Схематичні позначення. Секрети зарубіжних радіосхем
Науково-популярне видання
Яценков Валерій Станіславович
Секрети закордонних радіосхем
Підручник-довідник для майстра та любителя
Редактор О.І. Осипенко
Коректор В.І. Кисельова
Комп'ютерна верстка А. С. Варакіна
B.C. Яценків
СЕКРЕТИ
ЗАРУБІЖНИХ
РАДІОСХЕМ
Підручник-довідник
для майстра та любителя
Москва
Майор Видавець Осипенко О.І.
2004
Секрети зарубіжних радіосхем. Підручник-довідник для
майстри та любителя. – М.: Майор, 2004. – 112 с.
Від автора
1. Основні типи схем 1.1. Функціональні схеми 1.2. Принципові електричні схеми 1.3. Наочні зображення 2. Умовні графічні позначення елементів важливих схем 2.1. Провідники 2.2. Перемикачі, роз'єми 2.3. Електромагнітне реле 2.4. Джерела електричної енергії 2.5. Резистори 2.6. Конденсатори 2.7. Котушки та трансформатори 2.8. Діоди 2.9. Транзистори 2.10. Диністори, тиристори, симістори 2.11. Вакуумні електронні лампи 2.12. Газорозрядні лампи 2.13. Лампи розжарювання та сигнальні лампи 2.14. Мікрофони, звуковипромінювачі 2.15. Запобіжники та розмикачі 3. Самостійне застосування важливих схем крок за кроком 3.1. Побудова та аналіз простої схеми 3.2. Аналіз складної схеми 3.3. Складання та налагодження електронних пристроїв 3.4. Ремонт електронних пристроїв
Автор спростовує поширену оману, ніби читання радіосхем та їх використання під час ремонту побутової апаратури доступне лише підготовленим фахівцям. Велика кількість ілюстрацій та прикладів, жива та доступна мова викладу роблять книгу корисною для читачів з початковим рівнем знання радіотехніки. Особливу увагу приділено позначенням та термінам, що застосовуються у зарубіжній літературі та документації до імпортної. побутової техніки.
ВІД АВТОРА
Насамперед, шановний читачу, ми дякуємо вам за інтерес, виявлений до цієї книги.
Брошура, яку ви тримаєте в руках, лише перший крок на шляху до неймовірно захоплюючих знань. Автор і видавець вважатимуть своє завдання виконаним, якщо ця книга не лише послужить довідником для початківців, а й надасть їм впевненості у своїх силах.
Ми постараємося наочно показати, що для самостійного складання простої електронної схеми чи нескладного ремонту побутового приладузовсім не потрібно мати великимобсягом спеціальних знань. Зрозуміло, для розробки власної схеми потрібно знання схемотехніки, тобто вміння будувати схему відповідно до законів фізики та за параметрами та призначенням електронних приладів. Але й у разі не обійтися без графічної мови схем, щоб спочатку правильно зрозуміти матеріал підручників, та був правильно викласти власну думку.
Готуючи видання, ми не ставили собі за мету в стислому вигляді переказати зміст ГОСТів та технічних стандартів. Насамперед ми звертаємося до тих читачів, у кого спроба застосувати на практиці або самостійно зобразити електронну схему викликає розгубленість. Тому в книзі розглянуто лише найчастіше застосовуванісимволи та позначення, без яких не обходиться жодна схема. Подальші навички читання та зображення принципових електричних схем прийдуть до читача поступово, у міру набуття ним практичного досвіду. У цьому сенсі вивчення мови електронних схем схоже вивчення іноземної мови: спочатку ми запам'ятовуємо алфавіт, потім найпростіші слова та правила, за якими будується пропозиція. Подальше знання приходить тільки з інтенсивною практикою.
Одна з проблем, з якою стикаються радіоаматори-початківці, які намагаються повторити схему зарубіжного автора або відремонтувати побутовий пристрій, полягає в тому, що існує розбіжність між системою умовних графічних позначень (УДО), прийнятих раніше в СРСР, і системою УДО, що діє в зарубіжних країнах. Завдяки широкому поширенню конструкторських програм, забезпечених бібліотеками УДО (майже всі вони розроблені за кордоном), закордонні схемні позначення вторглися і у вітчизняну практику незважаючи на систему ГОСТів. І якщо досвідчений фахівець здатний зрозуміти значення незнайомого символу, виходячи із загального контексту схеми, то у любителя-початківця це може викликати серйозні труднощі.
Крім того, мова електронних схем періодично зазнає змін та доповнень, накреслення деяких символів змінюється. У цій книзі ми спиратимемося в основному на міжнародну систему позначень, оскільки саме вона використовується в схемах до імпортної побутової апаратури, у стандартних бібліотеках символів для популярних комп'ютерних програм та на сторінках зарубіжних веб-сайтів. Будуть згадані і позначення, які офіційно застаріли, але на практиці зустрічаються в багатьох схемах.
1. ОСНОВНІ ТИПИ СХЕМ
У радіотехніці найчастіше застосовуються три основних типи схем: функціональні схеми, принципові електричні схеми та наочні зображення. При вивченні схеми якогось електронного пристрою, як правило, використовують усі три типи схем, причому саме в перерахованому порядку. У деяких випадках, для підвищення наочності та зручності, схеми можуть частково комбінуватися.
Функціональна схемадає наочне уявлення про загальну структуру пристрою. Кожен функціонально закінчений вузол представляють на схемі у вигляді окремого блоку (прямокутника, кола тощо), із зазначенням виконуваної ним функції. Блоки з'єднуються між собою лініями - суцільними або пунктирними, зі стрілками або без них відповідно до того, як вони впливають один на одного в процесі роботи.
Принципова електрична схемапоказує, які компоненти входять у схему і як з'єднуються між собою. На принциповій схемі часто вказують осцилограми сигналів та величини напруги та струму в контрольних точках. Цей різновид схем найбільш інформативний, і їй ми приділимо найбільшу увагу.
Наочні зображенняіснують у кількох варіантах і призначені, як правило, для полегшення монтажу та ремонту. До них входять схеми розміщення елементів на друкованій платі; схеми укладання з'єднувальних провідників; схеми з'єднання окремих вузлів одна з одною; схеми розміщення вузлів у корпусі виробу тощо.
1.1. ФУНКЦІОНАЛЬНІ СХЕМИ
Мал. 1-1. Приклад функціональної схемикомплексу закінчених пристроїв
Функціональні схеми можуть застосовуватись для декількох різних цілей. Іноді вони застосовуються для того, щоб показати, як взаємодіють між собою різні функціонально закінчені пристрої. Як приклад можна навести схему з'єднання телевізійної антени, відеомагнітофона, телевізора та інфрачервоного пульта дистанційного керування ними (рис. 1-1). Подібну схему можна побачити у будь-якій інструкції до відеомагнітофона. Дивлячись на цю схему, ми розуміємо, що антену необхідно підключати до входу відеомагнітофона, щоб мати можливість записувати передачі, а пульт дистанційного керування універсальний і може керувати обома пристроями. Зверніть увагу, що антена показана за допомогою символу, який застосовується також і в принципових електричних схемах. Подібне "змішування" символів допускається у разі, коли функціонально закінчений вузол є деталь, що має власне графічне позначення. Забігаючи вперед, скажімо, що трапляються і зворотні ситуації, коли є частиною принципової електричної схемизображується у вигляді функціонального блоку.
Якщо при побудові блок-схеми пріоритет віддається зображення структури пристрою або комплексу пристроїв, таку схему називають структурної.Якщо ж блок-схема є зображенням кількох вузлів, кожен з яких виконує певну функцію, і показані зв'язки між блоками, то таку схему зазвичай називають функціональною.Цей поділ є певною мірою умовним. Наприклад, рис. 1-1 одночасно показує і структуру домашнього відеокомплексу та функції, що виконуються окремими пристроями, та функціональні зв'язки між ними.
При побудові функціональних схем прийнято дотримуватись певних правил. Основне з них полягає в тому, що напрямок проходження сигналу (або порядок виконання функцій) відображається на кресленні зліва направо та зверху вниз. Винятки робляться лише у разі, коли схема має складні чи двонаправлені функціональні зв'язки. Постійні з'єднання, якими поширюються сигнали, виконують суцільними лініями, при необхідності - зі стрілками. Непостійні з'єднання, які діють залежно від будь-якої умови, іноді показують пунктирними лініями. При розробці функціональної схеми важливо правильно вибрати рівень деталізації.Наприклад, слід подумати, чи зображати на схемі попередній і кінцевий підсилювачі різними блоками, чи одним? Бажано, щоб рівень деталізації був однаковим всім компонентів схеми.
Як приклад розглянемо схему радіопередавача з амплітудно-модульованим вихідним сигналом на рис. 1-2а. Вона складається з низькочастотної частини та високочастотної частини.
Мал. 1-2а. Функціональна схема найпростішого AM передавача
Нас цікавить напрямок передачі мовного сигналу, приймаємо його напрямок за пріоритетне, і НЧ-блоки малюємо вгорі, звідки модулюючий сигнал, пройшовши зліва направо НЧ-блоками, потрапляє вниз, у високочастотні блоки.
Головна перевага функціональних схем у тому, що за умови оптимальної деталізації виходять універсальні схеми. У різних радіопередавачах можуть використовуватися зовсім різні принципові схеми генератора, що задає, модулятора і т. п., але схеми з невисоким ступенем деталізації у них будуть абсолютно однакові.
Інша річ, якщо застосовується глибока деталізація. Наприклад, в одному радіопередавач джерело опорної частоти має транзисторний помножувач, в іншому застосовується синтезатор частот, а в третьому - найпростіший кварцовий генератор. Тоді деталізовані функціональні схеми цих передавачів будуть різними. Таким чином, деякі вузли на функціональній схемі, у свою чергу, також можуть бути представлені у вигляді функціональної схеми.
Іноді, щоб зробити акцент на будь-які особливості схеми або підвищити її наочність, застосовують комбіновані схеми (рис. 1-26 і 1-2в), на яких зображення функціональних блоків поєднується з більш менш докладним фрагментом принципової електричної схеми.
Мал. 1-2б. Приклад комбінованої схеми
Мал. 1-2в. Приклад комбінованої схеми
Блок-схема, зображена на рис. 1-2а є різновидом функціональної схеми. На ній не показано, як саме і скільки провідників блоки з'єднуються між собою. Для цієї мети служить схема міжблочних з'єднань(Рис. 1-3).
Мал. 1-3. Приклад схеми міжблочних з'єднань
Іноді, особливо коли йдеться про пристрої на логічних мікросхемах чи інших пристроях, що діють за певним алгоритмом, необхідно схематично зобразити цей алгоритм. Зрозуміло, алгоритм роботи мало відображає особливості побудови електричної схеми пристрою, але дуже корисний при його ремонті або налаштуванні. При зображенні алгоритму зазвичай користуються стандартними символами, які застосовуються під час документування програм. На рис. 1-4 показані найчастіше вживані символи.
Як правило, їх достатньо для опису алгоритму роботи електронного чи електромеханічного пристрою.
Як приклад розглянемо фрагмент алгоритму роботи блоку автоматики пральної машини(Рис. 1-5). Після включення живлення перевіряється наявність води у баку. Якщо бак порожній, відкривається впускний клапан. Потім клапан утримується відкритим доти, доки спрацює датчик верхнього рівня.
Початок або кінець алгоритму
Арифметична операція, що виконується програмою, або певна дія, що виконується пристроєм
Коментар, пояснення чи опис
Операція введення чи виведення
Бібліотечний модуль програми
Перехід за умовою
Безумовний перехід
Міжсторінковий перехід
Сполучні лінії
Мал. 1-4. Основні символи опису алгоритмів
Мал. 1-5. Приклад алгоритму роботи блоку автоматики
1.2. ПРИНЦИПНІ
ЕЛЕКТРИЧНІ СХЕМИ
Досить давно, за часів першого радіоприймача Попова, не існувало чіткої різниці між наочними та принциповими схемами. Найпростіші пристрої на той час цілком успішно зображували як злегка абстрагованого малюнка. І зараз у підручниках можна зустріти зображення найпростіших електричних схем у вигляді малюнків, на яких деталі показані приблизно так, як вони виглядають насправді та як з'єднані між собою їхні висновки (рис. 1-6).
Мал. 1-6. Приклад відмінності між монтажною схемою(А)
та принциповою електричною схемою (В).
Але для чіткого розуміння того, що таке принципова електрична схема, слід пам'ятати: Розміщення символів на принциповій електричній схемі не обов'язково відповідає реальному розміщенню компонентів та з'єднувальних провідників пристрою.Більш того, поширеною помилкою початківців радіоаматорів при самостійній розробці друкованої плати є спроба розміщення компонентів максимально близько до того порядку, в якому вони зображені на принциповій схемі. Як правило, оптимальне розміщення компонентів на платі значно відрізняється від розміщення символів на схемі.
Отже, на важливій електричної схемою бачимо лише умовні графічні позначення елементів схеми пристрою із зазначенням їх ключових параметрів (ємність, індуктивність тощо. п.). Кожен компонент схеми певним чином пронумеровано. У національних стандартах різних країн щодо нумерації елементів є ще більші розбіжності, ніж у випадку з графічною символікою. Оскільки ми ставимо собі завдання навчити читача розумінню схем, зображених за "західними" стандартами, наведемо короткий перелік основних літерних позначень компонентів:
| Літерне позначення | Значення | Значення |
| ANT | Antenna | Антена |
| У | Battery | Батарея |
| З | Capacitor | Конденсатор |
| СВ | Circuit Board | Монтажна плата |
| CR | Zener Diode | Стабілітрон |
| D | Diode | Діод |
| ЕР або Earphone | РН | Головні телефони |
| F | Fuse | Запобіжник |
| I | Lamp | Лампа розжарювання |
| ІС | Integrated Circuit | Інтегральна схема |
| J | Receptacle, Jack, Термінальний Strip | Гніздо, патрон, клемник |
| До | Relay | Реле |
| L | Inductor, choke | Котушка, дросель |
| LED | Light-emitting diode | Світлодіод |
| М | Meter | Вимірювач(узагальнений) |
| N | Neon Lamp | Неонова лампа |
| Р | Plug | Штепсельна вилка |
| PC | Photocell | Фотоелемент |
| Q | Transistor | Транзистор |
| R | Resistor | Резистор |
| RFC | Radio frequency choke | Високочастотний дросель |
| RY | Relay | Реле |
| S | Switch | Перемикач, вимикач |
| SPK | Speaker | Гучномовець |
| T | Transformer | Трансформатор |
| U | Integrated Circuit | Інтегральна схема |
| V | Vacuum tube | Радіолампа |
| VR | Voltage regulator | ювелірні вироби напр. |
| X | Solar cell | Сонячний елемент |
| XTAL або Crystal | Кварцовий резонатор Y | |
| Z | Circuit assembly | Вузол схеми у зборі |
| ZD | Zener Diode (rare) | Стабілітрон (застарілий) |
Багато компонентів схеми (резистори, конденсатори тощо) можуть бути присутніми на кресленні більше одного разу, тому до літерного позначення додається цифровий індекс. Наприклад, якщо у схемі є три резистори, то вони будуть позначені, як R1, R2 та R3.
p align="justify"> Принципові схеми, як і блок-схеми, компонують таким чином, щоб вхід схеми знаходився зліва, а вихід справа. Під вхідним сигналом мають на увазі також джерело енергії, якщо схема є перетворювач або регулятор, а під виходом мається на увазі споживач енергії, індикатор або вихідний каскад з вихідними клемами. Наприклад, якщо ми малюємо схему імпульсної лампи-спалаху, то зображуємо зліва направо по порядку мережеву вилку, трансформатор, випрямляч, генератор імпульсів та імпульсну лампу.
Нумерація елементів здійснюється зліва направо та зверху вниз. При цьому можливе розміщення елементів на друкованій платі не має жодного відношення до порядку нумерації - принципова електрична схема має найвищий пріоритет щодо інших типів схем. Виняток робиться, коли більшої наочності важлива електрична схема розбивається на блоки, відповідні функціональної схеме. Тоді до позначення елемента додається префікс, відповідний номер блоку на функціональній схемі: 1-R1, 1-R2, 2L1, 2L2 і т.п.
Крім буквенно-цифрового індексу поруч із графічним позначенням елемента часто пишуть його тип, марку чи номінал, мають принципове значення до роботи схеми. Наприклад, для резистора це величина опору, для котушки – індуктивність, для мікросхеми – маркування виробника. Іноді інформацію про номінали та маркування компонентів виносять в окрему таблицю. Такий спосіб зручний тим, що дозволяє дати розширені відомості про кожен компонент - намотувальні дані котушок, особливі вимоги до типу конденсаторів і т.п.
1.3. НАГЛЯДНІ ЗОБРАЖЕННЯ
Принципові електричні схеми та функціональні блок-схеми вдало доповнюють одна одну та легкі для розуміння за наявності мінімального досвіду. Тим не менш, дуже часто двох цих схем буває недостатньо для повноцінного розуміння конструкції пристрою, особливо коли йдеться про його ремонт або збирання. У цьому випадку застосовують кілька різновидів наочних зображень.
Ми вже знаємо, що принципові електричні схеми не показують фізичну сутність монтажу, і це завдання вирішують наочні зображення. Але, на відміну блок-схем, які можуть бути однаковими для різних електричних схем, наочні зображення невіддільні від відповідних їм принципових схем.
Розглянемо кілька прикладів наочних зображень. На рис. 1-7 показаний різновид монтажної схеми - схема розведення з'єднувальних провідників, зібраних в екранований джгут, причому малюнок максимально відповідає укладання провідників у реальному пристрої. Зауважимо, що іноді для полегшення переходу від принципової схеми до монтажної на принциповій схемі також вказують кольорове маркування провідників і символ екранованого дроту.
