Крупнейший ученый Гаусс говорил: Я уже знаю свои результаты, но еще не знаю, как к ним прийти . Подобнее состояние часто испытывает и современный радиолюбитель. Хорошо представляя себе технические возможности создаваемого прибора (имея даже иногда его схему), он не знает, как быстрее достигнуть намеченной цели: замысел и его осуществление разделяет, как правило, длинный путь экспериментов.

Существуют два направления радиолюбительской деятельности. Первое направление - сборка и монтаж приборов из элементов и полуфабрикатов. Ясно, что, располагая подробным описанием и схемой, можно собрать и сложный прибор, не зная принципа его работы. Только если потребуется изменить назначение прибора или улучшить его характеристики, возникнут затруднения. Другое направление - если радиолюбитель хочет не только правильно смонтировать прибор, но и старается найти codcTBennbie технические решения, проявляя смекалку и изобретательность. А для этого, в свою очередь, надо хорошо знать принципы действия радиоэлементов и процессы, происходящие в электрических цепях.

Радиолюбительское творчество требует знаний не только в области радиоэлектроники, но и материаловедения и технологии. Надо уметь заменять недостающие детали другими с близкими параметрами, но имеющимися под рукой. Именно поэтому эксперимент и является главным в работе радиолюбителя. Экспериментатору уже недостаточно уметь только читать схему, ему необходимо выработать пространственное ее видение, которое свойственно каждому хорошему конструктору. Однако это приходит только с опытом работы. Начнем с общих положений.

Наши задачи. Нет такой отрасли науки и техники, где бы ни применялась радиоэлектроника, все шире проникает она в нашу повседневную жизнь. Велик круг интересных и доступных радиолюбителю проблем, которые еще ждут своего технического решения. Опыт показал, что наилучшие результаты получаются, если конструктор кроме радиотехнической подготовки имеет еще и практический опыт в той отрасли народного хозяйства, где будет исполь-6

зоваться его устройство. Поэтому появляется так много конструкций, разработанных радиолюбителями разных специальностей: учителями, врачами, агрономами, технологами, механиками и т. д. Успешному решению многих задач способствует также сотрудничество радиолюбителей и специалистов той или иной области.

Тематика, интересующая радиолюбителей, довольно широка - достаточно взглянуть на оглавление настоящей книги. Поэтому радиолюбитель должен хорошо разбираться в конструкциях, относящихся к самым различным областям техники.

Первым шагом начинающего радиолюбителя должна быть сборка, (юпирование простейших приборов, устройство которых подробно рассмотрено в технической литературе. Любители средней квалификации могут заняться совершенствованием известных устройств, главным образом упрощая их. Однако все должны постоянно искать пути и средства для применения электроники. Активная деятельность радиолюбителей в различных областях народного хозяйства в наших условиях может стать одним из существенных факторов технического прогресса.

Наши возможности. Квалифицированный радиолюбитель может в лучшем случае собрать прибор, который будет работать не хуже заводского, но самостоятельное повторение приборов, производство которых освоено промышленностью, не имеет сегодня смысла. Это немногому научит, а экономическая выгода сомнительна. Высокое качество элементов, строгий технический контроль производства, опирающийся на государственные стандарты - с этим ни один любитель не может конкурировать. Более правилен другой путь. Областью любительской деятельности может стать разработка различных уникальных приборов, которые промышленность могла бы принять к производству.

При разработке новых любительских конструкций следует ориентироваться на широко распространенные детали и узлы заводского изготовления начиная с трансформаторов, катушек и кончая источниками питания, усилителями. Это в значительной мере облегчит сборку, монтаж и налаживание прибора, а в дальнейшем его использование.

Решения и средства. Прежде чем приступить к самостоятельному изготовлению задуманного прибора, надо критически оценить свои знания, опыт, материальные возможности. Не начинайте работу, не имея всех необходимых материалов. Не следует менять своего замысла во время работы. Надо вырабатывать в себе терпение и упорство.

Выбор принципиальной электрической схемы. Следует собирать только такие приборы, физические принципы действия которых четко усвоены. Для этого надо много читать по интересующему вопросу. Не надо сразу браться за конструирование слишком сложных приборов. Никогда не следует спешить.

Компоновка прибора. Этот этап работы требует тщательного обдумывания и является не менее важным, чем правильный выбор

принципиальной схемы. Большую помощь здесь оказывает способность пространственного видения схемы.

