Етикет: Sandacite

Търсите какво е псевдостерео? В Сандъците – Sandacite ще Ви го обясним!

При едноканалното (монофоничното) възпроизвеждане обикно­вено се използва един високоговорител или високоговорителна група. Макар че в записа са включени отразените вълни на звукозаписното студио, те обикновено се маскират от основния сигнал, тъй като всички звукове произлизат от една и съща посока. Когато такава програма се възпроизведе в силно заглушена стая, тя звучи плоско. При възпроизвеждането й в незаглушена стая тя звучи по-живо, обаче това произлиза от акустиката на по­мещението за слушане, а не от акустиката на помещението за запис.

В стремежа да се получи от монофоничния сигнал из­вестен ефект на пространственост, присъщ на стереофоничното възпроизвеждане, редица автори предлагат най-разнообразни методи и устройства. Някои от пред­лаганите начини действително дават добри резултати. При тях се получава по изкуствен начин известен ефект на локализация, без обаче да може да се предаде точната локализация на всеки отделен звукоизточник. Тези системи са известни под названието псевдостерео или псевдостереофонични.

Най-простият начин за получаване на известен пространствен ефект е посредством поставяне на втори високоговорител. С по­мощта на подходящо оразмерен филтър към единия от висо­коговорителите се подават само високите честоти, а към дру­гия високоговорител — само ниските честоти. Високоговори­телят за високите честоти се поставя вляво, а високоговори­телят за ниските честоти — вдясно с цел да се наподоби разположението на музикалните инструменти при оркестрово изпълнение. Някои автори препоръчват използването на специално конструирани за тази цел високоговорители.

Съветският трипрограмен радиоприемник Сириус 203 от 1987 г. (на горната снимка) също е оборудван с псевдостереофоничен акустичен агрегат.

Тези методи обаче не представляват интерес, тъй като полученият псевдостереофоничен ефект е незначителен и са използвани много малко.

При други псевдостереофонични системи, намиращи прило­жение в областта на студийния запис, се използва следният принцип: монофоничният сигнал се подава на двата стереофонични канала посредством специална верига, оразмерена така, че относителната амплитуда и фаза на двата изходящи сигнала, а следователно и местоположението на резултантния звуков образ, да се изменят с честотата. При този метод се получава твърде равномерно разпределение на звуковите източници по цялата база, но при музикални изпълнения могат да се полу­чат и нежелани ефекти, тъй като мястото на привидния звукоизточник ще зависи от конкретния тон, който в момента се изпълнява. Тази система се използува при възпроизвеждане на симфонична музика и полученото разпределение на отделните източници е доста близко до нормалното подреждане на орке­стъра, при което високочестотните източници са от лявата страна, а нискочестотните — от дясната.

Псевдостереофонични ефекти от този вид  са намирали доста го­лямо приложение в някои страни в областта на киното и ра­диопредаването. Те са били използвани главно при възпроизвеж­дането на известни ефекти като фон на дадена стереофонична драматична продукция. Също така са употребявани на места като части от програма, когато не е необходимо или е неоп­равдано провеждането на чисто стереофонично предаване.

Друга псевдостереофонична система се основава на изпол­зването на т. нар. „панорамен потенциометър“. Тя е известна под наименованието „пан-пот“ система. С помощта на панорам­ния потенциометър всеки монофоничен сигнал може да се по­даде към двата стереофонични канала по такъв начин, че об­щото ниво на двата канала да остава винаги едно и също не­зависимо от положението на регулатора. Със завъртането на регулатора нивото на единия канал се увеличава за сметка на намаляването на нивото на другия йанал. По този начин всеки звуков източник може чрез ръчно задействане да заеме всяко желано място между двата високогово­рителя.

Този метод е намирал широко приложение при изготвянето на стереофонични филми през ХХ век. Наблюдавайки върху екрана образа на звучащия обект (актьор, влак, самолет и др.) звукооператорът посредством извъртане на регулатора на панорамния потен­циометър в желаната посока нагласява звуковия източник да съответства на мястото на образа. По този начин могат също да се внесат и всякакви ефекти и шумове, съпровождащи изо­бражението на екрана.

С помощта на панорамния потенциометър става възможно въвеждането на стереофонични ефекти по сравнително евтин и практичен начин.

Недостатък на този метод е това, че може да се регулира местоположението само на поотделно записани звукоизточници. Когато записът обхваща няколко звукоизточника, тяхното мес­тоположение може също да се изменя, но изцяло като група.

Този метод се използва и в самия процес на запис на стереофонична програма. Тук той служи главно за внасяне на из­вестни корекции, предизвикани от специфичността на употребяваната стереофонична система.

Освен споменатите псевдостереофонични системи съществу­ват и други, но те по същество представляват известни вари­анти на описаните.

Използването на псевдостереофонични ефекти съвместно със стереофонични програми трябва да става много внимателно, тъй като в резултантната звукова картина винаги има известен елемент на неестественост, който може да стане напълно осе­заем при по-продължително слушане.

Теория на надеждността, надежност, отказ са темите на днешната статия в Сандъците – Sandacite.

Когато хората употребяват думи като ,,надеждност“, ,,повреда“ и ,,отказ“, рядко се замислят, че всъщност това са понятия от теорията на надеждността. Тя принадлежи към семейството на техническите науки и е силно свързана с многостранното понятие ,,качество“.

Още през 80-те години непрекъснато нарастващата степен на автоматизация и компютризация на процеси­те в промишлеността, транспорта, съобщенията и другите области на човешката дейност поставя все по-големи изисквания към надеждността на системите. Отказите в тези системи имат зна­чително по-тежки последствия и по-голямо значение в сравнение с от­казите в простите, лесно обозрими технически средства. Изискванията към надеждността могат да нарастнат на порядъци, ако на системата е възложена специална задача, свързана с осигуряване на безопасността на хората.

Необходимото равнище на надеждност в сложните комплексни си­стеми се постига значително по-трудно, но е много необходимо. Зада­ча на науката теория на надеждността е да търси пътища за преодоляване на това противоречие, тъй като то може да стане задържащ фактор в развитието на модерните системи.

Надеждността се свързва с понятието „качество“. В практиката това понятие се употребява в двоен смисъл: 1) описателно (дескрип­тивно) и 2) оценяващо (нормативно).

Първият (описателният) смисъл идва от философията. То е една от „десетте категории на Аристотел“. По-късно от латинската фило­софска терминология на Цицерон qualitas навлиза във всички романски и германски езици, за да стигне до днешното „квалифицирам“. Спо­ред философите понятието „качество“ принадлежи към категориалния апарат. Като първично понятие то може да бъде определено само въз основа на битието (съществуването). Според Хегел „нещото чрез своето качество е това, което е. Губейки своето качество, то престава да бъде това, което е“.

Вторият (нормативният) смисъл преобладава в техниката, в ин­женерната практика и в живата реч. Както писахме и по-горе, това „практическо качество“ е слабо свързано с философската категория „качество“.

Нормативното качество е качество на съответствие, т.е. съвкупност от всички свой­ства на даден обект, които определят степента на неговата използваемост за целите на предназначението му. Ако се отнася за продукция, качеството е съвкупността от свойства, осигуряващи годността й да задово­лява определени потребности в съответствие с нейното предназначение.

Качеството е съвкупност от характеристики, които дават информация доколко дадено изделие или услуга удовлетворяват или не определени потребителски търсения или природни необходимости. Качеството е осезаем, условен и субективен атрибут. Ако доскоро с епитета ,,качествен” се назоваваха само изделия или услуги, напоследък тази характеристика се приписва и на субекти – говори се за ,,качествени хора” например. Правилно е да се говори за високо, средно, ниско и пр. качество, а не за ,,голямо”, ,,хубаво” и т.н. качество.