Мал. 1-7. Приклад схеми розведення з'єднувальних провідників
Наступним типом наочних зображень, що широко застосовується, є різні схеми розміщення елементів. Іноді вони поєднуються зі схемою розведення провідників. Схема, зображена на рис. 1-8, дає нам достатню інформацію про компоненти, з яких повинна складатися схема мікрофонного підсилювача, щоб ми могли їх придбати, але нічого не говорить про фізичні розміри компонентів, плати та корпусу, а також розміщення компонентів на платі. Але у багатьох випадках розміщення компонентів на платі та/або корпусі має принципове значення для надійної роботи пристрою.
Мал. 1-8. Схема найпростішого мікрофонного підсилювача
Попередня схема успішно доповнюється монтажною схемою рис. 1-9. Це двовимірна схема, на ній можуть бути вказані довжина та ширина корпусу чи плати, але не висота. Якщо потрібно вказати висоту, то окремо наводять вигляд збоку. Компоненти зображені як символів, та їх піктограми немає нічого спільного з УДО, а тісно пов'язані з реальним зовнішнім виглядом деталі. Зрозуміло, доповнення настільки простої принципової схеми ще й схемою монтажу може здатися зайвим, але цього не можна сказати про складніші пристрої, що складаються з десятків і сотень деталей.
Мал. 1-9. Наочне зображення монтажу для попередньої схеми
Найважливішим і найпоширенішим різновидом монтажних схем є схема розміщення елементів на друкованій платіПризначення подібної схеми - вказати порядок розміщення електронних компонентів на платі при монтажі та полегшити їх перебування при ремонті (нагадаємо, що розміщення компонентів на платі не відповідає їхньому розміщенню на принциповій схемі). Один із варіантів наочного зображення друкованої плати наведено на рис. 1-10. В даному випадку хоч і умовно, але досить точно показані форма і розміри всіх компонентів, а їх символи мають нумерацію, що збігається з нумерацією на принциповій електричній схемі. Пунктирними контурами показані елементи, які можуть бути відсутні на платі.
Мал. 1-10. Варіант зображення друкованої плати
Такий варіант зручний при ремонті, особливо, коли працює фахівець, який за своїм досвідом знає характерний вигляд і розміри практично всіх радіодеталей. Якщо ж схема складається з безлічі дрібних і схожих один на одного елементів, а для ремонту потрібно знайти на платі безліч контрольних точок (наприклад, підключення осцилографа), то робота істотно ускладнюється навіть для фахівця. І тут на допомогу приходить координатна схема розміщення елементів (рис. 1-1 1).
Мал. 1-11. Координатна схема розміщення елементів
Система координат, що застосовується, чимось нагадує координати на шахівниці. У цьому прикладі плата розділена на дві, позначені літерами А і В, поздовжні частини (їх може бути більшими) і з цифрами поперечні частини. Зображення плати доповнено таблицею розміщення елементів,приклад якої наведено нижче:
| Ref Desig | Grid Loc | Ref Desig | Grid Loc | Ref Desig | Grid Loc | Ref Desig | Grid Loc | Ref Desig | Grid Loc |
| C1 | B2 | C45 | A6 | Q10 | R34 | A3 | R78 | B7 | |
| C2 | B2 | C46 | A6 | Q11 | R35 | A4 | R79 | B7 | |
| C3 | B2 | C47 | A7 | Q12 | B5 | R36 | A4 | R80 | B7 |
| C4 | B2 | C48 | B7 | Q13 | R37 | A4 | R81 | B8 | |
| C5 | B3 | C49 | A7 | Q14 | A8 | R38 | B4 | R82 | B7 |
| C6 | B3 | C50 | A7 | Q15 | A8 | R39 | A4 | R83 | B7 |
| C7 | B3 | C51 | A7 | Q16 | B5 | R40 | A4 | R84 | B7 |
| C8 | B3 | C52 | A8 | Q17 | R41 | R85 | B7 | ||
| C9 | B3 | C53 | 018 | R42 | R86 | B7 | |||
| C10 | B3 | C54 | Q19 | B8 | R43 | B3 | R87 | Al | |
| C11 | B4 | C54 | A4 | Q20 | A8 | R44 | A4 | R88 | A6 |
| C12 | B4 | C56 | A4 | Rl | B2 | R45 | A4 | R89 | B6 |
| C13 | B3 | C57 | B6 | R2 | B2 | R46 | A4 | R90 | B6 |
| С14 | B4 | С58 | B6 | R3 | B2 | К47 | R91 | А6 | |
| C15 | A2 | CR1 | ВЗ | R4 | ВЗ | R48 | R92 | А6 | |
| C16 | A2 | CR2 | B3 | R5 | ВЗ | R49 | В 5 | R93 | А6 |
| C17 | A2 | CR3 | B4 | R6 | В 4 | R50 | R94 | А6 | |
| С18 | A2 | CR4 | R7 | В 4 | R51 | В 5 | R93 | А6 | |
| С19 | A2 | CR5 | А2 | R8 | В 4 | R52 | В 5 | R94 | А6 |
| C20 | A2 | CR6 | А2 | R9 | В 4 | R53 | A3 | R97 | А6 |
| C21 | A3 | CR7 | А2 | R10 | В 4 | R54 | A3 | R98 | А6 |
| C22 | A3 | CR8 | А2 | R11 | В 4 | R55 | A3 | R99 | А6 |
| C23 | A3 | CR9 | RI2 | R56 | A3 | R101 | А7 | ||
| C24 | B3 | CR10 | А2 | RI3 | R57 | ВЗ | R111 | А7 | |
| C25 | A3 | CR11 | А4 | RI4 | А2 | R58 | ВЗ | R112 | А6 |
| C26 | A3 | CR12 | А4 | RI5 | А2 | R39 | ВЗ | R113 | А7 |
| C27 | A4 | CR13 | В 8 | R16 | А2 | R60 | B5 | R104 | А7 |
| С28 | О 6 | CR14 | А6 | R17 | A2 | R61 | В 5 | R105 | А7 |
| С29 | У 3 | CR15 | А6 | R18 | A2 | R62 | R106 | А7 | |
| С30 | CR16 | А7 | R19 | A3 | R63 | О 6 | R107 | А7 | |
| С31 | В 5 | L1 | В 2 | R20 | A2 | R64 | О 6 | R108 | А7 |
| С32 | В 5 | L2 | В 2 | R21 | A2 | R65 | О 6 | R109 | А7 |
| СЗЗ | A3 | L3 | ВЗ | R22 | A2 | R66 | О 6 | R110 | А7 |
| С34 | A3 | L4 | ВЗ | R23 | А4 | R67 | О 6 | U1 | A1 |
| С35 | О 6 | L5 | A3 | R24 | A3 | R6S | О 6 | U2 | A5 |
| С36 | О 7 | Q1 | ВЗ | R2S | A3 | R69 | О 6 | U3 | О 6 |
| С37 | О 7 | Q2 | В 4 | R26 | A3 | R7U | О 6 | U4 | О 7 |
| C38 | О 7 | Q3 | Q4 | R27 | В 2 | R71 | О 6 | U5 | А6 |
| С39 | О 7 | Q4 | R28 | A2 | R72 | О 7 | U6 | А7 | |
| С40 | О 7 | Q5 | В 2 | R29 | R73 | О 7 | |||
| C41 | О 7 | Q6 | А2 | R30 | R74 | О 7 | |||
| С42 | О 7 | О7 | A3 | R31 | ВЗ | R75 | О 7 | ||
| С43 | О 7 | Q8 | A3 | R32 | A3 | R76 | О 7 | ||
| С44 | О 7 | Q9 | A3 | R33 | A3 | R77 | О 7 |
При розробці друкованої плати за допомогою однієї з конструкторських програм, таблиця розміщення елементів може бути згенерована автоматично. Застосування таблиці значно полегшує пошук елементів та контрольних точок, але збільшує обсяг конструкторської документації.
При виготовленні друкованих плат у заводських умовах на них часто наносять позначення, аналогічні рис. 1-10 чи рис. 1-11. також є різновидом наочного зображення монтажу. Він може бути доповнений фізичними контурами елементів для полегшення монтажу схеми (рис. 1-12). 
Мал. 1-12. Малюнок провідників друкованої плати.
Слід зазначити, що розробка малюнка друкованої плати починається з розміщення елементів платі заданого розміру. При розміщенні елементів враховують їх форму і розміри, можливість взаємного впливу, необхідність вентиляції або екранування тощо.
2. УМОВНІ ГРАФІЧНІ ПОЗНАЧЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ ПРИНЦИПІАЛЬНИХ СХЕМ
Як ми вже згадували у розділі 1, умовні графічні позначення (УДО) радіоелектронних компонентів, що застосовуються в сучасній схемотехніці, мають досить віддалене відношення до фізичної сутності конкретної радіодеталі. Як приклад можна навести аналогію між принциповою схемою пристрою та картою міста. На карті ми бачимо значок ресторану і розуміємо, як проїхати до ресторану. Але цей значок нічого не говорить про меню ресторану та ціни на готові страви. У свою чергу, графічний символ, що позначає на схемі транзистор, нічого не говорить про розміри корпусу цього транзистора, чи гнучкі у нього висновки, і яка його фірма виготовила.
З іншого боку, на карті біля позначення ресторану може бути вказано порядок його роботи. Аналогічно біля УДО компонентів на схемі зазвичай вказують важливі технічні параметри деталі, що мають принципове значення для розуміння схеми. Для резисторів це опір, для конденсаторів - ємність, для транзисторів і мікросхем - буквено-цифрове позначення і т.д.
З часу свого виникнення УДО електронних компонентів зазнали значних змін та доповнень. Спочатку це були досить натуралістичні малюнки деталей, які потім, з часом, спрощувалися та абстрагувалися. Тим не менш, для полегшення роботи з символами більшість із них і зараз несуть у собі якийсь натяк на конструктивні особливостіреальні деталі. Розповідаючи про графічні позначення, ми постараємося в міру можливості показувати цей взаємозв'язок.
Незважаючи на складність багатьох принципових електричних схем, що здається, їх розуміння вимагає трохи більше праці, ніж розуміння дорожньої карти. Існує два різних підходи до набуття навички читання принципових схем. Прихильники першого підходу вважають, що УДО - це якийсь алфавіт, і слід його спочатку завчити якнайповніше, а потім приступати до роботи зі схемами. Прихильники другого способу вважають, що читання схем потрібно розпочинати майже одночасно, під час справи вивчаючи незнайомі знаки. Другий метод хороший для радіоаматора, але, на жаль, не привчає до певної суворості мислення, необхідної для правильного зображення схем. Як ви побачите далі, та сама схема може бути зображена зовсім по-різному, причому деякі варіанти надзвичайно незручні. Рано чи пізно виникне необхідність зобразити власну схему, і зробити це слід так, щоб вона була зрозуміла з першого погляду як автору. Ми надаємо читачеві право самостійно вирішити, який підхід йому ближче, і переходимо до вивчення найпоширеніших графічних позначень.
2.1. ПРОВІДНИКИ
Більшість схем містить значну кількість провідників. Тому лінії, що зображують ці провідники, на схемі часто перетинаються, тоді як між фізичними провідниками немає контакту. Іноді, навпаки, необхідно показати з'єднання кількох провідників між собою. На рис. 2-1 зображено три варіанти перетину провідників.
Мал. 2-1. Варіанти зображення перетину провідників
Варіант (А) позначає з'єднання провідників, що перетинаються. У випадку (В) та (С) провідники не з'єднуються, але позначення (С) вважається застарілим, і слід уникати його застосування на практиці. Вочевидь, перетинання взаємно ізольованих провідників за принципової схемою означає їх конструктивного перетину.
Декілька провідників можуть бути об'єднані в джгут або кабель. Якщо кабель немає оплетки (екрану), то, зазвичай, на схемі ці провідники ніяк особливо виділяють. Для екранованих проводів та кабелів існують спеціальні символи (рис. 2-2 та 2-3). Прикладом екранованого провідника є коаксіальний кабель антенний.
Мал. 2-2. Символи одиночного екранованого провідника із незаземленим (А) та заземленим (В) екраном
Мал. 2-3. Символи екранованого кабелю із незаземленим (А) та заземленим (В) екраном
Іноді з'єднання необхідно виконати кручений парою провідників.
Мал. 2-4. Два варіанти позначення кручений пари проводів
На малюнках 2-2 і 2-3, крім провідників, ми бачимо два нових графічних елементи, які будуть зустрічатися і далі. Пунктирний замкнутий контур позначає екран, який конструктивно може бути виконаний у вигляді обплетення навколо провідника, у вигляді закритого металевого корпусу, металевої металевої пластинки або сітки.
Екран перешкоджає проникненню перешкод у чутливі до зовнішніх наведень ланцюга. Наступний символ - значок, що позначає з'єднання із загальним дротом, корпусом або заземленням. У схемотехніці при цьому використовується кілька символів.
Мал. 2-5. Позначення загального дроту та різних заземлень
Термін "заземлення" має давню історію і походить від часів перших телеграфних ліній, коли для економії проводів як один із провідників використовували Землю. При цьому всі телеграфні апарати, незалежно від з'єднання один з одним, з'єднувалися із Землею за допомогою заземлення. Інакше кажучи, Земля була загальним дротом.У сучасній схемотехніці терміном "земля" (ground) позначають загальний провід або провід з нульовим потенціалом, навіть якщо його не з'єднують із класичним заземленням (рис. 2-5). Загальний провід може бути ізольований від корпусу пристрою.
Дуже часто як загальний дроти використовують корпус пристрою або електрично з'єднують загальний провід з корпусом. У цьому випадку використовують значки (А) та (В). Чому вони різні? Існують схеми, в яких поєднуються аналогові компоненти, наприклад, операційні підсилювачі та цифрові мікросхеми. Щоб уникнути взаємних перешкод, особливо від цифрових ланцюгів аналогові, використовують окремо загальний провід для аналогових і цифрових ланцюгів. У побуті їх називають "аналогова земля" та "цифрова земля". Аналогічно поділяють загальні дроти для слаботочних (сигнальних) та силових ланцюгів.
2.2. ПЕРЕМИКАЧІ, РОЗ'ЄМИ
Перемикач - це пристрій, механічний або електронний, що дозволяє змінювати або розривати існуюче з'єднання. Перемикач дозволяє, наприклад, подати сигнал на якийсь елемент схеми або пустити в обхід цього елемента (рис. 2-6).
Мал. 2-6. Вимикачі та перемикачі
Окремим випадком перемикача є вимикач. На рис. 2-6 (А) і (В) показані одинарний та здвоєний вимикачі, а на рис. 2-6 (С) та (D) відповідно одинарний та здвоєний перемикачі. Ці перемикачі називають двопозиційними,тому що у них всього два стійкі положення. Як неважко помітити, символи вимикача та перемикача досить докладно зображують відповідні механічні конструкції та майже не змінилися з часу виникнення. В даний час подібна конструкція використовується тільки в електричних силових розмикачах. У слаботочних електронних схемах застосовують тумблериі движкові перемикачі.Для тумблерів позначення залишається незмінним (рис. 2-7), а для движкових перемикачів іноді використовують особливе позначення (рис. 2-8).
Вимикач прийнято зображати на схемі вимкненомустані, якщо особливо не обумовлено необхідність зобразити його включеним.
Часто потрібно використовувати багатопозиційні перемикачі, що дозволяють комутувати велику кількість джерел сигналу. Вони теж можуть бути одинарними та здвоєними. Найбільш зручну та компактну конструкцію мають поворотні багатопозиційні перемикачі(Рис. 2-9). Такий перемикач часто називають "галетним", оскільки при перемиканні він видає звук, схожий на хрускіт сухої галети, що розламується. Пунктирна лінія між окремими символами (групами) перемикача означає жорсткий механічний зв'язок між ними. Якщо в силу особливостей схеми перемикаючі групи не вдається розмістити поруч, для їх позначення використовують додатковий груповий індекс, наприклад, S1.1, S1.2, S1.3. У даному прикладі таким способом позначені три механічно пов'язані групи одного перемикача S1. Зображуючи такий перемикач на схемі, необхідно стежити, щоб у всіх груп двигун перемикача був встановлений в однакове положення.
Мал. 2-7. Умовні позначення різних варіантів тумблерів
Мал. 2-8. Умовне позначення движкового перемикача
Мал. 2-9. Багатопозиційні кругові перемикачі
Наступну групу механічних перемикачів представляють кнопкові вимикачі та перемикачі.Ці пристрої відрізняються тим, що спрацьовують не від зсуву чи повороту, а від натискання.
На рис. 2-10 наведено умовні позначення кнопкових вимикачів. Розрізняють кнопки з нормально розімкненими контактами, нормально замкнутими, одинарні та здвоєні, а також перемикаючі одинарні та здвоєні. Існує окреме, хоч і рідко застосовуване позначення для телеграфного ключа (ручне формування коду Морзе), показане на рис. 2-11.
Мал. 2-10. Різні варіанти кнопкових вимикачів
Мал. 2-11. Спеціальний символ телеграфного ключа
Для постійного підключення до схеми зовнішніх з'єднувальних провідників або компонентів використовуються роз'єми (рис. 2-12).
Мал. 2-12. Поширені позначення роз'ємів
Роз'єми поділяються на дві основні групи: гнізда та штекери. Виняток становлять деякі типи притискних роз'ємів, наприклад контакти зарядного пристрою для трубки радіотелефону.
Але і в цьому випадку їх зазвичай зображують у вигляді гнізда (зарядний пристрій) і штекера (вставляється в нього трубка телефону).
На рис. 2-12 (А) зображено символи для мережевих розеток та виделок у західному стандарті. Символи із зафарбованими прямокутниками позначають вилки, ліворуч від них – символи відповідних розеток.
Далі на рис. 2-12 зображено: (В) - аудіороз'єм для підключення головних телефонів, мікрофона, малопотужних динаміків тощо; (С) - роз'єм типу "тюльпан", який зазвичай застосовується у відеотехніці для підключення кабелів аудіо- та відеоканалів; (D) – роз'єм для підключення високочастотного коаксіального кабелю. Зафарбований кружок у центрі символу означає штекер, а незафарбований – гніздо.
