Обозначение радиоэлементов на схемах. Устройство и маркировка биполярного транзистора Расшифровка радиоэлементов

Умение читать электросхемы – это важная составляющая, без которой невозможно стать специалистом в области электромонтажных работ. Каждый начинающий электрик обязательно должен знать, как обозначаются на проекте электропроводки розетки, выключатели, коммутационные аппараты и даже счетчик электроэнергии в соответствии с ГОСТ. Далее мы предоставим читателям сайта условные обозначения в электрических схемах, как графические, так и буквенные.

Графические

Что касается графического обозначения всех элементов, используемых на схеме, этот обзор мы предоставим в виде таблиц, в которых изделия будут сгруппированы по назначению.

В первой таблице Вы можете увидеть, как отмечены электрические коробки, щиты, шкафы и пульты на электросхемах:

Следующее, что Вы должны знать – условное обозначение питающих розеток и выключателей (в том числе проходных) на однолинейных схемах квартир и частных домов:

Что касается элементов освещения, светильники и лампы по ГОСТу указывают следующим образом:

В более сложных схемах, где применяются электродвигатели, могут указываться такие элементы, как:

Также полезно знать, как графически обозначаются трансформаторы и дроссели на принципиальных электросхемах:

Электроизмерительные приборы по ГОСТу имеют следующее графические обозначение на чертежах:

А вот, кстати, полезная для начинающих электриков таблица, в которой показано, как выглядит на плане электропроводки контур заземления, а также сама силовая линия:

Помимо этого на схемах Вы можете увидеть волнистую либо прямую линию, «+» и «-», которые указывают на род тока, напряжение и форму импульсов:

В более сложных схемах автоматизации Вы можете встретить непонятные графические обозначения, вроде контактных соединений. Запомните, как обозначаются этим устройства на электросхемах:

Помимо этого Вы должны быть в курсе, как выглядят радиоэлементы на проектах (диоды, резисторы, транзисторы и т.д.):

Вот и все условно графические обозначения в электрических схемах силовых цепей и освещения. Как уже сами убедились, составляющих довольно много и запомнить, как обозначается каждый можно только с опытом. Поэтому рекомендуем сохранить себе все эти таблицы, чтобы при чтении проекта планировки проводки дома либо квартиры Вы могли сразу же определить, что за элемент цепи находится в определенном месте.

Интересное видео

В этой статье мы рассмотрим обозначение радиоэлементов на схемах.

С чего начать чтение схем?

Для того, чтобы научиться читать схемы, первым делом, мы должны изучить как выглядит тот или иной радиоэлемент в схеме. В принципе ничего сложного в этом нет. Вся соль в том, что если в русской азбуке 33 буквы, то для того, чтобы выучить обозначения радиоэлементов, придется неплохо постараться.

До сих пор весь мир не может договориться, как обозначать тот или иной радиоэлемент либо устройство. Поэтому, имейте это ввиду, когда будете собирать буржуйские схемы. В нашей статье мы будем рассматривать наш российский ГОСТ-вариант обозначения радиоэлементов

Изучаем простую схему

Ладно, ближе к делу. Давайте рассмотрим простую электрическую схему блока питания, которая раньше мелькала в любом советском бумажном издании:

Если вы не первый день держите паяльник в руках, то для вас с первого взгляда сразу все станет понятно. Но среди моих читателей есть и те, кто впервые сталкивается с подобными чертежами. Поэтому, эта статья в основном именно для них.

Ну что же, давайте ее анализировать.

В основном, все схемы читаются слева-направо, точно также, как вы читаете книгу. Всякую разную схему можно представить в виде отдельного блока, на который мы что-то подаем и с которого мы что-то снимаем. Здесь у нас схема блока питания, на который мы подаем 220 Вольт из розетки вашего дома, а выходит уже с нашего блока постоянное напряжение . То есть вы должны понимать, какую основную функцию выполняет ваша схема . Это можно прочесть в описании к ней.

Как соединяются радиоэлементы в схеме

Итак, вроде бы определились с задачей этой схемы. Прямые линии – это провода, либо печатные проводники, по которым будет бежать электрический ток . Их задача – соединять радиоэлементы.

Точка, где соединяются три и более проводников, называется узлом . Можно сказать, в этом месте проводки спаиваются:

Если пристально вглядеться в схему, то можно заметить пересечение двух проводников

Такое пересечение будет часто мелькать в схемах. Запомните раз и навсегда: в этом месте провода не соединяются и они должны быть изолированы друг от друга . В современных схемах чаще всего можно увидеть вот такой вариант, который уже визуально показывает, что соединения между ними отсутствует:

Здесь как бы один проводок сверху огибает другой, и они никак не контактируют между собой.

Если бы между ними было соединение, то мы бы увидели вот такую картину:

Буквенное обозначение радиоэлементов в схеме

Давайте еще раз рассмотрим нашу схему.

Как вы видите, схема состоит из каких-то непонятных значков. Давайте разберем один из них. Пусть это будет значок R2.

Итак, давайте первым делом разберемся с надписями. R – это значит . Так как у нас он не единственный в схеме, то разработчик этой схемы дал ему порядковый номер “2”. В схеме их целых 7 штук. Радиоэлементы в основном нумеруются слева-направо и сверху-вниз. Прямоугольник с чертой внутри уже явно показывает, что это постоянный резистор с мощностью рассеивания в 0,25 Ватт. Также рядом с ним написано 10К, что означает его номинал в 10 Килоом. Ну как-то вот так…

Как же обозначаются остальные радиоэлементы?

Для обозначения радиоэлементов используются однобуквенные и многобуквенные коды. Однобуквенные коды – это группа , к которой принадлежит тот или иной элемент. Вот основные группы радиоэлементов :

А – это различные устройства (например, усилители)

В – преобразователи неэлектрических величин в электрические и наоборот. Сюда могут относиться различные микрофоны, пьезоэлементы, динамики и тд. Генераторы и источники питания сюда не относятся .

С – конденсаторы

D – схемы интегральные и различные модули

E – разные элементы, которые не попадают ни в одну группу

F – разрядники, предохранители, защитные устройства

H – устройства индикации и сигнальные устройства, например, приборы звуковой и световой индикации

K – реле и пускатели

L – катушки индуктивности и дроссели

M – двигатели

Р – приборы и измерительное оборудование

Q – выключатели и разъединители в силовых цепях. То есть в цепях, где “гуляет” большое напряжение и большая сила тока

R – резисторы

S – коммутационные устройства в цепях управления, сигнализации и в цепях измерения

T – трансформаторы и автотрансформаторы

U – преобразователи электрических величин в электрические, устройства связи

V – полупроводниковые приборы

W – линии и элементы сверхвысокой частоты, антенны

X – контактные соединения

Y – механические устройства с электромагнитным приводом

Z – оконечные устройства, фильтры, ограничители

Для уточнения элемента после однобуквенного кода идет вторая буква, которая уже обозначает вид элемента . Ниже приведены основные виды элементов вместе с буквой группы:

BD – детектор ионизирующих излучений

BE – сельсин-приемник

BL – фотоэлемент

BQ – пьезоэлемент

BR – датчик частоты вращения

BS – звукосниматель

BV – датчик скорости

BA – громкоговоритель

BB – магнитострикционный элемент

BK – тепловой датчик

BM – микрофон

BP – датчик давления

BC – сельсин датчик

DA – схема интегральная аналоговая

DD – схема интегральная цифровая, логический элемент

DS – устройство хранения информации

DT – устройство задержки

EL – лампа осветительная

EK – нагревательный элемент

FA – элемент защиты по току мгновенного действия

FP – элемент защиты по току инерционнго действия

FU – плавкий предохранитель

FV – элемент защиты по напряжению

GB – батарея

HG – символьный индикатор

HL – прибор световой сигнализации

HA – прибор звуковой сигнализации

KV – реле напряжения

KA – реле токовое

KK – реле электротепловое

KM – магнитный пускатель

KT – реле времени

PC – счетчик импульсов

PF – частотомер

PI – счетчик активной энергии

PR – омметр

PS – регистрирующий прибор

PV – вольтметр

PW – ваттметр

PA – амперметр

PK – счетчик реактивной энергии

PT – часы

QF

QS – разъединитель

RK – терморезистор

RP – потенциометр

RS – шунт измерительный

RU – варистор

SA – выключатель или переключатель

SB – выключатель кнопочный

SF – выключатель автоматический

SK – выключатели, срабатывающие от температуры

SL – выключатели, срабатывающие от уровня

SP – выключатели, срабатывающие от давления

SQ – выключатели, срабатывающие от положения

SR – выключатели, срабатывающие от частоты вращения

TV – трансформатор напряжения

TA – трансформатор тока

UB – модулятор

UI – дискриминатор

UR – демодулятор

UZ – преобразователь частотный, инвертор, генератор частоты, выпрямитель

VD – диод , стабилитрон

VL – прибор электровакуумный

VS – тиристор

VT –

WA – антенна

WT – фазовращатель

WU – аттенюатор

XA – токосъемник, скользящий контакт

XP – штырь

XS – гнездо

XT – разборное соединение

XW – высокочастотный соединитель

YA – электромагнит

YB – тормоз с электромагнитным приводом

YC – муфта с электромагнитным приводом

YH – электромагнитная плита

ZQ – кварцевый фильтр

Графическое обозначение радиоэлементов в схеме

Постараюсь привести самые ходовые обозначения элементов, используемые в схемах:

Резисторы и их виды

а ) общее обозначение

б ) мощностью рассеяния 0,125 Вт

в ) мощностью рассеяния 0,25 Вт

г ) мощностью рассеяния 0,5 Вт

д ) мощностью рассеяния 1 Вт

е ) мощностью рассеяния 2 Вт

ж ) мощностью рассеяния 5 Вт

з ) мощностью рассеяния 10 Вт

и ) мощностью рассеяния 50 Вт

Резисторы переменные

Терморезисторы

Тензорезисторы

Варисторы

Шунт

Конденсаторы

a ) общее обозначение конденсатора

б ) вариконд

в ) полярный конденсатор

г ) подстроечный конденсатор

д ) переменный конденсатор

Акустика

a ) головной телефон

б ) громкоговоритель (динамик)

в ) общее обозначение микрофона

г ) электретный микрофон

Диоды

а ) диодный мост

б ) общее обозначение диода

в ) стабилитрон

г ) двусторонний стабилитрон

д ) двунаправленный диод

е ) диод Шоттки

ж ) туннельный диод

з ) обращенный диод

и ) варикап

к ) светодиод

л ) фотодиод

м ) излучающий диод в оптроне

н ) принимающий излучение диод в оптроне

Измерители электрических величин

а ) амперметр

б ) вольтметр

в ) вольтамперметр

г ) омметр

д ) частотомер

е ) ваттметр

ж ) фарадометр

з ) осциллограф

Катушки индуктивности

а ) катушка индуктивности без сердечника

б ) катушка индуктивности с сердечником

в ) подстроечная катушка индуктивности

Трансформаторы

а ) общее обозначение трансформатора

б ) трансформатор с выводом из обмотки

в ) трансформатор тока

г ) трансформатор с двумя вторичными обмотками (может быть и больше)

д ) трехфазный трансформатор

Устройства коммутации

а ) замыкающий

б ) размыкающий

в ) размыкающий с возвратом (кнопка)

г ) замыкающий с возвратом (кнопка)

д ) переключающий

е ) геркон

Электромагнитное реле с разными группами контактов

Предохранители

а ) общее обозначение

б ) выделена сторона, которая остается под напряжением при перегорании предохранителя

в ) инерционный

г ) быстродействующий

д ) термическая катушка

е ) выключатель-разъединитель с плавким предохранителем

Тиристоры

Биполярный транзистор

Однопереходный транзистор

Как научиться читать принципиальные схемы

Те, кто только начал изучение электроники сталкиваются с вопросом: «Как читать принципиальные схемы?» Умение читать принципиальные схемы необходимо при самостоятельной сборке электронного устройства и не только. Что же представляет собой принципиальная схема? Принципиальная схема – это графическое представление совокупности электронных компонентов, соединённых токоведущими проводниками. Разработка любого электронного устройства начинается с разработки его принципиальной схемы.

Именно на принципиальной схеме показано, как именно нужно соединять радиодетали, чтобы в итоге получить готовое электронное устройство, которое способно выполнять определённые функции. Чтобы понять, что же изображено на принципиальной схеме нужно, во-первых знать условное обозначение тех элементов, из которых состоит электронная схема. У любой радиодетали есть своё условное графическое обозначение – УГО . Как правило, оно отображает конструктивное устройство или назначение. Так, например, условное графическое обозначение динамика очень точно передаёт реальное устройство динамика . Вот так динамик обозначается на схеме.

Согласитесь, очень похоже. Вот так выглядит условное обозначение резистора .

Обычный прямоугольник, внутри которого может указываться его мощность (В данном случае резистор мощностью 2 Вт, о чём свидетельствует две вертикальные черты). А вот таким образом обозначается обычный конденсатор постоянной ёмкости.

Это достаточно простые элементы. А вот полупроводниковые электронные компоненты, вроде транзисторов, микросхем, симисторов имеют куда более изощрённое изображение. Так, например, у любого биполярного транзистора не менее трёх выводов: база, коллектор, эмиттер. На условном изображении биполярного транзистора эти выводы изображены особым образом. Чтобы отличать на схеме резистор от транзистора, во-первых надо знать условное изображение этого элемента и, желательно, его базовые свойства и характеристики. Поскольку каждая радиодеталь уникальна, то в условном изображении графически может быть зашифрована определённая информация. Так, например, известно, что биполярные транзисторы могут иметь разную структуру: p-n-p или n-p-n . Поэтому и УГО транзисторов разной структуры несколько отличаются. Взгляните...

Поэтому, перед тем, как начать разбираться в принципиальных схемах, желательно познакомиться с радиодеталями и их свойствами. Так будет легче разобраться, что же всё-таки изображено на схеме.

На нашем сайте уже было рассказано о многих радиодеталях и их свойствах, а также их условном обозначении на схеме. Если забыли – добро пожаловать в раздел «Старт» .

Кроме условных изображений радиодеталей на принципиальной схеме указывается и другая уточняющая информация. Если внимательно посмотреть на схему, то можно заметить, что рядом с каждым условным изображением радиодетали стоят несколько латинских букв, например, VT , BA , C и др. Это сокращённое буквенное обозначение радиодетали. Сделано это для того, чтобы при описании работы или настройки схемы можно было ссылаться на тот или иной элемент. Не трудно заметь, что они ещё и пронумерованы, например, вот так: VT1, C2, R33 и т.д.

Понятно, что однотипных радиодеталей в схеме может быть сколь угодно много. Поэтому, чтобы упорядочить всё это и применяется нумерация. Нумерация однотипных деталей, например резисторов, ведётся на принципиальных схемах согласно правилу «И». Это конечно, лишь аналогия, но довольно наглядная. Взгляните на любую схему, и вы увидите, что однотипные радиодетали на ней пронумерованы начиная с левого верхнего угла, затем по порядку нумерация идёт вниз, а затем снова нумерация начинается сверху, а затем вниз и так далее. А теперь вспомните, как вы пишите букву «И». Думаю, с этим всё понятно.

Что же ещё рассказать о принципиальной схеме? А вот что. На схеме радом с каждой радиодеталью указывается её основные параметры или типономинал. Иногда эта информация выносится в таблицу, чтобы упростить для восприятия принципиальную схему. Например, рядом с изображением конденсатора, как правило, указывается его номинальная ёмкость в микрофарадах или пикофарадах. Также может указываться и номинальное рабочее напряжение, если это важно.

Рядом с УГО транзистора обычно указывается типономинал транзистора, например, КТ3107, КТ315, TIP120 и т.д. Вообще для любых полупроводниковых электронных компонентов вроде микросхем, диодов, стабилитронов, транзисторов указывается типономинал компонента, который предполагается для использования в схеме.

Для резисторов обычно указывается всего лишь его номинальное сопротивление в килоомах, омах или мегаомах. Номинальная мощность резистора шифруется наклонными чёрточками внутри прямоугольника. Также мощность резистора на схеме и на его изображении может и не указываться. Это означает, что мощность резистора может быть любой, даже самой малой, поскольку рабочие токи в схеме незначительны и их может выдержать даже самый маломощный резистор, выпускаемый промышленностью.