Чрез нормативното качество става съизмерване със сте­пента на постигане на съответната цел. Следователно за оценяване се изисква точка на отчитане и скала на измерване.

Надеждността се дефинира като способност на обекта да запазва ка­чеството си на съответствие при зададени ограничения.

Ако се отнася за технически обект, „качеството на съответ­ствие“ може да се замени с неговите най-важни, определящи параметри и съществени свойства, а „зададени ограничения“ да бъдат „определен режим и условия на експлоатация“. На тази основа може да се получи известната от литературата дефиниция:

Надеждност е способността на обекта да запазва съществените си свойства при определен режим и условия на експлоатация.

Например, в нормативен документ (стандарт на бившия СИВ „Надеждност в техниката” (СТ СЭB – 5041 – 85) е дадена следната дефиниция: „Надеждността е способност на обекта да запазва във времето в установените граници стойностите на всички параметри, характери­зиращи възможността му да изпълнява изискваните от него функции в зададени режими и условия на използуване, техническо обслужване, ремонт, съхранение и транспортиране“.

Надеждността е способност, която се определя от съчетаването на няколко свойства: безотказност, дълговечност, ремонтопригодност и съхранимост.

Безотказност е свойството на обекта непрекъснато да запазва ра­ботоспособното си състояние за определено време или отработка.

Работоспособно е състоянието, при което всички параметри, ха­рактеризиращи способността да се изпълняват зададените функции, съответствуват на изискванията на нормативно-техническата докумен­тация. Неработоспособно е състоянието, в което стойността макар и на един параметър, характеризиращ способността да се изпълняват за­дадените функции, не съответствува на тези изисквания. Понятието „работоспособно състояние“ не е идентично на „изправно“. Изправно е състоянието, в което обектът съответствува на всички изисквания на нормативно-техническата документация. Очевидно, въпреки неиз­правен обектът може да е работоспособен, ако неизправността не влияе върху параметри, определящи способността му да „върши работа“, за­ради, която е създаден (например счупена ръкохватка за пренасяне на уреда, повреда в индикацията за включено мрежово напрежение и т.н.).

Повредата е събитие, което вследствие химическо, физическо и друго въздействие извежда обекта от състоянието му на изправност. Ако при това обектът премине в неработоспособност, повредата пре­дизвиква отказ.

Отказът е събитие, вследствие на което се нарушава работоспосо­бността. Поначало отказът се предизвиква предимно от повреда, но не всяка повреда води до отказ и не всеки отказ се дължи на повреда. Причина за отказ може да бъде и грешка, допусната при създаване на обекта.

В безупречно проектиран и конструиран обект отказите се дължат само на повреди. Повредите могат да бъдат еднократни и многокра­тни. Те са по принцип непредотвратими.

Обектът е изправен, ако в него няма повреди. Това му качество мо­же да се представи формално чрез булевата функция на изправността

са логически променливи на повре­дите, чиито стойности зависят от това, дали те са възникнали или не, are броят на възможните повреди в обекта.

Дълговечност е свойството на обекта да съхранява работоспосо­бното си състояние при установената система на техническо обслуж­ване и ремонт до настъпване на пределното състояние, в което по-на­татъшното му използуване или възстановяване е нецелесъобразно или недопустимо.

Ремонтопригодност е свойството на обекта да се приспособява към диагностициране и локализация на отказите и откриване на при­чините за тяхното възникване, както и към поддържане и възстановя­ване на работоспособното му състояние чрез техническо обслужване и ремонт.

От казаното дотук става ясно, че основната разлика между каче­ство и надеждност се състои в това, че качеството е степен на изпол- зваемост на обекта в даден момент, а надеждността е израз на проме­ните в качеството по време на експлоатацията.

Отработка е обемът или продължителността на работа на обек­та. Обемът може да се измерва в брой на задействуванията, изминато разстояние, квадратни или кубични метри, цикли и т.н., а когато се говори за продължителност – и във време.

В понятийната система на надеждността отказ е фундаментално понятие.

Причина за отказ са явленията, процесите, събитията и състоя­нията, които предизвикват неговото възникване.

В зависимост от характера си отказът може да бъде внезапен или постепенен. Внезапният отказ се отличава със скокообразно изменение на стойността на един или няколко параметъра, които определят спосо­бността на обекта да изпълнява нормално своите функции. Причина за такива откази могат да бъдат повредите „късо съединение“, „прекъсва­не“, „нарушаване на контакт“ и т.н. Постепенните (параметричните) откази се характеризират с бавно изменение на параметрите на обекта в зависимост от отработката и обикновено се предизвикват от старее­не на материала, износване или разрегулиране. Някаква принципна разлика между внезапни и постепенни откази не съществува. Често внезапният отказ се получава в резултат на постепенно скрито измене­ние на параметрите, вследствие на което те в определен момент излизат от допустимите толеранси и отказът се възприема като внезапно събитие, а всъщност той е само следствие от постепенно натрупалите се необратими изменения.

По признак „взаимозависимост“ отказите биват два вида: зависи­ми (вторични) й независими (първични).

Когато отказът е обусловен от друг отказ, той е зависим или вто­ричен. Между вторичен и зависим отказ обаче има известна разлика. Вторичният отказ винаги следва първичния – релацията е причинно-следствена, докато зависимият може вероятно да последва, но може и да не се появи.

При определяне на надеждността обикновено (ако не е специално уговорено) се отчитат само първичните откази.

Последствията от откааа са явления, процеси, събития и състо­яния, които се обуславят от неговото възникване. Ако вследствие на отказа настъпи пълна неработоспособност, той е пълен, а когато обек­тът не може да изпълнява само някои от зададените му функции, отка­зът е частичен. Пример за пълен отказ е изгарянето на електрическа лампа, прекъсването на токозахранването на устройството и т.н., а за частичен отказ – отказа на телевизора, при който се получава звук, а качеството на образа остава непроменено; отказа на телефон, по който разговор се води, но не може да се набира, и т.н.

Според проявата си отказите могат да бъдат окончателни (устой­чиви) и временни (неустойчиви, т.е. ту възникващи, ту самоотстраня- ващи се). Окончателните откази са следствие от необратими процеси в материалите и техническите средства. В повечето случаи временните откази се дължат на обратими случайни изменения на параметрите и режимите на работа на обекта. Последствията от двата вида откази са различни. Например поради ниско захранващо напрежение няма образ в телевизора. След повишаване на напрежението отказът се са- моотстранява. Разбира се, този временен отказ е далеч по-малка непри­ятност в сравнение с окончателния отказ на кинескопа. Временният от­каз в информационните и комуникационните системи е известен като „сбой“. Появата на сбой се открива трудно, тъй като след изчезването му обектът автоматически възстановява своята работоспособност.

Количествената характеристика на едно или няколко свойства, съ­ставящи надеждността на обекта, е известна като „показатели на на­деждността“. Известни са следните две групи обекти, категоризирани по методите и показателите за оценка на надеждността:

1. Невъзстановими обекти, които се използват до първи отказ. Те биват: а) неремонтируеми и б) ремонтируеми, чието възстановяване е невъзможно или нецелесъобразно.
2. Възстановими ремонтируеми обекти: а) обекти, за които са недопустими прекъсвания в работата, и б) обекти, за които кратковре­менни прекъсвания са допустими.