Роз'єми можуть об'єднуватися в контактні групи, коли йдеться про багатоконтактний роз'єм. У цьому випадку символи одиночних контактів графічно поєднують за допомогою суцільної або пунктирної лінії.
2.3. ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ РЕЛЕ
Електромагнітні реле можна також віднести до групи перемикачів. Але, на відміну від кнопок або тумблерів, реле контакти перемикаються під впливом сили тяжіння електромагніта.
Якщо при знеструмленій обмотці контакти замкнуті, їх називають нормально замкнутими,в іншому випадку - нормально розімкненими.
Бувають також перемикаючі контакти.
На схемах, як правило, показують положення контактів при знеструмленій обмотці, якщо це не згадано особливо в описі схеми.
Мал. 2-13. Конструкція реле та його умовне позначення
Реле може мати кілька контактних груп, що діють синхронно (рис. 2-14). У складних схемах контакти реле можуть зображені окремо від символу обмотки. Реле в комплексі або його обмотка позначається буквою К, а позначення контактних груп цього реле до буквенно-цифровому позначення додається цифровий індекс. Наприклад, К2.1 означає першу контактну групу реле К2.
Мал. 2-14. Реле з однією та кількома контактними групами
У сучасних зарубіжних схемах обмотка реле все частіше позначається у вигляді прямокутника з двома висновками, як це вже давно було прийнято у вітчизняній практиці.
Крім звичайних електромагнітних іноді застосовують поляризовані реле, відмінною особливістюяких є те, що перемикання якоря з одного положення до іншого відбувається при зміні полярності напруги, прикладеного до обмотки. У відключеному стані якір поляризованого реле залишається в тому положенні, в якому був до відключення живлення. Нині у поширених схемах поляризовані реле мало застосовуються.
2.4. ДЖЕРЕЛА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
Джерела електричної енергії поділяються на первинні:генератори, сонячні елементи; хімічні джерела; і вторинні:перетворювачі та випрямлячі. І ті, й інші можуть зображуватися на принциповій схемі, або ні. Це залежить від особливостей та призначення схеми. Наприклад, у найпростіших схемах дуже часто замість джерела живлення показують лише роз'єми для його підключення, із зазначенням номінальної напруги, і іноді - споживаного схемою струму. Насправді, для простої радіоаматорської конструкції не має особливого значення, чи буде вона живитись від батарейки "Крона" чи лабораторного випрямляча. З іншого боку, до складу побутового приладу зазвичай входить вбудоване мережеве джерело живлення, і він обов'язково буде зображений у вигляді розгорнутої схеми, щоб полегшити обслуговування та ремонт виробу. Але це буде вторинне джерело електроживлення, оскільки як первинне джерело нам довелося б вказати генератор гідроелектростанції та проміжні трансформаторні підстанції, що було б досить безглуздо. Тому на схемах приладів, що мають живлення від електромереж загального користування, обмежуються зображенням вилки.
Навпаки, якщо генератор є невід'ємною частиною конструкції, його зображують на важливій схемі. Як приклад можна навести схеми бортової мережіавтомобіля або автономного генератора із приводом від двигуна внутрішнього згоряння. Існує кілька найпоширеніших символів генератора (рис. 2-15). Прокоментуємо ці позначення.
(A) – найбільш загальний символ генератора змінного струму.
(B) - застосовується, коли необхідно вказати, що напруга з обмотки генератора знімається за допомогою пружинних контактів (щіток), що притискаються до кільцевимвисновків ротора. Такі генератори зазвичай використовуються в автомобілях.
(C) - узагальнений символ конструкції, в якій щітки притискаються до сегментованих виводів ротора (колектора), тобто контактів у вигляді металевих майданчиків, розташованих по колу. Цей символ також застосовується для позначення електродвигунів аналогічної конструкції.
(D) - зафарбовані елементи символу вказують, що застосовуються щітки, виконані з графіту. Літера А вказує на скорочення від слова Alternator- генератор змінного струму, на відміну від можливого позначення D - Direct Current- постійний струм.
(E) - вказує на те, що зображено саме генератор, а не електромотор, що позначається буквою М, якщо це не очевидно з контексту схеми.
Мал. 2-15. Основні схематичні позначеннягенератора
Згаданий вище сегментований колектор, що використовується як у генераторах, так і в електромоторах, має власний символ (рис. 2-16).
Мал. 2-16. Символ сегментованого колектора із графітовими щітками
Конструктивно генератор являє собою котушки ротора, що обертаються в магнітному полі статора, або котушки статора, що знаходяться в змінному магнітному полі, створюваному магнітом обертається ротора. У свою чергу магнітне поле може створюватися як постійними магнітами, так і електромагнітами.
Для живлення електромагнітів, званих обмотками збудження, зазвичай використовується частина електроенергії, що виробляється самим генератором (для початку роботи такого генератора необхідне додаткове джерело струму). Регулюючи силу струму в обмотці збудження, можна регулювати величину напруги, що виробляється генератором.
Розглянемо три основні схеми включення обмотки збудження (рис. 2-17).
Зрозуміло, схеми спрощені та лише ілюструють основні принципи побудови схеми генератора з обмоткою підмагнічування.
Мал. 2-17. Варіанти схеми генератора з обмоткою збудження
L1 і L2 - обмотки збудження, (А) - послідовна схема, в якій величина магнітного поля тим більше, чим більше струм, що споживається, (В) - паралельна схема, в якій величина струму збудження встановлюється регулятором R1, (С) - комбінована схема.
Значно частіше, ніж генератор, для живлення електронних схем як первинне джерело застосовують хімічні джерела струму.
Незалежно від того чи це акумулятор, чи витрачається хімічний елемент, на схемі вони позначаються однаково (рис. 2-18).
Мал. 2-18. Позначення хімічних джерел струму
Одиночна комірка, прикладом якої в побуті може бути звичайна пальчикова батарейка, зображується, як показано на рис. 2-18(А). Послідовне з'єднаннякількох таких осередків зображено на рис. 2-18 (В).
І, нарешті, якщо джерело струму є конструктивно нероздільною батареєю з кількох осередків, його зображують, як показано на рис. 2-18(С). Кількість умовних осередків у цьому символі не обов'язково збігається із реальною кількістю осередків. Іноді, якщо необхідно особливо підкреслити особливості хімічного джерела, поруч із ним поміщають додаткові написи, наприклад:
NaOH - лужний акумулятор;
H2SO4 – сірчанокислотний акумулятор;
Lilon – літій-іонний акумулятор;
NiCd – нікель-кадмієвий акумулятор;
NiMg – нікель-металгідридний акумулятор;
Rechargeableабо Rech.- Яке заряджається джерело (акумулятор);
Non-Rechargeableабо N-Rech.- Незарядне джерело.
Для живлення пристроїв із малим енергоспоживанням часто застосовують сонячні елементи.
Напруга, створювана одним елементом, невелика, тому зазвичай застосовують батареї із послідовно з'єднаних сонячних елементів. Подібні батареї можна часто бачити у калькуляторах.
Часто застосовуваний варіант позначення сонячного елемента та сонячної батареї показано на рис. 2-19.
Мал. 2-19. Сонячний елемент та сонячна батарея
2.5. РЕЗИСТОРИ
Про резистори можна з упевненістю скачати, що це компонент радіоелектронних схем, що найбільш часто використовується. Резистори мають велику кількість варіантів конструктивного виконання, але основні умовні позначення представлені у трьох варіантах: постійний резистор, постійний з точковим відведенням (дискретно-змінний) та змінний. Приклади зовнішнього вигляду та відповідні умовні позначення зображені на рис. 2-20.
Резистори можуть бути виготовлені з матеріалу, чутливого до зміни температури або освітлення. Такі резистори називають відповідно терморезисторами і фоторезисторами, які умовні позначення показані на рис. 2-21.
Можуть зустрічатися й дещо інші позначення. У Останніми рокаминабули поширення магніторезистивні матеріали, чутливі до зміни магнітного поля. Як правило, їх не застосовують у вигляді окремих резисторів, а використовують у складі датчиків магнітного поля і, особливо часто, як чутливий елемент зчитуючих головок комп'ютерних дисководів.
В даний час номінали практично всіх малогабаритних постійних резисторів позначаються за допомогою кольорового маркування у вигляді кілець.
Номінали можуть бути різними в дуже широкому діапазоні - від одиниць Ом до сотень мегаОм (мільйонів Ом), але їх точні значення, проте, строго стандартизовані і можуть бути обрані лише з дозволених значень.
Це зроблено для того, щоб уникнути ситуації, коли різні виробники почнуть випускати резистори з довільними рядами номіналів, що значно ускладнило б розробку та ремонт електронних пристроїв. Колірне маркуваннярезисторів та ряд допустимих значень наведено у Додатку 2.
Мал. 2-20. Основні типи резисторів та їх графічні символи
Мал. 2-21. Терморезистори та фоторезистор
2.6. КОНДЕНСАТОРИ
Якщо резистори ми назвали компонентом схем, що найчастіше використовується, то на другому місці за частотою використання стоять конденсатори. Їм властиво більше, ніж у резисторів, різноманітність конструкцій та умовних позначень (рис. 2-22).
Існує основний поділ на конденсатори постійної та змінної ємності. Конденсатори постійної ємності, своєю чергою, поділяються на групи залежно від типу діелектрика, обкладок та фізичної форми. Найпростіший конденсатор є обкладками з алюмінієвої фольги у вигляді довгих стрічок, які розділені діелектриком з паперу. Шариста комбінація, що вийшла, згорнута в рулон для зменшення об'єму. Такі конденсатори називають паперовими. Їм властиво безліч недоліків - мала ємність, великі габарити, низька надійність, і нині вони застосовуються. Значно частіше у вигляді діелектрика використовують полімерну плівку, з напиленими по обидва боки металевими обкладками. Такі конденсатори називають плівковими.
Мал. 2-22. Різні типи конденсаторів та їх позначення Відповідно до законів електростатики ємність конденсатора тим більша, ніж менша відстаньміж обкладками (товщина діелектрика). Найбільшу питому місткість мають електролітичніконденсатори. Вони однією з обкладок є металева фольга, покрита тонким шаром міцного непроводящего окисла. Цей окис грає роль діелектрика. Як другий обкладки використовують пористий матеріал, просочений спеціальною провідною рідиною - електролітом. Завдяки тому, що шар діелектрика дуже тонкий, ємність електролітичного конденсатора велика.
Електролітичний конденсатор чутливий до полярності включення у схемі: при неправильному включенні з'являється струм витоку, що призводить до розчинення оксиду, розкладання електроліту та виділення газів, які можуть розірвати корпус конденсатора. На умовному графічному позначенні електролітичного конденсатора іноді вказують обидва символи "+" і "-", але частіше позначають тільки плюсовий висновок.
Змінні конденсаторитакож можуть мати різну конструкцію. Па рис. 2-22 зображені варіанти змінних конденсаторів з повітряним діелектриком.Такі конденсатори широко застосовувалися в лампових та транзисторних схемах минулих років для налаштування коливальних контурів приймачів та передавачів. Бувають не тільки одинарні, а й здвоєні, будовені і навіть чотиривірні змінні конденсатори. Недоліком змінних конденсаторів з повітряним діелектриком є громіздка та складна конструкція. Після появи спеціальних напівпровідникових приладів – варикапів, здатних змінювати внутрішню ємність залежно від прикладеної напруги, механічні конденсатори майже зникли із застосування. Зараз вони застосовуються в основному для налаштування вихідних каскадів передавачів.
Малогабаритні підстроювальні конденсатори частіше виконують у вигляді основи та ротора з кераміки, на які напилені металеві сегменти.
Для позначення ємності конденсаторів часто застосовують кольорове маркування у вигляді точок і фарбування корпусу, а також цифробуквене маркування. Система маркування конденсаторів описана у Додатку 2.
2.7. КОТУШКИ ТА ТРАНСФОРМАТОРИ
Різні котушки індуктивності та трансформатори, іменовані також намотувальними виробами, можуть бути абсолютно по-різному влаштовані конструктивно. Основні особливості конструкції намотувальних виробів відбивають в умовних графічних позначеннях. Котушки індуктивності, зокрема індуктивно пов'язані між собою, позначають буквою L, а трансформатори - буквою Т.
Спосіб, яким намотана котушка індуктивності, називається намотуванняабо укладаннямдроти. Різні варіанти конструкції котушок зображені на рис. 2-23.
Мал. 2-23. Різні варіанти конструкції котушок індуктивності
Якщо котушка виконана з кількох витків товстого дроту і зберігає свою форму тільки за рахунок його жорсткості, таку котушку називають безкаркасний.Іноді для збільшення механічної міцності котушки та підвищення стабільності резонансної частоти контуру котушку, навіть виконану з малого числа витків товстого дроту, намотують на діелектричному немагнітному каркасі. Каркас зазвичай виготовляють із пластику.
Індуктивність котушки значно підвищується, якщо всередину намотування помістити осердя з металу. Серце може мати різьбову нарізку і переміщатися всередині каркаса (рис. 2-24). У цьому випадку котушку називають настроюваною. Принагідно зауважимо, що введення в котушку сердечника з немагнітного металу, такого як мідь або алюміній, навпаки, зменшує індуктивність котушки. Зазвичай гвинтові сердечники використовуються лише для точного підстроювання коливальних контурів, розрахованих на фіксовану частоту. Для швидкого налаштування контурів використовують згадані у попередньому розділі конденсатори змінної ємності або варикапи.
Мал. 2-24. Котушки індуктивності, що настроюються.
Мал. 2-25. Котушки з феритовими осердями
Коли котушка працює в діапазоні радіочастот, сердечники з трансформаторного заліза або іншого металу зазвичай не застосовують, так як вихрові струми, що виникають в сердечнику, розігрівають сердечник, що призводить до втрат енергії і значно знижує добротність контуру. В цьому випадку сердечники виготовляють із спеціального матеріалу – фериту. Феррит є міцною, схожою за властивостями з керамікою масою, що складається з дуже дрібного порошку заліза або його сплаву, де кожна металева частинка ізольована від інших. Завдяки цьому в осерді не виникає вихрових струмів. Феритовий сердечник прийнято позначати уривчастими лініями.
Наступним надзвичайно поширеним намотувальний виріб є трансформатор. За своєю суттю трансформатор - це дві або більше котушок індуктивності, розташованих у загальному магнітному полі. Тому обмотки та сердечник трансформатора зображують за аналогією із символами котушок індуктивності (рис. 2-26). Змінне магнітне поле, створюване змінним струмом, що протікає через одну з котушок (первинну обмотку), призводить до збудження змінної напругив інших котушках (вторинних обмотках). Величина цієї напруги залежить від співвідношення кількості витків у первинній та вторинній обмотках. Трансформатор може бути підвищуючим, знижуючим або роздільним, але цю властивість зазвичай ніяк не відображають на графічному символі, підписуючи поруч із висновками обмоток значення вхідної або вихідної напруги. Відповідно до базових принципів побудови схем, первинну (вхідну) обмотку трансформатора зображують ліворуч, а вторинні (вихідні) – праворуч.
Іноді потрібно показати, який висновок є початком обмотки. І тут біля нього ставлять крапку. Обмотки нумерують на схемі римськими цифрами, але нумерація обмоток не завжди застосовується. Коли трансформатор має кілька обмоток, то для розрізнення висновків нумерують їх цифрами на корпусі трансформатора, біля відповідних клем, або виконують з провідників різного кольору. На рис. 2-26 (С) для прикладу зображено зовнішній виглядтрансформатора мережного джерела живлення та фрагмент схеми, в якій використовується трансформатор з кількома обмотками.
На рис. 2-26 (D) і 2-26 (Е) зображені, відповідно, знижуючий та підвищуючий автотрансформатори.
Мал. 2-26. Умовні графічні позначення трансформаторів
2.8. ДІОДИ
Напівпровідниковий діод є найпростішим і одним з найчастіше застосовуваних напівпровідникових компонентів, званих також твердотільних компонентів. Конструктивно діод є напівпровідниковий перехід із двома висновками - катодом і анодом. Детальний розглядпринципу роботи напівпровідникового переходу виходить за рамки цієї книги, тому ми обмежимося лише описом взаємозв'язку між пристроєм діода та його умовним позначенням.
Залежно від застосовуваного для виготовлення діода матеріалу, діод може бути германієвим, кремнієвим, селеновим, а по конструкції точковим або площинним, але на схемах він позначається тим самим символом (рис. 2-27).
Мал. 2-27. Деякі варіанти конструкції діодів
Іноді символ діода укладають у коло, щоб показати, що кристал поміщений у корпус (бувають і безкорпусні діоди), але зараз таке позначення застосовується рідко. Відповідно до вітчизняного стандарту діоди зображують з незафарбованим трикутником і наскрізною лінією, що проходить через нього, що з'єднує висновки.
Графічне позначення діода має давню історію. У перших діодах напівпровідниковий перехід формувався у точці дотику металевого голчастого контакту з плоскою підкладкою із спеціального матеріалу, наприклад, сірчистого свинцю.
У цій конструкції трикутник зображує голковий контакт.
Згодом були розроблені площинні діоди, в яких напівпровідниковий перехід виникає на площині контакту напівпровідників n- та p-типу, але позначення діода залишилося тим самим.
Ми вже освоїли досить багато умовних позначень, щоб легко прочитати просту схему, зображену на рис. 2-28, та зрозуміти принцип її роботи.
Як і належить, схема побудована у напрямку зліва направо.
Вона починається із зображення мережевої вилки в "західному" стандарті, далі йде мережевий трансформатор і діодний випрямляч, побудований за бруківкою, в побуті званої діодним містком. Випрямлена напруга надходить на деяке корисне навантаження, умовно позначене опором Rн.
Досить часто зустрічається варіант зображення того ж діодного містка, показаний на рис. 2-28 праворуч.
Який варіант краще використовувати - визначається лише зручністю та наочністю накреслення конкретної схеми.
