隔离和零件装置

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在每一个收音机、扩大器或无线电测量仪器中,都有一些电路和零件,它们之间直接的静电交连和电磁交连是不能容许的。例如输入电路和零件应当很仔细地隔开交流电源电路方面的影响以及输出电路的影响。因此一个业余无线电装置者,无论是在底板上开始排列零件,或者在装置时,都要碰到一系列的困难。

电路的各元件之间究竟要有多少距离,隔离应当有多厚,才能使得静电的和电磁的影响为最小?应当在何处将各个零件接地?——这些都是业余无线电爱好者所常碰到的问题。

本文中介绍了一些基本概念,可作为设计和装置无线电机械时的参考。

隔离

电路的各零件和连接线不一定都要隔离,特别是当这些零件距离干扰电场或磁场的来源很远的时候。但是,有必要隔离的导线,甚至长度只有几公分也要隔离。

在放大系数很大的放大器前面电路的隔离特别重要,例如,如果将音量控制器装在低频放大器第一只电子管的栅极电路中,离该电子管有一些距离,其接线没有隔离,这样就可能在扬声器中引起显著的交流声。这个交流声的来源是由于交流供电电路在连接导线上感应产生的。在这些导线中所直接产生的感应电压是非常小的,但是它会被随后各级放大器放大。如果音量控制器和放大器第一只电子管控制栅极之间的连接线妥善地隔离,则音量控制器可以放置在构造上认为方便的地方,而不必担心感应问题。

在装置隔离时,应当遵守下列基本规则:(1)在放大器中,如果放大系数愈大,则隔离也就要愈仔细;(2)必须将高欧姆数的电路(例如栅极电路)隔离;如果屏极和栅极电路里的连接线的长度超过几公分,也应当隔离。

在装置时,另一个困难的来源是功率输出变压器的漏磁通量对输入变压器和第一级电子管输出交连变压器的影响。为了消灭这个影响,输出变压器应当放在离输入电路尽可能远的地方(因为感应磁场与距离的立方成反比例减少),而所有变压器的铁心都应当与输出变压器的铁心成直角地放置。

隔离的效率随所用隔离材料的导磁率而有不同。具有较高导磁率的材料能产生较可靠的隔离,因为这时对漏磁通量来说,隔离就好像一个短路。因此在选择隔离材料时,应当偏重于选择导磁率高的材料。

磁隔离的程度随着隔离罩的厚度而变,隔离罩愈厚,隔离作用愈好。

当需要高度的隔离时,采用好几层薄的同心隔离罩较采用一层厚的隔离更经济些。在两层由磁性材料做的隔离罩之间放置一层薄的铜隔离罩,可以得到更好的隔离作用。

图1
图1 🔍原图 (477×459)

在低频时,被隔离元件的参数受隔离的影响不大,因此设备的特性不变化。

图2
图2 🔍原图 (486×534)

但是在高频时就不是这样了。

图3
图3 🔍原图 (500×463)

许多无线电机件中有一个组成部分是高频振荡器,它相当于测试所用的信号发生器。振荡器总是应当很仔细地隔离,以防止向周围的空间产生有害的放射,避免不应有的交连,并使振荡器频率的不稳定性减至最小。在没有隔离时,在周围物体所产生的电容量的变化将引起振荡器频率的变化。

高频隔离作用是由在隔离材料中产生涡流而得到的。涡流的能量是从被隔离线圈得到的,因此线圈的能量损失增加。为了使机件具有最小的体积,最好是减小隔离物的尺寸。但是当隔离物尺寸减小时,由于隔离物所引起的线圈中的欧姆损失增加。为了保证在这两个要求之间得到折衷的解决,应当遵守下列规则:隔离罩应放置在离线圈外圈等于线圈半径距离的地方。隔离罩应当用铜或铝制成。

图4
图4 🔍原图 (559×913)

附表(图4)所示为在铜或铝的隔离罩中涡流的透入深度。知道了电路的工作频率,就可以从表中求得电流的透入深度,也就是隔离罩的最小厚度。既然是最小值,表中所查得的厚度应当乘以2,或最好乘以4,以考虑到金属电阻和温度可能的变化。采用较计算所得结果更厚的隔离罩没有什么意思,因为这样所得到的隔离效率的增加不多。只有从增加机械强度方面着想,采用更厚的隔离才是有意义的。

图5
图5 🔍原图 (558×408)
图6
图6 🔍原图 (562×615)

接地

正确装置地线,在消除感应的问题上也起着非常重要的作用。

在大多数无线电机件中都采用机壳作为零电位(“地”)。电路中所有需要接地的元件就直接焊接到机壳上,或者是用螺丝拧紧在机壳上。

在由电感线圈和电容器所组成的并联振荡电路中,通常是线圈和电容器应当各有一端为零电位。如果将这两元件分别接到机壳上的不同点上是不好的。首先应当将这两元件用导线互相连接起来,然后再接到机壳上的最近一点。这将有助于避免在机壳中产生高频杂散电流,这些杂散电流可能与其他调谐电路所产生的类似的电流互相作用。

在装置收音机或测量仪器的其他高频电路时,也应当遵守这个规则。

在短波和超短波中,在机壳上接地的电路元件如果电位不同,可能引起电路之间有害的交连。在这种情况下,建议采用一根公共接地母线,所有要接地的元件都接到母线上去。 (作者:苏联д.沙罗娃 王先华译自“无线电”杂志1949年12期)