Раздел 4. Маломощная тиристорная схема детектора

Предыдущие электронные схемы не пригодны для широкомасштабного практического использования. Антенна «бабочка» - это лабораторный или школьный демонстрационный прибор. Простейшая схема с индикатором в виде одного светодиода слегка мигает при включении сотового телефона, а затем гаснет. Двухкаскадный усилитель Дарлингтона позволил увеличить ток светодиода до номинального значения, светодиод стал гореть ярко, но опять-таки кратковременно.

Казалось бы, что исследования зашли в тупик. Однако решение появилось как-то неожиданно. Перебирая радиодетали, случайно натолкнулись на коробку с тиристорами. Это были маломощные тиристоры типа КУ106. При этом сразу же вспомнили, что тиристор открывается очень коротким импульсом, длительность которого может составлять наносекунды. Но после открытия тиристора его уже ничем не закрыть, кроме как либо снятием напряжения питания, либо закорачиванием, шунтированием анода с катодом. Иными словами, после открытия кратчайшим импульсом тиристор будет оставаться бесконечно долго в открытом состоянии, пока не будет ликвидирована разность потенциалов между анодом и катодом.

Это та самая деталь, которая необходима для практики!

Это лабораторная школьная деталь, на которой изучали принцип действия, назначение и включение тиристора в электрическую цепь.

Действительно, в процессе работы постоянно отмечали, что при включении сотового телефона в режим передачи в течение 1-3 секунд наблюдается мощный высокочастотный сигнал излучения – это поиск сотовой базы и настройка на несущую частоту. После нахождения сотовой базы и выбора несущей частоты излучаемый сотовым телефоном сигнал резко уменьшается и обнаружить его значительно труднее. Следовательно, надо обнаруживать не работу сотового телефона, а момент его включения на передачу.

При таком подходе к построению электронной схемы нет необходимости в составном транзисторе Дарлингтона. Даже один транзистор достаточен для выдачи небольшого кратковременного импульса на управляющий электрод тиристора. Такой импульс откроет тиристор, который уже невозможно будет закрыть. Даже если излучаемый высокочастотный сигнал от сотового телефона уменьшится, то тиристор всё равно будет открытым – это доказательство факта включения сотового телефона.

Появилась новая идея для исследований, которую надо было проверить практически. Проверку этой идеи начали с создания простейшей схемы на маломощном тиристоре КУ106, который первым случайно попался на глаза.

Предложили испытать следующую электронную схему, представленную ниже.

Левая часть схемы практически ничем не отличается от предыдущих двух схем. Это детектор сигнала на высокочастотных диодах КД514А с накопительными конденсаторами, которые открывают единственный транзистор схемы. Отличие заключается только в замене транзистора типа КТ203Б прямой проводимости, то есть типа p-n-p, на аналогичный по характеристикам транзистор типа КТ201Б обратной проводимости, то есть типа n-p-n. Фактически вернулись к исходному первоисточнику первой простейшей схемы в смысле проводимости транзистора. Однако различий в работе схем на транзисторах типа p-n-p или n-p-n не нашли. Быть может, такие различия есть, но являются более тонким, чем применяемые измерительные приборы школьной лаборатории.

Принципиальная схема работает следующим образом. Высокочастотный сигнал сотового телефона принимается антенной Ант. Напомним, что при включении сотового телефона на передачу происходит излучение мощного импульса для поиска сотовой базы и выбора несущей частоты. Антенну желательно настроить на длину волны несущей частоты – это полуволновой или четверть волновой вибратор Герца. Однако длина антенны перестала быть критической, потому что изменилась задача – регистрировать не маломощный сигнал излучения сотового телефона, а очень сильный короткий импульс при включении и настройке телефона на передачу. Разделительный конденсатор С1 убирает постоянную составляющую сигнала и одновременно может быть подстроен под резонанс типичной частоты. В дальнейшем его можно сделать переменным для более точной подстройки под частоту, можно сделать переключение на различные конденсаторы С1 – это всё позднее, когда начнётся доводка схемы. Сейчас только проверяем правильность выбора технического предложения.

Высокочастотные диоды VD1 иVD2 типа КД514А детектируют высокочастотный сигнал, заряжая конденсаторы С2 и С3. Когда на базе транзистора VT1 типа КТ201В появится положительный сигнал, то коллекторно-эмиттерный переход откроется и нагрузка в виде резистора R1 будет запитана от источника тока – батарейки Bat1 из двух элементов АА по полтора вольта каждый. Резистор R1 является ограничителем тока в цепи коллектор-эмиттер транзистора VT1. Положительный сигнал с эмиттера подаётся на управляющий электрод 7 тиристора КУ106В – это новизна схемы. Электроды 1 и 8 тиристора КУ106В оставили «висячими», то есть ни к чему не подключёнными. Так как схема заработала сразу, то их не стали никуда подключать. Подключение и использование этих электродов – это тоже предмет дальнейших исследований. Может оказаться, что с помощью неподключённых электродов 1 и 8 можно будет получить дополнительные возможности схемы. Тиристор КУ106В запитан от батарейки 3В так, что последовательно ему включён светодиод АЛ307БМ (красный). Вообще говоря, напряжение питания для этого светодиода должно быть 2В. Однако надо помнить, что приблизительно 1 В упадёт на тиристоре КУ106В, поэтому светодиод АЛ307БМ получит практически номинальное напряжение питания. Если даже напряжение питания светодиода будет несколько выше, то это уменьшит срок его службы, но мы не намерены применять создаваемый прибор постоянно.

Положительный сигнал на управляющем электроде 7 тиристора КУ106В откроет этот тиристор, ток потечёт от анода 5 тиристора к катоду 3, а затем на светодиод АЛ307БМ (красный) и зажжёт его. После исчезновения мощного сигнала сотового телефона, а также при снижении уровня этого сигнала тиристор КУ106В всё равно останется открытым, поэтому светодиод АЛ307БМ будет продолжать гореть. Факт включения сотового телефона зарегистрирован! Выключить светодиод можно только, если вынуть батарейку из гнезда корпуса или закоротить (зашунтировать) проводом анод 5 с катодом 3 тиристора КУ106В.

Собранная схема действительно заработала сразу, с первого включения. Особенно хорошо почему-то регистрируется включение телефонов SONY, несколько хуже – телефонов SAMSUNG. Однако это может быть преждевременный вывод, потому что испытали по паре телефонов, которые были под рукой.

Схему с маломощным тиристором КУ106В собирали на макетной плате для испытаний. Печатную плату для неё создавать не стали, и не стали спаивать схему. Просто разобрали, когда убедились, что техническое предложение оказалось правильным. Сразу же перешли к разработке схемы на мощном тиристоре типа КУ202.

Тиристорная схема детектора момента включения сотового телефона на передачу оказалась самой удобной для практики и работоспособной, что было подтверждено практически на макетной плате.

Дата добавления: 2015-07-26