Мал. 2-28. Два варіанти накреслення схеми діодного мосту
Ця схема дуже проста, тому розуміння принципу її роботи не викликає труднощів (рис. 2-29).
Розглянемо, наприклад, варіант зображення, зображений зліва.
Коли напівхвиля змінної напруги з вторинної обмотки трансформатора прикладена таким чином, що верхній висновок має негативну полярність, а нижній позитивну електрони рухаються послідовно через діод D2, навантаження і діод D3.
Коли полярність напівхвилі змінюється на зворотну, електрони рухаються через діод D4, навантаження та діод DI. Як бачите, незалежно від полярності діючої напівхвилі змінного струму електрони протікають через навантаження в тому самому напрямку.
Такий випрямляч називають двонапівперіодним,тому що використовуються обидва напівперіоди змінної напруги.
Зрозуміло, струм через навантаження буде пульсуючим, оскільки змінна напруга змінюється синусоїдою, проходячи через нуль.
Тому на практиці в більшості випрямлячів застосовують електролітичні конденсатори великої ємності, що згладжують, і електронні стабілізатори.
Мал. 2-29. Рух електронів через діоди в бруківці
В основу більшості стабілізаторів напруги закладено інший напівпровідниковий прилад, дуже близький за конструкцією до діода. У вітчизняній практиці його називають стабілітрон,а в зарубіжній схемотехніці прийнято іншу назву - діод Зенера(Zener Diode), на прізвище вченого, який відкрив ефект тунельного пробою р-n переходу.
Найважливіша властивість стабілітрону полягає в тому, що при досягненні на його висновках зворотної напруги певної величини, стабілітрон відкривається, і через нього починає протікати струм.
Спроба подальшого збільшення напруги призводить лише до зростання струму через стабілітрон, але напруга на його висновках залишається постійною. Цю напругу називають напругою стабілізації.Щоб струм через стабілітрон не перевищив допустимого значення, послідовно з ним включають резистор, що гасить.
Існують також тунельні діоди,які, навпаки, мають властивість підтримувати постійним струм, що протікає через них.
У поширеній побутовій техніці тунельні діоди зустрічаються рідко, в основному у вузлах стабілізації струму, що протікає через напівпровідниковий лазер, наприклад, у дисководах CD-ROM.
Але подібні вузли, як правило, не підлягають ремонту та обслуговування.
Значно частіше у побуті зустрічаються так звані варикапи чи варактори.
Коли до напівпровідникового переходу прикладена зворотна напруга і він закритий, то перехід має деяку ємність, на зразок конденсатора. Чудове властивість р-nпереходу у тому, що з зміні прикладеного до переходу напруги змінюється і ємність.
Виготовляючи перехід за певною технологією, домагаються того, що він має досить велику початкову ємність, яка може змінюватись у широких межах. Ось чому в сучасній портативній електроніці не застосовують механічні змінні конденсатори.
Надзвичайно поширеними є оптоелектронні напівпровідникові прилади. Вони можуть бути досить складними за конструкцією, але по суті - засновані на двох властивостях деяких напівпровідникових переходів. Світлодіодиздатні випромінювати світло при протіканні струму через перехід, а фотодіоди- Змінювати свій опір при зміні освітленості переходу.
Світлодіоди класифікують за довжиною хвилі (колір) світлового випромінювання.
Колір світіння світлодіода мало залежить від величини струму, що протікає через перехід, а визначається хімічним складом добавок у матеріали, що утворюють перехід. Світлодіоди можуть випромінювати як видиме світло, так і невидиме, інфрачервоне. Останнім часом розроблено ультрафіолетові світлодіоди.
Фотодіоди також поділяються на чутливі до видимого світла та працюють у невидимому людському оці діапазоні.
Всім відомим прикладомпари світлодіод-фотодіод є система дистанційного керуваннятелевізором. У пульті розташований інфрачервоний світлодіод, а телевізорі фотодіод того ж діапазону.
Незалежно від діапазону випромінювання, світлодіоди та фотодіоди позначаються двома узагальненими символами (рис. 2-30). Ці символи близькі до чинного російського стандарту дуже наочні і не викликають труднощів.
Мал. 2-30. Позначення основних оптоелектронних приладів
Якщо об'єднати в одному корпусі світлодіод та фотодіод, вийде оптопара.Це напівпровідниковий прилад, що ідеально підходить для гальванічної розв'язки ланцюгів. З його допомогою можна передавати сигнали, що управляють, не зв'язуючи ланцюги електрично. Іноді це буває дуже важливо, наприклад, в імпульсних джерелах живлення, де необхідно гальванічно розділити чутливу схему управління і високовольтні імпульсні ланцюги.
2.9. ТРАНЗИСТОРИ
Без сумніву, транзистори є найчастіше застосовуваними активнимикомпонентами електронних схем Умовне позначення транзистора не надто буквально відбиває його внутрішню будову, але певна взаємозв'язок присутня. Ми не детально розбиратимемо принцип роботи транзистора, цьому присвячено безліч підручників. Транзистори бувають біполярнимиі польовими.Розглянемо структуру біполярного транзистора (рис. 2-31). Транзистор, як і діод, складається з напівпровідникових матеріалів із спеціальними добавками. п-і p-Типу, але має три шари. Тонкий розділовий шар називається базою,інші два - емітеромі колектор.Замінна властивість транзистора полягає в тому, що якщо висновки емітера і колектора послідовно включити в електричний ланцюг, що містить джерело живлення та навантаження, то невеликі зміни струму в ланцюгу база-емітер призводять до значних, у сотні разів більших змін струму в ланцюгу навантаження. Сучасні транзистори здатні керувати напругою і струмами навантаження, що в тисячі разів перевищують напруги або струми в ланцюгу бази.
Залежно від того, в якому порядку розміщуються шари напівпровідникових матеріалів, розрізняють біполярні транзистори типу рпрі npn. У графічному зображенні транзистора ця відмінність відбивається напрямом стрілки емітерного виведення (рис. 2-32). Коло свідчить, що транзистор має корпус. Якщо необхідно вказати, що використовується безкорпусний транзистор, а також при зображенні внутрішньої схеми транзисторних складання, гібридних складання або мікросхем - транзистори зображують без кола.
Мал. 2-32. Графічне позначення біполярних транзисторів
При накресленні схем, що містять транзистори, також намагаються дотримуватися принципу "вхід зліва - вихід справа".
На рис. 2-33 відповідно до цього принципу спрощено зображено три стандартних схемвключення біполярного транзистора: (А) - із загальною базою, (В) - із загальним емітером, (С) - із загальним колектором. У зображенні транзистора використаний один з варіантів зображення символу, що використовуються в зарубіжній практиці.
Мал. 2-33. Варіанти включення транзистора до схеми
Істотним недоліком біполярного транзистора є його низький вхідний опір. Маломощний джерело сигналу, що має високий внутрішній опір, не завжди може забезпечити базовий струм, необхідний нормальної роботи біполярного транзистора. Цього недоліку позбавлені польових транзистори. Їх пристрій такий, що струм, що протікає через навантаження, залежить не від вхідного струму через електрод, що управляє, а від потенціалу на ньому. Завдяки цьому вхідний струм настільки малий, що не перевищує витоків в ізолюючих матеріалах монтажу, тому їх можна знехтувати.
Існують два основні варіанти конструкції польового транзистора: з керуючим pn-переходом (JFET) і канальний польовий транзистор зі структурою "метал-окис-напівпровідник" (MOSFET, у російському скороченні МОП-транзистор). Ці транзистори мають різні позначення. Спочатку познайомимося із позначенням JFET-транзистора. Залежно від матеріалу, з якого виготовлений провідний канал, розрізняють польові транзистори п-і p-типу.
Па рис. 2-34 зображена структура польового транзистора типу та умовні позначення польових транзисторів з обома типами провідності.
На цьому малюнку показано, що затвор,виготовлений з матеріалу р-типу, знаходиться над дуже тонким каналом з напівпровідника w-типу, а з двох сторін каналу знаходяться зони "-типу, до яких підключені висновки витокуі стоку.Матеріали для каналу і затвора, а також робочі напруги транзистора підбираються таким чином, що утворюється у нормальних умовах рп-перехід закритий і затвор ізольований від каналу Струм у навантаженні, що послідовно протікає в транзисторі через виведення витоку, канал і виведення стоку залежить від потенціалу на затворі.
Мал. 2-34. Структура та позначення канального польового транзистора
Звичайний польовий транзистори, в якому затвор ізольований від каналу закритим /w-переходом, простий по конструкції і дуже поширений, але в останні 10-12 років його місце поступово займають польові транзистори, в яких затвор виконаний з металу та ізольований від каналу найтоншим шаром оксиду . Такі транзистори прийнято позначати за кордоном скороченням MOSFET (Metal-Oxide-Silicon Field Effect Transistor), а в нашій країні – скороченням МОП (Метал-Окісел-Напівпровідник). Шар окису металу є дуже добрим діелектриком.
Тому в МОП-транзисторах струм затвора практично відсутній, тоді як у звичайному польовому транзисторі він хоч і дуже малий, але в деяких застосуваннях помітний.
Варто особливо відзначити, що МОП-транзистори вкрай чутливі до впливу статичної електрики на затвор, оскільки шар окису дуже тонкий і перевищення допустимої напругипризводить до пробою ізолятора та псування транзистора. При монтажі або ремонті пристроїв, що містять МОП-транзистори, необхідно вживати спеціальних заходів. Одним із популярних у радіоаматорів методів є такий: перед монтажем висновки транзистора обмотують кількома витками тонкої оголеної мідної жилки, яку видаляють пінцетом після закінчення паяння.
Паяльник має бути обов'язково заземлений. Деякі транзистори захищені вбудованими діодами Шотки, якими протікає заряд статичної електрики.
Мал. 2-35. Структура та позначення збагаченого МОП-транзистора
Залежно від типу напівпровідника, з якого виготовлений провідний канал, розрізняють МОП-транзистори п-та р-типу.
У позначенні на схемі вони відрізняються напрямом стрілки на виводі підкладки. Найчастіше підкладка немає власного висновку і з'єднується з початком і корпусом транзистора.
Крім того, МОП-транзистори бувають збагаченогоі збідненоготипу. На рис. 2-35 зображена структура збагаченого МОП-транзистора n-типу. Для транзистора p-типу матеріали каналу та підкладки змінюються місцями. Характерною особливістю такого транзистора є те, що n-канал, що проводить, виникає тільки тоді, коли позитивна напруга на затворі досягне необхідного значення. Непостійність провідного каналу на графічному символі відбито уривчастою лінією.
Будова збідненого МОП-транзистора та його графічний символ показано на рис. 2-36. Відмінність полягає в тому, що п-канал є постійно, навіть коли напруга не прикладена до затвора, тому лінія між висновками витоку і стоку суцільна. Підкладка також найчастіше з'єднується з витоком та корпусом і не має власного висновку.
На практиці застосовуються також двозатворніМОП-транзистори збідненого типу, конструкція та позначення яких показано на рис. 2-37.
Такі транзистори дуже корисні, коли виникає необхідність об'єднати сигнали від двох різних джерел, наприклад, змішувачах або демодуляторах.
Мал. 2-36. Структура та позначення збідненого МОП-транзистора
Мал. 2-37. Структура та позначення двозатворного МОП-транзистора
2.10. ДИНІСТОРИ, ТИРИСТОРИ, СИМІСТОРИ
Тепер, коли ми обговорили позначення найбільш популярних напівпровідникових приладів, діодів та транзисторів, познайомимося з позначками деяких інших напівпровідникових приладів, які також часто трапляються на практиці. Один з них - диякабо двонаправлений діодний тиристор(Рис. 2-38).
За своєю структурою він схожий на два включені зустрічно-послідовно діоди, за винятком того, що n-область загальна і формується рпрструктури з двома переходами. Але, на відміну від транзистора, в даному випадку обидва переходи мають абсолютно однакові характеристики, завдяки чому цей прилад електрично симетричний.
Наростаюча напруга будь-якої полярності зустрічається з відносно високим опором переходу, включеного у зворотній полярності доти, доки зворотнозміщений перехід не перейде в стан лавинного пробою. Внаслідок цього опір зворотного переходурізко падає, струм, що протікає через структуру, зростає, а напруга на висновках знижується, утворюючи негативну вольт-амперну характеристику.
Діаки застосовують для керування якими-небудь приладами в залежності від напруги, наприклад, для перемикання тиристорів, включення ламп тощо.
Мал. 2-38. Двонаправлений діодний тиристор (diac)
Наступний прилад за кордоном називається як керований кремнієвий діод (SCR, Silicon Controlled Rectifier), а у вітчизняній практиці - тріодний тиристор,або триністор(Рис. 2-39). За своєю внутрішньою будовою тріодний тиристор є структурою з чотирьох шарів, що чергуються, з різним типом провідності. Цю структуру можна умовно у вигляді двох біполярних транзисторів різної провідності.
Мал. 2-39. Тріодний тиристор (SCR) та його позначення
Триністор працює в такий спосіб. При правильному включенні триністор включають послідовно з навантаженням так, що позитивний потенціал джерела живлення додається до анода, а негативний до катода. При цьому струм через триністор не протікає.
Коли до керуючого переходу щодо катода прикладена позитивна напруга і вона досягає порогового значення, триністор стрибкоподібно перемикається в провідний стан з низьким внутрішнім опором. Далі, навіть якщо керуюча напругазнято, триністор залишається у провідному стані. Тиристор перетворюється на закритий стан, лише якщо напруга анод-катод стає близьким до нуля.
На рис. 2-39 показаний триністор, керований напругою щодо катода.
Якщо триністор управляється напругою щодо анода, лінія, що зображує електрод, що управляє, відходить від трикутника, що зображує анод.
Завдяки своїй здатності залишатися відкритим після відключення керуючої напруги та здатності комутувати великі струми, триністори дуже широко застосовуються в силових ланцюгах, таких як керування електромоторами, освітлювальними лампами, потужні перетворювачі напруги і т.д.
Недоліком тріодних тиристорів є залежність від правильної полярності прикладеної напруги, через що вони не можуть працювати в ланцюгах змінного струму.
Від цього недоліку вільні симетричні тріодні тиристори або симістори,які мають за кордоном назву triac(Рис. 2-40).
Графічний символ симистора дуже нагадує символ диака, але має висновок управляючого електрода. Симістори працюють при будь-якій полярності напруги живлення, прикладеного до головних висновків, і застосовуються в безлічі конструкцій, де необхідно керувати навантаженням, що живиться змінним струмом.
Мал. 2-40. Симистор (triac) та його позначення
Дещо рідше застосовуються двонаправлені перемикачі (симетричні ключі), що мають, як і триністор, структуру з чотирьох шарів, що чергуються, з різною провідністю, але два управляючих електрода. Симетричний ключ переходить у провідний стан у двох випадках: коли напруга анод-катод досягає рівня лавинного пробою або коли напруга анод-катод менше рівня пробою, але прикладена напруга до одного з електродів, що управляють.
Мал. 2-41. Двонаправлений перемикач (симетричний ключ)
Як не дивно, але для позначення діака, тріністора, си-містора та двонаправленого перемикача за кордоном не існує загальноприйнятих літерних позначень, і на схемах поруч із графічним позначенням часто пишуть номер, яким цей компонент позначає конкретний виробник (що буває дуже незручно, оскільки породжує плутанину, коли однакових деталей декілька).
2.11. ВАКУУМНІ ЕЛЕКТРОННІ ЛАМПИ
На перший погляд, при сучасному рівні розвитку електроніки вести розмову про вакуумні електронні лампи (в побуті - радіолампи) просто недоречно.
Але це не так. У ряді випадків електронні лампи застосовуються досі. Наприклад, деякі звукові підсилювачі класу Hi-Fi виготовляються із застосуванням електронних ламп, оскільки вважається, що такі підсилювачі мають особливе, м'яке та чисте звучання, недосяжне за допомогою транзисторних схем. Але це питання дуже складне - так само, як складні схеми таких підсилювачів. Початківцю радіоаматору такий рівень, на жаль, недоступний.
Значно частіше радіоаматори стикаються із застосуванням радіоламп в підсилювачах потужності радіопередавачів. Досягти великої вихідної потужності можна двома способами.
По-перше, використовуючи висока напругапри малих струмах, що досить просто з точки зору побудови джерела живлення - достатньо використовувати підвищуючий трансформатор і простий випрямляч, що містить діоди і згладжують конденсатори.
І, по-друге, оперуючи низькими напругами, але за великих струмах у ланцюгах вихідного каскаду. Для такого варіанту потрібне потужне стабілізоване джерело живлення, досить складне, що розсіює багато тепла, громіздке і дуже дороге.
Зрозуміло, існують спеціалізовані потужні високочастотні транзистори, що працюють при підвищених напругах, але вони дуже дорогі та рідко зустрічаються.
Крім того, вони все одно суттєво обмежують допустиму вихідну потужність, а каскадні схеми включення кількох транзисторів складні у виготовленні та налагодженні.
Тому транзисторні вихідні каскади в радіопередавачах потужністю понад 15...20 ват зазвичай застосовуються тільки в апаратурі промислового виготовлення або у виробах досвідчених радіоаматорів.
На рис. 2-42 показані елементи, з яких "збирають" позначення різних варіантів електронних ламп. Коротко ознайомимося із призначенням цих елементів:
(1) - Нитка підігріву катода.
Якщо використовується катод із прямим підігрівом, то одночасно позначає і катод.
(2) - Катод із непрямим підігрівом.
Нагрівається за допомогою нитки, що позначається символом (1).
(3) – Анод.
(4) - Сітка.
(5) - Відображає анод індикаторної лампи.
Такий анод покритий спеціальним люмінофором та світиться під впливом потоку електронів. В даний час практично не застосовується.
(6) - Формуючі електроди.
Призначені на формування потоку електронів потрібної форми.
(7) – Холодний катод.
Використовується в лампах спеціального типу і може випускати електрони без підігріву під впливом електричного поля.
