Самоучитель по радиоэлектронике / М.Н. Николаенко. — М.: Пресс, 2006. — 224 с: ил. — (В помощь радиолюбителю).

Вы держите в руках книгу, которая представляет собой сборник практических рекомендаций и советов по проектированию, изготовлению и наладке аналоговых и цифровых электронных устройств различного назначения.
Каждый читатель в соответствии со своим уровнем подготовки сможет почерпнуть в данной книге рекомендации по выбору и применению стандартных и специализированных радиоэлектронных компонентов, разработке и использованию электрических схем, советы по изготовлению и монтажу печатных плат. В книге приведены основные принципы конструирования и приемы сборки радиоэлектронных устройств, порядок тестирования компонентов, проведения измерений в электрических схемах и ремонта устройств.
Книга рассчитана на читателя с техническим складом ума, которому уже приходилось собирать электронные устройства, и адресована широкому кругу радиолюбителей, как профессионалам, так и начинающим.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение..............................................................................Ю
Глава 1
Применение компонентов...............................................11
1.1. Использование резисторов............................................11
1.1.1. Выбор постоянного резистора...........................................11
1.1.2. Нелинейный резистор.......................................................12
1.1.3. Температурный дрейф подстроенного резистора..............13
1.1.4. Многооборотный потенциометр........................................13
1.1.5. Резисторная матрица........................................................14
1.1.6. Прецизионный резистор....................................................15
1.1.7. Рассеиваемая мощность резистора..................................15
1.1.8. Рабочее напряжение резистора.........................................16
1.1.9. Переменный цифровой резистор......,................................17
1.2. Применение конденсаторов...........................................19
1.2.1. Выбор конденсатора.........................................................19
1.2.2. Электролитический конденсатор............... ........................ 19
1.2.3. Качество диэлектрика........................................................20
1.2.4. Неполярный конденсатор..................................................20
1.2.5. Ионистор.............................. .............................................21
1.3. Намоточные компоненты................................................22
1.3.1. Воздушный дроссель.........................................................22
1.3.2. Соединение обмоток трансформатора..............................23
1.3.3. Монтаж тороидальных трансформаторов..........................23
1.3.4. Крепление трансформатора..............................................24
1.3.5. Особенности залитых трансформаторов..........................24
1.3.6. Маркировка отечественных трансформаторов..................24
1.4. Полупроводниковые приборы........................................25
1.4.1. Охлаждение мощных приборов..........................................25
1.4.2. Температурный дрейф параметров диода.........................26
1.4.3. Подключение светодиода к сети 220 В...............................26
1.4.4. Подбор яркости свечения светодиода...............................27
1.4.5. Применение светодиода в источнике тока.........................27
1.4.6. Обозначение выводов транзисторов..................................28
1.4.7. Защита управляющего транзистора..................................28
1.4.8. Транзистор Дарлингтона...................................................29
1.4.9. МОП транзистор.....................................................>..........29
1.4.10. Применение оптопар.......................................................33
1.4.11. Фотодиод ИК диапазона..................................................34
1.5. Датчики..........................................................................35
1.5.1. Датчик освещенности........................................................35
1.5.2. Датчик уровня жидкости....................................................36
1.5.3. Датчик температуры из транзистора..................................37
1.5.4. Датчик температуры на микросхеме..................................38
1.6. Механические и другие компоненты...............................39
1.6.1. Предохранитель................................................................39
1.6.2. Герконовое реле................................................................39
1.6.3. Реле с самоблокировкой...................................................40
1.6.4. Применение пьезоэлементов............................................41
1.6.5. Компоненты с поверхностным монтажом...........................41
Глава 2
Каскады электронных схем............................................43
2.1. Простейшие схемы........................................................43
2.1.1. Полярность питающего напряжения...............................43
2.1.2. Делитель напряжения........................................................44
2.1.3. Дифференцирующая цепочка............................................45
2.1.4. Интегрирующая цепочка....................................................45
2.1.5. Подавитель дребезга контактов................................,........46
2.1.6. Частотные фильтры .......................................................46
2.1.7. Удвоитель напряжения.......................................................47
2.1.8. Каскады с открытым коллектором......................................48
2.1.9. Двухтактный каскад...........................................................49