Литература:

Килински, А. Основи на общата теория на надеждността. София, ВИИ ,,К. Маркс“, 1971.

Христов, Х. Основи на осигурителната техника. София, Техника, 1990.

Теория надежности в области радиоэлектроники. Общие понятия, отказы, резервирование, параметры, испытания. Москва, АН СССР, 1962.

Теория надежности – dic.academic.ru/dic.nsf/stroitel/4978

Введение в теорию надёжности – www.unn.ru/books/met_files/Teoria%20nadeznosti.pdf

Лъчев тетрод е електронната лампа, за която говорим днес в Сандъците – Sandacite.

Всичко започва, когато в хода на развитие на електровакуумната техника става ясно, че при обикновените тетродни лампи се появява т.н. динатронен ефект. Това означава промяна на тока в електронните лампи, предизвикано от възникването на вторична електронна емисия от повърхността на анода под действието на електронна бомбардировка. При тетродите динатронният ефект се проявява, когато напрежението на анода е по-ниско от това на екраниращата решетка. Тогава електроните, излъчени от анода, се ,,улавят“ от решетката, предизвиквайки поява на участък с отрицателна стръмност в анодната характеристика на електронната лампа. Динатроннят ефект е вреден, защото намалява усилвателните възможности на лампите.

За да се избегне този вре­ден ефект, необходимо е лампата да се конструира така, че точ­ките от дадена повърхност, разположена между анода и екрани­ращата решетка, да има по-нисък потенциал от потенциала на анода. При пентодите този въпрос се разширява, като между ано­да и екраниращата решетка се монтира трета (антидинатронна) решетка, която има потенциал, по-нисък от потенциала на анода.

В резултат на по-нататъшното усъвършенствуване на пентоди­те са конструирани т. нар. лъчевите тетроди, които понастоя­щем намират голямо приложение като усилватели на мощност.

На фиг. 2 е дадено условното означение на лъчевия тетрод.

За разлика от пентодите, при лъчевите тетроди потенциалът в пространството между екраниращата решетка и анода се пони­жава вследствие на отрицателно заредените електрони, които се движат от екраниращата решетка към анода. Ясно е, че колкото е по-силен анодният ток, толкова по-голям е отрицателният про­странствен заряд, дължащ се на електроните, които се намират в даден момент между екраниращата решетка и анода. Създаде­ното електрическо поле между този пространствен заряд и ано­да е такова, че възпира избитите от анода вторични електрони в тяхното движение към екраниращата решетка.

Необходимата концентрация на електроните в пространството между екраниращата решетка и анода в лъчевите тетроди се постига поради специалната им конструкция. Както се вижда от посоченото на фиг. 4 разположение на електродите и лъчевия тетрод с плоски електроди, разстоянието между екраниращата ре­шетка и анода при лъчевия тетрод е значително по-голямо, от- колкото при останалите екранирани лампи. Поради това количе­ството електрони нараства не само поради удължаването на пъ­тя им, но главно поради намаляването на скоростта им. От съ­щата фигура се вижда, че управляващата и екраниращата решетка са еднакво гъсти и навивките им са наредени една зад друга. Поради това електронният поток, излитащ от катода, се групира на толкова тесни снопове (във форма на кръгови сектори) или „лъчи“ (оттук и названието лъчеви тетроди), колкото са промеждутъците между навивките на управляващата решетка. При другите екранирани лампи също се получава такова гру­пиране на електроните, но то про­дължава при тях до екраниращата им решетка, която при тези лампи е значително по-гъста от управляваща­та, вследствие на което, удряйки се в нея, сноповете от електрони се раз­сейват. При лъчевите тетроди оба­че екраниращата решетка не само че не пречи, а напротив — спомага за доброто фокусиране на електроните. За постигане на добра фокусировка, при лъчевите тетроди отстрани на екраниращата решетка се монтират два електрода S (фиг. 4 б), свър­зани електрически с катода. При това двойно фокусиране (чрез ре­шетките и чрез спомагателните елек­троди) сноповете електрони се разсейват слабо при движение­то си към анода. Поради това, електронната концентрация меж­ду анода и екраниращата решетка е голяма.

Образуването на потенциален мини­мум при лъчевия тетрод наподобява получаването на потенциален мини­мум! от отрицателния пространствен заряд в двуелектродната лампа. При нея поради малката начална скорост на електроните минимумът се получа­ва близо до катода. При лъчевите тетроди електроните премина­ват навивките на екраниращата решетка със значителна скорост, вследствие на което потенциалният минимум се получава по- близо до анода (този минимум е отдалечен от анода на около ¹/з от разстоянието анод — екранираща решетка).

Поради отстраняването на динатронния ефект анодните харак­теристики на лъчевия тетрод нямат характерните за характерис­тиките на обикновения тетрод седловини.

От фиг. 6, на която са начертани анодните характеристики на руския лъчев тетрод 6ПЗС, се вижда, че тези характеристики на­подобяват анодните характеристики на пентода. За разлика от тях обаче анодните характеристики на лъчевия тетрод преминават значително по-рязко от стръмната в полегатата част. Това се дъл­жи на по-равномерното разпределение на потенциала в плоскост­та на потенциалния минимум, отколкото в плоскостта на защитна­та решетка при пентода. Поради тази форма на анодните харак­теристики на лъчевите тетроди при тези лампи може да се рабо­ти и при по-ниски анодни напрежения, без да има опасност от изкривяване на сигнала, подаден на управляващата решетка.

Съществено предимство на лъчевия тетрод в сравнение с пен­тода е незначителният ток на екраниращата решетка дори и при равен или по-висок потенциал на решетката от потенциала на анода. Това се дължи на разположението на навивките на решет­ките една зад друга. Поради слабата зависимост от тока на ек­раниращата решетка от напрежението й параметрите на лъчевия тетрод зависят по-слабо от режима на работа, отколкото при обикновения тетрод и при пентода. Освен това се спестява из­вестна енергия, която би се изразходвала за загряване на екра­ниращата решетка.

Поради тези си предимства лъчевите тетроди на­мират по-голямо приложение като крайни (мощни) лампи, откол­кото пентодите.

Недостатък на лъчевите тетроди е сравнително големият капа­цитет между анода и управляващата решетка. Това се обяснява с факта, че екраниращата решетка на лъчевия тетрод е по-рядка, отколкото при пентода и при обикновения тетрод. Ето защо лъ­чевите тетроди не могат да се използват за много високи чес­тоти.

Друг недостатък на лъчевия тетрод е появата на динатронен ефект при значителни отрицателни напрежения на управляващата му решетка, което личи и от анодните характеристики на лампа­та (фиг. 4). Това се обяснява с намаляването на гъстотата на отрицателния пространствен заряд при високите отрицателни по­тенциали на управляващата решетка (намалява значително броят на електроните, които се движат към анода), вследствие на което се влошава фокусирането на електроните. Същевременно и потен­циалният минимум намалява до такава степен, че избитите от анода вторични електрони преодоляват този минимум и достигат екраниращата решетка.

В днешните лъчеви тетроди коефициентът на усилване μ е от порядъка на стотици. Вътрешното им съпротивление R, има стойност от няколко десетки до няколкостотин килоома. Стръмността на характеристиката им има същия порядък, както при другите лампи, т. е. от единици милиампери на волт за маломощ­ните и средномощните лампи до 10—30 mА/V за по-мощните лампи.

Необходимо е да се отбележи, че понастоящем са разработени и лъчеви пентоди, които съчетават положителните качества на лъчевите тетроди и на обикновените пентоди (напр. лампата 1Ж24Б).