Вот перед вами простейшая схема двухкаскадного усилителя звуковой частоты. На схеме изображены несколько элементов: батарея питания (или просто батарейка) GB1 ; постоянные резисторы R1 , R2 , R3 , R4 ; выключатель питания SA1 , электролитические конденсаторы С1 , С2 ; конденсатор постоянной ёмкости С3 ; высокоомный динамик BA1 ; биполярные транзисторы VT1 , VT2 структуры n-p-n . Как видите, с помощью латинских букв я ссылаюсь на конкретный элемент в схеме.

Что мы можем узнать, взглянув на эту схему?

Любая электроника работает от электрического тока, следовательно, на схеме должен указываться источник тока, от которого питается схема. Источником тока может быть и батарейка и электросеть переменного тока или же блок питания.

Итак. Так как схема усилителя питается от батареи постоянного тока GB1, то, следовательно, батарейка обладает полярностью: плюсом «+» и минусом «-». На условном изображении батареи питания мы видим, что рядом с её выводами указана полярность.

Полярность. О ней стоит упомянуть отдельно. Так, например, электролитические конденсаторы C1 и C2 обладают полярностью. Если взять реальный электролитический конденсатор , то на его корпусе указывается какой из его выводов плюсовой, а какой минусовой. А теперь, самое главное. При самостоятельной сборке электронных устройств необходимо соблюдать полярность подключения электронных деталей в схеме. Несоблюдение этого простого правила приведёт к неработоспособности устройства и, возможно, другим нежелательным последствиям. Поэтому не ленитесь время от времени поглядывать на принципиальную схему, по которой собираете устройство.

На схеме видно, что для сборки усилителя понадобятся постоянные резисторы R1 - R4 мощностью не менее 0,125 Вт. Это видно из их условного обозначения.

Также можно заметить, что резисторы R2* и R4* отмечены звёздочкой * . Это означает, что номинальное сопротивление этих резисторов нужно подобрать с целью налаживания оптимальной работы транзистора. Обычно в таких случаях вместо резисторов, номинал которых нужно подобрать, временно ставится переменный резистор с сопротивлением несколько больше, чем номинал резистора, указанного на схеме. Для определения оптимальной работы транзистора в данном случае в разрыв цепи коллектора подключается миллиамперметр. Место на схеме, куда необходимо подключить амперметр указано на схеме вот так. Тут же указан ток, который соответствует оптимальной работе транзистора.

Напомним, что для замера тока, амперметр включается в разрыв цепи.

Далее включают схему усилителя выключателем SA1 и начинают переменным резистором менять сопротивление R2* . При этом отслеживают показания амперметра и добиваются того, чтобы миллиамперметр показывал ток 0,4 - 0,6 миллиампер (мА). На этом настройка режима транзистора VT1 считается завершённой. Вместо переменного резистора R2*, который мы устанавливали в схему на время наладки, ставится резистор с таким номинальным сопротивлением, которое равно сопротивлению переменного резистора, полученного в результате наладки.

Каков вывод из всего этого длинного повествования о налаживании работы схемы? А вывод таков, что если на схеме вы видите какую-либо радиодеталь со звёздочкой (например, R5* ), то это значит, что в процессе сборки устройства по данной принципиальной схеме потребуется налаживать работу определённых участков схемы. О том, как налаживать работу устройства, как правило, упоминается в описании к самой принципиальной схеме.

Если взглянуть на схему усилителя, то также можно заметить, что на ней присутствует вот такое условное обозначение.

Этим обозначением показывают так называемый общий провод . В технической документации он называется корпусом. Как видим, общим проводом в показанной схеме усилителя является провод, который подключен к минусовому "-" выводу батареи питания GB1. Для других схем общим проводом может быть и тот провод, который подключен к плюсу источника питания. В схемах с двуполярным питанием, общий провод указывается обособленно и не подключен ни к плюсовому, ни к минусовому выводу источника питания.

Зачем "общий провод" или "корпус" указывается на схеме?

Относительно общего провода проводятся все измерения в схеме, за исключением тех, которые оговариваются отдельно, а также относительно его подключаются периферийные устройства. По общему проводу течёт общий ток, потребляемый всеми элементами схемы.

Общий провод схемы в реальности часто соединяют с металлическим корпусом электронного прибора или металлическим шасси, на котором крепятся печатные платы.

Стоит понимать, что общий провод это не то же самое, что и "земля". "Земля " - это заземление, то есть искусственное соединение с землёй посредством заземляющего устройства. Обозначается оно на схемах так.

В отдельных случаях общий провод устройства подключают к заземлению.

Как уже было сказано, все радиодетали на принципиальной схеме соединяются с помощью токоведущих проводников. Токоведущим проводником может быть медный провод или же дорожка из медной фольги на печатной плате. Токоведущий проводник на принципиальной схеме обозначается обычной линией. Вот так.

Места пайки (электрического соединения) этих проводников между собой, либо с выводами радиодеталей изображаются жирной точкой. Вот так.

Стоит понимать, что на принципиальной схеме точкой указывается только соединение трёх и более проводников или выводов. Если на схеме показывать соединение двух проводников, например, вывода радиодетали и проводника, то схема была бы перегружена ненужными изображениями и при этом потерялась бы её информативность и лаконичность. Поэтому, стоит понимать, что в реальной схеме могут присутствовать электрические соединения, которые не указаны на принципиальной схеме.

В следующей части речь пойдёт о соединениях и разъёмах, повторяющихся и механически связанных элементах, экранированных деталях и проводниках. Жмите "Далее "...

Научно-популярное издание

Яценков Валерий Станиславович

Секреты зарубежных радиосхем

Учебник-справочник для мастера и любителя

Редактор А.И. Осипенко

Корректор В.И. Киселева

Компьютерная верстка А. С. Варакина

B.C. Яценков

СЕКРЕТЫ

ЗАРУБЕЖНЫХ

РАДИОСХЕМ

Учебник-справочник

для мастера и любителя

Москва

Майор Издатель Осипенко А.И.

2004

Секреты зарубежных радиосхем. Учебник-справочник для
мастера и любителя. - М.: Майор, 2004. - 112 с.

От автора
1. Основные типы схем 1.1. Функциональные схемы 1.2. Принципиальные электрические схемы 1.3. Наглядные изображения 2. Условные графические обозначения элементов принципиальных схем 2.1. Проводники 2.2. Переключатели, разъемы 2.3. Электромагнитные реле 2.4. Источники электрической энергии 2.5. Резисторы 2.6. Конденсаторы 2.7. Катушки и трансформаторы 2.8. Диоды 2.9. Транзисторы 2.10. Динисторы, тиристоры, симисторы 2.11. Вакуумные электронные лампы 2.12. Газоразрядные лампы 2.13. Лампы накаливания и сигнальные лампы 2.14. Микрофоны, звукоизлучатели 2.15. Предохранители и размыкатели 3. Самостоятельное применение принципиальных схем шаг за шагом 3.1. Построение и анализ простой схемы 3.2. Анализ сложной схемы 3.3. Сборка и отладка электронных устройств 3.4. Ремонт электронных устройств

Приложения

Приложение 1

Сводная таблица основных УГО, применяемых в зарубежной практике

Приложение 2

Отечественные ГОСТы, регламентирующие УГО

Автор опровергает распространенное заблуждение, будто чтение радиосхем и их использование при ремонте бытовой аппаратуры доступно лишь подготовленным специалистам. Большое количество иллюстраций и примеров, живой и доступный язык изложения делают книгу полезной для читателей с начальным уровнем знания радиотехники. Особое внимание уделено обозначениям и терминам, применяемым в зарубежной литературе и документации к импортной бытовой технике.

ОТ АВТОРА

Прежде всего, уважаемый читатель, мы благодарим вас за интерес, проявленный к этой книге.
Брошюра, которую вы держите в руках, лишь первый шаг на пути к невероятно увлекательным знаниям. Автор и издатель будут считать свою задачу выполненной, если эта книга не только послужит справочником для начинающих, но и придаст им уверенности в своих силах.

Мы постараемся наглядно показать, что для самостоятельной сборки простой электронной схемы или несложного ремонта бытового прибора вовсе не нужно обладать большим объемом специальных знаний. Разумеется, для разработки собственной схемы потребуется знание схемотехники, т. е. умение строить схему в соответствии с законами физики и сообразно параметрам и назначению электронных приборов. Но и в этом случае не обойтись без графического языка схем, чтобы сначала правильно понять материал учебников, а затем правильно изложить собственную мысль.

Готовя издание, мы не ставили перед собой цели в сжатом виде пересказать содержание ГОСТов и технических стандартов. Прежде всего, мы обращаемся к тем читателям, у кого попытка применить на практике или самостоятельно изобразить электронную схему вызывает растерянность. Поэтому в книге рассмотрены лишь наиболее часто применяемые символы и обозначения, без которых не обходится ни одна схема. Дальнейшие навыки чтения и изображения принципиальных электрических схем придут к читателю постепенно, по мере приобретения им практического опыта. В этом смысле изучение языка электронных схем похоже на изучение иностранного языка: сначала мы запоминаем алфавит, затем простейшие слова и правила, по которым строится предложение. Дальнейшее же знание приходит только с интенсивной практикой.

Одна из проблем, с которой сталкиваются начинающие радиолюбители, пытающиеся повторить схему зарубежного автора или отремонтировать бытовое устройство, состоит в том, что существует расхождение между системой условных графических обозначений (УГО), принятых ранее в СССР, и системой УГО, действующей в зарубежных странах. Благодаря широкому распространению конструкторских программ, снабженных библиотеками УГО (практически все они разработаны за рубежом), зарубежные схемные обозначения вторглись и в отечественную практику невзирая на систему ГОСТов. И если опытный специалист способен понять значение незнакомого символа, исходя из общего контекста схемы, то у начинающего любителя это может вызывать серьезные затруднения.

Кроме того, язык электронных схем периодически претерпевает изменения и дополнения, начертание некоторых символов меняется. В этой книге мы будем опираться, в основном, на международную систему обозначений, так как именно она используется в схемах к импортной бытовой аппаратуре, в стандартных библиотеках символов для популярных компьютерных программ и на страницах зарубежных веб-сайтов. Будут упомянуты и обозначения, официально устаревшие, но на практике встречающиеся во многих схемах.

1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СХЕМ

В радиотехнике наиболее часто применяются три основных типа схем: функциональные схемы, принципиальные электрические схемы и наглядные изображения. При изучении схемы какого-либо электронного устройства, как правило, используют все три типа схем, причем именно в перечисленном порядке. В некоторых случаях, для повышения наглядности и удобства, схемы могут частично комбинироваться.
Функциональная схема дает наглядное представление об общей структуре устройства. Каждый функционально законченный узел представляют на схеме в виде отдельного блока (прямоугольника, окружности и т. п.), с указанием выполняемой им функции. Блоки соединяются между собой линиями - сплошными или пунктирными, со стрелками или без них, в соответствии с тем, как они влияют друг на друга в процессе работы.
Принципиальная электрическая схема показывает, какие компоненты входят в схему и как они соединяются между собой. На принципиальной схеме часто указывают осциллограммы сигналов и величины напряжения и тока в контрольных точках. Эта разновидность схем наиболее информативна, и ей мы уделим наибольшее внимание.
Наглядные изображения существуют в нескольких вариантах и предназначены, как правило, для облегчения монтажа и ремонта. В их число входят схемы размещения элементов на печатной плате; схемы укладки соединительных проводников; схемы соединения отдельных узлов друг с другом; схемы размещения узлов в корпусе изделия и т. п.

1.1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

Рис. 1-1. Пример функциональной схемы
комплекса законченных устройств

Функциональные схемы могут применяться для нескольких различных целей. Иногда они применяются для того, чтобы показать, как взаимодействуют между собой различные функционально законченные устройства. В качестве примера можно привести схему соединения телевизионной антенны, видеомагнитофона, телевизора и управляющего ими инфракрасного пульта ДУ (рис. 1-1). Подобную схему можно увидеть в любой инструкции к видеомагнитофону. Глядя на эту схему, мы понимаем, что антенну необходимо подключать к входу видеомагнитофона, чтобы иметь возможность записывать передачи, а пульт ДУ универсальный и может управлять обоими устройствами. Обратите внимание, что антенна показана при помощи символа, применяемого также и в принципиальных электрических схемах. Подобное "смешение" символов допускается в случае, когда функционально законченный узел представляет собой деталь, имеющую собственное графическое обозначение. Забегая вперед, скажем, что случаются и обратные ситуации, когда часть принципиальной электрической схемы изображается в виде функционального блока.

Если при построении блок-схемы приоритет отдается изображению структуры устройства или комплекса устройств, такую схему называют структурной. Если же блок-схема представляет собой изображение нескольких узлов, каждый из которых выполняет определенную функцию, и показаны связи между блоками, то такую схему обычно называют функциональной. Это деление является в некоторой степени условным. Например, рис. 1-1 одновременно показывает и структуру домашнего видеокомплекса и функции, выполняемые отдельными устройствами, и функциональные связи между ними.

При построении функциональных схем принято соблюдать определенные правила. Основное из них состоит в том, что направление прохождения сигнала (или порядок выполнения функций) отображается на чертеже слева направо и сверху вниз. Исключения делаются лишь в случае, когда схема имеет сложные или двунаправленные функциональные связи. Постоянные соединения, по которым распространяются сигналы, выполняют сплошными линиями, при необходимости - со стрелками. Непостоянные соединения, действующие в зависимости от какого-либо условия, иногда показывают пунктирными линиями. При разработке функциональной схемы важно правильно выбрать уровень детализации. Например, следует подумать, изображать ли на схеме предварительный и оконечный усилители разными блоками, или одним? Желательно, чтобы уровень детализации был одинаковым для всех компонентов схемы.

В качестве примера рассмотрим схему радиопередатчика с амплитудно-модулированным выходным сигналом на рис. 1-2а. Она состоит из низкочастотной части и высокочастотной части.

Рис. 1-2а. Функциональная схема простейшего AM передатчика

Нас интересует направление передачи речевого сигнала, принимаем его направление за приоритетное, и НЧ-блоки рисуем вверху, откуда модулирующий сигнал, пройдя слева направо по НЧ-блокам, попадает вниз, в высокочастотные блоки.
Главное достоинство функциональных схем состоит в том, что при условии оптимальной детализации получаются универсальные схемы. В разных радиопередатчиках могут использоваться совершенно разные принципиальные схемы задающего генератора, модулятора и т. п., но схемы с невысокой степенью детализации у них будут абсолютно одинаковы.
Другое дело, если применяется глубокая детализация. Например, в одном радиопередатчике источник опорной частоты имеет транзисторный умножитель, в другом применяется синтезатор частот, а в третьем - простейший кварцевый генератор. Тогда детализированные функциональные схемы у этих передатчиков будут разными. Таким образом, некоторые узлы на функциональной схеме, в свою очередь, тоже могут быть представлены в виде функциональной схемы.
Иногда, чтобы сделать акцент на какой-либо особенности схемы или повысить ее наглядность, применяют комбинированные схемы (рис. 1-26 и 1- 2в), на которых изображение функциональных блоков сочетается с более или менее подробным фрагментом принципиальной электрической схемы.

Рис. 1-2б. Пример комбинированной схемы

Рис. 1-2в. Пример комбинированной схемы

Блок-схема, изображенная на рис. 1-2а представляет собой разновидность функциональной схемы. На ней не показано, как именно и сколькими проводниками блоки соединяются между собой. Для этой цели служит схема межблочных соединений (рис. 1-3).

Рис. 1-3. Пример схемы межблочных соединений

Иногда, особенно когда речь идет об устройствах на логических микросхемах или иных устройствах, действующих по определенному алгоритму, необходимо схематически изобразить этот алгоритм. Разумеется, алгоритм работы мало отражает особенности построения электрической схемы устройства, но бывает весьма полезен при его ремонте или настройке. При изображении алгоритма обычно пользуются стандартными символами, применяемыми при документировании программ. На рис. 1-4 показаны наиболее часто применяемые символы.

Как правило, их достаточно для описания алгоритма работы электронного или электромеханического устройства.

В качестве примера рассмотрим фрагмент алгоритма работы блока автоматики стиральной машины (рис. 1-5). После включения питания проверяется наличие воды в баке. Если бак пуст, открывается впускной клапан. Затем клапан удерживается открытым до тех пор, пока не сработает датчик верхнего уровня.

