izvesti s volumenom koji iznosi 1/1000 pa do 1/10 000 volumena što bi ga zahtijevao isti sklop s pojedinačnim sastavnim elementima. 3. Manji potrošak energije. Za pogon integriranih sklopova po­ trebna je manja energija, što znači da su potrebni manji i većinom jednostavniji izvori napajanja. Pogon je ekonomičniji i manja je toplina stvorena gubicima, a to dopušta kompaktniju izradbu uređaja. 4. Veća pouzdanost u radu. Klasični elektronički sklopovi u uspo­ redbi s istim takvim integriranim sklopovima imaju barem desetak, ako ne i stotinu lemnih mjesta, koja su najčešće uzrok kvarovima, pa je i pouzdanost IS gotovo toliko puta veća. Budući da imaju manju masu i kompaktnu konstrukciju, integrirani sklopovi su manje osjet­ ljivi na udarce, vibracije itd. IS-ovi uobičajene (standardne) izvedbe podnose npr. ubrzanja od 20 000 do 30 000 g, dok npr. specijalne elektronke podnose kratkotrajno ubrzanje od 500 g, a u trajnom pogonu samo 2,5 g. Temperaturna ovisnost uobičajenih diskretnih elemenata je velika, a osobito poluvodičkih. Integrirani sklopovi kao cjelina ima­ ju u standardnim izvedbama garantirane karakteristike u temperatur­ nom području od 0 do 70 *C, a u specijalnim izvedbama čak od —55 do +150-C. 5. Lakše i jeftinije uzdržavanje. Zamjena integriranog sklopa u kojem je nastao kvar, obično je jeftinija od traženja kvara i popravka u klasičnom elektroničkom sklopu, jer cijena radnog vremena stalno raste u odnosu na materijal, a da i ne spominjemo kako često niti višesatni napori ne dovedu do rezultata. Za amatersku upotrebu najznačajnije je smanjenje cijene i volu­ mena, pa ćemo taj dobitak zorno objasniti na slijedećem primjeru: U tzv. digitalnoj tehnici, u seriji TTL, postoji dekadsko brojilo s ozna­ kom SN 7490 N koje s drugačijom oznakom proizvodi čitav niz proiz­ vođača, kao npr.: IDC7490 (RIZ) FJJ 141 (Philips, Valvo, Mullard) FU 161 (Siemens) TL 7490 N (AEG-Telefunken)

U6A749059X (Fairchild) MC7490 (Motorola) MIC 7490 (ITT) itd.

U njegovu kućištu, poznatom pod oznakom DIL14 (ili DIP 14), dimenzija prikazanih na slici l-44b, smješteno je 46 tranzistora, 24 diode 39

i 44 otpornika, kako se to vidi na slici 1-42. Zanemarimo to koliko bi nam trebalo vremena i truda da izradimo takav spoj (pitanje je bismo li ga i uspjeli izvesti kako treba) i kako bi velika bila ta jedinica, pa izračunajmo samo koliko bi stajali sastavni elementi. Kako god raču­ nali, izlazi da bi materijal klasičnog sklopa bio oko deset puta skuplji. U shemama spojeva s IS-ovima radi jednostavnosti ne crta se kom­ pletna shema spoja unutrašnjosti IS-a, već samo tzv. blok-shema (ili logička shema), koja je npr. za SN 7490 prikazana na slici 140. Za

SI. 1—40. Logička shema spoja integriranog sklopa SN 7490

montažne radove i lemljen je treba nam međutim shema priključaka na kućištu IS-a (slika 1-41). Valja napomenuti da su priključci IS-ova označeni kako se vide s gomje strane (slika 143), dakle obrnuto nego u tranzistora i elektronki. Na jednoj strani kućišta IS-a nalazi se utor ili neki drugi znak od kojega se započinje brojenje.

SI. i — 41. Numeracija priključaka na kućištima integriranih sklopova

40

Kućišta su integriranih sklopova tipizirana. Ako su okrugla, onda su to većinom TO-99 i TO-IOO, koja su slična kućištima TO-5. Četvrta­

sta su najčešće tzv. DIL, što je kratica od Dual-In-Line, sa 14, 16 ili 24 priključka. Njima su slična kućišta TO-116. Kućišta DIL su od pla­ stike ili keramike. Integrirani sklopo.vi često se nalaze i u četvrtastim plosnatim kućištima (tzv. flat-package) TO-86 i TO-91. Cesto se, kako je spomenuto, jedan te isti tip IS-a može nabaviti u različitim kući­ štima, kao npr. »741« koji se može dobiti u kućištu TO-9, DIL 14 ili u tzv. minidip-kućištu sa 6 ili 8 priključaka, pa se odabire ona koja je najpovoljnija za smještaj u uređaju.

SI. 1—44a. Nekoliko tipičnih kućišta integriranih sklopova

Unutrašnjost većine linearnih IS-ova također sadrži mnoštvo sa­ stavnih elemenata pogotovo ako se njima postižu velika pojačanja. Tako npr. popularni linearni IS tipa »741« sadrži u sebi 20 tranzistora, 10 otpornika i jedan kondenzator (si. 1-45), pojačanje mu je čak 42

DIL 24 SI. 1—44b. Najčešća kućišta integriranih sklopova

200000! Usput bismo napomenuli da su rijetko u IS-ovima kondenza­ tori, zbog toga što se za sada ne mogu realizirati s velikim kapacite­ tom pa se spajaju izvana.

SI. 1—45. Shema spoja linearnog integriranog sklopa, operacionog pojačala »741-

Prema namjeni, integrirane sklopove dijelimo na analogne (line­ arne) i digitalne. Način funkcioniranja im je u osnovi različit, ali u praksi su jednako važni i jedni i drugi. Analogni integrirani krugovi 43

obavljaju određene funkcije, a pri tome im se izlazna veličina mijenja analogno s ulaznom, slično kao u konvencionalnim pojačalima. Naj­ češći predstavnici ovih linearnih sklopova jesu tzv. operaciona poja­ čala (česta kratica OpAmp) koja se odlikuju velikim pojačanjem i svestranim mogućnostima upotrebe. U linearne sklopove osim operacionih pojačala spadaju još i integrirani naponski stabilizatori, regu­ latori i komparatori, širokopojasna pojačala, oscilatori itd.

SI. 1—4$. Unutrašnjost linearnog integriranog sklopa »741«, tzv. čip čija je po­ vršina prikazana uvećana za oko 900 puta (lijevo) i naponskog regulatora 7800« čija je povržina prikazana uvećano za približno 530 puta (desno)

Takozvanim digitalnim integriranim sklopovima izlazi se preba­ cuju iz jednog sklopnog stanja u drugo, te im se zato razina izlaznog napona mijenja od niske razine (L), što odgovara logičkoj nuli, u visoku (H), što odgovara logičkoj jedinici ili obrnuto, pa takvi sklo­ povi u neku ruku iskazuju samo DA ili NE. S obzirom na takav način rada, tolerancije pojedinačnih elemenata u sklopu smiju biti veoma velike, a isto tako i tolerancije između sklopova istog tipa, što omo­ gućuje uspješnu međusobnu zamjenu sklopova istog tipa raznih pro­ izvođača, a da to ne utječe na rad dotičnih jedinica. „ Ti se digitalni logički sklopovi danas izrađuju na osnovi nekoliko logika koje nadomještaju nekadašnju prvu logiku iz koje je nastala digitalna tehnika — logiku običnih sklopki. Umjesto tih prvobitnih sklopki upotrebljavaju se tranzistori, ali i pasivni elementi kao što su diode ili otpornici, pa govorimo o tranzistorskoj, diodhoj ili otporničkoj logici. Osnovni nedostatak jednostavne diodne logike bio je u tome što se nije moglo spojiti zajedno po volji mnogo pasivnih ele­ menata, jer je svaki logički element smanjivao razinu. Zato je kombi­ niran zajedno s tranzistorom, pa otuda i naziv logika DTL, tj. diodno-tranzistorska logika. 44

Umjesto dioda mogu se upotrijebiti i otpornici, pa se takva gru­ pacija (porodica) IS-ova onda naziva RTL. Logika TTL (tranzistor-tranzistor logika) ima sličnosti s logikom DTL, samo se umjesto ulaz­ nih dioda i dioda za pomak razine upotrebljavaju višeemiterski tran­ zistori ili ekvivalentni spoj od više ulaznih tranzistora. Logika DTZL (Siemens je naziva serija LSL) također je logika dioda-tranzistor, ali su na ulazu upotrijebljene Z-diode. Takvi IS-ovi upotrebljavaju se u spojevima koji zahtijevaju veliki razmak smetnji, jer Z-diode pomiču logičku nulu čak do 5 V, a log. jedinicu do 8 . . . 12 V. Logika HLL (High Level Logic), tj. logika visoke razine veoma je slična logici DTZL odnosno LSL. Predviđena je za relativno niske frekvencije, ali je zato veoma sigurna od smetnji. Logika RCTL je logika RT proši­ rena kondenzatorom radi postizanja veće brzine. Logika ECL je logika vezanih emitera, a kod logike RCD dolazi do odgođenog djelovanja.

RTL

DTL '

TTL

SI. 1 — 47. Principijelni prikaz nekih logičkih sklopova na osnovi raznih logika

Radi upoznavanja s pojmovima iz ove tehnike, napominjemo još da ima integriranih sklopova u tzv. tehnici MOS gdje se sva unutar­ nja povezivanja izvode tranzistorima MOS i otpornicima. Takvi se sklopovi odlikuju visokim ulaznim otporom, malim potroškom, viso­ kom sigurnošću prema smetnjama, a na izlazu imaju stupnjeve za snagu, tako da su prikladni za pobuđivanje IS-ova serije TTL. Pri radu s integriranim sklopovima MOS treba biti jednako oprezan kao pri radu s tranzistorima MOS (vidi str. 283). U posljednje vrijeme često se spominju integrirani sklopovi COS/MOS ili CMOS), što je kratica od Complementary Simetry Metal Oxide Semi­ conductor (ili Silicon), koji nude posve nove mogućnosti za izvođenje određenih spojeva. Integrirani sklopovi LOCMOS (Valvo) imaju prema konvencionalnim CMOS-ovima slijedeće prednosti: jednoobrazne izlazne stupnjeve, veći razmak smetnji i brži su. Prefiks LO je kratica od ’’lokalna oksidacija”. 45

Ako se u integriranom sklopu nalazi neki element koji se u pogo­ nu zagrijava, onda kućišta IS-a dobivaju posebno hladilo (si. 1-48 i 11-22).

Integrirani se sklopovi u shemama ovog izdanja pojavljuju na nekoliko mjesta, no u većem opsegu, osobito za upotrebu u spojevima specifičnim za njih, oni će biti obuhvaćeni u prvoj i drugoj knjizi SPOJEVI S INTE­ GRIRANIM SKLOPOVIMA.

46

Prijemnici DETEKTOR SA NF POJAČALOM Detektorski prijemnik prema slici 2-1 u svom se početnom dijelu uopće ne razlikuje od spoja prema kojemu mnogi početnici izrađuju svoje prve prijemnike. Umjesto zastarjelog detektora s kristalom olovna sjajnika ovdje je za detektor upotrebljena poluvodička dioda D. Iza detektora slijedi jednostavno NF pojačalo za slušalice (2000... 4000 ii). Da se smanji prigušenje titrajnog kruga diodom, izvod za priključak diode načinjen je na oko 1/4... 1/2 ukupnog broja zavoja, računajući od donjega kraja.

SI. 2—1. Shema spoja detektora s NF pojačalom

Pogonski napon tranzistora nije uopće kritičan, a isto tako ni tip tranzistora, za koji se može uzeti bilo kakav NF tranzistor. Ako se upotrijebi NPN tranzistor, onda treba okrenuti polaritet baterije. Opti­ malna izlazna snaga može se postići kada se odabere pravilan otpor­ nik u krugu baze tranzistora, i radi toga se preporučuje za pokus uzeti promjenljivi otpornik. Potrebno je međutim napomenuti da ispravna veličina tog otpora ovisi i o impedanciji slušalica u kolektorskom krugu.

47

Zavojnica L za ove jednostavne prijemnike može se izvesti i kao zračna. Na izolacioni valjak promjera 25 mm namota se oko 90 zavoja VF pletenice,, a pri namatanju se odmah načini nekoliko izvoda na koje će se za pokus priključiti dioda, dok se ne ustanovi na kojem se izvodu dobiva najbolji prijem. Antenska veza regulira se trimerom u dovodu antene ka zavojnici, za što može poslužiti i neki promjenljivi kondenzator slična kapaciteta. Tranzistor može biti AC 540, a dioda AA121.

JEDNOSTAVNI PRIJEMNIK

Shema spoja veoma jednostavnog prijemnika, jednostavnijeg čak od detektorskog prema slici 2-1, prikazana je na slici 2-2. Prijemnik ima samo jedan tranzistor priključen direktno na titrajni krug, a u njegovom kolektorskom krugu se nalaze slušalice. Dionica baza-emiter tranzistora radi kao VF ispravljač (demodulator), dok se u krugu slu­ šalica dobiva pojačan signal. Priključak vanjske antene može se izvesti preko trimera, ali je moguće upotrijebiti i zasebnu antensku zavojnicu LI. Za zavojnicu L2 se može uzeti bilo koja normalna zavojnica za

SI. 2—2. Shema spoja jednostav­ nog prijemnika s jednim tranzis­ torom (I)

SI. 2—3. Shema spoja jednostav­ nog prijemnika s jednim tran­ zistorom (II)

ulazni krug srednjeg vala (na primjer ista kao za spoj 2-1), jedino je mjesto za odvojak potrebno odrediti pokusom. Ako zavojnicu radi­ mo u samogradnji, ali ne kao zračnu, nego na feritnom štapu, onda se za L2 na feritni štap namota oko 80 zavoja VF pletenice, dok LI dobiva oko 20 zavoja. Zavojnica LI nije neophodno potrebna, ona smanjuje utjecaj priključene antene. Tranzistor se može spojiti i pre­ ma slici 2-3, no onda najpovoljniji izvod zavojnice treba potražiti na drugom mjestu. 48

i

Pogonski napon ovih spojeva također nije kritičan, pa za tu svrhu može poslužiti i baterija napona od 1,5 V. U blizini nekog jačeg oda­ šiljača može se za pogonski napon prijemnika iskoristiti VF energija (vidi sheme spojeva 2-7...2-11). JEDNOSTAVNI PRIJEMNIK SA KOMPLEMENTARNIM TRANZISTORIMA Upotrebom komplementarnih tranzistora mogu se načiniti veoma jednostavni prijemnici s minimalno sastavnih dijelova. Dva primjera prikazana su na slikama 2-4 i 2-5. Titrajni krug spojen je na bazu prvog tranzistora, koji može biti NPN- ili PNP-tipa. Slijedeći tranzistor

SI. 2—4. Shema spoja jednostav­ nog prijemnika s NF pojačava­

njem (I)

SI. 2—5. Shema spoja jednostav­ nog prijemnika s NF pojačava­ njem (II)

spojen je s prvim tranzistorom galvanskom vezom, tj. kolektor prvog tranzistora spojen je direktno s bazom drugog tranzistora, a u kolektorskom krugu spojene su visokoomske slušalice. Izvor napajanja (ba­ terija) spojen je između mase i emitera drugog tranzistora, a polaritet (plus ili minus na masi) ovisan mu je o tipu drugog tranzistora. Kako se vidi, u ovakvom prijemniku nije upotrebljen nikakav otpornik ni blok-kondenzator! Prvi tranzistor treba da bude neki VF tip, a može biti PNP ili NPN. Ovisno o njemu drugi (NF tip) treba da bude NPN ili PNP, dakle uvijek suprotan tip prvome. Zavojnica za ovaj prijemnik izrađuje se isto kao i za prijemnike prema slikama 2-1, odnosno 2-2 i 2-3. AUĐION S REAKCIJOM Kao i s elektronkama, tako se i s tranzistorima mogu načiniti jednostavni prijemnici. Jedan primjer audiona s reakcijom, sličan onom 4 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

49

s elektronkom, prikazan je na slici 2-6. Reakcija je kapacitivna s ko­ lektora tranzistora na njegovu bazu, a regulira se promjenom prednapona baze potenciometrom P. Podaci o titrajnom krugu vrijede za normalno srednjovalno područje i feritnu antenu, ali se taj krug može izvesti za bilo koje drugo područje, uz upotrebu odgovarajućeg tran­ zistora. NF napon se filtrira i zatim vodi na neko NF pojačalo. Niz prikladnih NF pojačala za tu svrhu opisano je u trećem poglavlju. Izvodi za bazu i za reakciju na- zavojnici naznačeni su na shemi. Pri

SI. 2—6. Shema spoja audionskog prijemnika s reakcijom

izradi prijemnika dobro je načiniti više izvoda s obje strane zavojnice, npr. iza svakih 10 zavoja, pa zatim pokusom ustanoviti koji najbolje odgovara. Za kratkovalno područje valja vanjsku antenu priključiti preko trimera. Umjesto preko otpornika R1 može se veza između baze i potenciometra ostvariti preko VF prigušnice; pokus će pokazati što je od toga bolje. Upotrijebiti se može standardna VF prigušnica induktiviteta od 2 do 2,5 mH. Ako takvu ne možemo nabaviti, možemo je i sami izraditi na taj način da na VF jezgru promjera 6 mm namotamo križni namot sa približno 450 zavoja VF pletenice 10 X 0,05. Međutim VF prigušnica može biti i bez VF jezgre, ako na valjku promjera 20 mm namotamo oko 600 zavoja podijeljenih na recimo 6 puta po 100 zavoja, radi smanjenja vlastitog kapaciteta. Žica može biti 0,10 do 0,15 mm 0 s izolacijom lak ili lak plus svila. VF prigušnica se može izvesti i na jezgri od VF željeza koja ima tijelo s komorama koje se jedna za drugom popunjavaju zavojima žice navedene debljine. 50

Budući da vrijednost otpornika i pogonskog napona nisu uopće kritične, može se za ovakav audion upotrijebiti bilo koji tranzistor predviđen za rad u željenom valnom području. Tranzistor je npr. AF 261.

PRIJEMNICI BEZ BATERIJA Iako je pravo korištenja prijemnika bez baterija, poznatih pod nazivom »pasivni prijemnici« ili prijemnici »sa slobodnom energijom«, u inozemstvu još prilično sporno pitanje, a u nas ono (koliko nam je poznato) nije još ni potaknuto, ipak donosimo nekoliko takvih spojeva zbog njihove osobitosti i interesantnosti. Postojanje takvih prijemnika uopće bilo je omogućeno tek upotrebom tranzistora, budući da oni rade zadovoljavajuće već sa malim pogonskim naponima i strujama. Pogonski napon za takve prijemnike dobiva se naime iz VF energije primljene antenom. Ispravljanjem VF signala dobiva se u blizini lokal­ nog odašiljača dovoljno velika komponenta istosmjernog napona po­ trebna za rad tranzistora. Dakako da će taj napon biti to veći što je manja udaljenost do odašiljača i što je odašiljač snažniji. Radi infor­ macije navodimo da je pod izvjesnim okolnostima prijem moguć još i na udaljenosti od 30 do 40 km od jakog odašiljača (preko 100 kW). Uvjet za to je, dakako, dobra (dovoljno dugačka i visoka) vanjska antena, te zemljovod. U blizini odašiljača (do 10 km) nije međutim ni potrebna vanjska antena, moguće je upotrijebiti i neku pomoćnu (sobnu) antenu.

SI. 2—7. Shema spoja jednostav­ nog prijemnika s napajanjem NF pojačala s tzv. slobodnom energijom (1)

SI. 2—8. Shema spoja prijemni­ ka s napajanjem pomoču tzv. slobodne energije (II)

Jedna izvedba pasivnog tranzistorskog prijemnika, s bilo kojim VF tranzistorom, koja jedva da se razlikuje od običnog detektorskog pri­ jemnika, prikazana je na slici 2-7. Titrajni krug sastoji se od promjen­ ljivog kondenzatora i zavojnice L*. Priključe li se slušalice na priključ• Iste vrijednosti kao u običnog detektorskog prijemnika (vidi str. 47 i 48).

51

niče b i c sklop radi kao običan detektorski prijemnik, jer tranzistor nije uključen. Priključe li se slušalice između priključnica a i b tran­ zistor radi kao NF pojačalo i mora se osjetiti razlika u jačini prijema u odnosu na prethodni pokus. Shema na slici 2-8 dotjerana je i proširena izvedba primjera prema slici 2-7. Upotrebljena su dva odvojena promjenljiva kondenzatora, pa treba naći maksimum prijema najprije ugađanjem jednog, a onda dru­ gog promjenljivog kondenzatora Cl i C2. Da se smanji prigušenje pa­ ralelnog titrajnog kruga (L2/C2) zbog priključka diode spojena je ona na izvod koji se nalazi na prvoj trećini broja zavoja (brojimo od do­ njeg kraja). Brojevi zavoja zavojnica LI i L2 jednaki su. Na slici 2-9 prikazana je varijanta kod koje je upotrebljen sklop za udvostručenje napona (dvije diode AA111 ili slične), pa je na taj

SI. 2—9. Shema spoja prijemnika s napajanjem pomoću tzv. slobodne , • energije (III)

SI. 2—10. Shema spoja prijemnika s napajanjem pomoću tzv. slobodne energije (IV)

način prijem na slušalice jači. Zavojnica je ista kao i prije, samo što dobiva izvod na svojoj polovini, na koji se onda priključuje antena i baza tranzistora. Na slijedećoj varijanti (slika 2-10) prikazana je izvedba pasivnog prijemnika koji nema diodu, jer njenu ulogu preuzima sam tranzistor. Izvod na zavojnici na koji se priključuje emiter nalazi se negdje izme­ đu 1/3 i 1/2 ukupnog broja zavoja. Promjenljivi otpor u krugu baze ne utječe mnogo na glasnoću prijemnika, ali služi za namještanje najma­ njeg izobličenja primljenog signala. Ovaj spoj međutim nije prikladan kada je primljeni signal prejak, pa tada treba koristiti jedan od tri ranije opisana spoja. Uz dobru antenu i umjerenu udaljenost od lo­ kalnog odašiljača prijem je moguć i na zvučnik. Tip upotrebljenog tranzistora nije kritičan, pa može poslužiti bilo koji NF tranzistor. Još je bolje rješenje izvedba kojoj ža dobivanje istosmjernog na­ pona služi poseban titrajni krug koji radi na frekvenciji najbližeg oda­ 52

šiljača, a dobiveni istosmjerni napon koristi se za pogon normalnog tranzistorskog audionskog prijemnika. Shema spoja takvog VF isprav-

Sl. 2—11. Shema spoja ispravlja­ ča za prijemnike prema slikama 2—7 do 2—10

ljača prikazana je na slici 2-11. Zavojnice se izrađuju isto kao zavoj­ nice spoja 2-3. Tranzistor je AC 540, a dioda AA 111.

SUPERREAKCIJSKI PRIJEMNIK ZA KV PODRUČJE

Za kratkovalno i ultrakratkovalno područje veoma su prikladni superreakcijski prijemnici. Na slici 2-12 prikazan je takav prijemnik

SI. 2—12. Shema spoja superreakcijskog kratkovalnog prijemnika

predviđen za KV područje. Stupanj reakcije regulira se potenciometrom od 2kil u krugu emitera. Zavojnice i promjenljivi kondenzator treba odabrati prema željenom području, no tako da izvod za priklju­ 53

čak emitera bude kod oko 1/5... 1/8 ukupnog broja zavoja, računajući od donjeg kraja zavojnice. Priključak antene predviđen je kapacitivno, ali se može izvesti i induktivno. U ovoj shemi spoja značajna je potreba dvaju izvora napajanja jer je baza tranzistora direktno uzemljena, pa treba pozitivan i negativan napon u odnosu na masu. Za emiter je dovoljan napon od 1,5 V, dok za kolektor on treba da iznosi 4,5... 9 V. NF napon se uzima sa sekundarne strane NF transformatora, ko­ jega je prijenosni omjer npr.‘ 4: 1. Niskofrekventni transformator s ta­ kvim prijenosnim omjerom može se izraditi tako da na željeznu jezgru presjeka 1 do 1,2 cm2 namotamo primarno 2400, a sekundarno 600 za­ voja žice. Promjer žice za primar iznosi 0,06 mm 0 , a za sekundar 0,10 mm 0. Otpornik od 500ii može se prema potrebi smanjiti na 200 ili 100ii, ako bi se pokazalo da je reakcija »pretvrda«. Kondenzator kojim je uzemljena primarna strana NF transformatora može imati i veću vrijednost od 2nF, ali tada on prema masi previše odvodi više tonske frekvencije. Tranzistor T je AF 105.

PRIJEMNIK ZA KRATKE ILI ULTRAKRATKE VALOVE Još jedan prijemnik sa superreakcijom prikazan je na slici 2-13. Baza tranzistora je direktno uzemljena, pa su za prijemnik opet potreb-

SI. 2—13. Shema spoja superreakcijskog kratkovainog ili ultrakratkovalnog prijemnika

na dva izvora struje. Titrajni krug se nalazi u krugu kolektora, a reak­ cija je izvedena između kolektora i emitera preko trimera od 3 ... 30 pF. Reakcija se regulira potenciometrom od 5 kil u krugu emitera. Između 54

potenciometra i emitera nalazi se prigušnica, a NF transformator je uključen u seriju s titrajnim krugom. Iza ovog prijemnika može se uključiti neko jednostavno NF pojačalo s jednim tranzistorom i slu­ šalicama ili slično. Za kratkovalno područje u obzir dolazi tranzistor AF 105 ili AF 125 (od starijih OC 170, OC 169 ili OC614, itd.), a za ultrakratkovalno, AF 106 ili AF 114, a od starijih OC 171 ili OC615 itd. Ulazni krug se dimen­ zionira prema željenom području, a prema podacima navedenim na str. 56. i 62. Ovaj prijemnik je veoma sličan onome sa slike 2-12, no ovdje za­ vojnica titrajnog kruga ima samo dva priključka što je njegova pred­ nost, jer otpada pronalaženje ispravnog odvojka. Pri pokusima upotrebljen je dipol, no moguće je upotrijebiti i običnu antenu koja se priključuje ili preko antenske zavojnice što drugim krajem ide na masu, ili se pak antena može priključiti kapacitivno na stator promjen­ ljivog kondenzatora (preko zračnog trimera kapaciteta oko 5pF). VF prigušnica dobiva oko 100 zavoja žice 0,1 mm 0 CuL namotane na bužir promjera 3 mm. NF transformator neka ima prijenosni omjer otprilike 4 : 1 , izraditi ga možemo prema podacima na str. 54.

SUPERREAKCIJSKI PRIJEMNIK ZA ULTRAKRATKE VALOVE

Za UKV područje može se superreakcijski prijemnik izvesti i prema slici 2-14, pri čemu se spoj nešto razlikuje od onoga za kratke valove. Potreban je samo jedan izvor napajanja, ali je zato nešto više ostalih sastavnih dijelova. Stupanj reakcije regulira se potenciometrom od 1 Mfi u krugu baze, dakle visokoomski. Titrajni krug je predviđen za normalno UKV pod­ ručje od 80 do 100 MHz. Priključak antene je nesimetričan, ali se može izvesti i simetričan tako da se sredina LI uzemlji i izostavi trimer. NF napon se uzima sa sekundara NF transformatora, čiji prijeno­ sni omjer neka bude 4 : 1 (vidi str. 54). Međutim umjesto transforma­ tora može se upotrijebiti i /?C-spoj za izdvajanje NF što je prikazano desno na shemi. To daje nešto slabije rezultate ali je rješenje jedno­ stavnije. Također se umjesto VF prigušnice može upotrijebiti i otpor­ nik od 100 do 300 ii, a što je od toga za pojedini slučaj bolje, treba utvrditi pokusom. Prigušnica se može izraditi tako da se na tijelo promjera 4 mm (bužir) namota oko 30 zavoja žice 0,30 mm 0 CuL. Superreakcijski prijemnici sa slika 2-13 i 2-14 mogu se upotrijebiti i za KV i za UKV područje uz odgovarajuće dimenzioniranje titrajnog kruga, te upotrebu prikladnih tranzistora. 55

Pri praktičkoj izvedbi prijemnika za UKV područje treba sve me­ talne dijelove uzemljiti (jezgru NF transformatora, potenciometar itd.) da ne dođe do neželjenih reakcija ili efekta tzv. ručnog kapaciteta.

Varijanta bez transformatora 2nF\ SftF

Hl- -Ih—

\i*a

L1=4 zav žice 0,2 CuLS (između L2) L2=8zav žice Q60 izvod kod 2. zavoja (za 80-100MHz)

SI. 2—14. Shema spoja superreakcijskog ultrakratkovalnog prijemnika

Radi ovog posljednjeg poželjno je čitav ulazni dio oklopiti. Tranzistor je AF 106.

JEDNOSTAVNI REFLEKSNI PRIJEMNIK (I)

Tranzistor se može, kao i elektronka, iskoristiti istovremeno za VF i NF pojačanje u tzv. refleksnom spoju. Takav jedan refleksni prijem nik bez reakcije u ulaznom krugu prikazan je na slici 2-15. VF signali s ulaznog titrajnog kruga dovode se na tranzistor preko zavojnice za vezu L2, koja služi za prilagođenje velikog otpora titrajnog kruga malom ulaznom otporu tranzistora. Za zavojnicu U može se uzeti normalna feritna antena sa namotom, preko koje se onda može namotati nekoliko zavoja žice za L2. Pojačani VF napon vodi se na 56

uobičajeni demodulator preko VF transformatora L3IIA, a s njega demodulacijom dobiveni NF signal na bazu tranzistora preko filtarskog člana. Baza tranzistora i demodulatorska dioda dobivaju potreban negativni prednapon preko otpornika od 47kft. VF i NF transfor­ matori spojeni su serijski, a NF napon se dobiva sa sekundarnog na­ mota NF transformatora. VF transformator na primarnoj strani nije iz­ veden kao titrajni krug. Energija koju daje feritna antena redovito je premala za ovakav prijemnik, pa je poželjno priključenje i neke vanj­ ske antene, npr. dužeg komada žice i si., najbolje preko kondenzatora od desetak pF, da se spriječi razgađanje titrajnog kruga antenom. Tip tranzistora nije kritičan, može se upotrijebiti svaki tip predviđen za VF područje. VF transformator treba oklopom odijeliti od ulaznog kruga da ne bi došlo do neželjene reakcije, a time i do osciliranja pri-

jemnika. Kompletni prijemnici ovog tipa imaju redovito još jedan tran­ zistor koji napaja mali zvučnik. NF napon regulira se tada potenciometrom spojenim između sekundara transformatora i baze NF tran­ zistora. Tranzistor je AF 261.

JEDNOSTAVNI REFLEKSNI PRIJEMNIK ( I I )

Druga izvedba jednostavnog refleksnog prijemnika prikazana je na slici 2-16. Potenciometrom od 10 kil namješta se najpovoljnija radna 57

točka tranzistora, ovisna o položaju promjenljivog kondenzatora. Isto­ vremeno se namješta i prednapon potreban za demodulatorske diode. Pojačani VF napon demodulira se ispravljačkim spojem za udvo­ stručenje napona, a NF napon se dovodi na bazu tranzistora. Pojačani NF napon se uzima s kolektora preko filtarskog sklopa i vodi na NF pojačalo, koje može biti izrađeno prema bilo kojoj shemi spoja iz trećeg poglavlja. Umjesto KC-sklopa može se upotrijebiti i NF transformator, no tada je potrebno u kolektorski krug ispred transformatora umetnuti VF prigušnicu (crtkano označeno na slici) da se ne priguši VF pojačalo. Prijenosni omjer transformatora neka bude 4:1 ili sličan, a prigušnica se može izraditi prema podacima danim na str. 50. Kao i kod audiona, podaci o titrajnom krugu dani su za normalno srednjovalno područje.

V

L1=30zav. žice 20*0,04 L2 = 40 zav. žice 20*004 y feritni Stap 160'8 mm L3=10 zav. žice 20*0.04 1.4 = 4*120zav žice 20*0,04. križno motano

J

SI. 2—16. Shema spoja refleksnog radio-prijcmnikn

Pri namještanju ispravnog rada prijemnika treba malo eksperi­ mentirati s vrijednostima otpornika i prigušnice L4, da bi se našle naj­ povoljnije vrijednosti ovisne o tipu tranzistora, mehaničkoj izvedbi prijemnika itd. Trimer treba podesiti tako da ulazni krug samo što ne počne oscilirati, čime se postiže znatno veća osjetljivost prijemnika. Tranzistor je AF 261. 58

REFLEKSNI AUDION SA NF POJAČALOM

Audion u spoju prema slici 2-17 radi također u refleksnom spoju, ali je u odnosu na prethodnu shemu drukčije spojen. Reakcija se re­ gulira potenciometrom u kolektorskom krugu. Pojačani VF napon vodi se na demodulatorske diode u spoju za udvostručenje napona, koje su direktno priključene na bazu prvog tranzistora. NF napon se uzima iz kolektorskog kruga preko djelila napona (zbog odvajanja VF i NF kruga) i vodi na jednostavno NF pojačalo s tranzistorom T2. U kolek­ torskom krugu ovog tranzistora nalaze se slušalice, ili visokoomski zvučnik.

Podaci o ulaznom krugu dani su na slici i predviđeni za ulazni krug s feritnom antenom. Pogonski napon je relativno nizak, ali se prijemnik može priključiti i na viši napon, pa će tada prijem biti bolji: Ako reakcija djeluje »pretvrdo«, treba na gornjem kraju zavojnice titrajnog kruga načiniti izvod i na njega priključiti kondenzator za vezu s potenciometrom. Dijelove potenciometitl' koji su od metala valja uzemljiti da ne dođe do efekta tzv. ručnog kapaciteta. Zavojnice LI i L2 smještene su na feritnom štapu promjera 8 mm, a namataju se VF pletenicom 20 x 0,05. LI dobiva 90 zavoja, a L2 10 za­ voja VF pletenice. Tranzistor TI je AF 261, T2 je AC 541, a Dl = D2 — AA111. 59

SAMOOSCILIRAJUCI ULAZNI STUPANJ ZA SREDNJI VAL

Tranzistor T ima u spoju prema slici 2-18 tri funkcije, tj. radi kao VF pojačalo, pomoćni oscilator i miješalica. Kao VF pojačalo radi u emiterskom spoju, a kao oscilator u spoju baze. Ulazna zavojnica namotana je na feritnom štapu, prema podacima sa slike. Namot b treba da ima 1/10 do 1/15 zavoja od a. Prednapon baze je stabiliziran.*

SI. 2—18. Shema spoja samooscilirajućeg stupnja za miješanje u superu za prijem srednjih valova

Pomoćni oscilator radi s reakcijom između kolektora i emitera. Emiter je priključen na izvod zavojnice oscilatorskog kruga zbog manjeg prigušenja kruga. Namot kolektora spojen je u seriju s prvim međufrekventnim transformatorom. Međufrekvencija može biti npr. 455 kHz; podaci o oscilatorskoj zavojnici dani su na slici. Zbog odvajanja za istosmjernu struju emiter je na zavojnicu priključen preko kon­ denzatora. Na slici 2-18 je prikazana i varijanta spoja u kojem kroz zavojnicu prolazi i struja emitera, a za visoku frekvenciju uzemljena je blok-kondenzatorom. * O stabiliziranju vidi na str. 28.

60

ik

Kondenzator od 200 pF jest kondenzator za smanjenje kapaciteta promjenljivog kondenzatora u oscilatorskom krugu (tzv. peding). Oscilatorska zavojnica može se namotati i na tijelo sa žljebovima zato da veza između namota a, b i c bude što čvršća (u istim žlje­ bovima). Umjesto tranzistora AF 261, bez ikakvih promjena mogu se upo­ trijebiti tranzistori AF 101 ili AF 105 (čak i OC 44) dok pri upotrebi tranzistora AF 115 (ili OC614) valja nešto korigirati vrijednosti otpor­ nika (vidi izvedbu ulaznog stupnja za kratki val). Za ulazni krug se ne upotrebljava automatsko reguliranje pojačanja (ARP), jer bi se radi njega pomicala radna točka tranzistora što bi uzrokovalo i pro­ mjenu oscilatorske frekvencije, odnosno micanje stanice na skali pri­ jemnika. Pri namještanju rada oscilatora treba paziti na veličinu oscilatorskog napona. Može se, naime, dogoditi da uz nove baterije oscilacije budu prejake, što opet može uzrokovati nepoželjno osciliranje MF stupnja. Obratno, ako zbog istrošenih baterija oscilator preslabo radi može doći do »rupa« na skali, tj. na izvjesnim dijelovima valnog pod­ ručja mogu nastati prekidi oscilacija. Zbog izjednačenja oscilatorskog napona preko čitavog valnog pod­ ručja može se u seriju s kondenzatorom od 3 nF umetnuti prigušni otpornik. Vrijednost otpornika se kreće od 50 do 200 fi. Taj se otpor­ nik u drugoj varijanti toga stupnja umeće između emitera i izvoda zavojnice. Pogonski napon može biti od 4,5 do 9 V.

SAMOOSCILIRAJUĆI ULAZNI STUPANJ ZA KRATKI VAL

Tranzistor T radi u emiterskom spoju kao VF pojačalo, a u spoju baze kao pomoćni oscilator i miješalica (slika 2-19). Ulazni krug može biti izveden sa feritnom antenom ili kao običan titrajni krug. Unatoč upotrebi feritne antene prijem je znatno bolji kad se priključi neka vanjska antena. Međutim upotreba feritne antene je zgodnija kod prijemnika kombiniranog sa srednjim i kratkim valom. Podaci o zavoj­ nicama dani su na slici. Oscilator radi s reakcijom između kolektora i emitera. I u ulaznom i u oscilatorskom krugu elektrode tranzistora (baza, odnosno emiter) priključene su na odvojak zavojnice, da se smanji prigušenje titrajnog kruga. Reakcijski namot kolektora spojen je u seriju s primamim namotom međufrekventnog transformatora. Međufrekvencija može npr. biti kako je uobičajeno 455 kHz. Ako bi oscilacije bile prejake, odnosno ako bi cijeli stupanj bio sklon osciliranju, onda treba umetnuti elemente za neutraliziranje, na slici označene crtkano. 61

Automatsko reguliranje pojačanja niti ovdje se ne upotrebljava, jer bi se pomicanjem radne točke tranzistora mijenjala i frekvencija oscilatora, a time bi nastalo »selenje« stanice na skali prijemnika. Uko-

a~3zav žice 0,6 CuL b = 1 zav. žice 0,6 CuL SI. 2—19. Shema spoja samooscilirajućeg stupnja za miješanje u supeiu za pri­ jem kratkih valova

liko se ipak želi korigirati prijem s obzirom na feding kod kratkih va­ lova, može se to načiniti tako da se ispred samooscilirajuće miješalice uključi VF pretpojačalo i zatim izvede aperiodska veza između pretpojačala i miješalice. Oscilatorski napon treba podesiti onako kako je opisano kod ula­ znog stupnja za srednji val. Isto vrijedi i za izjednačenje ošcilatorskog napona. Pogonski napon može se odabrati između 4,5 i 9V. Tranzistor je AF 115. 62

UKV TJUNER ZA FREKVENCIJU OD 80 DO 100 MHz

Ulazni stupanj za UKV područje obično se izvodi kao zasebna je­ dinica poznata i pod nazivom tjuner i to s dva tranzistora, a rjeđe s jednim. Prvi tranzistor radi onda kao VF pretpojačalo, a drugi kao pomoćni oscilator i miješalica. Ulazni krug nema promjenljivog kon­ denzatora (slika 2-20), već ga se trimerom ugađa na sredinu valnog

77

T2 + -6?5V

L1 =2*2 zav. žice CuLS bifilarno, između L2 L2 - 5 zav. žice 0,8 Ca (gola žica) L3,5-2,S zav. žice 0,8 Cu (gola žica) L4 = 4 zav. žice 0,6 Cu (gola žica) L6 *25 zav. žice OJ CuiS L7 - 2 zav. žice 0,2 CuLS SI. 2—20. Shema spoja UKV-tjuneva za frekvencije od 80 do 100 MHz

područja. Predviđen je simetričan priključak antene s dvožilnim plo­ snatim kabelom, ali se može izvesti i asimetrično, s koaksijalnim kabelom 63

Oba tranzistora rade u spoju sa zajedničkom bazom. Radi lakšeg filtriranja pogonskog napona uzemljen je negativni pol baterije. Oscilator radi s kapacitivnom reakcijom između kolektora i emitera. U kolektorskom krugu nalazi se i primami namot međufrekventnog trans­ formatora, predviđenog za međufrekvenciju od 10,7 MHz. Zavojnica L4 služi za ispravno namještanje faze ulaznog napona. Podaci za sve zavojnice navedeni su na slici. Ako se upotrijebi po­ srebrena žica, tjuner će dati bolje rezultate. U praktičkim izvedbama tjunera potrebno je pojedine stupnjeve međusobno odvojiti oklopom, a priključak pozitivnog pola treba izvesti preko provodnog kondenzatora. Pogonski napon može varirati od 4,5 do 7,5 V, a ako je tjuner pred­ viđen uz prijemnik s pogonskim napQnom od 9 V, treba u plus vod uključiti' predotpomik za smanjenje napona. Metalna kućišta tranzi­ stora treba uzemljiti, tj. spojiti sa šasijom. Tranzistori TI i T2 su AF 114. Priključne žice ovih tranzistora predviđene su za uticanje u poseb­ na podnožja, pa se one teže leme nego žice drugih tipova tranzistora.

UHF KONVERTER ZA TELEVIZORE Uvođenjem drugog TV programa na UHF području naglo je po­ rastao interes za samogradnju tjunera ili konvertera koji bi omogućili prijem na normalnim televizorima, a s takvim dodatkom nije ih snabdjela tvornici'. Princip rada konvertera jest ovaj: frekvencija primanog signala i frekvencija pomoćnog oscilatora treba da daju međufrekven­ ciju koja odgovara frekvenciji jednog od kanala u I pojasu (kanali 2 . . . 4 ) , pa tada VHF tjuner u televizoru služi kao prvo MF pojačalo. Tako, dakle, uz upotrebu konvertera imamo dvostruko transponiranje npr. sa 527,25 MHz na 62,25 MHz (kanal 4), te sa 62,25 na 38,9 MHz (međufrekvencija televizora). Za područje Zagreba najbolje je izabrati kanal 2, jer u njemu ne radi nijedan odašiljač u blizini pa ne postoji opasnost interferencije. Za neko drugo područje valja eventualno oda­ brati neki drugi slobodni kanal. Tehnika spajanja i izrade razlikuje se od do sada opisanih spo­ jeva, jer se za ovako visoke frekvencije titrajni krugovi ne izvode više kao LC-krugovi, već u tehnici rezonatora, čija je frekvencija određena njegovim geometrijskim dimenzijama. Shema konvertera sa mesa-tranzistorom AF 139 prikazana je na slici 2-21. On radi kao samooscilirajuća miješalica u spoju sa zajednič­ kom bazom, a povratna veza izvedena je između emitera i kolektora. Zbog manjeg prigušivanja oscilatorskog kruga kolektor je spojen na

64

oko 2/3 duljine srednjega voda preko kondenzatora od 6 pF. Međufrekventni LC-krug spojen je na kolektor preko X/4 prigušnice, a smje­ šten je u posebnu pregradu koja nije rezonator. Rezonatori su samo prve tri komore (slika 2-23), a izrađuju se od bakrenog ili mesinganog lima, no mogu biti i od kaširanog pertinaksa. To je pertinaks kakav se upotrebljava za izradu štampanih spojeva, a jedna mu je strana presvučena tankim bakrenim limom. Limovi su, naravno okrenuti prema unutra i zalemljeni po cijeloj duljini uglova. Unutar rezonatora nalazi se srednji (koaksijalni) vod. Izvedba je X/4, u kojoj je jedan kraj srednjega voda spojen s masom, a drugi je slobodan, pa se tako do­ biva samo jedno rezonantno mjesto (maksimum struje na uzemljenom kraju, maksimum napona na slobodnom kraju). Međusobni položaj LI, L2 i L3 treba da bude onakav kao na slici 2-21 i sve tri treba da su na istoj horizontalnoj liniji. Razmak između LI i L2, L2 i L3 itd. iznosi 1,5 do 2 mm.

fS-2 Podaci o zavojnicama LI, L3, L5 — Cu žica 0,8 mm0; L2, L4, L6 — posrebrena Cu žica 1 mm 0,1 — 30 mm; L7 = 4 zav neizolirane Cu žice 0,5 mm 0; LS = 2 zov. CuL žice 0,5 mm 0 izme­ đu zavoja »hladnog« kraja ¿7 (LI i LS namotane na tijelu sa VF jezgrom 6 mm 0); Pr. žica duljine oko 15 cm (0,4 mm 0 CuL) namotana kao zavojnica 4 mm 0. Na­ pomena: Zavojnice za vezu Li, L4 i 1.5 su zapravo vodovi položeni paralelno s debljim posrebrenim vodovima, a prolaze iz komore u komoru kroz rupe promjera približno 2 mm 0. Tranzistor je AF 139. SI. 2—21. Shema spoja UHF-konvertera za televizore (I)

Pri puštanju u pogon prvo ćemo ustanoviti da li tranzistor oscilira, najjednostavnije tako da u seriju s izvorom napajanja spojimo miliampermetar. Kada tranzistor oscilira potrošak je oko 3 , 5 . . . 4 mA, a kad ne oscilira onda je oko 1 mA. 5 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima!

«5

Konverter se može izvesti i sa dva tranzistora, prema slici 2-22, pa imamo selektivno pretpojačalo i miješalicu. Priključak antene izve­ den je nešto drugačije, da bi se radni otpor antene bolje prilagodio ulaznom otporu pojačala. Na prvi tranzistor, koji radi u spoju sa za­ jedničkom bazom, ulazni signal na emiter dovodi se dijelom kapacitivno, a dijelom induktivno. Tranzistor je smješten u drugu komoru i direktno je zalemljen na srednji vod komore, odnosno na ostale pri­ ključke; Veza između druge i treće komore induktivna je, a obje ko­ more sačinjavaju pojasni filtar ugođen na frekvenciju primanog sig­ nala.

Mehanička izvedba rezonantnih komora ista je kao u prethodnom primjeru. Sve su komore, dakle, jednake osim posljednje (MF), čije dimenzije nisu važne. Pri ugađanju konvertera imamo jedan krug više nego ranije. Dodatna rezonantna komora može se trimerom ugoditi

66

na frekvenciju primanog signala. Pažnju valja obratiti na zatvaranje komora (gornji poklopac) da ne dođe do neželjenih veza i time do oscilacija pretpojačala. Podaci o zavojnicama LI, 12, L5 i L7 — posrebrena Cu žica 1 mm 0 , 1 = 30 mm, 12, LA, L6 — Cu žica 0,8 mm 0,12= * zav. nekzobrane Cu žice 0,5 mm 0, L9 = 2 zav. CuL žice izme­ đu zavoja »hladnog« kraja 12 (12 i L9 namotane su na tijelu s VF jezgrom 6 mm 0); Pr. = žica duljine oko 15 cm (0,4 mm 0 CuL) namotana kao zavojnica 4 mm 0. Napomena: Zavojnice za vezu L2, LA i £6 'su zapravo vodovi položeni paralelno i deb­ ljim posrebrenim vodovima, a prolaze iz komore u komoru kroz rupe promjera približ­ no 2 mm 0.

ULAZNI STUPANJ — PRVO MF POJAČALO ZA AM/FM PRUEMNK U kombiniranih prijemnika za AM i FM područje gotovo se uvijek prvo MF pojačalo za 10,7 MHz upotrebljava kao ulazni stupanj za AM područje. Prebacuje se preklopkom AM-FM, koja je obično kombini­ rana s preklopkom (ili tipkama) za razna AM područja.

SI. 2—24. Shema spola ulaznog stupnja supera za srednje valove koji. služi ujedno 1 kao prve; MF pojačalo kod FM prijema

Prema slici 2-24 tranzistor radi u emiterskom spoju kao MF poja­ čalo za FM od 10,7 MHz, a kao VF pojačalo, oscilator i miješalica za

67

AM područje. MF transformatori se i na primarnoj i na sekundarnoj strani priključuju odvojeno. Kod FM se na bazu priključuje izlaz iz UKV tjunera. I u ovom primjeru je uzemljen negativni pol baterije zbog razloga navedenih uz UKV tjuner. Ulazni i oscilatorski krug te MF transformatori mogu se izvesti prema ranije navedenim podacima. Kad radi kao FM pojačalo, emiter tranzistora je uzemljen s istim kondenzatorom koji se koristi u krugu reakcije u AM prijemu. Preklopku za razna AM područja treba uključiti iza preklopke AM-FM, u krugu baze emitera. MF transformatori se mogu izvesti ili u zajedničkom, ili u odvo­ jenim metalnim oklopima. Pojni napon može biti između 6 i 7,5 V.

Tranzistor je AF 125.

MEĐUFREKVENTNO POJAČALO l DEMODULATOR ZA 45S kHz

Dvostepeno međufrekventno pojačalo izvedeno je prema shemi spoja na slici 2-25, u, da ga tako nazovemo, klasičnom spoju — s međufrekventnim transformatorima, a ne s pojasnim filtrima. Oba tranzi­ stora rade u spoju sa zajedničkim emiterom. Baza prvog tranzistora dobiva promjenljiv prednapon zbog automatskog reguliranja pojača­ nja. Prva dioda služi za indirektno reguliranje kod jakih signala. Kada pojačalo ne dobiva signale ta dioda nije vodljiva, jer je na kolektoru prvog tranzistora manji negativni napon nego na kolektoru miješalice. Dovođenjem (pozitivnog) napona za reguliranje bazi prvog tranzistora smanjuje se pojačanje toga tranzistora, a time i pad napona na kolektorskom otporniku od 3 kil. Pri jakom signalu napon na kolektoru postaje negativniji od napona kolektora miješalice, pa dioda postaje vodljiva i prigušuje prvi MF transformator, te se na taj način provodi indirektno reguliranje. Napon za reguliranje dobiva se iz demodulatora u kome radi drugi dioda D2. Da bi demodulator radio bez izobličenja i pri malim signa lima potrebno je da kroz demodulatorsku diodu prolazi neka mala struja u propusnom smjeru, a ta se namješta potenciometrom od 0,5 Mii. S tim potenciometrbm se istovremeno namješta i potreban prednapon za bazu prvog tranzistora. Vrijednost radnog otpora demodulatora jest 10 kn, a iste je vri­ jednosti i potenciometar za reguliranje glasnoće. Spoj se može izvesti i tako da potenciometar bude ujedno i radni otpor demodulatora, no u takvom su spoju pri okretanju potenciometra šumovi znatno veći. 68

Podaci o MF tranformatorima dani su na slici. Veza između pri­ marnog i sekundarnog namota treba da je što Čvršća. Da se smanji prigušenje titrajnih krugova kolektori tranzistora priključeni su tako-

đer na izvode primarnih namota. Trimeri između oba stupnja služe za neutraliziranje, ukoliko bi ono bilo potrebno. Novijim tipovima tranzistora neutraliziranje u većini slučajeva uopće nije potrebno. Tranzistori su AF 126, a diode AA111.

MEĐUFREKVENTNO POJAČALO S KERAMIČKIM MF FILTROM

Američka tvornica Clevite i njemačka Intermetall proizvode piezoelektričke fíltre na bazi keramike, koji su u odnosu na klasične kvarcne filtre jeftiniji, a po osobinama naročito prikladni za upotrebu u tranzistorskim prijemnicima. Zaštićeni naziv tih keramičkih filtara jest transfilter, a mogu se nabaviti u svim zapadnoevropskim zemljama, štoviše, takvi filtri se proizvode i u Demokratskoj Republici Njema­ čkoj, te će tako njihova upotreba uskoro biti još raširenija. 69

Osnov takvog filtra jest keramički materijal u obliku kružne plo­ čice, poznat pod nazivom PZT (PbO, ZrO¡, TiO). Keramička pločica smještena je u kućište od najlona, koje ga čuva od vanjskih utjecaja. U odnosu na LC fíltre, prednost je transfiltera u tome što im je faktor dobrote relativno velik, a pri malim dimenzijama i težini postiže se velika električka i mehanička stabilnost. U odnosu na normalne filtarske kvárcove transfilteri imaju znatno niže impedancije, zbog čega su vrlo prikladni za upotrebu u stupnjevima sa tranzistorima, a izvode se s rezonantnim frekvencijama 455, 465 i 500 kHz (Clevite), te sa 465 i 472 kHz (Ist. Njemačka). U planu je i proizvodnja filtara s frekven­ cijom od 53 i 10,7 MHz, dakle za međufrekventne stupnjeve FM pri­ jemnika. Filtri se izvode dvopolni i tropolni (slika 2-26). Dvopolni filtar

SI. 2 — 26. Prikaz načina djelovanja, simbola i dimenzija dvopolnog i tropolnog piezoelektričnog keramičkog filtra tvrtke Clevite. nazvan transfilter

ima karakteristiku serijskog ti trajnog kruga, pri rezonatnoj frekven­ ciji ima dakle vrlo malen prividni otpor. Tropolni filtar djeluje kao l>ojasni filtar, pa se i upotrebljava umjesto njega. Princip njegova funkcioniranja vidi se na slici. Na ulazne elektrode dovodi se signal određene frekvencije, koji može sadržavati i primjesu drugih frekvencija, no mehaničke oscilacije keramičke pločice uzroko­ vat će međutim samo ona frekvencija za koju je transfilter predviđen. 70

Evo podataka o nekoliko tipova transfiltera (Clevite):

Tip

TF-01A TF-01B TF-01C TO-01A TO-OIB TO-OIC TO-02A TO-02B TO-02C

Radna rezonant­ na frek­ vencija (kHz)

Širina pojasa za 6 dB (kHz)

455 ± f 465 ±2 500 ± 2 455 ± 2 465 ± 2 500 ± 2 457 ± 1 465 ± 1 500 ± 1

25 ±7 25,5 ± 7 27,5 ± 7,5 25 ±7 25,5 ± 7 27,5 ± 7,5 11,5 ± 7 11,6 ± 7 12,5 ± 7,5

Rezonant­ ni otpor tfl)

Ulazna impedancija (kn>

__

Izlazna impedancija (kn>

_

< 15 < 15 < 15

—

—

2

9,3

—

2 2 2,2 — 15 3,9 — 15 3,9 — 15

0,3 0.3 0,69 — 3 0,68 — 3 0,60 — 3

— —

— —

—

— —

Na izlaznim priključnicama dobiva se dakle kao posljedica piezoelektričkog efekta samo signal koji je jednak rezonantnoj frekvenciji, širina pojasa dvopolnog filtra jest oko 25 ±7 kHz, a tropolnog isto toliko, ili pak 11,5±7 kHz, ako je drugačije izveden (veći ulazni i izla­ zni kapaciteti i otpori transfiltera). Prema tome takvi keramički filtri mogu u potpunosti zamijeniti uobičajene međufrekventne LC filtre.

SI. 2—27. Shema spoja MF pojačala s piezoelektrićnim keramičkim filtrom

U Njemačkoj Demokratskoj Republici takve filtre proizvodi tvrtka KWH, i to za 455 kHz tri tipa: SPF 445-9, SPF455A-6, SPF455B*. koji se međusobno razlikuju po selekciji. Tipovi SPF 500 C14 i SPF 450 D 10 71

predviđeni su za specijalne prijemnike, prvi za MF od 500 kHz, a drugi za 450 kHz. U posljednje su vrijeme najrašireniji i po cijeni najpovoljniji MF keramički filtri tvrtke Murata. Primjer spoja za MF stupanj normalnog AM prijemnika prikazan je na slici 2-27. Iza ovog stupnja može slijediti još jedan takav, ako se želi postići veća selektivnost. Ona se može povećati i tako da se pa­ ralelno emiterskim otpornicima tranzistora priključe dvopolni transfilteri odgovarajuće frekvencije. Ako se kao četveropolni filtar upo­ trijebi tip TO-02B (Clevite), onda dvopolni filtar treba da bude TF-01B (Clevite). Tranzistori su AF 261.

MEĐUFREKVENTNO POJAČALO ZA 10,7 MHz

FM međufrekventno pojačalo za 10,7 MHz može se izraditi na dva načina: s tranzistorima u spoju baze ili u spoju emitera. Oba primjera se vide na slikama 2-28 i 2-29. Upotrebljeni su pojasni filtri, a da se spriječe eventualne neželjene oscilacije MF stupnja predviđeni su po-

SI. 2-28. Shema spoja MF pojačala la FM od 10,7 MHz; tranzistori su u spoju sa zajcdničkom bazom 72

sebni namoti za neutraliziranje, a i napon za napajanje filtriran. Uzemljen je negativni pol baterije, a osim toga ske krugove su umetnuti prigušni otpornici od 200 do 250 pojačala daju uglavnom jednake rezultate, jedino je u spoju nešto teže podesiti neutralizaciju.

posebno je u kolektorii. Oba tipa emiterskom

SI. 2—29. Shema spoja MF pojačala za FM od 10,7 MHz; tranzistori su u spoju sa za­ jedničkim emiterom

U prvom slučaju, tj. u spoju baze, MF signali se dovode na emitere tranzistora, a u drugom na njihove baze. U spoju baze je neutralizi­ ranje izvedeno samo preko kondenzatora od 5 pF, dok je u emiterskom spoju izvedeno sa ftC-članovima. Novijim tipovima tranzistora neutra­ liziranje uglavnom nije potrebno, no ako bi ipak došlo do osciliranja MF stupnja treba to najprije pokušati ukloniti boljim filtriranjem po­ gonskog napona, a ne postignu li se zadovoljavajući rezultati, valja upotrijebiti neutralizaciju. Pri izvedbi pojačala treba MF transformatore oklopiti da ne dođe do međusobnog utjecaja. Vrijednosti otpornika u oba su slučaja iste. Podaci o MF transformatorima i prigušnicama dani su na slikama. Metalna kućišta tranzistora treba uzemljiti, tj. spojiti sa šasijom. Za pogonski napon ovdje vrijede napomene dane uz UKV tjuner. Tranzistori su AF 126. \ 73

KOMBINIRANO MF POJAČALO ZA 455 kHz/10,7 MHz

Kod prijemnika za AM i FM, međufrekventno pojačalo se izvodi kombinirano za obje međufrekvencije. U primjeru na slici 2-30 upotrebljena su dva tranzistora. Prvi od njih radi kao prvo MF pojačalo za 455 kHz, a kao drugo MF pojačalo za 10,7 MHz, dok drugi radi kao pogonski stupanj za diskriminator, odnosno kao drugo MF pojačalo za 455 kHz. Oba tranzistora rade u emiterskom spoju.

