Включение на вхою усилителя полевого транзистора (рнс. 33) даст возможность осуществлять нсрестройку частоты конденсатором переменной емкости. В зависимости от сопротивлений резисторов в частотно-завнсимых плечах моста Вина можно получить частоту генерации от 3 Гц до 2 МГц Па самых низких частотах (ниже 10 Гц) не хватает тепловой инерционности термистора, он yinceacT изменять свое еопротнвленне в течение полупернода генерируемого напряжеыня, что вызывает увеличение нелинейных искажений. На частотах выше 50 кГц в используемом усилителе па-

Рис. 33.

Рис. 34.

дает усиление и появляются дополнительные фазовые сдвиги. Это С1ять-такн вызывает увеличение нелинейных искажений. На средних частотах коэффициент нелинейных нскажеиий равен 0,3%. Недостатком термисторной схемы стабилизации является сильная зависимость генерируемого напряжения от температуры. Сам термистор имеет температурный коэффициент сопротивления около 47о иа градус. Такого же порядка получается температурный коэффициент генерируемого напряжения. Для борьбы с этим нежелательным явлением можно помещать термистор в микротермостат. Схема такого микротермостата приведена, например, на рнс. 38.

Применение термистора совместно с термостатом дает отличные результаты, однако в радиолюбительской практике не всегда имеется возможность приобрести необходимые термнсторы. В схеме генератора на рнс. 34 стабилизация режима работы осуществляется малогабаритной сигнальной лампочкой накаливания. Разбаланс моста на 10% в этой схеме приводит к изменению амплитуды вы-ходгюго напряжения на 20%. Температурный коэффициент выходного напряжения равен 0,1% на градус. Температурный коэффициент частоты равен 0,03% на градус, а коэффициент нелинейных искажений-0,07% при выходном напряжении 2000 мВ

Наилучшую фиксирующую способность схемы стабилизации амплитуды в схеме генератора с мостом Внна можно получить, пеги». 1ьзуя электронный управляемый аттенюатор на траизпсторе (рнс. 35). Управляемый аттенюатор собран на транзисторе Гв- По-

скольку ненскаженнын сигнал на его выходе составляет всего несколько десятков мн-ктивольт, за ним следует обычный усилительный каскад на транзисторе Г4, а уже с его выхода напряжение подается на частотно-зависнмую цепь Вина. Транзисторы Г5-Г/ служат для управления работой электронного аттенюатора. С эмнт-терного повторителя на транзисторе 7*5 генерируемое напряжение поступает иа транзистор Тс, который совместно с вк.по-ченным в его базу диодом работает как пороговый амплитудный детектор. Порог срабатывания детектора регу.шрустся путем изме-

Рис. 35.

нения запирающего напряжения смещения, подаваемого в цепь эмиттера с Юмощью транзистора Г7, который служит Д-тя температурной ко.мненсации порога срабатывания. Температурный коэффициент выходного напряжения равен 0,0257с на градус, коэф-<)ицпент нс.чинейных искажений 0,3%. Разбаланс одного из илсч моста Binia на 30% вызывает изменение выходного напряжепня всего на 17о.

Стабилизация частоты вращения маломощных электродвигателей постоянного тока

Постоянство частоты вращения электродвигателя очень важно для качественной работы многих видов аппаратуры и, в частности, магнитофонов и проигрывателей. Для осуществления стабилизации частоты вращения нужно устройство, которое при незначительном превышении заданной частоты вращения выключает или резко уменьшает ток через электродвигатель, а прн небольшом умепь-itieHHH частоты вращения но сравнению с заданной ток должен включаться или резко возрастать. Ниже (см. рнс. 36) рассмотрена сХема бесконтактной стабилизации, имеющая ряд преимуществ по сравнению с центробежно-контактной и, в частности, позволяющая плавно менять частоту вращс1И1я, что важно 1ля устройства электронного переключателя частот вращения.

В этой схеме напряжение, пропорциональное частоте вращения, по.гучается с помощью электронного частотомера, работающего от

тачодатчика, вмонтированного в э.и-ктродвигатель. Пото.му данная схема может работать с электродвигателем .iroooro типа. У нее есть (1 такое положительное свойство, как меныиая .тетонацпя на оси двигателя.

Спгна.1 от таходатчнка, имеющий напряжения 300 1000 мВ, поступает на вход усилителя-ограничителя иа транзисторе Гу. Иа коллекторе этого транзистора изменение напряжения б.иико к напряжению питания этого каскада. Дозирующт"! конденсатор Cj периодически заряжается через дно; до напряжения питания и полностью разряжается через транзистор Гг. Заряд, проходящий при

7> П1Б

I ГШЗА

Рис. 36.