(8) - Фотокатод, покритий шаром спеціальної речовини, що значно збільшує емісію електронів під впливом світла.
(9) - Газ-наповнювач у газонаповнених вакуумних приладах.
(10) – Корпус. Очевидно, що немає позначення вакуумної електронної лампи, що не містить символу корпусу. 
Мал. 2-42. Позначення різних елементів радіоламп
Назви більшості радіоламп походять від кількості основних елементів. Так, наприклад, діод має тільки анод і катод (нитка підігріву не вважається окремим елементом, тому що в перших радіолампах нитка підігріву була покрита шаром спеціальної речовини і одночасно була катодом; такі радіолампи зустрічаються і зараз). Застосування вакуумних діодів у аматорській практиці виправдане дуже рідко, в основному, при виготовленні високовольтних випрямлячів для живлення вже згадуваних потужних вихідних каскадів передавачів. Та й то здебільшого вони можуть бути замінені високовольтними напівпровідниковими діодами.
На рис. 2-43 зображені основні варіанти конструкції радіоламп, які можуть зустрітися під час виготовлення аматорської конструкції. Крім діода це тріод, зошит і пентод. Часто зустрічаються здвоєні радіолампи, наприклад подвійний тріод або подвійний тетрод (рис. 2-44). Існують також радіолампи, що в одному корпусі поєднують два різні варіанти конструкції, наприклад, тріод-пентод. Може статися так, що різні частини подібної радіолампи повинні бути зображені в різних частинахВажливої схеми. Тоді символ корпусу зображують не повністю, а частково. Іноді одну половину символу корпусу зображують суцільною лінією, а другу половину пунктирною. Усі висновки біля радіоламп нумеруються за годинниковою стрілкою, якщо дивитися лампу з боку выводов. Відповідні номери висновків проставляють на схемі біля графічного позначення.
Мал. 2-43. Позначення основних типів радіоламп
Мал. 2-44. Приклад позначення складових радіоламп
І, нарешті, згадаємо найпоширеніший електронний вакуумний прилад, який усі ми бачимо у побуті практично щодня. Це електронно-променева трубка (ЕЛТ), яку, коли йдеться про телевізор або комп'ютерний монітор, прийнято називати кінескопом. Відхиляти потік електронів можна двома способами: за допомогою магнітного поля, створюваного спеціальними котушками, що відхиляють, або за допомогою електростатичного поля, створюваного відхиляють пластинами. Перший спосіб застосовується в телевізорах і дисплеях, так як дозволяє відхиляти промінь на великий кут з хорошою точністю, а другий - в осцилографах та іншій вимірювальній техніці, оскільки краще працює на високих частотах і не має вираженої резонансної частоти. Приклад позначення електронно-променевої трубки з електростатичним відхиленням наведено на рис. 2-45. ЕПТ з електромагнітним відхиленням зображується практично так само, тільки замість розташованих всерединітрубки відхиляючих пластин поруч зовнізображують котушки, що відхиляють. Дуже часто на схемах позначення котушок, що відхиляють, розташовують не поруч з позначенням ЕПТ, а там, де зручніше, наприклад, біля вихідного каскаду малої або кадрової розгортки. У такому разі призначення котушки позначають розташованим поруч написом Horizontal Deflection. Horizontal Yoke (маленька розгортка) або Vertical Deflection, Vertical Yoke (кадрова розгортка).
Мал. 2-45. Позначення електронно-променевої трубки
2.12. Газорозрядні лампи
Газорозрядні лампи отримали свою назву відповідно до принципу роботи. Давно відомо, що між двома електродами, поміщеними в середовище розрідженого газу, при достатній напрузі між ними виникає розряд, що тліє, і газ починає світитися. Прикладом газорозрядних ламп можуть бути лампи рекламних вивісок, і індикаторні лампочки побутових приладів. Як наповнюючий газ найчастіше використовується неон, тому дуже часто за кордоном газорозрядні лампи позначають словом "Neon", зробивши назву газу іменем загальним. Насправді гази можуть бути різними, аж до пари ртуті, що дають невидиме оку ультрафіолетове випромінювання ("кварцові лампи").
Деякі найпоширеніші позначення газорозрядних ламп зображені на рис. 2-46. Варіант (I) часто використовується для позначення індикаторних лампочок, що показують включення мережного живлення. Варіант (2) складніший, але аналогічний попередньому.
Якщо газорозрядна лампа є чутливою до полярності підключення, застосовують позначення (3). Іноді колбу лампи покривають зсередини люмінофором, який світиться під впливом ультрафіолетового випромінювання, що виникає при розряді, що тліє. Підбираючи склад люмінофора, можна виготовити дуже довговічні індикаторні лампиз різним кольором світіння, які досі застосовуються у промисловому устаткуванні та позначаються символом (4).
2-46. Поширені позначення газорозрядних ламп
2.13. Лампи розжарювання та сигнальні лампи
Позначення лампи (рис. 2-47) залежить від конструкції, а й від її призначення. Так, наприклад, лампи розжарювання взагалі, освітлювальні лампи розжарювання та лампи розжарювання, що індикують включення в мережу, можуть позначатися символами (А) та (В). Сигнальні лампи, що сигналізують про будь-які режими або ситуації в роботі пристрою, найчастіше позначають символами (D) та (Е). Не завжди це може бути лампа розжарювання, тому слід звертати увагу на загальний контекст схеми. Існує спеціальний символ (F) для позначення миготливої сигнальної лампи. Такий символ можна зустріти, наприклад, у схемі електроустаткування автомобіля, де він застосовується для позначення ламп покажчика повороту.
Мал. 2-47. Позначення ламп розжарювання та сигнальних ламп
2.14. Мікрофони, звуковипромінювачі
Звуковипромінюючі прилади можуть мати різноманітну конструкцію, засновану на різних фізичних ефектах. У побутовій техніці найбільш поширені динамічні гучномовці та п'єзовипромінювачі.
Узагальнене зображення гучномовця у зарубіжній схемотехніці збігається з вітчизняним УДО (рис. 2-48, символ 1). Таким символом прийнято за умовчанням позначати динамічні гучномовці, т. е. найпоширеніші гучномовці, у яких котушка переміщається у постійному магнітному полі й надає руху дифузор. Іноді виникає необхідність підкреслити особливості конструкції і використовуються інші позначення. Так, наприклад, символ (2) означає динамік, у якому магнітне поле створюється постійним магнітом, а символ (3) - динамік зі спеціальним електромагнітом. Такі електромагніти використовувалися в потужних динамічних гучномовцях. В даний час гучномовці з підмагнічування постійним струмом майже не застосовуються, тому що промислово випускаються відносно недорогі, потужні і великі постійні магніти.
Мал. 2-48. Поширені позначення гучномовців
До широко поширених звуковипромінювачів відносяться також дзвінки та зумери (біпери). Дзвінок, незалежно від призначення, зображується символом (1) на рис. 2-49. Зумер зазвичай є електромеханічною системою, що видає звук високої тональності, і в даний час застосовується дуже рідко. Навпаки, так звані біпери ("пищалки") застосовуються дуже часто. Вони встановлені в стільникових телефонах, кишенькових електронних іграх, електронному годиннику і т. д. У переважній більшості випадків робота біперів заснована на п'єзомеханічному ефекті. Кристал спеціального пьезове-ства стискається і розширюється під впливом змінного електричного поля. Іноді використовуються біпери, за принципом дії, близькі до динамічних гучномовців, тільки дуже малогабаритні. Останнім часом не рідкість біпери, в які вбудована мініатюрна електронна схема, що генерує звук. На такий біпер достатньо лише подати постійна напругащоб він почав звучати. Незалежно від конструктивних особливостей більшості зарубіжних схем біпери позначають символом (2), рис. 2-49. Якщо важливою є полярність включення, її вказують біля висновків.
Мал. 2-49. Позначення дзвінків, зумерів та біперів
Головні телефони (у просторіччі - навушники) мають у зарубіжній схемотехніці різні варіанти позначень, які завжди збігаються з вітчизняним стандартом (рис. 2-50).
Мал. 2-50. Позначення головних телефонів
Якщо ми розглядаємо принципову схемумагнітофона, музичного центру чи касетного плеєра, то обов'язково зустрінемо умовне позначення магнітної головки (рис. 2-51). Показані малюнку УГО абсолютно рівнозначні і є узагальнене позначення.
Якщо необхідно підкреслити, що йдеться про головку, що відтворює, то поруч із символом зображують стрілку, спрямовану до голівки.
Якщо головка записує, то стрілка спрямована від головки, якщо головка універсальна, то двонаправлена стрілка, або не зображується.
Мал. 2-51. Позначення магнітних головок
Поширені позначення мікрофонів наведено на рис. 2-52. Подібними символами позначають або мікрофони взагалі, або динамічні мікрофони, конструктивно влаштовані на кшталт динамічних динаміків. Якщо мікрофон злектретний, коли звукові коливання повітря сприймає рухоме обкладання плівкового конденсатора, то всередині символу мікрофона може бути зображений символ неполярного конденсатора.
Дуже часто зустрічаються електретні мікрофони із вбудованим попереднім підсилювачем. Такі мікрофони мають три висновки, через один з яких подається живлення, та вимагають дотримання полярності підключення. Якщо необхідно наголосити, що мікрофон має вбудований підсилювальний каскад, всередину позначення мікрофона іноді поміщають символ транзистора.
Мал. 2-52. Графічні позначення мікрофонів
2.15. Запобіжники та розмикачі
Очевидне призначення запобіжників і розмикачів полягає в тому, щоб захистити решту компонентів схеми від псування у разі навантаження або виходу з ладу одного з компонентів. При цьому запобіжники перегорають та вимагають заміни при ремонті. Захисні розмикачі при перевищенні порогового значення струму, що протікає через них, переходять в розімкнений стан, але найчастіше можуть бути повернені у вихідний стан натисканням на спеціальну кнопку.
При ремонті пристрою, який "не подає ознак життя", насамперед перевіряють запобіжники та запобіжники на виході джерела живлення (рідко, але зустрічаються). Якщо після заміни запобіжника пристрій нормально працює, то причиною перегорання запобіжника став стрибок мережевої напругиабо інше навантаження. В іншому випадку має бути більш серйозний ремонт.
Сучасні імпульсні джерела живлення, особливо в комп'ютерах, дуже часто містять напівпровідникові випрямлячі, що самовідновлюються. Таким запобіжникам зазвичай потрібно деякий час для відновлення провідності. Це час трохи більше, ніж час простого остигання. Ситуація, коли комп'ютер, який навіть не вмикався, через 15-20 хвилин раптом починає нормально працювати, пояснюється саме відновленням запобіжника.
Мал. 2-53. Запобіжники та розмикачі
Мал. 2-54. Розмикач з кнопкою скидання
2.16. АНТЕННИ
Розташування символу антени на схемі залежить від цього, чи є антена приймальною чи передавальної. Приймальна антена - це вхідний пристрій, тому розташовується ліворуч, з антени починається читання схеми приймача. Передавальну антену радіопередавача мають праворуч, і вона завершує схему. Якщо будують схему трансмітера - пристрої, що поєднує в собі функції приймача і передавача, то, згідно з правилами, схему зображують в режимі прийому та антену найчастіше поміщають зліва. Якщо у пристрої використовується зовнішня антена, що підключається через роз'єм, дуже часто зображують тільки роз'єм, опускаючи символ антени.
Найчастіше використовують узагальнені символи антени, рис. 2-55 (А) та (В). Ці символи застосовують у принципових, а й функціональних схемах. Деякі графічні позначення відбивають конструктивні особливості антени. Приміром, на рис. 2-55 символ (С) означає спрямовану антену, символ (D) - диполь з симетричним фідером, символ (Е) - диполь з несиметричним фідером.
Велика різноманітність позначень антен, що застосовуються в зарубіжній практиці, не дозволяє розглянути їх докладно, але більшість позначень інтуїтивно зрозумілі і не викликають труднощів навіть у радіоаматорів-початківців.
Мал. 2-55. Приклади позначень зовнішніх антен
3. САМОСТІЙНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ПРИНЦИПІАЛЬНИХ СХЕМ КРОК ЗА КРОКОМ
Отже, ми стисло ознайомилися з основними графічними позначеннями елементів схем. Цього цілком достатньо, щоб приступити до читання принципових електричних схем, спочатку найпростіших, а потім складніших. Непідготовлений читач може заперечити: "Можливо, я зможу розібратися у схемі, що складається з кількох резисторів і конденсаторів та одного-двох транзисторів. Але я не зможу досить швидко зрозуміти складнішу схему, наприклад, схему радіоприймача". Це хибне твердження.
Так, дійсно, багато хто електронні схемивиглядають дуже складними та лякаючими. Але, насправді вони складаються з кількох функціональних блоків, кожен з яких є менш складною схемою. Уміння розчленувати складну схему на структурні одиниці - перша і головна навичка, яку має набути читач. Далі слід об'єктивно оточити рівень своїх знань. Ось два приклади. Припустимо, йдеться про ремонт відеомагнітофону. Очевидно, що радіоаматорові-початківцю в цій ситуації цілком під силу знайти несправність на рівні обриву в ланцюгах живлення і навіть виявити зникають контакти в роз'ємах стрічкових кабелів міжплатних з'єднань. Для цього потрібно хоча б приблизне уявлення про функціональну схему відеомагнітофона та вміння читати принципову схему. Ремонт більш складних вузлів буде під силу тільки досвідченому майстру і від спроб навмання усунути несправність краще відразу відмовитися, так як велика ймовірність посилити несправність некваліфікованими діями.
Інша річ, коли ви збираєтеся повторити відносно нескладну радіоаматорську конструкцію. Як правило, такі електронні схеми супроводжують докладними описамита схемами монтажу. Якщо ви знаєте систему умовних позначень, то без особливих зусиль зможете повторити конструкцію. Напевно, згодом ви захочете внести до неї зміни, удосконалити або підігнати під наявні компоненти. І вміння розчленовувати схему на складові функціональні блоки відіграє величезну роль. Наприклад, ви зможете взяти схему, спочатку розраховану на батарейне живлення, і підключити до неї мережне джерело, "запозичене" з іншої схеми. Або застосувати інший підсилювач низької частоти в радіоприймачі - варіантів може бути безліч.
3.1. ПОБУДУВАННЯ ТА АНАЛІЗ ПРОСТОЙ СХЕМИ
Щоб зрозуміти принцип, яким готову схему подумки поділяють на функціональні вузли, ми зробимо зворотну роботу: з функціональних вузлів побудуємо схему простого детекторного приймача. Радіочастотна частина схеми, що виділяє низькочастотний модулюючий сигнал із вхідного радіосигналу, складається з антени, котушки, конденсатора змінної ємності та діода (рис. 3-1). Цей фрагмент схеми можна назвати простим, чи не так? Крім антени, він складається з трьох деталей. Котушка L1 і конденсатор С1 утворюють коливальний контур, який, з безлічі електромагнітних коливань, що приймаються антеною, виділяє коливання лише потрібної частоти. Детектування коливань (виділення низькочастотної складової) відбувається з допомогою діода D1.
Мал. 3-1. Радіочастотна частина схеми приймача
Щоб почати слухати радіо, до схеми достатньо додати високоомні головні телефони, підключені до вихідних клем. Але нас це не влаштовує. Ми хочемо слухати радіопередачі через гучномовець. Сигнал безпосередньо на виході детектора має дуже маленьку потужність, тому здебільшого недостатньо одного підсилювального каскаду. Ми приймаємо рішення використати попередній підсилювач, схема якого показана на рис. 3-2. Це ще один функціональний блок радіоприймача. Зверніть увагу, що у схемі з'явилося джерело живлення – батарея В1. Якщо хочемо живити приймач від мережевого джерела, маємо зобразити або клеми щодо його підключення, або схему самого джерела. Для простоти обмежимося батареєю.
Схема попереднього підсилювача дуже проста, її можна зобразити за кілька хвилин, а змонтувати приблизно десять.
Після об'єднання двох функціональних вузлів виходить схема рис. 3-3. На перший погляд, вона стала складнішою. Чи так це? Вона складена із двох фрагментів, які зовсім не здавалися складними окремо. Пунктирна лінія показує, де проходить уявна лінія поділу між функціональними вузлами. Якщо вам зрозумілі схеми двох попередніх вузлів, значить, не складе труднощів і розуміння загальної схеми. Зверніть увагу, що у схемі на рис. 3-3 змінилася нумерація деяких елементів попереднього підсилювача. Тепер вони входять до складу загальної схеми та пронумеровані у загальному порядку саме для цієї схеми.
Мал. 3-2. Попередній підсилювач приймача
Сигнал на виході попереднього підсилювача потужніший, ніж на виході детектора, але недостатній для підключення гучномовця. У схему необхідно додати ще один підсилювальний каскад, завдяки якому звук динаміки буде досить гучним. Один із можливих варіантів функціонального вузла показаний на рис. 3-4.
Мал. 3-3. Проміжний варіант схеми приймача
Мал. 3-4. Вихідний підсилювальний каскад приймача
Додамо вихідний підсилювальний каскад до решти схеми (рис. 3-5).
Вихід попереднього підсилювача підключимо до входу кінцевого каскаду. (Ми не можемо подати сигнал безпосередньо з детектора на вихідний каскад, тому що без попереднього посилення сигнал занадто слабкий.)
Ймовірно, ви помітили, що батарея живлення була зображена як на схемі попереднього, так і кінцевого підсилювача, а в остаточній схемі вона зустрічається лише один раз.
У цій схемі немає потреби в окремих джерелах живлення, тому обидва підсилювальних каскаду в кінцевій схемі підключені до одного джерела.
Вочевидь, у вигляді, у якому схема зображена на рис. 3-5, вона непридатна до практичного застосування. Не вказані номінали резисторів і конденсаторів, цифробуквенні позначення діода і транзисторів, намотувальні дані котушки, відсутній регулятор гучності.
Тим не менш, ця схема дуже близька до тих, що застосовуються на практиці.