Prvi tranzistor dobiva kod AM napon za reguliranje, a potenciometrom od 0,5 Mil namješta se potreban prednapon demodulatorske diode i baze prvog tranzistora. Kod FM ovaj tranzistor ima stalni prednapon. Dioda Dl služi za indirektno reguliranje, onako kako je opisano pri MF pojačalu za 455 kHz (str. 68). Drugi MF transforma­ tori su i na primarnoj i na sekundarnoj strani spojeni u seriju. Treći MF transformatori spojeni su u seriju samo na primarnoj strani. AM demodulator spojen je normalno, a FM demodulator radi kao fazni 74

diskriminator s diodnim parom D3/D4. Vidimo da je i ovdje potreban jedan kontakt preklopke AM-FM da bi se NF napon uzeo iz jednog ili drugog demodulatora. S obzirom na UKV područje i ovdje je uzemljen negativni pol ba­ terije. Kako su titrajni krugovi MF transformatora spojeni u seriju, kapacitet kondenzatora drugog i trećeg AM transformatora nešto je manji. Ako je potrebno i ovdje se može provesti neutraliziranje sa RC ele­ mentima, kako je ranije opisano. Umjesto faznog diskriminatora može se upotrijebiti i ratio-detektor opisan na str. 77, a umjesto navedenih tranzistora i dioda mogu se, naravno, upotrijebiti i drugi odgovarajući tranzistori i diode. MF transformatori se mogu izvesti ili u zajedničkim ili u odvojenim metalnim oklopima. Poželjno je da se filtriranje pogonskog napona izvede kao kod opisanog MF pojačala za 10,7 MHz, da bi se što više smanjila mogućnost osciliranja MF stupnja. Vrijednost potenciometra za NF reguliranje može i ovdje biti 10 kil. Pogonski napon može iznositi od 4,5 do 7,5 V. Tranzistori TI i T2 su AF 126, diode Dl = D2 = AA 111, D3, D4 = = 2-AA112. AM/FM MEĐUFREKVENTNO POJAČALO S KERAMIČKIM MF FILTROM

Keramički MF filtar* može se uspješno upotrijebiti i u kombini­ ranim tranzistorskim AM/FM prijemnicima, a primjer takve upotrebe prikazan je na slici 2-31. U takvom tipičnom stupnju za MF pojačanje uz normalni UKV-MF pojasni filtar, koji se sastoji od dva LC-kruga, spojen je još i keramički tropolni filtar i to bez ikakva prekapčanja pri pojedinim vrstama prijema. Kad se prima AM signal, MF pojasni filtar ne predstavlja naime nikakav rezonantni otpor, dok je keramički filtar zbog svojih velikih ulaznih i izlaznih kapaciteta pri FM prijemu kratak spoj, odnosno uzemljenje za VF signal. Daljnje povećanje selektivnosti pri AM pri­ jemu moglo bi se, kao i u prethodnom slučaju, postići tako da se umjesto kondenzatora za premoštenje emiterskog otpornika upotrijebi transfilter TF-01B. Moguće-je dapače takav transfilter fiksno spojiti paralelno emiterskom otporniku, a paralelno njemu još i kondenzator od 20 nF sa serijski spojenim prekidačem. Kad je prekidač otvoren onda djeluje transfilter i dobiva se veća selektivnost. Zatvaranjem prekidača kondenzator sprečava djelovanje transfiltera, zbog čega se mijenja selektivnost, a u vezi s time i boja tona primanih signala. * O keramičkom filtru vidi na str. 70.

75

Ako se međufrekventni pojasni filtar za FM područje želi izvesti u samogradnji, mogu se koristiti podaci sa sheme spoja MF pojačala na slici 2-29. Tranzistori TI i T2 su AF 126.

SI. 2—JI. Shema spoja MF pojačala za AM i FM; za AM je umjesto titrajnog kruga upotrijebljen piezoelektrični kera­ mički filter

MEĐUFREKVENTNI STUPANJ S KERAMIČKIM FILTROM I DEMODULATORSKI STUPANJ

Spoj prema slici 2-32, u odnosu na prikazane spojeve s transfilterima nije ništo nova, već samo još jedno od mogućih rješenja. Međufrekventni signal pojačava se tranzistorom i to aperiodički, budući da se u kolektorskom krugu nalazi omski radni otpornik. Izvje-

SI. 2—32. Shema spoja MF pojačala s piezoelektričnim keramičkim filtrom umjesto titrajnog kruga te s demodulatorskim stupnjem za udvostruči van je napona

76

sno poboljšanje selektivnosti postiže se međutim i u ovome stupnju i to pomoću transfiltera koji se može prema potrebi i iskopčati, no treba mu paralelno priključiti kondenzator od 47 nF. Pojačani signal vodi se iz anodnog kruga demodulatorskim dio­ dama koje su spojene spojem za udvostručivanje napona, čime se osi­ gurava dovoljno velik regulacijski napon za automatsku promjenu pojačanja, ukoliko bi on bio potreban za prethodne MF stupnjeve. Taj regulacijski napon uzima se s gornjega kraja potenciometra od 10 kn. Tranzistor T je AF261, a Dl - D2 - - AA 111.

OMJERNI DETEKTOR (RATIO-DETEKTOR)

Demodulator za FM-međufrekvenciju od 10,7 MHz može se načiniti kao omjerni detektor (ratio-detektor) ili kao fazni diskriminator. Iz­ vedbu ratio-detektora vidimo na slici 2—33. U pogonskom stupnju

(drajveru) radi tranzistor u spoju sa zajedničkom bazom, a u ratio-detektoru diodni par. Podaci o izradi MF transformatora dani su na 77

slici. Međutim pogonski stupanj može raditi i u cmiterskom spoju, prema varijanti na istoj slici. Demodulator je ovdje izveden (u odnosu na masu) potpuno sime­ trično, ali ima i drugih izvedaba. Mnoge tvornice preporučuju da se svi krugovi ugode na maksimum otklona indikatorskog instrumenta (elektronički voltmetar), priključenog na krajeve elektrolitskog kon­ denzatora spojenog paralelno otpornicima od 20 kfi. Ugađati se može međutim i tako da se svi krugovi, osim sekundara demodulatora, ugode na maksimum, a taj sekundar se ugodi na nulu koju treba da pokaže indikator priključen jednim krajem na srednju točku otpornika od 20 kn, a drugim na masu. U amaterskoj izvedbi ovog demodulatora može se desiti da se maksimalno potiskivanje AM ne poklapa s nultim položajem ugađanja sekundara demodulatora. Tada simetriranje treba provesti potenciometrom od 3 kn, uz istovremenu akustičku kontrolu potiskivanja AM, tj. potenciometar za NF reguliranje treba okrenuti do maksimuma; sig­ nal iz signal-generatora treba da je bez modulacije, ili s malom AM. Pogonski napon ne mora biti posebno filtriran, već se može uzeti s iste točke napajanja s koje se uzima za prvo NF pojačalo. Pogonski napon može biti od 6 do 7,5 V. Potenciometar za reguliranje NF može i ovdje imati vrijednost 10 kn. Tranzistori su AF 126, a diode Dl, D2 su 2-AA 112.

FAZNI DISKRIMINATOR

Drugi tip FM demodulatora jest tzv. fazni diskriminator, koji se u tranzistorskim prijemnicima upotrebljava često. Razlika između ratio-detektora i faznog diskriminatora u tome je što fazni diskriminator daje dvostruko veći NF napon, ali mu je mnogo lošije potiskivanje AM.

78

Na slikama 2-34 i 2-35 prikazane su dvije varijante tog diskriminatora i to prva s kapacitivnom, a druga s induktivnom vezom između primara i sekundara diskriminatorskog transformatora. U oba slučaja je diskriminator asimetričan u odnosu na masu. Pogonski stupanj može i ovdje raditi u spoju baze ili emitera prema podacima danim za ratio-detektor na slici 2-33. Fazni diskri­ minator ugađa se isto kao i ratio-detektor, s tom razlikom da se indi­ kator za nul-točku spaja paralelno Otporniku od 22 kn.

Zbog simetriranja diskriminatora može se i ovdje umetnuti potenciometar od 3.kn ili se mogu korigirati vrijednosti otpornika od 45 kn. Pri upotrebi drugih tranzistora i dioda ili pogonskog napona itd. vrijede svi podaci dani uz ratio-detektor. Izbor jednog ili drugog demodulatora ovisi o materijalu kojim raspolažemo, o broju stupnjeva NF pojačala, željenoj kvaliteti prijema itd. U spoju prema slici 2-34 vrijede isti podaci za zavojnice kao za ratio-detektor prema slici 2-33, dok su podaci za spoj prema slici 2-35 dani kraj nje. Diode Dl, D2 su 2 -AA112.

STEREODEKODER (I)

Otkako su jugoslavenske radio-stanice uvele povremene ili stalne stereoemisije, naglo je porastao interes za samogradnju stereodeko79

dera pomoću kojih se multipleksni (kodirani) stereosignal muzo pretvoriti u dva signala, tzv. lijevi i desni kanal. To je, naravno, samo dodatna jedinica koja se umeće između MF i NF dijela radio-prijcmnika. NF dio prijemnika treba već od prije da ima dva NF kanala, a ako to nema, onda se treba izraditi još jedno NF pojačalo sa -'lič­ nim karakteristikama kao prvo.

Jednostavan stereodekoder može se načiniti prema slici 2-36, a radi na principu sinhronizacije oscilatora za 19kHz. Prvi tranzistor (TI) 80

radi kao pojačalo u emiterskom spoju za pilotsku frekvenciju od 19 kHz i u kolektorskom spoju za stereosignal, dok drugi tranzistor (77) radi kao oscilator na frekvenciji od 19 kHz. Taj je oscilator sinhroniziran s pilotskim signalom pojačanim prvim tranzistorom. U kolektorskom je krugu drugog tranzistora titrajni krug za 38 kHz, pa se tako ponovno dobiva noseća frekvencija od 38 kHz. Ta se fre­ kvencija zajedno sa stereosignalom dovodi demodulatoru u kojem rade diode Dl i D2, pa se vršnom demodulacijom anvelope stereosignala dobiva lijevi i desni NF kanal. Podaci o zavojnicama navode se u slici. Upotrijebljeni poluvodiči: TI = T2 = AC 540, Dl = D2 = AA 121. STEREODEKODER (II)

Kvalitetniji stereodekoder prikazuje slika 2-37. na str. 82. On radi na principu direktne regeneracije stereosignala, zapravo točnije rečeno regeneracijom noseće frekvencije. Prvi tranzistor služi za razdvajanje pilotske frekvencije od 19 kHz i stereosignala, jednako kao i u prethod­ nom primjeru. Pojačani pilotski signal vodi se na drugi tranzistor, koji radi u spoju baze, kako bi se dobilo veće pojačanje i zadržala faza signala, a u kolektorskom krugu također se nalazi krug za 19 kHz. Međutim, taj se napon ispravlja dvjema diodama, Dl i D2, pa se zbog punovalnog ispravljanja dobiva dvostruka frekvencija, tj. 38 kHz. Za­ vojnica L4 služi za faznu korekciju i za filtriranje ostataka od 19 kHz, jer ona zajedno s kondenzatorom od 10 nF tvori serijski titrajni krug za 19 kHz. U kolektorskom krugu trećeg tranzistora dobiva se poja­ čani signal od 38 kHz koji se vodi na prstenasti demodulator sa četiri diode (D 3 . . . D 6 ). Na taj se demodulator dovodi i stereosignal iz kruga prvog tranzistora, te se nakon demodulacije dobiva lijevi i desni NF kanal. Na takav se stereodekoder može priključiti i indikator stereoprijema, jer se signal od 38 kHz dobiva samo kad se stvarno prima pilotska frekvencija od 19 kHz. Indikator se ne može priključiti na dekoder kakav je na slici 2-36, jer njegov oscilator radi trajno, bez obzira na prijem pilotske frekvencije. Potenciometrima P1 i P2 u kolektorskom krugu prvog tranzistora kompenzira se lijevi i desni signal da bi se njihovo međusobno pre­ slušavanje smanjilo na najmanju mjeru. Potenciometrom P3 namješta se ispravna radna točka trećeg tranzistora da bi se dobio što isprav­ ni j i oblik napona frekvencije od 38 kHz. Upotrijebljeni poluvodiči: 77 = T2 — T3 = AF 260, Dl = D2 = = D3 = D4 = D5 = D6 = AA 121. 6 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

SI

INDIKATOR STEREOPRIJEMA

Shema spoja jednostavnog indikatora stereoprijema vidi se na slici 2-38. Signal od 38 kHz ispravlja se diodom i vodi na bazu tranzi­ stora TI koji je s tranzistorom T2 spojen kao istosmjerno pojačalo.

SI. 2—38. Shema spoja indikatora stereosignala uz dekoder prema slici 2—37

U zajedničkom koiektorskom krugu nalazi se žaruljica koja svijetli kad se prima stereosignal. Emiterski otpornik od 47 fi služi za ograni­ čenje struje drugog tranzistora. Upotrijebljeni poluvodiči: TI = AC 540, T2 = AC 550, D = AA 131. Stereodekoderi se mogu vrlo elegentno izraditi uz pomoć posebno za to predviđenih integriranih sklopova raznih proizvođača. Takvi su spojevi opi­ sani u prvoj i drugoj knjizi SPOJEVI S INTEGRIRANIM SKLOPOVIMA.

83

Niskofrekventna pojačala JEDNOSTAVNA NF POJAČALA ZA SLUŠALICE Na slikama 3-1, 3-2 i 3-3 prikazano je nekoliko jednostavnih NF po­ jačala predviđenih za pogon visokoomskih slušalica. Na slici 3-1 takvo

SI. 3—1. Shema spoja jednostavnog NF pojačala za slušalice s fiksnim pred naponom baze

SI. 3—2. Shema spoja jednostavnog pojačala za slušalice s potenciometarskim dobivanjem napona baze

SI. 3—3. Shema spoja jednostavnog NF pojačala s transformatorskom vezom

pojačalo radi sa stalnim prednaponom baze. Slušalice su uključene di-

i'ektno u kolektorski krug, a NF napon se na bazu priključuje preko elektrolitskog kondenzatora. 85

U narednom primjeru (slika 3-2) se, ovisno o veličini pogonskog napona, može namjestiti najpovoljnija radna točka tranzistora. Ako je veza s prethodnim stupnjem transformatorska, spoj se može izvesti prema slici 3-3, gdje je potenciometrom od 0,1 Mil također po­ trebno namjestiti najpovoljniju radnu točku tranzistora. U ovakvim pojačalima mogu jednako dobro raditi i razni drugi slični tranzistori (vidi napomene na kraju knjige). Podaci o izradi NF transformatora 4 : 1 nalaze se na str. 54. Tranzistor T je AC 540 (si. 3-1), odn. AC 550 na slikama 3-2 i 3-3.

DVOSTZFENG NF POJAČALO ZA SLUŠALICE

Ukoliko bi jednostepeno pojačalo bilo nedovoljno za pogon sluša­ lica, može 'se veoma jednostavno načiniti dvostepeno pojačalo s dva jednaka tranzistora. Upotrebljena je RC-veza između stupnjeva pa uz upotrebu minijaturnih dijelova čitavo pojačalo može biti veoma malih dimenzija. Pogonski napon nije kritičan, pa može varirati od 4,5... 9 V. S ovakvim dvostepenim pojačalom može se postići pojačanje od oko 100 puta, a i bez posebno poduzetih mjera predostrožnosti za sta-

■9V

SI. 3—4. Shema spoja dvostepenog NF pojačala

biliziranje radne točke postiže se normalno funkcioniranje pri uobiča­ jenim temperaturama okoline ( + 10...+40 ®C). Ukoliko se za drugi tranzistor upotrebi neki izlazni tranzistor, prednapon baze bolje je namjestiti potenciometrom, kao na slikama 3-2 ili 3-3 a ne direktno preko otpornika priključenog na minus pol napona napajanja. Tranzistori TI i T2 su AC 541. 86

NISKOFREKVENTNO POJAČALO SNAGE 250 mW

Shema spoja kompletnog niskofrekventnog pojačala s pogonskim stupnjem (drajverom) i izlaznim protufaznim stupnjem vidi se na slici 3-5. Tranzistor 77 radi kao pogonski stupanj, a okretanje faze

za izlazni stupanj vrši se transformatorom. Potenciometarski spoj ot­ pornika za dobivanje prednapona baze tranzistora TI izabran je tako da kolektorska struja iznosi oko 3 mA pri naponu od 9 V. Slično je i sa potenciometarskim spojem otpornika za prednapon baza izlaznih tranzistora, gdje je struja kolektora obaju tranzistora također 3 mA kada nema signala na ulazu pojačala. Umjesto otpornika od 4,7 kfl može se uzeti potenciometar od 10 kil, kojim se onda namješta struja mirovanja izlaznih tranzistora u iznosu od 3 mA. Prijenosni omjer izlaznog transformatora predviđen je za zvučnik od 5 n. Da bi se kod transformatora, osim istog broja zavoja, postigao i isti omski otpor simetričnih namota, namata se na poseban način, 87

kako je prikazano na slici. Jedan namot naime na s^kundaru Tr.J od­ nosno na primaru Tr.2, podijeljen je na dva dijela, a između njih se nalazi cijeli drugi simetrični namot, pa je tako praktički postignut go­ tovo potpuno jednak omski otpor obaju namota. Serijski spoj kondenzatora od 0,1 p.F 1 otpornika od 250 n služi za korekciju frekvencijske karakteristike. Ako se želi postići navedena izlazna snaga onda izlazne tranzistore treba svakako montirati na ras­ hladnu plohu, za što može poslužiti npr. aluminijska pločica debljine 1 do 1,5 mm, površine otprilike 15 do 20 cm2. Nakon izrade pojačala treba svakako kontrolirati veličinu kolektorske struje pri maksimalnom signalu i posve novoj bateriji, tj. pri punom naponu od 9 V. Ovo je potrebno zbog sprečavanja eventualne temperaturne reakcije, radi koje može nastati pregrijavanje i uništenje tranzistora. Ako vrijednost struje prijeđe dopušteni iznos, treba pove­ ćati vrijednost emiterskog otpornika. Još bolje je rješenje paralelno spajanje NTK-otpomika od 130 ii s otpornikom od 100 ft. Tranzistor TI = AC 540, a T2 i T3 su AC 550. NISKOFREKVENTNA POJAČALA SNAGE U KLASI A

Niskofrekventna pojačala kojima u izlaznom stupnju radi samo jedan tranzistor, dakle u klasi A, rijetko se upotrebljavaju, jer je

struja mirovanja velika. Da bi se ta struja smanjila, obično se podu­ zimaju mjere koje se nazivaju »štedni spoj«. S obzirom na rjeđu upo­ trebu takvih pojačala, odabrali smo samo dva spoja, jedan za visoki 88

pogonski napon od 60 V, dakle za pogon iz mreže preko ispravljača, 1 drugi za pogon iz baterije od 6 ili 9 V. Kako u prvoga potrošak nije važan, nije ništa učinjeno, zbog prikladnosti, da se smanji potrošak struje mirovanja, dakle kad se pojačalu ne dovodi nikakav signal. Shema je vrlo jednostavna (si. 3-6) jer je u izlaznom stupnju samo jedan snažan tranzistor, 2 N 3055. Potenciometrom P2 struja mirovanja (/„) tranzistora T3 namjesti se na 80 ... 90 mA. Tranzistori su: TI = BC 235 A, T2 = BC 219, T3 = 2 N 3055. Sto se tiče potroška NF pojačali snage koja rade u klasi A, najekonomičnija su ona u tzv. štednom spoju, u kojih se radna točka izlaznog tranzistora pomiče automatski tako da onda kad na ulazu nema signala kroz tranzistor teče samo neka mala struja u iznosu od 2 do 5% struje pri punom pobuđenju. Nailaskom signala ta se radna točka pomiče prema normalnoj radnoj točki dodatnim prednaponom koji se dobiva ispravljanjem izlaznog NF signala. Važno je spomenuti da taj dodatni prednapon djeluje nasuprot prednaponu kojim je radna točka tranzistora pomaknuta u područje u kojem tranzistor uzima iz pojnog izvora samo neku malu struju.

SI. 1—7. Shema spoja NF pojaćala u {leđnom spo­ ju, Izlazne snage 0,5 i 2 Vi

Takav »štedni spoj« prikazuje slika 3-7. Prvi je tranzistor TI (AC 540) spojen kao normalni stupanj za NF pretpojačanje, dok izlazni tranzistor T2 (AC 550) ima klizni prednapon koji daje dioda D. Treba izabrati takvu diodu koja ima što manji nutarnji otpor, a takve su 89

npr. diode sa zlatnom točkom iz serije AAZ, npr. AAZ20. Za tu se svrhu koji put u tvorničkim uređajima upotrebljava umjesto diode neki izlazni tranzistor manje snage, i to samo njegova diodna dionica kolektor-baza, dok emiter ostaje neiskorišten. Potenciometarski spoj otpornika R2 i R3 daje bazi izlaznog tran­ zistora početni pređnapon koji određuje struju mirovanja. Izlazna snaga,. radna struja i struja mirovanja ovise o odabranom pojnom naponu što se može odrediti iz slijedeće tablice: Tranzistor T2 AC 550 AC 553 OC 26 OC 26

1c (mA) min. 5 5 10 20

maks. 200 300 350 500

V'

--------------- 1 RJ

(V)


6 6 6 9

200 300

___________

R2

(kn) 1

—,

2

1 1

Ni,i (W) 0,5 0,7 1.0 2.0

_____________

Prijenosni omjer izlaznog transformatora treba prilagoditi izlaz­ nom tranzistoru, pa je zato najbolje na sekundarnom namotu načiniti nekoliko izvoda i pokusom odrediti najpovoljniji priključak. PODACI O TRANSFORMATORIMA

Tr. 1. (Jezgra M42 x 15)

ni — 1800 zav. 0,14 mm 0 CuL. n2 = 105 zav. 0,25 mm 0 CuL. Tr. 2. (Jezgra EI 48 X 17 ili M52 X 15) n3 = 280 zav. 0,25 mm 0 CuL. n4 = 160 zav. 0,50 mm 0 CuL.

NF POJAČALO 2 I 3 W

Pri izvedbi prijemnika za UKV područje ili za dobru reproduk­ ciju gramofonskih ploča i slično poželjno je da imamo kvalitetno NF pojačalo. Ovakvo pojačalo s tranzistorima može se izvesti prema slici 3-8. Pojačalo se sastoji od NF pretpojačala s tranzistorom TI, pogonskog stupnja s tranzistorom T2 i izlaznog protufaznog stupnja s tranzistorskim parom T3, T4. Na shemi pojačala navedeni su po­ daci pri pogonskom naponu od 9V, kada je maksimalna izlazna snaga 2 W i za napon od 12 V, pri kojemu je izlazna snaga 3 W. Na ulazu pojačala nalazi se, osim regulatora glasnoće, i sklop za frekvencijsku korekciju kojim se mogu isticati ili potisnuti basovi (£), odnosno vi­ soki tonovi (V). Na pretpojačalo je doveden i napon s izlaznog stupnja da bi se po­ stigla negativna reakcija (preko otpornika od 270 kit). Pri tome treba 90

paziti na koji će se kolektor izlaznih tranzistora taj otpornik priklju­ čiti, da ne dođe do pozitivne reakcije (tonski oscilator!). Okretanje faze napona za protufazni stupanj vrši se transformatorom Tr.l. Prednapon baza izlaznih tranzistora treba tako namjestiti trim-potenciometrom od 2 kil, da struja mirovanja kolektora za oba izlazna tranzistora bude 20 mA. Taj prednapon je stabiliziran NTK otporni­ kom od 40 n. Izlazni transformator je izveden kao autotransformator, pa kad se priključi zvučnik valja pripaziti da koji kraj titrajne zavoj­ nice ne bude spojen s masom zvučnika.

SI. 3—8. Shema spoja kvalitetnog NF pojačala snage 2 ili 3 W ovisno o pogonskom na­ ponu. Vrijednosti u zagradama odnose se na napon l/p = 12 V

Podaci o transformatorima dani su u posebnoj tablici. Transfor­ matori se mogu namotati na dva načina: varijanta 1 s bifilamim namatanjem dolazi u obzir ako tijelo za namatanje ima stranice. Ako se mota na tijelo bez stranica povoljnija je varijanta 2, gdje se jedan od simetričnih namota mota u dva dijela, između kojih se nalazi drugi simetričan namot. Na taj način je postignut gotovo potpuno jednak omski otpor za oba simetrična namota. Podaci o transformatorima također su dani za oba pogonska na­ pona, tj. za 9 i 12 V. Tranzistori su: TI = AC 540, T2 = AC 550, T3 = T4 = AD 431. 91

PODACI O TRANSFORMATORIMA

Skica za izradu namota transformatora ako se namata na tijelo sa stranicama 2W Tr. 1 ni — 940 zav. 0,12 CuL »li - ni — 105 zav. 0,18 CuL n3 - 210 zav. 0,18 CuL Tr. 2 ni *> n3 — 20 zav. 0,7 CuL nj = 40 zav. 0,7 CuL n4 = n6 = 47 zav. 0,45 Cul. nS = 94 zav. 0,45 CuL

3W 1300 zav. 0,1 CuL 105 zav. 0,18 CuL 210 zav. 0,18 CuL 20 zav. 0,7 CuL 40 zav. 0,7 CuL 54 zav. 0,45 CuL 109 zav. 0,45 CuL

4J - 0,9 . . . 1 cm (M30) Q - 1,7 . . . 2 cm1 (M42)

Skica za izradu namota transformatora ako se namata na tijelo bez stranica (C — C su priključci kolektora tranzistora)

NF POJAČALO SNAGE i W BEZ IZLAZNOG TRANSFOR­ MATORA (I)

Kvalitetno NF pojačalo, relativno dosta velike izlazne snage za pri­ jenosne prijemnike, može se načiniti prema shemi na slici 3-9. Poja­ čalo je izvedeno bez izlaznog transformatora, jer zvučnik je priključen na srednju točku dva u seriju spojena tranzistora. Tako su izbjegnuta izobličenja koja uzrokuje upotreba izlaznog transformatora. Pretpojačalo je spojeno normalno, a radi kao pogonski stupanj za izlazno pojačalo. Izmienični naponi za baze izlaznih tranzistora treba 92

da budu protufazni, što se postiže s transformatorom. Osim toga se­ kundarni namoti treba da budu odvojeni, jer baze izlaznih tranzistora imaju različite istosmjerne potencijale. S obzirom na serijski spoj izlaznih tranzistora svaki od njih radi s pola pogonskog napona od ostalog dijela pojačala, odnosno prijem-

Sl. 3—9. Shema spoja NF pojačala snage 1 W, bez iz­ laznog transformatora

nika ispred njega. Otpor zvučnika treba da je 5 do 6 puta veći od otpora normalnih zvučnika koji se priključuju preko izlaznog trans­ formatora, dakle oko 25... 30 ii. Pri izvedbi pojačala treba paziti na to da preklopka za uključenje baterije bude dvostruka, jer treba da prekine dva od tri priključka. Za sprečavanje eventualne temperaturne reakcije, u emiterskim vodovima izlaznih tranzistora nalaze se otpornici od 2 ii. Zbog stabiliziranja pogonskog napona i zbog sprečavanja eventu­ alne neželjene reakcije priključci za baterije blokirani su elektrolitskim kondenzatorima od 100 pF. Oba izlazna tranzistora treba monti­ rati na zajedničku pločicu za hlađenje (npr. aluminijska pločica 1 x 50 X 60 mm ili slično). Tranzistori su: TI = AC 540, T2 = T3 — AC 553. PODACI O TRANSFORMATORU Presjek jezgre: 1 ... 1,5 cm2 ni = 2 300 zav. žice 0,07 mm 0 CuL nZ = n3 — 380 zav. žice 0,13 mm 0 CuL Namoti nZ 1 n3 motaju se blfllarno

93

NF POJAČALO SNAGE 0,2/0,5 W BEZ IZLAZNOG TRANSFORMATORA (II)

Još jedan primjer izlaznog pojačala bez izlaznog transformatora prikazan je na slici 3-10. Kod ovog pojačala je upotrebljen samo jedan izvor napajanja, ali je zato zvučnik priključen preko elektrolitskog kon­ denzatora velikog kapaciteta. Kako baterija nema srednjeg izvoda, zbog

SI. 3-—10. Shema spoja NF pojačala snage 0,2 ili 0,5 W, bez izlaznog trans­ formatora

veće stabilnosti u radu otpornici za prednapon baza imaju manje vri­ jednosti od onih prethodnih, jer se time postiže veća poprečna struja. Izlazna snaga iznosi približno 0,5 W pri pogonskom naponu od 9 V, a 0,2 W pri pogonskom naponu od 6 V. Zbog nešto drugačije radne točke pogonskog tranzistora, prijenosni omjer ulaznog transformatora također se donekle razlikuje od onoga u prethodnom primjeru. Tranzistori su: TI = AC 550, T2 = T3 = AC 555. PODACI O TRANSFORMATORU Jezgra: M42/10 ni = 1400 zav. žice 0,13 0 CuL ni = 750 zav. žice 0,12 0 CuL ni — 750 zav. žice 0,12 0 CuL Nameti ni i ni motaju se blžiiamo

94

NF POJAČALA S KOMPLEMENTARNIM IZLAZNIM STUPNJEM

NF pojačalo i protufazni izlazni stupanj bez upotrebe transforma­ tora može se načiniti s komplementarnim tranzistorima, tj. s tranzistorskim parom u kojemu je jedan tranzistor PNP, a drugi NPN. Takvo pojačalo s izlaznom snagom od 1W vidi se na slici 3-11. Svi su upotrijebljeni tranzistori silicijevi i svi su tipa NPN, osim jed­ nog od izlaznih koji je tipa PNP. U pretpojačalu i pogonskom stupnju (drajveru) rade tranzistori BC235A, a izlazni je par sastavljen od BC219 i BC238. Veza je između pogonskog stupnja i izlaznog pari galvanska. Potenciometrom Pl namješta se ispravna radna točka pretpoja čala, a potenciometrom P2 namješta se napon baza izlaznih tranzi­ stora tako da u točki A bude točno polovina pogonskog napona. Dvije serijski spojene silicijeve diode BA100 (ili neke slične) osi­ guravaju naponsku razliku oko 1,2 V između baza izlaznih tranzistora; to je potrebno da se izobličenja pri malim signalima što više smanje.

SI. 3—11. Shema spoja NF pojačala bez ulaznog i izlaznog transformatora, s komple­ mentarnim tranzistorima (I)

Na slici 3-12 vidi se slično pojačalo, ali za izlaznu snagu od pri­ bližno 5 W. Izlazni par je ovdje AD 161/AD 162, a stabiliziranje njihovih radnih točaka osigurava otpornik NTK. Za to je pojačalo predviđena 95

upotreba normalnog zvučnika od 4... 5 ii. Izlazne tranzistore treba montirati na rashladnu ploču od aluminijskog lima debljine 1,5... 2 mm i površine 80... 100 cm2. Tranzistori TI i T2 su BC235A.

SI. 3—12. Shema spoja NF pojačala s komplementarnim tranzistorima, bez izlaznog

transformatora (II)

POJAČALO HI-FI 15 W

Niskofrekventno pojačalo sa svim tranzistorima od silicija i snaž­ nim izlaznim stupnjem može se načiniti prema slici 3-13. U pretpojačalu rade tranzistori TI i T2, u prvom pogonskom stupnju T3, u dru­ gom, kao protufazni pogonski stupanj, T4 i TS, te u izlaznom stupnju tranzistori T6 i T7. Potenciometrima P3 i P4 namješta se radna točka tranzistora pretpojačala, a sa P5 namješta se napon u točki A na iznos polovice pogonskog napona. Dvije serijski spojene diode Dl i D2 osiguravaju potrebnu naponsku razliku za baze komplementarnog pogonskog stup­ nja. Tzv. bootstrap-kondenzator C povećava pojačanje i učin pogon­ skog stupnja. Osim regulacije pojačanja sa Pl, pojačalo ima i regulaciju boje tona potenciometrom P2. 96

7 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

97

NF POJAČALO S INTEGRIRANIM SKLOPOM

Jednostavno, a kvalitetno niskofrekventno pojačalo izlazne snage približno 5W, odn. 3W, pri pojnom naponu od 12 V može se izvesti s linearnim integriranim sklopom—operacionim pojačalom TAA861 i komplementarnim izlaznim stupnjem prema shemi spoja na si. 3-14.

SI. 3—14.. Shema spoja NF pojačala bez transformatora i NF pretpojača­ lom s integriranim sklopom

Glasnoća se regulira potenciometrom P1 preko kojeg se ulazni sig­ nal vodi na ulaz IS-a ( + ). Reakcija se s izlaznog stupnja dovodi na invertirajući ulaz ( —). U izlaznom stupnju upotrijebljen je komplementarni tranzistorski par TI i T2 (AD161/AD162 za izlaznu snagu od 5 W, a AC 141/AC142 za izlaznu snagu od 3 W); silicijeva dioda D (npr. BA100) služi za dobivanje potrebne naponske razlike između baza tranzistora. Potenciometar P2 namješta se tako da struja mirovanja izlaznih tranzistora bude 8... 10 mA. Zvučnik je spojen između spojne točke obaju emitera i plus-pola pojnog napona, naravno preko kondenzatora kojem kapacitet može biti i veći od označenoga. Simetrični pojni istosmjerni napon za IS dobiva se potenčiometarski, pa nisu potrebna dva izvora napajanja kao npr. kod spoja na si. 4-25. Ako se želi dobiti veći ulazni otpor pojačala, treba povećati otpor ulaznog potenciometra na 1 MG, a vrijednosti otpornika RJ, R2 i R3 udvostručiti. 98

NF PRETPOJACALO SA DVA ULAZA

Često je potrebno miješati dva tonska signala, što se može veoma zgodno obaviti s tranzistorskim pretpojačalom. Postoji dosta načina manje-više pogodnih za miješanje signala. Jedan od njih je dovođenje dyaju signala na isti tranzistor, s time da se između baze tranzistora i kliznika potenciometra umetnu otpornici zbog smanjenja utjecaja rereguliranja jednog signala na drugi. Mnogo bolje rješenje je svakako upotreba dvaju tranzistora, a svaki se ulaz priključuje na svoju bazu. Takav je spoj odabran za predviđeno pretpojačalo i prikazan je na slici 3-15. Tranzistori su spojeni tako da imaju zajednički kolektorski 2208

i emiterski otpornik, a svaka baza je priključena na jedan potenciometar. Prema tome signali se miješaju na zajedničkom kolektorskom otporniku (u manjoj mjeri i na emiterskom), a okretanjem potencio­ metra jednog ulaza vrši se jedva zamjetljiv utjecaj na drugi ulaz. Na izlazu pojačala nalazi se sklop za izdizanje ili slabljenje visokih i niskih frekvencija, pa se frekvencijska karakteristika može namjestiti prema želji. Potrošak struje ovakvog sklopa minimalan je (ispod 1 mA). či­ tavo pretpojačalo može se izvesti veoma malih dimenzija, ukoliko ga se želi načiniti kao odvojenu jedinicu, ili ga se može ugraditi u sklopu nekog drugog pojačala, gdje je potrebno miješati dva signala. Pri izboru tranzistora za pretpojačalo valja odabrati one sa što manjim šumom, dakle sa što manjom l ceoTranzistori su: TI = T2= AC 540. 99

NF PRETPOJACALO S DVA ULAZA I REGULACIJOM TONA U IZVEDBI S INTEGRIRANIM SKLOPOM

BOJE

Na slici 3-16 prikazan je primjer kako se integriranim sklopom može uštedjeti na pojedinim sastavnim dijelovima. Radi se o integri­ ranom sklopu RTL p 914 koji se često označuje sa p 914 ili samo »914«, a izrađuju ga mnogi proizvođači poluvodičkih elemenata. U njegovu su kućištu četiri tranzistora koji šu integrirani kao dva dvostruka tranzistora sa zajedno spojenim kolektorima i emiterima, a baze su im odvojene. Pripadni otpornici od 450 ii i 640 ii također su integrirani. Zahvaljujući toj tehnici, čitav sklop ima približno volumen koji bi inače imao samo jedan od spomenutih dijelova. Iako je IS914 prvenstveno namijenjen za digitalnu tehniku (vrata, flipflop itd.), on je upotrebljiv vrlo univerzalno, kao npr. ovdje za NF pretpojačavanje. Kako se vidi na slici 3-16, prvi dvostruki tranzistor radi kao poja­ čalo s dva posebna ulaza. Novi signal dobiven miješanjem obaju sig­ nala uzima se s priključka »7« i nakon korekture frekvencije (regula­ cije boje tona), posebno visokih tonova sa P1 i dubokih sa P2, dovodi trećem tranzistoru (priključak »5«), Pojačani se signal dobiva na pri­ ključku »6«, otkuda se preko kondenzatora vodi na izlaz uređaja. Četvrti tranzistor integriranog sklopa u ovom uređaju nije iskori­ šten, pa mit je baza uzemljena (priključak »3«).

NF PRETPOJACALO SA FE-TRANZISTOROM

FE-tranzistor kratica je od engleskog naziva Field-Effect Transistor, a upotrebljava se za tranzistore kojima su zbog posebne konstrukcije ulazni otpori veliki poput onih što ga imadu elektronke, dakle od ne­ koliko stotina, pa i nekoliko tisuća megaoma. Shema spoja za jedan pokus sa FE-tranzistorom prikazana je na slici 3-17. To je shema spoja mikrofonskog pretpojačala u kojemu je upotrebljen jedan od najjeftinijih FET-a (2N4360). Pretpojačalo je pred­ viđeno za prilagođenje otpora tonfrekventnih izvora struje visoke impedancije (od nekoliko megaoma), kakve imaju kristalni elektromeha­ nički pretvarači, npr. kristalni mikrofoni i pick-upovi, na nisku ulaznu impedanciju tranzistorskih pojačala. FET, tip sa P-kanalom, spojen je u spoju sa zajedničkim izvorom (izvor je elektroda FET-a s ozna­ kom S, od engl. Source). Otpornik R1 od 3 kfl u njegovom krugu služi za dobivanje automatskog'prednapoiia, dok kao radni otpor služi drugi otpornik od 3 kn (R2) u krugu elektrode naziva odvod D od engl.: Drain. Elektrolitski kondenzator od 10 pF služi za sprečavanje izmje­ nične negativne reakcije, čime se postiže veće pojačanje stupnja. Xko 100

I

101

se želi povećati ulazna impedancija, može se upotrijebiti i dodatna istosmjerna negativna reakcija (crtkano prikazani otpornik R3 od 100ft). Pojačanje je tada manje, ali se osim većeg ulaznog otpora postiže još i manji faktor izobličenja. Poveća li se još više vrijednost otpornika R3 dobiva se još veći ulazni otpor i još manje izobličenje. Na stupanj sa FET-om nadovezano je dvostepeno tranzistorsko poja­ čalo, spojeno kao istosmjerno kaskadno pojačalo. Predviđena su dva izlaza i to niskoomski (1) i visokoomski (2), tako da je moguć pri­ ključak na tranzistorska pojačala različitih ulaznih impedancija. --------- Viso/toomski izlaz

F E T - 2N3819

TI, T2-BCI08 (BCK9')

SI. 3 —18. Shema spoja NF pretpojačala s FE tranzistorom 2N3819

Tranzistori su: 77 = BC219, J2 = BC238. Dl... D4 = BY 180. U ovome spoju je moguće upotrijebiti i FE-tranzistor sa N-kanalom, npr. 2N 3819, no tada je potrebno modificirati spoj s obzirom na drugačije polaritete tog tranzistora (si. 3-18).

102

4 Mjerni uređaji TRANZISTORSKI VOLTMETRI

Tranzistorski voltmetri mjerni su instrumenti (uređaji) slični onima koje poznamo pod nazivom elektronski voltmetri. Pod elektronskim voltmetrima misli se obično na one koji imaju elektronku, pa takve izvedbe susrećemo i pod nazivom voltmetri s elektronkom, ili još češće pod neispravnim nazivom cijevni voltmetri. Tranzistorski voltmetri imaju s elektronskim voltmetrima zajedničku osobinu da im je ulazni otpor vrlo velik, mada su oni u nekim slučajevima ipak manji od elektronskih zbog toga što su im tranzistori spojeni kao strujna pojačala, kao npr.: si. 4-1,4—2 i 4—3. Tranzistorski voltmetri s FEi FET-tranzistorima imaju znatno veće ulazne otpore (si. 4—4 i 4-24). Koliki će biti ulazni otpor tranzistorskog voltmetra ovisi, osim o faktoru strujnog pojačanja upotrebljenog tranzistora, još i o osjetlji­ vosti upotrebljenog mjernog instrumenta, te o broju tranzistorskih stupnjeva. Najčešće se upotrebljavaju instrumenti s punim otklonom skale kod 0,1... 1 mA. Ako su upotrebljena dva tranzistora, onda drugi u tranzistorskom voltmetru većinom ne služi za pojačanje, već za kom­ penzaciju preostale struje ulaznog tranzistora. S tranzistorskim volt­ metrima mogu se u načelu postići unutarnji otpori od 50 do 500 kfl/V, što ovisi o navedenim faktorima. Prednost je tranzistorskih voltmetara, u odnosu na elektronske, u tome što su manji, pa su radi niskog po­ gonskog napona prikladniji za upotrebu jer ne ovise o mogućnosti pri ključaka na električnu mrežu. Osim toga, kod elektronskih voltme­ tara s priključkom na mrežu često je obavezno uzemljenje mase instru­ menta, što u nekim slučajevima također može stvarati stanovite pote­ škoće. Mana je pak tranzistorskih voltmetra, kako je rečeno, manji ulazni otpor, te znatna ovisnost točnosti pokazivanja o temperatur okoline. U novije vrijeme pomoću FE-tranzistora postižu se ulazni otpori tranzistorskih voltmetara koji nisu manji od onih s elektronkama. 103

TRANZISTORSKI VOLTMETAR S JEDNIM TRANZISTOROM

Na slici 4-1 prikazan je jednostavan tranzistorski voltmetar s jed­ nim tranzistorom u mosnom spoju. Predviđena su svega tri mjerna područja (1 V, 10 V i 100 V), ali nema zapreke da se odaberu i dalj­ nja, ili pak neka druga područja. Pri upotrebi normalnih NF tranzi­ stora može se postići ulazni otpor od približno 150 kil/V, no bit će možda potrebno izabrati pojedine primjerke. Za kompenzaciju je upotrebljen poseban izvor struje i manje os­ jetljiv (standardan) mjerni instrument od 1 mA, koji se može nabaviti. Baždari se na taj način da se prvo pri otvorenim ulaznim stezalj­ kama R2 namjesti tako da kazaljka bude na nuli, što znači da je kom­ penzirana struja kolektora. Nakon toga dovede se na ulaz poznati napon potreban za pun otklon kazaljke, koji se onda namjesti sa Rl. Ako je potrebno korigira se i položaj od R2, te naizmjence korigiraju položaji od RJ i R2, dok se ne postigne nula, odnosno pun otklon. Rl

SI. A—1. Shema spoja jednostavnog tranzistorskog voltmetra s kompenzacionom baterijom

možemo ouda fiksirali jer se taj više ne dira, dok sa R2 korigiramo nul-točku neposredno prije svakog mjerenja, u ovisnosti od tempe­ rature okoline. Dogodi li se da s pojedinim primjercima tranzistora navedenog tipa ne možemo pri baždarenju postići pun otklon kazaljke instrumenta niti u krajnjem položaju klizača potenciometra Rl, potrebno je povećati napon baterije iz koje se dobiva napon UU protivnom tj. kada je pun otklon postignut pri dosta malom uključenom otporu Rl (koji služi za smanjenje osjetljivosti instrumenta), može se smanjiti napon Us upotrebljenog izvora. Tranzistor T je AC 550. 104

TRANZISTORSKI VOLTMETAR SA DVA TRANZISTORA (I)

Da se izbjegne postupak reguliranja pomoću kojeg se u prethodno opisanom spoju prije početka svakog mjerenja kazaljka instrumenta mora dovoditi na nulu, može se za temperatumo kompenziranje upo­ trijebiti, na primjer, tranzistor prema shemi sa slike 4-2. Taj tranzi­ stor nema ovdje nikakvu drugu svrhu osim da se i njegova preostala struja kolektora pošalje kroz mjerni instrument, ali u suprotnom smje­ ru od struje prvog tranzistora. Ako su oba tranzistora slični po elek­ tričkim karakteristikama i ako imaju iste toplinske prilike (oba mon­ tirana na isti metalni lim), njihova će struja biti ista po iznosu, pa će kazaljka instrumenta pokazivati nulu.

SI. 4—2. Shema spoja jednostavnog tranzistorskog voltmetra s kompenzacionim tranzistorom

Voltmetar se baždari tako da se potenciometrom P1 pri kratko spo­ jenom ulazu namjesti nul-točka instrumenta, dok se sa P2 namješta pun otklon na već poznati način. Umjesto navedenog tranzistora mogu se upotrijebiti i drugi tipovi NF tranzistora, no onda se prema potrebi moraju mijenjati napon Uj i U2 baterija ili pak veličine predotpornika u ulaznom krugu.

TRANZISTORSKI VOLTMETAR SA DVA TRANZISTORA (II) Spoj sa dva tranzistora, u kojemu drugi tranzistor sudjeluje u samom pojačanju, prikazan je na slici 4-3. U ovom spoju izlazna struja kolektora prvog tranzistora prolazi kroz krug baza-emiter drugog tran­ zistora, tako da dolazi do dvostrukog pojačanja. Nulta struja kolektora 105

drugog tranzistora sastoji se od zbroja njegove vlastite struje i pojača­ ne nulte struje prvog tranzistora. Međutim pomoću mosnog spoja koji tvore Pl, oba otpornika od 820ii i unutarnji otpor kolektora drugog tranzistora, ta se struja može kompenzirati.

SI. A— 3. Shema spoja jednostavnog tranzistorskog voltmetra s komDenzacionim tranzistorom

Potenciometar Pl služi za namještanje nul-točke pri otvorenom ulazu, dok se sa P2 namješta pun otklon kazaljke. Tranzistori su: TI = T2 = AC 540. JEDNOSTAVNI ELEKTRONSKI VOLTMETAR SA FE TRANZISTOROM

Jednostavan elektronski voltmetar s visokim ulaznim otporom može se izvesti sa FE tranzistorom, prema shemi spoja na slici 4-4.

106

Najmanji ulazni otpor je na najvišem mjernom području nešto veći od lOMil i određen je zapravo serijskim otpornikom od 10 Mil. Ulazni otpor FET-a je relativno velik (nekoliko Mil), pa se zato i može po­ stići tako visok ulazni otpor voltmetra. Mjerna područja se određuju potenciometarski, paralelnim spajanjem otpornika između mase i upravljačke elektrode FET-a, tj. u seriju s ulaznim otpornikom od 10 Mil, da bi se dobio odgovarajući napon na upravljačkoj elektrodi. Mjerni se instrument uključuje između elektrode S FET-a i sre­ dine potenciometra P1 kojim se namješta električna nul-točka. Prvo mjerno područje (03 V) namješta se potenciometrom P2, a ostala potenciometrima P3...P7. U ovom voltmetru može raditi npr. FET 2 N 3819, BF245 ili koji sličan. Dioda Dl (germanijeva, npr. AA131) služi za zaštitu mjernog instrumenta od preopterećenja, a diode D2 i D3 (silicijeve — npr. 1 N 914) za zaštitu FET-a od prevelika ulaznog napona.

TRANZISTORSKI OMOMETAR

Tranzistorski omometri u odnosu na normalne imaju tu prednost što se s njima sa malim pogonskim naponima i relativno neosjetlji­ vim instrumentima (ImA do 5mA) mogu jednostavno mjeriti i otpori

SI. 4—5. Shema spoja tranzistorskog omometra

reda veličine više megaoma. Mana je tranzistorskih omometara što su skuplji od običnih, te što su potrebne, barem u izvedbi prikazanoj na slici 4-5, tri pogonske baterije umjesto jedne. Osim toga zbog pre­ ostalih struja tranzistora pokazivanje bi moglo biti netočno, ukoliko se ne bi poduzele mjere za njihovo kompenziranje. 107

Za rad omometra dovoljan je samo jedan tranzistor, dok drugi služi za kompenzaciju spomenute preostale struje. Otpornik nepoznate veličine Rx uključuje se u seriju s bazom tranzistora T2, tako da u tom krugu prolazi veća ili manja struja baze, koja se može pojačana očitati na instrumentu u kolektorskom krugu. Tranzistor TI služi za kompenziranje preostale struje tranzistora T2, uz pretpostavku da su električne osobine obaju tranzistora slične i da su im termičke prilike iste. Radi toga se preporučuje da ih se montira na isti metalni lim, koji neka ima što bolju toplinsku vodlji­ vost (npr. bakar). Baždari se tako da se prvo pri otvorenom ulazu kazaljka instru­ menta pomoću P1 namjesti na nulti otklon, a zatim se stezaljke kratko spoje, te pomoću P2 kazaljka namjesti na pun otklon. Međuvrijednosti skale dobiju se priključivanjem otpornika poznatih vrijednosti na priključnice Rx. Tolerancija otpornika s kojim se baždari neka bude naj­ više ±2°/o, no u pomanjkanju takvih, za amaterske potrebe poslužit će dobro i oni s tolerancijom od ±5°/o. Tranzistori su AC 550 pri upotrebi instrumenta od 1 mA, a AC 553 pri upotrebi instrumenta od 5 mA.

RC-MJERNI MOST RC-mjemi mostovi dosta su rašireni u amaterskoj praksi, jer ih je moguće izraditi relativno jednostavno i jeftino. Takvi mostovi veći-

77

T2

nom su Wheatstoneovi mostovi napajani izmjeničnom strujom, jer jedino je tako moguće mjerenje kapaciteta kondenzatora. Prije se za tu svrhu obično koristio izmjenični napon gradske mreže, no zbog 108

relativno niske frekvencije kondenzatorima malih kapaciteta velik je otpor za izmjeničnu struju i time otežano mjerenje. Zbog toga se za napajanje mosta obično upotrebljava izmjenični napon više frek­ vencije (nekoliko kHz), no to zahtijeva upotrebu NF oscilatora. Zahvaljujući tranzistorima danas se takvi RC-mostovi mogu izve­ sti veoma malih dimenzija i neovisno od priključka na mrežu. Na slici 4-6 prikazana je jednostavna izvedba mjernog mosta koji potpuno za­ dovoljava potrebe amaterske prakse, jer se njime mogu mjeriti kon­ denzatori kapaciteta od 100 pF do 100 pF, te otpornici od 1 fl do 1 Mfl. Most se napaja iz tonskog oscilatora koji oscilira na frekvenciji od otprilike 1000 Hz. Točnost mjerenja ovisi u prvom redu o kvaliteti linearnog žicanog potenciometra P (lOkfi) te odabranim »normalama« otpornika i kon­ denzatora. Barem otpornici treba da imaju toleranciju od ±l°/o, jer se pri mjerenju otpora traže veće točnosti nego pri mjerenju konden­ zatora. Nulta indikacija vrši se najjednostavnije pomoću slušalica, ali uz prethodno pojačanje jednim tranzistorom. Pomoću prikazanog spoja dobiva se vrlo oštar minimum tona u slušalicama. Tranzistori su: TI = T2 = AC540. PODACI O TRANSFORMATORU Presjek jezgre: 1,5 ... 2 om' Primamo: 450 + 120 zav. 0,15 mm 0 (ni + n2J Sekundarno: 100 zav. 0,15 mm 0 (n3)

SIGNAL-GENERATOR

Signal-generator glavno je pomagalo pri servisnim popravcima, a ako je izrađen s tranzistorima, onda se i lako prenosi i neovisan je od priključka na električnu mrežu. Takav signal-generator može se izvesti samo s jednim tranzistorom, no mana je takve izvedbe što se frekvencija mijenja u ovisnosti od opterećenja, pa je stoga bolje ako se upotrijebi još i međustupanj za odjeljivanje. Jedna od takvih iz­ vedbi predočena je na shemi (slika 4-7), gdje se vidi da lijevi tran­ zistor radi kao VF oscilator u spoju sa zajedničkom bazom dok je stupanj za odjeljivanje spojen u emiterskom spoju. Do moduliranja s niskom frekvencijom dolazi u emiterskom krugu desnog tranzistora, a signal se može za tu svrhu dovesti iz bilo kojeg NF generatora, naj­ bolje iz jednog koji daje fiksnu frekvenciju od 800 do 1000 Hz. Kao modulacijski transformator može se upotrijebiti NF transformator s omjerom prijenosa 1:3, a može se načiniti u samogradnji (presjek jezgre 2 cm2, sekundarno 800 zav., primamo 2400 zav. žice 0,1 mm CuL). 109

Stupanj modulacije ovisi o veličini priključenog tonskog signala, no u izvjesnoj se mjeri može mijenjati promjenom veličine kondenzatora u emiterskom krugu (od 50 nF do 0,25 pF). Za moduliranje se može

SI. 4—7. Shema spoja signal-generatora za međufrekvencije, te srednje i kratke valove

upotrijebiti jedan od tonskih oscilatora opisanih na više mjesta u ovoj knjizi (na primjer na str. 131, 133, itd.). Predviđena su tri naj­ važnija valna područja: kratkovalno, srednjevalno i područje među­ frekvencije, pa zavojnice dobivaju ove brojeve zavoja:

Kratki val LI “ 25 zav. 0,4 CuLS

Srednji val = 110 zav. 10 X 0,05

L2

MF L 3 = 260 zav. 10 x 0,05

Izvod kod: 2 zav.

Izvod kod: 7 . . . 10 zav.

Izvod kod: 20 zav.

Li - 6 ... 8 zav. 0,2 CuLS

L5 = 15 . . . 20 zav. 0,2 CuLS

L« = 30 ... 40 zav. 10 x 0,05

VF teU. jezgra: 6 mm 0

6 mm 0

4 mm 0

__________________

Početak i završetak obuhvaćenih područja namještaju se pomoću trimera, odnosno željeznih jezgri zavojnica. Tranzistori su: TI = T2 = AF 125. 110

IJKV SIGNAL-GENERATOR

Frekvencijski modulirani signal-generator za područje od 80 do 100 MHz sastoji se, prema shemi na slici 4-8, od VF oscilatora, stupnja za moduliranje i NF pojačala za modulacijski signal. Kao oscilator radi tranzistor T2 s reakcijom između emitera i kolektora, a baza je za visoku frekvenciju uzemljena. Zavojnica titrajnog kruga priključena je između minus pola i kolektora, a reakcijski kondenzator i konden­ zator za izvod signala iz generatora priključeni su na sredinu zavoj­ nice. Frekvencija oscilatora se regulira zračnim promjenljivim konderzatorom od 11 pF. Frekvencijska modulacija se provodi kapacitetnom diodom (varikapom) KD koja je preko kondenzatora od 5 do 10 pF spojena paralelno titrajnom krugu. Najpovoljniji prednapon za ovaj varikap jest oko 4V, a dobiva se potenciometarskim spojem otpor­ nika. Pri tome naponu kapacitet diode tipa npr. BA102 iznosi oko 25... 30 pF, što je prevelik kapacitet za UKV područje, pa je smanjen serij­ skim spojem s kondenzatorom manjeg kapaciteta, koji osim toga služi i za istosmjerno razdvajanje od titrajnog kruga.

L-6 zav. žice Q6 Cu, promjer zavojnice 6-7mm, izvod približno m sredh* SI. A — 8.

Shema spoja signal-generatora za UKV područje

Kao pojačalo modulacijskog napona služi tranzistor TI u kolek torskom spoju. Frekvencijski razmah (devijacija) namješta se potenciometrom od 5 kil u krugu emitera. Da se sasvim ukloni djelovanje potenciometarskog spoja otpornika i NF kruga na kapacitet varikapa (bez NF signala), oba su napona na varikap priključena preko otpor­ nika od 100 ka 111

NF napon za mođuliranje priključuje se na bazu tranzistora 77. Kako bi svaka promjena pogonskog napona djelovala na promjenu kapaciteta varikapa, frekvencija oscilatora stalno bi se »selila«. Radi toga je nužno potrebno da se napon stabilizira, u koju je svrhu upotrebljena Ž-dioda. Predviđen je pogonski napon od 9V, pri tome na­ ponu ukupni potrošak iznosi oko 10 mA. Upotrijebljeni poluvodiči: TI = AC 540, T2 = AF 106, KD = BA 102, ZD = BZ 6.

SLJEDILO SIGNALA I SIGNAL-INJEKTOR

Pri dinamičkom ispitivanju prijemnika i iznalaženju grešaka u njima pomoću jednostavnih i jeftinih metoda upotrebljavamo uglavnom dvije vrsti pomagala: a) sljedilo signala b) injektor signala. U prvom slučaju kao izvor signala služi sam prijemnik, uz pret­ postavku da mu rade barem ulazni stupnjevi, dok u drugom prepostavljamo da u prijemniku radi barem izlazni stupanj. Ne rade li u prijemniku niti ulazni niti izlazni stupnjevi, valja upotrijebiti oba pomagala. Sljedilo signala, poznato i pod stremim nazivom »signal tracer«, vrlo je popularno pomagalo, a njime se utvrđuje da li je u prijemni­ cima u pojedinim točkama prisutan signal, bez obzira radi li se o VF ili NF signalu. Započinje se utvrđivanjem signala u ulaznim stupnjevi­ ma i polazi redom prema izlazu. Dođe li se do neke točke gdje nema signala, znači da je uzrok grešci negdje blizu te točke. Postupak se dakle svodi na lokaliziranje greške.

Sljedilo signala

Shema jednostavnog sljedila signala sa slušalicama prikazana je na slici 4-9. Ovdje je ulaz predviđen sa dvije priključnice i to za NF i VF signale. Razlika je samo u tome što se VF signal prethodno demodulira, a onda dalje vodi istim putem. Budući da NF signali imaju veće napone od VF signala, pridviđen je na ulazu potenciometar za reguliranje. Za pojačanje signala upotrebljeno je dvostepeno pojačalo, što je u većini slučajeva dovoljno. Ako bi se to negdje ipak pokazalo nedovoljnim, jednostavno se nadoda još jedan stupanj, identičan prvo­ me stupnju (potenciometar dakako nije potreban). Dobiveni signal 112

može se pratiti sa slušalicama, no ako je zbog udobnosti poželjan zvuč­ nik, sljedilo signala može se izraditi prema shemi prikazanoj na slici 4-10. Ako je pojačanje nedovoljno, vrijedi ono što je rečeno ranije, tj. može se nadodati još jedan stupanj s istim tranzistorom.