Сборка прибора. Прежде чем приступить к изготовлению задуманного прибора, необходимо отобрать все входящие в схему детали и тщательно прдверить их электрические параметры независимо от того, были ли они в употреблении или нет. При серийном производстве радиоэлементов допустимый брак составляет 2...6%, это значит, что из 100 деталей 2...6 могут оказаться бракованными (конечно, не будем считать дефектом, например, неровно размещенную маркировку типа транзистора на его корпусе и т. п.).

Проверка и регулировка. В собранном приборе надо обязательно проверить правильность монтажных соединений. Не секрет, что сложное радиоустройство не сразу начнет правильно действовать Его требуется еще наладить и отрегулировать. Однако, не имея под руками измерительных приборов, это сделать почти невозможно. Поэтому прежде чем приступить к работе, радиолюбитель должен оборудовать хотя бы небольшую измерительную лабораторию. Измерения - это не роскошь, а неотъемлемая часть любой работы радиолюбителя.

-1.1. КОНСТРУКЦИЯ

Нашей задачей является создание полностью доработанного и безотказного прибора, отвечающего определенным техническим требованиям. К сожалению, это не всегда удается из-за незнания или несоблюдения основных правил конструирования. По этой причине возникает половина всех неудач при постройке радиолюбительских конструкций. Радиолюбитель, собирающий прибор согласно принципиальной схеме, сам решает во время компоновки и монтажа, как проложить тот или другой провод, как рациональнее разместить эдементы, чтобы не возникали нежелательные электрические и магнитные взаимосвязи, а нагревающиеся детали работали с хорошим отводом тепла. Для переносных конструкций важно, чтобы их центр тяжести совпадал с геометрическим центром.

1. Монтажные работы, выполняемые радиолюбителем, включают в себя механическую сборку, электрический монтаж и контроль (проверка правильности соединений, предварительные измерения напряжений и токов).

При механической сборке основное место занимают слесарные работы: изготовление шасси, каркаса, сверловка, выпиливание отверстий и т. д. Приступая к сборке, надо правильно представлять конструкцию будущего устройства, расположение основных ее элементов. Детали, размещаемые на шасси, необходимо так ориентировать, чтобы соединительные провода имели минимальную длину и по возможности не пересекались. Желательно также, чтобы была видна маркировка, так как это облегчит работу по замене детален при налаживании прибора и ремонте, ti

Транзистор или диов

Рис. 1.1. Инструменты и приспособления, применяемые при монтаже:

а - пайка и монтаж навесных деталей (/ - пинцет, 2 - плоскогубцы, 3 - резинка, сжимающая пинцет или плоскогубцы, 4 -скрепка или кусочек влажной ваты); б-.простые радиаторы; в - монтаж транзисторов или других деталей (трансформаторов, катушек и т. п.); г - универсальная монтажная плата; а -прорезая острым ножом токо-проводящие дорожки, получают необходимую схему электрических соединений.

В конструкциях усилителей каскады их (лампы, транзисторы) рекомендуется располагать последовательно в одну линию. Входные и выходные контактные соединения усилителей лучше устанавливать на противоположных сторонах шасси для предотвращения нежелательной связи между ними. Для получения надежного контакта все монтажные соединения выполняют пайкой (рис. 1.1). В качестве припоя используется сплав олова и свинца. Чистое олово не применяют из-за низкой прочности получающегося при этом неразъемного соединения. Паяльный флюс (обычно канифоль) служит для удаления окисной пленки с поверхности паяемого материала. Удобно вести пайку с помощью жидкого флюса - канифоли, растворенной в спирте или ацетоне. Соединения выполняют обычно гибким многожильным монтажным проводом, преимущественно изолированным.

Электрический монтаж следует начинать с прокладки цепей искала ламп. Подогреватели всех ламп соединяют параллельно скрученными проводами, чтобы уменьшить наводки. Провода цепей накала должны находиться вблизи шасси, чтобы еще больше уменьшить наводки.

Следует избегать красивого монтажа , при котором провода идут параллельно друг другу, так как от этого возрастают паразитные связи между цепями. Все соединения должны проходить по кратчайшему пути. У каждого усилительного каскада (лампы) должна быть своя общая точка (контактный лепесток на шасси), -к которой припаивают заземляемые выводы элементов (конденсаторов в цепи автосмещения и экранирующей сетки, а также резисторов в цепи управляющей сетки). Общие точки всех каскадов соединяют одним проводом с контактом минус источника анодного напряжения. В схеме с р-п-р транзисторами общий провод соединяют с выводом плюо> источника напряжения постоянного тока.

При монтаже высокочастотных радиоприборов решающее значение имеет правильное размещение деталей, при котором длина соединительных проводников минимальна. В механической конструкции ВЧ устройств желательно предусмотреть экранированные отсеки, в которых монтируют отдельные каскады и устройства. Детали следует монтировать непосредственно на ламповых панелях.