2.1.10. Компаратор на транзисторе.............................................50
2.1.11. Гистерезис в электронике................................................50
2.2. Операционные усилители ..............................................52
2.2.1. Присоединение неиспользуемых входов...........................52
2.2.2. Уровень выходного сигнала...............................................52
2.2.3. Объединение выходов операционных усилителей.............53
2.2.4. Буферный усилитель........................................................53
2.2.5. Опорный уровень...............................................................54
2.2.6. Аналоговые сумматор и вычитатель...................................56
2.2.7. Подача звуковых сигналов.................................................56
2.3. Световые индикаторы....................................................57
2.3.1. Буквенная индикация из цифровой....................................57
2.3.2. Алфавитно-цифровые индикаторы
на жидких кристаллах..................................................................57
2.3.3. Мультиплексирование многоразрядного индикатора ........59
2.4. Цифровые схемы............................................................60
2.4.1. Синхронизация от сети......................................................60
2.4.2. Логические схемы, управляемые фронтом импульса.........61
2.4.3. Классические импульсные устройства...............................62
2.4.4. Транзисторные матрицы....................................................64
2.4.5. Согласование КМОП и ТТЛ схем.........................................65
2.5. Триггеры и счетчики.......................................................67
2.5.1. Маркировка выводов.........................................................67
2.5.2. Двоичный счетчик как триггер............................................67
2.5.3. Блокировка счетчика микросхемы CD4060 ........................ 68
2.5.4. Каскадирование счетчиков................................................69
2.5.5. Обнуление счетчиков.........................................................70
2.5.6. Сочетание счетчика с линейным индикатором...................71
2.5.7. Высокоомное состояние....................................................73
2.6. Применение генераторов...............................................74
2.6.1. Генератор тока...................................................................74
2.6.2. Генератор, управляемый напряжением..............................75
2.6.3. Генератор напряжения с двоичным управлением...............76
2.6.4. Фазовая автоподстройка частоты......................................77
2.7. Применение интерфейсов..............................................79
2.7.1. Согласование ТТЛ схемы с сигналом стандарта RS232......79
2.7.2. Согласование сигнала стандарта RS232 с ТТЛ схемой.......81
2.7.3. Генерирование импульса,
. совместимого со стандартом RS232........................................... 81
2.7.4. Использование стандартных соединительных
элементов............................... ....................................................83
2.8. Источники питания.........................................................84
2.8.1. Защита против инверсии полярности................................84
2.8.2. Диодные выпрямители......................................................84
2.8.3. Повышение выходного напряжения...................................85
2.8.4. Защитный диод.................................................................86
2.8.5. Стабилизатор напряжения в качестве генератора тока......87
2.8.6. Повышенное входное напряжение.....................................87
2.8.7. Бестрансформаторный источник питания..........................88
2.8.8. Источник отрицательного напряжения...............................90
2.8.9. Источник аварийного питания...........................................90
2.9. Управление двигателем.................................................91
2.9.1. Изменение направления вращения двигателя...................91
2.9.2., Полная мостовая схема управления вращением
двигателя....................................................................................92
Глава 3
Конструирование и сборка электронных устройств ... 95
3.1. Пайка, и«не только..........................................................95
3.1.1. Выбор и подготовка паяльника..........................................95
3.1.2. Начинаем паять.................................................................96
3.1.3. Выбор припоя и флюса......................................................97
3.1.4. Облуживание выводов.......................................................97
3.1.5. Красивая пайка..................................................................98
3.1.6. Пайка выводов.......................................................^...........99
3.1.7. Пайка деталей на плату......................................................99
3.1.8. Удлинитель жала..............................................................100
3.1.9. Пайка алюминия и его сплавов........................................100
3.1.10. Токопроводящий клей....................................................101
3.1.11. Электросварка деталей.................................................102
3.1.12. Выбор инструмента.......................................................104
3.1.13. Отвертка для настройки................................................104
3.2. Монтажные провода.....................................................105
3.2.1. Протягивание провода через отверстие..........................105
3.2.2. Выбор сечения провода...................................................105