Литература:

Динатронный эффект – http://www.ravnopravie.kharkov.ua/dinatronniyeffekt.php

Как работает лучевой тетрод – http://musicangel.ru/mess151.htm

Атанасов, А., и др. Учебник за радиолюбителя. София, Техника, 1962.

Тука в Сандъците – Sandacite прошнуроваме и прономероваме различните видове звукозапис.

Може да се каже, че записването на звука се получава в резултат:

а)  на изменението на повърхността на грамофонна плоча;

б)  на изменението на прозрачността на филмова лента;

в)  на изменението на състоянието на магнитофонна лента.

г) на изменението на повърхността на поликарбонатна плоскост (при цифровия звукозапис върху компактдиск)

Независимо от вида на звуконосителите, върху които се записва плоча, филм, магнитофонна лента), при всички начини на запис­ване целта е една – да се получи отражение на акустичната информация, максимално доближаваща се до чуваната от ухото на средностатистическия слушател.

Видове звукозапис. Различните начини за записване и въз­произвеждане, са:

1. Механично записване и възпроизвеждане. При този начин на записване, който е открит през 1878 г., един стоманен резец, задвижван директно или индиректно от звуковите трептения, които се записват, изрязва звуковата бразда (фонограмата) върху восъчен цилиндър или плоча.

При възпроизвеждането сапфирена или диамантена игла се плъзга по браздата на фоно­грамата, задействува директно или индиректно с честотата на извив­ките на браздата мембраната на високоговорител и възпроизвежда първоначалните звукови трептения.

Въпреки големите успехи на магнитния звукозапис след 1945 г., грамофонната плоча останала в много отношения най-удобното разрешение, което позволява да се дадат на разположение на любителите и професионалистите висококачествени записи.

2. Оптично записване и възпроизвеждане. Съществу­ват няколко варианта на този вид звукозапис, който е използван в кинематографията. При записването един светлинен щрих, модули­ран индиректно от звуковите трептения, изменя прозрачността на светлочувствителна лента (филм). При възпроизвеждането изменената лента преминава между светлинен източник и фотоелектрическа клетка и модулира светлинния поток, в резултат на което през фотоклетката протича ток с променлива стойност и честота.

Оптичното записване на звука позволява да се реализират преда­вания с голямо времетраене и да се правят монтажи и копия. Този вид звукозапис се използва изключително в кинематографията, понеже за носител на звука и картината се използува един и същ материал — светлочувствителна лента. Той обаче има недостатъка, че изисква фотохимична обработка на лентата. Тази операция, която е относително дълга и деликатна, ограничава използването на оптичния звукозапис в радиоразпръскването.

3. Магнитно записване и възпроизвеждане. Този на­чин е открит през 1899 г. от датчанина Валдемар Поулсен, но до 1940 г. почти не се използвал, поради неговото лошо качество. Усъвършенстването на магнитофона, в който се изполва преднамагнитване с ултразвукова честота, и на магнетофонните ленти след 1945 г. извършва революция в звукозаписвателната техника. По своите електроакустични и експлоатационни качества магнитофонът превъзхожда всички други системи и изиграва голяма роля в зву­козаписвателната техника и в живота на хората

Магнитният звукозапис се осъществява на феромагнитна лента, която преминава с постоянна скорост покрай една записваща глава. Лентата се намагнитва в зависимост от променливото напрежение, приложено на записващата глава. Записът се възпроизвежда, като намагнитената лента се прекарва покрай възпроизвеждащата глава, която преобразува остатъчните магнитни потоци в електрически напрежения. Получените напрежения задействат високоговорител.

4. Термопластично записване. Този вид звукозапис съчетава скоростта и голяма част от предимствата на магнитното и оптичното записване.

Тази система е способна да запише определено количество ин­формация за 100 пъти по-кратко време от времето при магнитното записване. Чрез термопластично записване може да се записва не само звукът, но и черно-бели и цветни образи. Термопластичният звукозапис не изисква химическа обработка, както фотографичният филм. Използваната лента може да бъде изтрита и отново да се записва. Възпроизвеждането на записаната информация изисква само малки изменения на стандартните устройства за прожектиране на кинофилми.

Термопластичното записване се извършва по следния начин. Звуконосителят се състои от лента, образувана от три прозрачни пласта,, разположени един върху друг:

а)  основа с висока температура на топене, подобна на основата на кинофилмите;

б)  проводим пласт в допир с основата;

в)  термопластичен материал, нанесен върху проводимия пласт.

Информацията, която трябва да се запише, модулира интензив­ността на тесен сноп от електрони. Електронният сноп наслагва елек­трически заряди върху външната повърхност на термопластичния мате­риал, който в последствие се размеква чрез високочестотно нагряване. Привличането, което се получава между проводимия пласт и зарядите, насложени върху повърхността на лентата, изменя дебелината на термопластичната лента със стойност, която зависи от интензивността на електростатичните сили и вискозитета и еластичността на средата. Измененията на дебелината се правят постоянни чрез бързо охлаждане на лентата. Общото времетраене на записването е по-малко от 1/100 сек. По този начин е възможно върху една пътечка с ширина 2,5 мм да се запишат сигнали с честота 50 мгхц при скорост на лентата 12,5 см/сек, т. е. една честотна лента, 10 пъти по-широка от честотната лента на съвременните магнитофонни ленти. Изтриването става, като лентата се затопля до температура, по-висока от температурата при записва­нето, вследствие на което лентата се размеква и става проводима. Остатъчните заряди се разпръскват и повърхностното напрежение на материала, който е станал леплив, изравнява външната повърхност.

Целият апарат работи във вакуумна среда, свързана постоянно с помпи, които поддържат вътрешното налягане, равно на около 1/10000 мм живачен стълб.

Записаните информации на филма под формата на образи или под друга форма може да бъдат непосредствено възпроизвеждани по същия начин, както обикновена филмова лента, тъй като светлинните лъчи, които преминават през лентата, се пречупват по закон, който зависи от деформациите на носителя.

За прожекция може да се използва обикновен киноекран.

5. Цифров звукозапис. За него в Интернет е писано изключително много и затова тук ще го разгледаме съвсем накратко. Това е резултатът от преобразуването на аналоговия сигнал от звуковия диапазон в цифров аудиосигнал. Преобразуването се осъществява от аналого-цифров преобразувател (АЦП). Той извършва ограничение на честотната лента чрез филтър за ниски честоти, за да потисне спектралните компоненти, чиято честота надвишава половината от честотата на дискретизация (Дискретизация е процесът на преобразуване на непрекъснат аналогов сигнал в сигнал с дискретни стойности. Дискретът представлява стойността на сигнала в даден момент от времето.)

Непрекъснатият аналогов сигнал се ,,реже“ на участъци с честота на дискретизация. Получава се дискретен цифров сигнал, който се квантува с определена разрядност. След това той се кодира, тоест заменя се с последователност от кодови символи. За качествен звукозапис в честотния диапазон 20-20 000 Hz е приета минимална стандартна честота на дискретизация 44,1 kHz и повече. В последно време се появиха АЦП и ЦАП (цифрово-аналогови преобразуватели) с честоти 192,3 и даже 384,6 kHz. За получаване на добър запис е достатъчна 16-битова разрядност, но за повишаване на динамичния диапазон и качеството се използва 24 и 32 бита.

А за какво е необходим цифрово-аналоговият преобразувател? Той преобразува последователността от числа в аналогов сигнал. ЦАП е свързващо звено между цифровото устройство и аналоговия сигнал.