Начало или конец алгоритма

Арифметическая операция выполняемая программой, или некое действие, выполняемое устройством

Комментарий, пояснение или описание

Операция ввода или вывода

Библиотечный модуль программы

Переход по условию

Безусловный переход

Межстраничный переход

Соединительные линии

Рис. 1-4. Основные символы описания алгоритмов

Рис. 1-5. Пример алгоритма работы блока автоматики

1.2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Достаточно давно, во времена первого радиоприемника Попова, не существовало четкого различия между наглядными и принципиальными схемами. Простейшие устройства того времени вполне успешно изображали в виде слегка абстрагированного рисунка. И сейчас в учебниках можно встретить изображение простейших электрических схем в виде рисунков, на которых детали показаны примерно так, как они выглядят на самом деле и как соединены между собой их выводы (рис. 1-6).

Рис. 1-6. Пример различия между монтажной схемой (А)
и принципиальной электрической схемой (В).

Но для четкого понимания того, что такое принципиальная электрическая схема, следует помнить: размещение символов на принципиальной электрической схеме не обязательно соответствует реальному размещению компонентов и соединительных проводников устройства. Более того, распространенной ошибкой начинающих радиолюбителей при самостоятельной разработке печатной платы является попытка размещения компонентов максимально близко к тому порядку, в каком они изображены на принципиальной схеме. Как правило, оптимальное размещение компонентов на плате значительно отличается от размещения символов на принципиальной схеме.

Итак, на принципиальной электрической схеме мы видим лишь условные графические обозначения элементов схемы устройства с указанием их ключевых параметров (емкость, индуктивность и т. п.). Каждый компонент схемы определенным образом пронумерован. В национальных стандартах разных стран относительно нумерации элементов существуют еще большие расхождения, чем в случае с графической символикой. Поскольку мы ставим себе задачу обучить читателя пониманию схем, изображенных по "западным" стандартам, приведем краткий перечень основных буквенных обозначений компонентов:

Буквенное обозначение	Значение	Значение
ANT	Antenna	Антенна
В	Battery	Батарея
С	Capacitor	Конденсатор
СВ	Circuit Board	Монтажная плата
CR	Zener Diode	Стабилитрон
D	Diode	Диод
ЕР или Earphone	РН	Головные телефоны
F	Fuse	Предохранитель
I	Lamp	Лампа накаливания
IС	Integrated Circuit	Интегральная схема
J	Receptacle, Jack, Теrminal Strip	Гнездо, патрон, клеммник
К	Relay	Реле
L	Inductor, choke	Катушка, дроссель
LED	Light-emitting diode	Светодиод
М	Meter	Измеритель(обобщенный)
N	Neon Lamp	Неоновая лампа
Р	Plug	Штепсельная вилка
PC	Photocell	Фотоэлемент
Q	Transistor	Транзистор
R	Resistor	Резистор
RFC	Radio frequency choke	Высокочастотный дроссель
RY	Relay	Реле
S	Switch	Переключатель, выключатель
SPK	Speaker	Громкоговоритель
T	Transformer	Трансформатор
U	Integrated Circuit	Интегральная схема
V	Vacuum tube	Радиолампа
VR	Voltage regulator	Регулятор (стабилизатор) напр.
X	Solar cell	Солнечный элемент
XTAL или Crystal		Кварцевый резонатор Y
Z	Circuit assembly	Узел схемы в сборе
ZD	Zener Diode (rare)	Стабилитрон (устаревш.)

Многие компоненты схемы (резисторы, конденсаторы и т. п.) могут присутствовать на чертеже более одного раза, поэтому к буквенному обозначению добавляется цифровой индекс. Например, если в схеме имеются три резистора, то они будут обозначены, как R1, R2 и R3.
Принципиальные схемы, как и блок-схемы, компонуют таким образом, чтобы вход схемы находился слева, а выход справа. Под входным сигналом подразумевают также источник энергии, если схема представляет собой преобразователь или регулятор, а под выходом подразумевается потребитель энергии, индикатор или выходной каскад с выходными клеммами. Например, если мы рисуем схему импульсной лампы-вспышки, то изображаем слева направо по порядку сетевую вилку, трансформатор, выпрямитель, генератор импульсов и импульсную лампу.
Нумерация элементов производится слева направо и сверху вниз. При этом возможное размещение элементов на печатной плате не имеет никакого отношения к порядку нумерации - принципиальная электрическая схема имеет высший приоритет по отношению к другим типам схем. Исключение делается, когда для большей наглядности принципиальная электрическая схема разбивается на блоки, соответствующие функциональной схеме. Тогда к обозначению элемента добавляется префикс, соответствующий номеру блока на функциональной схеме: 1-R1, 1-R2, 2L1, 2L2 и т. п.
Кроме буквенно-цифрового индекса рядом с графическим обозначением элемента часто пишут его тип, марку или номинал, имеющие принципиальное значение для работы схемы. Например, для резистора это величина сопротивления, для катушки - индуктивность, для микросхемы - маркировка производителя. Иногда информацию о номиналах и маркировке компонентов выносят в отдельную таблицу. Такой способ удобен тем, что позволяет дать расширенные сведения о каждом компоненте - намоточные данные катушек, особые требования к типу конденсаторов и т. п.

1.3. НАГЛЯДНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Принципиальные электрические схемы и функциональные блок-схемы удачно дополняют друг друга и легки для понимания при наличии минимального опыта. Тем не менее, очень часто двух этих схем бывает недостаточно для полноценного понимания конструкции устройства, особенно когда идет речь о его ремонте или сборке. В этом случае применяют несколько разновидностей наглядных изображений.
Мы уже знаем, что принципиальные электрические схемы не показывают физической сущности монтажа, и эту задачу решают наглядные изображения. Но, в отличие от блок-схем, которые могут быть одинаковыми для разных электрических схем, наглядные изображения неотделимы от соответствующих им принципиальных схем.
Рассмотрим несколько примеров наглядных изображений. На рис. 1-7 показана разновидность монтажной схемы - схема разводки соединительных проводников, собранных в экранированный жгут, причем рисунок максимально соответствует укладке проводников в реальном устройстве. Заметим, что иногда, для облегчения перехода от принципиальной схемы к монтажной, на принципиальной схеме также указывают цветовую маркировку проводников и символ экранированного провода.

Рис. 1-7. Пример схемы разводки соединительных проводников

Следующим широко применяемым типом наглядных изображений являются различные схемы размещения элементов. Иногда они сочетаются со схемой разводки проводников. Схема, изображенная на рис. 1-8, дает нам достаточную информацию о компонентах, из которых должна состоять схема микрофонного усилителя, чтобы мы могли их приобрести, но ничего не говорит о физических размерах компонентов, платы и корпуса, а также о размещении компонентов на плате. Но во многих случаях размещение компонентов на плате и/или в корпусе имеет принципиальное значение для надежной работы устройства.

Рис. 1-8. Схема простейшего микрофонного усилителя

Предыдущая схема удачно дополняется монтажной схемой рис. 1-9. Это двумерная схема, на ней могут быть указаны длина и ширина корпуса или платы, но не высота. Если необходимо указать высоту, то отдельно приводят вид сбоку. Компоненты изображены в виде символов, но их пиктограммы не имеют ничего общего с УГО, а тесно связаны с реальным внешним видом детали. Разумеется, дополнение столь простой принципиальной схемы еще и схемой монтажа может показаться лишним, но этого нельзя сказать о более сложных устройствах, состоящих из десятков и сотен деталей.

Рис. 1-9. Наглядное изображение монтажа для предыдущей схемы

Важнейшей и наиболее распространенной разновидностью монтажных схем является схема размещения элементов на печатной плате. Назначение подобной схемы - указать порядок размещения электронных компонентов на плате при монтаже и облегчить их нахождение при ремонте (напомним, что размещение компонентов на плате не соответствует их расположению на принципиальной схеме). Один из вариантов наглядного изображения печатной платы приведен на рис. 1-10. В данном случае хотя и условно, но достаточно точно показаны форма и размеры всех компонентов, а их символы снабжены нумерацией, совпадающей с нумерацией на принципиальной электрической схеме. Пунктирными контурами показаны элементы, которые могут отсутствовать на плате.

Рис. 1-10. Вариант изображения печатной платы

Такой вариант удобен при ремонте, особенно, когда работает специалист, по своему опыту знающий характерный вид и размеры практически всех радиодеталей. Если же схема состоит из множества мелких и похожих друг на друга элементов, а для ремонта требуется найти на плате множество контрольных точек (например, для подключения осциллографа), то работа существенно усложняется даже для специалиста. В этом случае на помощь приходит координатная схема размещения элементов (рис. 1-1 1).

Рис. 1-11. Координатная схема размещения элементов

Применяемая система координат чем-то напоминает координаты на шахматной доске. В данном примере плата разделена на две, обозначенные буквами А и В, продольные части (их может быть больше) и снабженные цифрами поперечные части. Изображение платы дополнено таблицей размещения элементов, пример которой приведен ниже:

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	В5	R93	А6
C17	A2	CR3	B4	R6	В4	R50		R94	А6
С18	A2	CR4		R7	В4	R51	В5	R93	А6
С19	A2	CR5	А2	R8	В4	R52	В5	R94	А6
C20	A2	CR6	А2	R9	В4	R53	A3	R97	А6
C21	A3	CR7	А2	R10	В4	R54	A3	R98	А6
C22	A3	CR8	А2	R11	В4	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	В8	R16	А2	R60	B5	R104	А7
С28	В6	CR14	А6	R17	A2	R61	В5	R105	А7
С29	В3	CR15	А6	R18	A2	R62		R106	А7
С30		CR16	А7	R19	A3	R63	В6	R107	А7
С31	В5	L1	В2	R20	A2	R64	В6	R108	А7
С32	В5	L2	В2	R21	A2	R65	В6	R109	А7
СЗЗ	A3	L3	ВЗ	R22	A2	R66	В6	R110	А7
С34	A3	L4	ВЗ	R23	А4	R67	В6	U1	A1
С35	В6	L5	A3	R24	A3	R6S	В6	U2	A5
С36	В7	Q1	ВЗ	R2S	A3	R69	В6	U3	В6
С37	В7	Q2	В4	R26	A3	R7U	В6	U4	В7
C38	В7	Q3	Q4	R27	В2	R71	В6	U5	А6
С39	В7	Q4		R28	A2	R72	В7	U6	А7
С40	В7	Q5	В2	R29		R73	В7
C41	В7	Q6	А2	R30		R74	В7
С42	В7	О7	A3	R31	ВЗ	R75	В7
С43	В7	Q8	A3	R32	A3	R76	В7
С44	В7	Q9	A3	R33	A3	R77	В7

При разработке печатной платы с помощью одной из конструкторских программ таблица размещения элементов может быть сгенерирована автоматически. Применение таблицы значительно облегчает поиск элементов и контрольных точек, но увеличивает объем конструкторской документации.

При изготовлении печатных плат в заводских условиях на них очень часто наносят обозначения, аналогичные рис. 1-10 или рис. 1-11. также является разновидностью наглядного изображения монтажа. Он может быть дополнен физическими контурами элементов, для облегчения монтажа схемы (рис. 1-12).

Рис. 1-12. Рисунок проводников печатной платы.

Следует заметить, что разработка рисунка печатной платы начинается с размещения элементов на плате заданного размера. При размещении элементов учитывают их форму и размеры, возможность взаимного влияния, необходимость вентиляции или экранирования и т. д. Затем производят разводку соединительных проводников, при необходимости корректируют размещение элементов и производят окончательную разводку.

2. УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ

Как мы уже упоминали в главе 1, условные графические обозначения (УГО) радиоэлектронных компонентов, применяемые в современной схемотехнике, имеют достаточно отдаленное отношение к физической сущности конкретной радиодетали. В качестве примера можно привести аналогию между принципиальной схемой устройства и картой города. На карте мы видим значок, обозначающий ресторан, и понимаем, как проехать к ресторану. Но этот значок ничего не говорит о меню ресторана и ценах на готовые блюда. В свою очередь, графический символ, обозначающий на схеме транзистор, ничего не говорит о размерах корпуса этого транзистора, гибкие ли у него выводы, и какая фирма его изготовила.

С другой стороны, на карте возле обозначения ресторана может быть указан распорядок его работы. Аналогично возле УГО компонентов на схеме обычно указывают важные технические параметры детали, имеющие принципиальное значение для правильного понимания схемы. Для резисторов это сопротивление, для конденсаторов - емкость, для транзисторов и микросхем - буквенно-цифровое обозначение и т. д.

Со времени своего возникновения УГО электронных компонентов претерпели значительные изменения и дополнения. Сначала это были довольно натуралистичные рисунки деталей, которые затем, с течением времени, упрощались и абстрагировались. Тем не менее, для облегчения работы с символами большинство из них и сейчас несут в себе некий намек на конструктивные особенности реальной детали. Рассказывая о графических обозначениях, мы постараемся по мере возможности показывать эту взаимосвязь.

Несмотря на кажущуюся сложность многих принципиальных электрических схем, их понимание требует немногим более труда, чем понимание дорожной карты. Существует два разных подхода к приобретению навыка чтения принципиальных схем. Сторонники первого подхода полагают, что УГО - это некий алфавит, и следует его сначала заучить как можно полнее, а затем приступать к работе со схемами. Сторонники второго метода считают, что к чтению схем необходимо приступать практически сразу, по ходу дела изучая незнакомые символы. Второй метод хорош для радиолюбителя, но, увы, не приучает к определенной строгости мышления, необходимой для правильного изображения схем. Как вы увидите далее, одна и та же схема может быть изображена совершенно по-разному, причем некоторые варианты чрезвычайно неудобочитаемы. Рано или поздно возникнет необходимость изобразить собственную схему, и сделать это следует так, чтобы она была понятна с первого взгляда не только автору. Мы предоставляем читателю право самостоятельно решить, какой подход ему ближе, и переходим к изучению наиболее часто распространенных графических обозначений.

2.1. ПРОВОДНИКИ

Большинство схем содержит значительное количество проводников. Поэтому линии, изображающие эти проводники, на схеме часто пересекаются, тогда как между физическими проводниками контакт отсутствует. Иногда, наоборот, необходимо показать соединение нескольких проводников между собой. На рис. 2-1 изображены три варианта пересечения проводников.

Рис. 2-1. Варианты изображения пересечения проводников

Вариант (А) обозначает соединение пересекающихся проводников. В случае (В) и (С) проводники не соединяются, но обозначение (С) считается устаревшим, и следует избегать его применения на практике. Разумеется, пересечение взаимно изолированных проводников на принципиальной схеме не означает их конструктивного пересечения.

Несколько проводников могут быть объединены в жгут или кабель. Если кабель не имеет оплетки (экрана), то, как правило, на схеме эти проводники никак особо не выделяют. Для экранированных проводов и кабелей существуют специальные символы (рис. 2-2 и 2-3). Примером экранированного проводника является коаксиальный антенный кабель.

Рис. 2-2. Символы одиночного экранированного проводника с незаземленным (А) и заземленным (В) экраном

Рис. 2-3. Символы экранированного кабеля с незаземленным (А) и заземленным (В) экраном

Иногда соединение необходимо выполнить витой парой проводников.

Рис. 2-4. Два варианта обозначения витой пары проводов

На рисунках 2-2 и 2-3 кроме проводников мы видим два новых графических элемента, которые будут встречаться и далее. Пунктирный замкнутый контур обозначает экран, который конструктивно может быть выполнен в виде оплетки вокруг проводника, в виде закрытого металлического корпуса, разделительной металлической пластинки или сетки.

Экран препятствует проникновению помех в чувствительные к внешним наводкам цепи. Следующий символ - значок, обозначающий соединение с общим проводом, корпусом или заземлением. В схемотехнике для этого используется несколько символов.

Рис. 2-5. Обозначения общего провода и различных заземлений

Термин "заземление" имеет давнюю историю и восходит к временам первых телеграфных линий, когда для экономии проводов в качестве одного из проводников использовали Землю. При этом все телеграфные аппараты, независимо от соединения друг с другом, соединялись с Землей при помощи заземления. Иначе говоря, Земля была общим проводом. В современной схемотехнике термином "земля" (ground) обозначают общий провод или провод с нулевым потенциалом, даже если его не соединяют с классическим заземлением (рис. 2-5). Общий провод может быть изолирован от корпуса устройства.

