В этой части

Верный путь в густом лесу электронных устройстъ помогут найти принципиальные схемы — проводник и мире электронных компонентов и их связей. В этой части будет рассказано, как читать электрические схемы и использовать их дли понимании принципов функционирования устройства: будет ли оно пищать, светиться, вращаться или делать что-то еще. Прочитав эту главу, вы наконец то поймете, что означают все эти линии и закорючки на электронных чертежах.

Глава 6

Читаем схемы

В этой главе...

> Назначение принципиальных схем

> Изучение условных графических обозначений (УГО) большинства распространенных

электронных компонентов

> Использование (правильное!) информации о полярности компонентов

> Погружение в мир специализированных компонентов

> Забавы с принципиальными схемами со всего мира

Представьте себе путешествие через континент без карты и компаса. Велика вероятность, что горе-путешественник, отважившийся на такое, потеряет дорогу и закончит свой путь, наматывая круги где-нибудь на Сибирской равнине. Для того чтобы находить верный путь, и существуют карты. Неудивительно, что и в электронике есть их аналоги. Они называются принципиальными электрическими схемами, и в них показано, как соединены между собой все элементы устройства. На принципиальной схеме все радиодетали и соединяющие их проводники показаны условными символами и линиями.

Хотя не все электронные схемы можно описать при помощи принципиальных схем, все же для большинства это сделать удается. Если вам действительно хочется стать подкованным в электронике, то рано или поздно придется выучить язык электрических схем. К тому же, он не так сложен, как может показаться на первый взгляд. В большинстве принципиальных электрических схем используется "горстка" одних и тех же схемотехнических символов, обозначающих такие распространенные компоненты, как резисторы, конденсаторы и транзисторы.

В этой главе мы расскажем, что нужно знать для того, чтобы правильно читать практически любую принципиальную схему.

Что такое принципиальная схема и зачем она нужна

Если вы знаете для чего нужна географическая карта, то это уже полдела для понимания необходимости в принципиальных схемах — они ведь во многом похожи на карты. Но если в картах линии используются для соединения городов и сел, то на принципиальных схемах они обозначают проводники между резисторами, конденсаторами и транзисторами, составляющими схему.

Принципиальные схемы выполняют две основные функции.

> Показывают, как воспроизвести схему. Читая символы и следуя их взаимным соединениям, по принципиальной схеме можно воссоздать целое устройство.

> Дают общую информацию о принципах функционирования и составе схемы, что, безусловно, помогает понять принципы работы устройства. Эти данные в высшей степени полезны при ремонте или доработке устройства.

Наука о чтении принципиальных электрических схем немного напоминает методику изучения иностранного языка. В целом, можно выделить основные правила, которым следует большинство схем, но, как в языках существуют различные диалекты, так и язык схем далек от универсальности. Схемы довольно сильно отличаются в зависимости от времени или страны создания и даже привычек разработчика! (Внимание: все условные обозначения в этой книге будут даны согласно нормам, регламентируемым ГОСТ 2.710-81 "Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах", ГОСТ 2.743-82 (обновлен в 1991 г.) "ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники" и ГОСТ 2.702-75 "Правила выполнения электрических схем". — Примеч. ред.)

В этой книге мы будем использовать условные графические обозначения, принятые в странах бывшего Советского Союза, но, чтобы дать представление об отличиях схем, укажем, насколько отличается символика, принятая в Европе или Америке, а также упомянем устаревшие чертежи, пришедшие из доцифровой эпохи вакуумной техники. — Примеч. ред.

Знакомство с символикой схемотехники

В современных электрических схемах используются десятки, если не сотни различных символов, а в старых аналоговых схемах на вакуумных приборах времен вашего дедушки применялся еще больший арсенал. Но вам повезло — начинающему радиолюбителю достаточно выучить лишь пару дюжин условных обозначений. Остальное придет со временем.

В этой главе будет рассказано о символике электронной техники, начиная с простейших компонентов — резисторов и конденсаторов — и заканчивая логическими элементами и транзисторами. Все символы можно условно разделить на 4 категории.

> Простейшие схемотехнические символы: шасси и заземление, точки пересечения и соединения, входы и выходы.

> Электронные радиоэлементы: резисторы, диоды, транзисторы, катушки и конденсаторы.