каж.юм ра.зряде через эмиттер транзистора Гг. имеет одинаковую величину: равен произведению емкости конденсатора Сг на иапряженне нигаиия. Поскольку и ток коллектора транзистора Гг практически равен току эмиттера, интегрирующий конденсатор Сз за каждый период входного сигнала будет подзаряжаться одинаковым по величине зарядом, а напряжение между его обкладками оказывается строго пропорциональным частоте сигнала, поступающего с таходатчнка. Это напряжение можно регулировать переменным резистором, шунтирующим конденсатор Сз. Рассмотренные два каскада образуют электронный частотомер. Далее выходное напряжение этого частотомера сравнивается с опорным постоянным ria-иряженпем посредством дифференциального усилителя на транзисторах Гз и Г4. Разность опорного и выходного напряжений посте усиления последующими транзисторными каскадами подается па электродвигатель. С целью повышения к. п. д. используется режим усиления класса Д. Напряжение на конденсаторе Сз не строго постоянное, а пульсирует с частотой сигнала таходатчнка, поскольку потзаря I конденсатора осуществляется импу.тьсамн тока. Исполь-зуемьп! дифференциальный усилитель имеет очень большой коэффициент усп.тения напряжения. Поэтому даже очень малое расхождение между напряжением иа конденсаторе Сз и опорным либо приводит к занпраиию выходных транзисторов Г. Г?, либо иерево-

дит их в режим насыщения. Дополнительная цепь положительной обратной связи с выхода усилителя через резистор Re на дифференциальный усилитель еще более усиливает этот эффект. Таким образом, вследствие того, что дифференциальный усилитель работает в пороговом режиме, а входное напряжение имеет пульсации, выходное напряжение имеет вид прямоугольных импульсов, скважность которых зависит от разности между напряжением на конденсаторе Сз и опорным напряжением. Дроссель, включенный последовательно с электродвигателем, накапливает энергию в те интервалы времени, когда через выходные транзисторы идет ток н отдает ее электродвигателю, когда выходные транзисторы заперты. В последнем случае цепь тока замыкается через диод Дг. Дроссель значительно сглаживает пульсации тока, идущего через электродвигатель. Эти пульсации можно еще более уменьшить, если зашун-тировать электродвигатель конденсатором большой емкости. Использование максимально возможной частоты таходатчнка способствует уменьшению детонации на оси двигателя, а также уменьшению индуктивности дросселя н емкости конденсаторов. Схема на рис. 36 обеспечивает стабилизацию в интервале частот таходатчнка от 260 до 2300 Гц. Для других частот нужно соответствующим образом изменить емкости конденсаторов.

Испытания схемы показали, что прн изменении напряжения питания от 10 до 20 В или при изменении тормозящего момента вдвое изменение частоты вращения не превышает 0,5 %. Увеличение температуры окружающей среды от 20 до 50°С уменьшает частоту вращения на 3%.

Температурную зависимость можно в случае необходимости значительно уменьшить, включив последовательно с резистором Rt термистор с сопротивлением около 500 Ом.

Налаживание схемы следует начинать со стабилизатора напряжения. Стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации на 20-307о меньше наименьшего возможного напряжения питания. Сопротивление резистора R,b должно быть как можно большим, но должно обеспечивать стабилизацию во всем диапазоне изменения питающего напряжения. Схема мало чувствительна к изменениям питающего напряжения, поскольку и выходное напряжение электронного частотомера и опорное напряжение пропорциональны питающему напряжению. Даже без всякой стабилизации напряжения уход частоты вращения не превышает 10% при изменении напряжения питания от 10 до 20 В.

Далее налаживают электронный частотомер. Подав на вход транзистора Г, от генератора сигнал с частотой и напряжением, которые должен развивать таходатчнк, подбором емкости Cj добиваются получения на коллекторе транзистора Г] сигнала с четким заходом в область ограничения как сверху, так и снизу. Сопротивление резистора R устанавливают таким, при котором частота вращения электродвигателя примерно равна требуемой. На коллекторе транзистора Г7 напряжение должно быть близким к идеальной прямоугольной форме. Если на фронте импульса будет наблюдаться ступенька, то это свидетельствует о недостаточной индуктивности дросселя. Прн этом к. п. д. падает и транзистор Г7 начинает заметно греться. Если на вершине положительного импульса нет четко выраженного насыщения, то необходимо уменьшить сопротивление резистора R9 для увеличения тока выходных транзисторов и приведения нх в состояние насыщения.

Схема электронного бесконтактного зажигания со стабилизацией энергии искры и многоискровым запуском

Воспламенение горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания в самых неблагоприятных условиях значительно облегчается применением многоискрового зажигания со стабилизацией энергии в искре. С помощью схемы, приведенной на рис. 37, эта задача решается следующим образом. Импульс запуска от бесконтактного датчика БД, описанного выше (см. рис. 29), поступает на базу транзистора Г]. Будем считать, что в это время диод Д\ заперт.