Очень часто в качестве общего провода используют корпус устройства или электрически соединяют общий провод с корпусом. В этом случае используют значки (А) и (В). Почему они разные? Существуют схемы, в которых сочетаются аналоговые компоненты, например, операционные усилители и цифровые микросхемы. Во избежание взаимных помех, особенно от цифровых цепей в аналоговые, используют раздельно общий провод для аналоговых и цифровых цепей. В обиходе их называют "аналоговая земля" и "цифровая земля". Аналогично разделяют общие провода для слаботочных (сигнальных) и силовых цепей.

2.2. ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ, РАЗЪЕМЫ

Переключатель - это устройство, механическое или электронное, позволяющее изменять или разрывать существующее соединение. Переключатель позволяет, например, подать сигнал на какой-либо элемент схемы или пустить в обход этого элемента (рис. 2-6).

Рис. 2-6. Выключатели и переключатели

Частным случаем переключателя является выключатель. На рис. 2-6 (А) и (В) показаны одинарный и сдвоенный выключатели, а на рис. 2-6 (С) и (D) соответственно одинарный и сдвоенный переключатели. Эти переключатели называют двухпозиционными, так как у них всего два устойчивых положения. Как нетрудно заметить, символы выключателя и переключателя достаточно подробно изображают соответствующие механические конструкции и почти не изменились со времени возникновения. В настоящее время подобная конструкция используется только в силовых электрических размыкателях. В слаботочных электронных схемах применяют тумблеры и движковые переключатели. Для тумблеров обозначение остается прежним (рис. 2-7), а для движковых переключателей иногда используют особое обозначение (рис. 2-8).

Выключатель принято изображать на схеме в выключенном состоянии, если особо не оговорена необходимость изобразить его включенным.

Часто требуется использовать многопозиционные переключатели, позволяющие коммутировать большое число источников сигнала. Они тоже могут быть одинарными и сдвоенными. Наиболее удобную и компактную конструкцию имеют поворотные многопозиционные переключатели (рис. 2-9). Такой переключатель часто называют "галетным", поскольку при переключении он издает звук, похожий на хруст разламываемой сухой галеты. Пунктирная линия между отдельными символами (группами) переключателя означает жесткую механическую связь между ними. Если в силу особенностей схемы переключающие группы не удается разместить рядом, то для их обозначения используют дополнительный групповой индекс, например, S1.1, S1.2, S1.3. В данном примере таким способом обозначены три механически связанные группы одного переключателя S1. Изображая такой переключатель на схеме, необходимо следить за тем, чтобы у всех групп движок переключателя был установлен в одинаковое положение.

Рис. 2-7. Условные обозначения разных вариантов тумблеров

Рис. 2-8. Условное обозначение движкового переключателя

Рис. 2-9. Многопозиционные круговые переключатели

Следующую группу механических переключателей представляют кнопочные выключатели и переключатели. Эти устройства отличаются тем, что срабатывают не от сдвига или поворота, а от нажатия.

На рис. 2-10 приведены условные обозначения кнопочных выключателей. Различают кнопки с нормально разомкнутыми контактами, нормально замкнутыми, одинарные и сдвоенные, а также переключающие одинарные и сдвоенные. Существует отдельное, хотя и редко применяемое, обозначение для телеграфного ключа (ручное формирование кода Морзе), показанное на рис. 2-11.

Рис. 2-10. Различные варианты кнопочных выключателей

Рис. 2-11. Специальный символ телеграфного ключа

Для непостоянного подключения к схеме внешних соединительных проводников или компонентов используются разъемы (рис. 2-12).

Рис. 2-12. Распространенные обозначения разъемов

Разъемы делятся на две основные группы: гнезда и штекеры. Исключение составляют некоторые типы прижимных разъемов, например, контакты зарядного устройства для трубки радиотелефона.

Но и в этом случае их обычно изображают в виде гнезда (зарядное устройство) и штекера (вставляемая в него трубка телефона).

На рис. 2-12 (А) изображены символы для сетевых розеток и вилок в западном стандарте. Символы с закрашенными прямоугольниками обозначают вилки, слева от них - символы соответствующих розеток.

Далее на рис. 2-12 изображены: (В) - аудиоразъем для подключения головных телефонов, микрофона, маломощных динамиков и т. п.; (С) - разъем типа "тюльпан", обычно применяемый в видеотехнике для подключения кабелей аудио- и видеоканалов; (D) - разъем для подключения высокочастотного коаксиального кабеля. Закрашенный кружок в центре символа означает штекер, а незакрашенный - гнездо.

Разъемы могут объединяться в контактные группы, когда речь идет о многоконтактном разъеме. В этом случае символы одиночных контактов графически объединяют при помощи сплошной или пунктирной линии.

2.3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ

Электромагнитные реле также можно отнести к группе переключателей. Но, в отличие от кнопок или тумблеров, в реле контакты переключаются под воздействием силы притяжения электромагнита.

Если при обесточенной обмотке контакты замкнуты, их называют нормально замкнутыми, в противном случае - нормально разомкнутыми.

Бывают также переключающие контакты.

На схемах, как правило, показывают положение контактов при обесточенной обмотке, если это не упомянуто особо в описании схемы.

Рис. 2-13. Конструкция реле и его условное обозначение

Реле может иметь несколько контактных групп, действующих синхронно (рис. 2-14). В сложных схемах контакты реле могут быть изображены отдельно от символа обмотки. Реле в комплексе либо его обмотка обозначается буквой К, а для обозначения контактных групп этого реле к буквенно-цифровому обозначению добавляется цифровой индекс. Например, К2.1 обозначает первую контактную группу реле К2.

Рис. 2-14. Реле с одной и несколькими контактными группами

В современных зарубежных схемах обмотка реле все чаше обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами, как это уже было давно принято в отечественной практике.

Кроме обычных электромагнитных иногда применяют поляризованные реле, отличительной особенностью которых является то, что переключение якоря из одного положения в другое происходит при смене полярности напряжения, приложенного к обмотке. В отключенном состоянии якорь поляризованного реле остается в том, положении, в каком был до отключения питания. В настоящее время в распространенных схемах поляризованные реле практически не применяются.

2.4. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Источники электрической энергии подразделяются на первичные: генераторы, солнечные элементы, химические источники; и вторичные: преобразователи и выпрямители. И те, и другие могут либо изображаться на принципиальной схеме, либо нет. Это зависит от особенностей и назначения схемы. Например, в простейших схемах, очень часто вместо источника питания показывают лишь разъемы для его подключения, с указанием номинального напряжения, и иногда - потребляемого схемой тока. В самом деле, для простой радиолюбительской конструкции не имеет особого значения, будет ли она питаться от батарейки "Крона" или лабораторного выпрямителя. С другой стороны, в состав бытового прибора обычно входит встроенный сетевой источник питания, и он обязательно будет изображен в виде развернутой схемы, чтобы облегчить обслуживание и ремонт изделия. Но это будет вторичный источник электропитания, так как в качестве первичного источника нам пришлось бы указать генератор гидроэлектростанции и промежуточные трансформаторные подстанции, что было бы достаточно бессмысленно. Поэтому на схемах приборов, имеющих питание от электросетей общего пользования, ограничиваются изображением сетевой вилки.

Напротив, если генератор является неотъемлемой частью конструкции, его изображают на принципиальной схеме. В качестве примера можно привести схемы бортовой сети автомобиля или автономного генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Существует несколько распространенных символов генератора (рис. 2-15). Прокомментируем эти обозначения.

(A) - наиболее общий символ генератора переменного тока.
(B) - применяется, когда необходимо указать, что напряжение с обмотки генератора снимается при помощи пружинящих контактов (щеток), прижимающихся к кольцевым выводам ротора. Такие генераторы обычно применяются в автомобилях.
(C) - обобщенный символ конструкции, в которой щетки прижимаются к сегментированным выводам ротора (коллектора), т. е. к контактам в виде металлических площадок, расположенных по окружности. Этот символ также применяется для обозначения электродвигателей аналогичной конструкции.
(D) - закрашенные элементы символа указывают на то, что применяются щетки, выполненные из графита. Буква А указывает на сокращение от слова Alternator - генератор переменного тока, в отличие от возможного обозначения D - Direct Current - постоянный ток.
(E) - указывает на то, что изображен именно генератор, а не электромотор, обозначаемый буквой М, если это не очевидно из контекста схемы.

Рис. 2-15. Основные схематические обозначения генератора

Упомянутый выше сегментированный коллектор, используемый как в генераторах, так и электромоторах, имеет собственный символ (рис. 2-16).

Рис. 2-16. Символ сегментированного коллектора с графитовыми щетками

Конструктивно генератор представляет собой катушки ротора, вращающиеся в магнитном поле статора, либо катушки статора, находящиеся в переменном магнитном поле, создаваемом вращающимся магнитом ротора. В свою очередь, магнитное поле может создаваться как постоянными магнитами, так и электромагнитами.

Для питания электромагнитов, называемых обмотками возбуждения, обычно используется часть электроэнергии, вырабатываемой самим генератором (для начала работы такого генератора необходим дополнительный источник тока). Регулируя силу тока в обмотке возбуждения, можно регулировать величину вырабатываемого генератором напряжения.

Рассмотрим три основных схемы включения обмотки возбуждения (рис. 2-17).

Разумеется, схемы упрощенные и лишь иллюстрируют основные принципы построения схемы генератора с обмоткой подмагничивания.

Рис. 2-17. Варианты схемы генератора с обмоткой возбуждения

L1 и L2 - обмотки возбуждения, (А) - последовательная схема, в которой величина магнитного поля тем больше, чем больше потребляемый ток, (В) - параллельная схема, в которой величина тока возбуждения устанавливается регулятором R1, (С) - комбинированная схема.

Значительно чаще, чем генератор, для питания электронных схем в качестве первичного источника применяют химические источники тока.

Независимо от того аккумулятор ли это, или расходуемый химический элемент, на схеме они обозначаются одинаково (рис. 2-18).

Рис. 2-18. Обозначение химических источников тока

Одиночная ячейка, примером которой в быту может служить обычная пальчиковая батарейка, изображается, как показано на рис. 2-18 (А). Последовательное соединение нескольких таких ячеек изображено на рис. 2-18 (В).

И, наконец, если источник тока представляет собой конструктивно неразделимую батарею из нескольких ячеек, его изображают, как показано на рис. 2-18 (С). Количество условных ячеек в этом символе не обязательно совпадает с реальным количеством ячеек. Иногда, если необходимо особо подчеркнуть особенности химического источника, рядом с ним помещают дополнительные надписи, например:

NaOH - щелочной аккумулятор;
H2SO4 - сернокислотный аккумулятор;
Lilon - литий-ионный аккумулятор;
NiCd - никель-кадмиевый аккумулятор;
NiMg - никель-металлгидридный аккумулятор;
Rechargeable или Rech. - некий заряжаемый источник (аккумулятор);
Non-Rechargeable или N-Rech. - незаряжаемый источник.

Для питания устройств с малым энергопотреблением часто применяют солнечные элементы.
Напряжение, создаваемое одним элементом, невелико, поэтому обычно применяют батареи из последовательно соединенных солнечных элементов. Подобные батареи можно часто видеть в калькуляторах.

Часто применяемый вариант обозначения солнечного элемента и солнечной батареи показан на рис. 2-19.

Рис. 2-19. Солнечный элемент и солнечная батарея

2.5. РЕЗИСТОРЫ

О резисторах можно с уверенностью скачать, что это наиболее часто используемый компонент радиоэлектронных схем. Резисторы имеют большое количество вариантов конструктивного исполнения, но основные условные обозначения представлены в трех вариантах: постоянный резистор, постоянный с точечным отводом (дискретно-переменный) и переменный. Примеры внешнего вида и соответствующие условные обозначения изображены на рис. 2-20.

Резисторы могут быть изготовлены из материала, чувствительного к изменению температуры или освещения. Такие резисторы называют соответственно терморезисторами и фоторезисторами, а их условные обозначения показаны на рис. 2-21.

Могут встречаться и несколько другие обозначения. В последние годы получили распространение магниторезистивные материалы, чувствительные к изменению магнитного поля. Как правило, их не применяют в виде отдельных резисторов, а используют в составе датчиков магнитного поля и, особенно часто, в качестве чувствительного элемента считывающих головок компьютерных дисководов.

В настоящее время номиналы практически всех малогабаритных постоянных резисторов обозначаются при помощи цветовой маркировки в виде колец.

Номиналы могут быть разными в очень широком диапазоне - от единиц Ом до сотен мегаОм (миллионов Ом), но их точные значения, тем не менее, строго стандартизированы и могут быть выбраны только из числа разрешенных значений.

Это сделано для того, чтобы избежать ситуации, когда различные производители начнут выпускать резисторы с произвольными рядами номиналов, что значительно затруднило бы разработку и ремонт электронных устройств. Цветовая маркировка резисторов и ряд допустимых значений приведены в Приложении 2.

Рис. 2-20. Основные типы резисторов и их графические символы

Рис. 2-21. Терморезисторы и фоторезистор

2.6. КОНДЕНСАТОРЫ

Если резисторы мы назвали наиболее часто используемым компонентом схем, то на втором месте по частоте использования стоят конденсаторы. Им присуще большее, чем у резисторов, разнообразие конструкций и условных обозначений (рис. 2-22).

Существует основное деление на конденсаторы постоянной и переменной емкости. Конденсаторы постоянной емкости, в свою очередь, делятся на группы в зависимости от типа диэлектрика, обкладок и физической формы. Простейший конденсатор представляет собой обкладки из алюминиевой фольги в виде длинных лент, которые разделены диэлектриком из бумаги. Получившаяся слоистая комбинация свернута в рулон для уменьшения объема. Такие конденсаторы называют бумажными. Им присуще множество недостатков - малая емкость, большие габариты, низкая надежность, и в настоящее время они не применяются. Значительно чаще в виде диэлектрика используют полимерную пленку, с напыленными по обе ее стороны металлическими обкладками. Такие конденсаторы называют пленочными.

Рис. 2-22. Различные типы конденсаторов и их обозначения

В соответствии с законами электростатики емкость конденсатора тем больше, чем меньше расстояние между обкладками (толщина диэлектрика). Наибольшей удельной емкостью обладают электролитические конденсаторы. В них одной из обкладок является металлическая фольга, покрытая тонким слоем прочного непроводящего окисла. Этот окисел играет роль диэлектрика. В качестве второй обкладки используют пористый материал, пропитанный специальной проводящей жидкостью - электролитом. Благодаря тому, что слой диэлектрика очень тонок, емкость электролитического конденсатора велика.

Электролитический конденсатор чувствителен к полярности включения в схеме: при неправильном включении появляется ток утечки, приводящий к растворению окисла, разложению электролита и выделению газов, могущих разорвать корпус конденсатора. На условном графическом обозначении электролитического конденсатора иногда указывают оба символа, "+" и "-", но чаще обозначают только плюсовой вывод.

Переменные конденсаторы также могут иметь разную конструкцию. Па рис. 2-22 изображены варианты переменных конденсаторов с воздушным диэлектриком. Такие конденсаторы широко применялись в ламповых и транзисторных схемах прошлых лет для настройки колебательных контуров приемников и передатчиков. Бывают не только одинарные, но сдвоенные, строенные и даже счетверенные переменные конденсаторы. Недостатком переменных конденсаторов с воздушным диэлектриком является громоздкая и сложная конструкция. После появления специальных полупроводниковых приборов - варикапов, способных менять внутреннюю емкость в зависимости от приложенного напряжения, механические конденсаторы почти исчезли из применения. Сейчас они применяются, в основном, для настройки выходных каскадов передатчиков.

Малогабаритные подстроечные конденсаторы чаще выполняют в виде основания и ротора из керамики, на которые напылены металлические сегменты.

Для обозначения емкости конденсаторов часто применяют цветовую маркировку в виде точек и окраски корпуса, а также цифробуквенную маркировку. Система маркировки конденсаторов описана в Приложении 2.

2.7. КАТУШКИ И ТРАНСФОРМАТОРЫ

Различные катушки индуктивности и трансформаторы, именуемые также намоточными изделиями, могут быть совершенно по-разному устроены конструктивно. Основные особенности конструкции намоточных изделий отражают в условных графических обозначениях. Катушки индуктивности, в том числе индуктивно связанные между собой, обозначают буквой L, а трансформаторы - буквой Т.

Способ, которым намотана катушка индуктивности, называется намоткой или укладкой провода. Различные варианты конструкции катушек изображены на рис. 2-23.

