Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники

Основана в 1947 году Выпуск !059 Н.М. ИЗЮМОВ, Д.П.ЛИНДЕ ОСНОВЫ РАДИ ОТЕХНИ КИ Издание четвертое, переработанное и дополненное москвл «Рлдио и связь 1ззз ББК 32.84 ИЭ9 УДК 621.37 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: БОРИСОВ В. Г., БЕЛКИН Б. Г., БОНДАРЕНКО В. М., ГЕНИ- ШТА Е. Н., ГОРОХОВСКИЙ А. В., ЕЛЬЯШКЕВИЧ С. А., ЖЕ- РЕБЦОВ И.

П., КОРОЛЬКОВ В. Г., СМИРНОВ А. Д., ТАРА- СОВ бг. И., ХОТУНЦЕВ Ю. Л., ЧИСТЯКОВ Н. И. Изюмов Н. М., Линде Д. П. И39 Основы радиотехники.— 4-е изд., перераб. и доп.— Мл Радио и связь, 1983. — 376 с., ил. — (Массовая радиобиблиотека. Вып. 1059).

В перл 2 р. 80 к. Изложены физические законы н явления, нэ которых основана работа радиотехнических устройств различного назначения, и описаны принципы действия элементов таких устройств. Третье издание вышло в 1971 г. Нестоящее издание дополнеяо материалами по полупроаодвиковмм приборам и их практическому применению. Для шярокого круга радиолюбителей. 2402020000 — 013 И 168 — 83 046(01) — 83 ББК 32.84 ббэ2 РЕЦЕНЗЕНТ ДОКТОР ТЕХН. НАУК Н. И.

ЧИСТЯКОВ Редакция научно-популярной литературы и массовой радиобиблиотекн НИКОЛАЙ МИХАЙЛОВИЧ ИЗЮМОВ ДМИТРИЙ ПАВЛОВИЧ ЛИНДЕ ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ Редактор Е. А. Хурт ни. Редактор издательства Н. В. Ефимова Обложка кудожника С. Н. Голубева. Художественный редактор Г. Н. Коза нов Технический редактор Л. К. Грачева. Корректор Л. В. Алексеева ИБ 36 66? Типография издательства Радио и связь» Госкомиздата СССР !01000 Москва, ул.

Кирова, д. 40 © Издательство еРадио и связь», 1983 Сдано в набор 30.03.92 г. Подписано в печать 3.02.33 г. Т-04630 Формат 60Х900в Бумага твп. № 2 Гарнитура литературная Печать высокая Уел. печ, л. 23,6 Уел. кр.-отт. 23,3 Уч.-иэд. л. 34.64 Тираж 60000 экз. Изд. № !9466 Ззк. № !31 Це«а 2 р, Вв к. Издательство «Радио в связьз. !О!000 Москва, Главпочтамт, а/я 693 ПРЕДИСЛОВИЕ Радиотехника в нашей стране стала одной из важнейших отраслей техники, решающей крупные задачи промышленного, экономического и культурного прогресса.

С каждмм годом расширяется фронт ее применения и вместе с тем неуклонно развивается радиолюбительство. Все это повышает тягу к радиотехническим знаниям у советских людей и в том числе у многочисленного отряда радиолюбителей, стремящихся к систематизации своих знаний. Изучение радиотехники затруднено для массового читателя тем, что обычно оиа излагается с использованием аппарата высшей математики.

В тех случаях, иогда этот аппарат не используется, изложение многих вахсных вопросов проводится упрощенно, без должной глубины и многие сведения приводятся без доказательств и достаточно строгих объяснений. Между тем радяотехника — наука весьма стройная, все в ней взаимосвязано, одно строятся на другом, поэтому недопонимание основных фундаментальных явлений и занонов радиотехники не дает читателю возможности уяснить все остальное.

В предыдущих изданиях книги мы ставили своей целью изложить основы радиотехничесних знаний, пользуясь только аппаратом элементарной математяки, и вместе с тем старались дать возможно более строгий анализ важнейших явлений, на ноторых основана работа радиотехнических устройств. Это, конечно, требует от читателя внимания и определенных усилий. Мы рассчитывалиоднано, на читателей, которых трудности не оттолкнут, и эта надежда оправдаласгн книга нашла своего читателя. Поэтому н в данном издании нниги основная ее установка осталась прежней.

Учитывая происходящее за последние годы интенсивное развитие полупроводниковой электроники, было принято решение расширить в новом издании книги материалы, посвященные работе полупроводниковых приборов и их практическому использованию. Вместе с тем в книге сохранено описание работы электронных ламп и ламповых схем. Это сделано потому, что при всех успехах полупроводниковой техники ламповые устройства по экономическим и производственным причинам еще длительное время будут применяться.

