Юный техник, 2002 № 12 - Журнал «Юный техник»

Таким образом, в принципе, найдены новые свойства химических реакций, через которые со временем можно будет добраться и до механизма образования биополей. Но это потребует сил и времени.

В. АЦЮКОВСКИЙ, профессор

ФОТОЛАБОРАТОРИЯ

Полуавтомат Альберта Эйнштейна

С самого зарождения «светописи», а иными словами — фотографии стало ясно, что ее успехи возможны лишь при условии, что на светочувствительный фотоматериал будет попадать строго дозированное количество световой энергии. Такое дозирование, называемое экспозицией, может достигаться изменением продолжительности облучения, либо его интенсивностью, или тем и другим вместе.

Для расчета экспозиции применялись громоздкие таблицы, учитывающие множество факторов. Все это требовало весьма солидного времени. Остро ощущалась необходимость в инструментальной оценке реальной освещенности на месте съемки.

Одним из первых подобных средств стал актинометр Винна (рис. 1), упоминаемый в каталоге «Склада фотографических принадлежностей П.О. Гофмана» за 1904 год.

«Сердцем» актинометра служила полоска светочувствительного материала, темнеющего под действием света. Оценка освещения делалась на основании времени потемнения до плотности, равной эталонной, нанесенной рядом со светоприемником. Затем ставились в определенные положения распределенные на приборе кольца со шкалами времени и чувствительности фотопластинок. Так определялись необходимые для съемки диафрагма и скорость срабатывания затвора. Результат получался и быстрее и достовернее, чем по таблицам, но все же отнимал значительное время.

Более оперативную оценку давал появившийся позднее экспонометр с «оптическим клином» — узкой стеклянной пластинкой со ступенчато нарастающей плотностью; в центре каждого квадратика наносились значения диафрагмы.

При наведении на освещенный объект часть цифр была яркой, а с другого края они почти не различались. Отсчет велся по средней светимости для заранее заданной скорости затвора и чувствительности пленки. Однако для получения правильной экспозиции приходилось делать несколько дублей при разных выдержках. Крупным шагом вперед стало изобретение селенового фотоэлемента. При освещении этого вещества возникала ЭДС и в присоединенном гальванометре протекал ток, отклоняющий стрелку тем сильнее, чем интенсивнее световой поток. Положение стрелки указывало требуемое значение диафрагмы, скорости затвора при выбранной чувствительности фотоматериала. Такие экспонометры оказались весьма точны и получили широкое распространение. Их удавалось сделать настолько миниатюрными, что позволяло устанавливать непосредственно в фотоаппараты «Киев-4», «Чайка-3».

Однако за время, пока показания приборчика переносились на органы управления фотокамерой, нередко успевали измениться условия освещения либо исчезал объект съемки. Положение мог изменить лишь быстрый ввод съемочных параметров в механику камеры непосредственно перед спуском затвора. Идею такой конструкции подал в свою пору автор теории относительности А.Эйнштейн.

На основе его предложения после нескольких лет поисков рациональных конструктивных решений перед войной фирма «Кодак» выпустила первый аппарат с автоматической установкой экспозиции (рис. 2).

Идея великого ученого получила воплощение во множестве конструкций, выпускавшихся в разных странах. Здесь также присутствовали фотоэлемент с гальванометром (рис. 3).

У затвора имелось два кольца — одно было связано со ступенчатой «гребенкой» и с рычагом спуска затвора, второе — с узлами установки скорости и диафрагмы. Когда нажимают спусковой рычаг, поворачивается кольцо с «гребенкой», которая одним из выступов упирается в стрелку гальванометра и фиксирует ее. Чем сильнее отклоняется, отвечая уровню освещения, стрелка гальванометра, тем больше угол поворота первого кольца до остановки.

При дальнейшем ходе рычага освобождается второе кольцо и «догоняет» первое под действием пружины.

Упираясь в упоры первого, оно устанавливает регулятор скорости и диафрагмы в положение, заданное стрелкой и отвечающее условиям освещения. Остаток хода рычага спускает затвор. Таким образом, автоматическая установка экспозиции длится доли секунды.