Един материал на Сандъците – Sandacite.

Телевизионен ретранслатор е уред за приемане, преобразуване и препредаване телевизионен сигнал… а ние от Сандъците – Sandacite ей сега ще Ви разкажем за един български такъв!

Телевизионният ретранслатор ТРС5-Д  е разработка на Научноизследователския институт по съобщенията от 1966 г. и след усвояването му в масово производство става един от основните видове ретранслатори в България. По важните параметри на този лампов телевизионен ретранслатор са следните:

а)   изходна мощност 5 W, измерена с товарно съпротивление 75 ома и входен сигнал от немодулиран сигналгенератор;

б)   чувствителност — 8 kT₀;

в)   АРУ — при изменение на входния сигнал с + 6dB измененията на изхода, по-малки от +/- 1 dB;

г)   честотна характеристика — неравномерност от —0,75 до + 6,75 MHz +/- 1 dB; за честоти, по-ниски от —4,5 MHz и по-високи от + 10,5 MHz, затихване, по-голямо от —20 dB;

д)   входен и изходен импеданс —75 ома;

е)    температурен режим — от —30 до +40°С;

ж)  допустими изменения на мрежовото напрежение — 220 V — 20 % до +15  %> 50 +/- 1 Hz;

з)    пускане и спиране — автоматично в зависимост от захранва­щата програма;

и)    консумирана мощност — 130 W.

На долната фигура е показана блоковата схема на ретранслатора.

Ретранслаторът се включва и изключва автоматично от дежурния приемник. Възможно е ретрансла­торът да се остави постоянно включен, като за целта е предвиден съответният превключвател. Контролът за състоянието на радиолампите се извършва със собствения уред, който постоянно показва из­ходното ниво. Конструктивно ретранслаторът е осъществен на бло­кове, които лесно могат да се свалят за ремонт. Целият електрически монтаж е закрепен на подвижна рамка, която се отваря и позволява достъп до монтажа в процес на работа.

Поради факта, че телевизионният ретранслатор работи без обслужващ персонал, предвидено е затваряне на апаратурата в здрав метален шкаф и заключване със секретна брава.

Литература:

Сп. Съобщения, 9-1967

Поздравления, попаднахте в Сандъците – Sandacite, където ще прочетете всичко за катода – важен елемент в електронните лампи.

В ТАЗИ публикация се запознахме с явлението електронна емисия, което всъщност прави възможна работата на радиолампите. За да се излъчат електрони от катода обаче, първоначално е необходимо той да бъде нагрят.

Точно по този признак катодите се разделят на два вида: катоди с пряко и непряко отопление.

Катоди с пряко отопление

При катодите с пряко отопление електроните се излъчват не­посредствено от отоплителната жичка, загрявана от протичащ през нея електрически ток. По форма те биват най-различни в зависимост от ламповата конструкция: праволинейни, Л-образни, М-образни
и др. (фиг. 2а), при което с различните форми се цели увеличаване на емитиращата повърхност (нормално!). По вид те могат да бъдат или от чист метал, или активирани, или окисни. Поради малката тем­пературна инертност на металната нишка при загряване на тези катоди с променлив ток се предизвиква пулсиращо излъчване на електрони (съгласно закона на Ричардсън) с честота, двойно по-голяма от честотата на променливия ток, който е нежелателно явление в лампите. По тази причина тези катоди се загряват само с постоянен ток от химически източник или подходящ изпра­вител.

Катоди с непряко отопление

Катодите с непряко отопление са пред­назначени за загряване с променлив ток. Принципното им устройство е показано на фиг. 2б. При тях емитиращата повърх­ност е отделена електрически от отоплител­ната жичка и представлява металически цилиндър, покрит с активен слой. Практи­чески изолацията се постига или чрез по­ставянето му върху керамична пръчка, през която по канали е прекарана отоплителната жичка, или чрез покриване на последната с топлоустойчив изолационен пласт от алу­миниеви окиси. При това отоплителната жичка може да има различни форми, както е показано на фигурата. Предвид голямата температурна инертност на изолационния слой температурата на емитиращата повърх­ност остава постоянна независимо от момент­ните изменения на силата на променливия отоплителен ток. Тези катоди се наричат още еквипотенщални катоди.

Схематичното изображение на катодите с директно и индиректно загряване е посочено на фиг. 2в.

Но както се казва обикновено в рекламите – това не е всичко. За сравнение и оценка на ка­чествата на различните катоди са въведени следните параметри:

а)  Специфичната емисия на катода — представлява стойността на емисионния ток от 1 см² от повърхността на катода. Тя зависи както от материала, така и от температурата му. Измерва се в mA/см².

б)  Специфична отоплителна мощност на катода — представлява отоплителна мощност, която се пада на 1 см² от повърхността му. Измерва се във W/см².

в)  Ефективност на катода — представлява отношението между специфичната емисия и специфичната отоплителна мощност на катода и показва колко милиампера (mA) емисионен ток може да се получат от 1 W отоплителна мощност. Измерва се в mA/W.

г)  Дълготрайност на катода — представлява срокът за нормална експлоатация на катода, в който той не променя емисионните си качества извън допустимите граници, т. е. срокът, в който електрон­ната лампа е годна за използуване. Измерва се в работни часове.

Отделно пък, че в зависимост от материала, от който са направени, катодите на електронните лампи се делят на катоди от чисти метали, активирани катоди и окисни катоди.

На горната снимка – устройство на лъчевия тетрод EL36. Катодът е продълговатото метално парче най-горе вляво.

Катоди от чисти метали

За изработване на катоди от чисти метали днес се използуват волфрамът и танталът, които имат сравнително висока температура на топене (волфрамът — 3370 °С, а танталът — 2850 °С) и могат да се обработват във вид на тънки жички или ленти. По-често се срещат волфрамовите катоди, тъй като танталът при високи температури става крехък и чуплив. Волфрамовите катоди се отличават със срав­нително ниска ефективност (2—6 ма/вт), но затова пък притежават други положителни качества. Те например са по-устойчиви на йонна бомбардировка, която се получава при високи анодни напрежения, а също при загряване на катода без анодно напрежение се подобрява вакуумът на лампата.

Активирани катоди

Устройството на активираните катоди почива на свойството на някои метали да увеличават многократно специфичната си емисия при покритие с тънък слой от друг метал. При това тези катоди работят при сравнително ниски температури на загряване, поради което имат голяма ефективност. Най-употребяваните днес активирани катоди са торираните и карбидираните катоди.

Окисни катоди

Поради добрите си качества окисните катоди са едни от най- употребяваните в електронни лампи от времето на разцвета на тази техника. Тяхната структура е значително по-сложна от тази на активираните катоди. За основен материал при тях се използва никел, върху който се нанасят по механичен път изходните продукти за окисно покритие — бариев и стронциев карбонат. Чрез външна термична обработка (високочестотно загряване) върху никеловия катод остава покритие от окисен слой, който служи за източник на електрони.

Чрез изпарение на специално вещество, наречено гетер, в балона се постига висок вакуум, като парите му поглъщат газовете в балона и се полепват по стъклото.

Един  материал на Сандъците – Sandacite.

Днес в Сандъците – Sandacite разглеждаме различни видове микрофони.

1. Общи сведения за микрофоните

Микрофоните са електроакустични преобразуватели, които превръ­щат енергията на звука (акустичната енергия) в електрическа. Те спадат към групата на звукоприемниците.

При съвременните микрофони звуковите вълни оказват механично въздействие върху мембраната на микрофона и я принуждават да тре­пти. Трептенията на мембраната създават в електрическата верига на микрофона променливи токове или напрежения със същата честота, каквато са имали звуковите трептения.