SI. 4—9. Shema Spoja jed­ nostavnog cijedila signala sa slušalicama

Tranzistori 77 i T2 su AC 540, AC 540 (si. 4—9), a AC 540 i AC 550 (si. 4—10), D je u oba slučaja AA121.

Signal-injektor s jednim tranzistorom Postupak pri radu sa signal-injektorom obrnut je onome pri sljedilu signala. Kako je rečeno, kao indikator se upotrebljava sam pri­ jemnik, dok se s injektorom injicira — uvodi — signal počev od anten­ ske priključnice sve do točke od koje se dalje signal čuje u zvučniku. g Židan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

113

Signal-injektor je također vrlo rašireno pomagalo, budući da je jednostavan za samogradnju i jeftin zbog malo sastavnih dijelova. Osim toga je malen; dimenzije ne treba da mu prelaze veličinu nor­ malnog naliv-pera ili kemijske olovke. Signal-injektor može se izvesti samo s jednim tranzistorom, na primjer prema slici 4-11. Tranzistor je spojen tako da u spoju sa za-

SI. 4—11. Shema spoja signal-injektora

s jednim tranzistorom

jedničkom bazom oscilira na frekvenciji od oko 100 kHz. Titrajni krug nalazi se u kruga kolektora, dok se reakcija dobiva putem emitera. Preko kondenzatora od 0,25 pF i posredstvom otpornika od 10 kn dobivaju se NF oscilacije, u čijem se ritmu VF oscilacije periodički same prekidaju. VF izlazni signal dobiva se preko poluvodičke diode, dakle elementa s nelinearnom karakteristikom, tako da se osim osnov­ nog vala dobiva još i niz nadvalova koji se mogu utvrditi čak i u UKV području. Iznos niske frekvencije s kojom se prekidaju VF oscilacije ovisi o više faktora: o tipu tranzistora, točnije rečeno o njegovoj preostaloj struji ovisnoj o temperaturi, o kapacitetu kondenzatora u krugu baze, te konačno i o otporniku. Vrijednost te frekvencije nije važna, no bit će reda veličine sto­ tinu herca. Zavojnica LI izvodi se na minijaturnoj lončastoj jezgri kakva se upotrebljava u MF krugovima tranzistorskih prijemnika, te dobiva 2 X 35 zavoja VF pletenice 10 X 0,07 mm. Namješta se na željenu frek­ venciju kasnije sa VF jezgrom ili pak promjenom kapaciteta para­ lelnog kondenzatora. Povoljno je ako se rezonantna frekvencija na­ mjesti na 91 kHz, jer onda se četvrti nadval može koristiti za uga­ đanje standardnih MF krugova. Vrijednost izlaznog signala otprilike je 1 V. 114

'

Ovaj signal-injektor pogodan je za sve vrsti NF i VF ispitivanja, a samogradnja nije kritična. Tranzistor T je AF 260, a dioda D je AA121.

Signal-injektor sa dva tranzistora m

Najpoznatiji je injektor signala koji koristi dva tranzistora u po­ znatom multivibratorskom spoju. Tranzistorski multivibrator prikazan na slici 4-12 analogan je simetričnom multivibratoru s elektronkama, pa o njemu nema mnogo što da se kaže, jer zna se da je takav spoj zapravo dvostepeno i?C-pojačalo s pozitivnom reakcijom. Iako je osnov­ na vlastita frekvencija multivibratora relativno malena, nekoiiko kiloherca, ipak će izlazni signal biti moguće utvrditi čak i na vrlo krat­ kim valovima, budući da vrlo izobličeni signal multivibratora sadrži niz nadvalova veoma visoke frekvencije. Amplituda tih nadvalova nije do­ duše velika, ali još uvijek dovoljna za dinamička ispitivanja na prijem­ nicima. Poput prethodnog uređaja, ovaj multivibrator moguće je tako đer ugraditi u kućište naliv-pera ili kemijske olovke. Na izlazu iz multivibratora predviđene su dvije priključnice, jedna za NF, druga za VF, jer multivibrator je također prikladan i za VF i za NF ispitivanja.

SI. 4—12. Shema spoja signal-injektora s dva tranzistora

Tip tranzistora upotrebljenih za multivibrator važan je jedino zbog broja nadvalova. Pokusi su, naime, pokazali da npr. tranzistori AF 261 daju više nadvalova nego AC tipovi, a to vrijedi i za ostale tipove tran­ zistora. Sa signal-injektorom lokaliziraju se greške u prijemniku po stup­ njevima, a pomoću njega moguće je i osnovno ugađanje prijemnika. 115

ISPITIVALO S TINJALICOM

U električarskoj i radio-tehničkoj praksi ispitivalo s tinjalicom vrlo je omiljeno i rašireno, no upotrebljivo jedino tamo gdje treba ispitati da li je prisutan istosmjerni ili izmjenični napon veći od kojih 100 V, ali ne veći od 500 V. često se, međutim, takvo ispitivalo koristi i za kontrolu kontinuiteta ili prekida strujnih krugova većeg otpora, za što je dakako potreban i izvor višeg napona, za koji se obično koristi gradska mreža. Da bi se takva ispitivanja kontinuiteta visokoomskih strujnih krugova mogla obaviti i tamo gdje nam na raspolaganju nema potrebnog visokog napona, konstruirano je ispitivalo s tranzistorskim pretvaračem (slika 4-13). Pretvarač služi samo zato da niski napon baterije (3 V) podigne na iznos od kojih 110V, dostatan za pogon tinjalice.

T

SI. 4—13. Shema spoja ispitivala s dvije tinjalice

Paralelno namotu n3 spojena je jedna od dviju jednakih tinjalica, koja služi za kontrolu pogona pretvarača, a ujedno sprečava porast napona na sekundaru prilikom praznog hoda. Druga tinjalica spojena je u seriju sa strujnim krugom koji se ispituje, a pali se samo ako je strujni krug zatvoren. Ako bi prilikom prvog puštanja ispitivala u pogon tinjalica Til radila, a Ti2 se ne bi upalila, onda treba međusobno zamijeniti obje tinjalice ili pak tinjalicu Til ukloniti. Želimo li ovim uređajem ispitivati i kondenzatore, potrebno je napon na izlazu iz pretvarača prethodno ispraviti pomoću ispravljača predviđenog za struju od svega nekoliko mA, te za napon od oko 300V (slika 4-14). Veličina izlaznog napona i prilike u kojima radi tranzistor mogu se regulirati promjenljivim otpornikom u krugu baze tranzistora. Ukoliko tranzistor ne bi oscilirao, potrebno je među­ sobno zamijeniti priključke zavojnice n2. 116

Transformator Tr izveden je s jezgrom M 20, na koju se smještavaju namoti s ovim brojem zavoja: ni — 20 zav. 0,25 mm 0 CuL 7i2 — 60 zav. 0,14 mm 0 CuL n3 — 500 zav. 0,10 mm 0 CuL

Til i 772 su minijaturne tinjalice za napon od 110V, kakve se upo­ trebljavaju u ispitivalima većinom kombiniranim s odvrtkama. Predotpornike takvih tinjalica potrebno je odstraniti. Ako se na priključnice ispitivala prema slici 4-14 priključi konden­ zator koji je ispravan, tinjalica će se prvo upaliti, a nakon nekog vre-

SI. 4—14. Shema spoja ispitivala s tinjalicom

mena će se ugasiti. Ako je kondenzator probijen ili ima lošu izolaciju, tinjalica će stalno svijetliti. Sklopku S treba izvesti tako da se otvara kad se s nje makne prst, što je potrebno zbog štednje baterije. Sklopku valja dakle priti­ snuti samo u trenutku kada se ispituje, pa će tako jedna baterija trajati više mjeseci. Upotrijebi li se umjesto transformatora Tr s normalnom jezgrom transformator izveden na specijalnoj feritnoj jezgri, čitavo se ispiti­ valo može izvesti minijatumo i smjestiti u kućište za kemijsku olovku. Tranzistor T je AC 550, D je npr. BY 114.

SCHMITTOV OKIDAČ (SCHMITT-TRIGGER)

Za pretvaranje izmjeničnog napona bilo kojeg oblika u pravokutni napon služi poseban tip multivibratora poznat pod nazivom Schmitt-trigger, odnosno Schmittov okidač. Ovakav sklop može se veoma prak­ 117

tično izvesti s tranzistorima, a shema jednog primjera vidi se na slici 4-15. Da bi se dobili što strmiji bokovi krivulje napona valja upotrije­ biti tranzistore s vrlo malim efektom gomilanja u zoni baze, a takvi su sklopni i UKV tranzistori. Kod Schmittovog okidača izvedenog s tranzistorima, može se postići da prednji dio krivulje pravokutnog napona bude dosta strm, ali stražnji dio već znatno teže, jer dolazi do izražaja spomenuti efekt koji možemo usporediti $ kondenzatorom, što se brzo nabije ali treba duže vremena da se izbije. Zbog toga treba izabrati takve tranzistore kod kojih je taj efekat veoma malen, a to su spomenuti tipovi.

Međutim samo izbor prikladnog tranzistora nije dovoljan da se postignu spomenute karakteristike, već ispred Schmittova okidača treba staviti i RC-sklop za diferenciranje, kako bi se i na taj način kompenziralo integriranje u tranzistorskom sklopu. U spoju prema slici 4-15 upotrebljena su dva tranzistora AF 125. S potenciometrima PI i P2 u krugovima baza namješta se najpovolj­ nija radna točka, odnosno simetriranje poluperioda pravokutnog na­ pona. Zajednički emiterski otpornik treba namjestiti tako da sklop tek Što nije proradio kao astabilan multivibrator. Pogonski napon može biti od 4 do 9V, ovisno o tome koliko velik napon želimo dobiti na izlazu. Potrošak struje kod 6V iznosi oko 8 mA. Sklop počinje raditi već pri ulaznom naponu od oko 0,15 V. Razlika u radu ovisna a tipu tranzistora jasno se vidi na snimljenim oscilogramima (slika 4-16). Već na relativno niskoj frekvenciji (1kHz), kada su umjesto AF 125 upotrebljeni tranzistori AC 550, uspravni dijelovi krivulje ne 118

*

samo da su vidljivi (kod AF 125 se uopće ne vide), već su i nešto kosi. Još veća razlika može se uočiti na višoj frekvenciji (oscilogrami za 60 kHz) gdje se više ne može govoriti o pravokutnom naponu. Na još višoj frekvenciji, npr. 110 kHz, oblik napona je već posve pilast.

SI. 4—16*

2 x AF 125

2 X AC 550 / « 1 kHz

Frekvencijski opseg opisanog sklopa veoma je širok, od 20 Hz pa do nekoliko MHz (sa AF 125 do 5 MHz).

Primjena Schmittova okidača različita je. Ako imamo na primjer neki RC- ili sličan oscilator promjenljive frekvencije, onda s ovim sklopom možemo dobiti pravokutan napon u istom opsegu. Ukoliko je napon za napajanje Schmittova okidača konstantan, tj. stabiliziran Z-diodom, i napon na izlazu je konstantne veličine bez obzira na frek­ venciju, pa se može upotrijebiti kao naponska normala. Pravokutni napon promjenljive frekvencije može veoma dobro po­ služiti za ispitivanje širokopojasnih pojačala, jer ako pojačalo dade na izlazu pravokutan napon nepromijenjena oblika, sigurno je da će i svaki drugi napon biti vjerno prenesen. 119

SCHMITTOV OKIDAČ ZA VIŠE NAPONE

Schmittov okidač za više napone, sa dva silicijeva tranzistora BF291, prikazuje slika 4-17. Kako su ovdje znatno viši naponi nego u prethodnom primjeru na slici 4-16, potrebni su još neki elementi za korekciju frekvencijske karakteristike. Trimerom Cl korigira se pred­ nji negativni, a zavojnicom L (približno 1 mH) prednji pozitivni bok

SI. 4—17. Shema spoja Schmittova okidača za visoki pogonski napon

naponske Jcrivulje. Ako je induktivitet zavojnice prevelik, mogu na­ stati neželjena istitravanja, pa ga zato valja smanjiti ili korekciju provesti dodatnim trimerom C2. Ovom okidaču treba na ulaz dovesti napon od kojih 10 Vw. Pri izradi okidača treba uzeti u obzir da je on zbog prilično viso­ kih napona izvor znatnih smetnji za druge uređaje, pa treba provesti dobro uzemljenje i oklapanje (zakriljavanje) te filtriranje napona za napajanje.

SCHMITTOV VRTNJE

OKIDAČ

ZA

UREĐAJE

ZA

MJERENJE

BRZINE

Shema spoja 7-28 prikazuje uređaj za mjerenje brzine vrtnje ben­ zinskih motora, no on može poslužiti i za mjerenje brzine vrtnje dru­ gih rotirajućih dijelova ako se upotrijebi dodatni uređaj prikazan na 120

slici 4-18. To je također Schmittov okidač, ali s pretpojačalom koje ima na ulaz priključeno magnetsko osjetilo MG. Za to magnetsko osjetilo može se upotrijebiti stara, istrošena glava magnetofona. Na rotirajući predmet kojemu želimo izmjeriti brzinu vrtnje pričvrstit ćemo prikladan permanentni magnet, npr. feritni magnet s četvrtastom rupom kakav se nalazi na otklonskim zavojnicama tele­ vizora za korigiranje lijevog i desnog ruba slike. Takav je magnet polariziran aksijalno, pa će upravo odgovarati našim zahtjevima. Raz­ mak između magneta i osjetila nije jako važan, on može biti čak i nekoliko milimetara. Svaki put kad magnet prođe ispred osjetila, on u njemu inducira izmjenični napon kojemu ni oblik ni amplituda nisu prikladni. Zato ga treba prvo pojačati tranzistorom TI (npr. AC 540), a zatim dovesti na ulaz samog okidača s tranzistorima T2 i T3 (AF 260) da bi se na izlazu dobili pravokutni naponi prikladni za daljnju obradu u sklopu 7-28. Okidač prema slici 4-18 može međutim poslužiti i za mjerenje brzine vrtnje pomoću nekoga drugog osjetila koje daje sinusne napone; oni se onda dovode na priključnice A i B i od izlaza dalje na sklop 7-28.

SI. 4—18. Shema spoja Schmittova okidača kao dodatka za uređaje za mje­ renje brzine vrtnje

Poželjno je ovaj uređaj napajati stabiliziranim naponom, najjed­ nostavnije povezivanjem njegove točke C s točkom C uređaja sa slike 7-28. Tada nije potreban otpornik R niti kondenzator Cl, ali se zato R3 u uređaju 7-28 mora smanjiti na 270 ii 121

ELEKTRONIČKA PREKLOPKA ZA OSCILOGRAFE (I)

Da bi se istovremeno prikazala dva razna napona na ekranu oscilografa, potrebna je ili katodna elektronka sa dva otklonska sistema, ili tzv. elektronička preklopka, pomoću koje se naizmjenično na ekranu prikazuju dva napona. Ako su promjene dovoljno brze, tada ćemo zbog tromosti oka vidjeti na ekranu dvije naponske krivulje. Radi lakšeg razlikovanja jedne krivulje od druge, elektronička preklopka može međusobno razmicati krivulje na ekranu. Jedan interesantan primjer elektroničke preklopke vidi se na slici 4-19.

Si. 4—19. Shema spoja elektroničke preklopke za ulaze katodnih oscilografa

Preklopka je izvedena sa 6 poluvodičkih dioda i sa tranzistorskim generatorom pravokutna napona. Kad pravokutni napon nije priključen, diode Dl i D2 u kanalu 1, odnosno D3 i D4 u kanalu 2 tako su polarizi­ rane da su kanali propusni. S potenciometrima P3 i P4 treba namjestiti odgovarajuće prednapone za diodne parove, da ne dođe do >*rezanja« gornjih ili donjih vrhova naponskih krivulja. 122

Nakon ovog podešavanja priključuje se pravokutni napon, koji svo­ jim pozitivnim poluperiodima naizmjence zatvara jedan ili drugi kanal, te prema katodnom oscilografu »propušta« sad jedan, sad drugi pro­ matrani napon. Međusobni razmak krivulja na ekranu podešava se potenciometrom Pl. Generator pravokutnog napona treba da daje što kvalitetniji oblik napona, tj. što strmije bokove krivulja, da bi se ti bokovi što manje vidjeli na ekranu. No, to se ne može potpuno izbjeći, pa se »repovi« pravokutnog napona na ekranu pojavljuju kao lagan veo između na­ ponskih krivulja. Generator (multivibrator) radi sa dva tranzistora TI i T2 i daje simetričan pravokutni napon. Simetrira se potenciometrom P2. Ako pravokutni napon nije simetričan, jedna naponska kri­ vulja će na ekranu biti duže vremena prikazivana od druge, pa će izgledati svjetlija. Ta se mogućnost također može koristiti za među­ sobno razlikovanje krivulja i može se veoma lijepo regulirati sa P2. Preklopkom se može izabrati jedna od 4 razne frekvencije pravokut­ nog napona. Pri upotrebi elektroničke preklopke treba izabrati takvu frekvenciju pravokutnog napona da promatrana krivulja bude nepre­ kinuta, a ne sastavljena od točkica. Zato pri promatranju napona niske frekvencije treba uključiti višu frekvenciju pravokutnog napona, i obratno. Da bi se dobila potpuno mirna slika, treba sinhroniziranje provesti s jednim od promatranih napona, treba dakle raditi s vanjskim sinhroniziranjem, a ne s internim u oscilografu. Na izlazu iz preklopke može se dobiti napon od najviše 0,5 V, pa preklopku treba uključiti ispred normalnog vertikalnog pojačala oscilografa. Ukupni potrošak struje pri naponu od 18 V iznosi oko 20 mA. Tranzistori TI i T2 su AC 550, sve diode su AA 130.

ELEKTRONIČKA PREKLOPKA ZA OSCILOGRAFE ( I I )

»Repovi« pravokutnog napona kvalitetne elektroničke preklopke tre­ ba da budu što manje vidljivi na ekranu oscilografa, a to se može po­ stići samo ako su uspravni dijelovi pravokutnog napona dovoljno strmi, te tako praktički nevidljivi. Osim toga, često je poželjno da se i u samom sklopu elektroničke preklopke vrši neko pojačanje. Preklopka na koju se postavljaju ovakvi zahtjevi treba svakako dosta raznih ele­ menata, a može se veoma kvalitetno izvesti s tranzistorima. Kompletna shema preklopke vidi se na slici 4-20, a sastoji se od: pojačala sa dva ulaza, generatora pravokutnog napona, okidačkih sklopova za posti­ zavanje što strmijih bokova pravokutnog napona, te od pretpojačala za sinhroniziranje. 123

U pojačalu rade tranzistori TI i T2. Ispravni prednaponi baza namještaju se potenciometrima od 200 kn. Pojačani napon uzima se sa zajedničkog kolektorskog otpornika od 3kXi. S jednog ili drugog ulaza (preko sklopke SI) uzima se napon za sinhronizacijsko poja­ čalo, u kojem radi tranzistor T9. Naizmjeničnu zapomost tranzistora TI, odnosno T2, uzrokuje pravokutni napon doveden na emitere TI i T2. Generator pravokutnog napona radi s tranzistorima TI i T8, a oba simetrična pravokutna napona vode se najprije na okidačke sklo­ pove (Schmitt-triggere) sa po dva tranzistora (T3 i T4, odnosno T5

SI. 4 — 20. Shema spoja elektroničke preklopke za ulaze katodnih oscilografa

i T6). Oba su okidača jednaka i daju na izlazu pravokutne napone, čiji su vertikalni i horizontalni dijelovi potpuno pravilni. Na taj način su »repovi« na ekranu gotovo nevidljivi. Potenciometrom P1 regulira se mođusoban razmak krivulja na ekranu, dok se potenciometrom P2 simetrira pravokutni napon. U pogledu izbora frekvencije vrijedi isto što je rečeno za preklopku I. 124

B Preklopka je upotrebljiva sve do područja reda veličine megaherca, a ako se u pojačalo stave tranzistori za više frekvencijsko područje, npr. AF 125 itd., može se upotrijebiti do 10, pa i više MHz. Ako izvedemo posebne priključnice za pravokutni napon (na shemi naznačeno crtkano), možemo dobiti izvor posve simetričnog pravokut­ nog napona, koji možemo koristiti za razne svrhe (vidi opis okidača na strani 117). Iako je ova elektronička sklopka mndgo osjetljivija od one sa slike 4-19 (desetak milivolta na ulazu), ipak je i iza nje potrebno staviti normalno vertikalno pojačalo. Ispred ulaznih potenciometara mogu se, ako je potrebno, uključiti podešeni atenuatori (slično kao kod preklopke I). Preklopka II u od­ nosu na preklopku I ima još i tu prednost što joj je pogonski napon 6 V. Tranzistori su: TI = T2 = T3 = T4 = T5 = T6 = T9 = AF 261, 77 = = T8 = AC 550.

JEDNOSTAVNI TV SIGNAL-GENERATOR

Za ugađanje TV prijemnika obično služi test-slika odašiljača ili pak specijalni generator slike, koji zbog svoje visoke cijene većinom nije pristupačan pa se isplati izvesti u samogradnji, jer test-sliku ne­ mamo uvijek kad bismo je trebali. Jednostavan generator horizontalnih i vertikalnih linija prikazuje slika 4-21. VF oscilator s tranzistorom T3 (AF 106) radi na frekvenciji od približno 30 MHz, no zahvaljujući harmoničkim frekvencijama mogu se ispitivati svi kanali u pojasima I i III te MF pojačalo. Da bi neže­ ljeno isijavanje bilo što manje, oscilator treba oscilirati što slabije, no opet ne preslabo jer nećemo dobiti harmoničke frekvencije. Kom­ promis možemo postići prikladno izabranim izvodom za kondenzator od 27 pF na zavojnici LI. Tranzistori TI i T2 (AC 540) rade u multivibratoru koji služi za amplitudnu modulaciju. Da bi se dobile horizontalne linije, multivi­ brator treba raditi na frekvenciji od 400... 500 Hz, i to s višekratni­ kom od 50 Hz (vertikalna frekvencija), kako bi se dobilo 8 do 10 linija na ekranu. Za dobivanje vertikalnih linija, frekvencija treba biti više­ kratnik od horizontalne frekvencije 1'5,6 kHz. Želimo li dakle na ekranu ispitivanog televizora dobiti 7 do 8 linija, treba frekvencija biti 109,6 do 125 kHz. Kada je dakle preklopka SI, SI' zatvorena, dobivaju se horizon­ talne linije, a kad je otvorena, dobivaju se vertikalne. Potenciometar P1 služi za fino reguliranje frekvencije multivibratora. 125

Pomoću preklopke S2 može se za modulaciju odabrati normalni ili diferencijalni modulacioni napon. Ako su poluperiode pravokutnog napona jednake, na ekranu će se dobiti simetrične cmo-bijele linije. Ako se pak taj napon diferencira prije modulacije, na ekranu će se

U - 10zavoja, gola žica 1mm, promjer zavojnice 10mm L2~ 2 zavoja, gola žica lmm, oko 11 Pr -25zavoja, 0,15 CuL na buiiru 3mm'k SI. i—21. Shema spoja jednostavnog TV signal-generatora za dobivanje horizontalnih i vertikalnih linija (»Bar-generator«)

dobiti samo uske svijetle linije. Stupanj modulacije namješta se potenciometrom P2. Signal iz multivibratora vodi se osim toga i na posebnu priključnim kako bi se mogao iskoristiti i za ispitivanje video-pojačala, sklopa katodne elektronke, a i NF dijela prijemnika.

126

GENERATOR SUMA S DIODOM Za neka posebna mjerenja, npr. za ugađanje ulaznih krugova UKV i TV prijemnika na najpovoljniji omjer signal/šum i slične svrhe može se upotrijebiti generator šuma. Za to se u profesionalne svrhe upo­ trebljavaju komplicirani i skupi uređaji, no za praktične potrebe dobro će poslužiti i generator šuma samo s jednom diodom. Postoje specijalne diode upravo za tu svrhu, no i one su skupe, a uz to je još i problem kako ih nabaviti. Jedno je od rješenja da se uzme specijalna mikrovalna dioda, npr. 1 N 23, kakva je upotrijebljena u spoju prema slici 4-22. Od takvog generatora zahtijeva se da daje tzv. b'ieli šum

SI. 4—22. Shema spoja jednostavnog generatora šuma sa šumnom diodom

koji je unutar nekog frekvencijskog spektra slučajan po frekvenciji i amplitudi. Praktički je amplituda konstantna u velikom području, npr. kod ovog generatora približno od 10 pa sve do 150 MHz, prikladan je dakle za sve praktične potrebe. Amplituda signala šuma mora biti dovoljno velika, tako da za višekratnik premaši vlastite šumove pri­ jemnika. Prijemnik pri mjerenju pojačava onaj dio frekvencijskog spektra šumova koji odgovara selekciji frekvencija njegovih titrajnih krugova. Intenzitet šumova može- se regulirati potenciometrom Pl, jer je stvoreni šum proporcionalan struji koja teče kroz instrument, a time i kroz diodu. Tim se potenciometrom prvo namjesti najveći šum koji se može postići, a zatim se sa P2 može odabrati željena vrijednost između nule i maksimuma. Nivo šuma F koji može dati ovaj gene­ rator približno je od 1 pa do lOkTo. F je šumni broj koji pokazuje omjer između snage šuma generatora i snage šuma pri sobnoj tempe­ raturi nekog otpornika koji služi za usporedbu, a treba imati isti omski otpor kao generator šuma. Radni otpor R na kojem se dobiva generirani šum treba odgova­ rati valnom otporu priključenog kabela. Najbolje je upotrijebiti ko127

aksijalni kabel s valnim otporom od približno 60 ii, a onda i ulaz prijemnika treba biti predviđen za 60 ii. Kako je spomenuto, do specijalnih dioda za proizvođenje šuma koji put je dosta teško doći, pa smo na slici 4-23 prikazali još jednu

SI. 4—23. Shema spoja jednostavnog generatora bijelog šuma s diodnom dionicom tranzistora

varijantu generatora bijelog šuma, specijalno za NF područje. Umje­ sto diode upotrijebljena je dionica baza-emiter tranzistora, dakle tako­ đer dioda, i to u nepropusnom smjeru. Upotrijebimo li za tu svrhu tranzistor BC 108 kojem dionica baza-kolektor može biti i neispravna, moći ćemo utvrditi da je intenzitet šumova vrlo dobar, čak i do 70 mV. Najbolje je između više primjeraka tranzistora izabrati onaj koji daje najveći šum. šum se može pojačati i time da se poveća pogonski napon, negdje do 15 V, a da ne treba mijenjati vrijednosti sastavnih dijelova. Ovaj drugi generator bijelog šuma može poslužiti za posve druge svrhe od onoga prvog. Priključimo li ga npr. na neko pojačalo kojega snaga ne mora biti velika, on će nam u prostoriji proizvoditi bijeli šum u korisne svrhe. Kad se, naime, na njega priviknemo, utvrdit ćemo da nam je moć koncentracije veća, umor manji i da nam manje smeta buka koja dolazi s ulice ili iz susjednih prostorija. Manje će nas smetati npr. lavež pasa, kuckanje po kakvu pisaćem stroju ili slično, a dobro će poslužiti i pri besanici. Upravo protiv besanice ima i drugih efikasnih uređaja, no o tome u slijedećoj knjizi. ELEKTRONIČKI VOLTMETAR S MOSFETOM

Ako se upotrijebi MOSFE tranzistor, skraćeno MOSFET, onda možemo izraditi voltmetar s veoma visokim ulaznim otporom. Budući da MOSFET ima ulazni otpor oko 10'5fi, pa i više, ulazni otpor spoja u kojem će se on upotrijebiti ovisi samo o sastavnim elementima jed­ nako kao kod voltmetra s elektronkom. 128

Voltmetar s MOSFET-oni prema slici 4-24 ima ulazni otpor od 2,2 Mil/V, no on se može-načiniti i znatno većim, samo je problem kako ostvariti otpornik za djelilo ulaznog napona. Već u ovom spoju za mjerenje ulaznih napona do 100 V potreban je serijski otpor od 200 Mil. Za 500 V morali bismo dakle uzeti 1000 Mil, a ako bismo ulazni otpor odabrali recimo 10 Mil, tada bi već za 100-voltno područje tre­ bao serijski otpor od 1000 Mfl. Kako su ti otpori reda veličine izola­ cionih otpora spoja, moglo bi se vrlo lako dogoditi da dobijemo pot­ puno netočne rezultate umjesto točnijih. Ostanimo dakle pri odabra­ nom ulaznom otporu od 22 Mil s time da ćemo na najnižem mjernom području od 1 V imati mogućnost da pritiskom na tipku T povećamo ulazni otpor na 12,2 Mil, što znači da ovim voltmetrom nećemo nigdje poremetiti napone koji se mjere.

SI. 4—24. Shema spoja tranzistorskog voltmetra s MOSFE-tranzistorom

Upotrijebljeni MOSFET (BFS28) ima dvije upravljačke elektrode od kojih je iskorištena samo jedna, možemo dakle upotrijebiti i bilo koji drugi MOSFET samo s jednom upravljačkom elektrodom. Maksimalni otklon kazaljke standardnog instrumenta od 1 mA na­ mješta se sa Pl, a električna nul-točka potenciometrom P2 kojem je u seriju potrebno uključiti pomoćni izvor napona (bateriju od 1,5 V). 9 Židan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

129

Potrošak je ovoga voltmetra, bez priključenog napona koji se mjeri, oko 12 mA, a pri mjerenju se smanjuje. Ako se upotrijebi instrument od 0,1 mA (100 pA), tada je voltmetar deset puta osjetljiviji, tj. prvo mjerno područje je uz isti ulazni otpor 100 mV. Pri baždarenju instrumenta najprije se sa Pl namjesti prvo mjerno područje, a zatim sa P3 i P4 drugo i treće. RC-GENERATOR S INTEGRIRANIM SKLOPOM

RC-generator za niskofrekventno područje od 20 Hz do 20 kHz može se izvesti samo s jednim integriranim sklopom, s o perači onim pojačalom 741 (si. 4-25). Cjelokupno frekvencijsko područje podije­ ljeno je na tri dijela koji se biraju preklopkom A (4 X 3), a frekven­ cija fino regtilira dvostrukim potenciometrom 2 X 25 kit. Pozitivna reakcija između izlaza i neinvertirajućeg ulaza IS-a, ostva­ rena je ponioću žaruljice, dakle nelinearnog elementa. Trimer-potenciometrom P3...P5 namješta se jednaka izlazna amplituda za sva tri frekvencijska područja za koja može služiti i ista skala. Ako se vrijed­ nosti sasvim ne podudaraju, onda treba korigirati vrijednosti od Cl, C2 i C3, što se utvrđuje pokusom.

SI. 4—25. Shema spoja RC-generatora s integriranim sklopom »741«

Na izlazu se dobiva potpuno pravilan sinusni napon od približno 4V kojemu se amplituda može smanjiti potenciometrom P6. Za napajanje je potreban simetrični napon od +15 i -15V, koji se npr. može dobiti iz ispravljača prema shemi spoja 9-30. 130

Oscilatori NISKOFREKVENTNI LC-OSCILATOR

Niskofrekventni LC-oscilator prikladan za upotrebu uz razne ure­ đaje opisane u ovoj knjizi, može se načiniti prema shemi na slici 5-1. Titrajni krug se sastoji od namota a niskofrekventnog transformatora i kondenzatora od 10 nF, dok je reakcija izvedena između kolektora 1

SI. 5—1. Shema spoja niskofrek­ ventnog LC-osdlatora

baze preko namota b. Uz navedene veličine elemenata dobiva se frek­ vencija oscilacija koja se za NF mjerenja i ispitivanja najčešće upo­ trebljava, tj. oko 800 Hz. Promjenom kapaciteta kondenzatora C može se frekvencija povisiti ili smanjiti za stotinjak Hz. Dobiveni napon je gotovo posve sinusoidan, što je postignuto upotrebom negativne reak­ cije (otpornik emitera nije premošten). Dobiveni napon uzima se sa sekundarne strane transformatora, o kojem se podaci za namatanje nalaze na kraju teksta. Ovako izveden oscilator može se upotrijebiti za razne svrhe, npr. za modulaciju VF 131

oscilatora, za razna niskofrekventna ispitivanja itd. Izlazna snaga mu je dovoljna za pobuđivanje nekog izlaznog pojačala, izvedenog u klasi A ili B. U ovom $poju može raditi bilo koji tranzistor, jer se transformatorskim putem može dobiti dovoljno velika pozitivna reakcija za po­ buđivanje oscilacija. Pogonski napon može biti od 3 do 6V. Ako nam treba više raznih frekvencija, npr. 400, 800 Hz itd., može se ugraditi preklopka s kojom se mogu uključivati kondenzatori C raznih vrijednosti. Dobra je straha oscilatora prema slici 5-1 što se odvojcima na sekundaru transformatora može veoma lako izvršiti prilagođenje izlaznpg otpora oscilatora i ulaznog otpora trošila. Tranzistor T je AC 540. PODACI O TRANSFORMATORU Presjek jezgre: 1 . . . 2 cm2 namot a — 2 000 zav. 0.10 mm 0 CuL namot b - 400 ... 500 zav. 0,10 mm 0 CuL namot c =■ 50 + 100 zav. 0,15 . . . 0.20 mm 0 CuL

MULTIVIBRATOR S KOMPLEMENTARNIM TRANZISTORIMA

Za dobivanje pravokutnih napona obično se upotrebljava sime­ trični generator s dva tranzistora istog tipa. Međutim takav se gene-

rator, zapravo astabilni multivibrator, može načiniti. i kao nesime­ trični ako se upotrijebe komplementarni tranzistori. Slika 5-2 prika132

zuje shemu spoja takvog multivibratora s tranzistorima TI (NPN) = BC 151 ili BC235A i T2 (PNP) = AC 550. U sklopu djeluju dvije reak­ cije, jedna galvanski s kolektora TI na bazu T2 (istosmjerno poja­ čalo), a druga KC-sklopom koji određuje frekvenciju oscilacija. Frekvencija se grubo regulira promjenom vrijednosti kondenza­ tora C, a fino potenciometrom Pl. Ako nam je potrebno široko pod­ ručje frekvencija, onda je najzgodnije uzeti jednostruku preklopku s više položaja i njome uključivati kondenzatore raznih kapaciteta. Tako se npr. uključivanjem kondenzatora od 1 pF pa do 100 pF mogu dobiti oscilacije frekvencije od nekoliko Hz pa do nekoliko stotina kHz. Pravokutni se napon uzima s kolektora od T2. Omjer trajanja poluperioda može se mijenjati potenciometrom P3, no prije treba sa P2 namjestiti najpovoljnije osciliranje sklopa.

RC-OSCILATORI ZA TONSKU MODULACIJU

Za tonsku (NF) modulaciju npr. nekog signal-generatora može po­ služiti /?C-oscilator, izveden prema shemi na slici 5-3. Da bi se dobilo

T

zadovoljavajuće zakretanje faze potrebno za stvaranje oscilacija, reakcijska grana se mora sastojati od 4 KC-elementa. Budući da do re­ akcije dolazi samo na jednoj određenoj frekvenciji, stvoreni ton je dovoljno stabilan. Njegova vrijednost ovisi o veličini odabranih RCelemenata. Uzmemo li kondenzatore od 0,1 pF i otpornike od 1,5 kil, tada će proizvedena frekvencija svih tipova normalnih tranzistora pasti u područje od 800 do 1000 Hz. Polupromjenljivim otpornikom namješta se najpovoljnija radna točka tranzistora. 133

Da bi se mogle održati oscilacije za ovakav spoj oscilatora, treba da tranzistor ima strujno pojačanje od barem 50. Ukoliko imamo tran­ zistor kojemu je pojačanje oko 100, RC-sklop može imati samo 3 ■RC-elementa. I sa 3 AC-člana možemo pobuditi oscilator na osciliranje kod tran­ zistora s relativno malim strujnim pojačanjem, ako se za radni otpor kolektora upotrijebe slušalice, a isto je ako nam takav oscilator služi za učenje Morseove abecede. To vrijedi i za upotrebu prijenosnog trans­ formatora u kolektorskom krugu. Dobiveni NF napon uzima se s kolektora preko kondenzatora od 2pF, no treba paziti da se trošilom ne priguši rad oscilatora. Zato se preporučuje kolektorski radni otpor namjestiti pri opterećenom oscilatoru. Ako je trošilo niskoomsko, poželjno je da se između njega i osci­ latora stavi stupanj za odjeljivanje, s tranzistorom u kolektorskom spoju, prema slici 5-4. Potenciometrom od 0,1 Mfl namjesti se najpo-

Sl. 5—4. Shema spoja elektronič­ kog transformatora impedancije za prilagođenje trošila s malim unutarnjim otporom

SI. 5—5. Shema spo­ ja kaskade tranzistora radi postizanja večeg pojačanja

voljniji prednapon baze, a potenciometrom od 1 do 5 kn u krugu emitera može se regulirati veličina izlaznog signala. Na ovakav način oscilator je posve odijeljen od utjecaja trošila. Odlika je ovakvih RC-oscilatora što im je proizvedena frekvencija sinusoidnog oblika i normalno vrlo malo izobličena. Frekvencija iznosi otprilike 400 Hz za vrijednosti otpornika od 3 kn. Promjenom vrijednosti AC-elemenata može se dobiti i neka druga željena frekvencija. Spoj se može izvesti i tako da se upotrijebe' dva tranzistora s manjim pojačanjem koji se spoje u kaskadu, i tako se dobiva više nego dovoljno pojačanje za normalan rad oscilatora (vidi sliku 5-5). Upotrebom tranzistora AC 540 pri pogonskom naponu od 6 V dobiva se izlazni signal od otprilike 13 V, a sa AC 550 dobiva se oko 13 V. 134

GENERATOR PRAVOKUTNIH NAPONA

Za dobivanje pravokutnih napona može poslužiti generator, zapravo astabilni multivibrator s reakcijom (slika 5-6). Potenciometrima P3 i P2 u krugovima reakcije namješta se oblik i frekvencija oscilatorskog napona. Uz navedene vrijednosti RCelemenata, frekvencija pravokutnog

SI. 5—6. Shema spoja generatora pravpkutnih napona

napona može se potenciometrom P2 mijenjati približno od 2,5 pa do 14 kHz. Na nižim frekvencijama postiže se pravilniji oblik pravokutnog napona nego na višim. Za još niže frekvencije valja, naravno, upotrijebiti i drugačije vrijednosti ovih elemenata. Potenciometrom Pl treba simetrirati pravokutni napon, ovisno o vrijednosti napona baterije. Ovo nam pruža još jednu mogućnost, su­ protnu od navedenoga, tj. asimetriranje napona na taj način da jedna poluperioda traje duže od druge, što je često potrebno za razna ispitivanja. Naravno da se ovakva podešavanja mogu vršiti samo uz kontrolu oscilografom. Pri pogonskom naponu od 6 V na izlazu se dobiva pravo­ kutan signal veličine 2,5 Vvv (od vrha do vrha), a pri 9 V znatno veći. Oscilator će jednako dobro raditi i s drugim tipovima tranzistora. Ako se upotrijebe tranzistori predviđeni za više frekvencije, može se postići skoro potpuno pravilan pravokutni napon. S obzirom na raznolike mogućnosti primjene ovakvog oscilatora poželjno je između njega i trošila predvidjeti i stupanj za odjeljivanje sa još jednim tranzistorom, kako trošilo ne bi utjecalo na rad osci­ latora. Potrošak uređaja pri naponu baterije od 6 V iznosi oko 3,5 mA. Tranzistori TI i T2 su AC 540. 135

GENERATOR PILASTOG NAPONA (I)

Za razne svrhe često su potrebni generatori pilastih napona, koji se mogu najzgodnije načiniti na osnovi multivibratora koji su ana­ logni spojevima s elektronkama. Takav spoj multivibratora prikazan na slici 5-7 daje posve asimetričan napon za nabijanje i izbijanje kon-

SI. 5—7. Shema spoja generatora pilastih napona s dva jednaka tranzistora

denzatora C u emiterskom krugu drugog tranzistora. Potenciometrima Pl i P2 namješta se linearnost pilastog napona, a potenciometrom P3 fino se namješta željena frekvencija. Grubo se frekvencija regulira promjenom vrijednosti kondenzatora C. Potenciometrom P2 namjesti se ukupni potrošak generatora na približno 8 mA, jer je onda napon na izlazu najpravilniji i najveći. Kondenzatorima navedenih kapaciteta dobiva se frekvencijsko pod­ ručje od približno 10 Hz pa do približno 150 kHz. Tranzistori 77 i T2 su BC 235. GENERATOR PILASTOG NAPONA (II)

Jednostavan generator pilastog napona sličnih osobina kao onaj na slici 5-7 može se načiniti s komplementarnim tranzistorima na način prikazan na slici 5-8. Frekvencija se fino regulira potenciometrom P2, a grubo preklopkom, tj. promjenom kapaciteta kondenzatora. 136

Ako nam je potreban suprotan polaritet pilastog napona, tranzi­ stori se mogu međusobno zamijeniti, no u tom slučaju treba naravno promijeniti i polaritet pogonskog napona.

SI. 5—8. Shema spoja generatora pilastih napona s komple­ mentarnim tranzistorima

Potenciometrom P1 namješta se amplituda. Za 77 može se uzeti BC 151, a za T2 BC238 ili AC 550.

LINEARIZACIJA PILASTOG NAPONA

Oba generatora pilastog napona prema slikama 5-7 i 5-8 imaju zajednički nedostatak što pilasti napon nije sasvim linearan zbog eksponencijalne krivulje nabijanja kondenzatora, pa praktički može poslužiti samo njegov mali dio. Međutim, ako se umjesto otpornika preko kojeg se kondenzator nabija upotrijebi sklop za konstantnu struju, pilasti će napon imati posve linearan porast. Primjena takvog sklopa na oba generatora vidi se na slikama 5-9 i 5-10. Potenciometrom u emiterskom krugu dodatnog tranzistora mije­ nja se veličina struje kojom se kondenzator nabija, tj. vrijeme nabi­ janja ili, drugim riječima, frekvencija pilastog napona. Ostali elementi isti su kao i na slikama 5-7 i 5-8. Upotrijebljeni poluvodiči: Na si. 5-9: 77 = 72 = T3 = BC 235 A, D = BA 103. Na si. 5-10: TI = T2 — BC 151, T3 = BC 238 (ili AC 550), D = BA 103. 137

I3S

KVARCNI OSCILATOR

Veoma jednostavan oscilator s kvarcom izveden je prema shemi na slici 5-11, Kristal kvarca za frekvenciju od nekoliko MHz spojen je između baze i kolektora koji se napaja preko prigušnice VFPr. Spoj je jedna vrsta Colpittsovog oscilatora, jer kristal zajedno s trimerorr od 4 do 40 pF tvori kapacitivno djelilo napona. Između kolektora i baze dobiva se reakcija koja uzrokuje oscilacije kristala. Najpovoljniji iznos oscilatorskog napona namjesti se trimerom. S obzirom na to da frekvencija nije veoma visoka, ovdje mogu raditi i tranzistori, koji $e inače upotrebljavaju u stupnjevima za miješanje kod srednjovalnih prijemnika. Bolji rezultat dobit ćemo međutim ako upotrijebimo neki tranzistor predviđen za KV područje, npr. AF 125 ili slični. Pogonski napon može biti od 6 do 9 V. VF prigušnica je standardna od 2,5 mH (vidi str. 50). Spoj je interesantan i zato jer je usprkos tome što se pri dimen­ zioniranju sastavnih dijelova odstupilo od uobičajenih vrijednosti, po­ stignuto izvanredno stabilno i pouzdano funkcioniranje ovog oscilatora.

SI. 5—11. Shema spoja oscilatora s kvarcnim kristalom

Na gornji kraj kristala može se priključiti štapna antena, pa u tom slučaju ovaj oscilator postaje mali odašiljač pomoću kojeg se mogu lako kontrolirati baždarne točke prijemnika. Namještanje trimera provodi se onda i u ovisnosti o duljini priključene antene.

KVARCNI OSCILATOR U PIERCEOVOM SPOJU

Veoma stabilan oscilator s kvarcom može se načiniti prema shemi na slici 5-12. To je zapravo jedna izvedba Pierceovog oscilatora, kod 139

kojega je kristal spojen između kolektora i mase, a baza je spojena preko kapacitivnog djelila napona. Titrajni krug, npr. za 6 MHz, od­ nosno 9 MHz ili si., nalazi se u kolektorskom krugu. Potenciometrima u krugu baze i krugu emitera namješta se jačina osciliranja, vodeći računa o maksimalno dopuštenoj kolektorskoj struji. Cl

SI. 5—12. Shema spoja oscilatora

s kvarcnim kristalom u Pierceovom spoju

Izdvajanje dobivenog napona može se načiniti induktivno ili kapacitivno s titrajnog kruga. Ovakav oscilator može poslužiti npr. kao osnovni oscilator iza ko­ jega slijedi stupanj za udvostručivanje frekvencije itd. Za ovu upotrebu pogodna je većina VF tranzistora, npr. AF 124, AF 125 itd. Ako smo upotrijebili tranzistor AF 125, onda valja struju kolek­ tora namjestiti na 0,6 mA kad nema oscilacija.

KVARCNI OSCILATOR ZA STANDARDNU FREKVENCIJU OD 100 kHz (I)

Oscilator za standardnu frekvenciju od 100 kHz radi s titrajnim krugom i kristalom za stabiliziranje frekvencije prema ponešto ne­ običnoj shemi na slici 5-13. Titrajni krug se nalazi u kolektorskom krugu, a reakcija je izvedena preko kvarca na bazu. Oscilatorski napon se uzima s emitera tranzistora. Oscilator pro­ rađuje tek kada se okretanjem promjenljivog kondenzatora približimo rezonantnoj frekvenciji. Nakon toga treba okretanjem kondenzatora postići maksimalni oscilatorski napon, što će nastati pri rezonantnoj frekvenciji titrajnog kruga. 140

Niskofrekventne tranzistore je s ovim spojem veoma teško dovesti do osciliranja, pa zato treba uzeti neki VF tranzistor, npr. AF 125, AF 261. Titrajni krug treba dimenzionirati za rezonantnu frekvenciju od 100 kHz. Rezonantna frekvencija titrajnog kruga od 100 kHz može se postići s promjenljivim kondenzatorom od 500 pF i zavojnicom L, ako se na VF jezgru M6 namota križni namot sa oko 650 zav. VF plet. 20x0,05 ili 0 0,1 CuL. Ovakav oscilator se može upotrijebiti za bažda­ renje drugih oscilatora, koristeći pri tome.harmoničke frekvencije. Da bi se postiglo što više ovakvih harmoničkih frekvencija, oscilatorski napon treba da bude što veći. Treba međutim paziti da se ne preko­ rači maksimalno dopuštena kolektorska struja, što se može kontroli­ rati miliampermetrom u krugu kolektora, a ograničenje se postiže do­ voljno velikim otpornikom za negativni prednapon baze. Eventualno se taj napon može i stabilizirati uključenjem otpornika od 10 do 50 kfl između baze i mase.

SI. 5—13 Shema spoja kvarcnog oscilatora za 100 kHz

VF signal je moguće modulirati tonskom frekvencijom tako da se umjesto emiterskog otpornika upotrijebi jedan namot modulacijskog transformatora, dok se drugi namot tog transformatora priključuje na pogodan izvor NF signala, npr. na izlaz jednog od ranije opisanih tranzistorskih tongeneratora.

KVARCNI OSCILATOR ZA STANDARDNU FREKVENCIJU OD 100 kHz ( I I )

Veoma jednostavan, ali dobar oscilator za standardnu frekven­ ciju od 100 kHz, s kristalom kVarca i jednim tranzistorom, može se načiniti prema shemi spoja na slici 5-14. 141

Kristal se nalazi između baze i mase, a radni otpor je u emiterskom krugu, budući da tranzistor radi u kolektorskom spoju. No da bi ovakav oscilator radio, tranzistor treba da ima pojačanje od ba­ rem 50. Osim toga, rad oscilatora ovisan je i o veličini kondenzatora

SI. 5—14. Shema st>oja -»ja kvarc­ ki kHz nog oscilatora za 100u«»Hz

kojim je premošten emiterski otpornik i kome je najbolje pokusom naći pravu vrijednost. Prednost ovog oscilatora je i ta što u njemu može da radi bilo koji NF tranzistor s dovoljnim pojačanjem. Tranzistor T je AC 540.

GENERATOR BAŽDARNIH FREKVENCIJA OD 100, 10 1 1 kHz

Za profesionalne, a i amaterske svrhe često su potrebne točne dekadske frekvencije, pa je jedan način za njihovo dobivanje prikazan na slikama 5-15 i 5-16. Osnova je uređaja kvarcni oscilator od 100 kHz (si. 5-15) koji je izveden tako da mu se signal uzima iz emiterskog kruga, pa promjene impedancije na izlazu gotovo ne utječu na fre­ kvenciju. Zavojnica L treba imati oko 2,2 mH* i feritnu jezgru za uga­ đanje titrajnog kruga na frekvenciju kvarca. Tranzistor je tipa AF 260. VF signal od 100 kHz dovodi se na ulaz uređaja, prema slici 5-17, koji ima dva multivibratora. Njihova je vlastita frekvencija titranja približno 10 kHz odnosno 1 kHz, ali oni ipak osciliraju točno na 10 odn. 1 kHz jer se sinhroniziraju signalom iz kvarcnog oscilatora. Prvi se multivibrator sinhronizira uvođenjem oscilacija od 100 kHz na bazu tranzistora 77. Drugi se multivibrator sinhronizira signalom od 10 kHz dobivenim iz prvog multivibratora s kolektora T2 te dovodi emiteru od T3, pri čemu se prethodno diferencira otpornikom od 270 ii i kon­ denzatorom od 470 pF, a jedna poluperioda odstranjuje diodom D. Ovi * Podaci o izradi nalaze se na str. 50.

142

igUćnati iuTiidirfctcioiialnii ki-atki impulsi oroOfcućuju dobru sin hrani/ar-iiu-

pSlSSSsfci« ** » &*** *»***m*m

SI. 5—1«. Shema spola tranzistorskog međustupnja za spriječavanje po* vratnog djelovanja izlaza na ulaz

irvs'iw‘ici/bou dybrot; cdjeljivarija iS^i ^vratnop dj«&v»n>a

izlaza na

cd MbHirat

tratila ij. tomje.

^titgiivatLja Prljao c

d. dat i još jedan iranzimorski meduslupanj pitnui ■

SI. 5—17. Shema

spoja dvostrukog mpltivibratora za dekadsko dijeljenje frekvencija

143

emitersko sljedilo koje ujedno omogućuje doziranje signala. Baždare­ nje multivibratora treba provesti pomoću osciloskopa dovođenjem na ispravnu frekvenciju pomoću P1 odnosno P2. Pojni napon ne treba biti stabiliziran jer uređaj radi stabilno i pouzdano čak i pri varijacijama pojnog napona od 20°/o. Upotrijebljeni poluvodiči: TI... T5 = AC 540, a D = AAZ 22.

OSCILATOR S KERAMIČKIM FILTROM

Pomoću keramičkog piezoelektričnog filtra, opisanog u poglavlju o prijemnicima na str. 70, može se na jednostavan način napraviti oscilator relativno konstantne frekvencije. Upotrijebi li se dvopolni keramički filtar, odabire se spoj prema slici 5-18. On ovdje djeluje

SI. 5—18. Shema spoja oscilatora s dvopolnim transfilterom

SI. 5—19. Shema spoja oscilatora s tropolnim transfilterom

kao paralelni rezonantni krug s dodatnim kapacitetima Cl i C2, koji su kapacitivno djelilo napona kojemu se napon dovodi s emitera tran­ zistora. Oscilatorski napon dobiva se na »vrućem« kraju emiterskog otpornika, a iznosi oko 2,5 Vvv. Veličina reakcijskog napona namješta se promjenljivim otpornikom od 5 kfl. Ako se upotrijebi tropolni transfilter spoj je nešto drugačiji (slika 5-19), budući da se reakcijski napon dobiva iz kolektorskog kruga gdje je on fazno zakrenut za 180°. Emiterski otpornik nije premošten za VF struje, a služi za stabiliziranje radne točke tranzistora. Veličina re­ akcije namješta se promjenljivim otpornikom od 5 kn uključenim u krug transfiltera. Oscilatorski napon ima približno istu vrijednost kac u prošlom primjeru, a može se uzimati i s emitera. Tranzistor T je AF 261. 144

6 SUPERREAKCIJSKI PRIJEMNIK ZA 144 MHz

Za amatere početnike, koji žele da se bave prijemom na amater­ skom području od 144 MHz, dakle na ultrakratkim valovima, spoj superreakcijskog prijemnika prema slici 6-1 pravo je rješenje. Pri ispiti­ vanju ovog spoja upotrijebljen je bio izvrsni mesa-tranzistor AF 106, no dobre rezultate dat će po svoj prilici i drugi tipovi tranzistora predvi­ đenih za ovo frekvencijsko područje (na primjer AF 116).

SI. 6—1. Shema spoja superreakcijskog nika za amatersko UKV područje od 144 MHz

prijem­

Način rada i shema spoja ne razlikuje se mnogo od sheme spojeva superreakcijskih prijemnika za prijem kratkih i ultrakratkih valova na slikama 2-12 i 2-14, pa sve što je za njih rečeno, vrijedi i ovdje. ]0 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

145

S obzirom na jednostavnost spoja samogradnja ne bi trebala činiti poteškoće, međutim potrebno je paziti na međusoban položaj spojnih vodova i odabrane točke za uzemljenje. Demodulirani NF signali do­ bivaju se kod ovog prijemnika sa sekundarnog namota NF transfor­ matora s prijenosnim omjerom 4: 1, koji se nalazi u kolektorskom krugu. Podatke o njegovoj samogradnji vidi na str. 54. Stupanj reak­ cije regulira se potenciometrom P. VF prigušnica dobiva 30 do 40 zavoja žice 1 do 1,5 mm promjera, dok zavojnica LI dobiva 5 zav. žice 1,0 mm 0 CuL (promjer zavojnice 6 mm). Izvod se pravi kod prvog zavoja, računa to s donjeg kraja. Antenska zavojnica dobiva 2x2 zav. žice 0,50 mm 0, namotava se pored ili preko zavojnice LI, a predviđena je za priključak dipol-antene. Tranzistor T je AF 106 ili AF 116.

BFO-OSCILATOR

Mnogi amateri početnici koji se bave kratkim valovima nemaju odmah specijalne kratkovalne prijemnike, već za tu svrhu koriste nor­ malne koncertne prijemnike kojima eventualno dodaju mogućnost za

razvlačenje opsega pojedinih pojasa (bandova) pomoću promjenljivog kondenzatora od desetak pF spojenog paralelno oscilatorskom pro­ mjenljivom kondenzatoru. Međutim niti s takvim prijemnikom nije moguće primati telegrafske nemodulirane (Al) signale, pa za tu svrhu treba dodati i pomoćni oscilator, poznat pod nazivom treptajni oscilator, ili još poznatiji pod kraticom BFO (Beat Frequency Oscillator). 146

To je zapravo oscilator koji oscilira na frekvenciji što se veoma malo razlikuje od međufrekvencije prijemnika u koji treba ugraditi dotični pomoćni oscilator. Samogradnja takvog tranzistorskog oscilatora nije teška, a može se izvesti prema shemi na slici 6-2. Tranzistor radi u spoju sa zajedničkom bazom i titrajnim krugom u kolektorskom krugu. Reakcija je kapacitivna uz pomoć kondenzatora od 50 pF i 100 pF. U prijemniku u koji se ugrađuje treptajni oscilator nije potrebno vršiti nikakve pregradnje. Signal pomoćnog oscilatora vodi se s kolek­ tora tranzistora žicom do voda u prijemniku koji ide na demodulator, no na njega se ne priključuje direktno (galvanski), već kapacitivno, na taj način da se oko voda u prijemniku izolirana dovodna žica omota nekoliko puta. Time stvorena kapacitivna veza dovoljna je da se po­ slije demoduliranja dobije interferentni zvižduk koji se javlja u ritmu primanog telegrafskog signala. Frekvencija pomoćnog oscilatora na­ mješta se na frekvenciju blizu međufrekvenciji prvi puta uz pomoć jezgre zavojnice L; pri tome neka se trimer Cl nalazi u srednjem položaju. Njegovim okretanjem može se kasnije namjestiti najugod­ nija visina tona (800 ... 1000 Hz). Zavojnica L namata se križno VF pletenicom 20 x 0,04 na jezgru promjera 4 mm (oko 120 zavoja): točan podatak ovisi o kapacitetu paralelno spojenih kondenzatora i potrebnoj rezonantnoj frekvenciji. Pogonski napon oscilatora može biti od 1,5 do 6V; potrošak struje vrlo je malen (oko 0,4 mA pri 6V). Pomoćni oscilator može se napa­ jati umjesto iz baterije iz malog dodatnog ispravljača, pomoću kojeg se ispravlja napon što služi za žarenje elektronki, ukoliko je prijemnik opremljen s elektronkama. Shema spoja tog dodatnog ispravljača prikazana je na slici 6-2 desno. Ako oscilator ne bi oscilirao ili pak oscilira teško, onda je potrebno mijenjati veličinu kondenzatora za reakciju C2. Tranzistor T je AF 261, a dioda je npr. AA 131.

BFO — OSCILATOR S KAPACITETNOM DIODOM

Shema spoja prikazana na slici 6-3 novost je u pogledu načina korigiranja frekvencije BFO-a pomoću potenciometra kojim se mije­ nja negativni prednapon diode, pri čemu se ona ponaša kao promjen­ ljivi kondenzator. Kapacitet dakle ovisi o veličini prednapona, pa je na taj način moguće mijenjati rezonantnu frekvenciju titrajnog kruga Ll/C. Zavojnica LI je obična srednjevalna, a uz kapacitet kondenza­ tora od 470 pF dobiva se rezonantna frekvencija od približno 465 kHz. 147

Kondenzator od 1 nF spojen paralelno dionici emiter-kolektor tranzi­ stora služi za reakciju. Kad je kliznik potenciometra u srednjem polo­ žaju, onda jezgrom zavojnice LI treba namjestiti željenu rezonantnu frekvenciju tako da se zvižduk čuje na svim stanicama. Nakon toga se potenciometrom namjesti željeni iznos interferencijske frekvencije.

SI. 6—3. Shema spoja treptajnog oscilatora (BFO) s ugađanjem pomoću kapacitetne diode

Veza sa željenim prijemnikom obavlja se tako da se na kolektor tranzistora priključi vod, a njegov se drugi kraj dovede u blizinu kom­ ponenata koje tvore MF stupanj prijemnika, dakle Jednako kao na slici 6-2. Tranzistor je BC 108, a dioda 1N4001.