Зі складання радіоприймача за аналогічною схемою починають свою практику багато радіоаматорів.
Мал. 3-5. Остаточна схема радіоприймача
Можна сміливо сказати, що основним процесом у створенні схем є комбінування.
Спочатку, лише на рівні загальної ідеї, комбінуються блоки функціональної схеми.
Потім комбінуються окремі електронні компоненти, у тому числі виходять прості функціональні вузли схеми.
Вони, своєю чергою, комбінуються у складнішу загальну схему.
Схеми можуть бути скомбіновані між собою для побудови функціонально закінченого виробу.
І, нарешті, вироби можуть бути скомбіновані для побудови апаратної системи, наприклад домашнього кінотеатру.
3.2. АНАЛІЗ СКЛАДНОЇ СХЕМИ
За наявності деякого досвіду аналіз і комбінування цілком доступні навіть радіоаматору-початківцю або домашньому майстру, якщо йдеться про складання або ремонт нескладних схем побутового призначення.
Потрібно лише пам'ятати, що вміння та розуміння приходить лише з практикою. Спробуємо проаналізувати складнішу схему, зображену на рис. 3-6. Як приклад використовуємо схему радіоаматорського AM-передавача на діапазон 27 МГц.
Це цілком реальна схема, таку чи подібну схему можна часто зустріти на радіоаматорських сайтах.
Вона навмисно залишена у вигляді, у якому наводиться у зарубіжних джерелах, зі збереженням вихідних позначень і термінів. Для полегшення розуміння схеми радіоаматорами-початківцями вона вже розділена суцільними лініями на функціональні блоки.
Як і належить, розгляд схеми почнемо з лівого верхнього кута.
Розташована перша секція містить попередній мікрофонний підсилювач. Його проста схема містить один польовий транзистор з каналом p-типу, вхідний опір якого добре узгоджується з вихідним опором електретного мікрофона.
Сам мікрофон не зображено на схемі, показаний тільки роз'єм для його підключення, а поруч тексту вказано тип мікрофона. Таким чином, мікрофон може бути від будь-якого виробника, з будь-яким цифробуквенним позначенням, аби він був електретним і не мав убудованого підсилювального каскаду. Крім транзистора на схемі підсилювача присутні кілька резисторів та конденсаторів.
Призначення цієї схеми - посилити слабкий вихідний сигнал мікрофона рівня, достатнього подальшої обробки.
Наступною секцією є УНЧ, що складається з інтегральної мікросхеми та кількох зовнішніх деталей. УНЧ посилює сигнал звукової частоти, що надходить із виходу попереднього підсилювача, як це було у випадку з простим радіо.
Посилений звуковий сигнал надходить у третю секцію, що є схемою, що узгоджує, і містить модулюючий трансформатор Т1. Цей трансформатор є узгоджувальним елементом між низькочастотною та високочастотною частинами схеми передавача.
Низькочастотний струм, що протікає в первинній обмотці, викликає зміни колекторного струму високочастотного транзистора, що протікає через вторинну обмотку
Далі перейдемо до розгляду високочастотної частини схеми, починаючи з нижнього лівого кута креслення. Перша високочастотна секція є кварцовим опорним генератором, який завдяки наявності кварцового резонатора виробляє радіочастотні коливання з хорошою стабільністю частоти.
Ця нескладна схема містить всього один транзистор, кілька резисторів і конденсаторів і високочастотний трансформатор, що складається з котушок L1 і L2, поміщених на один каркас з сердечником, що підлаштовується (він зображений стрілкою). З виходу котушки L2 високочастотний сигнал надходить на підсилювач потужності високої частоти. Сигнал, що виробляється кварцовим генератором, дуже слабкий, щоб подавати його в антену.
І, нарешті, з виходу ВЧ-підсилювача сигнал надходить на погоджувальну схему, завдання якої - відфільтрувати побічні гармонічні частоти, що виникають при посиленні ВЧ-сигналу, і узгодити вихідний опір підсилювача з вхідним опором антени. Антена, як і мікрофон, на схемі не показано.
Вона може бути будь-якої конструкції, призначеної для цього діапазону та рівня вихідної потужності.
Мал. 3-6. Схема аматорського АМ-передавача
Подивіться на цю схему ще раз. Напевно, вона більше не видається вам складною? З шести сегментів лише чотири містять активні компоненти (транзистори та мікросхему). Ця нібито важка для розуміння схема насправді є комбінацією шести різних простих схем, кожна з яких є легкою для розуміння.
Правильний порядок зображення та читання схем має дуже глибоке значення. Виявляється, збирати та налаштовувати пристрій дуже зручно саме в тому порядку, в якому зручно читати схему. Наприклад, якщо у вас майже немає досвіду в збиранні електронних пристроїв, розглянутий щойно передавач найкраще збирати, починаючи з мікрофонного підсилювача, і далі – поетапно, перевіряючи роботу схеми на кожному етапі. Це позбавить вас від стомлюючого пошуку помилки у монтажі чи несправній деталі.
Що стосується нашого передавача, всі фрагменти його схеми за умови справних деталей і правильного монтажу повинні починати працювати відразу. Налаштування вимагає лише високочастотна частина, та й то після остаточного складання.
Насамперед збираємо мікрофонний підсилювач. Перевіряємо правильність монтажу. Підключаємо до роз'єму електретний мікрофон та подаємо живлення. За допомогою осцилографа переконуємося в тому, що на виведенні початку транзистора присутні неспотворені посилені звукові коливання, коли щось вимовляють у мікрофон.
Якщо це не так, необхідно замінити транзистор, оберігаючи його від пробою статичною електрикою.
До речі, якщо у вас є мікрофон із вбудованим підсилювачем, цей каскад не потрібен. Можна використовувати роз'єм із трьома контактами (для подачі живлення на мікрофон) та сигнал із мікрофона через розділовий конденсатор подати відразу на другий каскад.
Якщо для живлення мікрофона напруга 12 вольт занадто велика, додайте до схеми найпростіше джереложивлення мікрофона з послідовно з'єднаних резистора та стабілітрона, розрахованого на потрібну напругу (зазвичай від 5 до 9 вольт).
Як бачите, навіть на перших кроках є простір для творчості.
Далі збираємо по порядку другу та третю секцію передавача. Після того, як ми переконалися, що на вторинній обмотці трансформатора Т1 присутні посилені звукові коливання, можна вважати збирання НЧ-частини закінченою.
Складання високочастотної частини схеми починають із генератора, що задає. Якщо немає ВЧ вольтметра, частотоміра або осцилографа, наявність генерації можна переконатися за допомогою приймача, налаштованого на потрібну частоту. Можна також підключити найпростіший індикатор наявності коливань ВЧ до виводу котушки L2.
Потім збирають вихідний каскад, що узгоджує схему, підключають до антенного роз'єму еквівалент антени і роблять остаточне налаштування.
Порядок налаштування ВЧ-каскадів. особливо вихідних, зазвичай докладно описується авторами схем. Для різних схем він може бути різним і виходить за межі цієї книги.
Ми розглянули взаємозв'язок між структурою схеми та порядком її складання. Зрозуміло, не завжди схеми так чітко структуровані. Тим не менш, завжди слід намагатися розбити складну схему на функціональні вузли, навіть якщо у явному вигляді вони не виділені.
3.4. РЕМОНТ ЕЛЕКТРОННИХ ПРИСТРІЙ
Як ви вже помітили, ми розглядали складанняпередавача у порядку "від входу до виходу". Так зручніше налагоджувати схему.
Але пошук несправностіпри ремонті прийнято вести у зворотному порядку, "від виходу до входу". Це з тим, що вихідні каскади більшості схем оперують щодо великими струмами чи напругами і значно частіше виходять із ладу. Наприклад, у тому ж передавачі опорний кварцовий генератор практично не схильний до несправностей, тоді як вихідний транзистор легко може вийти з ладу від перегріву при обриві або короткому замиканні в ланцюзі антени. Тому, якщо зникло випромінювання передавача, насамперед перевіряють вихідний каскад. Аналогічно надходять і з підсилювачами ПЧ у магнітофонах тощо.
Але перш ніж перевіряти компоненти схеми, необхідно переконатися в справності джерела живлення і в тому, що напруги живлення надходять на основну плату. Прості, так звані лінійні, джерела живлення можна перевіряти і "від входу до виходу", починаючи з штепсельної вилки та запобіжника. Будь-який досвідчений радіомайстер розповість вам, як багато побутової апаратури приносять у майстерню через несправність шнура мережі або перегорання запобіжника. Ситуація з імпульсними джерелами набагато складніша. Навіть найпростіші схеми імпульсних джерел живлення можуть містити дуже специфічні радіокомпоненти і, як правило, охоплені ланцюгами зворотних зв'язківта взаємовпливових регулювань. Поодинока несправність у такому джерелі часто призводить до виходу з ладу багатьох компонентів. Невмілі дії можуть посилити ситуацію. Тому ремонт імпульсного джерела має виконувати кваліфікований спеціаліст. Пі в жодному разі не слід нехтувати вимогами техніки безпеки під час роботи з електроприладами. Вони прості, загальновідомі та багаторазово описані в літературі.
|
ГОСТ 19880-74 |
Електротехніка Основні поняття. |
|
ГОСТ 1494-77 |
Літерні позначення. |
|
ГОСТ 2.004-79 |
Правила виконання конструкторських документівна друкуючих та графічних пристроях виведення ЕОМ. |
|
ГОСТ 2.102-68 |
Види та комплектність конструкторських документів. |
|
ГОСТ 2.103-68 |
Стадії розробки. |
|
ГОСТ 2.104-68 |
Основні написи. |
|
ГОСТ 2.105-79 |
Загальні вимогидо текстових документів. |
|
ГОСТ 2.106-68 |
Текстові документи |
|
ГОСТ 2.109-73 |
Основні вимоги до креслень. |
|
ГОСТ 2.201-80 |
Позначення виробів та конструкторських документів. |
|
ГОСТ 2.301-68 |
Формати. |
|
ГОСТ 2.302-68 |
Масштаби. |
|
ГОСТ 2.303-68 |
Лінії. |
|
ГОСТ 2.304-81 |
Шрифти креслярські. |
|
ГОСТ 2.701-84 |
Схеми. Види та типи. Загальні вимоги до виконання. |
|
ГОСТ 2.702-75 |
Правила виконання електричних схем |
|
ГОСТ 2.705-70 |
Правила виконання електричних схем, обмоток та виробів з обмотками. |
|
ГОСТ 2.708-81 |
Правила виконання електричних схем цифрової обчислювальної техніки |
|
ГОСТ 2.709-72 |
Система позначення ланцюгів у електричних схемах. |
|
ГОСТ 2.710-81 |
Позначення буквено-цифрові в електричних схемах. |
|
ГОСТ 2.721-74 |
Позначення загального застосування. |
|
ГОСТ 2.723-68 |
Котушки індуктивності, дроселі, трансформатори, автотрансформатори та магнітні підсилювачі. |
|
ГОСТ 2.727-68 |
Розрядники, запобіжники. |
|
ГОСТ 2.728-74 |
Резистори, конденсатори. |
|
ГОСТ 2.729-68 |
Прилади електровимірювальні. |
|
ГОСТ 2.730-73 |
Прилади напівпровідникові. |
|
ГОСТ 2.731-81 |
Прилади електровакуумні. |
|
ГОСТ 2.732-68 |
Джерела світла. |
Людина, яка не знає графічного позначення елементів радіосхеми, ніколи не зможе її "прочитати". Цей матеріал призначений для того, щоб радіоаматору-початківцю було з чого почати. У різних технічних виданнях такий матеріал трапляється дуже рідко. Саме цим він цінний. У різних виданнях зустрічаються "відхилення" від державного стандарту (ГОСТу) у графічному позначенні елементів. Ця різниця важлива тільки для органів державної приймання, а для радіоаматора практичного значення не має, аби був зрозумілий тип, призначення та основні характеристики елементів. Крім того, у різних країнах і позначення може бути різним. Тому у цій статті наводяться різні варіанти графічного позначення елементів. Цілком можливо, що тут ви побачите не всі варіанти позначення.
Будь-який елемент на схемі має графічне зображення та його буквено-цифрове позначення. Форма та розміри графічного позначення визначені ГОСТом, але, як я писав раніше, не мають практичного значення для радіоаматора. Адже якщо на схемі зображення резистора буде за розміром менше ніж за ГОСТами, радіоаматор не переплутає його з іншим елементом. Будь-який елемент позначається на схемі однією, або двома літерами (перша обов'язково - велика), і порядковим номером на конкретній схемі. Наприклад, R25 означає, що це резистор (R), і на зображеній схемі – 25-й за рахунком. Порядкові номери зазвичай присвоюються зверху вниз і зліва направо. Буває, коли елементів не більше двох десятків їх просто не нумерують. Зустрічається, що з доопрацюваннях схем, деякі елементи з " великим " порядковим номером можуть стояти над тому місці схеми, по ГОСТу – це порушення. Очевидно, заводське приймання підкупили хабарем у вигляді банальної шоколадки, або пляшкою незвичайної форми дешевого коньяку. Якщо схема велика, то знайти елемент, що стоїть не по порядку, буває важко. При модульному (блочному) побудові апаратури елементи кожного блоку мають свої порядкові номери.