2. Печатный монтаж. Это более современный метод монтажа радиоаппаратуры: в качестве проводников, соединяющих элементы, используют не монтажные провода, а узкие и тонкие полоски медной фольги, нанесенные на основание из электроизоляционного материала. Печатный монтаж нашел очень широкое применение в промышленности благодаря снижению трудоемкости монтажно-сбороч-ных работ, резкому сокращению брака. Этот вид монтажа позволяет автоматизировать производство. В радиолюбительской практике печатный монтаж не имеет этих очевидных преимуществ и применяется главным образом при изготовлении конструкций на транзисторах. Печатный монтаж вносит в изготовляемые нами приборы элемент современности и уменьшает вероятность ошибок при повторении какой-либо схемы на этой же монтажной плате.

Монтажные платы получают из листов фольгированного материала, покрытого с одной стороны тонким слоем меди. В любительской практике находят применение два основных метода удаления фольги с непроводящих участков печатной платы. Самый простой метод механический, когда на фольгированной поверхности острым ножом (скальпелем) вырезают (предварительно нанеся рисунок схемы мягким карандашом) узкие электроизоляционные канавки. Часть фольги, которую требуется удалить, отрывают, предварительно надрезав края. Затем сверлят отверстия для подсоединения деталей (со стороны фольги), очищают плату и покрывают места пайки раствором канифоли. Печатная плата готова к монтажу.

Наибольшее признание получил метод химического растворения фольги. При этом методе рисунок схемы имеет, как правило, плавные закругленные очертания, в отличие от механического метода, когда рисунок состоит из прямых линий. Если фольгированный материал достать трудно, то его можно сделать самому. Для этого к пластине из гетинакса или текстолита толщиной 1,5 ...2,5 мм приклеивают при помощи эпоксидного клея медную фольгу тол-

щиной 0,03...0,06 мм. Заметим, что токопроводящая дорожка шириной 1 мм, сделанная из такой фольги, может пропускать ток в 1 А.

Фольгу к электроизоляционному основанию можно приклеить, например, следующим образом. Сначала склеиваемые поверхностг зачищают с одной стороны мелкой наждачной бумагой. После этого смазывают поверхности тонким слоем клея БФ-2, подсушивают 10...15 мин и снова наносят слой клея. Фольгу прикладывают к ге-тинаксу и проглаживают горячим утюгом в течение 10...20 мин. Лучше всего склеенные фольгу и гетинакс выдержать 2...3 ч под прессом при температуре 100...120° С (например, в домашней духовке). После остывания платы (под прессом) можно приступить к нанесению рисунка электрической схемы.

Следует предупредить, что пайку на такой монтажной плате надо делать очень быстро и осторожно хорошо нагретьш паяльником, чтобы фольга не отслаивалась. Поэтому иногда применяют фольгу большей толщины, прикрепляя ее к плате несколькими заклепками.

При изготовлении печатных плат методом химического травления на очищенную фольгированную поверхность наносят химически устойчивый рисунок схемы нитроэмалью, асфальтовым лаком, кислотоупорной краской, цветным лаком и т. п. Можно использовать и полоски ленты. После просушки пластину погружают в травильную ванну (эмалированную или фарфоровую посуду). Для травления используют водный раствор хлорного железа: две столовые ложки FeCIg на полтарелки теплой воды. Продолжительность травления при нормальной температуре раствора 1 ч, а при повышенной (40...50° С) - около 15 мин. Травление считается законченным, когда не покрытая защитным слоем фольга полностью растворится. После травления плату хорошо промывают, удаляя краску с проводников растворителем, сушат, обрезают, сверлят отверстия, зачищают и покрывают места пайки слоем канифоли, растворенной в спирте. В местах пайки на поверхность печатных проводников следует также нанести слой припоя, однако не перегревая проводники паяльником во избежание их отслаивания. После облужи-вания печатная плата готова к монтажу. Через отверстия в плате (со стороны, где нет печатных проводников) пропускают укороченные выводы деталей и припаивают их к печатным проводникам.

Предупреждение. Пары, выделяющиеся при химическом травлении, являются вредными, и поэтому эту работу надо проводить на свежем воздухе или в проветриваемом помещении.

Хлорное железо для травления фольгированного гетинакса можно приготовить самому, осторожно растворяя в открытой стеклянной или керамической посуде одну объемную часть железных опилок в 25 объемных частях 9%-ной соляной кислоты. Через несколько дней раствор станет серо-желтым и будет готов к употреблению. Другим травильным раствором (применять который нужно очень осторожно) может быть 25%-ный раствор технической азотной кислоты.