Q-MULTIPLIKATOR

Pomoću Q-multiplikatora može se poboljšati selektivnost MF poja­ čala prijemnika za amaterske frekvencije. Takav jedan Q-multiplikator prikazan je na slici 6-4, a izlaz mu se spaja na primar prvog MF pojasnog filtra, dakle na anodu "miješalice. Poboljšanje selektivnosti postiže se tako da se čitav sklop dovede do pred samo osciliranje, zbog čega se povećava dobrota kruga (Q-faktor). Pomoću promjenljivog kon­ denzatora malog kapaciteta (C2) može se točka u kojoj dolazi do pove­ ćanja dobrote smjestiti u željeno mjesto propuštanja MF krugova. Dakako da zavojnica LI mora imati ispravan induktivitet, tako da za­ jedno s kondenzatorom C2 dade potrebnu rezonantnu frekvenciju. Pri tome treba također pokusom ustanoviti pravu vrijednost kondenzatora Cl (50... 500pF), pa tek onda fiksirati induktivitet zavojnice LI. 148

Da bi se postigla rezonantna frekvencija od 468 kHz, kapacitet Cl treba da bude oko 200 pF, a induktivitet visokofrćkventne prigušnice oko 1,5 mH. Rad sa Q-muItiplikatorom nije kompliciran, no ipak zahtijeva.nešto malo iskustva. Prvo treba R1 namjestiti na najmanji otpor, tako da Q-multiplikator započne oscilirati. Za R2 treba odabrati takvu vrijed­ nost da korekcije za prekid oscilacija dođu otprilike u sredinu pod­ ručja reguliranja. Početak osciliranja može se kontrolirati prijemnikom u koji se ugrađuje multiplikator, ako se prethodno uključi njegov BFO.

SI. 6—4. Shema spoja Q-muitiplikatora

Ova gradnja nije kritična, a može se upotrijebiti gotovo svatu VF tranzistor. Za napajanje dostaje već i napon od 1,5 V, a može se do­ biti na isti način kao kod ranije opisanog BFO-a, ispravljanjem izmje­ ničnog napona za žarenje elektronki. Ako se upotrijebi PNP tranzistor (npr. BC 238) onda se s obzirom na to što je uzemljen negativni pol izvora napajanja, napon za njegov pogon može se uzimati s katodnog otpora elektronke MF stupnja prijemnika.

CW FILTAR U amaterskim KV radio-prijemnicima često se prigodom prijema telegrafskih (CW) signala povećava selektivnost u NF dijelu prijem­ nika, što se naziva tonska selekcija. Na slici 6-5 prikazana je shema spoja takvog jednog filtra koji može služiti kao završni stupanj tranzistorskog KV prijemnika, pri čemu se u kolektorski krug mogu slu­ šalice uključiti izravno. No ovaj filtar može poslužit: i kao mcđustu 149

panj, samo treba voditi računa o tome da mu se izlazni otpor pravilno prilagodi na slijedeći stupanj. Ovim se stupnjem prenosi izrazito samo jedna frekvencija koju odabiremo negdje između 800 i 1000 Hz, jer je taj ton najugodniji za prijem. Titrajni krug izveden je kao serijski, pa zbog toga ulazni otpor mora biti malen.* Ukoliko bi takva izvedba

SI. 6—5. Shema spoja selektivnog NF poja­ čala za ON signale (I)

predstavljala poteškoće, tad se lijevi kraj prigušnice L spaja na masu, a signal dovodi na točku a. Reakcijski napon vodi se na kapacitivno djelilo napona titraj nog kruga i to s emitera tranzistora. Uz pomoć

SI. 6 —6. Shema spoja selektivnog NF pojačala za CW signale (II)

promjenljivog otpornika (lOkfl) reakcijski se napon namješta na takav iznos da sklop samo što ne počne oscilirati, pa tada djeluje kao ii : 1.

m

Valjg upotrijebiti prilagoditi transformator s prijenosnim omjerom otprilike

tzv. Q-multiplikator za odnosnu frekvenciju. Vidimo dakle da se veći faktor dobrote postiže u principu na isti način kao u VF stupnjevima. Prigušnica L namotava se na jezgru M42 te dobiva 5000 zav. žice 0,20 mm 0 CuL. Jedna druga izvedba takvog CW filtra prikazana je na slici 6-6, u kojoj su upotrebljena dva tranzistora. Prvi tranzistor radi kao NF po­ jačalo s kojeg se signal dovodi na T-filter a s ovoga se na emiter tran­ zistora vodi natrag toliko jaka NF negtivna reakcija da ona poništava pojačavanje toga stupnja. To se dešava za sve frekvencije, osim za onu na koju je ugođen titrajni krug. Naredni stupanj služi za NF pojačavanje i za odjeljivanje kruga slušalice od samog filtra. I u ovom spoju predviđen je regulator selek­ tivnosti (P). Tranzistor T je AC 540.

CVV MONITOR Za kontrolu rada amaterskih odašiljača upotrebljava se tzv. CW-monitor koji se, zahvaljujući tranzistorima, može izraditi vrio jedno­ stavno i prikladno (slika 6-7). U biti je to NF tonski LC-oscilator koje­ mu pogonski napon daje ispravljeni val nosilac odašiljača koji kontro-

SI. 6—7. Shema spoja CW monitora bez posebnog iz* vora napajanja

liramo. Za tu svrhu služi jednostavan ispravljač s diodom, zajedno s filtrom koji se sastoji od otpornika 1 kil i kondenzatora od 2 nF. VF napon iz odašiljača dobiva se tako da se zavojnica L, sastavljena od nekoliko zavoja žice, dovede u blizinu zavojnice titrajnog kruga PA-stupnja odašiljača, a zatim preko sukanog voda odvodi monitoru. Tranzistorski oscilator dobiva dakle pogonski napon samo onda kada je pritisnuto tipkalo u odašiljaču. Ton u slušalicama točno slijedi tipka 151

nje u odašiljaču i to je dobra kontrola za slušanje vlastitog tipkanja, a i funkcioniranja odašiljača. Može se upotrijebiti bilo koji NF tran­ zistor, dok je NFTr neki NF transformator prijenosnog omjera 1:4 ili sličan. Podaci o njegovoj samogradnji nalaze se na strani 54. T je bilo kakav tranzistor, a D je AA 111.

TONSKI OSCILATORI ZA UČENJE MORSEOVIH ZNAKOVA

Za učenje Morseovih znakova obično se upotrebljavaju jednostav­ ni oscilatori s jednim tranzistorom, predviđeni za priključak visokoomskih slušalica. Ovi oscilatori izvedeni su tako da se induktivitet slu­ šalica koristi kao sastavni dio titrajnog kruga. Frekvencija ovakvih oscilatora treba da bude od 400 do 800 Hz. Dvije varijante jednog tak­ vog oscilatora vide se na slikama 6-8 i 6-9.

SI. 6—8. Shema spoja tonskog oscilatora za učenje Morseovih znakova (I)

SI. 6—9. Shema spoja tonskog oscilatora za učenje Moreseovih znakova (II)

U prvoj varijanti tipkalom se prekida krug slušalica, odnosno ko­ lektora. Oscilatorski krug se sastoji od induktiviteta slušalica i serij­ skog spoja dvaju kondenzatora. Ovim spojem ujedno je omogućena i reakcija između kolektora i emitera (Colpittsov oscilator). Napon baze stabiliziran je potenciometarskim spojem otpornika. Pogonski napon je predviđen sa 4,5 V, ali može biti i veći ili manji. Ovakav oscilator troši veoma malu struju zbog velikog otpora u krugu emitera (27 kit). U drugoj varijanti oscilatora tranzistor radi u nešto drugačijem spoju. Tipkalom se ovdje prekida priključak plus pola. I ovdje je reakcija izvedena između emitera i kolektora, ali djelomično i na bazu. 152

Promjene frekvencije postižu se promjenom veličine kapaciteta jednog od kondenzatora u titrajnom krugu, a najbolje ju je prema že­ lji odabrati pokusom. Jednostavan oscilator za učenje Morseovih znakova može se nači­ niti i kao J?C-oscilator, koristeći inđuktivitet slušalica i kao elemenat za okretanje faze (slika 6-10). JiC-sklop za okretanje faze sastoji se od

SI. 6—10. Shema spoja tonskog oscilatora za učenje Morseovih zna­ kova (III)

3 ftC-elementa, a nalazi se između kolektora i baze. Tipkalom se pre­ kida priključak minus pola. Potreban negativni prednapon baza do­ biva preko otpornika od 150 kil. Kako u ovom oscilatoru može raditi bilo koji tranzistor, treba pokusom odrediti najbolju vrijednost ovog otpornika. Frekvencija oscilatora određena je uglavnom RC elementima, a za navedene vrijednosti na slici 6-10 iznosi oko 400 Hz. Promjenom vri­ jednosti ovih elemenata može se dakle 'mijenjati oscilatorska fre­ kvencija. Tranzistor T je AC 540.

SI. 6—11. Shema spoja tonskog oscilato­ ra za učenje Morseovih znakova (IV)

Slika 6-11 prikazuje shemu spoja niskofrekventnog oscilatora, sa dva tranzistora AC 540 u kaskadnom spoju, za učenje Morseovih zna­ kova. Spoj je interesantan zato što oba tranzistora rade bez isto­ 153

smjerne struje baze. Frekvenciju oscilacija određuje potenciometar kojim se ona može regulirati, a i serijski spojeni kondenzator Cl. Vri­ jednost kondenzatora ovisi o pojačanju tranzistora pa što je ono veće, kapacitet kondenzatora može biti manji, pri velikom pojačanju tranzi­ stora čak samo 10 nF. Slušalice su spojene u emiterskom krugu obaju tranzistora, a po­ vratna je veza ostvarena također pomoću emitera, zapravo je to neka vrsta multivibratora s emiterskom vezom. S obzirom na nestabilizirane napone baza, frekvencija oscilacija nije osobito konstantna, ali rad potpuno udovoljava svrsi kojoj je namijenjen. U tom spoju mogu raditi bilo koja dva tranzistora. Još jedan jednostavan tonski oscilator za učenje Morseovih zna­ kova prikazan je na slici 6-12. I ovdje su sastavni dijelovi svedeni na

SI. 6—12. Shema spoja tonskog oscilatora za učenje Morseovih znakova (V)

najmanje. To je multivibrator s komplementarnim tranzistorima 77 i T2 (AC 350 i AC 550). Umjesto tranzistora AC 350 možemo upotrije­ biti i BC 151 ili BC235A. Oscilator oscilira na frekvenciji od približno 1000 Hz.

ELEKTRONIČKO TIPKALO U amaterskoj praksi elektronička tipkala već sc dosta dugo upo­ trebljavaju. Pomoću njih ne samo da se postiže veća brzina tipkanja (kucanja), već se dobivaju i ljepši otkucaji, budući da su razmaci iz­ među znakova pravilni. 154

Vrlo jednostavno elektroničko tipkalo može se izvesti sa svega jed­ nim tranzistorom i malo sastavnih dijelova (si. 6-13). Samo tipkalo ima tri moguća položaja: srednji, koji je prikazan na shemi kada se ne do­ bivaju nikakvi znakovi, te položaji A i B u kojima se dobivaju povlake (crte), odnosno točke. Relej ima jedan mirni i jedan radni kontakt. Stavi li se tipkalo u položaj 4 (povlake), time se kondenzator Cl preko

mirnog kontakta releja a priključuje na napon od —6V. Time se do sada zakočeni tranzistor otvara, relej privlači, a ujedno s radnim kon­ taktom b zatvara krug koji se tipka. Istovremeno se prekida i dovo­ đenje napona preko mirnog kontakta, ali tranzistor ostaje još neko vrijeme vodljiv, jer napon baze daje nabijeni kondenzator Cl: Konden­ zator se izbija preko otpornika R2, pa se napon baze smanjuje, dok relej konačno ne otpusti. Drži li se tipkalo stalno u položaju A, čitav se taj proces neprestano ponavlja, pa se radni kontakt b releja zatvara u ritmu koji odgovara povlakama. Duljina povlaka može se namjestiti otpornikom R2 (brže ili sporije izbijanje kondenzatora Cl). Na sličan način dobivaju se točke ako se tipkalo stavi u položaj B. Tada se napon dovodi preko promjenljivog otpornika Rl, koji s otpor­ nikom R2 sačinjava djelilo napona za bazu. Sad se kondenzator Cl ne može nabiti do punog napona, pa se umjesto povlake dobivaju točke. Otpornikom Rl regulira se trajanje točaka, nakon što je odabran položaj promjenljivog otpornika R2. Tranzistor T je AC 550. Poboljšana varijanta toga spoja prikazana je na slici 6-14, gdje je zbog sigurnijeg privlačenja upotrijebljen još jedan tranzistor. Moglo bi se naime desiti da neki od primjeraka tranzistora ne bi imali dovoljno velik faktor strujnog pojačanja, što se može izbjeći s tim dodatnim tranzistorom. Da bi se spriječilo smanjenje brzine tipkanja uz even­ tualni porast temperature, može se pri drugom tranzistoru provesti temperatumo stabiliziranje s elementima koji su prikazani crtkano; 155

točna veličina emiterskog otpornika ovisi o upotrebljenom NTK otpor­ niku, pa je treba korigirati pri upotrebi NTK otpornika s drugim vrijednostima. fie

SI. 6—14. Shema spoja elektroničkog tipkala (II)

U oba slučaja kao relej bio je upotrebljen okrugli telefonski relej sa oko 15 000 zavoja žice 0,15 mm 0 CuL. Mogu se upotrijebiti i ma­ nje osjetljivi releji ako se uzme jači tranzistor u čijem se kolektorskom krugu nalazi relej. Tranzistori su: TI = T2 = AC 540.

APSORPCIJSKI VALOMJER

Apsorpcijski valomjer jest mjerni instrument poznat još iz prvih dana radio-tehnike. Jednostavne je konstrukcije, a zadovoljava prak­ tičkim potrebama amatera jer nadomještava skupi valomjer uobičajene konstrukcije. Apsorpcijski valomjeri imali su ranije žaruljicu kao indikator, koja je zasvijetlila kada je mjerni titrajni krug bio doveden u rezonanciju s izvorom signala čiju je frekvenciju trebalo izmjeriti. Za to je, da­ kako, odašiljač morao imati dovoljnu snagu, ili je pak trebalo ostvariti čvrstu vezu mjerne zavojnice s izvorom signala. Zahvaljujući tranzistoru, danas je moguće izraditi osjetljiviji i toč­ niji apsorpcijski valomjer prema shemi spoja na slici 6-15. Frekvenciju odiređuje titrajni krug LICI. Indikatorski krug priključen je preko za­ vojnice za vezu L2 zato, da zbog prisustva tranzistora ne bi došlo do prejakog prigušivanja mjernog titrajnog kruga. VF signal ispravlja se diodom, a ispravljena struja ujedno je i struja baze tranzistora. U krugu kolektora tranzistora nalazi se instrument koji daje to veći 156

otklon, što je veća jakost polja signala koji se mjeri. Rezonantna frek­ vencija postignuta je onda kad okretanjem dugmeta kondenzatora Cl dođe do najvećeg otklona kazaljke instrumenta. Ako je otklon veći od dopuštenog, treba ga smanjiti pomoću potenciometra Pl. Kapacitet kondenzatora Cl i broj zavoja od LI ovise o frekvencijskim područjima u kojima se žele provesti mjerenja. Ako se upotrijebi promjenljivi kon­ denzator od 50 pF, onda se zavojnica LI može namotati prema poda­ cima danim o zavojnicama dip-metra na str. 159. Zavojnica L2 dobiva oko polovinu broja zavoja zavojnice LI. Ako je kontrola frekvencije potrebna samo u jednom uskom području, npr. u jednom od pojasa za amaterske frekvencije, onda se većinom zbog suženja opsega skale u seriju s promjenljivim kondenzatorom dodaje još i kondenzator za skraćivanje C2. Mjeri se tako da se zavojnica apsorpcijskog valomjera dovede u blizinu zavojnice odašiljača čija se frekvencija mjeri, odnosno ako se to ne može provesti, onda se priključi preko kondenzatora malog ka­ paciteta C3 (1...2pF). Ovaj valomjer najbolje je baždariti pomoću jednog, već baždarenog točnog valomjera i signal-generatora.

Interesantno je napomenuti da se s ovakvim valomjerom može izmjeriti i frekvencija superreakcijskih prijemnika, i to tako da se za­ vojnica LI dovede u blizinu titrajnog kruga superreakcijskog prijem­ nika koji se nalazi u pogonu. Položaj kondenzatora Cl prilikom čijeg okretanja nastaje prekid superreakcijskih oscilacija odgovara njihovoj frekvenciji. Tranzistorski apsorpcijski valomjer u odnosu na valomjer sa žaruljicom daje točnije očitanje zbog užeg maksimuma, koji se sa žaruljicom ne može postići zbog toplinske tromosti žarne niti. T je bilo kakav tranzistor, a D = AA 111. 157

TRANZISTORSKI DIP-METAR

Dip-metar poznatiji pod nazivom grid-dip metar, ako se za njega upotrebljava elektronka, vrlo je omiljeo mjerni instrument za amater­ ska VF mjerenja budući da može služiti univerzalno, a lagano ga je izraditi i njime rukovati. Osnova spoja za ovaj naš primjer jest tranzistor u spoju oscilatora sa zajedničkom bazom, jer taj spoj daje najbolja svojstva u području visokih frekvencija. Reakcijski napon, potreban za samoosciliranje tranzistora, dobiva se pomoću kondenzatora spojenog između kolektora i emitera tranzistora (si. 6-16).

Prednapon baze tranzistora namješta se samo jednom uz pomoć trim-potenciometra i to tako da struja kolektora prvog tranzistora iznosi oko 2mA. Kako je vjerojatno čitaocima poznato, sa dip-metrom se radi tako da se njegova zavojnica dovede u blizinu zavojnice titrajnog kruga čija se rezonantna frekvencija želi izmjeriti, te onda okreće promjen­ ljivi kondenzator dip-metra. U jednom položaju toga kondenzatora po klapat će se rezonantna frekvencija dip-metra s frekvencijom titrajnog kruga, pa će kazaljka instrumenta dip-metra u tome trenutku poka­ zati manji otklon nego inače (dip). Ako smo naš dip-metar prethodno baždarili, moći ćemo odmah očitati rezonantnu frekvenciju mjerenog titrajnog kruga. Da bi se za pokazivanje smanjenja otklona mogao upotrijebiti re­ lativno neosjetljiv instrument (0,5 do 1 mA) čija je nabava amaterima pristupačnija, spojeno je ispred tog instrumenta još i istosmjerno po­ jačalo s jednim tranzistorom. 198

Pun otklon kazaljke instrumenta namješta se potenciometrom P. U ovom se stupnju može upotrijebiti bilo koji NF tranzistor sa što je moguće većini (1 (faktor pojačanja struje), jer će tada biti potreban manje osjetljiv instrument. Ako imamo instrument s maksimalnim otklonom kazaljke kod 50 do 100 uA, onda taj drugi tranzistor za isto­ smjerno pojačanje nije potreban. Tada se instrument spaja paralelno diodi, ali mu je u seriju potrebno spojiti još i promjenljivi otpornik od 100 kil s kojim se namješta pun otklon kazaljke oscilirajućeg dipmetra. PODACI O ZAVOJNICAMA Područje (Ml Iz) LI 50 . . . 100 L2 29 ... 52

L3 L4 L5 L6

10 ... 30 li ... 19 5,5 .. . H.5 2,5 ... 6

Zavoja

2ica

Tijelo

1 3 7 16 40 58

1.3 mm 0 1.3 mm 0 1,1 mm 0 0,8 mm 0 0,8 mm 0 0.7 mm <£

18 mm O 18 mm 3 18 mm 0 15 mm 0 15 mm 0 15 mm 0

Zavojnice su zračne i sve se, osim LI, L2 i L3, namataju na tijelo od izolacijskog materijala, dok se LI, L2 i L3 izrađuju kao slobodno noseće ili pak na tijelu od kvalitetne keramike za VF. Ta tijela se onda montiraju na nožišta od starih elektronki, koja se prema potrebi utiču u podnožje predviđeno za tu svrhu. Ukoliko se s nekom od zavojnica ne može prekriti naznačeno valno područje, treba paralelno zavojnici spojiti još i jedan fiksan kondenzator, te eventualno korigirati broj zavoja. Želi li se dip-metrom obuhvatiti i područje međufrekvencij a (420...750kHz), treba zavojnicu namotati na VF jezgru i to križnim namotom od oko 480 zavoja VF pletenice. Ako se umjesto naznačenog promjenljivog kondenzatora od 50 pF upotrijebi promjenljivi kondenzator većeg kapaciteta, onda treba sma­ njiti brojeve zavoja zavojnica. Tranzistori TI i T2 su AC 540, a D je AA111.

159

-

7 Amaterska elektronika VREMENSKA SKLOPKA Cesto je potrebno da do otvaranja ili zatvaranja nekog strujnog kruga dođe nakon izvjesnog, unaprijed određenog vremena. Najizrazitiji primjer takve primjene jest sat za ekspoziciju pri kopiranju foto­ grafskih slika, iako takva naprava, poznata i pod nazivom »timer« (čitaj: tajmer) ima bezbroj drugih područja primjene. Na satu za eksponiranje slika kazaljka se namjesti na neko odre­ đeno vrijeme reda veličine sekundi i pritisne se startno dugme, čime se ujedno zatvara strujni krug žarulje za eksponiranje. Po isteku izvjesnog vremena, tj. kad prestane raditi satni mehanizam, strujni krug se otvara i time prestaje eksponiranje. Takve mehaničke vremen­ ske sklopke usprkos jednostavnoj konstrukciji redovito su relativno skupe, pa se isplati samogradnja elektroničke vremenske sklopke kakva je prikazana na slici 7-1.

SI. 7—1. Shema spoja elektroničke vremenske sklopke (tajmera)

Kratkotrajnim pritiskom tipke S negativni pol kondenzatora C spa­ ja se na istoimeni pol izvora struje, zbog čega dolazi do njegova nabi- 11 11 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

161

janja. Otpuštanjem tipke napon s tog kondenzatora dovodi se bazi tranzistora, u njegovom krugu kolektora poteče struja, relej Re se aktivira, a time se zatvara strujni krug uređaja za koji želimo da bude ukopčan određeno vrijeme. Budući da je paralelno kondenzatoru C spojen promjenljivi otpornik R, zbog izboja kroz njega napon na kondenzatoru smanjivat će se tako dugo dok ne padne na iznos kod kojeg će se toliko smanjiti struja kolektora da će relej otpustiti i otvoriti strujni krug. Vrijeme što mora isteći, a da se to desi, ovisi o položaju kliznika promjenljivog otpornika R, pa se zato njegovo dugme može baždariti direktno u sekundama. Ako se odaberu vrijednosti ele­ menata prema shemi, dobiva se vremenski raspon od 0 pa do pri­ bližno 60 sekundi. To vrijeme ovisi i o veličini pogonskog napona, pa stoga treba poduzeti mjere za stabiliziranje napona, ako se on dobiva iz mrežnog ispravljača. Vrijeme aktiviranja ove vremenske sklopke može se u izvjesnim granicama povećati ako se uzmu veće vrijednosti za C i R, te eventu­ alno upotrijebiti osjetljiviji relej. I pogonski napon može se povećati na 12 V. Tranzistor T je AC 550.

OSJETILO VLAGE Ako se negdje mora signalizirati dolazak oborina ili vlage, može se izraditi jednostavan uređaj sa svega jednim tranzistorom (slika 7-2).

SI. 7—2. Shema spoja uređaja za dojavu vlage

Tranzistor je spojen u spoju sa zajedničkim emiterom. Krug baze tranzistora normalno nije zatvoren, budući da je priključen na osje­ tilo koje postaje vodljivo tek kada na njega padnu kapljice kiše, ili njegove kontakte premosti velika vlažnost uzduha. Osjetilo se može 162

izraditi na više načina, kako je to prikazano na slici 7-3 poa a), b) i c). Osnovu sačinjava ploča od izolacijskog materijala (npr. pertinaks) na koju se pričvrste dvije metalne obloge tako da se međusobno ne dotiču, već da među njima bude razmak od otprilike 1 mm. Obloge se mogu načiniti od staniola koji se izreže u oblicima prema slici a) ili b). Širina temeljne ploče neka bude oko 15 cm, a duljina oko 25 cm. Staniol se može izrezati i na trake, koje se polože paralelno, te zajedno spoje sve parne i neparne, k$ko je pokazano na slici c). Obloge se mogu umjesto od staniola načiniti od bakra u istoj tehnici kao i štam­ pani spojevi.

SI. 7—3. Različite izvedbe osjetila za vlagu za uređaj prema si. 7—2.

Kad počne padati kiša jedna ili više kapljica koje uđu u raspor između dvije metalne obloge osjetila zatvore krug baze, kojim onda poteče neka struja. Ta struja iako slaba, uzrokuje relativno veliku struju kolektora, dovoljnu da se aktivira relej Re koji svojim kontaktima uključuje pomoćni krug za uzbunu. Uređaj postaje osjetljiviji ako se čitavo osjetilo uroni ili prelije zasićenom otopinom kuhinjske soli, na­ kon čega ga treba pomno osušiti. Tada i najmanje prisustvo vlage uzrokuje zatvaranje kruga baze, a time i najavu uzbune. S vrijedno­ stima dijelova prema slici 7-2, sa samo jednom kapi vode između oblo­ ga, dobiva se struja kolektora tranzistora od oko 20 mA. Spoj je isku­ šan sa standardnim relejom od 500 SI. Upotrebom osjetljivijeg releja moguće je pogonski napon sniziti na 6V, odnosno 4,5 V, pa i manje. Tranzistor T je AC 550. OSJETILO ZA DOJAVU PREKIDA Prekid, npr. neke žice ili slično, može se signalizirati uređajem koji se načini prema shemi na slici 7-4. Tranzistor je spojen u spoju sa zajedničkim emiterom. Baza u odnosu na emiter nema nikakav napon, budući da je s njime kratkospojena preko žice razapete između točaka 163

A i B. Negativni napon baterije koji se dovodi preko otpornika od 50 kil nema dakle nikakva utjecaja, on samo opterećuje izvor struje i to strujom manjom od petinke miliampera, pa se praktički može za­ nemariti. Dođe li do prekida spoja između točaka A i B, onda baza preko otpornika dobiva napon, posljedica čega je porast struje u kolektorskom krugu na iznos od oko 15 mA, što je dovoljno da se aktivira relej Re preko čijih se kontakata zatvara krug za davanje uzbune. Pogonski napon od 9V uvjetovan je relativno neosjetljivim relejom od 500 n, no upotrebom osjetljivijeg releja može se sniziti na 6V.

SI. 7—4. Shema spoja uređaja za dojavu prekida strujnih kru­ gova

Struja mirovanja čitavog sklopa, uključujući i struju mirovanja kolektora, iznosi oko 0,3 mA, Ovakav uređaj za dojavljivanje može se upotrijebiti u raznovrsne svrhe, međutim izrazit slučaj primjene bila bi zaštita od provale npr. kroz prozor bez rešetki. Razapne li se tamo bakrena žica promjera 0,05 do 0,1 mm nekoliko puta u cikcaku unutar okvira prozora ili ne­ kog otvora, svaka osoba ili predmet što ulaze, prekidom praktički ne­ vidljive žice uzrokuju uzbunu. Tranzistor T je AC 550.

UNIVERZALNA EKSPERIMENTALNA KUTIJA

Uz pomoć dvaju tranzistora i nešto malo sastavnih dijelova može se izraditi uređaj prema slici 7-5, za niz eksperimenata s oscilacijama, a može poslužiti i za razne druge korisne svrhe. Priključivanjem priklad­ nih elemenata na priključnice A i B mogu se dobiti NF oscilacije počev od nekoliko desetinki herca, pa do visokih frekvencija od desetak megaherca. 164

Osnov uređaja su dva tranzistora spojena međusobno tako da se dobiva pozitivna reakcija. Priključimo li na stezaljke A i B otpornik (slika 7-6b) dobit ćemo relaksacione oscilacije čija frekvencija ovisi o veličini priključenog otpornika. Priključi Ii se paralelno kondenzatoru Cl još jedan kondenzator istog ili većeg kapaciteta od Cl, mogu se dobiti vrlo spore relaksacione oscilacije.

SI. 7—5. Shema spoja univerzalnog uređaja za eksperimentiranje

NF transformator (npr. omjera prijenosa 1 :4)* 1 dat će NF oscila­ cije, no ako istosmjerni otpor namota ima veliku vrijednost, može se desiti da on sam po sebi, slično kao u prethodnom primjeru, izazove relaksacione oscilacije. To se može izbjeći tako da se paralelno sekun­ darnom namotu priključi kondenzator kapaciteta od nekoliko tisuća pF (slika 7-6a). I kristale je moguće pobuditi da osciliraju, jedino im je zbog za­ tvaranja kruga za istosmjernu struju potrebno priključiti paralelno prikladnu VF prigušnicu (slika 7-oc).: Priključivanjem nekog titrajnog kruga (slika 7-6d) na priključnice A i B on će početi oscilirati vlastitom frekvencijom. Gornja granična frekvencija ovisi o upotrebljenim tranzistorima i Q-faktoru titrajnog kruga. Tranzistori AC 540 dostaju za proizvođenje oscilacija od stoti­ njak kiloherca; želimo li dobiti više frekvencije, moramo upotrijebiti VF tranzistore kao što su npr. AF 125. 1 1

Podaci o samogradnji dani su na str. 54. Podaci o samogradnji dani su na str. 50. 165

Induktivitet L zavojnice titrajnog kruga i kapacitet kondenzatoraC ovisi o željenoj frekvenciji. Podatke o samogradnji za razna frekvencij­ ska područja već smo u nekoliko navrata naveli.

c)

d)

SI. 7—6. Prikaz elemenata koji se prmljučuju na stezaljke A i B uređaja prema slici 7—5

Budući da su oba tranzistora u eksperimentalnoj kutiji za isto smjernu struju spojeni u seriju, potrebne su tri baterije za njihov po gon. Za tu svrhu se mogu upotrijebiti male štapne baterije, a poželjno ih je iskapčati s višepolnom preklopkom, da se ne bi eventualno tro­ šile preko pojedinih vodljivih dionica. Kondenzatori C2, C3, C4 i C5 služe za zatvaranje krugova izmjenične struje, a umjesto označenih mogu imati i slične vrijednosti. Tranzistori TI i T2 su AC 540.

AKUSTIČKI RELEJ

Često je nužno za naj različiti je svrhe upotrijebiti tzv. akustički relej, tj. relej koji će reagirati na akustički signal, bio to govor, povik, šum ili nešto slično. Budući da je potrebno registrirati samo prisustvo zvuka, za tu će svrhu dobro poslužiti najjeftiniji mikrofon — ugljeni čija je dobra strana u ovome primjeru ta što mu je osjetljivost relativno velika. Spoj je prikazan na slici 7-7. Mikrofon je spojen na primami namot mikrofonskog transformatora, a napaja se preko predotpomika Rl, budući da je zbog jnale osjetljivosti releja (500 ii) za tranzistor upotrebljen relativno visok pogonski napon. Ako imamo osjetljiviji relej potreban je manji pogonski napon (4,5 do 6V). Dospije li do mikrofona neki akustički signal, on se preko transfor­ matora Tr i diode prenosi kao istosmjerni napon na bazu tranzistora, te aktivira relej Re. Relej ima dva para kontakata, od kojih se jednim zatvara strujni krug za uzbunu, npr. zvonce, a drugim se jedan kraj namota releja spaja na masu, tako da on i nakon prestanka djelovanja 166

signala dalje »drži« sam sebe privučenim i time znak za uzbunu ostaje uključen tako dugo dok se prekidačem S ne prekine strujni krug. Tranzistor T je AC 550. Veća osjetljivost uređaja može se postići ako se doda još jedan tranzistor, onako kako je prikazano desno uz glavnu shemu na slici 7-8. Općenito se može reći da samogradnja ovakvog uređaja nije nimalo kritična, jedino što osjetljivost ovisi o mnogo faktora (o mikrofonu, prijenosnom omjeru ulaznog transformatora, faktoru strujnog pojača­ nja tranzistora, osjetljivosti releja). Promjenljivi otpornik R2 u krugu baze potrebno je namjestiti tako da relej Re sigurno otpušta kad se tranzistor priključi na napon (za­ tvaranjem sklopke S), a opet da privlači čim mikrofon »uhvati« neki zvuk.

SI. 7—7. Shema spoja uređaja koji rea­ gira na zvuk

SI. 7—8. Spoj za pove­ ćanje osjetljivosti ure­ đaja prema slici 7—7.

Vrijednost otpornika RJ ovisi o tipu ugljenog mikrofona; kreće se između 200 i 500 it. Za mikrofonski transformator Tr može se upo­ trijebiti i neki transformator izlaznog stupnja tranzistorskog pojačala ili pojačala s elektronkama. Tranzistori su: TI = AC 540, T2 = AC 550.

ELEKTRONIČKI ŽMIGAVAC

Pomoću tranzistora moguće je izvesti elektroničke žmigavce, koji prema uobičajenima imaju tu prednost da rade bez mehaničkih kontakata. Osim toga može im se u izvjesnim granicama jednostavno mijenjati frekvencija žmiganja. 167

Jedan takav spoj, asimetrični multivibrator, prikazan je na slici 7-9. U krugu kolektora prvog tranzistora nalazi se otpornik, dok je u isti krug drugog tranzistora uključena žaruljica 2. Spoj radi na taj način da je naizmjence vodljiv jedan ili drugi tranzistor. U trenutku kada je vodljiv lijevi tranzistor, desni nije vodljiv, pa žaruljica ne svijetli. Desni tranzistor dobiva napon baze preko promjenljivog otpornika pomoću kojeg se može u izvjesnim granicama mijenjati frekvencija žmiganja, tj. razmak od jednog do drugog paljenja žaruljice. Duljina gorenja žaruljice ovisi o kapacitetu kondenzatora za vezu C2 i linearna je funkcija toga kapaciteta. Pri upotrebi navedenih tranzistora i sastav­ nih dijelova može se frekvencija regulirati promjenljivim otpornikom u granicama od otprilike 0,5 do 1 impulsa u sekundi. Ako se za tran­ zistor T2 upotrijebi tranzistor veće snage, onda je moguće ukapčati i žaruljice veće snage.

SI. 7—9. Shema spoja elektroničkog žmigavca (I)

i T ra n z is to ri s u :

TI

— AC 540,

T2

-- AC 550.

Praktično je ako je kondenzator C2 kombiniran od više elektrolitskih kondenzatora koji se mogu spajati paralelno jedan drugome, uz pomoć prikladne preklopke, jer se tako može po želji namjestiti tra­ janje svijetljenja žaruljice. Žaruljicu treba odabrati u ovisnosti od upa trebljenog pogonskog napona za tranzistore i snage desnog tranzi­ stora. Za spoj prikazan na shemi može se uzeti žaruljica od 5 V, 0,2 A. Upotrijebi li se za desni tranzistor AD 430 onda se pri pogonu iz izvora napona od 6 V može uzeti žarulja od 6V/35W (automobilska). 168

Jedan sličan spoj, ali s drugačijim tranzistorima, sastavnim ele^ mentima i pogonskim naponom prikazan je na slici 7-10. U tome spoju ne može se regulirati frekvencija žmiganja i trajanje gorenja žarulje.

SI. 7—10. Shema spoja elektroničkog žrnigavca ili)

Frekvencija žmiganja iznosi oko 1 Hz i otprilike su jednaka vremena u kojima žaruljica svijetli ili ne svijetli. Žaruljica ž može biti za napon od 5 do 6V i snagu od 2W (žarnijice za automobile). Tranzistori su: TI = AC 550, T2 — AC 553.

ELEKTRONIČKO BLJESKALO SA TRANZISTORSKIM PRETVARAČEM S AUTOMATIKOM

Osim profesionalnih fotografa danas i fotoamateri sve više upo­ trebljavaju eletkronička bljeskala ( fleš ), no za mnoge je nabava ta­ kvog uređaja teškoća zbog relativno visoke cijene. Ali tko uspije na­ baviti samo bljeskalicu i pripadni elektrolitski kondenzator, uređaj za bljeskanje može načiniti u samogradnji i to bez većih poteškoća. Shema na slici 7-11 jedan je modificirani tvornički prijedlog (Intermetall). Visoki napon potreban za pogon bljeskalice dobiva se pomoću pretvarača s tranzistorom snage TI koji napaja primami namot trans­ formatora «2, dok tranzistor T2 u krugu njegove baze služi kao po­ moćni tranzistor za upravljanje. Izmjenični napon koji se dobiva na sekundarnom namotu ni ispravlja se i udvostručuje, tako da konden­ zator od 500 pF u kojem se akumulira energija za izboj kroz bljeska­ licu dobiva napon od kojih 500 V. Paralelno kondenzatom C spojeno 169

je djelilo napona, koje se sastoji od otpornika na čiju je točku A spo­ jena kontrolna tinjalica Ti. Poprimi li potencijal u toj točki toliki iznos da se tinjalica upali, u trenutku paljenja tinjalice točka B postaje ne­ gativna, a time i tranzistor T3 vodljiv. Posljedica je toga ta da na­ staje prigušivanje reakcijskog namota ni, i da baza tranzistora T2 postaje pozitivnija, nastaje dakle prekid oscilacija, a time i prestanak

SI. 7—II. Shema spoja elektroničke bljeskalice (fleša) s automatskim iskapčanjem pretvarača pri postizanju potrebnog naboja

nepotrebnog rada uređaja u praznom hodu, budući da je napon na kondenzatoru C dostigao potrebnu vrijednost. Okine li se bljeskalica pomoću kontakta na fotografskom aparatu (pražnjenje kondenzatora Cl kroz primami namot transformatora za paljenje Tri), tada se kon­ denzator C isprazni, tinjalica Ti se ugasi, a pretvarač počinje raditi iznova tako dugo, dok se kondenzator C opet ne nabije na propisanu vrijednost. Ako se pak bljeskalica ne okine, onda se zbog odvoda na­ boja kroz nesavršenu izolaciju između obloga kondenzatora C napon na njegovim krajevima postepeno smanjuje, pa se nakon nekog vre­ mena tinjalica Ti ugasi. I u tome slučaju pretvarač počinje ponovno raditi dokle god napon opet ne poprimi prvotni iznos. Točka paljenja, odnosno gašenja kontrolne tinjalice može se namjestiti kliznikom potenciometra Pl, što se čini samo jednom, pri prvom puštanju pre­ tvarača u pogon. Okidanje bljeskalice može se, osim kontaktom na foto-aparatu, izvršiti i uz pomoć tipke T. 170

Prednost ovakvih uređaja, u odnosu na one s klasičnim vibratorskim pretvaračem, u tome je što su ekonomičniji, tj. iz istog akumu­ latora dohiva se više blijeskova. Osim toga trajnost im je praktički neograničena, jer pretvarač nema nikakvih mehaničkih kontakata. Frekvencija oscilacija pretvarača nije kritična, jedino je potrebno voditi računa o tome da se za tranzistor TJ odabere primjerak kojemu je faktor strujnog pojačanja (1 veći od 100; tip tranzistora nije važan. Tinj žilica Ti izvedbe je za pogonski napon od 110 V, sa naponom pa­ ljenja od otprilike 150 V. Transformator Tri neka ima jezgru M 55, te dobiva za: ni ■ UO zav. 0,2 mm 0 CuL ni* B zav. 1,1 mm 0 CuL na - (50 + 150 + 150 zav. 0,3 mm 0 CuL

Izvodi na sekundarnom namotu prave se zato da bi se pri reguli­ ranju pogonskih vrijednosti mogao odabrati ispravan ulazni napon za uđvostručivač napona. Ako ne bi bilo moguće nabaviti tranzistor sa beta većim od 100, onda ga se može nadomjestiti sa dva tranzistora u kaskadnom spdju, kako je to opisano na str. 134. i 167. Ako se želi postići pouzdan rad uređaja u većem rasponu vanjske temperature (na primjer od —10°C pa do približno +40*0), primaru transformatora Tri valja dodati NTK otpornik s regulacijskom kon­ stantom b = 5000°K. Tranzistori su: TI = AD436, T2 = AC 550. Diode Dl i D2 su npr. 2 x BY 238. Za tranzistor TI može se uzeti i neki drugi čija je dozvoljena struja kolektora 3 A.

TRANZISTORSKA AUTOMATIMA ZA NAKNADNU UGRADNJU U ELEKTRONIČKE BLJESKALICE

Nedostatak bljeskala starije proizvodnje, koji umjesto tranzistorskog pretvarača imaju klasični vibrator, jest taj što im je pogon veoma neekonomičan, budući da i nakon dosizanja punog naboja visokona­ ponskog elektrolitskog kondenzatora pretvarač i dalje radi, ukoliko ga na vrijeme ne iskopčamo. No ako ga i iskopčamo, u takvom stžinju pripravnosti za snimanje moramo stalno promatrati kontrolnu tinjalicu, pa kad se ugasi trebamo uređaj uključiti da se nadopuni naboj elektrolitskog kondenzatora izgubljen zbog odvoda. Ostavi li se pak zbog toga uređaj da stalno radi, vibrator bi, iako praktički u praznom 171

hodu, ipak uzimao znatnu struju iz akumulatora i uskoro bi ga ispraz­ nio. U uređajima u kojima je vibrator nadomješten tranzistorskim pre­ tvaračem situacija je samo malo bolja, ako nije nadodana još i automatika za naknadno iskapčanje. Takav uređaj, naime, zbog bolje ko­ risnosti tranzistorskog pretvarača u odnosu na vibratorski u praznom hodu manje opterećuje akumulator, no i to je dovoljno da se on usko­ ro isprazni. Sa dva tranzistora i jednim relejom može se automatika ugraditi naknadno u bilo koje bljeskalo bez obzira da li je ono izvedeno s vibratorskim ili tranzistorskim pretvaračem.

SI. 7—12. Principijelna shema spoja vibratorskog pretvarača u starijirr tipovima elektroničkih blijeskalica

Na slici 7-12 prikazana je principijelna shema spoja vibratorskih pretvarača za bljeskala, kojima se automatika dodaje onako kako je

SI. 7—13. Shema spoja dodatnog ure­ đaja za starije elektroničke blijeskalice koji automatski iskapčaju pretvarač pri postizanju potrebnog naboja

prikazano na slici 7-13. Tranzistori su spojeni u spoju istosmjernog pojačala tako da pri normalnom punjenju elektrolitskog kondenzatora C ne vode struju, relej Re dakle nije aktiviran i njegovi su kontakti 172

zatvoreni. Dosegne li napon na oblogama kondenzatora C željenu vri­ jednost, čiji iznos možemo namjestiti promjenljivim otpornikom Rl. pali se tinjalica Ti, zbog čega tranzistori postaju vodljivi i time akti' vi rani relej Re prekida strujni krug vibratora. Taj strujni krug ostaje prekinut tako dugo dok napon na oblogama kondenzatora ne padne na neku manju vrijednost na kojoj se tinjalica gasi, pa. opet dolazi do privlačenja releja, a time do uključivanja vibratora. Ako imamo relej s radnim kontaktima, tj. takvim koji su zatvo­ reni dok je relej aktiviran, onda tranzistore treba spojiti prema slici 7-14. Ovim se spojem dobiva i ta prednost da za vrijeme dok ie kon-

SI. 7—14. Shema spoja varijante do­ datnog uređaja prema slici 7—13

denzator C nabijen na propisan iznos uređaj ne troši nikakvu struju, pa ni onu relativno malu, potrebnu za pogon tranzistora. Tranzistori su: TI = AC 550, r2 = AC541. '.St

GEIGER-MÜLLEROV INDIKATOR

Geiger-Miillerovi indikatori jesu naprave za utvrđivanje radioaktiv­ nog zračenja. U čitavom svijetu, čak i u krugovima nestručnjaka, veoma su popularni. Prošlo je vrijeme kada su takve naprave služile isklju­ čivo za laboratorijska mjerenja; danas ih' proizvođači preporučuju sva­ kome kućanstvu da se nađu, kako kažu, u slučaju atomskog rata. No takav indikator može korisno poslužiti i u mimo doba, na primjer za iznalaženje radioaktivnih rudača. U nekim zemljama još i danas vla­ da tzv. uranska groznica; traženje takvih rudača. Kroz nenapučene krajeve i bespuća kreću se amaterske ekipe izletnika i avanturista koji s takvim uređajima traže rudače na koje će reagirati indikator. Otkako postoje tranzistorski pretvarači takvim uređajima naglo je smanjena težina i volumen, tako da ih je lako nositi svagdje sa 173

sobom, a spojevi su toliko jednostavni da ih u samogradnji mogu načiniti i manje iskusni amateri. Sam uređaj u biti se sastoji od tri dijela: indikatorske ion s, izvora visokog napona potrebnog za pogon ionke, te akustičkog ili ne­ kog drugog indikatora koji reproducira impulse brojačke ionke. Jedno­ stavniji uređaji mogu jedino utvrditi radioaktivna zračenja i zato ih nazivamo indikatorima. Složeniji uređaji mogu utvrditi o kojim se

SI. 7—15. Shema spoja jednostavnog Geiger-Mullerova indikatora (I)

SI. 7—16. Shema spoj'a jednostavnog Geiger-MiUlerova indikatora (II)

količinama, odnosno dozama (obrocima) zračenja radi, pa ih se obično naziva i brojilima, jer im instrumenti imadu baždarene skale. Za ama­ terske svrhe upotrebljavaju se isključivo indikatori i to akustički, uz pomoć slušalica. Impulsi koji nastaju prilikom ioniziranja Geigerove ionke pojačavaju se tranzistorima. Na slikama 7-15, 7-16 i 7-17 prika­ zane su tri varijante izvedbi Geigerovih indikatora. Uređaj za dobiva­ nje visokog napona od 450 do 500 V nije prikazan jer je za sve tri varijante isti, a opisan je na str. 248. Spajanje Geigerove ionke (za

SI. 7—17. Shema sooja Geiaer-MUllerova indika­ tora S dva tranzistora (III)

174

pokus je upotrebljena domaća PH 4, no može se upotrijebiti bilo koja druga s pogonskim naponom oko 500 V) vrlo je jednostavno, za nju je potreban samo visokoomski otpornik (lOMil). Na varijanti prema slici 7-15 slušalice su spojene direktno na emiterski otpornik tranzisto­ ra, dok su na varijanti prema slici 7-16 odvojene. Da se dobije veća osjetljivost, u spoju na slici 7-17 upotrebljena su dva tranzistora. Izbor tranzistora, vrijednosti sastavnih dijelova, te pogonski napon nisu uopće kritični. Svi tranzistori su tipa AC 541.

ELEKTRONIČKA GLAZBALA

U današnje su vrijeme elektronička glazbala zaista veoma rašire­ na, a možemo ih podijeliti čak na tri različite grupe. U prvu bismo mogli ubrojiti klasična glazbala u kojih se zvuk proizvodi klasičnim, mehaničkim načinom, a zvuk dobiven pick-upom pojačava se elektro­ ničkim pojačalima. Pri tome se- često na zvuk dodatno različito utječe mijenjajući mu karakter, a i glasnoću, tako da se time postižu razni, često i vrlo neobični efekti. U drugu grupu uvrstili bismo instrumente u kojih se elektroničkim putem generiraju zvukovi što ih inače pro­ izvode mehanički instrumenti, a nakon toga se na dobiveni zvuk even­ tualno naknadno utječe jednako kao i u prethodne grupe. Treća bi grupa obuhvaćala elektronička glazbala što proizvode zvukove koji se instrumentima ne mogu proizvesti. Takvi zvukovi spadaju u pravu elektronsku glazbu koja često djeluje mistično, svemirski i od koje znaju prolaziti srsi. Za instrumente iz prve i druge grupe ima mnogo dodatnih uređaja pomoću kojih se prvotno dobiveni zvuk može prepraviti u zvuk posve drugog instrumenta ili pak postići posebni efekti. Neki od spojeva bit će obrađeni u ovoj, a drugi u slijedećim knjigama

TREMOLO-UREĐAJ ZA ELEKTRONIČKA GLAZBALA

U uređajima za postizanje tzv. tremola, zapravo se amplitudno moduliraju tonovi u ritmu niske frekvencije od nekoliko herca. U opi­ sima takvih uređaja često se griješi, odnosno zamjenjuju pojmovi, jer se tremolo naziva vibrato, a vibrato je ustvari frekvencijska modula­ cija tonova, što će biti opisano u slijedećoj knjizi. Shema spoja uređaja za tremolo prikazuje slika 7-18, a taj se ure­ đaj može naknadno ugraditi u gotova pojačala, bez obzira jesu li ona izvedena s elektronkama ili s tranzistorima.

175

Signal dobiven od nekog glazbenog instrumenta, npr. iz pick-upa električne gitare, dovodi se na visokoomski ulaz stupnja u kojem je upotrijebljen FE tranzistor 2N3819. Signal se pojačava i pojačan do­ biva na izlaznoj priključnici na koju se spaja ulaz pojačala snage. Frekvencija za tremolo od nekoliko Hz dobiva se iz posebnog RC-oscilatora s tranzistorom T (AC 550). Dobro osciliranje tog tranzistora namjesti se potenciometrom P1 (najpovoljnija radna točka), a dubina moduliranja namjesti se sa P2. Frekvencija oscilatora ima stalan iznos koji se može promijeniti na drugu vrijednost ako se kondenzatori Cl ...C4 odaberu s nešto većim ili manjim kapacitetom, odn. otpor­ nici R1... R4 s većim ili manjim otporom. Donekle se frekvencija može promijeniti ako se umjesto R2 uzme promjenljivi otpornik od 100 ka Ako tremolo u nekim dionicama izvođenja nije potreban, može se isključiti npr. spajanjem točke M oscilatora na masu. Zato je najbolje P2 regulirati papučicom i kombinirati je sa sklopkom S, koja treba biti zatvorena kad papučica nije pritisnuta. Pritiskivanjem papučice prvo se dakle pomoću sklopke ukapča oscilator, a zatim daje sve jači tremolo.

R1mR2mR3=R4mtf7kS2 C1-C2-C3-CR = Q33/jF SI. 7—18 Shema spoja uređaja za postizanje tremola u elektroničkim glazbalima

Oscilacije za tremolo možemo uzeti i iz bilo kojeg drugog NF osci­ latora koji oscilira na frekvenciji od približno 5 do 15 Hz. Jedna se od frekvencija u tom području odabere prema vlastitom ukusu, u ovom spoju trimer-potenciometrom R2 koji se namješta samo jednom. 176

IZOBLICILO ZVUKA

Iako se u NF sklopovima nastoji postići što manje izobličenje prenošenih signala, ipak se radi postizanja neobičnih efekata čine i postupci kojima se izobličenje prouzrokuje namjerno. To se izobličenje može postići na razne načine, a jednu od mogućnosti prikazuje slika 7-19. To je shema spoja za dodatni elektronički uređaj — izobličilo (strani naziv »Verzerrer« ili »fuzz«) koje se uključuje u NF kanal ispred pojačala snage.

Najčešće se izobličenja postižu jako prepobuđenim tranzistorima kojima se sinusni signali pretvaraju u pravokutne. U uređaju ovdje opisanom upotrijebljen je također isti princip. Da se originalni signal ne bi potpuno izgubio i on se miješa u dobiveni izobličeni signal. Upotrijebljena su dva tranzistora BC 108, ili BC 235 A, kojima su radne točke odabrane tako da prvi radi blizu strujnog zasićenja, a drugi blizu točke zapomosti. Tako se režu i pozitivni i negativni vrhovi signala, onda kad je dvostruka preklopka S1-S2 u položaju B, a kad je u položaju A, uređaj radi kao normalno pojačalo. Izobličenje se može regulirati potenciometrom P kojim se više frekvencije izobličenog signala ponovno uvode u sklop. Ovim se uređajem NF signalima daje karakter duhačkih instru­ menata ili orgulja. Takvi se uređaji nazivaju i »fuzz-booster«, no po­ stoji i »treble-booster«, koji će biti opisan u naretdaiim knjig.ama. 12 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

177

DODATAK VAA-VAA ELEKTRIČNIM GITARAMA

U veliku obitelj dodatnih uređaja kojima se opremaju električne gitare,» a i drugi instrumenti, da bi se dobili neobični efekti, spadaju i oni za tzv. efekt VAA-VAA. Za postizanje tog efekta ima bezbroj na­ čina, no svima je zajedničko to da se izdiže izabrani pojas frekvencije, dok se preostalo područje pojačava u manjoj mjeri. Taj se izdvojeni uski pojas može pomicati po čitavom spektru. Spoj koji smo odabrali (slika 7-20), odlikuje se jednostavnošću, jer je u njemu upotrijebljen samo jedan tranzistor, BC 108, koji treba

SI. 7—20. Shema spoja uređaja za postizanje vaa-vaa efekta s električ­ nim gitarama

da ima što veće pojačanje. To je zapravo spoj oscilatora s dvostrukim T-člankom, ali se reakcija ne uzima tako jaka da bi izazvala oscili­ ranje, pa se uređaj ponaša kao selektivno pojačalo. Frekvencija se toga selektivnog pojačala može regulirati potenciometrom Pl. Budući da je taj dodatni uređdj predviđen prvenstveno za električne gitare, potenciometar se poslužuje za vrijeme sviranja, pa ga treba montirati tako da mu se osovina može zakretati pritiskom na papučicu (pedal), dakle nogom. Trimer-potenciometar P2 namješta se samo jednom, i to tako da oscilator samo što ne započne oscilirati. Sam bi sklop bio jednostavniji kad se ne bi komplicirao elemen­ tima kojima se prilagođuje na impedanciju ulaza i izlaza (otpornici R1...R5). Sklopkom SI može se sklop potpuno isključiti time što se ulaz spoji izravno na izlaz. Sklopku je, dakle, najbolje smjestiti ispod papu­ čica tako da se otvara kad se papučica pritisne. 17S

ELEKTRONIČKO RITMIČKO GLAZBALO

Radi zabave, a i za praktičnu upotrebu možemo napraviti elektro­ ničko ritmičko glazbalo koje može nadomjestiti primitivne ritmičke instrumente kao što su mali bubnjevi, poznatiji pod nazivom bongosi. Prema onome što je rečeno u uvodu o toj grupi spojeva (str. 175), ovaj bi elektronički instrument spadao u drugu grupu, za razliku od uređaja 7-18, 7-19 i 7-20, koji spadaju u prvu grupu. Uređaji koji se ubrajaju u treću grupu bit će opisani u slijedećoj knjizi. Shemu spoja prikazuje slika 7-21, gdje je zbog jednostavnosti pri­ kazan samo jedan od ukupno pet oscilatora, koji su svi jednako spo­ jeni, samo im je različita vrijednost kondenzatora Cl, C2 i C3. Svaki od oscilatora ima po dvije točke (A i B) koje se priključuju paralelno točkama A i B prvog oscilatora. Zajednički se signal vodi tranzistoru za odjeljivanje T2 u čijem se kolektorskom krugu regulira veličina izlaznog signala koji se vodi u neko NF pojačalo odgovarajuće snage. +9V

Oscilatori imaju tzv. dvostruki T-članak u kojem se nalazi i potenciometar P1 kojim se dadu korigirati osnovne rezonantne frekven­ cije od 400 Hz (oscilator je prikazan na slici) te 200, 160, 100 i 50 Hz. Tipično je za te oscilatore da mogu teško titrati ili zatitrati sami, već im na točku C ili D treba izvana dovesti neki električni impuls. Za to 179

je dovoljan već i dodir prsta, koji ima za posljedicu prigušeno titra­ nje, pa je to i iskorišteno u ovom uređaju. Točku C ili D oscilatora najbolje je spojiti žicom na prikladne metalne tanjuriće ili zdjelice, promjera oko 30 mm, koji se montiraju na neku izolacionu ploču tako da odgovaraju razmještaju prstiju na ruci. Ritam se dakle udara sa svih pet prstiju. Budući da potrošak struje nije velik, napajati se može i iz baterije ili mrežnog ispravljača s dovoljno velikim filterskim kondenzatorima (1000 pF), pa ni stabilizacija napona nije potrebna. Svi su tranzistori istog tipa: BC 235 A ili BC 108 B.

KOMUNICIRANJE POMOĆU INFRACRVENIH ZRAKA

Bežični prijenos informacija (govor, glazba ili si.) može se, osim sa radio-valovima, vršiti i sa svjetlosnim zrakama, što je amaterima manje poznato, a zanimljivo je područje za eksperimente. Dakako da domet pri takvom komuniciranju nije velik. Sa sredstvima s kojima raspolaže amater on iznosi od desetak do najviše nekoliko stotina me­ tara. Problem postizavanja dometa sastoji se u održavanju uskog snopa svjetlosnih zraka i na veće udaljenosti. Kad bi se taj problem uspješno riješio, onda bi se takvo komuniciranje (pri dobroj optičkoj vidljivosti) moglo dobro odvijati i na udaljenosti od više kilometetara.

Prednost svjetlosnog komuniciranja nasuprot radio-komuniciranju u tome je što su sklopovi na prijemnoj i odašiljačkoj strani jedno­ stavniji, te što za takav rad nije potrebna dozvola kao za rađio-ođašiljanje. 180

Odašiljač je vrlo jednostavan (slika 7-22). Žaruljica za stniju od 0,05 do 0,1 A (2,5...4V) spaja se u seriju s ugljenim mikrofonom i promjenljivim otpornikom od 500 ii, kojeg treba (dok mikrofon miruje) namjestiti tako da se žarna nit žaruljice ugrije nešto jače od crvenog žara, ali ne smije poprimiti svoj normalni intenzitet. Kad se govori u mikrofon žaruljica jače ili slabije svijetli, dolazi dakle do moduliranja svjetlosnih zraka koje ona isijava. Stavi Ii se žaruljica u fokus prikladnog zrcala (svjeti)jka-reflektorica) te se zrake bacaju na uda­ ljenost od desetak metara. Uhvatimo li snop ili dio toga snopa u leću za sakupljanje (povećalo što većeg promjera), a u čiji fokus stavimo fototranzistor s nadovezanim NF pojačalom (slika 7-23), u slušalicama ćemo čuti tonsku modulaciju. Umjesto sa fototranzistorom, uređaj se može izvesti i sa fotodiodom (slika 7-24). U pomanjkanju fotodiode možemo za tu svrhu jednom tranzistoru sa staklenim balonom oguliti zaštitnu boju s mjesta gdje se nakizi kristal. Takav tranzistor će se, ako mu se baza ostavi nepriključena, ponašati slično fotodiodi. Vidi i upute na str. 204.