3.2.3. Выбор типа провода.......-................................................106
3.2.4. Возможные повреждения провода...................................107
3.2.5. Облуживание провода.....................................................107
3.2.6. Сращивание проводов.....................................................108
3.2.7. Опасность некачественного соединения.........................108
3.2.8. Соединение проводов высокого сопротивления..............109
3.2.9. Изготовление жгута.........................................................110
3.2.10. Медные обмоточные провода........................................110
3.2.11. Высокочастотные обмоточные провода.........................111
3.2.12. Диаметр провода...........................................................111
3.3. Изоляционные трубки..................................................112
3.3.1. Трубка ПХВ......................................................................112
3.3.2. Термоусадочная трубка...................................................112
3.4. Соединители................................................................113
3.4.1. Коаксиальные соединители для аудиоаппаратуры...........113
3.4.2. Байонетные коаксиальные соединители..........................113
3.4.3. Наконечники для шнуров................................................. 114
3.4.4. Монтаж соединителя ленточного кабеля..........................115
3.4.5. Телефонные соединители................................................115
3.5. Выключатели.............>..................................................116
3.5.1. Блок переключателей......................................................116
3.5.2. Монтаж выключателя.......................................................116
3.5.3. Клавишные выключатели.................................................116
3.6. Монтаж электрических схем.........................................117
3.6.1. Использование разноцветных проводов..........................117
3.6.2. Порядок монтажа печатной платы....................................118
3.6.3. Монтаж мощных компонентов..........................................119
3.6.4. Облегчение проверки схемы............................................120
3.6.5. Ориентация компонентов печатной платы.......................121
3.6.6. Пайка компонентов..........................................................122
3.6.7. Монтаж ЖКИ....................................................................123
3.6.8. Монтаж ИС......................................................................123
3.6.9. Помехозащищенность схем с ИС.....................................124
3.6.10. Использование витой пары............................................125
3.6.11. Защита фотодиода от помех..........................................125
3.7. Изготовление печатной платы......................................125
3.7.1. Камера для экспонирования......,.....................................125
3.7.2. Подготовка топологии печатной платы.............................126
3.7.3. Предварительная разводка проводников.........................130
3.7.4. Предотвращение помех...................................................130
3.7.5. Монтаж ИС с гибкими выводами......................................131
3.7.6. Установка контактных стоек.............................................132
3.7.7. Двусторонняя плата.........................................................133
3.7.8. Использование макетной платы.......................................134
3.7.9. Временная макетная плата..............................................134
3.7.10. Размещение КГ на плате................................................135
3.7.11. Травление печатных плат...............................................135
3.7.12. Изготовление фотошаблона..........................................136
3.7.13. Перемычки на печатной плате........................................137
3.7.14. Распиливание платы с нанесенным рисунком................138
3.8. Источники питания.......................................................138
3.8.1. Формирование батареи аккумуляторов...........................138
3.8.2. Соединительный элемент для батарейки 9 В...................139
3.9. Слесарно-монтажные работы.......................................139
3.9.1. Выбор корпуса.................................................................139
3.9.2. Экранирование устройств...............................................140
3.9.3. Крепление печатных плат.................................................140
3.9.4. Стойка для крепления платы............................................141
3.9.5. Оформление лицевой панели..........................................141
3.9.6. Сетка для громкоговорителя...........................................ИЗ
3.9.7. Укорачивание корпуса прибора.......................................144
3.9.8. Сверление отверстий в печатной плате............................144
3.9.9. Сверление отверстий в металле......................................145
3.9.10. Сверление отверстий большого диаметра.....................145
Глава 4
Тестирование и измерения............................................147
4.1. Подготовка к измерениям............................................147
4.1.1. Оснастка при измерениях................................................147
4.1.2. Искусственная нагрузка...................................................148
4.1.3. Использование трансформатора тока............................. 150
4.1.4. Измерение переменного тока или напряжения................151
4.1.5. Форма измеряемого сигнала.....................................— 151
4.2. Работа с мультиметром................................................153
4.2.1. Аналоговые мультиметры................................................153