| Графічне позначення (варіанти) | Найменування елемента | Короткий опис елементу |
| Елемент живлення | Одиночне джерело електричного струму, у тому числі: годинникові батареї; пальчикові сольові батареї; сухі акумуляторні батареї; батареї мобільних телефонів | |
| Батарея елементів живлення | Набір одиночних елементів, призначений для живлення апаратури підвищеним загальною напругою(відмінним від напруги одиночного елемента), зокрема: батареї сухих гальванічних елементів живлення; акумуляторні батареїсухих, кислотних та лужних елементів | |
| Вузол | З'єднання провідників. Відсутність точки (кружечка) свідчить, що провідники на схемі перетинаються, але з з'єднуються друг з одним – це різні провідники. Не має буквено-цифрового позначення | |
 | Контакт | Виведення радіосхеми, призначене для «жорсткого» (як правило - гвинтового) приєднання до нього провідників. Найчастіше використовується у великих системах управління та контролю електроживленням складних багатоблочних електросхем |
 | Гніздо | Сполучний легкороз'ємний контакт типу "роз'єм" (на радіоаматорському сленгу - "мама"). Застосовується переважно для короткочасного підключення зовнішніх приладів, перемичок та інших елементів ланцюга, що легко роз'єднується, наприклад, як контрольний гніздо. |
| Розетка | Панель, що складається з кількох (не менше 2-х) контактів "гніздо". Призначена для багатоконтактного з'єднання радіоапаратури. Типовий приклад – побутова електророзетка "220В" | |
| Штекер | Контактний легкороз'ємний штирьовий контакт (на сленгу радіоаматорів - "тато"), призначений для короткочасного підключення до ділянки електрорадіоланцюга | |
 | Веделка | Багатоштеккерний роз'єм, з числом контактів не менше двох, призначений для багатоконтактного з'єднання радіоапаратури. Типовий приклад - мережева вилка побутового приладу "220В" |
| Вимикач | Двоконтактний прилад призначений для замикання (розмикання) електричного ланцюга. Типовий приклад - вимикач світла "220В" у приміщенні | |
 | Перемикач | Триконтактний прилад призначений для перемикання електричних кіл. Один контакт має два можливі положення |
 | Тумблер | Два "спарені" перемикачі - перемикаються одночасно однією загальною рукояткою. Окремі групи контактів можуть зображуватися в різних частинах схеми, тоді вони можуть бути позначені як група S1.1 і група S1.2. Крім того, за великої відстані на схемі вони можуть з'єднуватися однією пунктирною лінією |
| Галетний перемикач | Перемикач, в якому один контакт "повзункового" типу, може перемикатися в декілька різних положень. Бувають спарені галетні перемикачі, в яких є кілька контактних груп | |
| Кнопка | Двоконтактний прилад, призначений для короткочасного замикання (розмикання) електричного кола шляхом натискання на нього. Типовий приклад – кнопка дверного дзвінка квартири | |
| Загальний провід | Контакт радіосхеми, що має умовний "нульовий" потенціал щодо інших ділянок та з'єднань схеми. Зазвичай, це висновок схеми, потенціал якого або найнегативніший щодо інших ділянок схеми (мінус живлення схеми), або найпозитивніший (плюс живлення схеми). Немає буквено-цифрового позначення | |
| Заземлення | Виведення схеми, що підлягає підключенню до Землі. Дозволяє виключити можливу появу шкідливої статичної електрики, а також запобігає ураженню електричного струму у разі можливого потрапляння небезпечної напруги на поверхні радіоприладів і блоків, яких стосується людина, що стоїть на мокрому грунті. Немає буквено-цифрового позначення | |
| Лампа розжарювання | Електричний прилад для освітлення. Під впливом електричного струму відбувається світіння вольфрамової нитки розжарення (горіння). Не згоряє нитка, тому що всередині колби лампи немає хімічного окислювача – кисню. | |
| Сигнальна лампа | Лампа, призначена для контролю (сигналізування) стану різних ланцюгівзастарілої апаратури. В даний час замість сигнальних ламп використовують світлодіоди, що споживають слабкіший струм і надійніші. | |
| Неонова лампа | Газорозрядна лампа наповнена інертним газом. Колір світіння залежить від виду газу-наповнювача: неон – червоно-жовтогарячий, гелій – синій, аргон – бузковий, криптон – синьо-білий. Застосовують інші способи надати певний колір лампі наповненій неоном - використання люмінесцентних покриттів (зеленого і червоного світіння) | |
 | Лампа денного світла(ЛДС) | Газорозрядна лампа, в тому числі колба мініатюрна енергозберігаючі лампи, що використовує люмінесцентне покриття – хімічний складіз післясвітенням. Застосовується для освітлення. При однаковій споживаній потужності, має більш яскраве світло, ніж лампа розжарювання |
 | Електромагнітне реле | Електричний прилад, призначений для перемикання електричних кіл шляхом подачі напруги на електричну обмотку (соленоїд) реле. У реле може бути кілька груп контактів, тоді ці групи нумеруються (наприклад, Р1.1, Р1.2) |
| Амперметр, міліамперметр, мікроамперметр | Електричний пристрій призначений для вимірювання сили електричного струму. У своєму складі має нерухомий постійний магніт та рухливу магнітну рамку (котушку), на якій кріпиться стрілка. Чим більше струм, що протікає через обмотку рамки, тим більший кут стрілка відхиляється. Амперметри поділяються за номінальним струмом повного відхилення стрілки, за класом точності та по області застосування | |
| Вольтметр, мілівольтметр, мікровольтметр | Електричний прилад призначений для вимірювання напруги електричного струму. Фактично нічим не відрізняється від амперметра, тому що робиться з амперметра шляхом послідовного включення в електричний ланцюг через додатковий резистор. Вольтметри поділяються по номінальній напрузіповного відхилення стрілки, за класом точності та по області застосування | |
| Радіоприлад, призначений для зменшення струму, що протікає електричним ланцюгом. На схемі вказується значення опору резистора. Потужність резистора, що розсіюється, зображується спеціальними смужками, або римськими символами на графічному зображенні корпусу в залежності від потужності (0,125Вт - дві косих лінії "//", 0,25 - одна коса лінія "/", 0,5 - одна лінія вздовж резистора " -", 1Вт - одна поперечна лінія "I", 2Вт - дві поперечні лінії "II", 5Вт - галочка "V", 7Вт - галочка і дві поперечні лінії "VII", 10Вт - перехрестя "Х", і т.д .). У Американців позначення резистора - зигзагоподібне, як показано на малюнку | ||
| Резистор, опір якого його центральному виведенні регулюється з допомогою " ручки-регулятора " . Номінальний опір, вказаний на схемі – це повний опір резистора між його крайніми висновками, який не регулюється. Змінні резистори бувають спарені (2 на одному регуляторі) | ||
| Резистор, опір якого з його центральному виведенні регулюється з допомогою "шлица-регулятора" - отвори під викрутку. Як і у змінного резистора, номінальний опір, вказаний на схемі – це повний опір резистора між його крайніми висновками, який не регулюється | ||
| Напівпровідниковий резистор, опір якого змінюється в залежності від температури навколишнього середовища. При збільшенні температури опір терморезистора зменшується, а при зменшенні температури навпаки збільшується. Застосовується для вимірювання температури як термодатчик, ланцюгах термостабілізації різних каскадів апаратури і т.д. | ||
| Резистор, опір якого змінюється залежно від освітленості. При збільшенні освітленості опір терморезистора зменшується, а при зменшенні освітленості навпаки – збільшується. Застосовується вимірювання освітленості, реєстрації коливань світла тощо. Типовий приклад - "світловий бар'єр" турнікету. Останнім часом замість фоторезисторів частіше використовуються фотодіоди та фототранзистори | ||
| Варістор | Напівпровідниковий резистор, що різко зменшує свій опір при досягненні прикладеної до нього напруги певного порога. Варистор призначений для захисту електричних ланцюгів та радіоприладів від випадкових "стрибків" напруги. | |
| Елемент радіосхеми, що має електричну ємність, здатний накопичувати електричний заряд на своїх обкладках. Застосування в залежності від величини ємності різноманітне, найпоширеніший радіоелемент після резистора | ||
| Конденсатор, при виготовленні якого застосовується електроліт, за рахунок цього при порівняно малих розмірах має набагато більшу ємність, ніж звичайний "неполярний" конденсатор. При його застосуванні необхідно дотримуватися полярності, інакше електролітичний конденсатор втрачає свої накопичувальні властивості. Використовується у фільтрах живлення, як прохідні та накопичувальні конденсатори низькочастотної та імпульсної апаратури. Звичайний електролітичний конденсатор саморозряджається за час не більше хвилини, має властивість "втрачати" ємність внаслідок висихання електроліту, для виключення ефектів саморозряду та втрати ємності використовують дорожчі конденсатори – танталові. | ||
| Конденсатор, у якого ємність регулюється за допомогою "шліца-регулятора" – отвори під викрутку. Використовується у високочастотних контурах радіоапаратури. | ||
| Конденсатор, ємність якого регулюється за допомогою виведеної назовні радіоприймального пристрою рукоятки (штурвала). Використовується у високочастотних контурах радіоапаратури як елемент селективного контуру, що змінює частоту налаштування радіопередавача, або радіоприймача | ||
| П'єзоелектричний резонатор | Високочастотний прилад, що має резонансні властивості подібно коливального контуру, але на певній фіксованій частоті. Може застосовуватися на "гармониках" - частотах, кратних резонансної частоти, що вказана на корпусі приладу. Часто, як резонуючий елемент використовується кварцове скло, тому резонатор називають "кварцовий резонатор", або просто "кварц". Застосовується в генераторах гармонійних (синусоїдальних) сигналів, тактових генераторах, вузькосмугових частотних фільтрах та ін. | |
| Обмотка (котушка) з мідного дроту. Може бути безкаркасною, на каркасі, а може виконуватися з використанням магнітопроводу (сердечника з магнітного матеріалу). Має властивість накопичення енергії рахунок магнітного поля. Застосовується як елемент високочастотних контурів, частотних фільтрів і навіть антени приймального пристрою | ||
| Котушка з регульованою індуктивністю, яка має рухомий сердечник з магнітного (феромагнітного) матеріалу. Як правило, мотається на циліндричному каркасі. За допомогою немагнітної викрутки регулюється глибина занурення сердечника в центр котушки, тим самим змінюється її індуктивність | ||
| Котушка індуктивності, що містить велику кількість витків, яка виконується з використанням магнітопроводу (сердечника). Як і високочастотна котушка індуктивності, дросель має властивість накопичення енергії. Застосовується як елементи низькочастотних фільтрів звукової частоти, схем фільтрів живлення та імпульсного накопичення | ||
| Індуктивний елемент, що складається із двох і більше обмоток. Змінний (змінний) електричний струм, що прикладається до первинної обмотки, викликає виникнення магнітного поля в сердечнику трансформатора, а воно у свою чергу наводить магнітну індукцію у вторинній обмотці. В результаті на виході вторинної обмоткиутворюється електричний струм. Крапки на графічному позначенні біля країв обмоток трансформатора позначають початки цих обмоток, римські цифри – номери обмоток (первинна, вторинна) | ||
| Діод | Напівпровідниковий прилад, здатний пропускати струм в один бік, а в інший ні. Напрямок струму можна визначити за схематичним зображенням - лінії, що сходяться, подібно стрілці вказують напрям струму. Висновки анода та катода буквами на схемі не позначаються | |
| Стабілітрон (стабістор) | Спеціальний напівпровідниковий діод, призначений для стабілізації прикладеної до його висновків напруги зворотної полярності (у стабістора – пряма полярність) | |
| Варікап | Спеціальний напівпровідниковий діод, що володіє внутрішньою ємністю і змінює її значення в залежності від амплітуди прикладеної до його висновків напруги зворотної полярності. Застосовується для формування частотно-модульованого радіосигналу, у схемах електронного регулювання частотними характеристиками радіоприймачів | |
| Світлодіод | Спеціальний напівпровідниковий діод, кристал якого світиться під дією прикладеного прямого струму. Використовується як сигнальний елемент наявності електричного струму певної ланцюга. Буває різних кольорів світіння | |
| Фотодіод | Спеціальний напівпровідниковий діод, при висвітленні якого на виводах з'являється слабкий електричний струм. Застосовується для вимірювання освітленості, реєстрації коливань світла і т.д., подібно до фоторезистора | |
| Тиристор (триністор) | Напівпровідниковий прилад призначений для комутації електричного кола. При подачі невеликої позитивної напруги на електрод, що управляє, відносно катода, тиристор відкривається і проводить струм в одному напрямку (як діод). Закривається тиристор тільки після зникнення струму, що протікає від анода до катода, або зміни полярності цього струму. Висновки анода, катода та керуючого електрода буквами на схемі не позначаються | |
| Сімістор | Складовий тиристор, здатний комутувати струми як позитивної полярності (від анода до катода), і негативної (від катода до анода). Як і тиристор, симистор закривається тільки після зникнення струму, що протікає від анода до катода, або зміни полярності цього струму | |
| Діністор | Вид тиристора, який відкривається (починає пропускати струм) тільки при досягненні певної напруги між анодом і катодом, і замикається (припиняє пропускати струм) тільки при зменшенні струму до нуля, або зміни полярності струму. Використовується в схемах імпульсного керування | |
| Біполярний транзистор, який управляється позитивним потенціалом на базі щодо емітера (стрілка у емітера показує умовний напрямок струму). При цьому при підвищенні вхідної напруги база-емітер від нуля до 0,5 вольта транзистор знаходиться в закритому стані. Після подальшого підвищення напруги від 05 до 08 вольта транзистор працює як підсилювальний прилад. На кінцевій ділянці "лінійної характеристики" (близько 0,8 вольта) транзистор насичується (повністю відкривається). Подальше підвищення напруги з урахуванням транзистора небезпечно, транзистор може вийти з ладу (відбувається різке зростання струму бази). Відповідно до "підручників", біполярний транзистор управляється струмом база-емітер. Напрямок комутованого струму в n-p-n транзисторі- Від колектора до емітера. Висновки бази, емітера та колектора літерами на схемі не позначаються | ||
| Біполярний транзистор, який управляється негативним потенціалом на базі щодо емітера (стрілка в емітера показує умовний напрямок струму). Відповідно до "підручників", біполярний транзистор управляється струмом база-емітер. Напрямок комутованого струму в p-n-р транзисторі- Від емітера до колектора. Висновки бази, емітера та колектора літерами на схемі не позначаються | ||
| Фототранзистор | Транзистор (як правило - n-p-n), опір переходу колектор-емітер якого зменшується при його освітленні. Чим вища освітленість, тим менший опір переходу. Застосовується для вимірювання освітленості, реєстрації коливань світла (світлових імпульсів) тощо, подібно до фоторезистора | |
| Транзистор польовий | Транзистор, опір переходу "стік-витік" якого зменшується при подачі напруги на його затвор щодо витоку. Має великий вхідний опір, що підвищує чутливість транзистора до малих вхідних струмів. Має електроди: Затвор, Виток, Стік та Підкладку (буває не завжди). За принципом роботи можна порівняти з водопровідним краном. Чим більше напругана затворі (на більший кут повернута рукоятка вентиля), тим більший струм(Більше води) тече між витоком і стоком. Порівняно з біполярним транзистороммає більший діапазон регулюючої напруги – від нуля до десятків вольт. Висновки затвора, витоку, стоку та підкладки літерами на схемі не позначаються | |
| Транзистор польовий із вбудованим n-каналом | Польовий транзистор, Керований позитивним потенціалом на затворі, щодо витоку. Має ізольований затвор. Має великий вхідний опір, і дуже малий вихідний опір, що дозволяє малими вхідними струмами керувати великими вихідними струмами. Найчастіше технологічно підкладка з'єднана з витоком | |
| Транзистор польовий з вбудованим каналом | Польовий транзистор, керований негативним потенціалом на затворі, щодо витоку (для запам'ятовування р-канал – позитив). Має ізольований затвор. Має великий вхідний опір, і дуже малий вихідний опір, що дозволяє малими вхідними струмами керувати великими вихідними струмами. Найчастіше технологічно підкладка з'єднана з витоком | |
| Транзистор польовий з індукованим n-каналом | Польовий транзистор, що має ті ж властивості, що і "з вбудованим n-каналом" з тією різницею, що має ще більший вхідний опір. Найчастіше технологічно підкладка з'єднана з витоком. За технологією ізольованого затвора виконуються MOSFET транзистори, керовані вхідною напругою від 3 до 12 вольт (залежно від типу), що мають опір відкритого переходу від 0,1 до 0,001 Ом (залежно від типу). | |
| Транзистор польовий з індукованим р-каналом | Польовий транзистор, що має ті ж властивості, що і "з вбудованим p-каналом" з тією різницею, що має ще більший вхідний опір. Найчастіше технологічно підкладка з'єднана з витоком |
Якщо ви займаєтеся електромонтажними роботами, обов'язково потрібно знати умовні позначення в електричних схемах. Вміння читати електричні схеми – це важлива якість монтерів, слюсарів КВП, конструкторів ланцюгів. І якщо ви не маєте спеціальної підготовки, одразу розібратися у всіх тонкощах навряд чи вийде. Але слід пам'ятати, що умовні позначення на схемах, що розробляються для російських споживачів, відрізняються від загальноприйнятих стандартів за кордоном – у Європі, США, Японії.
Історія позначень на схемах
Ще за радянських років, коли електротехніка розвивалася стрімко, виникла потреба у класифікації приладів та його позначенні. Саме тоді і з'явилась єдина системаконструкторської документації (ЄСКД) та державні стандарти (ГОСТ). Все стандартизувалося, щоб будь-який інженер зміг прочитати умовні позначення на кресленнях своїх колег.
Але щоб усі тонкощі розібрати, потрібно прослухати багато лекцій та вивчити масу спеціальної літератури. ДЕРЖСТАНДАРТ - це величезний документ, і повністю вивчити всі графічні позначення та їх стандартні розміри, примітки практично неможливо. Тому необхідно мати завжди під рукою невелику "шпаргалку", яка допоможе зорієнтуватися у всьому різноманітті електричних компонентів.
Електропроводка на кресленнях
Електропроводка - це узагальнене поняття, воно має на увазі під собою провідники, які мають дуже низький опір. З їхньою допомогою напруга передається від джерела електроенергії до споживачів. Це загальне поняттяОскільки існує багато різновидів електропроводки.
Люди, які не розуміються на схемах та особливостях електромонтажу, можуть вирішити, що провідник - це ізольований кабель, що підключається до вимикачів та розеток. Але насправді є багато видів провідників і на схемах вони позначаються по-різному.
Провідники на схемах
Навіть мідні доріжки на монтажних текстолітових платах – це провідник, можна навіть сказати, що це варіант електричної проводки. Позначається на електричних схемах у вигляді прямої сполучної лінії, що проходить від одного елемента до іншого. Так само позначаються на схемі і електричні дротивисоковольтної лінії, що прокладена в полях між стовпами. І в квартирах з'єднувальні дроти між лампами, вимикачами та розетками позначаються також прямими сполучними лініями.
Але можна розділити на три підгрупи позначення струмопровідних елементів:
- Провід.
- Кабель.
- Електричні зв'язки.
План електропроводки - це некоректне визначення, тому що під електропроводкою маються на увазі як монтажні дроти, так і кабелі. Але якщо суттєво розширити список елементів, як це необхідно на докладній схемі, то виявиться, що необхідно включати ще трансформатори, автоматичні вимикачі, пристрої захисного відключення, заземлення, ізолятори.
Розетки на схемах
Розетки - це штепсельні з'єднання, призначені для нежорсткого з'єднання (є можливість вручну розірвати підключення) електричних кіл. Умовні позначення на кресленнях суворо регламентовані Держстандартом. З його допомогою встановлено правила для позначення на кресленнях апаратів та пристроїв освітлення та інших електричних споживачів. Розетки штепсельного типу можна розділити на три категорії:
- Призначені для відкритого монтажу.
- Призначені для прихованої установки.
- Блок, що включає розетку і вимикач.
- Однополюсні розетки.
- Двополюсні.
- Двополюсний та захисний контакт.
- Триполюсні.
- Триполюсний та захисний контакт.
На цьому достатньо, особливостей розеток немає, існує безліч варіантів виконання. У всіх приладів є ступінь захисту, вибір потрібно робити виходячи з того, в яких умовах належить використовувати рівень вологості, температура, наявність механічних впливів.
Вимикачі на монтажних схемах
Вимикачі - це пристрої, з яких розривається електричний ланцюг. Це може здійснюватися в автоматичному або ручному режимі. Регламентується умовне графічне позначення ГОСТом, як і розеток. Позначення залежить від цього, в яких умовах працює елемент, яке конструктивне виконання в нього, ступінь захисту. Існує кілька видів конструкцій вимикачів:
- Однополюсні (у тому числі здвоєні та стрункі).
- Двополюсні.
- Триполюсні.
На схемах обов'язково зазначаються параметри роз'єднувального пристрою. І за графічним позначенням видно, який тип використовується: простий вимикач, кнопка з фіксацією і без, акустичний прилад (реагує на бавовну) або оптичний. Якщо є умова, щоб освітлення включалося при темряві і відключалося вранці, можна використовувати оптичний датчик і невелику схему управління.
Запобіжники (плавкі вставки)
Існує багато видів пристроїв захисту - запобіжники (одноразові та самовідновлювані), автоматичні вимикачі, ПЗВ. Безліч видів конструктивного виконання, сфер застосування, різна швидкість спрацьовування, надійність, використання за певних умов характеризує ці прилади. Умовне позначення запобіжника – це прямокутник, паралельно довгій стороні через центр проходить провідник. Це найпростіший і найдешевший елемент, здатний захистити електричний ланцюг від короткого замикання. Слід зазначити, такі компоненти досить рідко застосовують у схемах електричних важливих. Умовні позначення іншого типу можна зустріти - це запобіжники, що самовідновлюються, які після розмикання ланцюга приходять у вихідний стан.
Широка назва запобіжників – плавка вставка. Використовується в багатьох приладах, розподільних електрощитах. В одноразових пробках їх можна зустріти. Але є ще прилади, що використовуються у високовольтних розподільних щитах. Вони конструктивно виконані з металевих наконечників та основної керамічної частини. Усередині знаходиться відрізок провідника (його перетин вибирається залежно від того, який максимальний струм має проходити ланцюгом). Заповнюється керамічний корпус піском, щоб унеможливити займання.
Автоматичні вимикачі
Умовні позначення приладів такого залежать від конструктивного виконання, ступеня захисту. Пристрій багаторазового використання може застосовуватися як простий вимикач. Насправді він виконує функції плавкої вставки, але є можливість перевести в початковий стан - замкнути ланцюг. Конструкція складається з наступних елементів:
- Пластиковий корпус.