Рис. 2-23. Различные варианты конструкции катушек индуктивности

Если катушка выполнена из нескольких витков толстого провода и сохраняет свою форму только за счет его жесткости, такую катушку называют бескаркасной. Иногда для увеличения механической прочности катушки и повышения стабильности резонансной частоты контура катушку, даже выполненную из малого числа витков толстого провода, наматывают на немагнитном диэлектрическом каркасе. Каркас обычно изготавливают из пластика.

Индуктивность катушки значительно повышается, если внутрь намотки поместить сердечник из металла. Сердечник может иметь резьбовую нарезку и перемещаться внутри каркаса (рис. 2-24). В этом случае катушку называют настраиваемой. Попутно заметим, что введение в катушку сердечника из немагнитного металла, такого, как медь или алюминий, наоборот, уменьшает индуктивность катушки. Обычно винтовые сердечники используются лишь для точной подстройки колебательных контуров, рассчитанных на фиксированную частоту. Для быстрой настройки контуров используют упомянутые в предыдущем разделе конденсаторы переменной емкости, или варикапы.

Рис. 2-24. Настраиваемые катушки индуктивности

Рис. 2-25. Катушки с ферритовыми сердечниками

Когда катушка работает в диапазоне радиочастот, сердечники из трансформаторного железа или иного металла обычно не применяют, так как возникающие в сердечнике вихревые токи разогревают сердечник, что приводит к потерям энергии и значительно снижает добротность контура. В этом случае сердечники изготавливают из специального материала - феррита. Феррит представляет собой прочную, схожую по свойствам с керамикой массу, состоящую из очень мелкого порошка железа или его сплава, где каждая металлическая частичка изолирована от других. Благодаря этому в сердечнике не возникает вихревых токов. Ферритовый сердечник принято обозначать прерывистыми линиями.

Следующим чрезвычайно распространенным намоточным изделием является трансформатор. По сути своей трансформатор - это две или более катушек индуктивности, расположенных в общем магнитном поле. Поэтому обмотки и сердечник трансформатора изображают по аналогии с символами катушек индуктивности (рис. 2-26). Переменное магнитное поле, создаваемое переменным током, протекающим через одну из катушек (первичную обмотку), приводит к возбуждению переменного напряжения в остальных катушках (вторичных обмотках). Величина этого напряжения зависит от соотношения количества витков в первичной и вторичной обмотках. Трансформатор может быть повышающим, понижающим или разделительным, но это свойство обычно никак не отображают на графическом символе, подписывая рядом с выводами обмоток значения входного или выходного напряжения. В соответствии с базовыми принципами построения схем, первичную (входную) обмотку трансформатора изображают слева, а вторичные (выходные) - справа.

Иногда необходимо показать, какой вывод является началом обмотки. В этом случае возле него ставят точку. Обмотки нумеруют на схеме римскими цифрами, но нумерация обмоток применяется не всегда. Когда трансформатор имеет несколько обмоток, то для различения выводов их нумеруют цифрами на корпусе трансформатора, возле соответствующих клемм, или выполняют из проводников разного цвета. На рис. 2-26 (С) для примера изображен внешний вид трансформатора сетевого источника питания и фрагмент схемы, в которой используется трансформатор с несколькими обмотками.

На рис. 2-26 (D) и 2-26 (Е) изображены, соответственно, понижающий и повышающий автотрансформаторы .

Рис. 2-26. Условные графические обозначения трансформаторов

2.8. ДИОДЫ

Полупроводниковый диод является простейшим и одним из наиболее часто применяемых полупроводниковых компонентов, называемых также твердотельными компонентами. Конструктивно диод представляет собой полупроводниковый переход с двумя выводами - катодом и анодом. Подробное рассмотрение принципа работы полупроводникового перехода выходит за рамки этой книги, поэтому мы ограничимся лишь описанием взаимосвязи между устройством диода и его условным обозначением.

В зависимости от применяемого для изготовления диода материала, диод может быть германиевым, кремниевым, селеновым, а по конструкции точечным или плоскостным, но на схемах он обозначается одним и тем же символом (рис. 2-27).

Рис. 2-27. Некоторые варианты конструкции диодов

Иногда символ диода заключают в окружность, чтобы показать, что кристалл помещен в корпус (бывают и бескорпусные диоды), но сейчас такое обозначение применяется редко. В соответствии с отечественным стандартом диоды изображают с незакрашенным треугольником и проходящей через него сквозной линией, соединяющей выводы.

Графическое обозначение диода имеет давнюю историю. В первых диодах полупроводниковый переход формировался в точке соприкосновения металлического игольчатого контакта с плоской подложкой из специального материала, например, сернистого свинца.

В этой конструкции треугольник изображает игольчатый контакт.

Впоследствии были разработаны плоскостные диоды, в которых полупроводниковый переход возникает на плоскости контакта полупроводников n - и p - типа, но обозначение диода осталось прежним.

Мы уже освоили достаточно много условных обозначений, чтобы без труда прочитать простую схему, изображенную на рис. 2-28, и понять принцип ее работы.

Как и положено, схема построена в направлении слева направо.

Она начинается с изображения сетевой вилки в "западном" стандарте, далее идет сетевой трансформатор и диодный выпрямитель, построенный по мостовой схеме, в обиходе называемой диодным мостиком. Выпрямленное напряжение поступает на некоторую полезную нагрузку, условно обозначенную сопротивлением Rн.

Достаточно часто встречается вариант изображения того же диодного мостика, показанный на рис. 2-28 справа.

Какой вариант предпочтительнее использовать - определяется только удобством и наглядностью начертания конкретной схемы.

Рис. 2-28. Два варианта начертания схемы диодного моста

Рассматриваемая схема очень проста, поэтому понимание принципа ее работы не вызывает затруднений (рис. 2-29).

Рассмотрим, например, вариант начертания, изображенный слева.

Когда полуволна переменного напряжения со вторичной обмотки трансформатора приложена таким образом, что верхний вывод имеет отрицательную полярность, а нижний положительную, электроны движутся последовательно через диод D2, нагрузку и диод D3.

Когда полярность полуволны меняется на обратную, электроны движутся через диод D4, нагрузку и диод DI. Как видите, независимо от полярности действующей полуволны переменного тока электроны протекают через нагрузку в одном и том же направлении.

Такой выпрямитель называют двухполупериодным, потому что используются оба полупериода переменного напряжения.

Разумеется, ток через нагрузку будет пульсирующим, так как переменное напряжение изменяется по синусоиде, проходя через ноль.

Поэтому на практике в большинстве выпрямителей применяют сглаживающие электролитические конденсаторы большой емкости и электронные стабилизаторы.

Рис. 2-29. Движение электронов через диоды в мостовой схеме

В основу большинства стабилизаторов напряжения заложен другой полупроводниковый прибор, очень близкий по конструкции к диоду. В отечественной практике его называют стабилитрон, а в зарубежной схемотехнике принято другое название - диод Зенера (Zener Diode), по фамилии ученого, открывшего эффект туннельного пробоя р-n перехода.
Важнейшее свойство стабилитрона состоит в том, что при достижении на его выводах обратного напряжения определенной величины, стабилитрон открывается, и через него начинает протекать ток.
Попытка дальнейшего увеличения напряжения приводит лишь к возрастанию тока через стабилитрон, но напряжение на его выводах остается постоянным. Это напряжение называют напряжением стабилизации. Чтобы ток через стабилитрон не превысил допустимого значения, последовательно с ним включают гасящий резистор.
Существуют также туннельные диоды, которые, наоборот, обладают свойством поддерживать постоянным протекающий через них ток.
В распространенной бытовой технике туннельные диоды встречаются редко, в основном в узлах стабилизации тока, протекающего через полупроводниковый лазер, например, в дисководах CD-ROM.
Но подобные узлы, как правило, не подлежат ремонту и обслуживанию.
Значительно чаще в обиходе встречаются так называемые варикапы или варакторы.
Когда к полупроводниковому переходу приложено обратное напряжение и он закрыт, то переход обладает некоторой емкостью, наподобие конденсатора. Замечательное свойство р-n перехода состоит в том, что при изменении приложенного к переходу напряжения меняется и емкость.
Изготавливая переход по определенной технологии, добиваются того, что он имеет достаточно большую начальную емкость, которая может изменяться в широких пределах. Вот почему в современной портативной электронике не применяют механических переменных конденсаторов.
Чрезвычайно распространенными являются оптоэлектронные полупроводниковые приборы. Они могут быть довольно сложными по конструкции, но по сути - основаны на двух свойствах некоторых полупроводниковых переходов. Светодиоды способны излучать свет при протекании тока через переход, а фотодиоды - менять свое сопротивление при изменении освещенности перехода.
Светодиоды классифицируют по длине волны (цвету) светового излучения.
Цвет свечения светодиода практически не зависит от величины тока, протекающего через переход, а определяется химическим составом добавок в материалы, образующие переход. Светодиоды могут излучать как видимый свет, так и невидимый, инфракрасный. В последнее время разработаны ультрафиолетовые светодиоды.
Фотодиоды также подразделяются на чувствительные к видимому свету и работающие в невидимом человеческому глазу диапазоне.
Всем известным примером пары светодиод-фотодиод является система дистанционного управления телевизором. В пульте расположен инфракрасный светодиод, а в телевизоре фотодиод того же диапазона.
Независимо от диапазона излучения, светодиоды и фотодиоды обозначаются двумя обобщенными символами (рис. 2-30). Эти символы близки к действующему российскому стандарту, очень наглядны и не вызывают затруднений.

Рис. 2-30. Обозначения основных оптоэлектронных приборов

Если объединить в одном корпусе светодиод и фотодиод, получится оптопара. Это полупроводниковый прибор, идеально подходящий для гальванической развязки цепей. С его помощью можно передавать управляющие сигналы, не связывая цепи электрически. Иногда это бывает очень важно, например, в импульсных источниках питания, где необходимо гальванически разделить чувствительную управляющую схему и высоковольтные импульсные цепи.

2.9. ТРАНЗИСТОРЫ

Без сомнения, транзисторы являются наиболее часто применяемыми активными компонентами электронных схем. Условное обозначение транзистора не слишком буквально отражает его внутреннее строение, но некоторая взаимосвязь присутствует. Мы не будем подробно разбирать принцип работы транзистора, этому посвящено множество учебников. Транзисторы бывают биполярными и полевыми. Рассмотрим структуру биполярного транзистора (рис. 2-31). Транзистор, как и диод, состоит из полупроводниковых материалов со специальными добавками п- и p -типа, но имеет три слоя. Тонкий разделительный слой именуется базой, остальные два - эмиттером и коллектором. Заменательное свойство транзистора состоит в том, что если выводы эмиттера и коллектора последовательно включить в электрическую цепь, содержащую источник питания и нагрузку, то небольшие изменения тока в цепи база-эмиттер приводят к значительным, в сотни раз большим, изменениям тока в цепи нагрузки. Современные транзисторы способны управлять напряжениями и токами нагрузки, в тысячи раз превышающими напряжения или токи в цепи базы.
В зависимости от того, в каком порядке располагаются слои полупроводниковых материалов, различают биполярные транзисторы типа рпр и npn . В графическом изображении транзистора это различие отражается направлением стрелки эмиттерного вывода (рис. 2-32). Окружность говорит о том, что транзистор имеет корпус. Если необходимо указать, что используется бескорпусный транзистор, а также при изображении внутренней схемы транзисторных сборок, гибридных сборок или микросхем - транзисторы изображают без окружности.

Рис. 2-32. Графическое обозначение биполярных транзисторов

При начертании схем, содержащих транзисторы, также стараются соблюдать принцип "вход слева - выход справа".

На рис. 2-33 в соответствии с этим принципом упрощенно изображены три стандартных схемы включения биполярных транзистора: (А) - с общей базой, (В) - с общим эмиттером, (С) - с общим коллектором. В изображении транзистора использован один из вариантов начертания символа, используемых в зарубежной практике.

Рис. 2-33. Варианты включения транзистора в схеме

Существенным недостатком биполярного транзистора является его низкое входное сопротивление. Маломощный источник сигнала, имеющий высокое внутреннее сопротивление, не всегда может обеспечить базовый ток, необходимый для нормальной работы биполярного транзистора. Этого недостатка лишены полевые транзисторы. Их устройство таково, что ток, протекающий через нагрузку, зависит не от входного тока через управляющий электрод, а от потенциала на нем. Благодаря этому входной ток настолько мал, что не превышает утечек в изолирующих материалах монтажа, поэтому им можно пренебречь.

Существуют два основных варианта конструкции полевого транзистора: с управляющим pn -переходом (JFET) и канальный полевой транзистор со структурой "металл-окисел-полупроводник" (MOSFET, в русском сокращении МОП-транзистор). Эти транзисторы имеют разные обозначения. Сначала познакомимся с обозначением JFET-транзистора. В зависимости от материала, из которого изготовлен проводящий канал, различают полевые транзисторы п- и p- типа.

Па рис. 2-34 изображена структура полевого транзистора типа и условные обозначения полевых транзисторов с обеими типами проводимости.

Па этом рисунке показано, что затвор, изготовленный из материала р-типа, находится над очень тонким каналом из полупроводника w-типа, а с двух сторон канала находятся зоны "-типа, к которым подключены выводы истока и стока. Материалы для канала и затвора, а также рабочие напряжения транзистора подбираются таким образом, что в нормальных условиях образующийся рп- переход закрыт и затвор изолирован от канала Ток в нагрузке, последовательно протекающий в транзисторе через вывод истока, канал и вывод стока, зависит от потенциала на затворе.

Рис. 2-34. Структура и обозначение канального полевого транзистора

Обычный полевой транзистор, в котором затвор изолирован от канала закрытым /w-переходом, прост по конструкции и очень распространен, но в последние 10-12 лет его место постепенно занимают полевые транзисторы, в которых затвор выполнен из металла и изолирован от канала тончайшим слоем окисла. Такие транзисторы принято обозначать за рубежом сокращением MOSFET (Metal-Oxide-Silicon Field Effect Transistor), а в нашей стране - сокращением МОП (Металл-Окисел-Полупроводник). Слой окиси металла является очень хорошим диэлектриком.

Поэтому в МОП-транзисторах ток затвора практически отсутствует, тогда как в обычном полевом транзисторе он хоть и очень мал, но в некоторых применениях заметен.

Стоит особо отметить, что МОП-транзисторы крайне чувствительны к воздействию статического электричества на затвор, так как слой окиси очень тонок и превышение допустимого напряжения приводит к пробою изолятора и порче транзистора. При монтаже или ремонте устройств, содержащих МОП-транзисторы, необходимо принимать специальные меры. Одним из популярных у радиолюбителей методов является такой: перед монтажом выводы транзистора обматывают несколькими витками тонкой оголенной медной жилки, которую удаляют пинцетом после окончания пайки.

Паяльник должен быть обязательно заземлен. Некоторые транзисторы защищены встроенными диодами Шотки, через которые протекает заряд статического электричества.

Рис. 2-35. Структура и обозначение обогащенного МОП-транзистора

В зависимости от типа полупроводника, из которого изготовлен проводящий канал, различают МОП-транзисторы п- и р-типа.
В обозначении на схеме они отличаются направлением стрелки на выводе подложки. В большинстве случаев подложка не имеет собственного вывода и соединяется с истоком и корпусом транзистора.
Кроме того, МОП-транзисторы бывают обогащенного и обедненного типа. На рис. 2-35 изображена структура обогащенного МОП-транзистора n-типа. Для транзистора p-типа материалы канала и подложки меняются местами. Характерной особенностью такого транзистора является то, что проводящий n-канал возникает только тогда, когда положительное напряжение на затворе достигнет необходимого значения. Непостоянство проводящего канала на графическом символе отражено прерывистой линией.
Строение обедненного МОП-транзистора и его графический символ показаны на рис. 2-36. Различие состоит в том, что п- канал присутствует постоянно, даже когда напряжение не приложено к затвору, поэтому линия между выводами истока и стока сплошная. Подложка также чаще всего соединяется с истоком и корпусом и не имеет собственного вывода.
На практике применяются также двухзатворные МОП-транзисторы обедненного типа, конструкция и обозначение которых показаны на рис. 2-37.
Такие транзисторы очень полезны, когда возникает необходимость объединить сигналы от двух разных источников, например, в смесителях или демодуляторах.