SI 7 —24. Shema spoja prijemnika iniracrvenih zraka s fuiodiodoin

St. 7—25. Shema

spoja odašiljača infracrvenih zraka s odvojenim kru­ gom mikrofona

Svjetlosni odašiljač može se načiniti i tako da se izvori struje za mikrofon i žaruljicu međusobno odvoje, a vežu zajedno induktivno pomoću transformatora s prijenosnim omjerom od 1:2 i 1:3 (vidi sliku 7-25). Takav transformator može se izraditi i u samogradnji, npr. na jezgri EI42 od normalnog transformatorskog lima. Namote ćemo načiniti od bakrene lakirane žice promjera 0,5 mm i to primamo sa 250 zavoja, a sekundarno sa 90 do 120 zavoja. Pokusi su pokazali da se komuniciranje, zbog toga što su poluvo­ dički fotoelementi osjetljivi na infracrveno svjetlo, može obaviti i pri dnevnom svjetlu. Poželjno je međutim fotoelement u prijemniku držali u mraku, na primjer unutar jedne cijevi. 161

Moduliran je se umjesto s mikrofonom može izvesti s izlaza radio-prijemnika ili magnetofona (niskoomski priključak), pri čemu se sa ispravno odabranim osnovnim intenzitetom svijetla žaruljice može vršiti prijenos tonskog spektra koji odgovara UKV kvaliteti. Upotrijebljeni poluvodiči: FT = OCP 70, T = AC 550, TI = AC 541, T2 = AC 550, FD = OAP 12.

UREĐAJ ZA MJERENJE BRZINE VRTNJE BENZINSKOG MOTORA (ELEKTRONIČKI TAHOMETAR)

Promotrimo li dijagram rada benzinskog motora na kojem je pri­ kazana ovisnost snage motora o brzini vrtnje (slika 7-26), opazit ćemo da krivulja ima izrazit, iako ponešto spljošten vrh, što znači da će st puna snaga motora dobiti samo u jednom određenom području broja okretaja što znači da ga je poželjno poznavati. Za ustanovljivanje

SI. 7—26. Prikaz ovisnosti snage benzinskog mo­ tora o brzini vrtnje

ii. 7—27. Principijelni pri­ laz spoja visokonaponske a!jbene zavojnice benzinskih iot5ia i toćke s koje se uzi­ daju impulsi za mjerila br­ zine vrtnje

broja okretaja postoje mehanička mjerila broja okretaja (tahometri) — instrumenti koje treba smjestiti tako da budu vezani sa samim mo­ torom, što znači da, izuzev u posebnim slučajevima nisu prikladni za trajnu upotrebu. Međutim kod benzinskih motora koji rade sa svjeći­ cama, broj okretaja može se prikazati pomoću tranzistorskog uređaja čija je shema spoja prikazana na slici 7-28. Njegov rad temelji se na činjenici da se prilikom prekidanja primarne struje kroz indukcijsku zavojnicu (bobinu) uređaja za paljenje stvaraju impulsi koji su pri­ 182

bližno pravokutnog oblika, a, koji služe za brojenje (slika 7-27). Ovi impulsi, međutim, po svojem obliku nisu prikladni za izravno brojenje pomoću nekog običnog elektroničkog sklopa, jer točnost ne bi bila velika zbog različitosti amplituda i trajanja impulsa što ovise osim o naponu akumulatora odn. dinama još i o razmaku kontakata preki­ dača. Iz tog razloga treba upotrijebiti mjerilo koje broji impulse bez obzira na njihovu amplitudu i trajanje, a takav je npr. monostabilni multivibrator prema slici 7-28, koji se okida paljbenim impulsima. Kad

SI. 7—2*. Shema spoja uređaja za mjerenje brzine vrtnje benzinskih motora. Uz pomoć dodatnog uređaja prema slici -4—18 moguće je mjeriti brzinu vrtnje raznih rotacionih strojeva

nema impulsa, TI je vodljiv, a T2 je zakočen, pa instrument u emiterskom krugu ne pokazuje struju. Kad na bazu od TI dođe pozitivni impuls, TI postaje zaporan, p3 se na bazu od T2 prenese negativni impuls jer nema pada napona na Rl. T2 ne vodi tako dugo dok se pad napona sa R2 ne prenese preko C! na bazu od TI, pa TI ponovno postaje vodljiv, a T2 zaporan. Impuls koji prođe kroz T2 registrira se instrumentom. Multivibrator se okida igličastim impulsima koji se dobivaju dife­ renciranjem pravokutnih ulaznih impulsa, pa time brojenje impulsa ovisi prvenstveno o njihovoj frekvenciji. Kako međutim struja kroz instrument ovisi i o pogonskom naponu multivibratora, potrebno ga je stabilizirati Z-diodom, pa onda on ne utječe na brojenje. !«3

Potenciometrom P1 namješta se osjetljivost multivibratora, a P2 služi za baždarenje. Skalu instrumenta možemo baždariti na osnovi omjera brzine vrtnje i broja impulsa. Ako imamo automobil sa četverotaktnim četverocilindričnim motorom, što je najčešće, tad za vrijeme jednog okretaja radilice imamo dva paljenja, tj. dobivamo dva naponska im­ pulsa. To znači da se pri 1500 okr/min dobiva 3000 impulsa/min odn. 50 impulsa/s, dakle frekvencija impulsa od 50 Hz. Poznajući taj omjer od 1:30 (1 Hz = 30 okr/min), možemo vrlo lako nacrtati skalu dovo­ deći na ulaz odgovarajuće frekvencije. Prvo treba odrediti maksimalno baždarenje skale (npr. 6000 okr/min) te pri odgovarajućoj frekvenciji signala od 200 Hz dovesti sa P2 kazaljku instrumenta na mjesto koje odgovara maksimalnoj brzini vrtnje. To se mjerilo može upotrijebiti i za mjerenje brzine vrtnje raznih drugih motora i rotirajučih dijelova ako ga opremimo jednostavnim doda­ tnim uređajem kojega shema spoja prikazuje slika 4-18. U tom slučaju R3 treba imati 270 £2. TI = T2 = BC 108,7) = BA 100, ZD = BZ 7. SPOJ ZA UDVOSTRUČENJE FREKVENCIJE Relativno jednostavan spoj za udvostručenje frekvencije može se izvesti upotrebom dioda. Ako je frekvencija niska, npr. frekvencija gradske mreže (50 Hz), spoj se može načiniti prema slici 7-29. Izmjenični napon 2 X 5V (ili sličnog iznosa) ispravlja se, a ispravljeni i nedovoljno filtrirani napon

n,‘300x0* tke 0154 n2-CQ0 zav tiče 0,154 St. 7—29. Shema spoja uređaja za uc’.vostručivanje mrežne frekvencije

vodi se na Tr.2. Na sekundaru se dobiva napon frekvencije 100 Hz. Na­ ravno da oblik napona više nije sinusoidalan, ali to općenito neće sme­ tati ako nam je napon potreban za neka mjerenja ili kontrolu frekven184

čije, a pogotovu ako iza njega slijedi okidački spoj za dobivanje pra­ vokutnog napona iste frekvencije. Ukoliko su frekvencije tonske, a uz to je i izvor napona slab (npr. neki >RC-oscilator i si.), udvostručenje frekvencije može se postići s ne­ što izmijenjenim spojem prema slici 7-30.

Presjek jezgre cea 2 cm! Primar: 600 zav. 0 0,15 CuL, Sekundar: 2 x 1200 zav. 0 0,10 CuL

SI. 7—30. Shema spoja uređaja za udvostručivanje

frekvencije tonskih signala

Tranzistor radi kao pojačalo u čijem se kolektorskom krugu na­ lazi primami namot transformatora. Simetrično dobiven napon na sekundarnom namotu (bifilamo motanom) ispravlja se sa dvije diode i uzima sa zajedničke točke. I ovdje je napon promijenio svoj oblik, kako je opisano u prethodnom primjeru. Diode Dl i D2 su AA 120, a tranzistor je AC 550.

IMPULSNI RELEJ

Relej koji privlači i pod utjecajem veoma kratkih impulsa (5... 10 us) može se načiniti prema shemi na slici 7-31. Ovdje se radi o tranzistorskom pojačalu spojenom u posebnom spoju. Relej ima dva na­ mota koji se koriste ovako: U stanju mirovanja bez signala, tranzistor je potpuno zakočen, jer je baza pozitivnija od emitera (negativni napon na emitera preko potenciometarskog spoja otpornika). Dolazak (negativnog) impulsa na bazu tranzistora uzrokuje nagao porast kolektorske struje. Ova promjena struje kroz namot «2 releja Re inducira napon u namotu ni. Taj namot je tako spojen da baza dobiva dodatni negativni impuls tolike veličine, da će kolektorska struja narasti na 185

vrijednost pri kojoj će relej sigurno privlačiti. Preko vlastitog kontakta i tipke T relej se dalje sam drži, a tranzistor je potpuno bez napona (kolektor je uzemljen). Da bi se relej isključio treba pritisnuti tipku T, čime se prekida krug držanja za relej Re.

SI. 7—31. Shema spoja releja gistriranje ekstremno kratkih impulsa

za

re­

Ovaj spoj može se koristiti svagdje gdje je potrebno registrirati pojedinačne kratke impulse. U trenutku uključenja pogonskog napona relej također privlači, jer se u namotu ni inducira neki napon. Ovakav relej može zapravo nadomjestiti Schmittov okidač koji je teže i kompliciranije izraditi. U navedenom primjeru upotrebljen je običan telefonski relej. Ako se upotrijebi neki drugi, manji relej, ovaj sklop može raditi i s po­ gonskim naponom od 6 V. Tranzistor T je AC 550.

SKLOP ZA IDENTIFIKACIJU POLARITETA Sa komplementarnim tranzistorima moguće je načiniti sklop koji reagira u ovisnosti o polaritetu napona priključenog na njegove priključnice. Ako se na primjer, priključi pozitivni napon privlači jedan relej, a ako se priključi negativni, privlači drugi relej. Za sklop načinjen prema slici 7-32 dovoljni su naponi veličine oko 0,5 V, da bi privukao jedan ili drugi relej. Uređaj radi s tranzistorima TI i T2. U kolektorskim krugovima nalaze se releji Rel i Re2. Baze tranzistora spojene su preko otpornika od 12kil na zajedničku priključnicu. Ako se na tu priključnicu priključi pozitivni napon privući će relej Re2, jer će naglo porasti struja NPN-tranzistora. Struja tran186

zistora TI će se naprotiv smanjiti gotovo na nulu. Suprotno iome, pri negativnom naponu porast će struja od TI (PNP!) i privući će re­ lej Rel.

SI. 7—32. Shema spoja uređaja za iden tifikaciju polariteta napona

S potenciometrima od 50 kil treba struje mirovanja tranzistora na­ mjestiti tako da isključenjem napona na ulazu privučeni relej sigurno otpusti. Ako se uzmu osjetljiviji releji, na ulazu će biti potreban manji napon za njihovo aktiviranje. Za pogon su upotrebljene dvije baterije od 9 V. Uz navedene releje maksimalna struja kad je relej privučen iznosi oko 20 mA. Tranzistori su: TI = AC 550, T2 = BC235A.

TEMPERATURNI RELEJ

f

NTK otpornik se može veoma zgodno iskoristiti za dojavu promjene temperature, budući da mu se pri tim promjenama mijenja otpor, pa se to može iskoristiti za optičko ili akustičko signaliziranje. Većinom su promjene otpora premalene za direktno pobuđivanje nekog releja, pa između NTK otpornika i releja valja uključiti i neko pojačalo. Prikladni spoj za uključenje NTK otpornika s pojačalom i relejom može se načiniti prema slici 7-33. Korišten je mosni spoj u čijoj se jednoj grani nalazi NTK otpornik, a u jednoj dijagonali su priključci 187

za pojačalo. NTK otpornik je smješten u posebnoj sondi koja se na­ lazi na mjestu gdje želimo kontrolirati temperaturu. Ravnoteža mosta na normalnoj temperaturi okoline namješta se potenciometrom Pl, a vrijednost temperature, na kojoj će proraditi relej Re, namješta se potenciometrom P2.

Tranzistori TI i T2 rade kao istosmjerno pojačalo. Kada se tem­ peratura promijeni, poremećuje se ravnoteža mosta i baza od TI do biva negativan pređnapon, čime će porasti i struja kroz tranzistor. Ova promjena se prenosi i na tranzistor T2 i u određenom momentu, tj. pri dovoljno velikoj promjeni, kroz njega će poteći takva struja da će privući relej Re. Kontakti releja se mogu koristiti dalje prema potrebi. Područje rada ovog spoja iznosi od približno 15 do 100"C, što se namje­ šta potenciometrom P2. Skalu možemo baždariti direktno u °C, koristeći pri tome neki termometar. Isto to vrijedi i za skalu Pl, koju možemo baždariti za temperaturu okoline (također u °C). Tranzistori su TI = T2 = BC 108, NTK = 1 kil, Re = 1000 ft. UREĐAJ ZA POVREMENO UKLJUČIVANJE BRISAČA STAKLA NA AUTOMOBILIMA Ima raznih tvorničkih izvedbi uređaja, dodatnih ili serijski ugra­ đenih, pomoću kojih se brisači stakla na vozilima uključuju samo od časa do časa, većinom samo za jedan ciklus brisanja umjesto da rade stalno. Takav se uređaj može načiniti i u samogradnji na nekoliko raznih načina, no princip je uvijek isti; povremeno se, obično svakih 1...30s, tim. dodatnim uređajem na trenutak uključuje motor bri­ sača. -Radni će ciklus tada trajati, zahvaljujući kontaktu koji daje 188

greben na osovini brisača, dokle god se greben ne vrati u početni položaj. Taj kontakt vozilo već ima (S2). Ti se sklopovi moga načini­ ti s raznim poluvodičima. ali ipak u svih treba upotrijebiti relej, osim ako se ne upotrijebi tiristor. Zbog jednostavnosti odabrali smo spoj s dva tranzistora i relejem (slika 7-34), dok je nešto drugačiji spoj prikazan na slici 8-27, gdje su upotrijebljeni tiristor i UJ-tranzistor. Osnov spoja prema slici 7-34 je multivibrator s dva jednaka tran­ zistora TI i T2 (AC 550) koji radi na vrlo niskoj frekvenciji. RC-sklopovi u krugu baze tranzistora nisu jednaki, kako bismo dobili različita vremena u kojima relej privlači i otpušta. Trimer-potenciometrom P2 namješta se vrijeme u kojem je relej privučen, pa ćemo ga namjestiti tako da u tom vremenu brisači prebrišu staklo 2 do 5 puta i onda se zaustave. Interval između dva ciklusa brisanja dade se namjestiti potenciometrom P1 čije ćemo dugme smjestiti na armatumu ploču vozila. To se vrijeme može namjestiti po volji, približno 5 do 20 sekun­

SI. 7—34. Shema spoja uređaja za ppovremeno stakla na »utomol sbilima

uključivanje

brisača

di, no ako želimo da to vrijeme bude duže, treba povećati Cl na 1000 pF ili pak P1 na 200 kit. Potenciometar treba da ima sklopku kojom se taj dodatni uređaj uključuje kad je potrebno. Želimo li da brisači rade normalno, tada ih uključujemo jednako kao i prije ugrad­ nje ovoga dodatnog uređaja, tj. sa SI. Pri izboru releja treba se pobrinuti da mu kontakti budu dovoljno jaki, kako bi podnijeli relativno velike struje motora brisača. Svakako se preporučuje u seriju s kontaktom releja uključiti zaštitni otpornik koji će ograničiti strujni udar što nastaje pri uključenju motora. Dioda D može biti npr. AA 131. 189

REGULACIJA BRZINE I SMJERA VRTNJE MOTORA ZA MODELE ELEKTRIČNIH ŽELJEZNICA Brzina vrtnje motora za modele električnih željeznica obično se regulira žičanim potenciometrom koji zbog relativno velike struje mora biti obilno dimenzioniran. Promjena smjera vrtnje obično se postiže promjenom polariteta napajanja, za što je potrebna dvostruka preklopka.

Mnogo bolje rješenje je posredna (indirekna) regulacija pomoću tranzistora npr. spojem prema slici 7-35. Izvor napajanja daje pozitivni i negativni napon (sekundarni namot transformatora ima srednji iz­ vod), a u objema granama po jedan serijski tranzistor. Između »+« i »—« priključka spojen je potenciometar P kojim se daje uzbuda jednom ili drugom tranzistoru (jedan je NPN, a drugi PNP). Emiteri tranzistora su spojeni međusobno preko otpornika, pa motor M do­ biva pozitivni ili negativni napon u odnosu na srednji izvod, prema tome da li je vodljiv TI ili T2. Kad je P u srednjem položaju, ne vodi nijedan tranzistor, pa motor miruje. 190

Ovdje se dakle istim potenciometrom regulira i brzina i smjer okretanja motora. Otpornici od 5 ii služe za zaštitu od kratkog spoja. Za struje do 0,5 A mogu se upotrijebiti tranzistori AD 161 i AD 162, a u ispravljaču diode BY 234. Tranzistore treba montirati na rashladnu ploču površine oko 150 cm!. Što je veći kapacitet filtarskih konden­ zatora, tranzistori će se manje grijati, jer se Smanjuje njihov rad kao prigušnica, dakle isto kao i pri spojevima za stabiliziranje. Transfor mator se dimenzionira prema potrebnom naponu i opterećenju. Potenciometar P može prostorno biti smješten na bilo kojem mjestu, pa se tako može zgodno ostvariti daljinsko upravljanje. Ako nije potrebna promjena smjera motora, čitav sklop postaje jednostavniji jer otpada jedan tranzistor s pripadnim elementima, a na sekundarnom namotu transformatora nije potreban srednji izvod. MODULATORI SVJETLA ZA DOBIVANJE SVJETLOSNIH EFEKATA Suvremeni dodatak NF pojačalima (poput onih u disko-klubovima) jesu modulatori svjetla ili svjetlosne orgulje, kako se također nazivaju. Pomoću njih se ovisno o frekvenciji (ili ritmu) NF signala može po­ stići paljenje žarulja raznih boja. Za to su potrebne dodatne elektro­ ničke jedinice kojima se upravlja izlaznim signalom pojačala, obično pomoću maloga razdvojnog transformatora koji ujedno povećava NF napon na iznos potreban za rad modulatora. Poželjno je da on ima nekoliko izvoda da bi se mogao lakše prilagoditi na pojačalo. Prvi je primjer prikazan na slici 7-36. Modulator ima tri kanala za razna frekvencijska područja, od kojih svaki propušta samo rela­ tivno uzak frekvencijski pojas. Osjetljivost se za pojedini kanal na­ mješta trimer-potenciometrom. Propusni opseg ovisi o RC elementima u krugu prvog tranzistora; drugi tranzistor radi kao pretvarač impedancije. Na izlazu svakog kanala nalazi se tiristor koji pali pripadnu žarulju. Ako se npr. upotrijebe automobilske žarulje od 12 V — 20 W, onda tiristori moraju biti za 2,5 ... 3 A. Žarulje se mogu smjestiti u pla­ stična kućišta raznih boja, ali se bolji efekt postiže ako se smjeste u reflektore s raznobojnim staklima. Modulator uzima istosmjernu pojnu struju od približno 50 mA, a izmjeničnu oko 1,7 A po kanalu. Ako želimo izbjeći titranje žarulja pri niskim frekvencijama, onda moramo i žarulje napajati istosmjernom strujom. Druga izvedba modulatora, koja je prikazana na slici 7-37, pali ža­ rulje u ritmu signala frekvencije oko 100 Hz, aktiviraju ih dakle basovi (bubnjevi), pa se zato na ulazu nalazi filtarski krug koji propušta samo te frekvencije. Iza njega je okidački spoj s dva tranzistora T2 i T3 koji daju okidne impulse za integrirane sklopove I SI i IS2 191

(SN 74107 N), s ukupno 4 bistabila, no umjesto IS1 i 1S2 može se upotrijebiti samo IS3 (SN 7493 N), što je vidljivo iz varijante sheme na slici l-37b. 'i sv

IS3 također sadrži četiri bistabila spojena tako da broje do 16 pa se na izlazima dobiva tzv. binarni kod po kojem se pale žarulje. Pre­ gledno je to prikazano u tablici. Prvim impulsom upali se žarulja 1, drugim se ona ugasi, a upali 2, trećim se pali 1 i 2 itd. Sa četiri žarulje raznih boja možemo dakle dobiti- 16 raznih kombinacija svijetljenja žarulja. Kod šesnaeste kom­ binacije ne svijetli nijedna žarulja. 192

Svaki udarac bubnja mijenja dakle kombinaciju, pa se time po­ stižu neobični i neočekivani svjetlosni efekti. Osim toga, to je ujedno zorni prikaz pretvaranja dekadskih brojeva od 1 do 16 u binarni k&d.

SI. 7—37a. Shema spoja modulatora svjetla koji pali žarulje u ritmu signala frekvencije oko 100 Hz. Shema vrijedi za dva integrirana sklopa SN 74107

Na izlaze brojila priključeni su tranzistorski sklopovi za aktivi­ ranje tiristora, slični onima prikazanim na slici 7-36. Potrošak je toga dijela oko 150 mA uz pogonski napon od 5V; za pogon žarulja treba osigurati izvor od 12 V — 80 W. Zbog uštede, umjesto četiri, mogu se uzeti samo tri žarulje, pa otpada sklop koji pripada četvrtoj žarulji. U tom slučaju imamo osam raznih kombinacija žarulja (impulsi 1 do 13 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

193

tablici). Isto tako se može pojednostavniti i prvo opisani modu­ lator svjetla ako se izostavi jedan ili čak dva kanala. Tiristori mogu biti BT200U za struje od 7,4 A, jer ISKRA ne pro­ izvodi manje tipove. Umjesto automobilskih mogu poslužiti i žarulje 8 u

IMPULSI Žarulja

/

(crvenai

'* :5 •1o;• oj* )23

2 (žuta)

o o • • o

3(plava)

& • ro o o

i (zelena)

7

8

9 'io\n

1? r

7 TH \15\K

o • oj* o •1 o!*!o • • o o • i* ° o • 1*0 • • O o'.olo • • • i * ' o o •

0 OlOjOloTo o

SI. 7—37b. Varijanta sheme spoja 7—37a; umjesto dva integrirana sklopa upotrebljen je samo jedan (1S 3 = SN 7493)

za mrežni napon, ali treba uzeti odgovarajuće tiristore i — zbog po­ trebne opreznosti — upotrijebiti razdvojni transformator. Tiristore treba montirati na rashladne pločice (20 ... 30 cm'). Svi su tranzistori tipa BC 107 ili BC 183. PRIKAZ PRIMJENE LED-DISPLEJA U UREĐAJU ZA GENERIRANJE LOTO-BROJEVA U novije vrijeme poluvodički svjetleći indikatori tzv. LED-displeji nailaze na sve veću primjenu ne samo u elektroničkim kalkulatorima i mjernim instrumentima s digitalnim pokazivanjem već i u amater­ skim gradnjama, jer su zbog stalne tendencije snižavanja njihove cije­ ne sve pristupačniji i za razne oblike korisne zabave. Ovdje smo za primjer upotrebe izabrali generator loto-brojeva, uređaja koji može poslužiti kao društvena igra, a pri izradi nam omogućuje da steknemo iskustva s digitalnom tehnikom, integriranim sklopovima i displejima. 194

Pomoću generatora brojeva možemo pritiskom na jednu tipku i njenim otpuštanjem, na tzv. displeju, dobiti neki broj između 0 i 49. Pojava je toga broja posve slučajna i na njega ne možemo utjecati,

SI. 7—58. Shema spoja generatora loto-brojeva

isključeno je, dakle, da bi se rezultat mogao »namjestiti«. Takav mehanički model ne može se ostvariti jer bi to trebalo da bude bubanj koji bi na obodu imao ispisane brojeve od 0 do 49, okretao se brzinom od 120.000 okretaja u minuti i mogao se u tren zaustaviti. 195

Slika 7-38 prikazuje kompletnu shemu spoja uređaja. Ona liči na blok-shemu, što u stvari i jest, jer su integrirani sklopovi prikazani samo kao »crne kutije«, tj. bez spojeva koji se nalaze u njima i koji nisu baš jednostavni. U integriranim sklopovima ovog uređaja radi nekoliko stotina tranzistora, dioda i otpornika, dok je izvana priklju­ čen svega jedan kondenzator i 14 jednakih otpornika koji nisu bitni za funkcioniranje uređaja. Prvo bismo objasnili princip rada po jedinicama. Generator s inte­ griranim sklopom IS 5 proizvodi- pravokutne impulse koji se dovode brojilu IS I, a koje ih pretvara u binarni kod. IS 2 dekodira taj binarni kod i pretvara ga u informacije za tzv. sedmerosegmentni displej. Taj displej ima svjetleće diode i kombinacijom svjetlećih segmenata poka­ zuju se brojevi od 0 do 9. Pošto se nailaskom devetog impulsa na ulazu od IS I na displeju pojavi brojka 9, slijedeći, deseti impuls prenosi se na drugo brojilo IS 3, gdje se na isti način pokazuju brojevi, ali samo desetice. IS3 je namjerno spojen tako da se pokazuju samo prve četiri desetice, jer nam trebaju samo brojevi od 0 do 49. Također je i IS 4 spojen drugačije negoli IS 2, jer je iskorištena mogućnost da se na drugom displeju potisne pokazivanje nule. Kad se (golemom brzi­ nom) »odvrte« brojevi od 0 do 49, brojenje počinje iznova. Naravno da mi za vrijeme dok držimo pritisnutu tipku ne možemo vidjeti iz­ mjenu brojeva, jer je »brzina« 120.000 Hz, no kad tipku otpustimo, na displeju će se pokazati broj na kojem je brojilo stalo. Kazali smo da je taj broj posve slučajan. To je bio princip, a sad ćemo dati podrob­ niji opis pojedinih jedinica uređaja i njihovih funkcija. TABLICA ISTINE

Ulaz

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

SN 7490 N* Izlaz C>4 <33 <3z L L L L L L L L H

H

L L L

L H

H H

H L L

L L H H L L

H H L L

SN 7447 N Ulaz <3.

Ji>

L

H

L L L L L l.

L.

L

H L. H L

H L H

* O, i /,, spojeni zajedno

L

H H

lc Ih I

L L

L L

«„ O <3-

L

L H

11

L

L

H I. H

L H L

H H L

L

H

L

II

H

II (1 L

H H II I.

L

L

u

L

H

L

L L L L L

1.

H 11 L

L L

L L

Izlaz Qđ Qr

1-

,

L

U

li 1.

L

L

| H

L

L

1 1. L L

L U

L H

Q>

Q,

L

L

u L

H

H

H u L 1 L

L L L

ii

H n 1 II

L

H

H L 1.

H

L 1. H

L L

/

IS 5 (SN7400N) ima četvera vrata, no iskorištena su samo dvoja (A i B), i to za proizvođenje pravokutnih impulsa od 120kHz koji se tipkom T dovode na ulaz tzv. dekadskog brojila SN7490N (IS 1). Nje­ govu smo unutrašnjost prikazali na si. 142, pa smo već tamo mogli konstatirati da je to četverostruki, tzv. master-slave flipflop. On se 196

može upotrijebiti na nekoliko načina, no u ovome primjeru radi kao dekadsko brojilo s binarnim kodom. Za tu svrhu spojeni su mu za­ jedno priključci 1 i 12 ( 1 b i Qi), pa za taj slučaj vrijedi tablica logičke funkcije, tzv. t a b l i c a i s t i n e , na str. 196. Slova L i H ozna­ čuju nisku ili visoku razinu napona na binarnom izlazu ( Q j . . . Q4), a odgovaraju logičkoj nuli i jedinici. Iz te tablice i sheme vidimo da se te razine mijenjaju prema broju impulsa koji su stigli na ulaz brojila. Promjena tih razina događa se naravno brzinom frekvencije impulsa na ulazu u 1S1. Binarni izlaz od IS1 spojen je s pripadnim ulazima 1a, Ib, Ic i h) integriranog sklopa 1S2 (SN7447N), poznatog pod nazivom BCD sedmerosegmentni dekoder-drajver. On dakle prima binarnokodirani dekadski signal, dekodira ga i daje, ovisno o primlje­ noj informaciji, na svojih 7 izlaza (Qa--.Qg) koji se spajaju na odgo­ varajućih sedam segmenata LED-displeja, razine L ili H. To su u prin­ cipu isti displeji što ih susrećemo u džepnim i stolnim kalkulatorima, a nasljednici su prijašnjih NIXIE-ionki. U odnosu na njih imaju pred-

bi. 7—39. Prikaz numeričkog displeja sa sedam segmenata (DL 707 — Litronix) s nume­ racijom priključaka (a), rasporedom i polaritetom svjetlećih dioda (b), perspektivnog izgleda (c) i dobivanja pojedinih znamenki na 7-segmentnim displejima (d)

nost što im je pogonski napon nizak, trajnost praktički neograničena, a robustnost veća. Većina 7-segmentnih displeja ima priključke koji pristaju u podnožja IS-ova, no rasporedi nožica koji put im se ne podudaraju. Na slici 7-39 prikazan je sedam segmentni displej sa raspo197

m

redom priključaka, zatim ustaljene oznake pojedinih segmenata, ras­ pored svjetlećih dioda s obzirom na priključke i konačno izgled jednog displeja u gotovo naravnoj veličini (MAN 7 — MONSANTO). Priklju­ čimo li pozitivni pol napona od 1,6 V na nožice 3, 9 i 14, a negativni pol redom na nožice l, 13, 10, 8, 7, 2, 11, utvrdit ćemo da će redom zasvijetliti segmenti od a do g. Ako istovremeno spojimo minus-pol na dvije nožice, svijetlit će dva segmenta itd. Po određenoj shemi spa­ janja možemo dakle na displeju dobiti brojku koju želimo. To što smo mi radili ručno, BCD-dekoder IS 2 radi automatski. On, ovisno o dekadskom signalu na ulazu IS-a, daje L-razine katodama svjetlećih dioda tako da one kombinacijom svjetlećih segmenata ispisuju brojeve istom frekvencijom što je ima ulazni signal. Izlazne razine od IS 2 vidimo iz njegove tablice istine. Razmotrimo sad iz početka čitav proces pisanja brojke, a radi lakšeg objašnjenja pretpostavit ćemo da smo frekvenciju generatora I S 5 usporili za Í20.000 puta, dakle na jedan impuls u sekundi (1Hz), a displeji da pokazuju nulu. Ako pritisnemo tipku T i otpustimo je točno nakon npr. četiri sekunde, displej bi trebao pokazivati brojku 4. Je li to zaista tako? Provjerit ćemo. U tablici istine za IS 1 vidimo da su nakon četvrtog impulsa na izlazima Qt.. .Qj razine: L L H L. Pre­ nesemo li te razine na ulaz dekodera IS 2, vidjet ćemo u njegovoj tablici istine da su mu u tom slučaju razine na izlazima Qffl...Q„: H L L H H L L, što znači da će spoj s masom dobiti katode slijedećih svjetlećih dioda: b, c, f, g. Pogledamo li skicu segmenata displeja, vidjet ćemo da to daje brojku 4. Na sličan način radi i drugi brojački sklop za desetice. Kad na prvo brojilo dođe deseti impuls, tada njegov displej pokaže nulu, a impuls desetice se prenese na ulaz dru­ gog bistabila od IS3, koji će na displeju za desetice pokazati zna­ menku 1. Kad kroz prvo brojilo prođe drugih 10 impulsa, on će poka­ zati 2 itd. Peta desetica se ne pokazuje jer je brojilo izvedeno tako da broji samo do 49. Drugi se displej dakle pri nailasku petog impulsa vraća na nulu, ali je ne pokazuje nego je potiskuje jer je priključak 5 na IS 4 spojen na masu. Slika 740 prikazuje unutrašnjost IS-a SN 7447, a njegovu blok•shcmu slika 7-41. Njenu funkciju za izradbu ovog uređaja nije po­ trebno poznavati, prikaz je dan samo radi ilustracije. U ovom se uređaju može upotrijebiti bilo koji 7-segmentni displei, kao npr. MAN7 (Monsanto), HP 5082-7730 (Hewlett-Packard), DL707 (Litronix) i slični, no treba paziti jesu li priključci isti. Dioda DP displeja (decimalna točka, odn. zarez) u ovom uređaju nije isko­ rištena jer nije potrebna. Otpornici od 150...220n u dovodima segmenata displeja služe za ograničavanje struje iz pojnog izvora od 5V; displejima je naime po­ gonski napon obično 1,6 V. 199

200

8 Spojevi s raznim poluvodičkim elementima AUTOMATSKO KORIGIRANJE FREKVENCIJE OSCILATORA S KAPACITETNOM DIODOM

Zaporni sloj, tj. PN-prijelaz u‘svakom poluvodičkom elementu, sa­ činjava jedan stanoviti kondenzator, čiji kapacitet ovisi o konstrukciji i veličini priključenog napona. Diode kod kojih je ta ovisnost kapaci­ teta zapornog sloja o priključenom naponu osobito velika koriste se za razne funkcije, a nazivaju se kapacitetne diode. Režim rada takvih dioda odabire se u zapornom smjeru. Kapacitetne diode nazivaju se još i varaktori ili varikapi. Primjena takvih dioda je bezbrojna no ovdje ćemo opisati samo najčešću upotrebu: za automatsko korigi­ ranje frekvencije oscilatora u UKV prijemnicima. Dioda se priključuje paralelno oscilatorskom titrajnom krugu. Kako se promjenom napona na krajevima diode mijenja njezin kapacitet, mijenja se i frekvencija oscilatora. Da bi se omogućilo automatsko korigiranje frekvencije, napon na krajevima varikapa treba da se mi­ jenja na odgovarajući način, kad je frekvencija viša ili niža od rezo­ nantne. Promjene napona pri promjeni frekvencije na višu ili nižu od rezonantne mogu se dobiti iz diskriminatora (S-krivulja), koji mora biti izveden simetrično. Tada je, pri točno namještenoj rezonantnoj frek­ venciji, napon na srednjoj točki diskriminatora jednak nuli. Ako se frekvencija poveća u odnosu na rezonantnu frekvenciju, na diskriminatoru se pojavljuje pozitivan napon, i obratno. Osim toga, kapacitetnoj diodi treba dati neki određeni, stalni prednapon, da bi se dobio takav kapacitet čije su promjene na više ili na niže uglavnom proporcionalne promjenama napona. Pri povećanju napona na krajevima diode kapacitet se smanjuje, i obratno. Komple­ tan sklop za automatsko korigiranje prikazan je na slici 8-1. Upotrebljena je kapacitetna dioda BA102, čiji stalni prednapon treba da iznosi oko 4V, pa joj je onda kapacitet oko 25 do 30 pF. Taj napon se do201

brva preko potenciametarskog spoja otpornika, a stabiliziran je Z-dioaom OZb aa sc ne bi mijenjao zbog promjene napona baterije. Demo­ dulator je izveden kao ratio
SI. 8—1. Shema spoja je­ dinice UKV radio-prijemnika za automatsko kori­ giranje frekvencije osciiatora uz pomoć kapacitetne diode

dulatora je uzemljena, pa se na drugom njegovom izvodu dobiva željeni pozitivni ili negativni napon, ako je oscilator netočno namješten. Upotrijebljene diode: KD = BA 102, ZD = BZ6, Dl = D2 = AA 121. FOTORELEJ SA FOTODIODOM

Relej koji se ukapča svjetlosnim impulsima može se načiniti prema slici 8-2. Upotrebljena je fotodioda FD (OAP 12), te tranzistor T kao istosmjerno pojačalo, u čijem se kolektorskom krugu nalazi relej Re. Fotodiodu treba spojiti u nepropusnom smjeru, tako da bez svjet­ losnog signala u kolektorskom krngu teče veoma mala struja. Osvjetli 202

li se dioda, otpor u nepropusnom smjeru naglo će joj se-, smanjiti, baza tranzistora dobiva negativan prednapon, zbog čega će porasti i kolektorska struja, pa relej privlači. Svjetlo na diodu, tj. na njenu leću, treba da pada aksijalno.

SI. 8—2. Shema spoja jednostavnog fotoelektričnog releja s fotodiodom

Ovakav spoj može se' koristiti za razne svrhe, npr. za brojenje predmeta na nekoj tekućoj vrpci, gdje oni prekidaju svjetlosni krug. U takvoj prilici je relej stalno privučen, a tek prekidom svjetlosnog kruga otpušta i zatvara (ili otvara) neki kontakt. Kao svjetlosni izvor može se upotrijebiti žaruljica od 6 V, na udaljenosti 5 . . . 6 cm od leće diode. Razmak između izvora svjetla i fotodiode može se povećati ako se upotrijebi izvor usmjerenog svjetla, koji se ispred fotodiode fokusira lećom. Tranzistor T je AC 550.

OSJETLJIVI FOTORELEJ SA FOTODIODOM

Osjetljivi fotorelej može se-načiniti ako se iza fotodiode nadoveže dvostepeno istosmjerno tranzistorsko pojačalo. Takvo pojačalo može se izvesti na dva načina i to u tzv. svijetlom ili tamnom spoju, tako da će pri svjetlosnom impulsu relej ili privući (svjetli spoj) ili otpu­ stiti (tamni spoj). Razlika je u međusobnoj vezi dvaju tranzistora. U tamnom spoju (slika 8-3) baza tranzistora T2 spojena je na kolektor od TI. Kada fotodioda nije osvijetljena u kolektorskom krugu od Ti teče mala struja, pa baza od T2 dobiva velik negativni prednapon i u kolektor­ skom krugu teče maksimalna struja — relej je privučen. Osvijetli li se dioda, poteći će struja u krugu od TI i nastat će velik pad napona na otporniku od 5 kil. Baza od T2 ostaje onda gotovo bez negativnog 203

prednapona pa će relej otpustiti, jer se smanjila i kolektorska struja tog tranzistora. U svijetlom spoju (slika 84) je obratno, jer kad dioda nije osvi­ jetljena u krugovima obaju tranzistora teče minimalna struja i relej

nije privučen. Ovaj spoj radi, dakle, kao normalno istosmjerno poja­ čalo. Potenciometrom od lOkil namješta se osjetljivost spoja. žaruljica može ovdje biti na većoj udaljenosti (15.. .20 cm), a stavi li se ispred nje neka leća za usmjerenje svjetlosnog snopa, udaljenost može biti i znatno veća. Ako ne možemo nabaviti tvorničku izvedbu fotodiode, možemo je pokušati načiniti sami. Naime svaki zaporni sloj (NP-prijelaz) osjet­ ljiv je manje ili više na utjecaj svjetla, što je i razlog da se diode ugrađuju u neprozirna kućišta. Ako imademo staklenu diodu, odstranit ćemo premaz laka, a kod metalne otpiliti pokrov, te nekom lećom fokusirati snop svjetla na kristal. Ako je osjetljivost takve fotodiode premalena, dodat ćemo još koji tranzistorski stupanj. Upotrebljeni poluvodiči: FD — OAP12, TI = AC 540, T2 = AC 550. OSC1LATORI S TUNELSKOM DIODOM Tunelska dioda jest poluvodički elemenat koji se pojavio neko­ liko godina nakon otkrića tranzistora. Po svome izumitelju naziva se i Esakijeva dioda. Ta sićušna dioda zbog neobične karakteristike u propusnom smjeru pruža posve nove mogućnosti primjene, na koje nismo' navikli sa dvoelektrodnim elementima. Karakteristika tunelske 204

diode prikazana je na slici 8-5. Vidim«? da povećanjem napona u pro­ pusnom smjeru dolazi do povećanja struje i to sve do porasta napona u iznosu Up. Nakon toga, unatoč daljnjem porastu napona, struja sa maksimalno postignute vrijednosti lp pada sve do minimuma, kojemu odgovara neki napon Uy. Zatim struja ponovno počinje rasti. Padajući dio karakteristike između točaka A i B područje je n e g a t i v n o g otpora tunelske diode, zbog čega se ona može upotrijebiti kao aktivan element u pojačalima ili oscilatorima, sve do UHF-područja, a i kao brza sklopka.

SI. 8—5. Tipična karakteristika tunelske diode. Područje tzv. negativnog otpora je između naj­ više točke ispupčenja krivulje i najniže točke uleknuča

Napon Up uobičajenih tunelskih dioda iznosi od 50 do 80 mV, a napon Uv od 200 do 500 mV. Struja lp ovisi o tipu tunelske diode, a kreće se u rasponu do 0,5 mA pa do 1000 mA. Važan je omjer između struje lp i Iv, koji se označuje sa a. On se obično kreće od 2 do 20. To znači da je struja Iv obično 2 do 20 puta manja od struje lp, ovisno o tipu tunelske diode. Tunelske diode izrađuju se također od poluvodičkih materijala kao što su germanij i silicij, ali se mogu upotrijebiti i drugi, na primjer galijev arsenid itd. Povoljna osobina tunelskih dioda još je i ta što se mogu upotrijebiti u vrlo velikom temperaturnom opsegu. Raspon od —200°C do +200"C nije ništa naročito, jer te temperature kod nekih 205

izvedbi mogu doseći i do —260°C, odnosno do +400°C. Druga dobra oso­ bina tunelskih dioda jesu mala sklopna vremena, u prosjeku reda veli­ čine tisućinki mikrosekundi. Nadalje, tunelske diode, za razliku od drugih poluvodičkih elemenata, nisu osjetljive na kozmička i nuklearna zračenja, što im također otvara nove mogućnosti primjene. Shema spojeva s tunelskim diodama ima bezbroj, ovdje ćemo zbog ograničenog prostora navesti samo tri. Tunelska dioda idealan je element za eksperimentiranje, jer se svi spojevi mogu ostvariti veoma jednostavno. Jedina je neugodnost što je njen radni napon vrlo nizak; kod svih tipova i izvedbi on se kreće oko 150 mV = 0,15 V, pa su tako i naponi najmanjih izvora napa­ janja (galvanski članci od 1,5 V) još uvijek znatno preveliki za pogon takvih dioda. Radi toga ćemo u svim spojevima s tunelskim diodama susretati neizbježivo djelilo napona (potenciometar) kojim se napon baterije dijeli približno u omjeru 1 : 10. U postojanje negativnog otpora tunelske diode možemo se vrlo jednostavno uvjeriti ako izradimo sklop prema slici 8-6. To je običan

SI. 8—6. Shema spoja jednostavnog NF oscilatora s tuneiskom diodom

tonski oscilator (tongenerator) koji može služiti, na primjer, za učenje Morseovih znakova. Na ovoj shemi su R1 i R2 prije spomenuti otpor­ nici za dijeljenje napona baterije, dok promjenljivi otpornik R služi za korekturu vrijednosti otpora otpornika Rl; njime se, dakle, na­ mješta najbolje osciliranje tunelske diode. Frekvencija oscilacija pri jednom fiksiranom položaju potenciometra R ovisi o kapacitetu kondenzatora C i upotrebljenim slušalicama. U obzir dolaze niskoomske (telefonske) slušalice ili pak zvučnik iz nekog tranzistorskog radio-prijemnika. Morseovi znakovi dobivaju se uključivanjem pogonskog napona uz pomoć tipke T. U prikazanom spoju upotrebljena je tunelska dioda TU 14 (Sie­ mens) no s obzirom na nisku frekvenciju ovdje će raditi i svaka druga tunelska dioda. Mogu se dakako upotrijebiti i domaće tunelske diode tipova AE. 206

Na slici 8-7 prikazana je shema spoja visokofrekventnog oscilatora s tunelskom diodom. Upotrebljena je ista dioda kao na shemi sa slike 8-6, no do frekvencije od približno 5 MHz radit će dobro bilo koji tip tunelske diode, jer to je normalna granična frekvencija većine tipova. Izrađuju se međutim i tunelske diode prikladne za rad na frekven­ cijama od nekoliko stotina, pa i tisuću MHz.

SI. 8—7. Shema spoja jednostavnog VF oscilatora s tunelskom diodom (odašiljač)

Spoj prema slici 8-7 u biti je isti kao na prethodnoj slici, samo što je umjesto slušalica i kondenzatora C uključen titrajni krug L/Cl s rezonantnom frekvencijom od npr. 10 MHz. Možemo dakle upotrije­ biti zavojnicu titrajnog kruga za prijem kratkih valova, te na gornji kraj titrajnog kruga priključiti teleskopsku štapnu antenu nekog tranzistorskog prijemnika. Oscilacije ćemo lako utvrditi uz pomoć prijem­ nika u čiju ćemo blizinu donijeti naš oscilator s tunelskom diodom. Na priključnicu MOD možemo priključiti niskoomski izlaz nekog tranzistopskog NF pretpojačala (npr. emiterskog sljedila), pa ćemo onda u kontrolnom prijemniku moći čuti modulaciju NF signala koji ćemo dovesti na ulaz pretpojačala. Na shemi su R1 i R2 otprije poznati otpornici djelila napona, no zbog povoljnijeg biranja radne točke bolje je- R1 sastaviti od serijski spojenog otpornika od 250 ii i promjenljivog otpornika 1000 ft.

MULTIVIBRATOR S TUNELSKOM DIODOM I TRANZISTOROM

Za dobivanje pravokutnog napona veoma pravilnog oblika može se upotrijebiti prilično jednostavan multivibrator s tunelskom diodom i tranzistorom koji su direktno spojeni, pa otpadaju neželjeni efekti zbog 207

prijenosnih kondenzatora, kao oni kod klasično spojenog multivibratora. Multivibrator načinjen prema slici 8-8 radi ovako: za vrijeme dok se puni kondenzator, tranzistor je potpuno zakočen. Porastom na­ pona kondenzatora poraste i napon na tunelskoj diodi, a kad prijeđe točku u kojoj se počinje smanjivati struja diode, tranzistor postaje vodljiv i naglo »povlači« veliku struju, sve dok napon na kolektoru ne padne do vrijednosti zasićenja. Sada počinje pražnjenje kondenza­ tora sve do točke na kojoj se napon toliko smanjio da tranzistor po­ staje ponovo zakočen, pa se opisani proces ponavlja.

SI. 8—8. Shema spoja multivLbratora s tunelskom diodom i tranzistorom

Vertikalni dijelovi naponske krivulje vrlo su strmi i ovise zapravo samo o svojstvima tranzistora. Vrijednosti ostalih elemenata odabrane su prema tunelskoj diodi, jer ovise o njenoj struji. Frekvencija pravo­ kutnog napona s naznačenim vrijednostima iznosi oko 1MHz, a može se u užim granicama mijenjati potenciometrom P od 200 ft. Vrijed­ nosti otpornika kod nekih drugih tipova tunelskih dioda kreću se od 2 do 5 kft, što treba pokusom ustanoviti. Namjerna nesimetrija izlaznog impulsa može se dobiti tako da se u točki M dodaje ili uzima jedna mala struja. Upotrijebljeni poluvodiči: TD = TU 14 (Siemens), T = AC 550.

JEDNOSTAVAN FOTORELEJ S FOTOTRANZISTOROM

Veoma jednostavan fotorelej može se načiniti ako se upotrijebi fototranzistor, jer taj elemenat, osim što je osjetljiv na svjetlo, odmah i pojačava struje koje su posljedica promjene svjetlosti. 208

Jednostavan spoj s fototranzistorom prikazan je na slici 8-9. U kolektorskom krugu nalazi se relej ili brojilo, prema tome što se želi postići ovakvim sklopom. Uz sliku je dana i skica upotrijebljenog fototranzistora (OCP70) zbog najpovoljnijeg usmjerenja svjetla. Da bi relej brže privukao, odnosno da bi čitav sklop bio osjetljiviji, može se potenciometrom (na slici označen crtkano) bazi tranzistora dati neki mali negativni prednapon. No, treba paziti na to da taj prednapon ne bude prevelik, jer relej u tom slučaju po nestanku signala neće otpu­ stiti. Kao izvor svjetla može poslužiti žaruljica za skalu 6,3 ili 7V, smještena na udaljenost 5 ... 6 cm od fototranzistora.

SI. 8—9. Shema spoja jednostavnog fotoelektričnog relej a s fototranzistorom

Pri praktičnoj izvedbi ovoga spoja treba voditi računa o maksi­ malno dopuštenoj struji fototranzistora (20 mA), da ga se ne pre­ optereti.

FOTOREI.EJ S FOTOTRANZISTOROM I STUPNJEM ZA POJAČANJE

Ako spoj fotoreleja prema slici 8-9 nije dovoljno osjetljiv, može se za pojačanje upotrijebiti još jedan tranzistor, spojen prema slici 8-10. To je zapravo istosmjerno pojačalo, koje se također može izvesti na dva načina: u tzv. svijetlom ili tamnom spoju. Na slici 8-10 prikazan je svijetli spoj, čiji relej privlači tek u trenutku kada se osvijetli fototranzistor. Bez svjetla teče kroz otpornik u emiterskom krugu veoma mala struja, zato je i pad napona na njemu veoma malen, pa je tran­ zistor T gotovo zakočen. Porastom struje kroz fototranzistor poveća se i negativni napon na bazi od T i relej u kolektorskom krugu privlači. 14 židan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

209

U tamnom spoju prikazanom na slici 8-11 obratno je, jer tamo je relej trajno privučen, a otpušta tek dolaskom svjetlosnog signala, kada naglo poraste struja kroz otpornik od 5 kil u krugu fototranzistora. Tranzistor se onda gotovo zakoči, te relej otpušta. Ovaj spoj nešto je osjetljiviji, pa se izvor svjetla može nalaziti mnogo dalje, 20 ili više cm. Ukoliko je izvor opremljen lećom za usmjerivanje svjetla može se nalaziti mnogo dalje od fototranzistora. Mlaz

svjetla koji se šalje iz takvog izvora struje potrebno je onda opet pomoću leće na strani fototranzistora sakupiti u jednu točku, tj. fokusirati, jer će se samo tako postići osjetljivost potrebna za reagiranje. U tom slučaju razmak između izvora svjetla i fototranzistora može iznositi i više od jednog metra. Ovakav spoj može nadomjestiti uređaj s fotoćelijom npr. pri bro­ jenju predmeta na traci, kao dekoder kod izbušenih traka, pri auto­ matskom zatvaranju vrata itd. Upotrijebljeni poluvodiči: FT = OCP 70, T = AC 550.

SCHMITTOV OKIDAČ S FOTOTRANZISTOROM

Relej u kolektorskom krugu tranzistora može se veoma efikasno aktivirati ako se za to upotrijebi Schmittov okidač. Takav spoj, koji je osjetljiv na svjetlosne impulse, vidi se na slici 8-12. Schmittov okidač izveden je sa dva tranzistora TI i T2, a relej Re se nalazi u kolektorskom krugu drugog tranzistora. Okidač se aktivira fototranzistorom koji je uključen ispred njega. 210

Bez svjetlosnog signala kroz fototranzistor teče veoma mala struja, pa je malen i pad napona na otporniku od 20 kfi, zbog čega kroz tran­ zistor TI teče puna struja, dok je drugi blokiran. Kada se fototranzi­ stor osvijetli, tranzistor TI prelazi u blokirano stanje, kroz T2 prolazi puna struja, pa relej Re privlači. Nestankom svjetla okidač se vraća u prvobitno stanje. Tranzistor T2 zaštićen je od prenapona pri uklju­ čenju, tako da je paralelno releju spojena zaštitna dioda D. Taj spoj se može upotrijebiti i na drugi način, tj. da se umjesto releja u kolektorski krug T2 stavi otpornik od 500 ii, prema slici 8-13. Ako se sada fototranzistor osvijetli izvorom svjetla koji se napaja npr. iz mreže 50 Hz, na izlazu okidača dobit će se pravokutan napon fre­ kvencije 50 Hz! Za ovakav rad okidača treba dodati kondenzator od 470 pF, crtkano označen na slici 8-12.

SI. 8—12. Shema spoja Schmiltova okidača s foiotranzistorom

SI. 8—13. Shema spoja varijante za TI prema slici 8—12.

Ako se TI osvijetli izvorom svjetla napajanim istosmjernom stru­ jom ili dnevnim svjetlom, na izlazu okidača neće se, naravno, dobiti nikakav napon. Upotrijebljeni poluvodiči: FT = OCP70, TI - T2 = AC 550, D — AA 131.

SPOJEVI ZA UJ-TRANZISTOROM UJT opće je poznata kratica za Unijunction Transistor, koji se po svojim električkim karakteristikama znatno razlikuje od normalnih tranzistora. On ima svega jedan PN prijelaz — jedan emiter i dvije 211

baze — a značajno je to da ima karakteristiku negativnog otpora između emitera i prve baze, ako postoji pozitivni prednapon između obje baze. Iako UJT nema ekvivalenta među ostalim elementima spojne tehnike, nećemo mnogo pogriješiti ako ga grubo usporedimo s plin­ skim tiratronom. S obzirom na ta svoja svojstva, sa UJ-tranzistorom (poznat nekada i pod nazivom dioda sa dvije baze) može se načiniti niz specifičnih spojeva za koje je inače potrebno više osnovnih eleme­ nata. Iako UJ-tranzistora ima različitih izvedbi i niz tipova, spojeve smo izveli s američkim 2N2646 (General Electric), jer je on vrlo ras­ prostranjen, a nije skup.

SI. 8—14. Shema spoja ivIaksacionog oscilatora s UJ-tranzistorom (I)

SI. 8—15. Shema spoia relaksacionot! oscilatora s UJ•tranzistorom (II)

Pogledajmo prvo na slici 8-14 relaksacioni oscilator u osnovnom spoju, što može služiti za najrazličitije svrhe, npr. za dobivanje im­ pulsa, pilastih napona, za okidačke stupnjeve, tajmere itd. Zahvalju­ jući UJ-tranzistoru, spoj zaista ne može biti jednostavniji. Način rada: priključenjem na napon, kondenzator od 0,1 pF puni se preko otpor­ nika od 5 kil pa njegov napon kontinuirano raste. Uz dovoljno velik napon emiter postaje propuštan, pa se dinamički otpor između emi­ tera i baze smanji skokom na jednu malu vrijednost, što uzrokuje izboj kondenzatora kroz emiter. Kad napon na emiteru spadne na oko 2 V vodljivost prestaje i čitav se proces ponavlja. Svaki puta kad na­ staje »paljenje« UJT-a, kroz emiter i obje baze prolazi strujni impuls. Ovisno o vrsti spoja mogu se na izlazu iz sklopa dobiti bilo pozitivni, bilo negativni impulsi. Spoj prema slici 8-14 ima visoku izlaznu impedanciju, za razliku od spoja 8-15, čija je izlazna impedancija mala. Na slici 8-16 prikazan je astabilni multivibrator s UJ-tranzistorom, kod kojega se na izlazu dobivaju impulsi pravokutna oblika. 212

Na slici 8-17 prikazana je još jedna primjena UJ-tranzistora, u ure­ đaju poznat pod imenom metronom. Princip rada je isti kakav je opi­ san kod spoja za dobivanje pilastog napona prema slici 8-14. Konden-

Sl. 8—16. Shema spoja generatora pravokutnih napona s UJ-tranzistorom

Si- 8—17. Shema spoja metronoma s UJ-tranzistorom

zator C nabija se preko otpornika R1 i R2. U trenutku »paljenja« tran­ zistora i kroz krug baze BI prolazi impuls koji se akustički indicira zvučnikom. O veličini otpornika R1 i R2 (a i o kondenzatoru C) ovisi koliko će takvih otkucaja biti u minuti (približno 35 do 220). Dioda D je AA 121.

SPOJEVI S TIRISTORIMA

Jedan od poluvodičkih elemenata koji obećava doskorašnju sveopću primjenu (iako se već i danas mnogo upotrebljava) jeste upravljivi silicijski ispravljač, poznat pod kraticom SCR (od englesKog Silicon Controlled Rectifier), odnosno pod trgovačkim nazivima tiristor, tirnda, trinistor itd. U posljednje vrijeme sve više se prihvaća naziv tiristor, pa smo ga i mi ovdje upotrijebili. Tiristor spada među tzv. četveroslojne poluvodičke elemente, koji su sastavljeni od četiri poluvodička komada u redoslijedu P-N-P-N (slika 8-18a). Takvi elementi imaju, kao i tranzistori, tri priključka, ali je aačin njihova funkcioniranja s obzirom na tri zaporna sloja posve različit. Da ovdje ne ulazimo u teoretska razmatran ja, zadovoljit ćemo 213

se samo konstatacijom da je tiristor poluvodička dioda s upravljačkom elektrodom, tzv. vratima (engleski: Gate) pomoću koje je moguće utje­ cati na vodljivost diode, slično kao kod tiratrona, po čemu je i dobio naziv tiristor (od engl. f/iyratron tranzistor). Tako dugo dok vrata ne­ maju napona tiristor je zaporan u oba smjera, uz pretpostavku da mu napon između anode i katode ne prekorači probojni napon. Dovođenjem pozitivnog napona na vrata, tiristor postaje skokom vodljiv u smjeru

SI. S—IS. Prikaz principijelne kc_jtrukcijc tiristora (a), njegova sim­ bola (b) i prtktičkr izvedbe (c)

koji odgovara simboličkoj oznaci diode (slika 8-18b). Priključci tiristora nazivaju se: anoda (A), katoda (K) i vrata (G). Interesantno je da tiri­ stor, isto kao i tiratron, ostaje vodljiv i nakon što se prekine strujni krug vrata i to tako dugo dok anodni napon ne padne ispod jedne određene vrijednosti. Da se prekine njegova vodljivost potrebno je dakle ili isključiti anodni napon ili upotrijebiti izmjenični anodni na­ pon. Naponom dovedenim vratima tiristora provodi se kontrolirano okidanje ispravljača. Danas se tiristori izrađuju za razne napone, počev od nekoliko desetaka, pa do nekoliko stotina, pa čak i tisuća volta, i za struje od nekoliko ampera, pa do više stotina ili tisuća ampera. Najčešći oblik tiristora prikazan je na slici 8-18c, no ima slučaja kada mu je oblik isti kao tranzistora snage. Da bi se s tiristorima moglo upravljati, potrebno im je vrata spo­ jiti na generator (okidačkih) impulsa. O trenutku u kojem se dovodi okidački impuls ovisi srednja vrijednost struje tiristora, koju on uzima kroz neko trošilo, npr. žarulju. 214

Na slici 8-19 prikazana je jedna od najjednostavnijih shema spoja tiristora u kojemu je moguće kontinuirano regulirati svjetloću žaru­ lje i. Koju nazivnu snagu smije imati žarulja ovisi o tome za koju je struju (uz dani napon) predviđen tiristor. Spoj funkcionira ovako: Kada je anoda tiristora pozitivna, onda se kondenzator C nabija preko otpornika R1 i potenciometra P. Kad napon na oblogama kondenzatora premaši vrijednost napona potreb­ nog za »paljenje« tiristora, kroz diodu D2 poteći će struja kroz dionicu G-K tiristora te izazvati trenutačnu vodljivost dionice A-K, pa će tada i kroz nju, a time i kroz žarulju, poteći struja koja traje tako dugo dok pozitivni poluval izmjeničnog napona ne padne blizu nule. Pri negativnom polaritetu pogonskog napona mreže tiristor je posve zaporan, pa kroz žarulju ne prolazi struja. Donja dioda sprečava nasta­ janje napona krivog polariteta vrata za vrijeme negativne poluperiode, dok gornja omogućuje brzo nabijanje kondenzatora C na negativni napon i tako ga pripravlja za narednu pozitivnu poluperiodu napona. Trajanje prolaza struje kroz tiristor u pozitivnim poluperiodama može se u širokim granicama Regulirati potenciometrom P i promjenom vrijednosti kondenzatora C. R1 je zaštitni otpornik, koji u krajnjem položaju klizača potenciometra ograničava struju vrata na dopušteni iznos.