В ряде мощных и высоковольтных устройств замена ламп на полупроводники либо нерациональна, либо невозможна. Кроме того, в настоящее время ведутся работы по совершенствованию низковольтных ламп с холодными катодами, которые при аналогичных размерах по ряду показателей превосходят транзисторы. Вырисовывается перспектива слияния в дальнейшем микроминиатюрной ламповой и полупроводниковой техники. Первоначальное же усвоение общих идей и принципов, используемых в радиотехнике, достигается легче на примере ламповых устройств. Мы являемся свидетелями бурного развития радиоэлектроники.

Привести в одной книге описание всех ее средств и устройств невозможно. Поэтому в данной книге авторы видели свою основную задачу в изложении лишь фундаментальных идей, явлений и принципов, которые используются в радиотехнических устройствах различного назначения. Чтобы читатель получил представление о том, как они реализуются на практике, в заключительных разделах княги рассказано о построении радиопередающих и радноприемных устройств и дается обзор важнейших областей применения радиотехники.

Отзывы о книге просим направлять по адресу: 101000, Москва, Чистопрудный бул., д. 2, издательство «Радио я связь». Автор»~ Глава первая ПРИНЦИПЫ РАДИОСВЯЗИ дя. основныж свжджния ов элжктжомлтнитных ВолнАх В конце Х!Х столетия были открыты и исследованы свойства невидимых электромагнитных волн, способных распространяться на огромные расстоя|ния. Эти волны били названы р адно в олн а м н. Обобщая обширный опытный материал, собранный естествоиспытапелями, английский физик Д. Максвелл создал в 60-х годах прошлого столетия теорию элекзрампгнитного поля, установившую общую природу световых волн и радиоволн, а также открыл законы лх распространения.

В дальнейшем были изучены другие виды излучения: ультрафиолетовое, инфракрасное, рентгеновское и т. п. Исследования показали, что несмотря на различие ряда свойств этих видов излучения природа их одна и та же: все они представляют собой элеквромагнитные волны, в особенности их физических проявлений определяются различием в длине волны.

В 1886 †18 гг. Г. Герц экспериментально подтвердил основные выводы теории Максвелла, показав, что заноны распространения, отражения и преломления радиоволн а|налогичны законам распространения света. При создании электромагнитной теории света Максвелл сразу столкнулся с большой трудностью. Все известные до этого волнообразные движения материи объяснялись механическим движением и упругим взаимодействием частиц тех сред, в которых они происходят.

Например, распространение волн на поверхности воды объясняется действием сил внутреннего прения и поверхностного натяжения воды, распространение звука — упругими деформациями в среде или колебаниями молекул газа. В вакууме распространение этих колебаний невозможно. Кэк же объяснить то, что световые волны беспрепятственно распространяются в мировом проспранстве, которое можно считать почти идеальным вакуумом? Максвелл предположил, что все 4 мировое пространство заполнено какнмто неощутимым задом материи, названным им эфиром, а распространение электромагнитных волн, в том числе и света, объясняется колебаниями частиц эфпрв. Это движение или смещение частиц эфира было названо т о к о м с м е щ ем и я.

И действительно, если в какойннбудь вакуумный сосуд поместить две пластины и соединить их с источнихом переменной ЭДС, то на помещенную поблизости магнитную стрелку будет воздействовать переменное магнитное поле так, как это происходила бы, если бы в пространстве между электродами протекал поток электронов, который принято называть конвекционным т о к о м. Несмотря на то, что с количественной стороны опыт дает полное совпадение с теорией, объяснение качественной стороны явлений такой механической моделью оказалось необоснованным. Все дальнейшие попытки физиков посредством самых тонких и остроумных энспернментав обнаружить эфир и выявить его свойства не только ничего не дали, но и показали, что если предположить существование эфира, то нельзя объяснить многие физические явления.

Поэтому в настоящее время считают это понятие лишенным какого-либо реального физического смысла, хотя ано еше часто используется в обиходе. Вместе с тем экспериментальная физика накапливала все новые и новые данные о свойствах электромагнитных волн. Замечательные опыты П. Н. Лебедева, проведенные в 1901 г., позволили обнаружить и измерить давление света. В дальнейшем . было доказано, что частица, излучающая электромагнитные волны, теряет часть своей массы. Наконец, изучение элементарных ядерных частиц и их реакцкй показало, что при некоторых условиях могут происходить превращения частиц в элек- тромаонитное излучение и, наоборот, мохано наблюдать переход электромагнитного излучения в электрически заряженные частицы.