кдшс

Рис. 37.

тогда цепочка С], Rt, R3 осуществляет дифференцирование и на базу транзистора Гз поступает кратковременный положительный импульс, отпирающий этот транзистор. Одновременно отпираются запертые до этого момента времени транзисторы 7*4 и 7*2. Ток коллектора транзистора Т поступает на вход транзистора 7"з в качестве сигнала положительной обратной связи, увеличивающей ток в транзисторах 7*2 - 7*4 до предела, соответствующего нахождению этих транзисторов в состоянии насыщения. При этом падение напряжения на катушке Ц накопительного дросселя становится близким к напряжению питания, а ток в ней начинает увеличиваться по линейному закону. Одновременно начинает увеличиваться по линейному закону падение напряжения на резисторе Rn. Как только ток достигнет вполне определенного значения, равного примерно 10 А, произойдет срабатывание порогового устройства на резисторе Ли Й туннельном диоде Дз. Напряжение на туннельном диоде резко возрастет и транзистор 7"5 отопрется и уменьшит ток транзистора Тг. Далее вследствие срабатывания положительной обратной связи произойдет практически мгновенное запирание транзисторов 7*2 - Т5 и схема перейдет в исходное состояние. Накопленная в магнитном сердечнике энергия в момент запирания транзисторов 7"з и 7*4 освобождается и используется для зарядки накопительного конденсатора Сз. С приходом следующего импульса запуска на управляющий

электрод тиристора Д; поступает положительный импульс, и накопленная в конденсаторе энергия поступает в катушку зажигания. Таким образом, схема преобразования энергии представляет не что иное, как ждущий блокинг-генератор, срыв колебаний в котором искусственно прекращается в тот момент, когда ток достигнет вполне определенного значения. Так как пороговое устройство с Туннельным диодом обладает очень стабильными характеристиками, то получается хорошая стабилизация напряжения на накопительном конденсаторе и стабилизация энергии искрообразования. Так, при изменении напряжения питания от 7 до 20 В или изменении температуры на 30° отклонение напряжения на накопительном конденсаторе от номинального, равного 360 В, не превышает 1%.

Описанные выше процессы соответствуют работе в одноискро-вом режиме. Многоискровый режим получается автоматически при запуске двигателя. Для этого е обмотки реле включения стартера поступает напряжение, отпирающее диод Д] на время работы стартера. Как только сработает бесконтактный датчик, напряжение на нем резко упадет и транзистор 7"] отопрется. В отличие от предыдущего случая теперь в цепи эмиттера транзистора Т, стоят низкие сопротивления и ток коллектора транзистора 7"i приобретает заметное значение на все время, пока в бесконтактном датчике осуществляется генерация. Этот ток переводит блокинг-генератор из ждущего режима в режим непрерывных колебаний. Частота искрообразования в этом случае равна 230 Гц при напряжении питания 7 В и 520 Гц при 14 В. Первая искра проскакивает в тот же момент, что и в одноискровом режиме. Последующие искры проскакивают до тех пор, пока не прекратится генерация в бесконтактном датчике. Оптимальным является время, соответствующее повороту коленвала примерно на 30°. Тогда поджиг будет осуществляться снопом из 10-15 искр. Тепловая энергия, выделяющаяся в этом случае в искровом промежутке, весьма значительна. При испытаниях на открытом воздухе отдельные искры сливаются в непрерывно горящую дугу, мгновенно воспламеняющую бумагу и деревянные щепки.

Для накопительного дросселя использован сердечник от телевизионного трансформатора типа ТВН-1 с зазором 0,2 мм и сечением 16X25 мм. Катушка!., содержит 36 витков провода диаметром 1,2 мм; катушка 1-2 - 360 витков провода диаметром 0,19 мм; катушка Ls - 36 витков провода диаметром 0,19 мм; катушка Z.4 - 1 виток провода диаметром 0,41 мм.

Схема потребляет Црн нормальном напряжении питания и частоте искрообразования 200 Гц ток, равный 1,5 А.

Термостаты

Зависимость параметров полупроводниковых приборов от температуры приводит к необходимости в отдельных случаях стабилизировать температуру, т. е. применять термостат. Термостатиро-вание может понадобиться и для других целей: при физических, биологических, химических и иных научных исследованиях, в различных технологических процессах и т. д. Термостат может иметь рабочий объем от долей кубического сантиметра до объема целой комнаты. Наиболее просты термостаты на температуру выше температуры окружающей среды, так как они не требуют применения