Записки программиста

Вашему вниманию предлагаются рецензии на очередные десять прочитанных мною книг. Книги в этот раз я читал о радио и электронике. Предыдущие рецензии доступны по тэгу «Литература».

Learning the Art of Electronics: A Hands-On Lab Course
Thomas Hayes

Позиционируется, как вводная книга к The Art of Electronics. Благодаря Learning the Art of Electronics вы узнаете, как работают линейные блоки питания, как сделать детекторный AM-приемник, рассчитать каскад с общим эмиттером, как сделать активные фильтры и генераторы на основе операционных усилителей. Здесь же вы найдете объяснение того, как работают АЦП и ЦАП, а также как пользоваться логическими вентилями и программировать на Verilog.

Примерно 20% книги посвящены программированию микроконтроллеров 8051 на ассемблере. На мой вгляд, этот материал здесь лишний. С ним я ознакомился по диагонали.

Глава 5 очень подробно описывает внутреннее устройство ОУ и то, как сделать собственный ОУ на 6-7 биполярных транзисторах. Субъективно, это самая ценная глава во всей книге, но она тяжело зайдет начинающим. Может иметь смысл пропустить эту главу при первом прочтении и вернуться к ней позднее.

Learning the Art of Electronics не годится для изучения электроники с нуля. Но она хорошо подойдет для заполнения пробелов после прочтения Чарльза Платта и Practical Electronics for Inventors.

Radio and Electronics Cookbook
Radio Society of Great Britain

Книжка 2001-го года. Описывает проекты приемников (детекторных, регенеративных, прямого преобразования, супергетеродинов), передатчиков, УНЧ, генераторов, усилителей, фильтров, антенн, согласующих устройств, а также измерителей мощности и КСВ. Объясняется, что такое электромагнитная волна, как работает прохождение на КВ и как пользоваться варикапами.

Проекты я бы охарактеризовал, как для начинающих. Вроде тех, что у Платта, только про радио. Книгу можно рекомендовать для прочтения перед Experimental Methods in RF Design.

Crystal Sets to Sideband
Frank W. Harris, KØIYE

Книга о конструировании аналоговых КВ и УКВ трансиверов, а также блоков питания, согласующих устройств, и всякого такого. Распространяется бесплатно в электронном виде. Последняя ревизия книги под номером 15 датирована 2021-м годом.

Целая глава подробно рассказывает о том, как сделать стабильный аналоговый VFO с температурной компенсацией. Субъективно, она представляет собой наибольшую ценность. Остальная часть книги практически не содержит чего-то, что вы не найдете в других источниках, за исключением может быть пары схем. При этом в других источниках материал подается куда лаконичнее, и используются более доступные компоненты.

Radio Communication Handbook, 13th Edition
Radio Society of Great Britain

Настольная книга радиолюбителя от RSGB. Последнее издание имеет номер 14. Но доставка в Россию обошлась бы мне в 75 фунтов при стоимости книги 40 фунтов, что как-то дороговато. Поэтому на eBay было приобретено предыдущее, 13-ое издание, датированное 2016-ым годом. Думается, что за 5-6 лет физика не изменилась.

Книга представляет собой конспект того, что нужно знать радиолюбителю об антеннах, электронике и прохождении. Много внимания уделено конструированию.

Здесь вы найдете подробные схемы генераторов, усилителей, смесителей и фильтров, объяснение принципов работы операционных усилителей и радиоламп, структурные схемы приемников, передатчиков и трансиверов. Одна из глав фактически содержит пересказ книги Building a Transceiver. Можно собрать свой первый КВ-трансивер, используя исключительно материалы из данной книги. Для сравнения, про последние издания ARRL Handbook нельзя сказать того же.

Книга великолепна. Рекомендую.

RF Circuit Design, Second Edition
Christopher Bowick

Обновленное издание RF Circuit Design. Я помню, что мне понравилось первое издание, и вот, решил ознакомиться со вторым.

Книга представляет собой введение в математический анализ всего, что касается радио. Здесь вы почерпнете теорию, лежащую в основе расчета фильтров, схем согласования импеданса, ВЧ усилителей, и так далее. Отдельный акцент сделан на использовании диаграмм Вольперта-Смита. Все написано простым и понятным языком, с кучей примеров и иллюстраций. Хоть я и не являюсь выдающимся математиком, даже я все понял.

Как мне кажется, это отличное дополнение к Practical Electronics for Inventors и/или Experimental Methods in RF Design. Книгу по достоинству оценят те, кто уже имеет кое-какой практический опыт с радио, и хотел бы углубиться в теорию.

Introduction to Radio Frequency Design
Wes Hayward, W7ZOI

Книга 1994-го года от известного автора. На нее идет много отсылок в EMRFD.

Напоминает RF Circuit Design, но ориентированна конкретно на радиолюбителей. Также объясняет все простым и понятным языком. Если вам хочется разобраться в теории работы усилителей с обратной связью, смесителей и фильтров, то Introduction to Radio Frequency Design даст вам все ответы. В книге в основном используется арифметика с комплексными числами и немного здравого смысла.