Рис. 2-36. Структура и обозначение обедненного МОП-транзистора

Рис. 2-37. Структура и обозначение двухзатворного МОП-транзистора

2.10. ДИНИСТОРЫ, ТИРИСТОРЫ, СИМИСТОРЫ

Теперь, когда мы обсудили обозначения наиболее популярных полупроводниковых приборов, диодов и транзисторов, познакомимся с обозначениями некоторых других полупроводниковых приборов, которые также часто встречаются на практике. Один из них - диак или двунаправленный диодный тиристор (рис. 2-38).

По своей структуре он похож на два включенных встречно-последовательно диода, за исключением того, что n-область общая и формируется рпр структура с двумя переходами. Но, в отличие от транзистора, в данном случае оба перехода имеют абсолютно одинаковые характеристики, благодаря чему данный прибор электрически симметричен.

Нарастающее напряжение любой полярности встречается с относительно высоким сопротивлением перехода, включенного в обратной полярности до тех пор, пока обратносмещенный переход не перейдет в состояние лавинного пробоя. Вследствие этого сопротивление обратного перехода резко падает, протекающий через структуру ток возрастает, а напряжение на выводах снижается, образуя отрицательную вольт-амперную характеристику.

Диаки применяют для управления какими-либо приборами в зависимости от напряжения, например, для переключения тиристоров, включения ламп и т. п.

Рис. 2-38. Двунаправленный диодный тиристор (diac)

Следующий прибор за рубежом именуется как управляемый кремниевый диод (SCR, Silicon Controlled Rectifier), а в отечественной практике - триодный тиристор, или тринистор (рис. 2-39). По своему внутреннему строению триодный тиристор представляет собой структуру из четырех чередующихся слоев с разным типом проводимости. Эту структуру можно условно представить в виде двух биполярных транзисторов разной проводимости.

Рис. 2-39. Триодный тиристор (SCR) и его обозначение

Тринистор работает следующим образом. При правильном включении тринистор включают последовательно с нагрузкой так, что положительный потенциал источника питания приложен к аноду, а отрицательный к катоду. При этом ток через тринистор не протекает.

Когда к управляющему переходу относительно катода приложено положительное напряжение и оно достигает порогового значения, тринистор скачкообразно переключается в проводящее состояние с низким внутренним сопротивлением. Далее, даже если управляющее напряжение снято, тринистор остается в проводящем состоянии. Тиристор переходит в закрытое состояние, лишь если напряжение анод-катод становится близким к нулю.

На рис. 2-39 показан тринистор, управляемый напряжением относительно катода.

Если тринистор управляется напряжением относительно анода, линия, изображающая управляющий электрод, отходит от треугольника, изображающего анод.

Благодаря своей способности оставаться открытым после отключения управляющего напряжения и способности коммутировать большие токи, тринисторы очень широко применяются в силовых цепях, таких как управление электромоторами, осветительными лампами, мощные преобразователи напряжения и т.д.

Недостатком триодных тиристоров является зависимость от правильной полярности приложенного напряжения, из-за чего они не могут работать в цепях переменного тока.

От этого недостатка свободны симметричные триодные тиристоры или симисторы, имеющие за рубежом название triac (рис. 2-40).

Графический символ симистора очень похож на символ диака, но имеет вывод управляющего электрода. Симисторы работают при любой полярности питающего напряжения, приложенного к главным выводам, и применяются во множестве конструкций, где необходимо управлять нагрузкой, питаемой переменным током.

Рис. 2-40. Симистор (triac) и его обозначение

Несколько реже применяются двунаправленные переключатели (симметричные ключи), имеющие, как и тринистор, структуру из четырех чередующихся слоев с разной проводимостью, но два управляющих электрода. Симметричный ключ переходит в проводящее состояние в двух случаях: когда напряжение анод-катод достигает уровня лавинного пробоя или когда напряжение анод-катод меньше уровня пробоя, но приложено напряжение к одному из управляющих электродов.

Рис. 2-41. Двунаправленный переключатель (симметричный ключ)

Как ни странно, но для обозначения диака, тринистора, си-мистора и двунаправленного переключателя за рубежом не существует общепринятых буквенных обозначений, и на схемах рядом с графическим обозначением часто пишут номер, которым этот компонент обозначает конкретный производитель (что бывает весьма неудобно, поскольку порождает путаницу, когда одинаковых деталей несколько).

2.11. ВАКУУМНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЛАМПЫ

На первый взгляд, при современном уровне развития электроники вести разговор о вакуумных электронных лампах (в обиходе - радиолампах) просто неуместно.

Но это не так. В ряде случаев электронные лампы применяются до сих пор. Например, некоторые звуковые усилители класса Hi-Fi изготавливаются с применением электронных ламп, поскольку считается, что такие усилители имеют особое, мягкое и чистое звучание, недостижимое при помощи транзисторных схем. Но этот вопрос очень сложен - так же, как сложны схемы подобных усилителей. Начинающему радиолюбителю такой уровень, увы, недоступен.

Значительно чаще радиолюбители сталкиваются с применением радиоламп в усилителях мощности радиопередатчиков. Добиться большой выходной мощности можно двумя способами.

Во-первых, используя высокое напряжение при малых токах, что довольно просто с точки зрения построения источника питания - достаточно лишь использовать повышающий трансформатор и простой выпрямитель, содержащий диоды и сглаживающие конденсаторы.

И, во-вторых, оперируя низкими напряжениями, но при больших токах в цепях выходного каскада. Для такого варианта требуется мощный стабилизированный источник питания, достаточно сложный, рассеивающий много тепла, громоздкий и весьма дорогой.

Разумеется, существуют специализированные мощные высокочастотные транзисторы, работающие при повышенных напряжениях, но они очень дороги и редко встречаются.

Кроме того, они все равно существенно ограничивают допустимую выходную мощность, а каскадные схемы включения нескольких транзисторов сложны в изготовлении и отладке.

Поэтому транзисторные выходные каскады в радиопередатчиках мощностью более 15...20 ватт обычно применяются только в аппаратуре промышленного изготовления или в изделиях опытных радиолюбителей.

На рис. 2-42 показаны элементы, из которых "собирают" обозначения различных вариантов электронных ламп. Кратко ознакомимся с назначением этих элементов:

(1) - Нить подогрева катода.
Если используется катод с прямым подогревом, то одновременно обозначает и катод.
(2) - Катод с косвенным подогревом.
Нагревается при помощи нити, обозначаемой символом (1).
(3) - Анод.
(4) - Сетка.
(5) - Отражающий анод индикаторной лампы.
Такой анод покрыт специальным люминофором и светится под воздействием потока электронов. В настоящее время практически не применяется.
(6) - Формирующие электроды.
Предназначены для формирования потока электронов нужной формы.
(7) - Холодный катод.
Используется в лампах специального типа и может испускать электроны без подогрева, под воздействием электрического поля.
(8) - Фотокатод, покрытый слоем специального вещества, значительно увеличивающего эмиссию электронов под действием света.
(9) - Газ-наполнитель в газонаполненных вакуумных приборах.
(10) - Корпус. Очевидно, что не бывает обозначения вакуумной электронной лампы, не содержащего символа корпуса.


Рис. 2-42. Обозначения различных элементов радиоламп

Названия большинства радиоламп происходят от количества основных элементов. Так, например, диод имеет только анод и катод (нить подогрева не считается отдельным элементом, так как в первых радиолампах нить подогрева была покрыта слоем специального вещества и одновременно являлась катодом; такие радиолампы встречаются и сейчас). Применение вакуумных диодов в любительской практике оправдано очень редко, в основном, при изготовлении высоковольтных выпрямителей для питания уже упоминавшихся мощных выходных каскадов передатчиков. Да и то в большинстве случаев они могут быть заменены высоковольтными полупроводниковыми диодами.

На рис. 2-43 изображены основные варианты конструкции радиоламп, которые могут встретиться при изготовлении любительской конструкции. Кроме диода это триод, тетрод и пентод. Часто встречаются сдвоенные радиолампы, например, двойной триод или двойной тетрод (рис. 2-44). Существуют также радиолампы, в одном корпусе сочетающие два разных варианта конструкции, например, триод-пентод. Может случиться так, что разные части подобной радиолампы должны быть изображены в разных частях принципиальной схемы. Тогда символ корпуса изображают не полностью, а частично. Иногда одну половину символа корпуса изображают сплошной линией, а вторую половину пунктирной. Все выводы у радиоламп нумеруются по часовой стрелке, если смотреть на лампу со стороны выводов. Соответствующие номера выводов проставляют на схеме возле графического обозначения.

Рис. 2-43. Обозначения основных типов радиоламп

Рис. 2-44. Пример обозначения составных радиоламп

И, наконец, упомянем самый распространенный электронный вакуумный прибор, который все мы видим в быту практически каждый день. Это электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которую, когда речь идет о телевизоре или компьютерном мониторе, принято называть кинескопом. Отклонять поток электронов можно двумя способами: при помощи магнитного поля, создаваемого специальными отклоняющими катушками, или при помощи электростатического поля, создаваемого отклоняющими пластинами. Первый способ применяется в телевизорах и дисплеях, так как позволяет отклонять луч на большой угол с хорошей точностью, а второй - в осциллографах и прочей измерительной технике, так как гораздо лучше работает на высоких частотах и не имеет выраженной резонансной частоты. Пример обозначения электронно-лучевой трубки с электростатическим отклонением приведен на рис. 2-45. ЭЛТ с электромагнитным отклонением изображается практически так же, только вместо расположенных внутри трубки отклоняющих пластин рядом снаружи изображают отклоняющие катушки. Очень часто на схемах обозначения отклоняющих катушек располагают не рядом с обозначением ЭЛТ, а там, где удобнее, например, возле выходного каскада строчной или кадровой развертки. В таком случае назначение катушки обозначают расположенной рядом надписью Horizontal Deflection. Horizontal Yoke (строчная развертка) или Vertical Deflection, Vertical Yoke (кадровая развертка).

Рис. 2-45. Обозначение электронно-лучевой трубки

2.12. ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ

Газоразрядные лампы получили свое название в соответствии с принципом работы. Давно известно, что между двумя электродами, помешенными в среду разреженного газа, при достаточном напряжении между ними возникает тлеющий разряд, и газ начинает светиться. Примером газоразрядных ламп могут служить и лампы рекламных вывесок, и индикаторные лампочки бытовых приборов. В качестве наполняющего газа чаще всего используется неон, поэтому очень часто за рубежом газоразрядные лампы обозначают словом "Neon", сделав название газа именем нарицательным. На самом деле, газы могут быть разными, вплоть до паров ртути, дающих невидимое глазу ультрафиолетовое излучение ("кварцевые лампы").

Некоторые самые распространенные обозначения газоразрядных ламп изображены на рис. 2-46. Вариант (I) очень часто используется для обозначения индикаторных лампочек, показывающих включение сетевого питания. Вариант (2) более сложен, но аналогичен предыдущему.

Если газоразрядная лампа чувствительна к полярности подключения, применяют обозначение (3). Иногда колбу лампы покрывают изнутри люминофором, который светится под воздействием ультрафиолетового излучения, возникающего при тлеющем разряде. Подбирая состав люминофора, можно изготовить очень долговечные индикаторные лампы с разным цветом свечения, которые до сих пор применяются в промышленном оборудовании и обозначаются символом (4).

2-46. Распространенные обозначения газоразрядных ламп

2.13. ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ И СИГНАЛЬНЫЕ ЛАМПЫ

Обозначение лампы (рис. 2-47) зависит не только от конструкции, но и от ее назначения. Так, например, лампы накаливания вообще, осветительные лампы накаливания и лампы накаливания, индицирующие включение в сеть, могут обозначаться символами (А) и (В). Сигнальные лампы, сигнализирующие о каких-либо режимах или ситуациях в работе устройства, чаще всего обозначают символами (D) и (Е). Причем не всегда это может быть лампа накаливания, поэтому следует обращать внимание на общий контекст схемы. Для обозначения мигающей сигнальной лампы существует специальный символ (F). Такой символ можно встретить, например, в схеме электрооборудования автомобиля, где он применяется для обозначения ламп указателя поворота.

Рис. 2-47. Обозначения ламп накаливания и сигнальных ламп

2.14. МИКРОФОНЫ, ЗВУКОИЗЛУЧАТЕЛИ

Звукоизлучающие приборы могут иметь самую разнообразную конструкцию, основанную на различных физических эффектах. В бытовой технике наиболее распространены динамические громкоговорители и пъезоизлучатели.

Обобщенное изображение громкоговорителя в зарубежной схемотехнике совпадает с отечественным УГО (рис. 2-48, символ 1). Таким символом принято по умолчанию обозначать динамические громкоговорители, т. е. наиболее распространенные громкоговорители, в которых катушка перемещается в постоянном магнитном поле и приводит в движение диффузор. Иногда возникает необходимость подчеркнуть особенности конструкции, и используются иные обозначения. Так, например, символ (2) обозначает динамик, в котором магнитное поле создается постоянным магнитом, а символ (3) - динамик со специальным электромагнитом. Такие электромагниты использовались в очень мощных динамических громкоговорителях. В настоящее время громкоговорители с подмагничиванием постоянным током почти не применяются, потому что промышленно выпускаются относительно недорогие, мощные и большие постоянные магниты.

Рис. 2-48. Распространенные обозначения громкоговорителей

К широко распространенным звукоизлучателям относятся также звонки и зуммеры (биперы). Звонок независимо от назначения изображается символом (1) на рис. 2-49. Зуммер обычно представляет собой электромеханическую систему, издающую звук высокой тональности, и в настоящее время применяется очень редко. Напротив, так называемые биперы ("пищалки") применяются очень часто. Они установлены в сотовых телефонах, карманных электронных играх, электронных часах и т. д. В подавляющем большинстве случаев работа биперов основана на пъезомеханическом эффекте. Кристалл специального пъезове-щества сжимается и расширяется под воздействием переменного электрического поля. Иногда используются биперы, по принципу действия близкие к динамическим громкоговорителям, только очень малогабаритные. В последнее время не редкость биперы, в которые встроена миниатюрная электронная схема, генерирующая звук. На такой бипер достаточно лишь подать постоянное напряжение, чтобы он начал звучать. Независимо от конструктивных особенностей в большинстве зарубежных схем биперы обозначают символом (2), рис. 2-49. Если важна полярность включения, ее указывают возле выводов.

Рис. 2-49. Обозначения звонков, зуммеров и биперов

Головные телефоны (в просторечии - наушники) имеют в зарубежной схемотехнике разные варианты обозначений, не всегда совпадающие с отечественным стандартом (рис. 2-50).

Рис. 2-50. Обозначения головных телефонов

Если мы рассматриваем принципиальную схему магнитофона, музыкального центра или кассетного плеера, то обязательно встретим условное обозначение магнитной головки (рис. 2-51). Показанные на рисунке УГО абсолютно равнозначны и представляют собой обобщенное обозначение.

Если необходимо подчеркнуть, что речь идет о воспроизводящей головке, то рядом с символом изображают стрелку, направленную к головке.

Если головка записывающая, то стрелка направлена от головки, если головка универсальная, то стрелка двунаправленная, либо не изображается.

Рис. 2-51. Обозначения магнитных головок

Распространенные обозначения микрофонов приведены на рис. 2-52. Подобными символами обозначают либо микрофоны вообще, либо динамические микрофоны, конструктивно устроенные наподобие динамических громкоговорителей. Если микрофон злектретный, когда звуковые колебания воздуха воспринимает подвижная обкладка пленочного конденсатора, то внутри символа микрофона может быть изображен символ неполярного конденсатора.

Очень часто встречаются электретные микрофоны со встроенным предварительным усилителем. Такие микрофоны имеют три вывода, через один из которых подается питание, и требуют соблюдения полярности подключения. Если необходимо подчеркнуть, что микрофон имеет встроенный усилительный каскад, внутрь обозначения микрофона иногда помещают символ транзистора.

Рис. 2-52. Графические обозначения микрофонов

2.15. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ И РАЗМЫКАТЕЛИ

Очевидное предназначение предохранителей и размыкателей состоит в том, чтобы защитить остальные компоненты схемы от порчи в случае перегрузки или выхода из строя одного из компонентов. При этом предохранители перегорают и требуют замены при ремонте. Защитные размыкатели при превышении порогового значения протекающего через них тока переходят в разомкнутое состояние, но чаще всего могут быть возвращены в исходное состояние нажатием на специальную кнопку.