Казалось бы, задача решена, но техника не стоит на месте — ведь электромеханический автомат имеет весьма сложные конструкции затвора и диафрагмы, а каждая из движущихся деталей — потенциальный источник отказа, связанного со сложным ремонтом.

Новые возможности дает развитие микроэлектроники; можно, например, в затворе иметь две простые заслонки, одна из которых при спуске открывается пружиной сразу, а вторая вновь перекрывает объектив с задержкой, определяемой временем заряда конденсатора через сопротивление фоторезистора — датчика света. Чем он ярче, тем меньше сопротивление и время зарядки, после которой срабатывает полупроводниковое реле и включает миниатюрный электромагнит. Последний освобождает вторую заслонку. Так формируется выдержка, отвечающая условиям освещения.

Диафрагму можно выполнить в виде диска с двумя каплевидными отверстиями — одно для объектива, другое для фоторезистора (рис. 4).

При спуске затвора диск под действием пружины поворачивается, изменяя сечение окна перед фотодатчиком (и объективом). При этом изменяющийся ток датчика в некоторый момент откроет транзистор, включит тормозной электромагнитик — и будет зафиксировано такое открытие диафрагмы, которое обеспечит правильную экспозицию.

Все «хитрости» работы затвора и диафрагмы здесь перекладываются на компактную микросхему, которая автоматически вводит показатель чувствительности пленки, особым шифром отмеченный на кассете, дает команду микромоторчику продвинуть отснятый кадр, при недостатке наружного освещения включает встроенную фотовспышку.

П.ГЕОРГИЕВ

ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Громкоговорящий детекторный — последний шаг

Окончание. Начало см. № 10/2002 г., стр. 47.

Возможность усиления звукового сигнала при питании «свободной энергией» объясняется тем, что радиостанции с AM львиную долю мощности тратят на излучение несущей (см. «ЮТ» № 5 за 2002 г.). На выходе детекторного приемника она создает лишь постоянный ток. Его и следует использовать для питания усилителя.

Итак, на выходе приемника имеется постоянное напряжение, на которое наложены колебания звуковой частоты. Простейший усилитель (рис. 1) выполняется всего на одном транзисторе.

Рис. 1

Продетектированный ток подается в эмиттерную цепь транзистора VT1, а в его коллекторную цепь включена первичная обмотка выходного трансформатора Т1.

Режим транзистора задается резистором смещения в цепи базы R1, а чтобы в этом резисторе не ослаблялись звуковые колебания, он зашунтирован конденсатором С1. Конденсатор С2 немного ослабляет высокие звуковые частоты, устанавливать его необязательно.

В усилителе можно использовать практически любой маломощный транзистор, надо лишь подобрать сопротивление резистора R1, ориентируясь на громкость и качество звука.

Если транзистор будет обратной проводимости (типа n-p-n), поменяйте места провода от приемника ко входу усилителя.

Трансформатор Т1 понижающий, он согласует низкое сопротивление динамической головки ВА1 с высоким выходным сопротивлением усилителя. Подойдут трансформаторы от трансляционных громкоговорителей, выходные трансформаторы ТВК (кадровой развертки) и ТВЗ (звукового канала) от старых ламповых телевизоров. Годятся также малогабаритные «силовички» от блоков сетевого питания 220/6…12 В.

Недостатком этого простого усилителя является невысокий КПД, поскольку транзистор работает в классе А, все время потребляя ток от приемника. Автору удалось, почти не усложняя схемы, разработать для приемника усилитель класса В всего на одном транзисторе (рис. 2).

Работает он так: во время положительной полуволны звукового сигнала Uвx открывается диод VD1, и ток от приемника заряжает накопительный конденсатор большой емкости С2. Зарядный ток одновременно протекает и через первичную обмотку трансформатора Т1. Во время отрицательной полуволны диод закрывается, зато открывается транзистор VT1, поскольку отрицательное колебание передается на его базу через конденсатор С1. Теперь ток течет по цепи: левая обкладка С2, переход эмиттер-коллектор транзистора, обмотка трансформатора И (снизу вверх), расходуя заряд, накопленный в конденсаторе. Таким образом, постоянная составляющая продетектированного приемником сигнала заряжает накопительный конденсатор С2 и питает транзистор, а переменная — усиливается и поступает через трансформатор в динамик.