ВЫБОР И ВОЗМОЖНАЯ ЗАМЕНА ЭЛЕМЕНТОВ
Приступая к изготовлению того или иного устройства, конструктор прежде всего оценивает свои возможности с точки зрения наличия у него необходимых элементов и, если надо, приступает к поискам недостающих деталей. Однако, прежде чем заняться приобретением элементов, целесообразно составить перечень всех возможных замен и еще раз оценить свои возможности.
Нс следует догматически подходить к использованию обязательно тех типов элементов, о которых говорится в описании конструкции. Обычно автор указывает те типы элементов, которые оказались у него в наличии и которые он применил в устройстве. В подавляющем же большинстве случаев можно предложить ряд аналогов, которые в устройстве будут работать не хуже рекомендуемых.
При замене элементов следует руководствоваться соответствием параметров вновь предлагаемых элементов тем требованиям, которые предъявляют к ним. Обычно достаточно обеспечить такое соответствие всего лишь для двух-трех основных параметров элемента. При поиске возможных замен следует пользоваться данными справочной литературы, список которой приведен в конце книги.
Для резисторов определяющими являются два параметра: номинальное сопротивление и рассеиваемая мощность. В устройствах, описанных в данной книге, во всех случаях допускается отклонение сопротивлений резисторов от указанных на принципиальных схемах в ту или иную сторону на 10...20 %. При этом следует помнить, что и у самого резистора допускается некоторый разброс сопротивления от номинального значения.
Номинальную мощность резистора выбирают, исходя из рассеиваемой на нем мощности Р, которую можно подсчитать по формуле Р = U /R, где U — действующее значение напряжения на резисторе;
R — сопротивление резистора. Мощность большей части резисторов, использованных в описанных конструкциях, составляет 0,25 Вт. Вместо них во всех случаях можно также применять резисторы мощностью 0,125 Вт. Однако в ряде случаев, главным образом в цепях питания, желательно ставить резисторы большей мощности. Вообще же должен быть некоторый запас по этому параметру, чтобы не допускать нагревания корпуса резистора до высокой температуры, что может вызвать деформацию пластмассового корпуса устройства. Например, для резисторов R 12 и R 13 сигнализатора (по схеме рис. 51) запас по мощности выбран около двух.
При замене конденсаторов следует обращать внимание на их тип, емкость и номинальное напряжение. Практически во всех устройствах телефонной связи оксидные полярные конденсаторы можно заменить обычными неполярными, но они, как правило, имеют большие размеры и массу. При выборе емкости конденсатора следует исходить из тех функций, которые он в данном узле выполняет. Так, емкость конденсаторов, работающих в фильтрах источников питания, всегда может быть больше (по сравнению с указанной на схеме) в несколько раз — вреда от этого не будет. Более внимательно следует подходить к выбору емкости конденсаторов, работающих во времязадающих цепях (генераторы, реле времени). Здесь следует придерживаться правила: произведение емкости конденсатора на сопротивление резистора времязадающсй цепи должно сохраняться неизменным. Так, на телефонном коммутаторе (см. рис. 26) значение частоты генератора DD2.1—DD2.3 (около 400 Гц) обеспечивается при использовании номиналов R 14 и С2 соответственно 8 20 Ом и 0,68 мкф. Такой же эффект работы этой цепи будет при использовании в ней элементов с номиналами 560 Ом и 1 мкф. Но сопротивление резистора R 14 нс должно превышать 1 кОм — это ограничение обусловлено параметрами используемой микросхемы серии К 155 (в основном вытекающим входным током логического элемента).
При выборе номинального напряжения конденсатора необходимо руководствоваться значением максимального напряжения, которое может действовать в данном узле устройства. Так, в уже упоминавшемся коммутаторе номинальное напряжение конденсатора С5 фильтра выпрямителя выбрано равным 50 В, поскольку амплитудное значение выпрямленного напряжения с учетом колебаний напряжения в сети может достигать 30...35 В. В то же время номинальное напряжение конденсаторов С2, С4, подключенных параллельно эмиттерным переходам транзисторов VT1, VT2 (схема на рис. 18), может быть сколь угодно малым, так как максимальное напряжение между эмиттером и базой каждого транзистора не превышает 1 В. Конденсаторы, работающие в цепях переменного вызывного напряжения, должны быть на номинальное напряжение не менее 60 В.