SI. 8—19. Shema spoj;.: tiristorskog regulatora svjetloće žarulja u poluvalnom pogonu

SI. 8—20. Shema spoja tiristorskog regu­ Utora svjedoče žarulja u poluvalnom pogonu

Na slici 8-20 prikazan je sličan spoj koji se od prethodnog razli­ kuje samo po tome što za »paljenje« tiristora upotrebljava tinjalicu Ti. Kada napon na kondenzatoru C dosegne napon paljenja tinjalice ona se upali, te time kroz dionicu tiristora G-K šalje strujni impuls od kojega tiristor postaje vodljiv. Uloge otpornika R1 i potenciometra P iste su kao u prethodnom primjeru. Upotrebom tinjalice dobiva se 215

točnije definirana točka paljenja tiristora negoli primjenom /?C-sklopova. Spoj sličan ovome jeste onaj na slici 8-21, u kojem tiristor radi u punovalnom pogonu, jer se napaja preko mosnog spoja četiriju dioda, tako da anoda tiristora dobiva pozitivan napon bez obzira na pola-

ritet napona mreže. Diode su, osim toga, polarizirane tako da struja kroz žarulju može teći samo preko tiristora, koji postaje vodljiv po­ moću impulsnog sklopa, a regulira se potenciometrom kao i prije. Budući da je polaritet napona vrata uvijek isti, zaštitna dioda ovdje nije potrebna.

Još preciznije paljenje tiristora omogućuje UJ-tranzistor, čiji smo način rada opisali na str. 212. U shemi spoja na slici 8-22 on radi kao generator okidačkih impulsa za tiristor. Kad se naime kondenzator C, nakon što dođe do »paljenja« UJ-tranzistora, isprazni kroz dionicu 216

E-Bl, na otporniku Ri dobiva se naponski impuls s kojim se pali tiristor. Otpornik R2 služi za reduciranje pogonskog napona na iznos koji je dopušten za dotični UJ-tranzistor. Za one koji ne mogu da nabave UJ-tranzistor objavljujemo shemu spoja na slici 8-23 gdje je on nado­ mješten multivibratorom sa dva tranzistora, od kojih je jedan PNP-, a drugi NPN-tipa. Funkcija svih elemenata jednaka je onima na rani­ jim shemama; napon za paljenje tiristora dobiva se na otporniku R2. I ovdje tiristor radi u punovalnom pogonu, što je neophodno potrebno radi toga da tranzistori ne bi dobili napon obrnutog polariteta. Otpor­ nik R3 služi za reduciranje napona na ispravnu vrijednost (oko 9V između točaka D i E). Upotrebljeni poluvodiči: sve diode su BY 180, UJT = 2 N 2646, dok tip tiristora ovisi o snazi. Za struje od 7,4 Aef možemo uzeti BT 200 D (ISKRA).

sa. 8—23. Shema spoja tiristorskog regulatora svjetloće žarulja u punovalnom pogonu

Tip dioda Dl... D4 u spojevima 8-21 i 8-23 ovisi o snazi trošila odnosno o tiristoru. Tranzistori u spoju 8-23 jesu: TI = BC 177 i T2 = = BC 107 ili slični. REGULACIJA BRZINE VRTNJE ELEKTRIČNIH BUŠILICA

Električne ručne bušilice u boljim izvedbama imaju redovito dvije brzine vrtnje, kako bi se mogle bolje prilagoditi vrsti posla. Međutim je i ta reducirana brzina često prevelika, a da ne spominjemo one bušilice koje imaju samo jednu brzinu. Zato će i za jedne i za druge dobro poslužiti dodatni uređaj za regulaciju brzine vrtnje pomoću kojega bez gubitka snage možemo brzinu vrtnje smanjiti gotovo r.a 217

nekoliko okretaja u minuti. Shemu spoja prikazuje slika 8-24. Osim tiristora Ti upotrijebljeno je samo nekoliko sastavnih dijelova, što omogućuje vrlo jednostavnu izradu. Pomoću preklopke S možemo po volji odabrati vrstu rada bušilice. U položaju b bušilica je uključena izravno na mrežu, dok je u položaju a spojena u seriju s tiristorskim

L

.

SI. 8—24. Shema spoja tiristorskog regulatora brzine vrtnje električnih ručnih bušilica

sklopom, pa zbog poluvalnog pogona može dobivati napon od maksi­ malno 110 Vef. Taj napon, međutim, može biti i manji, što ovisi o položaju kliznika potenciometra P kojim se regulira brzina vrtnje. Okidni impulsi za tiristor dobivaju se sa serijskog spoja triju otpornika s kojima je u seriju spojena još i dioda Dl za ispravljanje izmjeničnog napona mreže. Na taj način smanjuje se gubitak snage na tim otpor­ nicima (struja kroz njih teče samo u jednoj poluperiodi), a za kon­ denzator C može se uzeti elektrolitska izvedba. Taj kondenzator služi za pomak faze okidnih impulsa, što daje bolje »paljenje« pri regula­ ciji u nižim brzinama. Dioda D2 sprečava da vrata tiristora u negativnim poluperiodama dobiju krivi polaritet. Tip tiristora ovisi o snazi bušilice, no općenito će zadovoljiti i tiristor za 400 V (to je zaporni napon od 220 Vei) i 3 A, što odgovara približno snazi od 660 W. Međutim domaćih tiristora za tako male struje nema, pa moramo uzeti jači. Takav je npr. Iskrin BT 200 D za 7,4 Aef odnosno snage od približno 1600 W. Diode Dl i D2 su npr. BY 116. Potenciometar P treba biti žičani. Želimo li ovaj uređaj upotrijebiti za reguliranje kqjih drugih tro­ šila, treba imati na umu da je napon koji on daje pulzirajući isto­ smjerni napon, nije dakle prikladan za uređaje s mrežnim transfor­ matorom. 218

REGULATOR SVJETLOĆE ŽARULJA

Svjetloća se žarulja može bez gubitaka snage regulirati tzv. elektro­ ničkim predotpomicima — što je uz upotrebu tiristora prikazano već na shemama spojeva 8-19 do 8-23. Ako se međutim umjesto tiristora upotrijebi tzv. triac (bidirekcionalni tiristor) zajedno sa svojim ele­ mentom za okidanje, tzv. diacom (bidirekcionalna dioda), onda se punovalni pogon može postići na mnogo jednostavniji način. Triac je poluvodička sklopka za izmjeničnu struju s tri priključka, i to za dvije glavne elektrode i vrata. On je bistabilan element, tj. ili ima visok otpor, što odgovara stanju »isključeno«, ili pak mali otpor, što odgovara stanju »uključeno«, za oba smjera priključenog napona. Jednom uključeni triac ostaje vodljiv tako dugo dok struja kroz njega ne postane manja od tzv. struje držanja. Diac je simetrična okidna dioda s dva priključka, u koje se prekapčanje iz nevodljivoga u vodljivo stanje postiže potrebnim naponom bez obzira na polaritet, to je dakle bidirekcionalna sklopka. Do posti­ zanja probojnog napona od približno 30 V taj element ima veliki otpor koji nakon proboja poprima vrlo malu vrijednost, što više, otpor po­ staje čak negativan.

SI. 8—25. Shema spoja regulatora svjetloće žarulja pomoću triaca

Upotreba triaca i diaca u spojevima za reguliranje svjetloće žarulja tipična je, a takav spoj prikazuje slika 8-25. Triac je uključen u seriju sa žaruljom. Na početku svakog poluvala triac je isključen (nevodljiv), trošilo dakle nije pod naponom.. Kondenzator C2 se nabija preko R1 i P. Kad napon na njemu dosegne probojni napon diaca, tad se on kroz njega izbije i time uključuje triac, tako da od toga trenutka pa sve do kraja poluvala puni napon mreže nije više na triacu, već na trošilu. U idućoj poluperiodi događa se isto, samo što struja kroz 219

triac teče u suprotnom smjeru. Triac dakle ne vodi odmah na početku svake. poluperiode, nego s određenim zakašnjenjem koje ovisi o vre­ menskoj konstanti elemenata Rl, P i C2. Budući da je P promjenljiv, kašnjenje se u paljenju dade namjestiti. Kako kroz žarulju struja prolazi samo za vrijeme jednog dijela poluvala, ona će svijetliti slabije; što je kašnjenje veće, svjetloća je manja. Cl i R2 nisu bitni za osnovno funkcioniranje sklopa, oni samo smanjuju tzv. histerezu sklopa. O upotrijebljenom triacu ovisi koje se snage žarulja ovim sklopom mogu regulirati. Za 660 W uzet ćemo BT 851 D ili BT 861 D, za 1300 W BT 850 D ili BT 860 D, za 2200 W BT 853 D ili BT863 D, a za 3300 W BT 856 D ili BT 866 D, svi su proizvod ISKRE. Diac je za sve slučajeve isti, ISKRIN BN 800. Nadomjesni tip za BT 851 D je Bentron BTR403, za BT 850 D je Bentron BTR406 ili SC40D (GE), a za BT853D je SC45D (GE). Ako bi sklop pravio radio-smetnje, treba mu dodati još i C3, a vod do triaca prekinuti u točki A i umetnuti prigušnicu Pr koje je izrada opisana uz spoj 8-26. j

UREĐAJ ZA UKLJUČIVANJE OSJETLJIVIH TROŠILA

Mnoga osjetljiva trošila stradaju obično prilikom njihova uklju­ čivanja zbog tzv. strujnog udara. Tipičan su primjer za to žarulje u projektorima jer njihove žarne niti u hladnom stanju, jednako kao i svih žarulja, imaju samo desetinu do petnaestinu onog otpora što ga imaju za vrijeme pogona. To je uzrok vrlo jakoj kratkotrajnoj struji koja je, zbog spomenutoga manjeg otpora, i deset do petnaest puta jača od nazivne, pogotovo ako se žarulja napaja izravno iz mreže. Pri napajanju iz transformatora taj je omjer nešto povoljniji jer otpor namota donekle ograničuje struju. Međutim ne smijemo zane­ mariti niti magnetske sile koje nastaju u žarulji zbog tih jakih struja, što može-prouzročiti mehaničko kidanje žarnih niti. Ti se neugodni strujni udari mogu izbjeći postepenim zagrijava­ njem žarne niti žarulje pomoću promjenljivog elektroničkog predotpor.lika koji automatski mijenja svoj otpor tako da se on u 1 ... 2 s od velike vrijednosti smanji praktički na nula oma. Za tu svrhu može npr. poslužiti sklop kojemu je shema spoja prikazana na slici 8-26. Kao glavni element služi triac opisan zajedno s pripadnim diacom u spoju 8-25. Diac upravlja vratima triaca kad dođe do njegova proboja. U ovom uređaju to ovisi o sklopu Rl-C koji određuje napon koji se dobiva na izlaznim priključnicama u trenutku ukapčanja. Trošilo pri­ ključeno na izlazne priključnice uređaja ne uključuje se vlastitom sklopkom, već sklopkom uređaja. Kad se ta sklopka uključi, na izlazu se dobiva samo mali napon koji u roku od 1 . . . 2 sekunde poprimi 220

puni iznos od 220 V. To usporenje postiže se pomoću žaruljice 2 koja osvjetljava fotootpomik FO što služi kao predotpornik u krugu diaca. Žaruljica 2 treba naime 1...2sekunde da zasja punim sjajem, pa se u tom vremenu otpor fotootpomika snizi od nekoliko Mfl na kojih stotinu oma. Da se snizi početna, prevelika vrijednost otpora, para­ lelno fotootpomiku spojen je jedan otpornik. Ovo usporeno podizanje napona na trošilu ovisi dakle o tromosti zagrijavanja žaruljice 2, koja se može prema potrebi povećati prikladnim serijski spojenim otpor­ nikom NTK.

SI. S--26. Shema spoja uređaja s triacom za uključivanje trošila s osjetljivim žaruljama npr. dijaprojektora

Osim za opisanu svrhu sklop može poslužiti i za kontinuiranu regulaciju napona pomoću vrlo jednostavnog dodatka — zaslona iz­ među žaruljice 2 i fotootpomika. Pri maksimalno odmaknutom zaslo­ nu napon je na izlazu 220 VCf, a pri zaslonjenoj žaruljici napon iznosi svega nekoliko volta. Pomicanjem zaslona mogu se naravno dobiti i sve međuvrijednosti. Spoj je (za snagu od 1300 W) iskušan s triacom Bentron BTR406 (400 V, 6 A), no jednako dobro poslužit će i ISKRIN BT 850 D, a za snagu do 660 W BTR403 odnosno ISKRIN BT 851 D. Za diac je uzet STD28 tvrtke Bentron, kojem u potpunosti odgovara ISKRIN BN 800. Fotootpomik može biti bilo kojeg tipa, npr. LDR 03. Ako bi sklop pravio radio-smetnje, treba između točaka B, C i D i mase spojiti kondenzatore od 1 0 . . . 50 nF/500 V, a dovod do anode A2 prekinuti u točki A i tamo umetnuti prigušnicu od 100 ... 200 pH. Možemo je izraditi sami na taj način da na komadić feritnog štapa 221

promjera 9 mm, duljine oko 6 cm, namotamo oko 50 zavoja žice od 1 mm. Ukoliko se preko ovog sklopa napaja projektor za zvučne filmove, njegovo pojačalo treba napajati izravno iz mreže, a ne preko ovog uređaja, jer bi sadržani vršci napona mogli prouzrokovati smetnje.

INTERVALNI BRISAČ AUTOMOBILSKOG STAKLA

Na slici 7-34 prikazali smo uređaj za povremeno uključivanje bri­ sača automobilskog stakla koji je bio izveden s tranzistorima i relejom. Kako taj uređaj ima neke nedostatke što ih uzrokuje relej, a upotreba mu se u onom sklopu ne može izbjeći, prikazali smo na slici 8-27 jedan bolji i skuplji spoj, ali vjerojatno i najjednostavniji što postoji. Jednostavnost nije postignuta samo upotrebom tiristora, već i upo­ trebom UJ-tranzistora koji upravlja tiristorom. Sklopka SI je sklopka za uključivanje brisača, a S2 automatska sklopka za vraćanje u po­ četni položaj; obje već postoje u vozilima. Sklopka S3 je dodatna za intervalni sklop. Zatvaranjem S3 nabija se kondenzator C preko R1

SI. 8—27. Shema spoja tiristorskog uređaja za povremeno ukapčanje brisača automobilskog stakla

i P, što daje vremensko odgađanje trenutka kad UJT-om poteče emiterska struja. Što je uključeni otpor od P veći, to je vrijeme dulje; sa P se dakle namješta stanka između radnih ciklusa brisača. Kad UJT postane vodljiv, kroz njega se isprazni kondenzator C, što daje dovoljno velik impuls za vrata tiristora. Tiristor time također postaje vodljiv, pa uključuje motor i sklopku S2 koja dalje drži motor uklju­ čen tako dugo dok se brisači ne vrate u početni položaj. Time ujedno 222

sklop ostaje bez pojnog napona sve dok se ne obavi ciklus brisanja i S2 opet otvori, pa elektronski sklop ponovno dobiva pojni napon i nabijanje kondenzatora C započinje iznova. UJT je »popularni« 2 N 2646, a tiristor se odabire prema jakosti struje koju uzima motor. Ako je npr. motor od 60 W, tada on pri naponu od 12 V uzima oko 5 A. Treba dakle uzeti tiristor približno za tu struju. Što se tiče pogonskog napona tiristora, upotrijebit ćemo tzv. niskonaponski tiristor za 25 V, jer su tiristori za više napone skuplji. Ako niskonaponski tiristor ne možemo nabaviti, uzet ćemo bilo koji za viši napon, ali za propisanu struju. Niskonaponski je tiristor za približno 5 A npr. ISKRIN BT200U, a za 10 A BT 360 U (oba su za napon od 25 V). Možemo bez bojazni uzeti slabiji tiristor nego što je potrebno, jer je on uključen samo kratkotrajno, a nakon toga isključen nekoliko sekundi, što znači da se neće mnogo za­ grijavati. VREMENSKA SKLOPKA S MOSFET-om

Vremenske sklopke, tzv. tajmeri, upotrebljavaju se za najrazličitije svrhe. Zahvaljujući današnjim poluvodičkim elementima s viso­ kim ulaznim otporima, pomoću' njih se mogu bez poteškoća postići dobro reproducibilna vremena od nekoliko minuta. Jedan je od takvih elemenata npr. integrirani sklop (IS) TAA320 tvrtke Valvo koji u zajedničkom kućištu sadrži MOSFET s ulaznim otporom većim od 100 Gfi ( l G i l = 1000 Mil!) i NPN tranzistor, tako da se na IS može izravno priključiti relej.

Spoj prikazuje slika 8-28, a osnov mu je sklop Rl-Cl o kojem ovise postiživa vremena zadržanog aktiviranja releja. Dielektrik kon­ denzatora treba biti vrlo kvalitetan, jer se inače postiživa granica 223

osjetno snižava. Ako R1 ima 100 Mfi, a Cl 5 p.F tada se može postići maksimalno vrijeme zadržavanja od približno 400 s. Sklopka S mora imati kontakt koji se pritiskom otvara. Do tog trenutka kondenzator je nabijen na napon koji ovisi o položaju potenciometra P. Otvara­ njem sklopke sada se međutim kondenzator dalje nabija preko Rl, a u trenutku kad napon na kondenzatoru dosegne 11 V, MOSFET postaje vodljiv, a time i tranzistor te on aktivira relej koji treba i m a t i namot s otporom od barem 800 fl. Da bi se pri istim položajima kliznika P .dobila uvijek ista vremena, pojni napon mora biti stabiliziran. Ako u prostoriji u kojoj se ovaj sklop upotrebljava dolazi do velikih razlika u temperaturi, onda še treba pobrinuti za stabilizaciju temperature na taj način da se između točaka A i B spoji otpornik reda veličine 100 ii, a između točaka B i C neki odgovarajući otpornik NTK. R4 je zaštitni otpornik koji ograničava struju izboja kondenzatora prilikom zatva­ ranja sklopke S. Njegova vrijednost ovisi o kapacitetu kondenzatora, no za orijentaciju navodimo da je to približno 1000 ii. Vrijeme zadržavanja možemo izračunati prema formuli t = 0,8. • RiCi a dobiva se u sekundama ako se za C, uvrsti vrijednost u pF, a za Rt u Mfl. Upotrijebljene diode: D BA100, ZD — BZY 15 ili ZY 15. Važna napomena: Prije rada s MOSFET-ima prouči upute na str. 2S3.

224

9 Tehnika napajanja strujom NISKONAPONSKI ISPRAVLJAČI S TRANZISTOROM UMJESTO PRIGUŠNICE U tehnici napajanja strujom važnost tranzistora je također velika, a može se upotrijebiti na više načina. Pomoću njega mogu se stabili­ zirati naponi, struje, mogu se regulirati naponi, te pretvarati istosmjer­ ni naponi u izmjenične. U spojevima filtarskih lanaca ispravljača tranzistor je veoma pogo­ dan sastavni element, jer njegovom upotrebom unutarnji otpor izvora struje postaje manji, pa su manje i varijacije napona pri promjenama struje opterećenja.

SI. 9—1. Shema spoja ispravljača s tranzistorom umjesto prigušnice (I)

U niskonaponskim ispravljačima najjednostavnija je upotreba tran­ zistora ako on služi umjesto mrežne prigušnice. Da bi se, naime, ostva­ rila prigušnica sa dovoljno velikim induktivitetom potrebnim za filtri­ ranje komponente izmjenične struje sadržane u pulžirajućoj ispravlje­ noj struji, često bi bila potrebna prigušnica priličnih dimenzija i te­ žine. Zahvaljujući činjenici da je tranzistoru u povoljno odabranoj radnoj točki i shemi spoja razlika između otpora za izmjeničnu struju 15 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

225

i otpora za istosmjernu struju prilično velika (na primjer za faktor 30), on se može upotrijebiti i umjesto prigušnice. Cesto to čak i nije skuplje rješenje, a postiže se i prednost da je uz dodatak nekih elemenata mo­ guće provesti stabiliziranje, a i reguliranje izlaznog napona. Jednostavni spojevi u kojima tranzistor služi samo kao prigušnica prikazani su na slikama 9-1 i 9-2. Razlika između ta dva spoja samo je u tome što

se u prvome slučaju baza napaja preko serijskog otpora, a u drugom s potenciometra P. Prvi spoj predviđen je, osim toga i za veće struje opterećenja, jer je upotrebljen snažniji tranzistor. Pri opterećivanju ispravljača treba voditi računa o tome da kroz tranzistor, osim isto­ smjerne struje, prolazi još i izmjenična, pa ga se ne smije optere-

SI. 9—3. Prtlćaz ovisnosti izlaznog napo na ispravljača pri upotrebi tranzistora ili otpornika u filtru umjesto prigušnica

titi do iznosa Icmaks, već mnogo manje, što ovisi i o načinu hlađenja. Na dijagramu prikazanom na slici 9-3 vidi se način pogona spoja prema slici 9-1. Prikazana je ovisnost napona na izlazu U} o ulaznom naponu Ut 226

kad su umjesto prigušnice u filtarskom lancu upotrebljeni ii. tranzistor ili pak samo omski otpornik od 25 U. Vidimo da se uz upotrebu tran­ zistora dobiva ne samo dobar filtarski efekt za izmjeničnu struju, već su manji i gubici zbog pada napona za istosmjernu struju. No ovisnost SI. 9— 4. Prikaz ovisnosti izlaznog napona ispravljača o opterećenju, za ispravljače jjrema slici 9—1

SI. 9—5. Prikaz ovisnosti izlaz­ nog napona ispravljača prema si. 9—1 o opterećenju pri upo­ trebi tranzistora AD 435

izlaznog napona o ulaznom gotovo je poujednaka u oba primjera, što je razumljivo ako se uzme u obzir da nisu poduzete nikakve posebne mjere za stabiliziranje. Serijski otpornik baze u spoju prema slici 9-1 treba odabrati tako da ovisnost izlaznog napona o ulaznom bude što manja (otpor od R što manji), ali da i napon brujanja bude što ma­ nji (otpor od R što veći). Kompromisno rješenje treba pronaći poku­ som, a veličina napona brujanja može se odrediti oscilografom ili pak akustički, slušanjem, na primjer uz pomoć slušalica. Slušalice se pri normalno opterećenom ispravljaču priključuju preko kondenzatora od oko 200 pF, između pozitivnog i negativnog pola .spravljača. Ako se 227

baza napaja iz potenciometra kao na slici 9-2 onda se, na primjer, uz istu struju opterećenja na izlazu ispravljača dobiva manji istosmjerni napon Ih, ali mu je zato iznos pri promjeni opterećenja nešto stalniji nego pri upotrebi serijskog otpornika od 1 kil (vidi dijagram na slici 9-4). Ovisnost izlaznog napona Ih o struji opterećenja ispravljača prema spoju sa slike 9-1 pokazuje dijagram na slici 9-5; podaci vrijede za izmjenični napon od 14 V na sekundaru mrežnog transformatora. Na­ pon brujanja ovisi o opterećenju ispravljača; pri struji opterećenja od 20 mA on iznosi 3 do 4 mV. Tranzistore valja svakako montirati na ploču za hlađenje, a tome će poslužiti aluminijski lim debljine 1,5 do 2 mm, površine 150 do 200 crn’. Želi li se pomoću tranzistora na izlazu iz ispravljača dobiti napon koji je u određenim granicama približno neovisan o struji opterećenja, treba napon baze održavati konstantnim, što se može na različite na­ čine. Više o tome biti će govora kod narednih spojeva. Upotrijebljeni poluvodiči: Dt . . . D4 = B 30 C 600, T — AC 550 odn. AD 436. NISKONAPONSKI ISPRAVLJAČ STABILIZIRAN TRANZISTOROM I Z-DIODOM Upotrebom Z-diode za stabilizaciju napona baze tranzistora u ispravljačkom stupnju postiže se mnogo bolji efekt stabiliziranja. Naime, napon na toj diodi u određenim je granicama struje kroz nju gotovo

SI. 9—6. Shema spoja ispravljača stabiliziranog Z-diodom i tranzistorom

potpuno konstantan, pa je ona stoga veoma povoljan element za dobi­ vanje konstantnog referentnog napona. 228

Jednostavan spoj prikazan je na slici 9-6. Napon baze regulacijskog tranzistora stabiliziran je Z-diodom. Vrijednost izlaznog napona uglavnom je jednaka naponu te diode. Snimljena pogonska krivulja ovog spoja vidi se na dijagramu (slika 9-7) i odmah se može uočiti znatno bolje stabiliziranje napona od onog sa spojem bez Z-diode.

SI. 9—7. Prikaz ovisnosti ulaznog i izlaznog na­ pona ispravljača prema slici 9—6 o opterećenju

U ovome spoju izlazni je napon u širokim granicama malo ovisan o promjenama primarnog napona (napona mreže) i od promjena opte­ rećenja. Najveća dopuštena struja opterećenja stabilizatora ovisi o upotrebljenom regulacijskom tranzistoru, isto kao u prethodnom primjeru (ploča za hlađenje itd.). Najpovoljniji odnos stabilizacija—napon brujanja treba namjestiti potenciometrom od 1 kn. Radi smanjenja napona brujanja preporučuje se i bazu blokirati prema plusu elektrolitskim kondenzatorom od 200 do 500 pF. Sa Z-diodom BZ 6 izlazni napon iznosi oko 6 V. Ako se želi neki drugi napon, treba uzeti drugi tip Z-diode, npr. BZ 5 za 5V itd. Upotrebijeni poluvodiči: Dl... D4 — B30 C600, T = AC 554 ili AD 436. 229

NISKONAPONSKI ISPRAVLJAČ STABILIZIRAN TRANZISTOROM Ako netko ne može da nabavi Z-diodu, onda se za stabiliziranje napona baze za spoj prema slici 9-6 može upotrijebiti poseban izvor napona prema primjeru na slici 9-8. I ovaj je ispravljač malo ovisan o promjeni opterećenja na izlazu. Iz posebnog namota na transfor-

SI. 9—8. Shemu spoja ispravljača s napajanjem baze regulacionog tranzistora iz posebnog ispravljača (zamjena za Z-diodu) Tranzistor' T je AC 550

matoru ispravlja se napon diodom D5 i nakon filtriranja dovodi bazi tranzistora. Stabiliziranje je u ovom spoju veoma dobro, što se vidi i na snimljenom dijagramu (slika 9-9).

Si. 9—9. Prikaz ovisnosti ulaznog i izlaznog napona filtarskog lan­ ca u ispravljaču prema slici

230

Međutim ovaj spoj je osjetljiv na promjene napona mreže, jer se pri tim promjenama mijenja i napon za bazu tranzistora, a time i napon na izlazu. Zato je taj spoj pogodan samo onda ako je napon mreže dovoljno stabilan, ili je pak upotrebljen neki stabilizator za mre­ žni napon. Neka druga vrijednost napona može se dobiti ako se pro­ mijeni visina izmjeničnog napona za diodu D5, zbog čega se mijenja napon na bazi regulacijskog tranzistora, pa tako i napon na izlaznim stezaljkama. U malim granicama promjena se može postići i potenciometrom P od 500 ii no tada treba voditi računa o naponu brojanja, koji će porasti kad se smanji otpor potenciometra. U nedostatku Z-diode može se kao izvor referentnog napona upo­ trijebiti baterija u spoju prema slici 9-10.

SI 9—10. Shema spoja ispravljača stabiliziranog tranzistorom (Z-dioda nadomještena baterijama)

Tranzistor radi kao regulacijski tranzistor, a napon za njegovu bazu može se odabrati preklopkom Pr.l. Izlazni napon stabilizatora u tom je slučaju približno jednak naponu baterije. Potrošak iz baterije relativno je malen, npr. pri naponu od 9V i maksimalnoj struji tro­ šila, tj. 0,5 A, iznosi oko 15 mA. To znači da se baterije mogu koristiti dugo vremena. Preklopka Pr.l treba da bude takva da pri prebacivanju iz jednog položaja u drugi ne može nastati kratak spoj između dva izvoda, jer bi to značilo kratko spajanje dionica baterije spojenih između dva izvoda. Preklopkom Pr. 2 treba, osim dovoda mrežnog napona, prekinuti i krug baterije da ne bi tekla stalna struja diodne dionice baza-emiter tranzistora. Stabiliziranje napona izvedeno na ovakav način jednako je dobro kao stabiliziranje sa Z-diodom. Ako je poželjan manji potro­ šak struje iz baterije, onda valja upotrijebiti još jedan tranzistor spo­ jen kao pojačalo za struju baze regulacijskog tranzistora kao u primje­ rima opisanim na str. 233. Upotrijebljeni poluvodiči: Dl... D4 = B 30 C 600, T = AC 554, D5 = AA 131. 231

STABILIZIRANI IZVOR NAPAJANJA S NEKOLIKO FIKSNIH VRIJEDNOSTI NAPONA Serijskim spajanjem nekoliko Z-dioda može se izraditi stabilizirani izvor napajanja, koji daje nekoliko fiksnih vrijednosti napona na iz­ lazu, slično kao što to daje ispravljač prema slici 9-10, s tom prednosti da ne treba voditi brigu o tome jesu li i koliko su istrošene baterije. S obzirom na današnje cijene baterija, ionako je gotovo jeftinije nabaviti Z-diode negoli stalno mijenjati baterije. U uređaju kojega shemu spoja prikazuje slika 9-11, spojene su u seriju tri Z-diode, tako

SI. 9—11. Shema spoja stabilizatora napona s nekoliko fiks­ nih vrijednosti napona

da je ukupni napon na njima oko 9,5 V, čime je ujedno određen i naj­ viši izlazni napon (oko 9V). Jedna je od tih dioda ostvarena s dvije silicijeve diode spojene u seriju, jer je to najjednostavniji način da se dobije napon oko 1,4 V. Preklopkom se izabere željeni napon za bazu TI (npr. BC 107, 108 ili sličan), pa se na izlazu (emiteru 77) dobiva odgovarajući napon. Tip tranzistora T2 ovisi o opterećenju za koje će biti predviđen ispravljač. Tako se npr. za struju od 0,8 A može uzeti AD 161. 232

Na ulaz ovog spoja priključuje se istosmjerni napon od 12...15V koji se dobiva iz nekoga od dosad opisanih ispravljača, npr. iz onoga prema slici 9-10. Trebamo li više raznih napona nego što je ovdje prikazano ili pak koje druge vrijednosti, tada možemo kombinirati više dioda na takav način da se dobiju željene vrijednosti. Pri tome treba paziti da minimalni ulazni napon bude za 3 . . . 4 V viši od naj­ višega izlaznog napona koji se želi dobiti. Vrijednosti za R1 i R2 treba uzeti takve da pri minimalnom ulaznom naponu kroz Z-diode teče struja barem od 5 mA.

STABILIZIRANI ISPRAVLJAČ S REGULIRANJEM IZLAZNOG NAPONA Cesto je potreban izvor napajanja s promjenljivim naponom. Da bi se to omogućilo, nužno je tranzistoru u ranije opisanim spojevima dodati još jedan pomoćni tranzistor, koji zajedno s prvim radi kao istosmjerno pojačalo. Mnogo je jednostavnije upravljati naponom baze pomoćnog tranzistora, nego trošiti priličnu energiju za direktno uprav­ ljanje baze regulacijskog tranzistora. Drugi tranzistor dakle ništa ne pridonosi kvaliteti stabilizacije, već jedino omogućuje efikasnu pro­ mjenu napona. Krivulje stabilizacije ovog spoja iste su kao u stabili­ zatora s jednim tranzistorom.

SI. 9—12. Shema spoja ispravljača s kontinuiranom promjenom izlaz­ nog napona

Jedan primjer takvog stabilizatora vidi se na slici 9-12. Z-dioda se ovdje nalazi u emiterskom krugu pomoćnog tranzistora, a baza tran­ zistora za reguliranje spojena je s kolektorom pomoćnog tranzistora. 233

Potenciometrom P1 od 1 kil regulira se visina izlaznog napona koji ne može biti manji od 6 V, odnosno od napona Z-diode. Polupromjenljivim potenciometrom P2 namjesti se najpovoljniji otpor za bazu regulacijskog tranzistora (najmanji napon brujanja). Ovaj se stabilizirani ispravljač može izvesti u dvije varijante, s prigušnicom i bez nje. što je veći kapacitet elektrolitskih kondenzatora, to je manji na­ pon brujanja. Veličinu napona brujanja najbolje je kontrolirati oscilografom. Ako se upotrijebi prigušnica, kapacitet elektrolitskih konden­ zatora može biti manji. U pokusnoj izvedbi ovog sklopa napon bru­ janja iznosio je 1 ... 2 mV. Ako se upotrijebi jači regulacijski tranzistor, može biti i veće opte­ rećenje ispravljača. Kao i kod ostalih tipova ispravljača sa tranzisto­ rima u filtarskom krugu, tako i ovdje maksimalna struja opterećenja ovisi o regulacijskom tranzistoru, dok ostali elementi za stabiliziranje mogu biti isti. Prigušnica Pr. ima jezgru presjeka 3... 3,5 cm2, a mota se žicom 0,5 CuL. Upotrijebljeni poluvodlči: Dl ...D4 = B 30 C 600, 77 = AD 436, T2 — = AC 550, ZD = BZ 6. J SPOJ ZA OGRANIČENJE STRUJE

J

Pri radu s ispravljačima koji sadrže tranzistorske stabilizatore na­ pona često može nastati preopterećenje, pa i kratak spoj izlaznih priključnica, što za tranzistor koji se nalazi u krugu reguliranja može

SI. 9—13. Shema spoja jedinice za ograničavanje struje napajanja

biti katastrofalno. Zato je poželjno da stabilizator ima sklop za ogra­ ničenje struje. Jedan jednostavniji primjer vidi se na slici 9-13. U izlaz­ 234

nom vodu nalazi se otpornik od 0,25 ii, kojemu je paralelno preko potenciometra priključen pomoćni tranzistor. Pri porastu struje tro­ šila raste i napon na krajevima otpornika od 0,25 ft, a posljedica je porast struje kroz T3. Zbog ovoga porasta nastat će veći pad napona na predotpomiku za bazu T2, pa će se smanjiti napon baze, a time i napon na izlazu. Potenciometrom P namješta se prema želji početak djelovanja tran­ zistora T3. Poželjno je da T3 ima što veći fl (oko 100); eventualno se mogu spojiti dva tranzistora u kaskadu, pa se i otporniku od 0,25 ft može vrijednost sniziti na oko 0,1 ft. Ograničenje struje je takvo da u kratkom spoju Imakt za navedeni primjer iznosi oko 0,8 A. Ako se tranzistorska kaskada u stabilizatoru sastoji od 3 tranzistora ograničenje je mnogo efikasnije, pa se za T3 može upotrijebiti običan NF tranzistor ili njemu sličan. Prestankom kratkog spoja ili preopterećenja napon na izlazu stabilizatora postaje opet normalan. Upotrebljeni poluvodiči:-TI — AD436, T2 = T3 = AC550, ZD = BZ7.

ELEKTRONIČKI OSIGURAČ Veoma efikasna zaštita tranzistora u stabilizatorskom dijelu isprav­ ljača, a i trošila, postiže se upotrebom tzv. elektroničkog osigurača u stabilizatoru. Funkcija elektroničkog osigurača je u tome da kod određene struje trošila koju možemo unaprijed izabrati (dakle ne samo pri opterećenju ili kratkom spoju) potpuno blokira tranzistorsku kaskadu stabilizatora, tako da napon na izlazu pada gotovo na nulu. Da bi se na izlazu stabilizatora ponovo dobio normalan napon, po­ trebno je posebnom tipkom isključiti elektronički osigurač. Jedan primjer stabilizatora s elektroničkim osiguračem prikazan je na slici 9-14. Tranzistorska kaskada za stabilizaciju ima 3 tranzistora, a napon na izlažu može se mijenjati od 0 do 9 V. Elektronički osigurač je zapravo bistabilni multivibrator s poseb­ nim izvorom napajanja. Praktički se koristi napon iz istog ispravljača, ali je stabiliziran odvojenom Z-diodom. U pozitivnom vodu stabilizatora nalazi se otpornik od 02 ft, a paralelno njemu spojen je potenciometar P2 od 100 (200) ft preko ko­ jega se napon vodi na bazu tranzistora T5 koji je zakočen, dok kroz T4 teče Imaks■ Prekorači li napon na bazi T5 određenu vrijednost, tranzi­ stor će »povući* struju i time se T4 prebacuje u drugi zakočeni položaj, a istovremeno će pasti napon na kolektoru T3 gotovo na nulu (velika struja kroz T5). Na taj način i baza od TI ostaje gotovo bez napona, pa i napon na izlazu stabilizatora pada na nulu. 235

Elektronički osigurač i stabilizator vraćaju se u normalno stanje prebacivanjem multivibratora u drugi stabilni položaj. To će se učiniti pritiskom na tipku T, jer time će se T5 potpuno zakočiti, pa će se na­ pon na kolektoru T3, odnosno na bazi T2, vratiti u prvobitno stanje.

Potenciometrom P1 namješta se visina napona na izlazu stabiliza­ tora, a potenciometrom P2 struja na kojoj će proraditi elektronički osigurač. Ta struja se kreće od 50 do 500 mA, dakle u veoma širo­ kim granicama. U praktičkoj izvedbi treba na skalama potenciometara zabilježiti vrijednosti napona, odnosno struje. Upotrijebljeni poluvodiči: Dl... D4 = B 30 C 600, ZD1 = BZ 9, ZD2 = BZ 6, TI = AD 436, T2 = T3 = AC 550. T4 - T5 = AC540. 236

SPOJEVI ZA KONSTANTNE STRUJE U praksi je često potrebno, naročito za ispitivanja, da u nekom krugu teče stalno ista struja, bez obzira na veličinu opterećenja (otpora trošila). Veoma jednostavan spoj s jednim tranzistorom, ali sa dva izvora napajanja, vidi se na slici 9-15. Jakost struje u vanjskom krugu

SI. 9—15. Shema spoja jednostavnog izvora konstantne struje

namješta se potenciometrom od 1 kil. Sto je ta struja veća, to je manji maksimalni otpor vanjskoga kruga pri kojemu je struja još konstanta. To se lijepo vidi na snimljenom dijagramu na slici 9-16 za nekoliko jakosti struja i za određeni tranzistor. Iz dijagrama se vidi i to da je struja ista i ako nastane kratak spoj priključnica. Drugim riječima, ovakav spoj nije uopće osjetljiv na neka preopterećenja ili kratak spoj.

—~e0(£] SI. 9—16. Prikaz ovisnosti struje iz izvora konstantne struje prema slici 9—15 o otporu trošila Rq. Vidljivo je da struja ovisi samo o položaju kliznika potenciometra P

Međutim u praktičkoj izvedbi treba voditi računa o opterećenju potenciometra P, jer je maksimalna struja kroz potenciometar jed­ naka Imaks, odnosno oko 8 mA za AC 540, pa je stoga najbolje upotrije­ biti žičani potenciometar. Za praktičke svrhe je najbolje ako se za oba izvora napajanja ovog sklopa uzme mrežni ispravljač sa dva odvo­ jena ispravljačka kruga. 237

Drugi primjer spoja za konstantnu struju vidi se na slici 9-17. Ovdje nisu potrebna dva izvora struje, ali zato spoj ima dva tranzistora i jednu diodu.

ma na

SI. 9—17. Shema spoja izvora konstantne stru­ je s dva tranzistora

Dobiveni rezultati su uglavnom isti kao u prethodnom primjeru što se vidi na snimljenim dijagramima (slike 9-18 i 9-19), jedino je maksimalni otpor za pojedine struje ovdje nešto manji. Veličina izla-

SI. 9—1b. Ovisnost struje iz .zvo] a konstantne struje pre­ ma slici 9—17 o otporu tro­ šila

SI. 9—19. Ovisnost struje iz izvora konstantne struje pre­ ma slici 9—17 o otporu tro­ šila

zne struje namješta se potenciometrom P od 1 kil, a maksimalna struja ovisi i o veličini pogonskog napona, što se vidi i na dijagramu. I ovdje treba voditi računa o opterećenju potenciometra i otpornika. Upotrijebljeni tranzistori su AC 540, a D je AA 121. Ranije opisani spojevi za konstantnu struju predviđeni su za maksi­ malnu struju od 8 odnosno 12 mA. Za veće struje spoj izgleda nešto drugačiji, a izveden je s jačim tranzistorom, tj. AD436 (slika 9-20). U svim ovakvim spojevima radi se zapravo o dopuštenoj struji baze, koja npr. ovdje iznosi oko 10 mA pri neuključenom trošilu, dakle je ovisna 238

o otporu između emitera i baze. čim se uključi trošilo ta se struja smanjuje. Potenciometrom P od 200 ii namješta se struja kroz trošilo, a maksimalna joj je vrijednost 80 mA. Maksimalni otpor pri kojem je struja još konstantna ovisi o naponu U,. Npr. pri 80mA i 6V iznosi 50 ii, a pri istoj struji i 9V iznosi 80U, itd., što se vidi na snimljenom dijagramu (slika 9-21).

SI. 9—20. Shema sjxjja izvora za veće kon­ stantne struje

Za manje struje potenciometar treba da ima veću vrijednost ali valja voditi računa o maksimalnoj struji koja može teći kroz taj po­ tenciometar, a to je 80 mA. Ako je sklop potreban za manju struju.

SI. 9—21. . nkaz ovisnosti struje iz izvoda stantne struje prema slici 9—20, o otporu trošila

kon­

npr. 50 ili 40 mA, onda treba u seriju s potenciometrom uključiti otpornik od 25 do 100 ii (pokusom ustanoviti vrijednost), čime je maksi-

L I

239

Relativno jednostavan spoj za konstantnu struju može se načiniti bez dva odijeljena izvora napajanja, prema shemi na slici 9-22, gdje je pomoćni izvor napajanja zamijenjen izvorom referentnog napona. U principu za takav izvor služe Z-diode, no mogu se upotrijebiti i

SI. 9—22. Shema spoja jednostavnog izvora konstantne struje bez dva odijeljena izvora napajanja

obične silicijeve jer na njima u propusnom smjeru nastaje pad napona od 0,6... 1,2 V, prema veličini struje i tipu diode. Uz shemu je dana i tablica s raznim elementima kojima se mogu dobiti struje raznih jakosti. Razne veličine referentnog napona mogu se dobiti serijskim spajanjem dioda. Dioda D 1 x BA 103 2 x BA 103 3 x BA 103 1 X ZR 5,6

R/kfl 6,2 6,2 5,6 0,39

p/kn

I / mA 2 2 2 5

0,06 . 0,28 . 0,5 -. 1

. . 0,3 ..2 ,.3 . . 12

oR za 'maks < kn > 0. 0. 0. 0.

. . 50 . . 12 ..5 . . 0,5

Ako nam treba obratan polaritet od onoga na slici, treba umjesto NPN tranzistora (BC 151 ili BC 235 A) uzeti neki PNP tranzistor (npr. AC 550), uz naravno obrnuti polaritet izvora i diode. Međutim, za male struje treba svakako uzeti silicijev PNP tranzistor (npr. BC213EI),* * Potrebno je svakako upotrijebiti tranzistor BC 213, proizvod EI. jer RIZ-ov s istom oznakom nije identičan, čak je suprotnog polariteta (NPN !).

240

jer u germanijevih tranzistora dolazi do izražaja znatno veća preostala struja IceoNaravno da treba paziti na opterećenje potenciometra u ovakvom spoju, jer u njegovu krugu teče gotovo ista struja kao i u krugu tro­ šila. Praktička primjena ovog spoja dana je kod generatora pilastog napona na slikama 5-9 i 5-10. TRANZISTORSKI PRETVARAČ ZA IZMJENIČNI NAPON 220 V —50 W—50 Hz (I) često je potreban pogon nekih uređaja predviđenih za izmjenični napon od 220 V (magnetofon, gramofon itd.) na mjestima gdje nema mrežnog napona ili su na raspologanju izvori istosmjerne struje niskog napona, npr. akumulatori. Za tu svrhu su se ranije upotrebljavale razne vrste pretvarača, kojima je zajednička mana bila ta što su bili skupi, glomazni i teški, i u pogonu većinom jak izvor radio-smetnji. Posebna mana najraširenijih pretvarača vibratorskog tipa jest ta što im je ogra-

SI. 9—23. Shema spoja pretvarača koji istosmjerni napon 6 V pretvara u izmjenični od 220 V (snaga je približno 50 W)

od

ničen vijek trajanja, frekvencija im je rijetko kada 50 Hz, a upravo je takva potrebna za pogon navedenih uređaja. Primjenom tranzistora omogućena je izvedba veoma ekonomičnih pretvarača, koji traju ne­ usporedivo dulje nego vibratori. Oni uopće nemaju mehanički pokret­ nih dijelova, jer se sklopni pogon vrši elektronički, pa otpadaju sve smetnje što se inače javljaju od iskrenja. ] 5 Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

241

Tranzistor ski pretvarač za snagu od oko 50 W prikazan je na slici 9-23, a sastoji se od sinusnog oscilatora za 50 Hz i izlaznog protufaznog pojačala. Sinusni oscilator radi s tranzistorom TI. Titrsjni krug se sastoji od namota transformatora Tri i kondenzatora od 0,8 pF. Re­ akcija je induktivna, između kolektora i baze. U izlaznom pojačalu rade dva tranzistora T2 i T3 u protufaznom spoju. Spoj je izveden tako da se dio pojačanog napona vraća natrag na baze izlaznih tran­ zistora i time znatno povisuje korisnost (stepen djelovanja), jer izlazni stupanj radi gotovo kao oscilator, a sinusni generator drži frekvenciju gotovo potpuno konstantnom. Izlazna snaga generatora je oko 50 W, uz napon od 220 V. Izlazni napon je gotovo potpuno pravokutnog obli­ ka, što je s obzirom na korisnost najpovoljnije, a nije zapreka za pogon motora i transformatora navedenih uređaja. Izlazne tranzistore treba svakako montirati na ploče za hlađenje, površine 150 do 200 cm2. Priključne vodove za: napajanje treba dobro dimenzionirati, jer je pri punom opterećenju baterija opterećena stru­ jom od 10 do 11 A. Veličine sastavnih elemenata dane su za pogon iz izvora od 6V. Tranzistori su: TI = AC 550, T2 = T3 = AD 542. PODACI O TRANSFORMATORIMA Transformator T r . l Transformator Tr.2 Jezgra M42, dinamo lim IV 0,35 mm, Jezgra M85, dinamo lim IV 0.35 mm. bez zračnog raspora bez zračnog raspora a = 3000 zav. 0,20 mm 0 CuL a =h= 25 zav. 1,50 mm 0 CuL b = 100 c =d= zav. 0,50 mm 0 CuL 9 zav. 0,50 mm 0 CuL c =d= e = 1250 zav. 0,50 mm 0 CuL 25 zav. 0,20 mm 0 CuL e -/= 10 zav, 0,50 mm 0 CuL 100 zav. 0,50 mm 0 CuL 1 =g=

TRANZISTORSKI PRETVARAČ ZA IZMJENIČNI NAPON 220 V/50 Hz (II) Pretvarač prema shemi spoja 9-23 radi pouzdano i dovoljno dobro no njegova je snaga za neke slučajeve premalena. Za snage od 100 i 200 W i poine napone od 12 ili 24 V pretvarač možemo izvesti prema shemi spoja 9-24a, ona je naime ista za sve spomenute snage i napone, samo što se mijenja veličina transformatorske jezgre i brojevi zavoja namota. Taj pretvarač daje također pravokutne napone, no to većinom ne smeta. Frekvencija ovisi uglavnom o pojnom naponu, što znači da će uz dobar akumulator imati konstantnu vrijednost. Ustanovimo li da izrađenom pretvaraču frekvencija nije 50 Hz, nego nešto viša ili niža (kontrola pomoću osciloskopa uspoređivanjem s gradskom mre žom), onda se frekvencija može korigirati samo tako da se jezgri doda nekoliko limova ako je frekvencija previsoka, odnosno da se nekoliko izvadi ako je preniska. 242

Ako je struja praznog hoda premalena, tada se može dogoditi da se pretvaraču pri punom opterećenju promijeni frekvencija, tj. da ona postane viša. Budu li te razlike osjetne, treba korigirati brojeve zavoja namota u istoj mjeri na primaru i sekundaru, ako su naponi inače u redu.

SI. 9—24a. Shema spoja pretvarača koji istosmjerni na­ pon od 6, 12 ili 24 V pretvara u izmjenični od 220 V. Snaga ovisi o upotrijebljenoi jezgri i pojnom naponu (vidi tablicu)

Pretvarač je siguran od kratkog spoja na izlazu, no ipak moramo paziti da ga stalno ne preopterećujemo, bez obzira na to što su upo­ trijebljeni vrlo izdržljivi silicijevi tranzistori.

PODACI O TRANSFORMATORU

* dinamo lim IV debljine 0,35 mm, bez zračnog raspora

2*3

U ovom pretvaraču, koji radi u paralelnom protutaktnom pogonu, upotrijebljeno je zaista malo sastavnih dijelova. Promjenljivim žičanim otpornikom pri punom pobuđenju namješta se reakcija u tolikom iznosu da se tranzistori pobuđuju do (ali ne iznad) napona zasićenja. Kondenzator Cl potpomaže utitravanje, dok C2 uklanja naponske šiljke što nastaju prilikom isključenja uređaja, da ne bi oštetili tranzistore.

SI. 9—24b. Prikaz ovisnosti pojne struje i napona na iz­ lazu pretvarača, prema slici 9—24a, u izvedbi za 12 V

i 100 W

Tranzistorima treba osigurati dobro hlađenje, osobito pri izvedbi pretvarača od 200 W. Najbolje je upotrijebiti rashladna tijela s rebrima poput onih na si. 11-17 i 11-18. Tranzistori TI i T2 su 2N3055.

PRETVARAČ ZA POGON BRIJAĆIH APARATA IZ AKUMULATORA često zatreba da se brijaći aparat upotrijebi u automobilu ili ko­ jem drugom mjestu gdje nema mrežnog pogona. Kako većina aparata radi ili s istosmjernim naponom od 110 ili 220 V, ili izmjeničnim od 220 V, potrebno je imati pretvarač koji će napon akumulatora od 12 V pretvoriti u te napone. Pretvarač za dobivanje istosmjernih napona prikazuje slika 9-25. Predviđeno je dobivanje napona od 110V i 220 V, no ako nam jedan od njih nije potreban, izostavit ćemo dijelove koji se odnose na napon koji nam ne treba. Napon od 220 V dobiva se udvostručivanjem napona od 110V. 244

Radna frekvencija oscilatora je oko 2 kHz. Transformator se može namotati na feritnu jezgru Siemens 0 36 mm ili ISKRA ELVEFER G 45 0 sa zračnim rasponom od 0,1 mm, no može se namotati i na transformatorsku jezgru. Tranzistore Tl i T2 (AD433) treba montirati na rashladnu plohu površine oko 36 cm'. Sve su diode tipa BY 140. Podaci o transformatoru na ferltnoj Jezgri a= 2 X 30 zav. žice b= 2x8 zav. žice c = 360 + 30 zav. žice

0,6 mm CuL, motano bifilarno 0,4 mm CuL, motano bifilarno 0,15 mm CuL

Podaci o transformatoru

s limovima EI

a= 2 x 70 b= 2 x 18 c = 800 + 80

0,6 mm 0,4 mm 0,15 mm

zav. žice zav. žice zav. žice

CuL, CuL, CuL

od 2 cm2, zrainog raspora 0,5 mm motano bifilarno motano bifilarno

Za brijaće aparate koji rade samo s izmjeničnim naponom od 50 Hz treba upotrijebiti pretvarač prema slici 9-26. To je multivibrator sa RC- i transformatorskom reakcijom. Izlazni napon je pravokutan, frekvencija je veoma stabilna, a može se namjestiti na potrebnu vri­ jednost promjenljivim otpornikom. Između baza tranzistora spojen je kondenzator Cl koji služi za prigušenje povratnih naponskih impulsa koji bi mogli oštetiti tranzistore. Tranzistori, diode i hladilo su isti kao u spoja 9-25. Na sekundar­ nom namotu transformatora jednog i drugog spoja predviđen je izvod 245

na koji treba premjestiti izlaznu priključnicu ako bi izlazni napoiyj mjeren pod opterećenjem, bio veći od IlOodn. 220 V.

SI. 9—26. Shema spoja pretvarača za pogon brija­ ćih aparata predviđenih za izmjenični napor, od 220 V iz akumulatora 12 V

Podacio transformatoru s limovima a= 2 x 120 zav. žice b= 2 x 50 zav. žice c = 2200 + 220 zav. žice

0,6 mm 0,25 mm

EI, složenima naizmjence CuL, motano CuL, motano

bifilarno bifilarno

0,18 mm CuL

PRETVARAČ ZA 75 V Za pogon starijih baterijskih prijemnika s elektronkama, za koje je potreban anodni napon od približno 75 V, može se koristiti i pre­ tvarač napona s tranzistorom. Jedan takav spoj vidi se na slici 9-27, a predviđen je za napajanje iz akumulatora od 6V. Tranzistor radi kao oscilator u kolektorskom spoju, dakle s reakcijom između emitera i baze. Oscilatorska frekvencija je oko 2 kHz. Sekundarni napon se ispravlja nekom diodom (npr. BY 114) i zatim filtrira. Potenciometrom P od 50 kf) namješta se najpovoljnija radna točka za tranzistor. Podaci o transformatoru dani su uz shemu. Na sekundarnoj strani zgodno je načiniti nekoliko izvoda, da se dobije odgovarajući napon pri raznim opterećenjima. 246

Kako ovakav pretvarač nema mehaničkih kontakata, pa prema tome ni iskrenja, nije potrebno neko detaljno oklapanje. Dovoljno je samo postaviti metalnu ploču između pretvarača i prijemnika. Ako se elektronke prijemnika žare iz istog izvora (akumulatora) iz kojega dobiva napajanje i pretvarač, u priključne vodove pretvarača treba staviti još i prigušnice i filtarske kondenzatore. Korisnost (stu­ panj djelovanja) ovakvog pretvarača znatno je bolja nego vibratora, a osim toga je znatno trajniji jer nema mehaničkih kontakata, pa prema tome ni iskrenja niti izgaranja. Ako nam nije potrebna struja od 20 mA već manja, npr. do 10 mA, možemo uzeti tanju žicu za transformator i slabiji tranzistor. Osim toga, za ispravljanje se mogu upotrijebiti dvije u seriju spojene diode AA 121 ili slične.

SI. 9—27. Shema spoja pretvarača koji istosmjerni napon od 6 V pretvara u istosmjerni napon 75 V (zamjena za anodnu bateriju starijih baterijskih radio-prijemnika)

Tranzistor je AD436, ali se može upotrijebiti i neki slični čija do­ zvoljena struja kolektora iznosi 3 A. PODACI O TRANSFORMATORU Jezgra: M42

ni = 120 zav. 0,2 0 CuL nz = 40 zav. 1,0 0 CuL nJ 270 + 30 zav. 0,30 0 CuL

PRETVARAČ ZA VISOKI NAPON OD 500 V Za pogon nekih uređaja, npr. Geigerove ionke, obično je potreban visoki napon (350.. .500 V), ah zato veoma mala struja, pa se zbog toga tranzistorski pretvarač za dobivanje ovog napona može izvesti 247

relativno jednostavno. Tranzistor (slika 9-28) radi kao oscilator s reak­ cijom između emitera i baze. Namot na sekundarnoj strani izveden

SI. 9—28. Shema spoja pretvarača koji isto­ smjerni napon od 6 V pretvara u istosmjerni od 500 V (I)

je za oko 200 V, a za ispravljanje se koristi spoj za udvostručivanje napona s diodama Dl i D2. Tranzistor T je BC 177. S obzirom na veoma malu struju trošila, za filtriranje je dovoljan kondenzator od 0,22 p.Fr jer je i frekvencija oscilatora relativno visoka (oko 1,5 kHz). .

SI. 9—29, Shema spoja pretvarača koji istosmjerni napon od 6 V pretvara u istosmjerni od 500 V (II)

Spoj se prema istim podacima može izvesti i s reakcijom između kolektora i baze, samo treba okrenuti polaritet jednog od namota. Primjer je prikazan za NPN-tranzistor BC 107 (slika 9-29). Međutim oba se spoja mogu izvesti i sa PNP- i NPN-tranzistorima. Ovisno o spoju Geigerove ionke, ispravljač se može spojiti tako da prema masi daje 248

pozitivni ili negativni napon. Potrošak struje iznosi oko 100 mA pri naponu izvora napajanja od 6V. Kod izbora selenskih ispravljača treba paziti na broj ćelija da ne bi došlo do proboja, budući da je ispravljač opterećen kapacitivno. Preporučuje se 18... 20 ćelija po ispravljaču. Jednostavnije je međutim upotrijebiti silicijeve, diode BY 118 odnosno BY128. Na sekundarnoj strani je zgodno načiniti više izvoda da se može lako namjestiti željena visina napona, koja ovisi i o tipu upotrijebljenog tranzistora. Za transformator se može uzeti jezgra M42 na koju se namotava namot a sa 120 zavoja žice 0,15 mm CuL, namot b sa 40 zavoja žice 0,5 mm CuL, a namot c sa 1000 + 80 zavoja žice 0,15 mm CuL. Tranzistor T je BC 177. STABILIZIRAM ISPRAVLJAČ ZA DOBIVANJE SIMETRIČNIH NAPONA ZA OPERACIONA POJAČALA Za pokuse s operacionim pojačalima u nekim su slučajevima po­ trebni poini izvori s pozitivnim i negativnim naponom prema srednjoj,

249

nultoj točki spoja koja je ujedno i masa. Takvi se naponi mogu dobiti iz dviju baterija, no to ima manu jer ih treba barem šest od 4,5 V ili osamnaest od 1,5 V, što nije ekonomično. Zato je bolje U2eti ispravljač sa stabiliziranim naponom kojemu će se uz to izlazni napon moći regulirati (si. 9-30) od približno 8 pa do 22 V, što će odgovarati za sva uobičajena operaciona pojačala. Ako odaberemo dvostruki potenciometar s jednakim karakteristi­ kama, onda se reguliranje može obaviti samo jednim đugmetom. Dugme se potenciometra može baždariti s vrijednostima izlaznog na­ pona. U dijelu za stabiliziranje pozitivnog pojnog napona rade tranzK stori tipa NPN, a negativnog, tipa PNP. Tranzistori 77 i T2 su BC219 i BC107, a T3 i T4 su AC 142 i AC 550. Z-diode su tipa BZ 8, a D l ... D 4 su BY 234.