Если выбирать между RF Circuit Design и Introduction to Radio Frequency Design, то мне больше понравилась последняя. Она подробнее и имеет больший объем. В отличие от RF Circuit Design, здесь также рассматриваются генераторы, кварцевые фильтры и схемы АРУ по ВЧ.

Ferromagnetic Core Design and Application Handbook
Doug DeMaw, W1FB

Узнав, что помимо W1FB’s QRP Notebook, W1FB’s Antenna Notebook, W1FB’s Design Notebook и написанной в соавторстве Solid State Design for the Radio Amateur у Doug DeMaw есть еще одна книга, посвященная трансформаторам и ферритовым кольцам, я поспешил с ней ознакомиться.

Здесь рассказывается, как определить фактор индуктивности A_L для неизвестного ферритового кольца, как зная A_L рассчитать число витков для требуемой индуктивности, что увеличение магнитной проницаемости неизбежно влечет за собой уменьшение температурной стабильности феррита, а таке объясняется, что такое насыщение (saturation).

Особое внимание уделено маленьким приемным антеннам на ферритовом сердечнике, в том числе направленным, и способам согласования таких антенн. В книге вы найдете формулы для расчета ВЧ усилителей и фильтров, схему измерения мощности и КСВ по схеме Брюне, двойного балансного диодного смесителя, а также моста возвратных потерь. Отдельная глава посвящена постоянным магнитам.

Книга неплохая, но я лично не нашел ее особо полезной. Ту часть материала, что представляла для меня какой-то интерес, можно найти и в других источниках.

Transmission Lines Transformers
Jerry Sevick, W2FMI

Книга описывает множество экспериментов с балунами и трансформаторами. Приводятся графики зависимости потерь от частоты для разных материалов и форм (кольцо, стержень, …) ферритового сердечника, зависимость волнового сопротивления самодельной линии от толщины проволоки и того, как сильно она скручена, и так далее.

Сообщается, что для минимизации потерь волновое сопротивление линии в ШПТЛ 4:1 должно составлять среднее геометрическое между входным и выходным импедансом. Так, в трансформаторе, преобразующем 100 Ом в 25 Ом, должна использоваться линия с волновым сопротивлением sqrt(100*25) или 50 Ом.

Также вы узнаете, что два трансформатора, в одном из которых используется пара скрученных проводов, а во втором — пара параллельных проводов, практически не отличаются по своим свойствам. На некоторых частотах и при определенном сочетании входного и выходного импеданса второй будет иметь на 0.1-0.2 dB меньшие вносимые потери. С другой стороны, первый трансформатор более удобен конструктивно.

Книга понравилась. Читается легко и интересно.

Understanding, Building, and Using Baluns and Ununs
Jerry Sevick, W2FMI

Более новая книга того же автора, 2003 год. Автор показывает, что можно сделать практически любой ШПТЛ, всякие там 1.33:1 или 6.25:1, с эффективностью 96-99% на КВ. Любой импеданс от 3 Ом до 800 Ом можно хорошо согласовать с 50 Ом. Этому можно найти применение в конструировании антенн и других задачах.

Отличия новой книги от старой заключаются, например, в том, что в новой книге не используются ферриты на основе никеля, поскольку соединения никеля токсичны и канцерогенны. Также в новой книге больше внимания уделено истории изучения балунов и трансформаторов, приводится разбор исторически важных публикаций.

Качественно книга похожа на первую, но материал в ней полнее.

Faraday, Maxwell, and the Electromagnetic Field: How Two Men Revolutionized Physics
Nancy Forbes, Basil Mahon

Захватывающая история о двух выдающихся ученых 19-го века: Майкле Фарадее (1791-1867) и Джеймсе Клерке Максвелле (1831-1879). Фарадей за свою жизнь поставил множество экспериментов с электричеством и магнетизмом. Максвелл перевел работы Фарадея на язык математики. Созданная им формальная модель не только объясняла наблюдаемые результаты экспериментов. Из нее следовало существование на тот момент еще неизвестных электромагнитных волн, а также то, что свет скорее всего является частным случаем электромагнитной волны.

Благодаря трудам Фарадея и Максвелла сегодня мы имеем мобильные телефоны, Wi-Fi, Bluetooth и микроволновые печи. Но это далеко не все их заслуги. Фарадей создал первый в мире электродвигатель и первый генератор постоянного тока, предка динамо-машины. Максвелл сделал первую в мире цветную фотографию и математически показал, что кольца Сатурна не могут быть твердыми или жидкими, а должны состоять из множества мелких частиц. Также Максвелл был поэтом. Многие его стихи приводятся в книге.

Читается на одном дыхании.

Следующие книги, которые я планирую прочитать, будут снова как-то связаны с моей работой. У меня нет цели прочитать их как можно быстрее. К тому же, некоторые книги довольно объемные. Поэтому следующий выпуск рецензий может появиться не скоро.

Дополнение: Рецензии на прочитанные книги: 29-ый десяток

Метки: Литература.