Почти всички микрофони представляват пасивни електромеханични четириполюсници. Изключение е въгленовият микрофон. Той е активен електромеханичен четирчполюсник, който има усилвателно действие. В електроакустическата наука зависимостите във въгленовия микрофон се изразяват главно с нелинейни уравнения.

Както се досещаме, приложението на микрофоните е доста обширно. Те се използват в радиоразпръскването, звукозаписването и в много други специални области.

https://www.sandacite.bg/въгленови-микрофони-и-как-се-правят/amp/

2. Видове микрофони според принципа на действие

Според физическия принцип, на който е основано получаването на променливите токове (напрежения), или според начина на преобразу­ване на акустичната енергия в електрическа се различават следните видове микрофони:

а.  Въгленови или контактни. В тях се използва свойството на въгленовите зрънца да изменят контактното си съпротивление в за­висимост от променливото звуково налягане върху контактната повърх­ност.

б.  Електродинамични или индукционни. В тях се използува прин­ципът на електромагнитната индукция: действието на звуковите вълни предизвиква трептения на закрепения в магнитното поле проводник, при което в него се индуктира електродвижеща сила със звукова че­стота. Според формата на проводника се различават лентови микро­фони (трептене на проводник-лента в магнитно поле) и микрофони с подвижна бобинка (трептене на бобинка в магнитно поле).

в.  Електростатични или кондензаторни. В тези микрофони се из­ползват променливите токове, които се получават във веригата на зареден кондензатор, чийто капацитет се изменя при изменяне на раз­стоянието между плочите му под действието на звуковите вълни.

г.  Пиезоелектрически или кристални. Действието на тези мик­рофони се основава на директното използуване на пиезоелектрическия ефект, т. е. на създаването на електрическо напрежение при налягане, на звукови вълни върху пиезокристала.

Известни са и следните видове микрофони: електромагнитни, тер­мични, газови, капилярни, лазерни, магнитострикционни, фотоелектрически и електронномеханични.

3. Видове микрофони от акустично гледище

Според начина на приемане на звука, който характеризира естест­вото на силите, действуващи върху микрофона и определящи неговата пространствена (насочена) характеристика, микрофоните се разделят на следните три групи:

а.  Микрофони за налягане. При тези микрофони силата, която действа върху подвижната система на микрофона, е пропорционална на звуковото налягане (напр. едностранен въгленов микрофон).

б.  Микрофони за градиент на налягане. При тях силата, която действува върху трептящата система на микрофона, е пропорционална на градиента на звуковото налягане, т. е. на разликата на налаганията, които действуват от двете страни на мембраната. Тези микрофони се наричат още микрофони за скорост, тъй като електродвижещата им сила се определя от скоростта на трептене на мембраната (напр. лентов микрофон).

в.  Комбинирани микрофони. Те представляват комбинация от мик­рофон за налягане и микрофон за градиент на налягане.

Звуковата вълна се характеризира с периодични изменения на на­лягането и скоростта на трептенията на въздушните частици, които въздействат на микрофона. Получената от микрофона електрическа енергия съответствува на трептенията на средата. При микрофоните за налягане получената електродвижеща сила отговаря на измененията на налягането, а при микрофоните за скорост — на трептенията на ча­стиците на средата или на колебателната скорост.

Съгласно разгледаната електроакустическа аналогия микрофонът за налягане в акустичната система е аналогичен на волтметъра в елек­трическата верига, а микрофонът за скорост е аналогичен на амперме­търа.

4. Видове микрофони според други признаци

Всички микрофони се разделят на:

а. Микрофони-релета, в които електрическата енергия се полу­чава от страничен източник. Към тези микрофони спадат въгленовите и кондензаторните микрофони.

б. Микрофони-генератори, които непосредствено превръщат механичната енергия на звуковите трептения в електрическа. Към тези микрофони спадат електродинамичните и пиезоелектрическите ми­крофони.

5. В зависимост от мястото на резонансната честота в честотната характеристика, която определя тембъра на микрофона, с който той предава музиката и говора, видовете микрофони може да са три групи:

а. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в началото на честотната характеристика. В трептящата система на тези микрофони преобладава масата. Микрофоните пре­дават много добре при ниските честоти и запазват тембъра на говора и музиката. Такъв микрофон е двустранният лентов микрофон, който предава говора и музиката с мек, приятен тон.

б. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в горния край на честотната характеристика. Трептяща­та система на тези микрофони се управлява от еластичността. Тези микрофони предават много добре при високите честоти. Такива микро­фони са кондензаторните и клетъчните пиезоелектрически. Те предават говора и музиката с остър, рязък тон.

в. Микрофони, чиято резонансна честота се намира в обхвата на честотната характеристика. В механичната трептяща система преобладава активното съпротивление. Типичен микрофон от тази група е електродинамичният микрофон с трептяща бобинка. Честотната характеристика на тези микрофони има няколко резонансни върха. Микрофоните предават добре при високите честоти, но при високи звукови налягания не могат да възпроизвеждат добре преходните явления, поради което изкривяват тембъра на гласа и на музикалните инструменти.

Електронните лампи хексод, хептод и октод спадат към т.н. многорешетъчни лампи. Тя ще разгледаме сега в Сандъците – Sandacite.

Наскоро Ви представихме статия, в която разгледахме електронни лампи, които се на­ричат още прости лампови системи:

Лампите с повече от пет електрода се наричат сложни и се де­лят на многорешетъчни и комбинирани. Многорешетъчните лампи ос­вен функциите на простите лампови системи имат и други — специални, в светлината на които ще бъде разгледано тяхното устройство и дей­ствие. Докато комбинираните лампи, както е видно от името им, пред­ставляват комбинация от две и повече лампови системи с познато дей­ствие. По тези причини те ще се разгледат само информативно.

Познавайки свойствата им, лесно е да направим извода, че всяка следваща от тях може да изпълнява функ­циите на предната, но обратното не винаги е въз­можно.

Лампите с повече от пет електрода се наричат сложни и се де­лят на многорешетъчни и комбинирани. Многорешетъчните лампи ос­вен функциите на простите лампови системи имат и други — специални, в светлината на които ще бъде разгледано тяхното устройство и дей­ствие. Докато комбинираните лампи, както е видно от името им, пред­ставляват комбинация от две и повече лампови системи с познато дей­ствие. По тези причини те ще се разгледат само информативно.

ШЕСТЕЛЕКТРОДНА ЛАМПА (хексод)

Хексодът е най-простата многорешетъчна лампа. Нейното предназначение в електронните устройства е да из­върши смесване на две различни по честота напре­жения, в резултат на което да се получи трето, отличаващо се по честотата от първите две.

Поради това си действие хексодът спада към смесителните лампи.

Устройството на хексода е показано на фиг. 2. Видно е, че той има 6 електрода: катод, анод и 4 решетки. Ха­рактерно за него е, че двете от решетките му са управляващи, което дава възмож­ност за осъществяване на двойно управление на анодния ток. Другите две са заслоняващи и имат общ извод върху цокъла на лампата.

Наличието на две управляващи решетки в хексода определя не­говите две решетъчни характеристики I_а = f1 (U/P1) и Ia = f2 (Up) при

постоянни напрежения на другите електроди. Характерно за тези ха­рактеристики е, че стръмността на всяка от тях, означена съответно с S1 и S3 е в зависимост от другата и става по-голяма, колкото по­тенциалът на решетката, определяш другата характеристика, е по- малко отрицателен. От тази зависимост се определя така наречената константа на смесването (K_С), която има измерение mA/V² и показва с колко mA/V се изменя стръмността на едната характеристика, когато потенциалът на другата решетка се изменя с 1 V.