4.2.2. Цифровые мультиметры..................................................154
4.2.3. Опасность появления ошибочных показаний...................155
4.2.4. Измерения на разомкнутой цепи.....................................155
4.2.5. Режим короткого замыкания............................................155
4.2.6. Мегаомметр....................................................................156
4.2.7. Измерение емкости и индуктивности...............................156
4.3. Использование осциллографа.....................................157
4.3.1. Кабели для осциллографа ...............................................157
4.3.2. Измерение амплитуды.....................................................158
4.3.3. Измерение частоты.........................................................159
4.3.4. Проблема заземления..................................................... 159
4.3.5. След луча........................................................................ 159
4.3.6. Влияние зонда на работу схем.........................................160
4.4. Тестирование компонентов электрических схем ..........160
4.4.1. Проверка резисторов......................................................160
4.4.2. Проверка конденсаторов................................................. 161
4.4.3. Проверка катушки индуктивности....................................163
4.4.4. Проверка трансформаторов и дросселей........................163
4.4.5. Проверка полупроводниковых диодов............................. 166
4.4.6. Проверка диодных мостов...............................................168
4.4.7. Проверка впаянных компонентов.....................................168
4.4.8. Проверка тиристоров......................................................168
4.4.9. Проверка транзисторов................................................... 169
4.4.10. Проверка транзисторов без выпаивания........................170
4.4.11. Проверка полевых транзисторов....................................171
4.4.12. Проверка элементов питания.........................................172
4.5. Методы определения неизвестных параметров...........172
4.5.1. Определение полярности
электролитического конденсатора............................................172
4.5.2. Определение емкости конденсатора...............................173
4.5.3. Определение полярности выводов светодиодов..............173
4.5.4. Определение цоколевки биполярного транзистора.........174
4.5.5. Определение полярности источника постоянного тока .... 175
4.5.6. Определение параметров
неизвестного трансформатора.................................................177
4.5.7. Определение внутреннего сопротивления
стрелочного прибора................................................................178
4.5.8. Определение параметров коаксиального кабеля............179
4.5.9. Расчет волнового сопротивления линии..........................180
Глава 5
Устранение неисправностей......................................182
5.1. Мелкий ремонт.............................................................183
5.1.1. Установка перемычки на плату.........................................183
5.1.2. Ремонт галетного переключателя....................................183
5.1.3. Проблема старения конденсаторов.................................184
5.1.4. Замена конденсаторов с неизвестными параметрами.....184
5.1.5. Очистка устройства от пыли.............................................185
5.2. Демонтаж компонентов с печатных плат.......................186
5.2.1. Особенности демонтажа компонентов.............................186
5.2.2. Демонтаж крупных компонентов......................................186
5.2.3. Изготовление отсоса для припоя.....................................187
5.2.4. Использование демонтажной трубки...............................188
5.2.5. Использование оплетки для удаления припоя..................190
5.2.6. Замена компонентов.......................................................191
5.2.7. Демонтаж микросхем......................................................191
5.3. Методика устранения неисправностей.........................192
5.3.1. Поиск тепловых неисправностей.....................................192
5.3.2. Ремонт источника питания...............................................193
5.3.3. Особенности проверки оптического детектора................195
5.3.4. Проверка логических состояний......................................196
5.3.5. Маркировка демонтируемых компонентов.......................197
Приложения.......................................................................198
Приложение 1. Расположение и назначение выводов
разъемов............................................................................198
Приложение 2. Химические источники тока........................202
Солевые элементы и батареи....................................................202
Щелочные (алкалиновые) элементы и батареи..........................203
Воздушно-цинковые элементы.................................................204
Ртутно-цинковые элементы и батареи.......................................205
Серебряно-цинковые элементы и батареи................................206
Литиевые элементы и батареи..................................................206
Особенности обозначений и надписей......................................208
Приложение 3. Зарядка аккумуляторов...............................211
Свинцовые аккумуляторы......................................................... 211
Никель-кадмиевые аккумуляторы.............................................211
Режимы зарядки аккумуляторов................................................212
Приложение 4. Список сокращений....................................215