Каталог радиолюбительских схем

ДЕТОНОМЕТР

Н. СУХОВ

Окончание. Нячало см. "Радио”, 1982, № 1. с. 34-37.

Конструкция и детали. Детонометр выполнен в корпусе размерами 325x215x95 мм из алюминиевых сплавов. Детали прибора размещены на трех печатных платах. На одной из них (рис. 6) смонтирован собственно детонометр,

на другой (рис. 7) — генератор опорной частоты 3150 Гц, на третьей — источник питания.

В детонометре использованы микроамперметры М260М (PI) с нулем посередине шкалы и током полного отклонения в каждую сторону 500 мкА и М2003 (Р2) с током полного отклонения 100 мкА. Вместо первого из них можно использовать практически любой прибор с нулем в середине шкалы и током полного отклонении до 1 мА, например, мнкроамперметры М4204, М4257, М4247, М4248 и т. п. При этом придется подобрать резистор R26 таким образом, чтобы полное отклонение стрелки достигалось при напряжении на выходе ОУ А4, равном ±3,5 В. Для измерения коэффициента детонации можно использовать любой микроамперметр с током полного отклонения до 200 мкД, например, М2001. М283 н т. п. Следует, однако, учесть, что мнкроамперметры М265М, М24, М1690, М906 и им подобные с лицевой панелью размерами 120Х105 мм обладают большей постоянной времени установления показаний, поэтому для получения требуемой динамической характеристики детонометра с таким прибором емкость ускоряющего конденсатора C31 необходимо увеличить до 10 мкФ.

Кроме указанных на схеме, в детонометре могут быть использованы и другие ОУ с напряжением питания ± 12... ± 15 В, причем в случае применении ОУ с малыми входными токами (К140УД6, К140УД8, К544УД1 и им подобных) истоковые повторители А8 н А9 можно исключить.

Согласованные пары полевых транзисторов К504НТ2Б можно заменить полевыми транзисторами серии КП103 с любым буквенным индексом, однако их придется попарно отобрать с тем, чтобы начальные токи стоков и напряжения отсечки в парах отличались не более чем на 25%. Реле К1 и К2 могут быть любыми малогабаритными, срабатывающими при напряжении не более 18 В (автор использовал реле РЭС49, паспорт РС4.569.423).

В устройстве применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,25. подстроечные резисторы СП-1A (R20) и СПЗ-22а (все остальные). Конденсаторы С9, C15 и С16 должны иметь малый ТКЕ -лучше всего подойдут конденсаторы СГМ, КСО или ПМ. Остальные конденсаторы — KM, К73-9. К50-6. Допускаемые отклонения от номиналов резисторов R16, R17, R45, R49, R59, R66, R67, R70—R75 и конденсаторов C10—C12, С20, С23, С25, С29, С30 не должны превышать ±5%, остальных элементов ±20%.

В качестве катушек L1 и L2 использованы первичные обмотки унифицированных трансформаторов ТОТ-25. Вместо них можно применить любые низкочастотные катушки индуктивностью 4...5,5 Г.

Для налаживания детонометра потребуются осциллограф е открытым входом, частотомер и калибратор (его придется изготовить самому), структурная схема которого приведена на рис. 8.

Основа калибратора — преобразователь напряжение — частота U2. Управляющее напряжение подводится к нему от сумматора U1, на один из входов которого с переменного резистора R1 поступает постоянное напряжение, определяющее среднее значение частоты выходного сигнала, а на другой — модулирующее напряжение с выхода генератора импульсов G2 или генератора напряжения синусоидальной формы G1.

Принципиальная схема калибратора приведена на рис. 9.

Генератор однополярных импульсов положительной полярности с частотой повторения 1 Гц собран на ОУ A1. Резистором R1 длительность импульсов можно регулировать в пределах 10... 100 мс. На ОУ А4 выполнен генератор синусоидальных колебаний частотой 4 Гц. Сумматор собран на ОУ А2. Постоянное напряжение на его инвертирующий вход снимается с движка резистора R14. модулирующие напряжения подаются на резистор R11. Вид модулирующего напряжения выбирают переключателями S2 н S3. Для ослабления этих напряжений в 10 раз служит переключатель S1.

Преобразователь напряжение — частота выполнен на ОУ A3 и А5, Первый нз них использован в качестве интегратора, второй — триггера Шмитта. Как только напряжение на выходе интегратора достигает определенного уровня, триггер переходит в другое устойчивое состояние и ключ на транзисторе V6 изменяет направление интегрирования. Скорость изменения напряжения на выходе интегратора пропорциональна напряжению на его входе (в точке соединения резисторов R19 и R20). поэтому рассмотренное устройство осуществляет линейное преобразование напряжения в частоту. Подстроечным резистором R32 устанавливают такие значения напряжений перехода триггера из одного состояния в другое, при которых крутизна преобразования равна 3150 Гц/В. При этом частота следования импульсов f на выходе калибратора определяется соотношением f=3150u, где u — напряжение на выходе ОУ А2. Поскольку коэффициент передачи сумматора для модулирующих напряжений равен 0,01, относительную девиацию частоты калибратора в процентах можно рассчитать по формуле Df/f = Uкт1, где Uкт1 — напряжение (в вольтах) на модулирующем входе сумматора (в контрольной точке КТ1). Постоянное напряжение в контрольной точке КТ2 при этом должно быть равно 4,7 В.

В калибраторе можно использовать радиоэлементы тех же типов, что и в детонометре. Отклонения от номиналов резисторов R11 и R15 не должны превышать ±1% (они определяют погрешность установки относительной девиации частоты), резисторов R7, R8, R18— R24 и конденсаторов С4—С6 ±5%, остальных элементов ±20 %. Конденсатор С5 должен иметь малый ТКЕ. Питать калибратор можно от любого двуполярного стабилизированного источника, обеспечивающего напряжения + 12 и — 12 В при токе 50 мА.