Нормално при хексода стръмността S1, определена от първата управляваща решетка, е по-голяма и затова при действие на хексода като смесител на нея се подава по-слабият сигнал (входният), а на р₃ — сигналът на местния осцилатор (автогенератор), който е с по-големи амплитуди.

СЕДЕМЕЛЕКТРОДНА ЛАМПА (хептод)

Хептодът има същото предназначение както хексодът — да из­върши смесване на две напрежения с различни честоти.

Хептодът има седем електрода: катод, анод и пет решетки, по­ради което се нарича още пентагрид. Той се явява в две разновид­ности — хептод смесител и хептод преобразовател.

Хептодът смесител проилиза от хексода, на който е вградена още една решетка между анода и катода. Тази решетка както третата ре­шетка на пентода има предназначение да премахне динатронния ефект, който може да възникне в процеса на работата на смесителя, и се нарича също спираща или антидинатронна. Освен това тази решетка подобрява значително и параметрите на лампата, като увеличава въ­трешното й съпротивление и намалява проходните капацитети. Пред­назначението и устройството на останалите електроди са същите както на хексода. Устройството на хептода смесител е показано на фиг. 3, а.

Хептодът преобразовател има конструкция, различна от тази на смесителя (фиг. 3, б). Той е приспособен не само да извършва смесване на две честоти, но и да създаде едната от тях, т. е. той дей­ства и като автогенератор (осцилатор). За включване като авто- генератор се използува триодната му система (катод, р1 и р₂), в която р₂ играе роля на анод. Входният сигнал се подава на втората управля­ваща решетка (р₄), а р3 и р₅, които имат общ извод, са заслоняващи.

Действието на хептода се заключава в това. че създаденото в триодната система високочестотно напрежение е приложено върху р1 и чрез нея въздейства на общия емисионен ток на лампата. Посредством влия­нието и на входния сигнал, приложен върху р4, се осъществява двой­ното въздействие върху анодния ток.

ОСЕМЕЛЕКТРОДНА ЛАМПА (октод)

Октодът е преобразователна лампа с осем електрода: катод, анод и 6 решетки. Отличава се от хептода преобразувател по това, че има и антидинатронна решетка. Освен това по-късните октоди имат редица вътрешноконструктивни подобрения, които осигуряват пълна независимост на двете системи — входната и генераторната. Например при него р1 има подходящо закрепване в 4 точки, р₂ е видоизменена като плочка или пръстен и др. Означението на октода е показано на фиг. 4, а и б.

Използвана литература:

Атанасов, Александър, и др. Учебник за радиолюбителя. София, Медицина и физкултура, 1962.

Илиев, Максим, и др. Слаботокови елементи. За IV и V курс на отдел „Слаби токове“ при техникумите по електротехника. София, Нар. просвета, 1953.

Топалов, Минко. Електронни лампи. Ч. 1. София, 1953.

Темата днес в Сандъците – Sandacite e електронната емисия.

Електронната емисия пред­ставлява излъчване на свободни електро­ни от повърхността на металите при определени ус­ловия. Действието на електронните лампи се основава именно на принципа на електронната емисия и на протичане на електрически ток във вакуум. Затова електронните лампи общо се наричат електровакуумни прибори.

Възможността за излъчване на такива електрони от металите се обуславя от тяхната структура. Както е известно, атомите на мета­лите в твърдо състояние са подредени правилно и образуват кристал­ната решетка на метала. Външните електрони на металните атоми са слабо свързани с ядрата, което позволява лесното им отделяне под формата на свободни електрони. При нормални условия свободните електрони се движат хаотично в междуатомното пространство на ме­тала. Практически те не напускат неговата повърхност, тъй като кинетичната им енергия не е достатъчна да преодолее притегателното действие на повърхностните положителни метални йони. За да се предизвика излъчване на тези електрони, необходимо е да им се при­даде допълнително енергия отвън, която да увеличи скоростта им, а с това и кинетичната им енергия. В зависимост от вида на прило­жената енергия електронната емисия бива:

а) Термоелектронна емисия — когато излъчването на електроните се предизвиква от загряването на метала.

б) Вторична електронна емисия — когато излъчването на елек­троните се предизвиква чрез избиване на същите от повърхността на метала при бомбардиране на последната с бързо движещи се електрони.

в) Фотоелектронна емисия — когато излъчването на електроните се предизвиква чрез облъчване на металната повърхност с лъчиста енергия.

г)  Автоелектронна (студена) емисия — когато излитането на елек­троните се осъществява чрез поставяне на металната повърхност под действието на силно електрическо поле.

Класическите електронни лампи са устроени и действат по принципа на термоелектронната еми­сия. Те представляват система от електроди, поста­вени във вакуум, един от който има предназначение да излъчва електрони, за която цел същият се загрява посредством електрически ток до определена темпе­ратура. Този електрод се нарича термокатод или само катод. Ко­личеството на емитираните електрони или силата на емисионния ток е в зависи­мост от температурата на катода, която зависимост се изразява, както е посо­чено графически на фиг. 2.

За изследване на тази зави­симост и построяване на графика й необходимо е излъчените електрони да се поставят под действието на ускоря­ващо електрическо поле. За целта на един от елек­тродите на електронната лампа се подава сравнително висок положителен потенциал, който насочва движението на излъчените електрони и предизвиква протичането на електрически ток от катода през ва­куума към този електрод. Във всички електронни лампи този електрод се нарича анод.

В Сандъците – Sandacite представяме видовете мълниезащитни инсталации преди половин век.

Предназначение. Мълниезащитните (гръмоотводните) инсталации са предназначени да предпазват хората, сградите и електрическите уредби във и около тях от повреди или пожар вследствие на удари от мъл­ния. Те служат постепенно да изравняват потенциалната разлика между земята и наближаващ наелектризиран облак или околното ста­тично електричество, като отвеждат електрическите заряди безопасно- към земята. Падане на мълния върху дадена мълниезащитна инсталация показва, че инсталацията не е изправна.

Главни съставни части. Една мълниезащитна инсталация има след­ните главни части;

• хващател (гръмоотвод), който се състои от стърчащи над сградата метални тела, плоскости и проводници, монтирани на най- опасните за удар от мълния места, напр. на покрив, по комини, на върха на кули и др.
• отводни проводници, които свързват хващателите със заземителите и отвеждат електрическите пълнежи към земята:
• заземители, които свързват гръмоотводната инсталация със земята.

Освен тези части за мълниезащитната инсталация са необходими още подпорни дюбели и скоби, предпазни стоманени тръби и съединителни части. За подобряване ефикасността на мълниезаитната инсталация външните метални части на сградата, а особено такива с широки до­пирни плоскости към земята трябва по възможност да се свържат помежду си и с гръмоотводната инсталация.

Видове гръмоотводи. Според устройството се различават следните видове гръмоотводи:

1. Гръмоотвод на Франклин. Представлява стоманен прът със заострен връх, който се закрепва на билото на покрива и се свързва тоководно със земята. Този гръмоотвод служи за отвеждане на най- близките електрически пълнежи на околните въздушни пластове в земята. Предпазното му действие е слабо.

1. Гръмоотвод тип Фарадеев кафез. Състои се от няколко къси стоманени пръта, прикрепени по билото на сградата и съединени с ме­тални жици или ленти помежду си и към металните части на покрива. Тази обща метална мрежа се съединява тоководно към земята, заема до­ста голяма площ и затова такъв гръмоотвод е по-ефикасен от първия вид.