250

Ispitivanje tranzistora i drugih poluvodičkih elemenata Prije upotrebe nekog tranzistora Često nas zanimaju stvarni podaci o njemu, tj. da li se oni kreću unutar dopuštenih tolerancija ili su izvan njih, jer bi se moglo vrlo lako desiti da neki, čak i ispravan tranzistor, u nekom spoju ne radi. Podaci koji nas zanimaju jesu pre­ ostala struja ¡ceo, pojačanje za istosmjernu ili izmjeničnu struju, te šum tranzistora. Prve dvije veličine, tj. preostala struja kolektora pri otvorenoj bazi i beta (3) za istosmjernu struju, statičke su karakteri­ stike i njih nije teško odrediti. Međutim za određivanje dinamičkih veličina (pojačanje tranzistora beta izmjenično itd.) potrebni su kom­ pliciraniji ispitni sklopovi. Razmotrit ćemo nekoliko jednostavnih načina ispitivanja navede­ nih veličina, koji se mogu realizirati vrlo jeftino, a za praksu daju posve zadovoljavajuće rezultate. Većinom je, naime, potrebno brzo pro­ vjeriti ispravnost nekog tranzistora, dok nas ostali podaci ne zanimaju, pa ćemo razmotriti način takve provjere.

BRZO PROVJERAVANJE ISPRAVNOSTI TRANZISTORA

Ispravnost nekog tranzistora može se najbrže i najjednostavnije provjeriti omometrom. Pri tome treba paziti na veličinu napona bate­ rije u omometru i na maksimalnu struju koja može teći u njegovom vanjskom krugu. Ta struja za tranzistore koji nisu predviđeni da poja­ čavaju snagu ne bi smjela biti veća od 1 mA, da se tranzistor ne ošteti. Tranzistor se kontrolira tako da se izmjeri otpor dionica kolektor-baza i emiter-baza. Mjerenje se zasniva na činjenici da' se za ovu svrhu tranzistor može smatrati sastavljen od dvije suprotno u seriju spojene diode, prema slikama 10-1 i 10-2. U propusnom smjeru (kod PNP-tranzistora negativni pol omometra priključen na bazu) taj otpor iznosi 251

obično nekoliko stotina oma, a u nepropusnom oko 100 i više kilooma. Iznimke su VF tranzistori (mesa i drift) kojima otpor diode emiter-baza u nepropusnom smjeru iznosi oko 10 do 30 kn. Ako je otpor u nepropusnom smjeru manji od navedenih vrijed­ nosti ili pak omometar pokaže prekid, to znači da je tranzistor defektan.

pri provjeravanju ispravnosti omometrom zamisliti kao dvi­ je suprotno spojene diode (PNP-tranzistor)

pri provjeravanju ispravnosti omometrom zamisliti kao dvi­ je suprotno spojene diode (NPN-tranzistor)

Ako ne znamo raspored priključaka tranzistora, potrebno je naj­ prije s omometrom pronaći koja je od elektroda baza, a zatim se mjeri otpor između nje i ostalih dviju elektroda. Ako je naime na bazu pri­ ključen minus pol (PNP-tip), pokazat će omometar prema drugim dvje­ ma elektrodama mali otpor. Iza toga priključimo omometar između nepoznatih elektroda, a između baze i negativnog priključka omometra priključimo otpornik od približno 50 kn. Ako omometar pokaže vrijed­ nost od 1 do 2 kil, znači da je plus omometra priključen na emiter, a

SI. 10—3. Približne vrijednosti otpora koje mora pokazati omometar pri ispi­ tivanju PNP tranzistora

252

minus na kolektor. Ukoliko pokazana vrijednost iznosi 10 do 30 kll, priključke valja zamijeniti i mjerenje ponoviti. Ako je tranzistor tipa NPN, diode kolektor-baza i emiter-baza bit će propusne kada plus omometra priključimo na bazu. Koje redove veličine otpora mora pokazivati omometar pri ispiti­ vanju ispravnog tranzistora vidi se najbolje na shemi mjerenja otpora dionica tranzistora prema slici 10-3 za PNP-tranzistore, odnosno na slici 10-4 za NPN-tranzistore, a brojčano bi to iznosilo približno onako kako je navedeno u narednoj tablici.

Tranzistori za naponsko pojačanje Otpor emiter—baza Otpor emiter—kolektor

Tranzistori za pojačanje snage Otpor emiter—baza Otpor emiter—kolektor_________________

PROVJERAVANJE ISPRAVNOSTI TRANZISTORA U UREĐAJIMA

Da bismo se uvjerili rade li tranzistori ispravno u nekpm uređaju, nije ih uvijek potrebno odlemiti, jer se neka mjerenja mogu obaviti i na »licu mjesta«, naravno ako je tranzistor spojen na uobičajeni -15V

,/eiz

*/5k'

SI. 10—5. do si. 10—7. Provjeravanje ispravnosti tranzistora u samim uređajima (vidi tekst)

način, tj. s normalno odabranom radnom točkom. Pri uobičajenim otpornicima u krugu baze, kolektora i emitera, kako je to za tranzi­ stor PNP prikazano na slici 10-5, a za tranzistor NPN na slici 10-6, 253

kod pojnog napona od 15 V na elektrodama vladaju približno označeni naponi. Ako smo se uvjerili da te vrijednosti približno odgovaraju, valja ispitati upravljačko djelovanje tranzistora. Njegov kolektorski

SI. 10—8. do si. 10—10. Provjeravanje ispravnosti tranzistora u samim uređajima (vidi tekst)

napon treba spram mase da bude manji za pad napona na kolektorskom otporniku. Spojimo li kratko bazu i emiter komadićem žice (sli­ ka 10-7), onda napon na kolektoru treba da naraste približno na vrijed­ nost pojnog napona. Ako ne bude tako, to je znak da je tranzistor neispravan, a možemo još utvrditi i uzrok. Prekinemo li naime dovod otpornika u krugu baze na način prikazan na slici 10-8, moči ćemo mjerenjem utvrditi da postoji jedan od slijedeća četiri slučaja: a) Na kolektoru i bazi izmjeren je pojni napon (si. 10-8). Dionica baza-emiter je u prekidu. b) Na kolektoru je izmjeren pojni napon, a na emiteru neznatan napon (si. 10-9). Dionica baza-emiter je kratkospojena, jednako kao na si. 10-7. c) Na kolektoru je izmjeren pojni napon, a na emiteru napon prouzro­ kovan strujom baze (si. 10-10). U pre­ kidu je dionica baza-kolektor. d) Na kolektoru je izmjeren isti napon kao na emiteru (si. 10-11). Dio­ nica emiter-kolektor je u kratkom spo­ juSI. 10—11. Provjeravanje ispravnosti tranzis­ tora u samim uređajima (vidi tekst)

254

MJERENJE POJAČANJA ZA ISTOSMJERNO STRUJU Za mjerenje pojačanja tranzistora za istosmjernu struju (beta isto­ smjerno) potreban je veći sklop s nešto više elemenata. Postoji nekoliko varijanata i načina ovoga mjerenja, jedna od tih vidi se na slici 10-12 za PNP-tranzistore, odnosno na slici 10-13 za NPN-tranzistore. To je zapravo neka vrst mosnog spoja, u čijoj se dijagonali nalazi miliapermetar. Za ovo mjerenje potrebna su dva izvora napajanja ili jedan sa dva izvoda. Potenciometrom od 0,1 Mil namjesti se ravnoteža mosta tako da miliampermetar ne pokazuje nikakvu struju. Zatim se krug zatvori tipkom T, čime se poremećuje ravnoteža mosta, jer se povećava struja baze, a time i kolektorska struja. Ako se elementi dimenzioniraju tako da se zatvaranjem sklopke struja baze povećava za, recimo 10 pA, a miliampermetar je predviđen za područje do 1000 pA, onda na skali baždarenoj od 0 do 100 možemo

SI. 10—12. SI. 10-13. Shema spoja za mjerenje strujnog pojačanja tranzistora PNP-tipa (si. 10—12) i ti'inzjs tora NPN-tipa (si. 10—13)

direktno očitati pojačanje tranzistora. Ako je, na primjer, kazaljka instrumenta pokazala iznos od 35 (350 pA), onda je pojačanje 350(uA) „ _ =, . , .... iO(pA) "■ P°lantet batenje i instrumenta pn ovome mjerenju ovisi o tipu tranzistora, tj. o PNP- ili NPN-tipu, pa su zato i dane dvije sheme. Prema tome dobra strana ovakvog mjerenja jest direktno očitanje pojačanja na skali miliampermetra, te linearna skala. Točnost mjerenja ovisi o točnosti upotrebljenih otpornika, i naponu baterija. 255

1

S obzirom na to da se tvornički podaci o tranzistorima odnose na jednu određenu radnu točku koja je za svaki tip drukčija, dakle nije ista kao u ispitivalu, podatak će se za nekoliko postotaka razlikovati od tvorničkih podataka. Međutim to u praksi ne smeta jer se podatak o strujnom pojačanju daje s velikim tolerancijama, tj. u velikom rassponu. Nije naime rijetkost navod proizvođača da strujno pojačanje za jedan tip tranzistora može varirati između npr. 20 i 120! Međutim toč­ nost pokazivanja ovog instrumenta za praktičke svrhe je dovoljno ve­ lika i omogućit će da među pojedinim primjercima tranzistora usta­ novimo koji ima veće ili manje strujno pojačanje. Osnovni jednostavni postupak određivanja strujnog pojačanja tran­ zistora vrijedi u principu i za tranzistore snage (učinske tranzistore). Međutim često je potrebna provjera njihove ispravnosti pod optereće­ njima većih struja i napona, što se s opisanim sklopovima ne može pro­ vesti, pa valja upotrijebiti druge metode. Jedan jednostavan sklop za provjeru ispravnosti tranzistora snage prikazan je na slici 10-14. Dio­ nica emiter-kolektor priključuje se preko otpornika R i instrumenta s mjernim opsegom do 500 mA (ili sličan mjerni opseg) na žičani po-

SI. 10—14. Shema spoja za jed­ nostavno provjeravanje ispravno­ sti tranzistora snage

tenciometar P od 100 ii, opteretivosti oko 25 W. Pomoću kliznika potenciometra moguće je tranzistoru kontinuirano povećavati napon od nule do 12 V ili više, ako je tranzistor predviđen za viši pogonski napon. Pri povećanju napona do maksimuma instrument će pokazivati sve veću struju, koja u ispravnih tranzistora neće premašiti vrijednost od desetak miliampera. Ako struja bude veća od kojih 100 mA znači da tranzistor snage nije ispravan. Isto vrijedi i za tranzistor kojemu se struja stalno povećava, iako ne reguliramo dalje potenciometar P. U takvom slučaju ispitivanje valja prekinuti, što se čini i onda ako bi se tranzistor zagrijavao preko dopuštenih granica. Radi toga se ovo ispitivanje mora provesti »na brzinu«. Otpornik R služi za zaštitu instrumenta ako bi tranzistor imao nu­ tarnji kratak spoj ili bi pak za vrijeme ispitivanja došlo iznenada do njegova proboja. Pri tome se ne smije prekoračiti dopuštena opteretivost tranzistora, tj. umnožak pogonskog napona i dopuštene struje kolektora, što će se, kako je već rečeno, opaziti i po nenormalnom zagrijavanju tranzistora. 256

Mjerenje strujnog pojačanja tranzistora snage može se obaviti na istom principu kao za obične tranzistore, no budući da su potrebne jače struje, valja ispitni sklop drukčije dimenzionirati. Jedan prikladan spoj prikazan je na slici 10-15. Svaki od krugova, tj. krug baze i krug

SI. 10—15. Shema spoja za strujnog pojačanja tranzistora snage

mjerenje

kolektora, imaju vlastiti mjerni instrument kojima je odnos opsega mjerenja različit, na primjer za faktor 100. Znači, ako u krugu baze upotrijebimo instrument s mjernim opsegom do 50 mA, onda ćemo za kolektorski krug odabrati instrument s mjernim opsegom od 5 A. Faktor strujnog pojačanja određujemo tako da s promjenljivim otpor-

Sl. 10—16. Shema spoja za brzu selekciju tranzistora snage za upotrebu u protufaznim spojevima

nikom namjestimo struju kolektora na neki zgodan iznos, na primjer na 1000 mA, a zatim je promjenom otpora R2 smanjimo na 800 mA. Ako je pri tome vrijednost struje baze, spala sa, recimo, 30 mA na 20 mA, onda je faktor strujnog pojačanja jednak: 0 = (1000—800)/(30—20) — 17 2idan—Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

257

= 200/10 = 20. često proizvođači daju podatak o pojačanju za isto­ smjernu struju B za velike struje, pri čemu je B omjer između Ic i /«. Pri upotrebi tranzistora snage u protufaznim izlaznim stupnjevima karakteristike im se međusobno ne smiju mnogo razlikovati. Izabrati primjerke tranzistora za takve stupnjeve može se vrlo jednostavno po­ moću sklopa čija je shema spoja prikazana na slici 10-16. U istim po­ gonskim prilikama potenciometrom P istovremeno se mijenja napon baze za oba tranzistora. Otkloni kazaljki instrumenta u krugovima njihovih kolektora ne smiju se pri raznim položajima kliznika potenciometra P razlikovati za više od približno 30°/o.

ŠUM TRANZISTORA Vlastiti šum tranzistora je veoma kompleksna veličina i teško ju je točno definirati i izmjeriti. No za praksu će biti dovoljni i neki približni rezultati koji se mogu utvrditi na jednostavan način. Ako se, na primjer, pri mjerenju preostale struje u seriju s tran­ zistorom uključe osjetljive slušalice, moći ćemo odmah ustanoviti da li tranzistor proizvodi kakav šum. Bolja je metoda uključivanje tran­ zistora kao pretpojačala ispred nekog kvalitetnog pojačala, pa će i mali šum biti dovoljno pojačan da se može čuti i time ustanoviti da li je tranzistor prikladan za upotrebu u pretpojačalima. Ovdje možemo na­ pomenuti da proizvođači u svom asortimanu imaju obično jedan ili više tipova tranzistora sa specijalno malim šumom (na primjer BC109), a predviđeni su za ulazne stupnjeve kvalitetnih NF pojačala. U svakom slučaju, što je veća Iceo, to će i šum biti veći, pa nam i to može po­ služiti kao neko mjerilo. Na sličan način mogu se utvrditi i šumovi poluvodičkih dioda, što je interesantno, na primjer, za demodulatorske diode. Više o šumnim osobinama tranzistora i njihovom mjerenju bit će objavljeno u nared­ noj knjizi. Poluvodičkim elementima proizvode se koji put namjerno šumovi za posebne svrhe, kako je to opisano na str. 127 i 128.

PREOSTALE STRUJE TRANZISTORA Preostale struje tranzistora mogu se izmjeriti veoma jednostavno prema slici 10-17. Uključivanjem napona na miliampermetru očita se vrijednosti struje Ic- Zatim se tipkom T prekine strujni krug, pa će 258

4

instrument pokazati vrijednost za Iceo tj. zapornu struju dioni : kolektor-emiter sa otvorenom bazom (baza ostaje nepriključena). Sto je ta struja veća, tranzistor je osjetljiviji na promjene temperature. Ako su tranzistori silicijski, ova struja iznosi svega nekoliko mikroampera

SI. 10—17. Shema spoja za jednostavno mjerenje preostale struje tranzistora

Općenito uzevši dobrome tranzistoru ta je struja vrlo mala, tako da jedva zamjećujemo otklon kazaljke instrumenta. Tranzistor je me­ đutim loš ako iznos te struje nije konstantan, već kazaljka instrumenta nepravilno šeće amo-tamo.

STATIČKO ISPITIVANJE TRANZISTORA Uređaj za statičko Ispitivanje (I) Jednostavni mjerni uređaj, koji će moći izraditi i manje iskusan amater, a omogućuje brzo određivanje ispravnosti tranzistora, njegova pojačanja i preostale struje Iceo, prikazan je na slici 10-18. Predviđen je za ispitivanje kako NPN-, tako i PNP-tranzistora, pri čemu se četve­ rostrukom preklopkom SI, S2, S3 i S4 sa dva položaja, mijenjaju po­ lariteti izvora napajanja i instrumenta. Druga preklopka S služi za ra­ zne vrsti ispitivanja. U prvom položaju preklopke (a), uređaj je isklju­ čen. Drugi položaj (b) služi za utvrđivanje napona baterije, pri čemu, už upotrebu naznačenog instrumenta, kazaljka mora pokazati pun ot­ klon. Treći položaj (c) služi za prethodno ispitivanje tranzistora, toč­ nije, za ispitivanje da li mu je dionica emiter-kolektor u kratkom spoju. U tome položaju, naime, kazaljka instrumenta ne smije pokazati pun otklon, već manji, ovisno o tipu tranzistora. Ako pokaže pun otklon ne smije se staviti u položaj đ. U položaju đ na instrumentu se može direktno očitati struja Iceo tranzistora; ako je tranzistor dobar, rijetko je kada veća od 0,1 mA tj. 100 mikroampera. 259

Strujno pojačanje određuje se u istom položaju preklopke, tj. u položaju đ, ali je potrebno pritisnuti tipku TI. Tada se bazi tranzistora preko otpornika od 450 kil dovodi struja od 10 p.A, pa će kazaljka in­ strumenta (u krugu kolektora) pokazati pojačanu struju. Ako je skala instrumenta od 1 mA podijeljena na 100 dijelova, na njoj će se moći izravno očitati strujno pojačanje tranzistora. Ako je preostala struja kolektora bila velika, treba je odbiti od rezultata.

Točnost mjerenja ovisi uglavnom o naponu baterije, za koju svrhu postoji kontrolni položaj preklopke (b), te o točnosti otpornika od 450 kil (uzeti izvedbu s tolerancijom od ±1'/«)- Strujna pojačanja do 200 mogu se mjeriti istim sklopom ako se paralelno instrumentu pri­ ključi otpornik od 100 ft, koji se pomoću tipke T2 uključuje samo ako pri mjerenju kazaljka premaši pun otklon. Uređaj za statičko ispitivanje (II)

Ovo mjerilo (si. 10-19) radi na drugom principu od onoga na si. 10-18 jer je kolektorska struja konstantna, a mijenja se struja baze. Osim toga mjerenje je neovisno o naponu jer se miliampermetar na­ lazi u mosnom spoju. Vrijednosti elemenata odabrane su tako da 260

numerička vrijednost kolektorske struje, dakle \I C u mA, odgovara U numeričkoj vrijednosti napona baterije 1U| u V, tj. -tt~ = 1. Npr. za *c napon od 4,5 V kolektorska je struja 4,5 mA. Potenciometrom P1 se mijenja struja baze da bi se most doveo u ravnotežu, tj. da bi miliampermetar pokazivao nulu. Kako struja baze

.

U

r ovisi o naponu baterije i otporu potenciometra, t]. I b *= -r-, pojacaKp

. h Rv nje je P = ..

■

I

Skala potenciometra, baždarena u kil, pokazuje dakle izravno p.

SI. 10—19. Shema spoja uređaja za statičko mjerenje strujnog po­ jačanja tranzistora

Radi veće točnosti mjerenja, otpor je baze podijeljen u 4 područja od 10...630. Drugom preklopkom namješta se polaritet za tranzistor koji se mjeri, tj. za PNP ili NPN. Miliampermetar ima 2a

3

261

kazaljku u sredini skale jer služi samo kao nul-indikator. Osjetljivost mu nije kritična, može biti od 0,5... 2 mA. Za zaštitu miliampermetra od preopterećenja služe antiparalelno spojene diode, Dl i D2 (AAZ 21). Trimer-potenciometar P2 treba namjestiti u omjeru 9:1, a to je naj­ lakše uraditi tako da se između priključnica E i C stavi otpornik od 900 fi i zatim potenciometrom kazaljka miliampermetra dovede na nulu. JEDNOSTAVNI UREĐAJ ZA STATIČKO ISPITIVANJE TRANZISTORA Tranzistore možemo ispitati statički s točnošću od približno 5*/t jednostavnim ispitivalom prema slici 10-20, u kojem je umjesto mjer­ nog instrumenta upotrijebljen tranzistor s indikatorskom žaruljicom. Strujno pojačanje ¡3 očitava se na skali dugmeta potenciometra P.

Ispituje se tako da se na priključnice ispitivala priključi tranzistor kojem želimo izmjeriti strujno pojačanje, pa se potenciometar okreće od maksimuma prema minimumu tako dugo dok se ne upali žaruljica ž i u tom se položaju očita ¡3. Naravno da je potrebno ispitivalo prije baždariti. To se provodi tako da se prvo ispita nekoliko tranzistora s poznatim 3, te označe mjesta na skali kod kojih žaruljica zasvijetli. Pri tome prvom baždarenju treba najprije trimer-potenciometar na­ mjestiti u takav položaj da kroz tranzistor koji se ispituje prolazi struja od 5 mA, radna točka pri ispitivanju je dakle Uce = 2 V, Ic — 5 mA. Z-dioda treba da je za napon od 0,85 V. Z-diode s radnim naponom od 0,85 V izrađuje većina proizvođača, npr. BZ1 ili BZY 1 (Ei —Niš), ZG 1, ZPY 1, ZPD 1, ZY 1, ZLI (ITT), BZXCOV8 (Siemens), 5501 ili 7701 (Iskra). Tranzistor 77 je npr. BC 107. 262

DINAMIČKO ISPITIVANJE TRANZISTORA Osim utvrđivanja statičkih veličina, često je interesantno izmjeriti i dinamičke veličine tranzistora, tj. pojačavanje izmjenične struje itd. Ova se veličina može izmjeriti na više načina, a ovdje ćemo opisati neke od njih. Uređaj za dinamičko ispitivanje (I)

I ovdje imamo opet jedan most kod kojega se s indikatorom nađe ravnoteža, a zatim se direktno očita iznos pojačanja. Most je prikazan na slici 10-21. Pojačanje izmjenične struje (beta izmjenično) može se

SI. 10—21. Shema spoja uređaja za dinamičko ispi­ tivanje tranzistora

izračunati pomoću formule ¡1 = a/(l—a), a tome je prilagođen i taj most. Princip rada sastoji se u uspoređivanju signala na ulazu (bazi) i izlazu (kolektoru) tranzistora. Na bazu se priključi neki izmjenični napon, na primjer frekvencije 50 Hz. To je praktično zbog toga što kao izvor izmjeničnog napona ne treba uzeti poseban oscilator, već sma­ njeni napon mreže. Osim toga, na nižoj frekvenciji manji su problemi koji mogu nastati zbog rasipnih magnetskih polja. Istosmjerni napon je uključen tako da tranzistor radi kao pojačalo u klasi A. Kondenzator Cl sprečava da na bazu ispitivanog tranzistora do­ spije plus pol baterije. Otpornik R4 odabran je velik zato da bi on 263

diktirao veličinu struje baze, pa tako kroz bazu prolazi praktički kon­ stantna struja, bez obzira na otpor dionice baza-kolektor tranzistora. Izmjenični napon se pojačava tranzistorom, a pojavljuje se na kraje­ vima otpornika, zapravo žičanog potenciometra R2 precizne izvedbe. Primami napon u krugu baze sa svoje strane uzrokuje struju kroz Ri, a time i određeni napon na njegovim krajevima. Prema tome most će biti u ravnoteži kada bude h-Rl — /2 • R2, odnosno U, - U3, jer su na­ poni u krugu baze i krugu kolektora fazno suprotni pa se poništavaju, a indikator uključen između točaka a i b pokazuje nulu. S obzirom na to da je napon U2 ovisan o veličini U, i pojačanju tranzistora, da bi se postigla ravnoteža mosta otpornik R2 mora biti promjenljiv. Budući da je most u ravnoteži onda kada su U, i U2 jednaki, pojačanje se može indirektno izračunati iz p = R1/R2, jer je također p = Jc//B. Prema tome, iz navedene formule mogu se vrijednosti za p označiti direktno na skali potenciometra R2, ako mu se otpor izmjeri i označi. Iz te formule navodimo neke vrijednosti:

i

R*

i i

R2 (fi)

i i

100 70 «0 50 40 35

50 71.4 83.3 100 125 143

1

30 25 20 15 10 5

160 200 250 333 500 1000

Za kontrolu možemo upotrijebiti i formulu P =* a/(l—a), gdje je a = RiJ(Ri + Rt) prema slici 10-22. Na primjer za /ii = 5000 n i

SI. 10—22. Principijelna shema spoja uređaja za dinamičko ispitivanje tranzistora prema slici 10—21

Ri — 1000 ft, a — 5000/6000 = 0,83. Uvrstimo li to u formulu, dobivamo da je: p = 0,83/(1 —0,83) = 4,9, odnosno zaokruženo P = 5.

Kao indikator može poslužiti elektronički voltmetar ili oscilograf. Ako se upotrijebi neki tonski generator, na primjer za 1 kHz, kao nul-indikator mogu se upotrijebiti visokoomske slušalice. Najbolje rezul­ tate daje svakako oscilograf jer se na ekranu odmah vidi da li je Ri premalen ili prevelik s obzirom na fazu onog napona, koji je veći. Podaci dobiveni na taj način, dovoljno su točni za praksu i često će veoma dobro poslužiti. Prije definitivnog baždarenja zgodno je ne­ koliko tranzistora izmjeriti na nekom točnom, tvorničkom ispitivalu, pa zatim rezultate usporediti s rezultatima dobivenim na opisanom ispitivalu. Uređaj za dinamičko ispitivanje (II)

Ispitivanje dinamičkog pojačanja može se obaviti i ispitivalom koje radi prema slici 10-23. Princip je sličan onome prethodnog ispitivala. Izmjenični napon frekvencije približno 1 kHz priključuje se između emitera i baze, pa se u kolektorskom krugu pojavljuje pojačani napon, ali fazno suprotan. Ravnoteža je ovdje uspostavljena onda kada je napon na krajevima otpornika Ra jednak naponu koji se pojavljuje na krajevima otpornika Rb■ Budući da su naponi suprotne faze, indikator neće pokazati nikakav, napon. Kako je 3 = a/(l — a) a a je ovdje RJ(Ra + Rb), ovaj se sklop može veoma lako dimenzionirati.

SI. 10—23. Principijelna shema spoja uređaja za dinamičko ispitivanje tranzistora prema slici 10—24

Kompletna shema spoja prikazana je na slici 10-24. Otpor Ra + Rb sastoji se od otpornika R, i potenciometra P. Vrijednosti su odabrane tako da najmanje pojačanje koje se može očitati iznosi 9, a može se izračunati prema formuli za 3 i a, gdje je a = (Rt + R a )/(Ri+ R a + Rb)~ Za odabrane vrijednosti i početni položaj to iznosi (900 + 0)/1000 = 0,9, pa je prema tome 3 = 0,9/(l—0,9) = 9. Na temelju toga može se skala potenciometra baždariti unaprijed u vrijednostima za 3, ako mu se izmjeri otpor i označi prema tablici na str. 266. 265

R

f>

—i 6

R (O)

1 u 94 91 90 89

M0 169 129

100

10 70 50 30

50 32 19 13 1

<9

9 •i

Kao nul-indikator mogu poslužiti visokoomske slušalice uključene između baze i mase, tj. kolektora (preko baterije). Za napajanje izmjeničnom strujom služi oscilator s tranzistorom T, koji daje napon frekvencije otprilike 1 kHz. Oscilator radi sa NF transformatorom namotanim prema podacima sa slike 10-24. Sekun-

Sl. 10—24. Shema spoja uređaja za dinamičko ispitivanje tranzistora

dama strana transformatora uključena je direktno u krug ispitivalo. Frekvencija oscilatora može se mijenjati promjenom vrijednosti kon­ denzatora, koji je spojen paralelno primarnom namotu. Za pogon oscilatora i ispitivanog tranzistora dovoljan je napon baterije od 1,5 V. Upotrijebljen je tranzistor AC 540. POBOLJŠANJA OČITAVANJA NA SKALI Na oba opisana dinamička ispitivala otežano je očitavanje vrijed­ nosti za 3, ako su one blizu ili veće od 100. Pri otporu potenciometra od 900 fi, na primjer, a = 5900/6000 = 0,983, pa je 8 = 0,983/(1 —0,983) = 58, 266

što znati da su na 9/10 skale vrijednosti za 3 od 5 do 58, a na pre­ ostaloj desetini od 58 pa dalje. Slično je i s drugim ispitivalom. Da bi se očitavanje olakšalo spoj potenciometra i otpornika može se izvesti malo drugačije, prema slici 10-25 za dinamičko ispitivalo I, odnosno prema slici 10-26 za ispitivalo II. Sada zapravo imamo dva

SI. 10—25. Preinake potrebne za poboljSano očitavanje na skali uređaja prema suci 10—21

SI. 10—26. Preinake potrebne za poboljšano očitavanje na skali uređaja -prema slici 10—24

potenciometra, na prvom (lOOOfl) očitavamo vrijednosti za 3 od 5 do 76, a na drugome (100 ii) od 76 naviše. Prebacivanje se vrši preklopkom Pr.2. Na ispitivalu II ista je kombinacija otpornika i potencio­ metra kao na ispitivalu I, ali se, naravno, može uzeti i neka druga kombinacija, pa će i rasponi za 3 na jednom i drugom potenciometru biti drugačiji. JEDNOSTAVAN UREĐAJ ZA DINAMIČKO ISPITIVANJE TRANZISTORA Do sada je opisano nekoliko raznih načina statičkog i dinamičkog ispitivanja tranzistora, a namjerno su odabrani što jednostavniji, jer često nema ni potrebe da se tranzistoru izmjere svi parametri, već je važno utvrditi je li tranzistor ispravan ili neispravan i koliko mu je strujno pojačanje. Jednako kao što se kod statičkog ispitivala, prema slici 10-20, može indicirati jeftinim indikatorom (žaruljicom), tako se može kod dinamičkog ispitivala, prema stici 10-27, provesti akustički, tj. pomoću jeftinog minijaturnog zvučnika kakav se upotrebljava u džepnim tranzistorskim prijemnicima. Ispitivalo se može upotrijebiti za tranzistore tipa PNP i NPN, ovisno o položaju dvostruke preklopke s tri položaja. Srednji položaj služi za isključivanje uređaja. Mjerenje 267

mogao uništiti mjerni instrument. Pri ovome mjerenju serijski su spo­ jeni mjerni instrument, izvor struje i ispitivana dioda. Mjerno pod­ ručje je 200 nA, no u dobrih silicijevih dioda ta struja neće biti veća od 10... 20 pA, dok je u germanijevih nešto veća. Sve vrijednosti u krugu instrumenta odnose se na sistem od 100 pA i 1000 fl, no može se upotrijebiti i sistem od 50 pA i 2000 ft, ali tada treba promijeniti vrijednosti pripadnih otpornika.

SI. 10—29. Shema spoja uređaja za ispitivanje dioda. Može se mjeriti U r , V n . i Princip mjerenja prikazan je na slici 10—28.

Preporučuje se poduzeti mjere za zaštitu mjernog sistema instru­ menta pomoću dioda, što se inače i upotrebljava. Za tu je svrhu po­ trebno u seriju s instrumentom spojiti otpornik od 100 ii, ali samo pri mjerenju zaporne struje Ir, jer taj otpornik pri tome neće utje­ cati na rezultat mjerenja. Paralelno sistemu instrumenta potrebno je spojiti germanijevu diodu sa zlatnom točkom AAZ 22. Uključi li se nehotice mjerno područje 3 u diode koja ima kratak spoj, strujnim će krugom poteći struja od 9V: 600 ft = 15 mA, no kad kazaljka dođe do kraja (100 mV), neposredno će iza toga, kod približno 130 mV, dioda preuzeti gotovo cjelokupno opterećenje na sebe i time zaštititi sistem instrumenta. Zaštitnoj diodi ne smeta što se nalazi u kratkospojenom krugu jer njen zaštitni otpornik ograničava struju na vrijednost koja se na­ lazi daleko ispod vrijednosti koja je za nju dopuštena. 270

Ako imamo više primjeraka dioda koje su prikladne za zaštitu instrumenta (diode sa zlatnom točkom), onda ćemo najprikladniju izabrati tako što ćemo u seriju s instrumentom, prema slici 10-28c, umjesto ispitivane diode uključiti promjenljivi otpornik od 200 kfl te pomicati kliznik počev od najvećeg otpora prema manjem. Kazaljka će se instrumenta pri tome pomicati od približno polovice skale do punog otklona. Kad se postigne puni otklon, zaštitnu ćemo diodu za pokus spojiti paralelno s instrumentom (pazi na polariteti). Prikladna je ona dioda koja neće smanjiti otklon kazaljke. \» BRZO PROVJERAVANJE ISPRAVNOSTI DIODA Ispravljačke i sklopne diode, predviđene za struje veće od pri­ bližno 200 mA, možemo ispitati vrlo jednostavnim ispitivalom koje čak nema ni mjerni instrument, već se indikacija dobiva žaruljicama (si. 10-30).

SI. 10—30. Shema spoja uređaja za brzo provjeravanje ispravnosti dioda

Na osnovu žaruljica koje svijetle, odnosno ostaju tamne, možemo zaključiti je li dioda koja se ispituje ispravna ili nije. a) 21 svijetli: dioda ima prekid b) 22 svijetli: dioda ima kratak spoj c) 23 svijetli: dioda je ispravna d) 21, 22 i 23 svijetle: dioda je na ispitne priključnice spojena obrnuto, tj. pogrešnim polaritetom. Treba je okrenuti i ispitivanje ponoviti. 271

BRZO PROVJERAVANJE ISPRAVNOSTI TIRISTORA

Uređaj kojemu shemu spoja prikazuje slika 10-31 služi za brzo provjeravanje ispravnosti tiristora, a pruža veće mogućnosti nego spoj 10-28a. Kako je poznato, tiristor priključen na napon ne vodi tako dugo dok mu se na vrata ne dovede pozitivni naponski impuls, nakon čega ostaje vodljiv sve dok mu se ne prekine anodni napon, bez obzira jesu li vrata još uvijek priključena na napon ili nisu. Na toj osobini tiristora temelji se prikazani spoj. Tiristor koji treba ispitati prikljuTr

čuje se na priključnice A, B i C. U krugu katode nalaze se signalne žaruljice koje pokazuju ispravnost tiristora, odn. neke eventualne neispravnosti. Pritiskom na tipku ili, će neke žaruljice zasvijetliti ili će ostati tamne, pa to onda znači: • 21 svijetli: tiristor je ispravan • 21 i 22 svijetle: tiristor je neispravan, zapomo djelovanje tiri­ stora je premalo • 21 i 22 ne svijetle: tiristor je neispravan, vjerojatno je prekid u tiristoru • 21 svijetli prije nego što se pritisne tipka T: tiristor je ne­ ispravan. Diode Dl =D2 = D3 su npr. BY 234 ili BY 140.

272

ISPITIVALO ZA DINAMIČKO PROVJERU TRANZISTORA

Ispitivalo s optičkom indiflcacijom (»radi« — »ne radi«) za brzu dinamičku provjeru tranzistora, sastoji se od dvaju identičnih dije­ lova, predviđenih za provjeru NPN odnosno PNP tranzistora, a ta­ kođer N-kanalnih i P-kanalnih FET-ova. To su zapravo dva astabilna multivibratora koji rade s komplementarnim tranzistorima, pa im je potreban samo jedan kondenzator. Jedan tranzistor iz para dio je ispitivala, a drugi, komplementarni, jest onaj koji se pro­ vjerava.

SI. 10—32 Shema spoja Ispitivala tranzistora

Kad se provjeravani tranzistor stavi u pripadno podnožje (slika 10-32), pritisne se tipka T i time uključi pogonski napon. Ako je tranzistor ispravan, multivibrator će proraditi i LED će svijetliti isprekidano. U slučaju kratkog spoja emitera i kolektora, LED će svijetliti stalno, a ako je koja elektroda u prekidu, LED neće uopće svijetliti. Ispitivalo će u praksi veoma dobro poslužiti, jer ne treba razmi­ šljati ispituju li se bipolarni tranzistori ili FET-ovi, već treba samo znati o kojem se tipu radi, o NPN ili PNP, odnosno N-kanalnom ili P-kanalnom FET-u. Upotrijebljeni poluvodiči: TI = npr. BC 177,.T2, = npr. BC 107, no to u principu mogu biti bilo koji tranzistori tipa PNP odnosno NPN. Zidan—Milobar: Spojevi s tranzistorima I

273

ISPITIVALO FE-TRANZISTORA

Tranzistor s efektom polja ili FET (vidi spoj 3-17 i 3-18), izra­ ziti je naponski pojačivački element, pa se ispitivanje njegovih ka­ rakteristika razlikuje od ispitivanja karakteristika bipolarnih tran­ zistora.

Malo priručno ispitivalo može se načiniti prema slici 10-33. Ispitivani se FET napaja preko sklopa za ograničenje struje, koji proradi pri otprilike 25 mA i time zaštićuje FET od prevelike struje. Preklopkom se Pr 1 odabere polaritet napajanja i kad se ispi­ tivani FET stavi u podnožje, pritisne se tipka T. Miliampermetar će pokazati neki otklon, ovisan o tipu FET-a. Na početku ispitivanja preklopka Pr 2 treba da stoji u položaju 1. U seriju s FET-om spo­ jene su silicijeve diode D (npr. 1N914) na kojima nastaje pad napona od oko 2 V, što služi kao prednapon za upravljačku elektrodu G (priključenu na Gl). Okretanjem Pr 2 postepeno se diode kratko spajaju i time smanjuje prednapon za G, pa struja kroz FET raste. U položaju 4 nema više prednapona, jer je G spojena neposredno na S. Diode su spojene antiparalelno zbog toga što se prednapon može dobiti i za N-kanalni i za P-kanalni FET. Otpornici ovdje nisu prikladni, jer bi se pad napona na njima mijenjao ovisno o struji kroz njih, što kod dioda nije slučaj. 274

Tim se ispitivalom može provjeravati i MOS-FET. Pri tome valja biti oprezan, pa zaštitu od proboja treba skinuti nakon stav­ ljanja tranzistora u podnožje. Pročitaj savjete na str. 284! Ako MOS-FET ima dvije upravljačke elektrode, jedna se spaja na Cl a dru­ ga na G2. Upotrijebljeni poluvodiči: TI = BC 107, T2 = BC 517. Tran­ zistor BC 517 može se nadomjestiti sa dva BC 107 B, spojena u Darlingotonovu spoju. D = 1N914 (1N4148). ISPITIVANJE PROBOJNOG NAPONA DIODA

U praksi koji put treba ustanoviti probojni napon neke diode. To se može veoma lako načiniti priručnom napravicom sastavljenom prema slici 10-34. Uz izvor visokog napona, 250 ... 400 V, (oprez pri radu!), potreban je potenciometar od 5 MQ, otpornik od 100 kQ i voltmetar unutarnjeg otpora od 20... 100 kQ/V. B

SI. 19—M. Ispitivanje probojnog napona diode

Ispituje se tako da se potenciometar postavi na nulu i nakon toga priključi napon. Potenciometrom se polako povećava napon, što se očitava na voltmetru. Kad se kazaljka voltmetra zaustavi unatoč daljem povećavanju napona, znači da je došle do probojnog napona diode. Budući da je struja u krugu diode vrlo malena, dioda ostaje neoštećena.

275

11 Postupak pri radu s tranzistorima Sve praktičke radove s tranzistorima treba izvoditi uz određeni oprez, jer tranzistori su, kao i ostali poluvodički elementi, osjetljivi na neke vanjske utjecaje od kojih su najvažniji temperatura, prevelik napon itd.

LEMLJENJE Pri lemljenju dovodnih žica na poluvodičkim elementima pažnju treba obratiti na temperaturu i na neželjeni napon. Nije uputno držati lemilo preblizu tijela poluvodiča, ili pak lemiti prekratke izvode. Bez­ uvjetno treba lemiti lemilom što manjeg učina, a priključne žice za vrijeme lemljenja valja držati kliještima ili pincetom, zbog što boljeg odvođenja topline (slika 11-1).

SI. 11—1. Pri lemljenju priključaka poluvodičkih sastavnih ele­ menata valja toplinu odvoditi plosnatim kliještima ili speci­ jalnom pincetom

U svakom slučaju držat ćemo se pravila da lemljenje treba oba­ viti što brže. Danas se često lemljenja obavljaju čak i u maloserijskoj 277

proizvodnji uronjavanjem u tekući lem (tzv. lemna kupelj), jer je to koji put prikladno s obzirom na upotrebu štampanih vodova. U vezi s time proizvođač poluvodičkih sastavnih elemenata daje određen*, ograničenja temperature lemila ili kupelji kao i trajanja lemljenja. Za informaciju prikazali smo na slici 11-2 nekoliko primjera smještaA) Hemefahzirane rupe min t5

8) Metatizirone rupe min 15

4/ Nêmetaiizirane rupe

3IT

8) Metatizirone rupe

ii za 70-18(So , 70-72(SiJ

¡k y min 15

. fmeu * Sutori ra 70-1, TO-X 70S, 70-7, 70-8. 70-47 -S07-9

'„at,
SI. 11—2. Nekoliko primjera smještanja sastavnih elemenata na štampanu pločicu se lemijenje provodi pomoću lemne kupelji

ako

nja sastavnih elemenata na štampanu pločicu, i to za nemetalizirane (A) i za metalizirane rupice (B) kroz koje se provode priključne žice tranzistora, prema preporukama proizvođača (npr. Siemens). Vidimo da sastavne elemente s metalnim kućištima pri metaliziranim rupama treba malo podići iznad štampane pločice. Za sve slučajeve dopuštena je maksimalna temperatura lemljenja od 245'C.

SI. 11—3a. Podnožja za integrirane sklo- SI. 11—3b. Podnožje »dual-in-line« (DIL) za pove u TOkućištima integrirane sklopove za štampane spojeve

Još veću pažnju pri lemljenju treba posvetiti integriranim sklopo­ vima. Za amaterske svrhe najprikladnije je da se oni ne ulemljuju 278

u spojeve, nego da se utaknu u odgovarajuća podnožja (si. ll-3a i b) koja se mogu normalno lemiti na štampanu pločicu. To nam daje dvije prednosti: prva je da jedan te isti IS može poslužiti pri poku­ sima na više raznih mjesta, a druga što otpadaju poteškoće pri odlemljivanju. Tko je već lemio IS-ove, sigurno zna da ih je mnogo lakše ulemiti nego odlemiti. Ako već prekomjernim zagrijavanjem nismo IS upropastili pri ulemljenju, to će nam se sigurno dogoditi pri odlemljivanju ne budemo li osobito oprezni i ne raspolažemo li-posebnim dodatkom za lemilo. Radi lakšeg i sigurnijeg odlemljivanja integrira­ nih sklopova, naime, mnogi proizvođači dobavljaju pribor koji se pričvršćuje na lemila, a zbog posebno prilagođenog oblika tih doda­ taka sva se lemna mjesta na izvodima integriranih sklopova zagrija\aju istovremeno (si. 11-5 do 11-7).

SI. II—4. Dodatak 7a lemilo kojim se usi­ savanjem odstranjuje vtšak kositra pri

lemljenju (Weller)

SI. 11—4. Dodatak za lemilo za odlemlji­ vanje integriranih sklopova u kućištima DIL (Weller)

SI. 11—s Dodatak 7.1 lemilo koji služi za odlemljivanje integriranih sklopova u ku­ ćištima »flat-pack« (Wellerl

SI. 11—7 Dodaci za lemila za odlemljiva­ nje integriranih sklopova u kućištima DIL i TO (Weller)

279

Odlučimo li se ipak ulemljivati IS-ove, moramo paziti na slijedeće: kućišta DIL treba lemiti na kaširani pertinaks (štampanu pločicu) s donje, metalizirane strane tako da između njega i pločice ostane zračnost od približno 0,5 mm. Ta će se zračnost dobiti sama od sebe zbog skošenih priključaka na IS-u, pa ga zato treba pustiti da slo­ bodno sjedne u predviđene rupice, a ne ga tlačiti nadolje pri lemljenju. Standardni IS-ovi u kućištima DIL pristaju u rupičasti raster 7,6x2,54 mm, s rupicama promjera 0,7 do 0,9 mm (si. 11-8). Šiljak lemila ne smije imati temperaturu višu od 250 °C, a trajanje lem ljenja ne smije biti dulje od 7 sekundi.

SI. 11—8. Ulei'tljivanje integriranih sklo. pova u kućištima DIL

SI. 11—10. Lemljenje integriranih sklopova u kućištima »flat-pack« na štampane pločice sa strane vodova

SI. II—9. Ulemljivanje integriranih sklo­ pova u kućištima »flat-pack«

Si. 11—11. Lemljenje poluvodičkih elemenata u kućištima TO-5

Pri lemljenju 7S-ova u plosnatim kućištima (flat-packing) treba priključne žice saviti nadolje pod kutom od 90* ' utaknuti ih u rupice, promjera 0,6 do 0,8 mm štampane pločice. Pril jučci se ne smiju sa­ viti na udaljenosti manjoj od 0,8 mm prema kućištu (si. 11-9). Dopu­ šteno je međutim plosnata kućišta lemiti i. s gornje strane štampane pločice (si. 11-10), pa se tada ona ne treba bušiti. Dopušta se čak i 280

promjera 0,6 do 0,8 mm štampane pločice. Priključci se ne smiju sa­ viti na udaljenosti manjoj od 0,8 mm prema kućištu (si. 11-9). Dopu15 sekundi pri temperaturi lemiia od 250 *C i udaljenosti lemnog mje­ sta 15 mm od kućišta. Integriranim sklopovima s metalnim kućištem TO-5 i si., sa 6 do 14 priključnih žica, žice se ne smiju savijati bliže od 1,5 mm od kući­ šta (si. 11-11), polumjer savijanja neka bude jednak ili veći od 03 mm. Trajanje lemljenja ne smije biti dulje od 15 s ako se lemi lemilom temperature 250 °C, odn. 12 s ako lemilo ima 300 *C. U 7S-ova s metalnim kućištem TO-18 vrijeme lemljenja lemilom temperature 250 *C ne smije biti dulje od 5s, a razmak između lem­ nog mjesta i dna kućišta mora biti najmanje 5 mm. Nemamo li posebnih dodataka za lemilo, ipak možemo IS-ove veoma jednostavno odlemiti na slijedeći način: lemilom zagrijavamo ušicu po ušicu i čim se kositar na ušici rastali, iščetkamo ga tvrdom četkicom (ne od plastike). Ovim se postupkom može iščetkati gotovo sav kositar, vodeći pri tome računa o tome da se lemno mjesto pre­ dugo ne zagrijava. Nekih briga riješit ćemo se ako i tranzistore, jednaiko kao i IS-ove, utaknemo u odgovarajuće podnožje umjesto da ih ulemljujemo izrav­ no u spoj. No upotrebu podnožja priječe dvije okolnosti: prvo, teškose mogu nabaviti, a drugo, cijena im je gotovo kao i tranzistora (ili IS-a). Nekoliko tipičnih podnožja za tranzistore prikazuje slika 11-12.

Nadalje, sklop u kojem je upotrebljen tranzistor ili neki drugi po­ luvodički element koji treba lemiti ne smije biti spojen sa zemljom ili nekim mjernim uređajem koji se napaja iz gradske mreže. Naime, ve­ oma su rijetka lemiia koja imaju savršenu izolaciju između grijaćeg tijela i šiljka za lemljenje, pa veoma lako može doći do oštećenja tranzistora; dovoljno je da mjerni uređaj ima primar mrežnog trans­ formatora blokiran na šasiju, pa da se pojave naponi opasni za tran­ zistor. Ukoliko se to ne može izbjeći, treba lemilo isključiti, pa tek onda s njime lemiti. Uvijek treba najprije zalemiti sve ostale elemente, a tranzistore posljednje. Drugo rješenje jest upotreba rastavnog trans281

forma tora za lemilo (1:1), ili još bolje upotreba niskonaponskog lemi* la za 6V, koje se na mrežu uključuje preko odgovarajućeg transfor­ matora (nikako autotransformatora), za koji je poželjno da između primarnog i sekundarnog namota ima još i zaštitni namot što se uzemljuje.

SI. 11—13. Prikaz nastajanja neželjenih opasnih napona na lemilo ima ložu izolaciju između grijaćeg uloška i lemnog kada je tranzistorski uređaj priključen na mjerni uređaj koji se napaja iz

tranzistorima ako šiljka u slučaju

mreže

PREVISOKI NAPONI I PREJAKE STRUJE

Osim pojave neželjenih napona pri lemljenju opasni su i neki drugi naponi, na primjer prejak signal iz signal-generatora itd. Opasno je i priključenje napona suprotnog polariteta, jer veoma lako može nastati proboj i to redovito diode baza-emiter, jer ovdje je maksimalni napon veoma nizak (u nekih tipova VF tranzistora čak ispod 1V!). Pri ispitivanju pojedinih spojeva korisno je u krug napajanja uključiti miliampermetar kojim se može kontrolirati potrošak, pa ako struja bilo zbog čega previše poraste, treba napajanje odmah isključiti da ne nastane preopterećenje tranzistora (temperaturna reakcija!). To naročito vrijedi za izlazne tranzistore, odnosno općenito za tranzi­ store snage. (Vidi i odsjek o zaštiti od previsoke temperature u po­ gonu, str. 281). Mnogo bolje rješenje jest upotreba izvora napajanja s elektroni­ čkim osiguračem, kojem se struja isključenja može po volji namjestiti (vidi opis takvog izvora str. 235) i time praktički potpuno osigurati tranzistore od oštećenja. 282

PRIPREMANJE TRANZISTORA I DIODA ZA ULEMLJIVANJE U SPOJEVE

Tranzistori, diode itd. općenito uzevši manje su osjetljivi na meha­ ničke udarce nego elektronke. To međutim ne znači da za njih ta opa­ snost ne postoji. Pri savijanju izvoda (žica) oni se ne smiju savinuti uz samo kućište (slika 11-14 lijevo), jer se žice ili kućište lako mogu slomiti; dovodne

SI. 11—14. Neispravno je priključke (izvotjpe žice) poluvodičkih elemenata jednostavno presaviti prstom, već ih treba prije toga na pogodnom mjestu uhvatiti kliještima

se žice stoga smiju savijati samo pomoću kliješta (slika 11-14 desno). Ako tranzistor ima stakleno kućište treba paziti da se ne o^uli boja s njega jer lako može doći do utjecaja svjetla (fotoelektrički efekt). Izvodi nekih tranzistora načinjeni su od veoma tvrdog materijala, jer su predviđeni za uticanje u posebna podnožja. Na to treba paziti pri lemljenju. Mehanička i vanjska toplinska naprezanja mogu, osim mehaničkog prekida dovoda do kristala, imati za posljedicu i oštećenje herme­ tičnosti kućišta poluvodičkog elementa. Tijekom vremena mogu mu se zbog toga uslijed atmosferskih utjecaja promijeniti električne karakteristike. OZNAČAVANJE IZVODA

Prije upotrebe nekog tranzistora ili diode veoma je praktično i svrsishodno da mu se izvodi izoliraju cjevčicama (bužirom) u boji. Pri tome treba unaprijed odrediti da će, na primjer, izvod kolektora biti plave boje, baza žuta, a emiter crven ili slično. Ako na taj način ozna­ čimo sve tranzistore s kojima radimo, nećemo morati svaki puta raz­ mišljati o kojem se priključku radi. To je naročito prikladno i pregledno u već izvedenim sklopovima zbog mjerenja, ispitivanja itd. 283

U pribor za montiranje tranzistora snage spadaju i izolacione kape za sprečavanje kratkih spojeva koji se često prouzrokuju neho­ tičnim dodirom neke žice s kućištem tranzistora na koje je većinom spojena kolektorska elektroda. Ove izolacione kape (si. 11-15) obično su od poliamida GV koji podnosi temperature do 140 *C.

PO : c *1

10 56

SI. 11—15. Izolacione kape za kućišta tranzistora snage

ZAŠTITA TRANZISTORA OD PREVISOKE TEMPERATURE ZA VRIJEME POGONA Tranzistori snage, zvani i učinski tranzistori, u pogonu se griju, za razliku od tranzistora za naponsko pojačanje, kod kojih se to ne primjećuje. Da bi se omogućio pravilan rad tranzistora snage, a i spri­ ječilo njihovo oštećenje zbog prevelike temperature zapornog sloja, potrebno im je osigurati odgovarajuće hlađenje. Manji tipovi tranzi-

SI. 11—16. Rashladna obujmica za manje tipove tran­ zistora snage

284

stora snage, obično oni valjkasta oblika, isporučuju se s obujmicama za hlađenje, koje je dobro montirati na još jednu veću metalnu plohu ili pak šasiju (slika 11-16) no možemo ih načiniti i sami od aluminij­ skog lima. Veći tranzistori snage montiraju se obično na metalnu ploču ili pak direktno na šasiju, pri čemu treba paziti da ne nastane kakav nepoželjan spoj, jer neki tipovi imaju kolektor spojen na metalno ku­ ćište tranzistora. U takvom slučaju potrebno je tranzistor električki izolirati od rashladne plohe specijalnim izolacijskim prstenom. Za tranzistore veće snage proizvode se rashladna tijela naročite konstruk­ cije, tzv. hladila, od materijala koji dobro odvode toplinu (slika 11—17). Prednost je takvih hladila što je velika rashladna površina ostvarena na vrlo malom prostoru.

SI. 11—17. Rashlađno tijelo za tranzistore veće snage SI. 11—18. Hladilo za pojeili više njih, jer tijelo praktički može imati po želji dinačne tranzistore snagi ■ veliku duljinu (Fischer-Elektronik)

(Fischer-Elektronik)

Iako površine međusobnog dodirivanja, tranzistora : hladila naoko izgledaju ravne, ipak među njima postoji zračnost koja osjetno snizuje toplinsku vodljivost i time prijelaz topline. Da se to spriječi, stavlja se često između njih električki nevodljiva specijalna silikonska pasta, kojoj je toplinska vodljivost oko dvadeset puta veća nego zraka. Time se čak u ravnih dodirnih površina toplinski otpor sma­ njuje na polovinu. Električna probojna čvrstoća takvih pasta vrlo je velika, a faktor dielektričnih gubitaka malen. Veličina, a i oblik hladila ovise o snazi gubitaka. 'Hladila se mogu proračunati za pojedini slučaj, pa proizvođači hladila obično navode toplinski otpor za pojedine oblike i veličine hladila. Prikladno hladilo može se međutim odrediti i na temelju pokusa. 28S

Za manje izlazne tranzistore pbično se upotrebljavaju tzv. zvijezde za hlađenje koje se jednostavno nataknu na kućište tranzistora (si. 11-19). UČinske poluvodičke ispravljačke diode i Z-diode snage potrebno je također montirati na metalne rashladne plohe dimenzionirane prema propisu proizvođača. Ima npr. poluvodičkih dioda koje se mogu upo­ trijebiti i bez rashladne plohe, no tada je dopuštena ispravljala struja nešto manja. Veće diode snage i ispravljači za jake struje obično se montiraju na specijalna masivna hladila (si. 11-20 i 11-21). Često se i Z-diode snaga većih od 5W montiraju na rashladne plohe.

SI. 11—19. Nekoliko izvedbi zvijezda za hlađenje (Fischer Elektronik)

Si. 11—20. Aluminijsko hladilo za polu vodiče velikih snaga; toplinski otpor takvog hladila je svega 0,55 K/W (Fischer-Elektro­ nik)

SI, 11—21. Snažne diode često več proizvođači dobavljaju s odgovarajućim hladilom

Pri osobito velikoj potrebi za dobrim hlađenjem u profesionalnim uređajima upotrebljavaju se specijalna hladila kroz koja teče hladna 286

i

voda. Na taj se način npi. može postići toplinski otpor od približno 0,02 K/W (pri snazi od 250 W i protoku od 101/min). Kako je to po­ voljna vrijednost, vidi se ako uzmemo u obzir da je toplinski otpor hladila prema si. 11-17 približno 1,6 K/W.

SI. 11—22, U novije vrijeme i integrirani sklopovi u kućištima DIL dobivaju hladila raznih oblika. Toplinski otpor im je većinom oko 50 K/W

S obzirom na to da i neki integrirani sklopovi sadrže jedinice koje također razvijaju toplinu, i za njih se izrađuju posebna hladila. Jedno takvo hladilo prikazuje si. 148, dok daljnja tri prikazuje si. 11-22.

POSTUPAK PRI RADU S MOSFE-TRANZISTORIMA MOSFET je kratica od Afetal Oxide Silicon Field Effect Transi­ stors, a to su tranzistori koji također rade na principu električnog polja, no vrata (gate) izolirana su od tzv. »substrata«. Time su dobivene velike prednosti (vidi str. 34), ali su nastali i neki problemi, stoga se pri uskladišten ju MOSFET-a i pri radu s njima treba posebno pobri­ nuti da se ne unište zbog statičkog elektriciteta. Izolacioni otpor vra­ ta, reda veličine bilijun oma, može naime biti uzrokom da se posve bezazlenim radovima, npr. umetanjem tog tranzistora u kutijicu od stiropora ili njegovim potezanjem preko najlonske tkanine, stvori sta­ tički naboj od približno 200 V. Pri radu s MOSFET-ima treba dakle paziti na slijedeće: 1. MOSFET-i se dobavljaju s kratkospojnim prstenom od metala ili vodljive gume navučenim oko priključaka elektroda (vidi si. 11-23). Ta se petlja ne smije skidati dok god se MOSFET ne ulemi u spoj. Ako bi prsten smetao Iemljenju, može se umjesto njega omotati oko izvoda nekoliko zavoja uske trake staniola ili tanke žice. MOSFET-i u kućištima DIL, dakle integrirani sklopovi MOS dobavljaju se ubo­ dem nožicama (iglicama) u vodljivu spužvastu gumu. 287

2. MOSFET*i se ne smiju lemiti tzv. pištoljima za lemljen je, već lemilom s uzemljenim lemnim šiljkom. Po mogućnosti treba još i lemni šiljak žicom spojiti s priključkom s tranzistora (»substrat«). Prvo se zalemi ta elektroda, a tek onda preostale tri. 3. Pri lemljenju, treba MOSFET držati prstima za kućište i ne ispuštati ga dokle god ne budu zalemljene sve četiri elektrode. I u drugim prilikama treba se kloniti dodirivanja priključaka prstima, jer to može MOSFET-u dati naboj od stotinjak volti. Preporučuje se ruke držati na potencijalu nula kad god se radi s MOSFET-om.