При ремонте устройства, которое "не подает признаков жизни", в первую очередь проверяют сетевые предохранители и предохранители на выходе источника питания (редко, но встречаются). Если после замены предохранителя устройство нормально работает, значит, причиной перегорания предохранителя стал скачок сетевого напряжения или иная перегрузка. В противном случае предстоит более серьезный ремонт.

Современные импульсные источники питания, особенно в компьютерах, очень часто содержат самовосстанавливающиеся полупроводниковые выпрямители. Таким предохранителям обычно требуется некоторое время для восстановления проводимости. Это время несколько больше, чем время простого остывания. Ситуация, когда компьютер, который даже не включался, через 15-20 минут вдруг начинает нормально работать, объясняется именно восстановлением предохранителя.

Рис. 2-53. Предохранители и размыкатели

Рис. 2-54. Размыкатель с кнопкой сброса

2.16. АНТЕННЫ

Расположение символа антенны на схеме зависит от того, является ли антенна приемной или передающей. Приемная антенна - это входное устройство, поэтому располагается слева, с символа антенны начинается чтение схемы приемника. Передающую антенну радиопередатчика располагают справа, и она завершает схему. Если строят схему трансмиттера - устройства, объединяющего в себе функции приемника и передатчика, то, согласно правилам, схему изображают в режиме приема и антенну чаще всего помещают слева. Если в устройстве используется внешняя антенна, подключаемая через разъем, то очень часто изображают только разъем, опуская символ антенны.

Очень часто используют обобщенные символы антенны, рис. 2-55 (А) и (В). Эти символы применяют не только в принципиальных, но и функциональных схемах. Некоторые графические обозначения отражают конструктивные особенности антенны. Так, например, на рис. 2-55 символ (С) обозначает направленную антенну, символ (D) - диполь с симметричным фидером, символ (Е) - диполь с несимметричным фидером.

Большое разнообразие обозначений антенн, применяемых в зарубежной практике, не позволяет рассмотреть их подробно, но большинство обозначений интуитивно понятны и не вызывают затруднений даже у начинающих радиолюбителей.

Рис. 2-55. Примеры обозначений внешних антенн

3. САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ ШАГ ЗА ШАГОМ

Итак, мы кратко ознакомились с основными графическими обозначениями элементов схем. Этого вполне достаточно, чтобы приступить к чтению принципиальных электрических схем, сначала простейших, а затем более сложных. Неподготовленный читатель может возразить: "Возможно, я смогу разобраться в схеме, состоящей из нескольких резисторов и конденсаторов и одного-двух транзисторов. Но я не смогу достаточно быстро понять более сложную схему, например, схему радиоприемника". Это ошибочное утверждение.

Да, действительно, многие электронные схемы выглядят очень сложными и пугающими. Но, на самом деле они состоят из нескольких функциональных блоков, каждый из которых представляет собой менее сложную схему. Умение расчленить сложную схему на структурные единицы - первый и главный навык, который должен приобрести читатель. Далее следует объективно оцепить уровень собственных знаний. Вот два примера. Допустим, речь идет о ремонте видеомагнитофона. Очевидно, что начинающему радиолюбителю в этой ситуации вполне по силам найти неисправность на уровне обрыва в цепях питания и даже обнаружить пропадающие контакты в разъемах ленточных кабелей межплатных соединений. Для этого потребуется хотя бы приблизительное представление о функциональной схеме видеомагнитофона и умение читать принципиальную схему. Ремонт более сложных узлов будет по силам только опытному мастеру и от попыток наобум устранить неисправность лучше сразу отказаться, так как велика вероятность усугубить неисправность неквалифицированными действиями.

Другое дело, когда вы собираетесь повторить относительно несложную радиолюбительскую конструкцию. Как правило, такие электронные схемы сопровождают подробными описаниями и схемами монтажа. Если вы знаете систему условных обозначений, то без особого труда сможете повторить конструкцию. Наверняка впоследствии вы захотите внести в нее изменения, усовершенствовать или подогнать под имеющиеся в наличии компоненты. И умение расчленять схему на составляющие функциональные блоки сыграет огромную роль. Например, вы сможете взять схему, изначально рассчитанную на батарейное питание, и подключить к ней сетевой источник, "позаимствованный" из другой схемы. Или применить другой усилитель низкой частоты в радиоприемнике - вариантов может быть множество.

3.1. ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ПРОСТОЙ СХЕМЫ

Чтобы понять принцип, по которому готовую схему мысленно разделяют на функциональные узлы, мы проделаем обратную работу: из функциональных узлов построим схему простого детекторного приемника. Радиочастотная часть схемы, выделяющая низкочастотный модулирующий сигнал из входного радиосигнала, состоит из антенны, катушки, конденсатора переменной емкости и диода (рис. 3-1). Этот фрагмент схемы можно назвать простым, не так ли? Кроме антенны, он состоит всего из трех деталей. Катушка L1 и конденсатор С1 образуют колебательный контур, который, из множества электромагнитных колебании, принимаемых антенной, выделяет колебания только нужной частоты. Детектирование колебаний (выделение низкочастотной составляющей) происходит при помощи диода D1.

Рис. 3-1. Радиочастотная часть схемы приемника

Чтобы начать слушать радиопередачи, к схеме достаточно добавить высокоомные головные телефоны, подключенные к выходным клеммам. Но нас это не устраивает. Мы хотим слушать радиопередачи через громкоговоритель. Сигнал непосредственно на выходе детектора имеет очень маленькую мощность, поэтому в большинстве случаев недостаточно одного усилительного каскада. Мы принимаем решение использовать предварительный усилитель, схема которого показана на рис. 3-2. Это еще один функциональный блок нашего радиоприемника. Обратите внимание, что в схеме появился источник питания - батарея В1. Если мы хотим питать приемник от сетевого источника, то должны изобразить либо клеммы для его подключения, либо схему самого источника. Для простоты ограничимся батареей.

Схема предварительного усилителя очень проста, ее можно изобразить за пару минут, а смонтировать примерно за десять.

После объединения двух функциональных узлов получается схема рис. 3-3. На первый взгляд, она стала сложнее. По так ли это? Она составлена из двух фрагментов, которые вовсе не казались сложными по отдельности. Пунктирная линия показывает, где проходит воображаемая линия раздела между функциональными узлами. Если вам понятны схемы двух предыдущих узлов, значит, не составит труда и понимание общей схемы. Обратите внимание, что в схеме на рис. 3-3 изменилась нумерация некоторых элементов предварительного усилителя. Теперь они входят в состав обшей схемы и пронумерованы в общем порядке именно для этой схемы.

Рис. 3-2. Предварительный усилитель приемника

Сигнал на выходе предварительного усилителя мощнее, чем на выходе детектора, но недостаточен для подключения громкоговорителя. В схему необходимо добавить еще один усилительный каскад, благодаря которому звук в динамике будет достаточно громким. Один из возможных вариантов функционального узла показан на рис. 3-4.

Рис. 3-3. Промежуточный вариант схемы приемника

Рис. 3-4. Выходной усилительный каскад приемника

Добавим выходной усилительный каскад к остальной схеме (рис. 3-5).

Выход предварительного усилителя подключим ко входу оконечного каскада. (Мы не можем подать сигнал непосредственно с детектора на выходной каскад, потому что без предварительного усиления этот сигнал слишком слаб.)

Вероятно, вы заметили, что питающая батарея была изображена как на схеме предварительного, так и оконечного усилителя, а в окончательной схеме она встречается лишь единожды.

В данной схеме нет никакой потребности в раздельных источниках питания, поэтому оба усилительных каскада в окончательной схеме подключены к одному источнику.

Разумеется, в том виде, в каком схема изображена на рис. 3-5, она непригодна к практическому применению. Не указаны номиналы резисторов и конденсаторов, цифробуквенные обозначения диода и транзисторов, намоточные данные катушки, отсутствует регулятор громкости.

Тем не менее, эта схема очень близка к применяющимся на практике.
Со сборки радиоприемника по аналогичной схеме начинают свою практику многие радиолюбители.

Рис. 3-5. Окончательная схема радиоприемника

Можно сказать, что основным процессом в разработке схем является комбинирование.
Сначала, на уровне общей идеи, комбинируются блоки функциональной схемы.
Затем комбинируются отдельные электронные компоненты, из которых получаются простые функциональные узлы схемы.
Они, в свою очередь, комбинируются в более сложную общую схему.
Схемы могут быть скомбинированы между собой для построения функционально законченного изделия.
И, наконец, изделия могут быть скомбинированы для построения аппаратной системы, например, домашнего кинотеатра.

3.2. АНАЛИЗ СЛОЖНОЙ СХЕМЫ

При наличии некоторого опыта анализ и комбинирование вполне доступны даже начинающему радиолюбителю или домашнему мастеру, если речь идет о сборке или ремонте несложных схем бытового назначения.

Нужно лишь помнить, что умение и понимание приходит только с практикой. Попробуем проанализировать более сложную схему, изображенную на рис. 3-6. В качестве примера используем схему радиолюбительского AM-передатчика на диапазон 27 МГц.

Это вполне реальная схема, такую или подобную схему можно часто встретить на радиолюбительских сайтах.

Она преднамеренно оставлена в том виде, в каком приводится в зарубежных источниках, с сохранением исходных обозначений и терминов. Для облегчения понимания схемы начинающими радиолюбителями она уже разделена сплошными линиями на функциональные блоки.

Как и полагается, рассмотрение схемы начнем с левого верхнего угла.

Расположенная там первая секция содержит предварительный микрофонный усилитель. Его простая схема содержит один полевой транзистор с каналом p-типа, входное сопротивление которого хорошо согласуется с выходным сопротивлением электретного микрофона.

Сам микрофон не изображен на схеме, показан только разъем для его подключения, а рядом текстом указан тип микрофона. Таким образом, микрофон может быть от любого производителя, с любым цифробуквенным обозначением, лишь бы он был электретным и не имел встроенного усилительного каскада. Кроме транзистора на схеме предусилителя присутствуют несколько резисторов и конденсаторов.

Назначение этой схемы - усилить слабый выходной сигнал микрофона до уровня, достаточного для дальнейшей обработки.

Следующей секцией является УНЧ, который состоит из интегральной микросхемы и нескольких внешних деталей. УНЧ усиливает сигнал звуковой частоты, поступающий с выхода предварительного усилителя, как это было в случае с простым радиоприемником.

Усиленный звуковой сигнал поступает в третью секцию, являющуюся согласующей схемой и содержащую модулирующий трансформатор Т1. Этот трансформатор является согласующим элементом между низкочастотной и высокочастотной частями схемы передатчика.

Низкочастотный ток, протекающий в первичной обмотке, вызывает изменения коллекторного тока высокочастотного транзистора, протекающего через вторичную обмотку.

Далее перейдем к рассмотрению высокочастотной части схемы, начиная с левого нижнего угла чертежа. Первая высокочастотная секция представляет собой кварцевый опорный генератор, который благодаря наличию кварцевого резонатора вырабатывает радиочастотные колебания с хорошей стабильностью частоты.

Эта несложная схема содержит всего один транзистор, несколько резисторов и конденсаторов и высокочастотный трансформатор, состоящий из катушек L1 и L2, помещенных на один каркас с подстраиваемым сердечником (он изображен стрелкой). С выхода катушки L2 высокочастотный сигнал поступает на усилитель мощности высокой частоты. Сигнал, вырабатываемый кварцевым генератором, слишком слаб, чтобы подавать его в антенну.

И, наконец, с выхода ВЧ-усилителя сигнал поступает на согласующую схему, задача которой - отфильтровать побочные гармонические частоты, которые возникают при усилении ВЧ-сигнала, и согласовать выходное сопротивление усилителя с входным сопротивлением антенны. Антенна, как и микрофон, на схеме не показана.

Она может быть любой конструкции, предназначенной для этого диапазона и уровня выходной мощности.

Рис. 3-6. Схема любительского АМ - передатчика

Взгляните на эту схему еще раз. Наверное, она больше не кажется вам сложной? Из шести сегментов только четыре содержат активные компоненты (транзисторы и микросхему). Эта якобы трудная для понимания схема на самом деле представляет собой комбинацию шести различных простых схем, каждая из которых легка для понимания.

Правильный порядок изображения и чтения схем имеет очень глубокий смысл. Оказывается, собирать и настраивать устройство очень удобно именно в том порядке, в каком удобно читать схему. Например, если у вас почти нет опыта в сборке электронных устройств, рассмотренный только что передатчик лучше всего собирать, начиная с микрофонного усилителя, и далее - поэтапно, проверяя работу схемы на каждом этапе. Это избавит вас от утомительного поиска ошибки в монтаже или неисправной детали.

Что касается нашего передатчика, то все фрагменты его схемы при условии исправных деталей и правильного монтажа должны начинать работать сразу. Настройки требует только высокочастотная часть, и то после окончательной сборки.

В первую очередь собираем микрофонный усилитель. Проверяем правильность монтажа. Подключаем к разъему электретный микрофон и подаем питание. При помощи осциллографа убеждаемся в том, что на выводе истока транзистора присутствуют неискаженные усиленные звуковые колебания, когда что-то произносят в микрофон.

Если это не так, необходимо заменить транзистор, оберегая его от пробоя статическим электричеством.

Кстати, если у вас есть микрофон со встроенным усилителем, то этот каскад не нужен. Можно использовать разъем с тремя контактами (для подачи питания на микрофон) и сигнал с микрофона через разделительный конденсатор подать сразу на второй каскад.

Если для питания микрофона напряжение 12 вольт слишком велико, добавьте в схему простейший источник питания микрофона из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, рассчитанного на нужное напряжение (обычно от 5 до 9 вольт).

Как видите, даже на первых шагах есть простор для творчества.

Далее собираем по порядку вторую и третью секцию передатчика. После того, как мы убедились, что на вторичной обмотке трансформатора Т1 присутствуют усиленные звуковые колебания, можно считать сборку НЧ-части законченной.

Сборку высокочастотной части схемы начинают с задающего генератора. Если нет ВЧ вольтметра, частотомера или осциллографа, в наличии генерации можно убедиться при помощи приемника, настроенного на нужную частоту. Можно также подключить простейший индикатор наличия ВЧ-колебаний к выводу катушки L2.

Затем собирают выходной каскад, согласующую схему, подключают к антенному разъему эквивалент антенны и производят окончательную настройку.

Порядок настройки ВЧ-каскадов. особенно выходных, обычно подробно описывается авторами схем. Для разных схем он может быть разным и выходит за рамки этой книги.

Мы рассмотрели взаимосвязь между структурой схемы и порядком ее сборки. Разумеется, не всегда схемы так четко структурированы. Тем не менее, всегда следует стараться разбить сложную схему на функциональные узлы, даже если в явном виде они не выделены.

3.4. РЕМОНТ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Как вы уже заметили, мы рассматривали сборку передатчика в порядке "от входа к выходу". Так удобнее отлаживать схему.

Но поиск неисправности при ремонте принято вести в обратном порядке, "от выхода ко входу". Это связано с тем, что выходные каскады большинства схем оперируют относительно большими токами или напряжениями и значительно чаще выходят из строя. Например, в том же передатчике опорный кварцевый генератор практически не подвержен неисправностям, тогда как выходной транзистор легко может выйти из строя от перегрева при обрыве или коротком замыкании в цепи антенны. Поэтому, если пропало излучение передатчика, прежде всего проверяют выходной каскад. Аналогично поступают и с усилителями ПЧ в магнитофонах и т. п.

Но прежде чем проверять компоненты схемы, необходимо убедиться в исправности источника питания и в том, что питающие напряжения поступают на основную плату. Простые, так называемые линейные, источники питания можно проверять и "от входа к выходу", начиная с сетевой вилки и предохранителя. Любой опытный радиомастер расскажет вам, как много бытовой аппаратуры приносят в мастерскую из-за неисправности сетевого шнура или перегорания предохранителя. Ситуация с импульсными источниками намного сложнее. Даже простейшие схемы импульсных источников питания могут содержать очень специфические радиокомпоненты и, как правило, охвачены цепями обратных связей и взаимовлияющих регулировок. Одиночная неисправность в таком источнике часто приводит к выходу из строя многих компонентов. Неумелые действия могут усугубить ситуацию. Поэтому ремонт импульсного источника должен выполнять квалифицированный специалист. Пи в коем случае не следует пренебрегать требованиями техники безопасности при работе с электроприборами. Они просты, общеизвестны и многократно описаны в литературе.