3. Радиоактивен гръмоотвод (фиг. 4) Той е най-ефикасен и технически най-издържан. Състои се от месингов прът, съединен и долния си край тоководно със земята, а на горния си край има пор­целанова полусфера. Полусферата е покрита отвътре с неразтворима дълготрайна радиева сол, а под нея има изолиран от пръта метален диск. Към диска тоководно са прикрепени три извити нагоре метални пръчки, които са покрити на върховете също с радиева сол. Чрез тези пръчки металният диск получава потенциала на околните въздушни пластове, който винаги е по-голям от този на свързания със земята метален прът. При повишаване на потенциалната разликата става бе опасно прехвърляне на електрическите заряди от металния диск през месинговия прът към земята. Радиоактивният гръмоотвод има най-силно предпазно действие, което стига до 500 — 600 м в радиус около сградата.

Проект и монтиране на мълниезащитна инсталация. При изра­ботване на проект за мълниезащитна инсталация се използва планът на сградата с точните й размери, формата видът и металните части на покрива (особе­но изпъкналите части), главните подходящи места за заземители до и около сградата (водопровод, жп. релси, помпи и др.), север­ната посока и предназначението на сградата. Например за предпазване от мълнии на складове за бойна техника се увеличава броят на покривните проводници и заземителвте, които се полагат на известно разстояние и сградите. Гръмоотводите се поставят на 5 от покривните ъгли.

Броят и видът на хващателите, покривните проводници и използва­нето иа металните части от покрива зависят от формата и строителни те особености на последния. Тогава се установяват и местата на отводните проводници и заземителите, като се използуват всички метални части по и в сградата, включително и водопроводът. Така мълниезащитната инсталация, разклоненията й и всички метални части на сградата и около нея образуват обща метална мрежа от билото на сградата до земята.

Ha фиг. 5 е показан нагледен проект за мълниезащитна инсталация, където с 1 са означени хващателите, с 2— покривните проводници, с 3 — отводните проводници и с 4 — заземителите.

При монтажа на мълниезащитната инсталация важат следните технически правила и норми за отделните съставни части.

Хващатели. Това са къси пръти от кръгла или че­твъртита плътна поцинкована стомана или тръба от същия материал, която е запушена горе, за да не влиза вода. Формата на върха е без шачение и не е необходимо да бъде от благороден метал. Хващатели са особено необходими за високи сгради и съоръжения (кули, камба­нарии, фабрични комини, антенни мачти и др.). Ако изпъкващите над сградата метални части имат достатъчно сечение, те също се използват за хващатели или се полага хващателна мрежа ог проводици. В такъв случай проводниците се прекарват по билото и ръбовете на покрива и стряхата. Ако покривът е с наклон над 25 °, проводниците по ръбовете на стряхата отпадат. При наклон под 35 разстоянието между хващателите трябва да е 15-20 м, което определя и броя им. Хващателите се прикрепят обикновено към комини или към билото на покрива и се съединяват с покривните проводници чрез малка плочка а основата на пръта или чрез съединителна муфа.

Покривни проводници. Полагат се на изложените на мълния северни места и служат и за хващатели. Ако билото на сградата е дълго над 20 м и по него се прокара проводник, той трябва да има разклонение към отводните проводници на всеки 15 — 20 м. Провод­ниците се прикрепват със стоманени подпорки на всеки 1—2 и са на 5— 10 см от покрива, а на билото — на 20 см. При меко покрити (слама, тръстика) покриви разстоянието от покрива се удвоява.

Отводни проводници. Те трябва да са най-малко два и во­дят от покрива към заземителите. Броят им се определя от покрив­ните проводници, които са прокарани наклонено от билото до стряхата. Разстоянието между отводните проводници трябва да е над 20 м. Те се полагат също към стоманени подпорки на 2 — 5 см от стените. Разстоянието между подпорните е около 1,5 м. За отводни про­водници се използват и водопроводни или водосточни тръби, ако ча­стите им са сигурно тоководно свързани. Тогава те се свързват към мълниезащитната инсталация. За предпазване от механични повреди от­ходните проводници се поставят на 2 — 2,5 м от земята в стоманени грьби, които влизат най-малко на 20—30 см в земята, а горният им край е свързан тоководно с проводниците. Съединенията се предпаз­ват от атмосферни влияния чрез намазване с миниум и безир или с асфалтов лак.

Отводните проводници са обикновено от медно въже с най-малко течение 25—50 мм². Поцинковани стоманени проводници на­мират малко приложение, като се използват само стоманени въжета със сечение 50 — 100 мм² и диаметър на отделните жици, не по-ма­лък от 3 мм. Отводните проводници трябва да са възможно най-къси, с най-малък брой съединения и добре свързани, за да има силен елек­трически и механичен контакт.

Заземители. Те трябва да са най-малко два: главен и допълни­телен. Главните заземители са медни или поцинковани стоманени плочи, водопроводни или изворни тръби под нивото на подпочвената вода и др. Допълнителни заземители са забити в земята стоманени тръби, из­теглени ленти или проводници, съединения с жп. релси или със заземители на силнотокови инсталации с работно напрежение до 1 кв.

Дебелината на стоманените заземителни плочи е минимум 3 мм, и на медните — 1,5 мм. За заземителни проводници могат да се изпол­зват водопроводни тръби на сградата или до 10 м от нея. Съедине­нията в земята трябва да са сигурни (спойки или занитване) и се по­криват със защитно асфалтово покритие. Такова покритие на заземите­ли не се прави за избягване на лош контакт (голямо земно съпротив­ление). При високолежаща подпочвена вода се използват плочи или тръби, а при дълбоко ниво — заземителна мрежа от дълги и разклоне­ни проводници.

Особени случаи. Близки до сградите дървета представляват опас­ност и затова се отсичат или отводните проводници се поставят близо до тях, или дърветата се предпазват с гръмоотводна инсталация. От­водни проводници се полагат и близо до увода на електрически про­водници в сграда или до положени покрай нея такива. Ако въздушните електрически проводници към сградата имат заземен проводник, той и металните му подпори се свързват към гръмоотводната инсталация.

При проверка на мълниезащитна инсталация най-много се вни­мава за съединителните връзки и за земното съпротивление, което е над 1 ом. В неблагоприятни случаи се допуска 5 — 25 ом, като се внимава то да бъде по-малко от това на близкостоящи заземени иредмети.

Мълниезащитни инсталации трябва да имат сградите, които:

• служат за многолюдни събрания — учебни заведения, болници, казарми, затвори, кина и театри, хотели, фабрики и заводи, учрежде­ния и др.;
• служат за производство, обработка и складиране на леснозапали­ми или експлозивни материали — хартия, текстил, кибрит, бензин, ди­намит, барут и др.;
• при разрушаване ще затруднят населението — електроцентрали, станции, трафопостове, водни резервоари за водопроводи и др. п.;
• съдържат предмети с голяма научна, историческа или художест­вена стойност — музеи, библиотеки, изложбени сгради и др.;
• поради местоположението си са изложени на опасност от мъл­ния— кули, фабрични комини, къщи по височини и пр.;
• вече са ударени от мълния или близо до които често пада мълния.

Литература:

Андреев, Асен, Б. Костов. Наръчник за проектиране на вътрешни електрически инсталации. София, Наука и изкуство, 1956.

Петров, Ал., А. Василев. Електроинсталационно дело. София, Техника, 1963.