Для полупроводниковых диодов определяющими параметрами являются максимальное обратное напряжение и максимальный прямой ток. Именно это следует учитывать при замене диодов, работающих в выпрямителях. При замене диодов, работающих в блоке питания с преобразованием частоты, необходимо помимо двух названных параметров учитывать и предельную рабочую частоту диода. Для диодов, работающих, например, в дешифраторе (см. рис. 41), определяющим параметром является прямое напряжение — оно не должно превышать напряжение низкого уровня для данной серии микросхем (для К 155 — не более 0,4 В).
При замене транзисторов учитывают такие их параметры, как предельно допустимое напряжение между коллектором и эмиттером Uкэ mах, максимальный ток коллектора Iк max, минимальное значение статического коэффициента передачи тока базы h21э допустимая рассеиваемая мощность Рmах. В качестве примера рассмотрим вопрос о возможной замене транзисторов переговорного устройства (см. рис. 18). Транзисторы VT1—VT4 управляют электромагнитными реле, напряжение питания которых составляет 20 В. Выберем на
пряжение с запасом 25 В. Максимальный ток потребления реле не более 30 мА (с запасом 50 мА). Таким параметрам удовлетворяют транзисторы КТ501 (Г—М), КТ203 (А,Б), КТ208 (Г—М), КТ209 (Г—М) структуры р-n-р, а также транзисторы КТ312Б, КТ315 (А,В—Е,И), КТ503 с любыми буквами, КТ3117А структуры n-р-n. Транзистор VT5 (КТ315Б) можно заменить практически любым маломощным транзистором структуры n-р-n.
Для электромагнитных реле, используемых в устройствах телефонной связи, определяющими параметрами являются сопротивление обмотки и ток срабатывания, а также число контактных групп. Произведение первых двух параметров указывает напряжение срабатывания реле. Значение напряжения срабатывания реле должно быть на 20...30 % меньше подводимого к нему для обеспечения надежного срабатывания и удержания якоря реле в условиях возможных вибраций. Ток через обмотку реле не должен превышать предельный коллекторный ток коммутирующего транзистора. Для использования в описанных устройствах можно рекомендовать следующие типы электромагнитных реле:
1) с одной группой переключающих контактов — РЭС10 (паспорта РС4.524.302, РС4.524.314, РС4.524.319), РЭС15 (паспорта РС4.591.004, РС4.591.006, ХП4.591.010, ХП4.591.011, ХП4.591.013, ХП4.591.014), РЭС34 (паспорта РС4.524.372, РС4.524.376), РЭС49 (паспорта РС4.569.000, РС4.569.423, РС4.569.424);
2) с двумя группами переключающих контактов — РЭСб (паспорта РФО.452.103, РФО.452.104), РЭС9 (паспорта РС4.524.200, РС4.524.201, РС4.524.209, РС4.524.213), РЭС37 (паспорта РФ4.510.064, РФ4.510.072), РЭС47 (паспорта РФ4.500.408, РФ4.500.417), РЭС48 (паспорта РС4.590.201, РС4.590.207, РС4.590.213, РС4.590.218), РЭС54 (паспорта ХП4.500.010, ХП4.500.011), РЭС60 (паспорта РС4.569.436, РС4.569.437);
3) с четырьмя группами переключающих контактов — РЭС22 (паспорта РФ4.500.131, РФ4.500.163, РФ4.500.225, РФ4.500.231), РЭС32 (паспорта РФ4.500.342, РФ4.500.343, РФ4.500.354, РФ4.500.355).
Данные реле рассчитаны на напряжения срабатывания 12...20 В;
возможно применение реле с меньшим напряжением срабатывания — тогда последовательно с обмоткой следует включить ограничивающий резистор.
И наконец, о возможной замене микросхем. В устройствах, о которых рассказывается в книге, использованы ТТЛ-микросхемы и КМОП-микросхемы. Они отличаются всеми основными параметрами: потребляемой мощностью, уровнями напряжения, входными и выходными токами. Поэтому непосредственная замена ТТЛ-микросхем на КМОП-микросхемы и наоборот недопустима. Более просто решается вопрос о замене микросхем ТТЛ их аналогами из микросхем ТТЛ. Наиболее распространены микросхемы ТТЛ серий К 130, К 133, К 155, К 158, К530, К531, К555. Для устройств, базирующихся на КМОП-микросхемах, можно использовать микросхемы серий К164, К176, К561, К564. При замене микросхем учитывают их функциональное назначение, характер выходного каскада (открытый или закрытый) и, конечно, цоколевку.