Налаживают калибратор в такой последовательности. Вначале резистором R5 устанавливают частоту следования импульсов генератора на ОУ А1, равной 1 Гц, а резистором R25 добиваются появлении на выходе генератора на ОУ А4 неискаженного синусоидального напряжения. Затем устанавливают требуемую крутизну преобразования преобразователя напряжение — частота (т. е. калибруют устройство). Для этого резистором R14 устанавливают в контрольной точке КТ2 постоянное напряжение 4,7 В, а затеи резистором R32 — частоту следования импульсов на выходе, равную 3150 Гц. Модулирующие напряжения при этом должны быть отключены, для чего переключатели S2 и S3 необходимо перевести в положения, указанные на схеме, а вход внешнего генератора соединить с общим проводом. Контролировать частоту лучше всего частотомером, но, в крайнем случае, можно использовать и осциллограф (частоте следования импульсов 3150 Гц соответствует период 317,4 мкс).

Налаживание детонометра начинают с установки номинальных напряжений + 12 и —12 В на выходе блока питания. Делают это так же, как и при налаживании милливольтметра [5]. Затем резисторами R62 и R63 добиваются нулевых (относительно общего провода) напряжений соответственно на аноде диода V19 и катоде диода V21. Далее резистором R79 устанавливают стрелку прибора Р2 на нулевую отметку шкалы и, переведя переключатель S5 в положение "0,02%", резистором R43 добиваются нулевого напряжения на выходе ОУ А7.

После этих подготовительных операций переключатель S2 переводят в положение “Измерение” а переключатели S4. S5 и S6 — соответственно а положения “МЭК”, “1%” и “10%”. Подав на вход детонометра (X1) немодулированный сигнал частотой 3150 Гц и напряжением около 0,5 В, подключают осциллограф к выходу ждущего мультивибратора (к аноду стабилитрона V8) и резистором R14 устанавливают длительность положительных импульсов, равную приблизительна 40% их периода. Добившись этого, резистором R20 устанавливают стрелку прибора Р1 на нулевую отметку шкалы.

Для калибровки детонометра на вход подают частотномодулированные частотой 4 Гц колебания с заданной относительной девиацией. С этой целью модулирующий вход калибратора соединяют с выходом генератора на ОУ А4. Калиброванное значение коэффициента детонации, который в этом случае численно равен относительной девиации, устанавливают с помощью резистора R34 и делителя R7R8 калибратора, контролируя напряжение Uкт1 осциллографом с открытым входом. Поскольку показания измерительного прибора должны соответствовать половине полного размаха девиации, одному проценту показаний детонометра должен соответствовать размах напряжения Uкт1, равный 2 В от пика до пика. Изменяя модулирующее напряжение и переключая пределы измерений переключателем S5, подстроечными резисторами R50— R55 устанавливают стрелку прибора Р2 на конечную отметку шкалы на каждом пределе измерений.

При необходимости снимают АЧХ детонометра, для чего модулирующий сигнал от внешнего генератора подают на предусмотренный для этого вход калибратора и проверяют соответствие АЧХ данным таблицы 1 (см. первую часть статьи).

Динамическую характеристику детонометра проверяют только в том случае, если вместо микроамперметра М2003 применен другой прибор. Для этого на модулирующий вход калибратора подают импульсное напряжение с выхода генератора на ОУ AI. Устанавливая резистором RI3 амплитуду импульсов в точке KTI в соответствии с рис. 2. а его длительность, равную 100, 60, 30 и 10 мс, проверяют соответствие максимального отклонения стрелки прибора Р2 данным таблицы 2 (см. первую часть статьи) и. в случае необходимости, подбирают резисторы R7I и R74. При длительности импульсов 100 мс проверяют н минимальное показание прибора, которое должно составлять от 36 до 44% от максимального (если необходимо, подбирают резисторы R72 и R75).

Измеритель дрейфа спорости калибруют, подавая на вход детонометра немодулированный сигнал частотой, отличной от 3150 Гц на величину, соответствующую выбранному положению переключателя S6. Отклонения стрелки прибора Р1 до конечной отметки шкалы устанавливают подстроечными резисторами R22-R25. Частоту сигнала изменяют резистором R14 калибратора, а контролируют частотомером. В последнюю очередь настраивают задающий генератор детонометра, переключив выключатель S3 в положение ■, резистором R38 добиваются получения на выходе генератора (Х2) немодулированного синусоидального напряжения, а резистором R34 устанавливают минимальную частоту генерации — 1 Гц. Требуемого выходного напряжения (0,5 В) добиваются изменением сопротивления подстроечного резистора.

На этом налаживание и калибровку детонометра можно считать законченной

г. Киев

ЛИТЕРАТУРА

1. International Eleclrotechnical Comuiisin. Publfcatinn 386. Method of tneasure:nl iif speed lluctiiitlons in sound rccorng and reproducing equipment. Geneva, p.172.

2. Стандарт СЭВ 1359—78. Магнитофоны бытовые. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений. 3. ГОСТ 11948—76. Приборы для измерения коэффициентов детонации, колебания скорости, паразитной амплитудной модуляции и дрейфа скорости аппаратуры для записи и воспроизведения звука. Технические требования. Методы испытаний.

4. Сухов Н. Измерение основных параметров магнитофона. — "Радио", 1981, № 7-8, стр. 50-53; № 9. с. 29-31.

5. Сухов Н. Среднеквадратичный милливольтметр. — "Радио". 1981. № 11. с. 53— 55; № 12. с. 43—45.

"Радио", 1982, № 2. с. 38-41.

Размещено на нашем сайте по официальному разрешению Николая Сухова.