- Важіль для включення та вимикання.
- Біметалічна пластина – при нагріванні вона деформується.
- Контактна група - вона входить у електричну ланцюг.
- Дугогасна камера - дозволяє позбутися утворення іскор та дуги під час розриву з'єднання.
Це елементи, з яких складається будь-який автоматичний вимикач. Але треба пам'ятати, що після спрацьовування він не зможе повернутися відразу ж у вихідне положення, має пройти час, щоб охолонути. Термін служби автоматів вимірюється у кількості спрацьовувань та коливається в інтервалі 30000-60000.
Заземлення на схемах
Заземлення – це з'єднання провідників струму електромашини чи приладу із землею. При цьому як земля, так і частина ланцюга приладу має негативний потенціал. Завдяки заземленню при проби корпусу не буде ніяких руйнувань приладу або ураження електричним струмом, весь заряд піде в землю. Заземлення буває наступних видів за ГОСТом:
- Загальне поняття заземлення.
- Чисте заземлення (безшумове).
- Захисний тип заземлення.
- З'єднання з масою (корпусом) пристрою.
Залежно від цього, яке у ланцюга використовується заземлення, умовне позначення буде іншим. Важливу роль під час упорядкування схем грає промальовування елемента, залежить як від конкретної ділянки ланцюга, і від виду приладу.
Якщо мова йде про автомобільну техніку, то там буде маса - загальний провідник, з'єднаний з кузовом. У випадку електропроводки будинку - вбиті в землю провідники, з'єднані з розетками. У логічних схемах не можна плутати «цифрове» заземлення та звичайне – це різні речі та працюють вони по-різному.
Електричні двигуни
На схемах електроустаткування автомобілів, цехів, пристроїв часто-густо можна зустріти електричні двигуни. Причому в промисловості більше 95% всіх моторів, що використовуються - це асинхронні з короткозамкненим ротором. Позначаються вони у вигляді кола, до якого підходить три дроти (фази). Такі електромашини використовуються спільно з магнітними пускачамита кнопками («Пуск», «Стоп», «Реверс» за потреби).
Двигуни постійного струму використовуються в автомобільній техніці, системах керування. У них є дві обмотки - робоча та збудження. Замість останньої на деяких типах двигунів використовуються постійні магніти. За допомогою обмотки збудження створюється магнітне поле. Воно штовхає ротор двигуна, у якого протиспрямоване поле – воно створюється обмоткою.
Колірне маркування проводів
У разі однофазного живлення провідник з фазою має чорний, сірий, фіолетовий, рожевий, червоний, помаранчевий, бірюзовий, білий колір. Найчастіше можна зустріти коричневий. Це маркування загальноприйняте і використовується при складанні схем, монтажі. Нульовий провідник має маркування:
- Блакитним кольором – нульовий робітник (N).
- Жовтий із зеленою смугою - провід заземлення, захисту (PE).
- Жовтий із зеленим і мітки блакитного кольору на краях - захисний і нульовий провідникипоєднані.
Слід зазначити, що блакитні мітки потрібно наносити під час монтажу. Умовне позначення в електричних схемах також повинно мати посилання те, що є наявність міток. Провідник має бути позначений індексом PEN.
за функціональному призначеннювсі провідники поділяються так:
- Провід чорного кольору – для комутації силових ланцюгів.
- Провід червоного кольору – для з'єднань елементів керування, вимірювання, сигналізації.
- Провідники синього кольору - керування, вимірювання та сигналізація при роботі на постійному струмі.
- Блакитним кольором маркування проводиться нульових робочих провідників.
- Жовтий та зелений - це дроти для заземлення та захисту.
Літерно-цифрові позначення на схемах
Затискачі мають умовне позначення в електричних схемах:
- U, V, W – фази проводки;
- N – нейтральний провідник;
- E – заземлення;
- PE – провід захисного ланцюга;
- ТЕ – провідник для безшумового з'єднання;
- ММ – провідник, з'єднаний з корпусом (масою);
- СС – еквіпотенційний провідник.
Позначення на схемах проводів:
- L - літерне позначення (загальне) будь-якої фази;
- L1, L2, L3 - 1-а, 2-а та 3-я фази відповідно;
- N – провід нейтралі.
У схемах постійного струму:
- L+ та L- - позитивний та негативний полюси;
- М – середній провідник.
Це позначення, що найчастіше застосовуються в схемах і кресленнях. Їх можна зустріти в описах простих пристроїв. Якщо ж потрібно прочитати схему складного пристрою, знадобляться великі знання. Адже ще є активні елементи, пасивні, пристрої логіки, напівпровідникові компоненти та багато інших. І кожен має своє позначення на схемах.
УГО обмотувальних елементів
Існує багато пристроїв, які перетворюють електричний струм. Це котушки індуктивності, трансформатори, дроселі. Умовне позначення трансформатора на схемах - це дві котушки (зображені у вигляді трьох півколів) та сердечник (у вигляді прямої лінії зазвичай). Прямою лінією позначається сердечник із трансформаторної сталі. Але можуть бути конструкції трансформаторів, які не мають осердя, у цьому випадку на схемі між котушками немає нічого. Таке умовне позначення елементів можна зустріти і схемах радіоприймаючої апаратури, наприклад.
Останніми роками у техніці дедалі рідше використовується трансформаторна сталь виготовлення трансформаторів. Вона дуже важка, складно набирати пластини в осердя, з'являється гудіння при розбовтуванні. Набагато ефективніше виявляється використання феромагнітних сердечників. Вони цілісні, мають одну і ту ж проникність у всіх ділянках. Але існує у них один мінус – складність ремонту, оскільки розібрати та зібрати виявляється проблематично. Умовне позначення трансформатора з таким осердям практично нічим не відрізняється від того, в якому використовується сталь.
Висновок
Це далеко не всі умовні позначення електричних схем, розміри компонентів також регламентовані ГОСТом. Навіть прості стрілки, точки з'єднання мають вимоги, промальовування їх виконується за правилами. Потрібно звернути увагу на одну особливість - відмінності у схемах, зроблених за вітчизняними та імпортними стандартами. Перетин провідників на зарубіжних схемах позначається півколом. А ще існує таке поняття, як ескіз - це зображення чогось без дотримання вимог Держстандарту до елементів. Окремі вимоги висуваються до самого ескізу. Такі зображення можна виконувати для візуального представлення майбутньої конструкції, електропроводки. Згодом по ньому складається креслення, на якому навіть позначення умовних кабелів та з'єднань відповідають стандартам.
Проведення електромонтажних робітпередбачає наявність певних знань, щоб здійснити безпечне підключення об'єкта до мережі живлення. Важливим елементом будь-якої електричної схеми є автоматичний вимикач, завдання якого – відключити живлення у разі навантаження системи або впливу струму короткого замикання. Отримуючи актуальну інформацію з креслень, електрик читає позначення кожного пристрою.
Умовне зображення автоматів
Креслення розробляють згідно з ГОСТ 2.702-2011, що містить інформацію про правила виконання електросхем. Як додаткова нормативної документаціївикористовується ГОСТ 2.709-89 (проводи та контакти), ГОСТ 2.721-74 (УДО у схемах загального застосування), ГОСТ 2.755-87 (УГО у комутаційних пристосуваннях та контактах).
Згідно з державними стандартами, автоматичний вимикач (засіб захисту) в однолінійній схемі електричного щитазображується наступною комбінацією:
- пряма лінія електроланцюга;
- розрив лінії;
- бічне відгалуження;
- продовження лінії ланцюга;
- на відгалуженні – незафарбований прямокутник;
- після розриву – хрестик.
Інше умовне позначення має двигуна. Крім графічного, у схемі є буквене зображення. Залежно від особливостей автомата електротехнічний пристрій має кілька варіантів запису:
При розробці схеми електричного кола враховується ступінь можливого навантаження приладів та обладнання на лінію, і залежно від потужності приладів можна встановлювати один вимикач або кілька автоматів.
Селективне підключення засобів захисту
Якщо передбачається високе навантаження у мережі, застосовують метод послідовного підключення кількох пристроїв захисту. Наприклад, для ланцюга з чотирьох автоматів з номінальним струмом по 10 А та одним вступним приладом на схемі кожен автомат з дифзахистом графічно позначається послідовно один за одним з виходом пристрою на загальний вступний прилад. Що це дає на практиці:
- дотримання методу селективності підключення;
- відключення від мережі тільки аварійної ділянкиланцюги;
- неаварійні лінії продовжують працювати.
Таким чином, знеструмлюється лише один із чотирьох приладів – той, на який пішло перевантаження напруги або виникло коротке замикання. Важлива умова селективного спрацьовування: щоб номінальний струм споживача (світильника, побутового приладу, електротехнічного пристрою, обладнання) був меншим номінального струмуавтомат з боку живлення. Завдяки послідовному підключеннюзасобів захисту, вдається уникнути займання проводки, повного знеструмлення системи живлення та оплавлення проводів.
Класифікація приладів
Механізм автоматичного вимикача Відповідно до складеної схеми вибирають електротехнічні пристрої. Вони мають відповідати технічним вимогам, що висуваються до конкретного типу виробів. Згідно з ГОСТ Р 50030.2-99, всі автоматичні засоби захисту класифікують за типом виконання, середовищ використання та обслуговування на кілька різновидів. При цьому єдиний стандарт посилається на використання ДЕРЖСТАНДАРТ Р 50030.2-99 спільно з МЕК 60947-1. ГОСТ застосуємо для комутації ланцюгів з напругою до 1000 В змінного та 1500 В постійного струму. Автоматичні вимикачі класифікують на такі види:
- із вбудованими плавкими запобіжниками;
- струмообмежуючі;
- стаціонарного, втисного та висувного виконання;
- повітряний, вакуумний, газовий;
- у пластмасовому корпусі, в оболонці, відкритого виконання;
- аварійний вимикач;
- з блокуванням;
- з розчіплювачами струмів;
- обслуговуваний та необслуговуваний;
- із залежним та незалежним ручним управлінням;
- із залежним та незалежним управлінням від джерела живлення;
- вимикач із накопичувачем енергії.
Крім того, автомати розрізняються за кількістю полюсів, роду струму, числом фаз і номінальною частотою. Вибираючи конкретний тип електротехнічного пристрою, необхідно вивчити характеристики автомата та перевірити відповідність приладу схемі електричного кола.
Маркування на приладі
Маркування на приладіТехнічна документаціязобов'язує виробників автоматичних пристроїввказувати повне маркування виробів на корпусі. Основні позначення, які мають бути присутніми на автоматі:
- торгова марка – виробник устрою;
- найменування та серія пристосування;
- номінальна напруга та частота;
- значення номінального струму;
- номінальний диференціальний струм відключення;
- УДО автоматичного вимикача;
- номінальний диференціальний струм короткого замикання;
- позначення маркування контактів;
- Діапазон робочих температур;
- маркування включеного/відключеного становища;
- необхідність щомісячного тестування;
- графічне позначення типу ПЗВ.
Інформація, вказана на автоматі, дозволяє розібратися, чи електротехнічний пристрій підходить до конкретного ланцюга, позначеного на схемі. Відштовхуючись від маркування, креслення та розрахунку споживаної потужності, можна грамотно організувати підключення об'єкта до електроживлення.
Поряд з вимикачами та перемикачами в радіоелектронній техніці для дистанційного керування та різних розв'язок широко застосовують електромагнітні реле(від французького слова relais). Електромагнітне реле складається з електромагніту та однієї або кількох контактних груп. Символи цих обов'язкових елементів конструкції реле утворюють його умовне графічне позначення .
Електромагніт (точніше його обмотку) зображують на схемах у вигляді прямокутника з приєднаними до нього лініями електричного зв'язку, що символізують висновки. Умовне графічне позначення контактів мають навпроти однієї з вузьких сторін символу обмотки і з'єднують з ним лінією механічного зв'язку (пунктирною лінією). Літерний код реле - буква K (K1 на рис.6.1)
Висновки обмотки для зручності можна зображувати з одного боку (див. Мал. 6.1, К2), а символи контактів - у різних частинах схеми (поряд з УДО комутованих елементів). У цьому випадку приналежність контактів тому чи іншому реле вказують зазвичай у позиційному позначенні умовним номером контактної групи (К2.1, К2.2, K2.3).
Усередині умовного графічного позначення обмотки стандарт допускає вказувати її параметри (див. Мал. 6.1, КЗ) чи конструктивні особливості. Наприклад, дві похилі лінії символу обмотки реле К4 означають, що вона складається з двох обмоток.
Поляризовані реле (вони зазвичай керуються зміною напряму струму в одній або двох обмотках) виділяють на схемах латинською літерою Р, що вписується в додаткове графічне поле УГО та двома жирними точками (див. Мал. 6.1, К5). Ці точки біля одного з висновків обмотки та одного з контактів такого реле означають наступне: контакт, позначений точкою, замикається при подачі напруги, позитивний полюс якого прикладений до виділеного таким же чином обмотки. Якщо необхідно показати, що контакти поляризованого реле залишаються замкнутими і після зняття напруги, що управляють, надходять так само, як і у випадку з кнопковими перемикачами (див. ): на символі замикаючого (або розмикаючого) контакту зображують невеликий гурток. Існують так само реле, в яких магнітне поле, створюване керуючим струмом обмотки, впливає безпосередньо на чутливі до нього (магнітокеровані) контакти, укладені в герметичний корпус (звідси і назва геркон - герметизований контакт). Щоб відрізнити контакти геркона від інших комутаційних виробів у його УГО, іноді вводять символ герметичного корпусу — коло. Приналежність до конкретного реле вказують на позиційному позначенні (див. Мал. 6.1, К6.1). Якщо геркон не є частиною реле, а керується постійним магнітом, його позначають кодом автоматичного вимикача — літерами SF (рис. 6.1, SF1).
Велику групу комутаційних виробів утворюють всілякі з'єднувачі. Найбільш широко використовують роз'ємні з'єднувачі (штепсельні роз'єми, див. Мал. 6.2). Код роз'ємного з'єднувача - латинська буква X. При зображенні штирів і гнізд у різних частинах схеми в позиційне позначення перших вводять букву Р (див. Мал. 6.2, ХР1), других - S (XS1).
Високочастотні (коаксіальні) з'єднувачі та його частини позначають літерами XW (див. Мал. 6.2, З'єднувач XW1, гнізда XW2, ХW3). Відмінна ознакависокочастотного з'єднувача - коло з відрізком дотичної лінії, паралельної лінії електричного зв'язку та спрямованої у бік з'єднання (XW1). Якщо ж з іншими елементами пристрою штир або гніздо" з'єднані коаксіальним кабелем, дотичну подовжують і в іншу сторону (XW2, XW3). електричний зв'язок зі знаком корпусу на кінці (XW3).
Розбірні з'єднання (за допомогою гвинта або шпильки з гайкою тощо) позначають на схемах літерами XT, а зображують невеликим кружком (див. рис. 6.2; ХТ1, ХТ2, діаметр кола — 2 мм). Це ж умовне графічне позначення використовують у тому разі, якщо необхідно показати контрольну точку.
Передача сигналів на рухомі вузли механізмів часто здійснюється за допомогою з'єднання, що складається з рухомого контакту (його зображують у вигляді стрілки) і поверхні, по якій він ковзає. Якщо ця поверхня лінійна, її показують відрізком прямої лінії з виведенням у вигляді відгалуження в одного з кінців (див. Мал. 6.2, X1), а якщо кільцева або циліндрична - коло (X2).
Приналежність штирів або гнізд до одного багатоконтактного з'єднувача показують на схемах лінією механічного зв'язку та нумерацією відповідно до нумерації на самих з'єднувачах ( Мал. 6.3, XS1, ХР1). При зображенні рознесеним способом умовне літерно-цифрове позиційне позначення контакту складають з позначення, присвоєного відповідній частині з'єднувача та його номера (XS1.1 – перше гніздо розетки XS1; ХР5,4 – четвертий штир вилки ХР6 тощо).
Для спрощення графічних робіт стандарт допускає замінювати умовне графічне позначення контактів розеток та виделок багатоконтактних з'єднувачів невеликими пронумерованими прямокутниками з відповідними символами (гнізда чи штиря) над ними (див. Мал. 6.3, XS2, ХР2). Розташування контактів у символах роз'ємних з'єднувачів може бути будь-яким - тут все визначається зображенням схеми; контакти, що не використовуються, на схемах зазвичай не показують.
Аналогічно будуються умовні графічні позначення багатоконтактних роз'ємних з'єднувачів, що зображуються у з'єднаному вигляді ( Мал. 6.4). На схемах роз'ємні з'єднувачі у вигляді незалежно від кількості контактів позначають однією літерою X (виняток — високочастотні з'єднувачі). З метою ще більшого спрощення графіки стандарт допускає позначати багатоконтактний з'єднувач одним прямокутником з відповідним числом ліній електричного зв'язку та нумерацією (див. Мал. 6.4, X4).
Для комутації ланцюгів, що рідко перемикаються (дільників напруги з підбірними елементами, первинних обмоток трансформаторів мережевого живлення тощо) в електронних пристроях застосовують перемички і вставки. Перемичку, призначену для замикання або розмикання ланцюга, позначають відрізком лінії електричного зв'язку із символами роз'ємного з'єднання на кінцях ( Мал. 6.5, X1), для перемикання - П-подібною скобою (X3). Наявність на перемичці контрольного гнізда (або штиря) показує відповідний символ (X2).
При позначенні вставок-перемикачів, що забезпечують складнішу комутацію, використовують спосіб зображення перемикачів. Наприклад, вставка на Мал. 6.5, Що складається з розетки XS1 і вилки XP1, працює наступним чином: в положенні 1 замикачі вилки з'єднують гнізда 1 і 2, 3 і 4, в положенні 2 - 2 і гнізда 3, 1 і 4, в положенні 3 - гнізда 2 і 4. 1 та 3.