SI. 11—23. MOSFET-i se obično dobavljaju s kratkospojnim prstenom od metala ili vodljive gume ili s nožicama uhođenim u električki vodljivu spužvastu gumu

4. Podovi mjesta gdje se radi s MOSFET-ima ne smiju imati sag, već vodljive uzemljene plohe. Ako onaj koji lemi sjedi na stolici, treba imati ispod sebe vodljivi jastučić. 5. Zaštitni se prsten smije s MOSFET-a odstraniti tek pošto je MOSFET definitivno zalemljen. Ako je MOSFET utaknut u podnožje, postupa se s njime s istim oprezom. On se ne smije uticati u pod* nožje niti vaditi iz njega dok je uređaj u pogonu. Jednom ulemljen ili u podnožje utaknut MOSFET je međutim siguran jer ga čuvaju okolni sastavni elementi spojeni s njime. Ima MOSFET-a kojima je unutar kućišta zajedno s elektrodom »gate« integrirana još i dioda za zaštitu od elektrostatičkih naboja. Takve se diode ne smiju upotrebljavati za neke druge funkcije u spoju u kojem se upotrebljava MOSFET. Ne treba se međutim suviše oslo­ niti na zaštitno djelovanje tih dioda jer je ono samo djelomično.

ZASUTA TRANZISTORA OD PRENAPONA Ako se u strujnim krugovima tranzistora nalaze veliki induktiviteti kao Sto su releji, elektromagnetska brojila, priguSnice s jezgrom i si., onda treba obavezno upotrijebiti tzv. zaštitne diode koje će tranzistor čuvati od proboja prenaponom koji se javljaju u trenutku aktiviranja tranzistora zbog nagle promjene struje kroz namot. Ta je dioda spo­ jena namotu paralelno, ali u zapornom smjeru, slika 11-24. Ona time ne ometa normalnu funkciju namota, no kada se zbog aktiviranja reteja stvori trenutačni prenapon suprotnog polariteta, dioda ga "proguta” jer je za njega spojena u propusnom smjeni.

SI. 14-19. Namotima s velikim induktivitetima u emiterskom ili kolektorskom krugu tranzistora treba obavezno spojiti paralelno zaštitnu diodu D

SI. 14-20. Oscilogram sinusnog napona na namotu reteja, lijevo bez, a desno sa zaštitnom diodom

SI. 14-21. Oscilogram pravo­ kutnog napona na namotu releja, lijevo bez, a desno sa zaštitnom diodom

Tip upotrijebljene diode ovisi o induktivitetu i pogonskom naponu. Za male induktivitete i niske pogonske napone mogu se eventualno upotrijebiti germanijske diode AA 130, AA 131, AA 226 no bolje je da to budu silicijske 1N914, 1N4148 ili BA 511 ... BA 516. Tamo gdje je pogonski napon veći, upotrijebit ćemo BY123P, BY130, BY 234, BY 254 ili 1N4002... 1N4007. 19 Židan-Milobar: Spojevi s tranzistorima 1

289

Pri izvanredno velikim induktivitetima i visokim pogonskim naponima, struja kroz te diode može poprimiti poprilične vrijednosti, pa se preporuča upotreba višeamperskih dioda kao što su npr. BY131, BA 157-50, BYX 39-200 ili 1N5401 .. . 1N5408. Ako neznamo koji ćemo tip upotrijebiti, najbolje je držati se uputa uz shemu spoja. Na slikama 11-25 i 11-26 prikazani su oscilogrami sinusoidnog i pravokutnog napona od 50 Hz na namotu releja, lijevo bez zaštitne diode D, a desno s njome, lijepo se vidi da se s diodom potpuno uklanjaju opasni vršci induciranog protunapona koji bi mogli uzrokovati probijanje tranzistora, budući da se radi o napo­ nima koji imaju višestruki iznos pogonskog napona.

290

12 Izrada štampanih ploča u amaterskoj praksi Nagli razvoj elektronike posljednjih tridesetak godina ne bi se mogao zamisliti bez poluvodičkih elemenata, a gotovo tako ni bez štampanih spojeva. U usporedbi s uobičajenom spojnom tehnikom ožičavanjem, oni su donijeli mnoge prednosti: smanjenje obujma i težine, veću preglednost i znatno bržu izradu u serijskoj proizvodnji. Brza izrada znači ujedno i jeftiniju proizvodnju, jer je preostalo samo još ulemljivanje sastavnih dijelova, a međusobno spajanje i provjera ispravnosti spoja postali su ne­ ophodni. Danas se i amateri sve češće služe tehnikom štampanja, bilo da ostvare lakše i manje elektroničke jedinice, bilo da postignu ljepši izgled. Neki imaju u tome toliko iskustva da im izrada ne zaostaje mnogo za profe­ sionalnom, no većina to nije nikad ni pokušala zbog pomanjkanja iskustva ili nedovoljnog poticaja da se u to upuste. Takvima su namijenjene upute navedene u nastavku, koje bi trebalo da posluže kao uvod u tehniku izrade, dok će se o tome opširnije govoriti u istom poglavlju slijedećeg priručnika iz ove serije: SPOJEVI S INTEGRIRANIM SKLOPOVIMA. MATERIJAL ZA ŠTAMPANE PLOČE Štampane ploče se izrađuju iz bakrom kaširanog pertinaksa, superpertinaksa ili epoksidne tvrde staklene tkanine. Ima još i nekih drugih materijala, no oni su manje važni. Ploče od prva dva materijala su nakon odstranjenja bakrenog sloja neprozirne, a epoksidna, poznata u nas pod trgovačkim nazivom vitroplast, poluprozima. Bakrena je folija nanesena s jedne strane ili s obje strane izolacijske ploče, a koja će se od njih upo­ trijebiti, ovisi o elektroničkom spoju i vrsti upotrijebljenih elemenata. 291

Za obične amaterske potrebe dostaju Jednostrano štampane ploče. De­ bljina je bakrenog sloja obično 35 /im (0,035 mm), dok izolacijske ploče mogu biti različite debljine. Za redovitu upotrebu najprikladnije su ploče debljine 1,5 mm. gotove

Štampane ploCe

Distributori slogova za samogradnju pojedinih elektroničkih uređaja, u nas i u inozemstvu, najčešće uz slogove, a i posebno, dobavljaju i gotove štampane ploče. Ako se takve mogu nabaviti, onda su to ujedno najjefti­ nije ploče. Kad bismo takvu sami radili, njezina bi cijena, ako se uzme u obzir vrijednost materijala i utrošeno vrijeme, ■ bila nekoliko puta viša

SI. 12-1. Gotove tzv. univerzalne štampane ploče za eksperimantiranje proizvodi VERO i drugi

Ako treba ostvariti neki jednostavan štampani spoj, onda se možemo po­ služiti štampanim pločama za univerzalnu upotrebu, kakve npr. dobavlja tvrtka Veroboard i druge. Takve ploče od pertinaksa ili superpertinaksa imadu na jednoj strani ploče paralelne bakrene trake različitih širina i međusobnih razmaka, veće ili manje bakrene kružiće, te-rupe izbušene u određenom rasteru koji odgovara rasteru priključaka na elektroničkim komponentama (si 12-1). Suvišni spojevi uklanjaju se prekidanjem bakrenih traka. I RIZ proizvodi neke štampane ploče koje mogu poslužiti kao osnova za razne elektroničke spojeve, to su tzv. univerzalne ploče. 292

PRENOŠENJE PREDLOŠKA MONTAŽNE SHEME NA BAKRENI SLOJ Treba li nam samo jedan primjerak štampane plofie, a postupak ne smije biti skup ni dugotrajan, a ni estetski ne mora biti na visini, onda ćemo se poslužiti najizravnijim postupkom, tj. na kaširanoj ploči nacrtati željeni štampani spoj. Pri tom ćemo prekriti (maskirati) sva ona mjesta na kojima treba ostati bakar nakon jetkanja. Naravno da ćemo prije na posebnom papiru načiniti predložak u mjerilu 1:1, a onda ga, nakon pro­ vjere rasporeda vodova i priključnih mjesta, nacrtati na bakreni sloj. Želimo li npr., načiniti štampanu pločicu za shemu spoja prema slici 13-2 ili 13-4, onda ćemo vodove i priključna mjesta rasporediti prem
SI. 12-2. Prijedlog za predložak štampane pločice za uređaj prema slici l2-2

SI. 12-3.

Prijedlog za predložak štampane pločice za uređaj pre­ ma slici 13-4

i nečistoću, najjednostavnije tako da ploču ■ pospemo vimom ili nekim sličnim sredstvom za čišćenje, dobro je istrljamo vlažnom krpom i isperemo tekućom vodom. Možemo je posušiti stavljanjem među dva papira ili topli­ nom (električnim sušilom za kosu). Poslije čišćenja ne smije se površina ploče dodirivati prstima. 293

SI. 12-4. Raspored elektroničkih sastavnih dijelova na štampanoj pločici prema slici 12-2

SI. 12-5. Raspored elektroničkih sastavnih dijelova na štampanoj pločici prema slici 12-3

Ako imademo priliku nabaviti preslikače s elektroničkim simbolima i znakovima, koje rade tvrtke Letraset, Alfac, R41, Mecanorma i druge (slika 12-6), onda je najbolje te simbole trljanjem preslikati na ploču i mađusobno ih spojiti trakama širine željenih vodova (slika 12-7). Ako nemamo preslikača, možemo uz malo strpljenja i od običnog selotejpa izrezati željeni oblik. Umjesto selotejpa može poslužiti i samoljepljiva tapeta DC-FDC. Sve preslikane ili nalijepljtne znakove treba dobro pretrljati da ispod njih izađe zrak, kako nam otopina za jetkanje ne bi na tim mjestima izjetkala zaštićeni sloj bakra. Osim preslikača za jednokratno preslikavanje postoje i samoljepljivi simboli koji se mogu, ako se smjeste

SI. 12-6. Preslikači za izradu predložaka štampanih spojeva. Izbor prema katalogu veći je od prikazanih primjera, a ima ih i u mjerilima 2:1 i 4 :1 (Alfac) 294

pogrešno, odlijepiti i premjestiti na pravo mjesto, a moguća je i višestruka upotreba, čak i nakon jetkanja. Takve simbole proizvode tvrtke Brady, Centron, Bishop i neke druee. no znatno su skuplii od običnih preslikača

SI. 12-7. Prikaz izrade predložaka štampanih spojeva pomoću preslikača (Alfac)

Ako nemamo preslikača, onda vodove i ostala sporna mjesta možemo nacrtati nekom bojom ili lakom koji su otporni na kiselinu, a lako se mogu odstraniti prikladnim otapalom (razrjeđivačem). Međutim, za takvo izravno crtanje štampanih spojeva na bakreni sloj postoje i posebne pisaljke, kao što su npr. DAL033PC, EDDING 3000 SKETCHMARKER i EDDING 400 PERMANENT. Treći način prenošenja predloška na bakreni sloj jest foto-postupak koji je relativno najbrži, najkvalitetniji i omogućuje izradu po više jednakih štampanih pločica, dakle male serije. Ako su potrebne veće serije, onda se to radi tzv. sitotiskom, što, redovito, nije posao amatera. O foto-postupku će još biti govora kasnije, prije ćemo još obraditi jetkanje. JETKANJE PLOČA KAŠIRANIH BAKROM Nakon što smo jednim od opisanih postupaka prenijeli željeni spoj na bakreni sloj, pristupit ćemo jetkanju. Za tu svrhu ima i gotovih otopina, no pitanje je mogu li se redovito nabavljati. To je otopina željeznog (III) klorida FeCl3 tamnosmeđe boje. Može se nabaviti i kruta kristalna tvar, koja se onda otopi u običnoj vodi. Pri radu otopinom željeznog klorida treba biti osobito oprezan, jer je vrlo agresivna. Radi se u plastičnim, sta­ klenim, porculanskim ili u emajliranim metalnim posudama. Jetkanje traje od nekoliko minuta pa do nekoliko desetaka minuta, ovisno o tempe­ raturi i koncentraciji otopine, te njenoj istrošenosti. Smatra se da je jetkanje željeznim kloridom zastarjelo, no u nas se jedino on može nabaviti pripra295

vljen za upotrebu. Želimo li sami pripraviti jednu drugačiju otopinu za jetkanje, onda nam može poslužiti slijedeća receptura: 200 cm3 (2 dcl) 35%-tne solne kiseline (HG) 30 cm3 (0,3 dcl) oko 30%-tnog vodikova peroksida (superoksida, H202) 770 cm3 (7,7 dcl) vode (H20) Pri jetkanju u prvoj ili drugoj otopini treba se pobrinuti da se ploča giba amo-tamo, pri čemu je držimo drvenom ili plastičnom pincetom ili štipaljkom. Otopina neka bude svježa, a njezina temperatura viša od sobne, ali ne viša od 50 °C. Nakon što se odjetka sav suvišni bakar, ploču treba dobro isprati tekućom vodom i osušiti među papirima ili toplinom, pa zatim prikladnim otapalom (razijeđivačem) skinuti zaštitni sloj ili preslikače (aceton, nitro-razijeđivač za lakove, benzin za preslikače), slika 12-8.

SI. 12-8. Poslije jetkanja potrebno SI. 12-9. Gotovu štampanu pločicu poirebr.j je je lak ili preslikače odstraniti pri- zaštititi od oksidacije posebnim sprejom na koji kladnim otapalom (Alfac) se može lemiti (Alfac)

Ploču na kojoj se sad jasno vidi sjajni bakreni štampani spoj treba zaštiti od oksidacije lakom koji neće praviti poteškoća pri lemljenju. Takvi su lakovi npr. Lotlack SK 10 tvrtke Kontakt -Giemie, Lot-Spray Teslanol 12 ili A-film (slika 12-9). Neoksidirana ploha, jednoliko zaštićena sprejom, može stajati dulje vremena prije upotrebe. V a ž n a napomena: Pri radu s navedenim otopinama za jetka­ nje treba poštivati sva pravila o rukovanju opasnim kemikalijama, u što spada i držanje tih kemikalija u bocama što su posebno označene odgova­ rajućim naljepnicama i pohranjene na mjestima koja nisu pristupačna osobama koje bi od njih mogle stradati. Ako otopina slučajno dođe u dodir s kožom, treba to mjesto dobro oprati vodom. 2%

FOTO-POSTUPAK

► >

~h___

i

Da bi štampanu pločicu dobili foto-postupkom, potrebno je predložak za štampu načiniti na prozirnoj foliji bilo crtanjem tušem na prethodno do­ bro odmašćenoj površini ili pak pomoću preslikača ili samoljepivih simbola. Ako je neprikladna izrada predloška u mjerilu 1:1, onda se predložak može napraviti i u mjerilu 2 :1, budući da i za to mjerilo postoje preslikači, a onda se snimanjem smanji na polovinu. Tako dobiveni film je u negativu, pa ga treba kontaktnim kopiranjem pretvoriti u pozitiv (slika 12-10).

\ir.i ii * ni —*-•

+■*—

44-1

Hi -1 '4

SI. 12-10. Negativi za štampanu pločicu prema slikama 12-2 i 12-3. Od negativa treba najprije kopiranjem načiniti pozitiv i kopirati ga na pozitivno oslojenu ploču ili izravno s negativa kopirati na negativno oslojenu ploču

Pozitiv se zatim kopira na bakrom kaširanu ploču prekrivenu pozitivnim fotoslojem. Takve se pozitivno već oslojene ploče mogu nabaviti u trgo­ vinama elektroničkih dijelova, u formatu od 75 x 100 mm pa do 250 x x 250 mm, na žalost ne i u nas. Ipak, za utjehu, takve ploče nisu nimalo jeftine. U tu svrhu treba nam tzv. fotosprej, npr. "Fotokopierlack Positiv 20” tvrtke Kontakt-Chemie. Takvih sprejeva domaćih nema, a ni u svijetu nema mnogo proizvođača koji ih izrađuju. Mogu se nabaviti u susjednoj Austriji i Italiji. Ploča se oslojava nakon što je odmašćena kako je to već opisano. Spreja se na sobnoj temperaturi, pri prigušenom danjem svjetlu (nikako 297

na suncu!) s udaljenosti oko 20 cm. Ploča pri tome mora ležati vodoravno, a doza sa sprejom malo nagnuta iz uspravnog položaja. Najvažnije je je­ dnolično štrcanje u vijugama, najprije u jednom smjeru, a onda u drugom pod pravim kutom, bez prekidanja mlaza (slika 12-11). Doza se ne smije previše nagnuti, da ne dođe do "pljuvanja”. Treba paziti također da ne dođe do nakupljanja spreja na ploči i do različite debljine oslojavanja. Debljina sloja treba biti oko 6 /im (0.06 mm), što naravno ne možemo mjeriti, pa nam je jedina vodilja pri tome boja sloja, koji mora biti tamnosivoplav. Ako je svijetlosiv, sloj je pretanak. a ako je plav, onda je predebeo. Fotosloj se, na žalost, pri sobnim temperaturama suši vrlo sporo, a ne smijemo ga izložiti suncu. Ako ne možemo čekati 24 sata, koliko približno treba da se osuši u normalnim uvjetima, onda ćemo ploču staviti u pećnicu zagrijanu najviše na 70 °C. pa će se sušenje skratiti svega 25 . . . . . . 30 minuta.

SI. 12-11. Fotosprej treba nanijeti na bakreni sloj jednoličnim štreanjem u vijugama, bez prekidanja mlaza

Ovakva je ploča jednakovrijedna kao i kupljena već oslojena. uz uvjet da je fotosloj korektno nanesen. Možemo, dakle, pristupiti kopiranju predloška s filma na fotosloj, a što je, pored oslojavanja, najpipaviji dio posla. Budući da je fotosloj najosjetljiviji na ultraljubičaste (ultravioletne) zrake, treba se pobrinuti za izvor svjetla bogat takvim zrakama. Nemamo li takvog izvora, zadovoljit ćemo se sunčanim svjetlom ili pak svjetlom običnih žarulja. Međutim, s običnom žaruljom od 200W osvjetljavanje će trajati oko 15 ... 20 minuta s udaljenosti od ploče oko 12 . . . 15 cm. S manje bi udaljenosti toplina mogla oštetiti predložak i fotosloj. Oslojenu ploču treba staviti po mogućnosti na crnu podlogu radi sprečavanja eventu­ alnih refleksija. Na ploču se stavi film s predloškom i pritisne debelom pločom od kristalnog stakla ili pleksi-stakla; za nuždu može, međutim, poslužiti i obično staklo. Debljina neka u oba slučaja bude 5 mm. Treba paziti da predložak ne okrenemo naopako, jer ćemo dobiti obrnutu (ne298

upotrebivu) štampu. Stoga je dobro na filmu načiniti kakvu oznaku, ka­ rakteristično slovo ili riječ, po čemu će se vidjeti je li predložak okrenut ispravno. Prema uputi proizvođača fotospreja, treba upotrijebiti jedan od nabro­ jenih izvora svjetla, za koje vrijede vremena osvjetljavanja i udaljenosti od izvora svjetla, navedeni u tablici.

Osvjetljavanje (minuta)

Udaljenost (centimetara)

Kvarc-svjetiljka

4 ... 8

40

Žarulja sa živinim parama,

3 ... 4

30

3

30

2,5

50

1,5

50

Izvori svjetla

Philips HI1R 125 Žarulja sa živinim parama, 500 W Žarulja sa živinim parama, 1000 W Osvjetljavanje suncem Napomena:

5 ... 10

Pri upotrebi UV-žarulja treba paziti rta zaštitu očiju!

Nakon što je ploča osvijetljena, možemo je odmah razviti ili je za­ motati u crni fotografski papir ili pak staviti na neko tamno mjesto. Za razvijanje ploče, kao jeftin razvijač, načinimo otopinu natrijeve lužine tako da u jednoj litri hladne vode otopimo 7 grama natrijevog hidroksida (kaustične sode, NaOH). Razvijač neka ima sobnu temperaturu od kojih 20 °C, a stalnim gibanjem ploče kroz razvijač razvit ćemo ploču za pri­ bližno dvije minute. Razvija se pri prigušenom danjem svjetlu. Ploču treba nakon razvijanja dobro oprati tekućom vodom, nakon čega možemo odmah pristupiti jetkanju, koje je opisano ranije. Naravno da za oslojavanje bakrene ploče fotoslojem i za osvjetljavanje treba neka praksa, pa nas ne smije obeshrabriti eventualni neuspjeh pri prvim pokušajima. Ubrzo ćemo vidjeti da to nije teško ako se poštuje sve ono što je navedeno. Valja upozoriti da fotosprej ima ograničen rok tra­ janja. koji je označen na dozi. Taj se rok dade produljiti ako se doza drži u hladnjaku, ali ne u pretincu za smrzavanje, već na mjestu gdje je tempera­ tura + 8 ... +12 °C. Prije upotrebe sprej treba izvaditi iz hladnjaka i ostaviti ga na sobnoj temperaturi barem 4 sata. Radi preglednosti, na kraju je na slici 12-12 prikazan kompletan postupak izrade štampanih pločica foto-postupkom. uz pretpostavku

299

300

da već imamo gotov predložak u pozitivu, koji se može dobiti crtanjem na prozirnoj foliji tušem, posebnim flomasterima, preslikavanjem preslikačima ili na neki sličan način. izrada

Štampanih spojeva postupkom "Circuit -stik”

U novije doba poznat je postupak pomoću kojeg se izravno mogu izrađivati štampane pločice pomoću specijalnih samoljepljivih bakrenih simbola i traka. Kao podloga služi pločica od pertinaksa ili epoksida bez bakrenog sloja i na nju se izravno lijepe spomenuti simboli. Pojedina spojna mjesta sastavljaju se lemljenjem, pri čemu relativno visoka temperatura lemljenja ne škodi ljepljivom sloju. Nedostatak je postupka što su simboli izvanredno skupi, a nabaviti se mogu samo u inozemstvu. BUŠENJE ŠTAMPANIH PLOČICA

^

Štampane pločice trebq bušiti pažljivo i po mogućnosti sa što većom brzinom vrtnje svrdla. Što je brzina veća, provrt će biti čistiji a rad brži. Za normalne sastavne elemente najbolje će odgovarati svrdla promjera 0,8, 0,9, 1,0 a eventualno 1,1 mm. Ako nemamo posebnu minibušilicu za takve radove, dobro će poslužiti i obična sa savitljivim produžetkom. Kad izrađujemo predložak za štampu, vrlo ja važno da upotrijebimo kru­ žiće koji imaju rupu u sredini, inače će nam bušenje biti mukotrpno, a obično neće ići bez točkanja točkalom. U protivnom, svrdlo će nam kli­ ziti po štampanom vodu, pa ga može oštetiti. LEMLJENJE NA ŠTAMPANIM VODOVIMA

Iako je na str. 274 opširno opisan pribor za lemljenje, te lemljenje poluvodičkih elemenata, ipak treba dodati da na štampanim vodovima treba lemiti pažljivo i što brže, a kloniti se višestrukog ulemljivanja i izlemljivanja sastavnih dijelova, jer se može dogoditi da se zbog topline bakrena folija odlijepi od podloge. Tu obično nema pomoći, ploču je potrebno "krpati”, mostovima od žice, a to nimalo ne izgleda lijepo. Za lemljenje na štampanim pločicama treba upotrijebiti kvalitetni kositar za fine ele­ ktroničke radove, i to onaj u obliku šuplje žice punjene pastom za lemljenje. Kositrom koji se dobiva kod nas u prodavaonicama teško ćemo moći obaviti neke finije radove na štampanim pločicama, kvalitetne žice za lemljenje imaju deklariran sastav i namjenu za elektroničke radove, a to su npr. "Fluitin”, ”Sixtyflux”, "Chemet” i slične. 301

Nikako se ne smiju upotrebljavati ni tzv. paste za lemljenje jer naj­ češće uzrokuju galvanske veze između pojedinih bakrenih pruga na štampa­ noj pločici, pa to može ugroziti funkcioniranje čitavog sklopa. Pri lemljenju treba osobito paziti da se ne dobiju tzv. hladni spojevi. To su spojevi koji su naoko u redu, a zapravo su uopće bez kontakta. Hladni spojevi mogu nastati odmah, ali i nakon nekog vremena. Najgore je kad povremeno imaju spoj pa ga opet izgube, jer je takva mjesta vrlo teško pronaći. Hladni se spojevi izbjegavaju dovoljno dugim držanjem lemila na mjestu koje se lemi, no ne valja ni pretjerati da se ne pregriju sastavni elementi koji se leme ili pak da se bakrena folija ne oljušti. Više o pra­ vilnom lemljenju naći ćete u istom poglavlju knjige SPOJEVI S INTE­ GRIRANIM SKLOPOVIMA.

302

13 Razni spojevi s poluvodičkim elementima SIRENA S UJ-TRANZISTOROM Oscilator s UJ-tranzistorom može se tako spojiti da se imitira zvuk sirene. Naime, napon dobiven iz takvog oscilatora ima reski zvuk baš kao sirena. Spoje se vidi na slici 13 -1.

Kad se zatvori tipka, kondenzator Cl se nabije i oscilator proradi. Visina tona ovisi o vrijednostima R1 i C2, te o naponu na njima. Kad se tipka otpusti, kondenzator Cl se polako prazni, napon za R1 i C2 se sma­ njuje, a time se smanjuje i frekvencija oscilacija, sve do nule. Periodičnim pritiskanjem tipke napon se na Cl stalno mijenja, pa se mijenja i visina tona. Dobiveni se napon vodi na pojačalo s dva tranzistora, na koje je pri­ ključen zvučnik od 4 W. Takva se sirena može upotrijebiti za razne svrhe, na primjer za alarm ako se tipka zamijeni kontaktom nekog releja. Upotrijebljeni poluvodiči: UJT = 2N2646 ili TIS 43, TI = BC 107, T2 = 2N3054 ili 2N3055. 303

KOREKCIJSKO PRETPOJAČALO ZA GRAMOFON

Poznato je da se gramofonske ploče snimaju tako što su niske fre­ kvencije, osobito ispod 100 Hz, potisnute, da se spriječe prevelika gibanja igle, pa da se dobiva tzv. gramofonska reprodukcija. Zbog toga se za repro­ dukciju izvode posebni spojevi za izdizanje niskih frekvencija, prema tzv. karakteristici RIAA (Record Industry Association of America). Ima mnogo različitih spojeva, a jedan je od njih prikazan na slici 13-2. Izveden je sa dva FET-a. U krugu prvoga je filtar za potiskivanje visokih frekvencija.

SI. 13-2. Shema spoja korekcijskog pretpojačala za gramofon prema karakteristici RIAA

Drugi je spojen kao normalno NF pojačalo, jer je za veći dio frekvencijskog područja negativna povratna veza tolika da je pojačanje prvoga FET-a oko 1, pa je potrebno dodatno pojačanje. Upotrijebljeni su FE-tranzistori FET 1 - FET 2 = 2N3819 ili E300. Oni koji namjeravaju ovaj spoj izvesti na štampanoj pločici, mogu za nju naći gotovi predložak na str. 293.

AKUSTICKA INDIKACIJA RADA ŽMIGAVACA NA AUTOMOBILIMA

Rad automata za uključivanje žmigavaca na motornim vozilima obično se indicira i optički posebnom signalnom žaruljicom na armatumoj ploči, no većinom je rad automata toliko glasan da se može kontrolirati i sluhom. Nevolja je kad se zbog buke ili slabijeg vozačeva sluha taj zvuk ne čuje, što je osobito opasno ako je žmigavac, zbog neispravnog mehanizma za vra304

ćanje u neutralan položaj ostao uključen joS od prošlog skretanja. Sjetimo se samo koliko je puta kraj nas projurilo ti pravcu vozilo koje je žmigavcem pokazivalo da ima namjeru skretati, zato Sto mu je žmigavac ostao uključen još otprije, a, vozač to nije opazio. Iz toga proizlazi da je korisno kad se i sluhom može utvrditi jesu li žmigavci uključeni ili nisu, a to je moguće pomoću jednostavne dodatne naprave, kojoj je shema spoja prikazana na slici 13-3.

SL 13-3. Shema spoja elektroničke jedinice za akmtičku indikaciju rada žmigavaca

Osnova spoja je poznati UJ-tranzistor koji radi kao oscilator, i to samo kada lijevi ili desni žmigavci dobiju napon od automata. U zvučniku te dodatne jedinice čuje se svaki puta ”klik”, sličan onome što ga daje sam automat. Visina se tona može mijenjati promjenom vrijednosti kon­ denzatora C, a ako se zajednički otpornik prema masi tranzistora T i UJ -tranzistora izvede kao promjenljiv, onda se može regulirati i intenzitet tog signala. Poželjno je da zvučnik ima što veći otpor, 8 ... 64 ii, no može se s gotovo istim uspjehom upotrijebiti i telefonska slušalica. Diode D služe za razdvajanje krugova lijevih i desnih, žmigavaca. Upotrijebljeni poluvodiči: UJT = 2N2646 ili TIS43, T = BC 107 ili bilo kakav silidjev NPN - tranzistor, Dl = D2 = 1N4148 ili 1N914.

KONTROLA NAPONA PROGRAMIRANIM UJ-TRANZ1STOROM U elektronici se u posljednje vrijeme sve više upotrebljavaju poluvo­ dički elementi poznati pod nazivom PUT, što je kratica od Ptogrammable f/nijunction (čitaj uniđankšn) 7Vansistor. Jedan od takvih je i D13T1 20 Židan-Milobai: Spojevi s tranzistorima 1

305

">

što ga proizvodi i RIZ, pa zato dajemo nekoliko spojeva. To su silicijevi četveroslojni elementi, po konstrukciji vrlo slični tiristorima. Naziv "programi rani” možda ne označuje točno svojstvo tog elementa, jer on zapravo sam po sebi nije programiran, već se sa dva vanjska otpornika (djelilo napona) može namjestiti unutarnji omjer napona tzv. tj, što s običnim UJ-tranzi­ storom nije moguće. To omogućuje i upotrebu otpornika s većim otporom, jer kroz njih ne teče struja koja nastupa pri prekretanju u propusno stanje. U spoju na slici 13-4 dva su tranzistora spojena tako da imitiraju PUT, pa ga mogu izraditi i oni koji PUT neće moći nabaviti. Spoj je predvi­ đen za kontrolu visine napona: ako se napon smanji ispod određene vri­ jednosti, oscilator s PUT*om proradi i LED svijetli isprekidano, to brže što je napon niži.

SI. 13-4. Shema spoja za kontrolu napona s programiranim UJ-tranzistorom (PUT-om)

Napon Z- diode treba odabrati tako da bude za 0,6 ... 0,7 V niži od najniže dopuštene vrijednosti napona koji se kontrolira. Sve dok je napon viši od te vrijednosti, PUT je blokiran preko LED-a kroz koji teče tako mala struja da on ne svijetli. Smanji li se napon na ulazu, PUT proradi i kondenzator se isprazni. Kroz LED poteče jača struja i on zasvijetli. Kondenzator se ponovo nabije, pa se ciklus ponavlja sve dok se napon ne poveća. Spoj će naravno raditi jednako dobro, bez ikakvih promjena, s dva tranzistora ili s jednim PUT-om. Upotrijebljeni poluvodići: 77 = BC 213, T2 = BC 183, ZD - Z-dioda s naponom nižim za 0,6 ... 0,7 V od napona koji se kontrolira. Ako je to napon od 12 V, valja upotrijebiti Z-diodu tipa ZPD 11 koja ima tole­ ranciju Zenerova napona u granicama od 10,4... 11,6 V. Ako se ne po­ stigne indikacija kod željene granice napona, može se pokušati s nekim drugim primjerkom istog tipa Z-diode ili pak kombinirati zajedno dvije s nižim naponom koje u zbroju daju željeni napon. Tako, npr., možemo uzeti ZPD 5,1 + ZPD 6,2 ili ZPD 7,5 + ZPD 3,9 i slično. 306

Oni koji namjeravaju ovaj spoj izvesti na Štampanoj pločici, mogu za nju naći gotovi predložak na str. 293.

RELAKSAC1JSKI OSCILATOR S PUTom Programirani UJ-tranzistor (PUT) najčešće se upotrebljava kao gene­ rator pobudnih igličastih impulsa, kao tajmer i slično. Osnovni spoj relaksacijskog oscilatora vidi se na dići 13-5. Upotrijebljen je PUT D13T1.

SI. 13-5. Shema spoja mlaksacijsko^osciUtora s programiranim UJ-tranzistorom

Frekvencija oscilacija određena je sklopom RC u krugu anode, a dobiveni se pozitivni igličasti impulsi uzimaju s katodnog otpornika. ŽMIGAVAC S PUT-om 1 TIRISTOROM S PUT-om (D13T1) i tiristorom može se načiniti jednostavan žmigavac, zapravo bljeskalica, jer je žarulja uključena kratko vrijeme, svega 15 ... ... 20 % od jednog ciklusa. Frekvencija (od nekoliko pa do desetak Hz) namješta se potenciometrom F, slika 13-6, a impulsom preko blok-kondenzatora Cl ugasi se aktivirani tiristor. Pogodni su mali tiristori, za struje od 1 ili 2 A. Ako se tiristor neće ugasiti, treba povećati kapacitet kondenzatora Cl na 5 UilOjLiF.

307

SI. 13-6. Shema spoja žmigavca s programiranim UJ-tranzistorom (PUT-om) i tiristorom

PULZIRAJUČA STOP-SVJETLA NA AUTOMOBILIMA

Često dolazi do naleta jednog automobila na drugi samo zato što drugi vozač nije opazio da je vozač ispred njega kočio, tj. nije vidio da su se ,upalila stop-svjetla na prvom vozilu. Mnogi, želeći da budu bolje opaženi kad koče, postavljaju odzada na vozilu dodatna svjetla, što zapravo nije dopušteno. Naime, obično su to svjetla što ih je proizvođač opreme predvi­ dio za vožnju u magli, pa ih je dopušteno upotrebljavati samo zajedno s posebnim farovima za maglu, a ne smiju se priključivati paralelno sa stop-svjetlima. Radi boljeg uočavanja paljenja stop-svjetla često se upotre­ bljava jedna druga mjera - početak se kočenja najavljuje kratkim pulzirajućim svijetljenjem stop-svjetla. To se može postići, npr. posebnim spojem koji je prikazan na slici 13-7a. Osnovu spoja čini popularni tajmer-integrirani sklop 555 (75) koji počinje oscilirati čim dobije pogonski napon zatvaranjem kontakta kočnice. Signal s njegova izlaza 3 vodi se tranzistoru T2, a od njega tranzistoru 77 u čijem se kolektorskom krugu nalaze žarulje stop-svjetala. TI treba biti snažan silicijev PNP-tranzistor, jer kroz njega prolazi cjelokupna struja žarulja stop-svjetala, a to je kod žarulja od 18 W oko 3 A, a kod žarulja od 21 W oko 3,5 A. Istovremeno se počinje nabijati kondenzator Cl, pa pri dosezanju određenog napona prvo proradi PUT, koji aktivira tiristor, a taj stalno uključi tranzistor 77. Pri navedenom dimenzioniranju ele­ menata pulziranje traje oko 2 sekunde, a zatim stop-svjetla svijetle stalno. Čim se otpusti papuča kočnice, svjetla se ugase jer dodatni sklop ne dobiva više pogonski napon. 308

Upotrijebljeni poluvodiči: TI = BD 176, BD 178, BD 180, BD 186, (2N3792, AD 457*, AD 456*); T2 = BC 286, BC 211, BC 337 ili BC 338, svi od El-a; od ostalih proizvođača mogu biti: BC 140, BC 141, BC 142, BSX 45, BSX46, 2N3107, 2N1893;PUT = D13T1 (RIZ), IS = 555; Dl = = D2 = 1N4148, 1N914.

SI. 13—7a. Shema spoja elektroničkog sklopa za dobivanje pulzirajućih stop-svjetala na automobilima

SI. 13—7b. Shema spoja za nadomještanje PNP-tranzistora snage NPN-tranzistoiom snage za spoj na slici 13-7a

Germanijevi PNP-tranzistori za TI mogu nadomjestiti silicijev, ali onda žmiganje nije tako izrazito, iako zadovoljava.

309

Problem pri ostvarivanju opisanog spoja jest tranzistor 77, zato što je potreban tranzistor snage polariteta PNP (za kolektorsku struju od min. 3 ... 3,5 A), a takav domaće proizvodnje ne postoji niti ga ima u trgovinama. Međutim, to se dade riješiti pomoću dvaju tranzistora, jednim 2N3055, koji se može nabaviti, i drugim, običnim tranzistorom polariteta PNP kakvi su npr., BC 177, BC 178, BC 179, BC212, BC213, BC214, BC 287 i BC 307 od EI-a ili BC 177, BC 178, BC 179, BC 160, BC 161, BCY 78, BCY 79, 2N2906, 2N2907, BSX29 i 2N2894 od RIZ-a. Detalj sheme sa slike 13-7a u kojem je 77 nadomješten sa dva tranzistora. Tla i 776, prikazanje na slici 13-7b. REGULACIJA NAPONA ISPRAVUACKOG MOSTA Za regulaciju istosmjernog napona, na primjer kod stabilizatorskih spojeva, najčešće se upotrebljava serijski tranzistor. Ako je područje regu­ lacije veliko, a uz to je velika i struja kroz tranzistor, njegovo je opterećenje veliko, budući da se to veći dio energije pretvara u toplinu na tranzistoru, što je manji napon na izlazu. Zbog toga se kod većih stabilizatora često izvodi dvostruka regulacija, pa se uz regulaciju serijskog tranzistora mijenja i napon na njegovu ulazu. Primjer takve regulacije vidi se na slici 13-8. Ispravijački je most sastavljen od 2 diode i 2 ti ris tora, kojih tipovi ovise o naponu i struji koju

SI. 13-8. Shema spoja regulatora napona ispravljač kog mosta

310

most treba dati. Tiristori se okidaju impulsima iz sklopa s UJ-tranzistorom 2N2646. Za pogon tog sklopa upotrebljava se poseban ispravljački most s diodama D3... D6. Napon frekvencije 100 Hz iz tog se mosta ne filtrira, već mu se vrhovi odsijecaju Z-diodom Zxl2. Time je oscilator $ UJT čvrsto sinhroniziran s frekvencijom mreže. Frekvencija se oscilatora mijenja potenciometrom P, a time se mijenja i pobuda tiristora. Ako se takav most upotrebljava u stabilizatoru napona, potenciometar P se obično nalazi na istoj osovini s potenciometrom za regulaciju serijskog tranzistora. Potrošak je opisanog sklopa oko 25 mA, pa D3.. . D6 mogu biti bilo koje Si diode za napon od 150V, (npr. 1N4002, EI-Niš). Dodatni namot na transformatoru može se namotati žicom od 0,1 mm. Ako želimo da nam ovaj ispravljač služi kao štab ili zat o rs ii sklop za struje do 5 A, onda za TU i Ti2 možemo uzeti Iskrine tiristore BT 200 A, BT 220 A, a diode Dl i D2 BY 273 (Iskra) ili BYX 39-200 (EI).

REZERVNO NAPAJANJE Za sklopove kojima je potrebno neprekidno napajanje (na primjer digitalni satovi) može se načiniti dodatak, kojim se osigurava neprekinutost napajanja i u slučaju ispada mreže. Između trošila i stabiliziranog izvora napajanja, u našem slučaju za 5 V, nalazi se dioda Dl, a njoj paralelno spojen je krug baza-kolektor PNP-tranzistora, slika 13-9. Baterija za rezervno napajanje spojena je na emiter preko diode D2. Tako dugo dok stabilizirani izvor napaja, tranzistor je blokiran, jer je napon na. bazi pozitivniji od onog na kolektoru. Nestankom napona iz izvora tranzistor provede i sada se trošilo napaja iz baterije. Diode i tranzi-

Sl. 13-9. Shema spoja sklopa za rezervno napajanje

311

stor treba dimenzionirati prema trošilu, na primjer za struje do 0,35 A uzimaju se BC313 (EI) i BY233 (Iskra), ili BY 123P, BY 124P, 1N4001 (El)itd. VREMENSKI USPORENA REGULACIJA RASVJETE Regulacija rasvjete pomoću trijaka je poznata i često se upotrebljava. Međutim, takva se regulacija može načiniti i vremenski usporenom, što znači da je nakon uključenja potrebno neko vrijeme da se postigne puna snaga. Obratno je kod isključenja, kad se svjetlo postepeno gasi.

Spoj se vidi na slici 13-10. z,a pogon je upotrijebljen ispravljeni, nefiltrirani napon kojemu vrhove odsijeca Z-dioda ZD. UJ-tranzistor se pobuđuje preko spoja s tranzistorima 72 i T3. U krugu baze 72 nalazi se RC-sklop od 250 kiž i 100 pF, pa brzina regu­ lacije rasvjete ovisi o brzini nabijanja odnosno izbijanja kondenzatora, što znači ovisno o položaju potenciometra P. Kada se preklopkom Pr uzemlji baza TI, na potenciometar P se uključi puni napon i C se počne nabijati, pa se postepeno pojačava rasvjeta. Ako se pak baza TI priključi na pozitivan napon preko Pr, gornji kraj P se praktički uzemlji preko TI, pa se C počne izbijati. Vrijeme nabijanja odnosno izbijanja može se namjestiti od 0 do 30 sekundi. Trijak Tc priključen je preko malog transformatora s prijenosnim omjerom 1:1 i s dobrom izolacijom između primara i sekundara. Upotrijebljeni poluvodiči: Tl = T2 = T3 = BC 107, T4 = 2N2646, Dl... D4 = 1N4002, ZD = ZX 12. Tc = tip koji ovisi o snazi regulirane 312

žarulje. To treba biti 400-voltni trijak, a takav je npr. BT 851 D ili BT 861 D za struje do 3 A ili BT 850 D (BT 860 D) za struje do 6 A. Postoje među­ tim još i tipovi BT 853 D (BT 863 D) za struje do 10 A i BT 856 D (BT 886 D) za struje do 15 A, svi od Iskre. AKTIVIRANJE TRI JAKA PREKO OPTOELEKTRONIČKOG VEZNOG ELEMENTA Zbog svojih izolacijskih svojstava optoelektronički vezni element je pogodan za upravljanje krugova koji su neposredno spojeni na gradsku mrežu; na primjer, može se regulirati raspeta trijakom, prema spoju na slici 13-11.

SI. 13-11. Shema spoja za aktiviranje trijaka pomoću optoelektioničkog veznog elementa

U krugu upravljačke elektrode trijaka nalazi se ispravljački most, a "trošilo” ispravljenog napona je tranzistor T, na primjer BC 107. Potenciometrom P regulira se struja kroz svjetlosnu diodu, a time i kroz tranzistore u Darlingtonovu spoju. Sto je veća struja kroz most, veći je i kut kroz koji je aktivirana upravljačka elektroda, a time i trijak, pa i žarulja jače svijetu. Spoj se može upotrijebiti i za neki niži napon, i tada treba umjesto otpornika od 3,3 kft uzeti odgovarajuću manju vrijednost, tako da na mostu bude napon od oko 15 V. Upotrijebljeni poluvodiči:£)7 = D2 = D3 = D4-D5= 1N914(1N4148), optoelektronički vezni element je npr. IL 74, SU 25 i slični. Tip trijaka ovisi o struji trošila; popis tipova koji dolaze u obzir navedeni su uz shemu spoja na sUci 13-10. 313

PRAKTIČAN IZVOR KONSTANTNE STRUJE Za razne praktične potrebe može se načiniti jednostavan izvor kon­ stantne struje s dva tranzistora, slika 13-12. Mogu se upotrijebiti bilo koja dva komplementarna tranzistora tipa BC, na primjer BC 107 i BC 177 i slično. Preklopkom Pr bira se veličina konstantne struje koja će teći vanjskim krugom. Iznos struje, na primjer na području 10 mA (ili 1 mA), namjesti se potenciometrom P i ako su otpornici za područja točni, u ostalim će se položajima preklopke /V dobiti odgovarajuće struje.

SI. 13-12. Shema spoja praktičnog izvora konstantne struje

Ako nemamo točne otpornike potrebne vrijednosti, možemo ih lako dobiti paralelnim spajanjem nekoliko otpornika. Pri tome između priključnica za vanjsko trošilo spojimo miliampermetar, jer je struja u vanjskom krugu konstantna počev od kratkog spoja pa do neke veće vrijednosti otpora Rp, na primjer do 390 £2 na području od 10 mA, 3,9 kn na području od 1 mA, itd.

SI. 13-13. Shema jednostavnog spoja za konstantnu struju

314

Pogonski napon od 5 V treba da je što stabilniji, pa je taj izvor kon­ stantne struje zgodno načiniti kao dodatak nekom stabiliziranom izvoru napona. Tranzistor s efektom polja (FET) zbog svojih je karakteristika također veoma pogodan element za realizaciju jednostavnog spoja za konstantnu struju. Spoj se vidi na slici 13-13, i očito je da jednostavniji ne može biti. Između upravljačke elektrode i uvoda nalazi «se potenciometar kojim se namješta Željena struja od 1 do 5 mA, uz navedenu vrijednost potenciometra. Otpornik od 1 kft određuje najveću struju ovog spoja. Ako je po­ trebna manja struja, treba uzeti potenciometar većeg otpora. FET je bilo koji tip s P-kanalom (npr. 2N3819, E300 itd.). AKTIVIRANJE RELEJA PREKO OFTOELEKTRONIČ KIH VEZNIH ELEMENATA

Optoelektronićki vezni elementi su idealni za potpuno galvansko odvajanje krugova, a izolacija između oba kruga obično je predviđena Čak za 2 kV i više. Primjer za aktiviranje releja vidi se na slici 13-14. Svje­ tlosna dioda se aktivira priključenjem napona od 6 V, te proradi foto-

SI. 13-14. Shema spoja sklopa za aktiviranje releja pomoću optoelektronićkog veznog elementa (l)

tranzistor i preko njega relej. Spoj je predviđen za vezni element s fototranzistorom u Darlingtonovu spoju, kakav je, na primjer, Hl 1B ili sličan ... Otpor releja treba biti takav da se ne prekorači .dopuštena kolektorska struja. Dioda Dl služi za zaštitu svjetlosne diode u veznom elementu od pogrešnog polariteta. Ako imamo vezni element $ običnim fototranzistorom, a relej je rela­ tivno niskoomski, možemo ga spojiti prema slici 13-15. Dodan je pomoćni 315

tranzistor, na primjer BC 107, pa opet imamo Darlingtonov spoj, koji se može opteretiti i sa 100 mA. Dl = D2 = npr. 1N914 (1N4148).

SI. 13-15. Shema spoja sklopa za aktiviranje releja pomoći' optoelektronićkog veznog elementa (II)

DOBIVANJE PRAVOKUTNOG NAPONA FREKVENCIJE 100 Hz Pravokutni napon frekvencije 100 Hz može se dobiti iz gradske mreže jednostavnim spojem s dva optoelektronička vezna elementa (optokoplera), prema slici 13-16. Svjetlosne diode u njima spojene su antiparalelno na

SI. 13-16. Shema spoja sklopa za dobivanje pravokutnog napona frekvencije 100 Hz pomoću optoelektronićkih veznih elemenata

316

izmjenični napon 6 ... 12 V, 50 Hz, pa jedna propušta jednu, a druga drugu poluperiodu. Trimer-potenciometrom namješta se dopuštena struja kroz diode, na primjer 10 mA. Fototranzistori su spojeni paralelno i na zajedničkom se emiterskom otporniku dobiva pravokutni napon frekvencije 100 Hz. Takav je spoj praktički neosjetljiv na razne smetnje iz mreže, pa je pogodan, na primjer, za digitalne satove i slično. Tranzistori se napajaju iz izvora uređaja, za koji su namijenjeni impulsi 100 Hz (0,01 s). Optoelektronički vezni element je npr. IL 74, SU 25 ili sličan. POVEĆANJE ULAZNOG OTPORA TRANZ1STORSKIH SKLOPOVA Bipolarni tranzistor je strujno pojačalo, pa ima relativno malen ulazni otpor, što u nekim slučajevima može smetati. Zbog toga se upotrebljavaju razni spojevi kojima se postižu znatno veći ulazni otpori (nekoliko stotina kilooma). Jedan je primjer prikazan na slici 13-17. Radi se o poznatom Darlingtonovu spoju dvaju tranzistora, ovdje izvedenom u spoju emiterskog sljedila, pa sklop radi bez pojačanja. Ulazni mu je otpor oko 1 Mi2, a izlazni oko 2 ki2, što znači da radi kao transformator impedancije.

SI. 13-17. Shema spoja za povećanje ulaznog otpora Darlingtonovim spojem

Drugi se primjer vidi na slici 13-18. To je takozvani butstrep (bootstrap) spoj, s dvostrukom povratnom vezom između dva tranzistora. Taj sklop međutim radi i kao pojačalo (oko 10 puta). Povećanjem vrijednosti otpornika R5 može se ulazni otpor smanjiti, i obrnuto, ali se istodobno mijenja i pojačanje sklopa. Oba se opisana spoja često upotrebljavaju u NF i širokopojasnim pojačalima (oko stotinjak kHz). Tranzistori TI i T2 su BC 108. 317

SIMETRIČNI IZLAZNI STUPANJ Za razne oscilatore, generatore valova raznih oblika i slično, poželjno je da na izlazu daju simetričan izmjenični napon u odnosu prema nultoj točki sklopa. S druge strane, takav izvor treba da ima što manji izlazni otpor, jer se onda bez problema mogu upotrijebiti dugački priključni vodovi i dobiti dovoljna izlazna energija. +9(1?)V

SI. 13-19. Shema spoja simetričnog izlaznog stupnja s malim izlaznim otporom 318

Na slici 13-19 prikazan je simetričan izlazni stupanj s tranzistorima BD135 i BD 136. Uz pogonski napon od 12 V izlazni je otpor oko 10i2. Kod napona na ulazu od 6 V, potrošak struje izlaznog stupnja je oko 180 mA. Ako se smanje otpornici za baze tranzistora, smanjit će se i izlazni otpor, ali će se povećati struja koju treba dati dvostruki izvor napajanja. Spoj se može upotrijebiti sve do područja MHz. Tranzistorima treba osigurati dobro hlađenje. Umjesto komplementarnog para tranzistora BD 135/136, mogu se upotrijebiti El-ovi BC 327/BC 337 ili BC 328/BC 338.

319

u

Prijedlozi za zamjenu nekih poluvodičkih elemenata U nastavku su dane tablice koje će korisnicima ovog priručnika olakšati izbor nekih poluvodičkih elemenata u slučaju da ne raspolažu tipom nave­ denim u shemama. Tablice zbog ograničenog prostora nisu potpune a osim toga za tu svrhu postoje i posebni priručnici. Tip u originalnom spoju

Ekvivalentni i slični tipovi

Tranzistori AC 530

O C 7 0 , O C 3 0 2 , O C 3 0 3 . O C 6 0 2 , A C 1 5 1 V .G F I 2 0 . T F 6 5 ( c r v e n i , žuti). 2SB54

AC 540 i

O C 71, O C 304 (1 i 2), O C 602, O C 603, O C 604, A C 122, A C 125,

AC 541

A C 126, A C 151 (IV i V ), A C 163, A C 191. G FT 21, G FT 25, SFT 352,

TF

65

(zeleni,

ljubičasti),

2N280,

2SB44,

2SB77.

2N2429,

2N1190 AC 542

O C 75, O C 304 (3), O C 603, O C 604 (ljubičasti), A C 122 (zeleni), AC

125, AC

126, AC

151 (V ), A C

191, GFT

21/30, SFT 353, TF

65/30, 2SB 54, 2SB 77 AC 550

O C 72. O C 76, O C 77, O C 304 (1), O C 308, O C 602 spec., O C 604 spec., A C

128, AC

131, AC

151, AC

153, AC

162, GFT

32, SFT

321, SFT 353, TF 66, TF 75, 2SB56 AC 553

OC 74, OC 318, AC 105, AC 117, AC 124, AC 128, AC 153, GFT 34/15, SFT 125, TF 66/30, 2SB 156

AC 554

OC 79, AC 105, AC 106

AC 555

OC 80

AD 431

O C 16, O C 30, A D 130, TF 80/30

AD 436

AD 130, OC 26, OC30

AD 542

AD 104, ASZ 18

321

Tip u originalnom spoju

Ekvivalentni i slični tipovi

AF 260

OC 45, OC 612, OC 390, AFY 15, AF 101, AF 126, AF 137, AF 132, AF 133, AF 187, AF 196, ASY 26, ASY 27, SFT 307, 2SA49, 2SB45, 2SB101, GFT 45

AF 261

OC 44, OC 613, OC 400, OC 410, AF 125, GFT 44, TF 9, SFT 358, 2SA15, 2SA52

BC 107

BC 129, BC 147, BC 167, BC 171, BC 182, BC 197, BC 207, BC 237, BC 317, BC 329, BC 347, BC 382, BC 407, BC 414, BC 437, BC 467, BC 520, BC 527, BC 547, BC 550, BC 582, SC 206, (BCW 82)

BC 108

BC 148, BC 168, BC 172, BC 183, BC 208, BC 238, BC 318, BC 348, BC 383, BC 408, BC 413, BC 414, BC 438, BC 468, BC 528, BC 548, BC 583', SC 207

BC 109

BC 131, BC 149, BC 169, BC 173, BC 184, BC 199, BC 209, BC • 239, BC 319, BC 349, BC 384, BC 409, BC 413, BC 414, BC439, BC 469, BC 549, BC 584

BC 177

BC 157, BC 204, BC 212, BC 251*BC 257, BC 261, BC 307, BC 320, BC 350, BC 416, BC 417, BC 512, BC 557

BC 178

BC 158, BC 205, BC 213, BC 252, BC 258, BC 262, BC 308, BC 321, BC 351, BC 415, BC 416, BC 418, BC 513, BC 558

BC 179

BC 159, BC 206, BC 214, BC 259, BC 263, BC 309, BC 322, BC 352, BC 353, BC 415, BC 416,BC 419, (BC 479),BC 514,(BC 560)

OC 170

AF 115, AF 125, GFT 43B, AF 136, SFT 316, OC 614, SFT 357, 2SC234, 2N1110, 2N370, AF 105

OC 171

AF 106, AF 114, OC 615, AF 130, AF 131, AF 135, SFT 357P, AF 178, BF 342, 2N346, 2SA235, GFT 42B, 2SC135, 2N384, 2N299, 2N2495

BN 800

Dijaci ER 900, 1N5411, STD-28, ST-2, BR 100, DA 4, STD-36, 40583, A-9903, V-341, D-32, GT-40

Sve u tablici navedene zamjene odnose se na ekvivalentne ili vrlo slične tipove tranzistora. Međutim, ako u nekom sooiu mogu raditi različiti tipovi tranzistora koji nisu ekvivalentni, pa čaki ni slični po podacima, onda su moguće zamjene' naznačene na kraju opisa shema spoja, dakle u tekstu.

322

323

knjige

-........- ■ -

-.......

IZAŠLO IZ TISKA

A. Zidan — B. Milobar: SPOJEVI S TRANZISTORIMA knjiga druga U izdanju Tehničke knjige iz Zagreba iz tiska je izašla knjiga SPOJEVI S TRANZISTORIMA II. Prva knjiga s istim naslovom izašla je do sada u 12 izdanja što je ponukalo autore da sastave novu knjigu s istom tematikom ali s drugačijim sadržajem. Dodana su i neka nova poglavlja, npr. automobilska elektronika, a i sheme za samogradnju su naravno posve nove. Knjiga SPOJEVI S TRANZISTORIMA II ne zamje­ njuje i ne isključuje spomenutu prvu knjigu, već je nadopunjuje; neki su slični spojevi u drugoj knjizi izvedeni na drugi način i s drugim sastavnim dijelovima. Preporučamo zato zainteresiranima da nabave obje. Svi spojevi opisani u ovim knjigama ispitani su u praksi, a težilo se izvesti ih sa što je moguće više ele­ ktroničkih komponenata koje se mogu nabaviti u nas. IZAŠLO IZ TISKA

IZAŠLO IZ TISKA

B. Milobar — A. Zidan: SPOJEVI S INTEGRIRANIM SKLOPOVIMA knjiga druga l U izdanju IRO Tehnička knjiga izašla je iz tiska knjiga "Spojevi s integriranim sklopovima" II pa sa već postojećom prvom knjigom, pod istim naslovom, čini jednu potpuniju cjelinu. Obje su knjige logički nastavak knjiga istih autora: "Spojevi s tranzistorima" I i II u izdanju naše kuće. Integrirani sklopovi uzrokovali su pravu revoluciju u kon­ strukcijama elektroničkih uređaja, jer su mogućnosti što ih pružaju tranzistori višestruko povećane. I naši proizvođači izrađuju integrirane sklopove, ali se na žalost nisu pobrinuli da određenom krugu svojih potrošača — hobistima, dadu osim šturih podataka i neke zgodne prijedloge za samogradnju. Ta je činjenica potakla autora Božu Milobara i Alfreda Zidana da pripreme zbirku spojeva s integriranim sklopovima. Svi u njoj opisani spojevi ispitani su u praksi. U drugoj knjizi su spojevi s novijim integriranim sklopo­ vima koji su se međuvremeno pojavili na tržištu, te s novim spojevima za ranije objavljene sheme u prvoj knjizi. Posebno je zanimljivo posljednje 20. poglavlje u kojem je naveden pregled integriranih sklopova porodice TTL zaje­ dno s prikazom priključaka na njihovim kućištima.

.■

USKORO IZLAZI

A. Zidan — B. Milobar

SPOJEVI S TRANZISTORIMA III (Treća knjiga) Također je u pripremi iste izdavačke kuće izdanje SPO­ JEVI S TRANZISTORIMA III (treća knjiga)-s nizom novih spojeva s poluvodičkim elementima. Kao prve dvije tako je i treća knjiga SPOJEVI S TRANZISTORIMA III namijenjena praktičarima, hobistima i amaterima. Preporučujemo zainte­ resiranima da kompletiraju sve tri knjige.