ГОСТ 19880-74	Электротехника. Основные понятия.
ГОСТ 1494-77	Буквенные обозначения.
ГОСТ 2.004-79	Правила выполнения конструкторских документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.
ГОСТ 2.102-68	Виды и комплектность конструкторских документов.
ГОСТ 2.103-68	Стадии разработки.
ГОСТ 2.104-68	Основные надписи.
ГОСТ 2.105-79	Общие требования к текстовым документам.
ГОСТ 2.106-68	Текстовые документы.
ГОСТ 2.109-73	Основные требования к чертежам.
ГОСТ 2.201-80	Обозначения изделий и конструкторских документов.
ГОСТ 2.301-68	Форматы.
ГОСТ 2.302-68	Масштабы.
ГОСТ 2.303-68	Линии.
ГОСТ 2.304-81	Шрифты чертежные.
ГОСТ 2.701-84	Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению.
ГОСТ 2.702-75	Правила выполнения электрических схем.
ГОСТ 2.705-70	Правила выполнения электрических схем, обмоток и изделий с обмотками.
ГОСТ 2.708-81	Правила выполнения электрических схем цифровой вычислительной техники.
ГОСТ 2.709-72	Система обозначения цепей в электрических схемах.
ГОСТ 2.710-81	Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах.
ГОСТ 2.721-74	Обозначения общего применения.
ГОСТ 2.723-68	Катушки индуктивности, дроссели, трансформаторы, автотрансформаторы и магнитные усилители.
ГОСТ 2.727-68	Разрядники, предохранители.
ГОСТ 2.728-74	Резисторы, конденсаторы.
ГОСТ 2.729-68	Приборы электроизмерительные.
ГОСТ 2.730-73	Приборы полупроводниковые.
ГОСТ 2.731-81	Приборы электровакуумные.
ГОСТ 2.732-68	Источники света.

Содержание:

Начинающие радиолюбители нередко сталкиваются с такой проблемой, как обозначение на схемах радиодеталей и правильное прочтение их маркировки. Основная трудность заключается в большом количестве наименований элементов, которые представлены транзисторами, резисторами, конденсаторами, диодами и другими деталями. От того, насколько правильно прочитана схема, во многом зависит ее практическое воплощение и нормальная работа готового изделия.

Резисторы

К резисторам относятся радиодетали, обладающие строго определенным сопротивление протекающему через них электрическому току. Данная функция предназначена для понижения тока в цепи. Например, чтобы лампа светила менее ярко, питание на нее подается через резистор. Чем выше сопротивление резистора, тем меньше будет свечение лампы. У постоянных резисторов сопротивление остается неизменным, а переменные резисторы могут изменять свое сопротивление от нулевого значения до максимально возможной величины.

Каждый постоянный резистор обладает двумя основными параметрами - мощностью и сопротивлением. Значение мощности указывается на схеме не буквенными или цифровыми символами, а с помощью специальных линий. Сама мощность определяется по формуле: P = U x I, то есть равна произведению напряжения и силы тока. Данный параметр имеет важное значение, поскольку тот или иной резистор может выдержать лишь определенное значение мощности. Если это значение будет превышено, элемент просто сгорит, так как во время прохождения тока по сопротивлению происходит выделение тепла. Поэтому на рисунке каждые линии, нанесенные на резистор, соответствуют определенной мощности.

Существуют и другие способы обозначения резисторов на схемах:

1. На принципиальных схемах обозначается порядковый номер в соответствии с расположением (R1) и значение сопротивления, равное 12К. Буква «К» является кратной приставкой и обозначает 1000. То есть, 12К соответствует 12000 Ом или 12 килоом. Если в маркировке присутствует буква «М», это указывает на 12000000 Ом или 12 мегаом.
2. В маркировке с помощью букв и цифр, буквенные символы Е, К и М соответствуют определенным кратным приставкам. Так буква Е = 1, К = 1000, М = 1000000. Расшифровка обозначений будет выглядеть следующим образом: 15Е - 15 Ом; К15 - 0,15 Ом - 150 Ом; 1К5 - 1,5 кОм; 15К - 15 кОм; М15 - 0,15М - 150 кОм; 1М2 - 1,5 мОм; 15М - 15мОм.
3. В данном случае используются только цифровые обозначения. Каждое включает в себя три цифры. Первые две из них соответствуют значению, а третья - множителю. Таким образом, к множителям относятся: 0, 1, 2, 3 и 4. Они означают количество нулей, добавляемых к основному значению. Например, 150 - 15 Ом; 151 - 150 Ом; 152 - 1500 Ом; 153 - 15000 Ом; 154 - 120000 Ом.

Постоянные резисторы

Название постоянных резисторов связано с их номинальным сопротивлением, которое остается неизменным в течение всего периода эксплуатации. Они различаются между собой в зависимости от конструкции и материалов.

Проволочные элементы состоят из металлических проводов. В некоторых случаях могут использоваться сплавы с высоким удельным сопротивлением. Основой для намотки проволоки служит керамический каркас. Данные резисторы обладают высокой точностью номинала, а серьезным недостатком считается наличие большой собственной индуктивности. При изготовлении пленочных металлических резисторов, на керамическое основание напыляется металл, обладающий высоким удельным сопротивлением. Благодаря своим качествам, такие элементы получили наиболее широкое распространение.

Конструкция угольных постоянных резисторов может быть пленочной или объемной. В данном случае используются качества графита, как материала с высоким удельным сопротивлением. Существуют и другие резисторы, например, интегральные. Они применяются в специфических интегральных схемах, где использование других элементов не представляется возможным.

Переменные резисторы

Начинающие радиолюбители нередко путают переменный резистор с конденсатором переменной емкости, поскольку внешне они очень похожи друг на друга. Тем не менее, у них совершенно разные функции, а также имеются существенные отличия в отображении на принципиальных схемах.

В конструкцию переменного резистора входит ползунок, вращающийся по резистивной поверхности. Его основной функцией является подстройка параметров, заключающаяся в изменении внутреннего сопротивления до нужного значения. На этом принципе основана работа регулятора звука в аудиотехнике и других аналогичных устройствах. Все регулировки осуществляются за счет плавного изменения напряжения и тока в электронных устройствах.

Основным параметром переменного резистора является сопротивление, способное изменяться в определенных пределах. Кроме того, он обладает установленной мощностью, которую должен выдерживать. Этими качествами обладают все типы резисторов.

На отечественных принципиальных схемах элементы переменного типа обозначаются в виде прямоугольника, на котором отмечены два основных и один дополнительный вывод, располагающийся вертикально или проходящих сквозь значок по диагонали.

На зарубежных схемах прямоугольник заменен изогнутой линией с обозначением дополнительного вывода. Рядом с обозначением ставится английская буква R с порядковым номером того или иного элемента. Рядом проставляется значение номинального сопротивления.

Соединение резисторов

В электронике и электротехнике довольно часто используются соединения резисторов в различных комбинациях и конфигурациях. Для большей наглядности следует рассматривать отдельный участок цепи с последовательным, параллельным и .

При последовательном соединении конец одного резистора соединяется с началом следующего элемента. Таким образом, все резисторы подключаются друг за другом, и по ним протекает общий ток одинакового значения. Между начальной и конечной точкой существует только один путь для протекания тока. С возрастанием количества резисторов, соединенных в общую цепь, происходит соответствующий рост общего сопротивления.

Параллельным считается такое соединение, когда начальные концы всех резисторов объединяются в одной точке, а конечные выходы - в другой точке. Течение тока происходит по каждому, отдельно взятому резистору. В результате параллельного соединения с увеличением числа подключенных резисторов, возрастает и количество путей для протекания тока. Общее сопротивление на таком участке уменьшается пропорционально количеству подключенных резисторов. Оно всегда будет меньше, чем сопротивление любого резистора, подключенного параллельно.

Чаще всего в радиоэлектронике используется смешанное соединение, представляющее собой комбинацию параллельного и последовательного вариантов.

На представленной схеме параллельно соединяются резисторы R2 и R3. Последовательное соединение включает в себя резистор R1, комбинацию R2 и R3 и резистор R4. Для того чтобы рассчитать сопротивление такого соединения, вся цепь разбивается на несколько простейших участков. После этого значения сопротивлений суммируются и получается общий результат.

Полупроводники

Стандартный полупроводниковый диод состоит из двух выводов и одного выпрямляющего электрического перехода. Все элементы системы объединяются в общем корпусе из керамики, стекла, металла или пластмассы. Одна часть кристалла называется эмиттером, в связи с высокой концентрацией примесей, а другая часть, с низкой концентрацией, именуется базой. Маркировка полупроводников на схемах отражает их конструктивные особенности и технические характеристики.

Для изготовления полупроводников используется германий или кремний. В первом случае удается добиться более высокого коэффициента передачи. Элементы из германия отличаются повышенной проводимостью, для которой достаточно даже невысокого напряжения.

В зависимости от конструкции, полупроводники могут быть точечными или плоскостными, а по технологическим признакам они бывают выпрямительными, импульсными или универсальными.

Конденсаторы

Конденсатор представляет собой систему, включающую два и более электродов, выполненных в виде пластин - обкладок. Они разделяются диэлектриком, который значительно тоньше, чем обкладки конденсатора. Все устройство имеет взаимную емкость и обладает способностью к сохранению электрического заряда. На простейшей схеме конденсатор представлен в виде двух параллельных металлических пластин, разделенных каким-либо диэлектрическим материалом.

На принципиальной схеме рядом с изображением конденсатора указывается его номинальная емкость в микрофарадах (мкФ) или пикофарадах (пФ). При обозначении электролитических и высоковольтных конденсаторов, после номинальной емкости указывается значение максимального рабочего напряжения, измеряемого в вольтах (В) или киловольтах (кВ).

Переменные конденсаторы

Для обозначения конденсаторов с переменной емкостью используются два параллельных отрезка, которые пересекает наклонная стрелка. Подвижные пластины, подключаемые в определенной точке схемы, изображаются в виде короткой дуги. Возле нее проставляется обозначение минимальной и максимальной емкости. Блок конденсаторов, состоящий из нескольких секций, объединяется с помощью штриховой линии, пересекающей знаки регулировки (стрелки).

Обозначение подстроечного конденсатора включает в себя наклонную линию со штрихом на конце вместо стрелки. Ротор отображается в виде короткой дуги. Другие элементы - термоконденсаторы обозначаются буквами СК. В его графическом изображении возле знака нелинейной регулировки проставляется температурный символ.

Постоянные конденсаторы

Широко используются графические обозначения конденсаторов с постоянной емкостью. Они изображаются в виде двух параллельных отрезков и выводов из середины каждого из них. Возле значка проставляется буква С, после нее - порядковый номер элемента и с небольшим интервалом - числовое обозначение номинальной емкости.

При использовании в схеме конденсатора с , вместо его порядкового номера наносится звездочка. Значение номинального напряжения указывается лишь для цепей с высоким напряжением. Это касается всех конденсаторов, кроме электролитических. Цифровой символ напряжения проставляется после обозначения емкости.

Соединение многих электролитических конденсаторов требует соблюдения полярности. На схемах для обозначения положительной обкладки используется значок «+» либо узкий прямоугольник. При отсутствии полярности узкими прямоугольниками помечаются обе обкладки.

Диоды и стабилитроны

Диоды относятся к простейшим полупроводниковым приборам, функционирующим на основе электронно-дырочного перехода, известного как p-n-переход. Свойство односторонней проводимости наглядно передается на графических обозначениях. Стандартный диод изображается в виде треугольника, символизирующего анод. Вершина треугольника указывает направление проводимости и упирается в поперечную черту, обозначающую катод. Все изображение пересекается по центру линией электрической цепи.

Для используется буквенное обозначение VD. Оно отображает не только отдельные элементы, но и целые группы, например, . Тип того или иного диода указывается возле его позиционного обозначения.

Базовый символ применяется и для обозначения стабилитронов, представляющих собой полупроводниковые диоды с особыми свойствами. В катоде присутствует короткий штрих, направленный в сторону треугольника, символизирующего анод. Данный штрих располагается неизменно, независимо от положения значка стабилитрона на принципиальной схеме.

Транзисторы

У большинства радиоэлектронных компонентов имеется лишь два вывода. Однако такие элементы как транзисторы оборудованы тремя выводами. Их конструкции отличаются разнообразными типами, формами и размерами. Общие принципы работы у них одинаковые, а небольшие отличия связаны с техническими характеристиками конкретного элемента.

Транзисторы используются преимущественно в качестве электронных коммутаторов для включения и выключения различных устройств. Основное удобство таких приборов заключается в возможности коммутировать большое напряжение с помощью источника малого напряжения.

По своей сути каждый транзистор является полупроводниковым прибором, с помощью которого генерируются, усиливаются и преобразуются электрические колебания. Наибольшее распространение получили биполярные транзисторы с одинаковой электропроводностью эмиттера и коллектора.

На схемах они обозначаются буквенным кодом VT. Графическое изображение представляет собой короткую черточку, от середины которой отходит линия. Данный символ обозначает базу. К ее краям проводятся две наклонные линии под углом 60 0 , отображающие эмиттер и коллектор.

Электропроводность базы зависит от направления стрелки эмиттера. Если она направлена в сторону базы, то электропроводность эмиттера - р, а у базы - n. При направлении стрелки в противоположную сторону, эмиттер и база меняют электропроводность на противоположное значение. Знание электропроводности необходимо для правильного подключения транзистора к источнику питания.

Для того чтобы обозначение на схемах радиодеталей транзистора было более наглядным, оно помещается в кружок, означающий корпус. В некоторых случаях выполняется соединение металлического корпуса с одним из выводов элемента. Такое место на схеме отображается в виде точки, проставляемой там, где вывод пересекается с символом корпуса. Если же на корпусе имеется отдельный вывод, то линия, обозначающая вывод, может подсоединяться к кружку без точки. Возле позиционного обозначения транзистора указывается его тип, что позволяет существенно повысить информативность схемы.

Буквенные обозначение на схемах радиодеталей

Основное обозначение	Наименование элемента	Дополнительное обозначение	Вид устройства
	Устройство		Регулятор тока
			Блок реле
			Устройство
	Преобразователи		Громкоговоритель
			Датчик тепловой
			Фотоэлемент
			Микрофон
			Звукосниматель
	Конденсаторы		Батарея конденсаторов силовая
			Блок конденсаторов зарядный
	Интегральные схемы, микросборки		ИС аналоговая
			ИС цифровая, логический элемент
	Элементы разные		Теплоэлектронагреватель
			Лампа осветительная
	Разрядники, предохранители, устройства защитные		Дискретный элемент защиты по току мгновенного действия
			То же, по току инерционного действия
			Предохранитель плавкий
			Разрядник
	Генераторы, источники питания		Батарея аккумуляторов
			Синхронный компенсатор
			Возбудитель генератора
	Устройства индикационные и сигнальные		Прибор звуковой сигнализации
			Индикатор
			Прибор световой сигнализации
			Табло сигнальное
			Лампа сигнальная с зеленой линзой
			Лампа сигнальная с красной линзой
			Лампа сигнальная с белой линзой
			Индикаторы ионные и полупроводниковые
	Реле, контакторы, пускатели		Реле токовое
			Реле указательное
			Реле электротепловое
			Контактор, магнитный пускатель
			Реле времени
			Реле напряжения
			Реле команды включения
			Реле команды отключения
			Реле промежуточное
	Катушки индуктивности, дроссели		Дроссель люминесцентного освещения
			Измеритель времени действия, часы
			Вольтметр
			Ваттметр
	Выключатели и разъединители силовые		Выключатель автоматический
	Резисторы		Терморезистор
			Потенциометр
			Шунт измерительный
			Варистор
	Устройство коммутации в цепях управления, сигнализации и измерительных цепях		Выключатель или переключатель
			Выключатель кнопочный
			Выключатель автоматический
	Автотрансформаторы		Трансформатор тока
			Трансформаторы напряжения
	Преобразователи		Модулятор
			Демодулятор
			Блок питания
			Преобразователь частоты
	Приборы электровакуумные и полупроводниковые		Диод, стабилитрон
			Прибор электровакуумный
			Транзистор
			Тиристор
	Соединители контактные		Токосъемник
			Соединитель высокочастотный
	Устройства механические с электромагнитным приводом		Электромагнит
			Замок электромагнитный