> Логические элементы: элементы И, ИЛИ, И-НЕ и ИЛИ-НЕ, инверторы.

> Другие символы: ключи, лампы и другое оборудование.

Простейшие схемотехнические символы

Простейшие, самые заурядные, символы схемотехники представляют собой механические аспекты схемы, такие как блок питания, соединения проводов, штекеры и разъемы.

Информацию о наиболее распространенных, базовых, компонентах электронных схем можно найти в главах 4 и 5, а о таких основах электричества, как источники питания и заземление, было написано в главе 1.

Питание и земля

Символы, которыми обозначают линии питания и земли выглядят так, как показано слева. Отвод на положительный потенциал имеет вид вертикальной линии со стрелкой или с кружком в верхней части, а заземление выглядит, как такая же линия, но с тремя горизонтальными черточками внизу. Питание схемы может отходить от источника переменного тока, например, бытовой электросети 220 В, или постоянного тока — батареи или пониженного с помощью трансформатора напряжения. Заземление представляет собой точку, от которой отсчитываются потенциалы всех точек схемы.

> В схемах с питанием переменным током обычно подразумевается наличие встроенного источника, понижающего напряжение питания от сети 220 В и преобразовывающего ток в постоянный. Таким образом, компоненты схемы запитываются уже постоянным током с низким напряжением. Следовательно, если взять схему какого-нибудь бытового устройства, например, видеомагнитофона, то на ней будут показаны как сторона с высоким напряжением, так и с низким.

> В устройствах с питанием постоянным током на принципиальной схеме также может присутствовать несколько источников питания: скажем, один с напряжением +5 В, а второй +12 В или даже источники питания с отрицательными потенциалами (-5 и -12 В). Если же на схеме не указано напряжение питания, то в большинстве случаев (но не всегда!) подразумевается напряжение +5 В. И всегда, когда не указано обратное, считается, что схема питается от источника постоянного, а не переменного тока.

Как упоминалось в главе 1, подключение всех электрических компонентов предусматривает подсоединение как минимум двух проводов: одного — на источник питания, второго — на землю. Часто землю называют еще общим проводом. Как показано на рис. 6.1, заземление можно показывать несколькими различными способами.

> Не используя символ заземления. На принципиальных схемах некоторых устройств выводы схемы могут подключаться только к источнику питания. Это отражает тот факт, что, например, в устройствах на батарейках функцию земли (точка отсчета напряжений) представляет собой отрицательный вывод питающего элемента.

> Общий символ заземления. Допускается все точки подключения к земле подвести к одному пересечению. При этом, хотя источник питания и не показан, подразумевается, что точка земли подключена к отрицательному терминалу источника питания (батареи или блока питания).

> Множество символов заземления. В более сложных схемах рисовать линии соединений лишь с одной общей точкой становится проблематичным, поэтому показывают сразу несколько точек заземления. В реальной схеме все они соединены между собой и представляют один потенциал.

Существует два общепринятых символа соединения с землей: заземление как таковое и заземление на массу (рис. 6.2). Хотя на практике их часто используют взаимозаменяемо, на самом деле это немножко разные вещи.

Так, соединение с настоящей землей представляет собой подключение к земляному проводу используемой электросети. В качестве этого провода применяется третий (обычно зеленый) провод в шнуре электропитания и третий контакт розетки.

Кроме соединения с землей, иногда встречается и символ заземления на шасси (его еще называют заземлением на массу). Этот термин был широко распространен лет тридцать назад, когда в качестве общей земли служили корпус устройства и его металлическое шасси (в телевизоре, например). Сегодня такое подключение не имеет прежнего [применения, но термин остался до сих пор.

В этой книге далее будет использоваться только классический символ заземления, поскольку в настоящее время он фактически стал стандартом.

Электрические соединения

Компоненты схемы можно соединять между собой или просто проводами, или - проводящими дорожками на печатной плате. Подробнее о печатных платах и о том, как изготавливать их самостоятельно, вы узнаете в главе 12.

В большинстве принципиальных схем не делается отличий в том, как именно соединяются между собой радиодетали. Вид соединения относится целиком к области ваших предпочтений. Схема служит лишь для указания того, как именно взаимно расположены или соединены проводники.