КОМБИНИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ
РАДИО № 1. 1993 г., с.25-27
РАДИО № 2. 1993 г., с.33-35
Описания генераторов сигналов с широким спектром частот уже неоднократно появлялись на страницах журнала. Однако на базе этих разработок создание генератора сигналов радиочастот (РЧ) с поддиаиазоном звуковых частот (ЗЧ) не представляется возможным. В описываемом генераторе предлагается техническое решение построения универсального прибора, выполняющего формирование колебаний как ЗЧ (О...20 кГц), так и РЧ (0,15...30 МГц) сигналов. При этом изменение частоты в поддиапазоне ЗЧ осуществляется тем же функцио-нальным элементом (конденсатором переменной емкости), что и на РЧ поддипазонах.
Прибор предназначен для настройки РЧ и ЗЧ каналов радиоприемников, передатчиков, УЗЧ и узлов звуковоспроизводящей аппаратуры. Весь диапазон частот генерируемых сигналов разбит на 10 поддипазонов: 0...20, 150...450. 400...500 кГц, 0,5...1,5, 1,5...4,5, 4...11, 9...15, 13...21, 18...26 и 21...30.5 МГц.
Напряжение сигналов РЧ с максимальной амплитудой 0,5 В (выход XS3) можно использовать для настройки отдельных LC колебательных контуров и измерения параметров индуктивности и емкости элементов. Высокочастотный выход (XW1) с амплитудой 100 мВ предназначен для работы с выносным аттенюатором, имеющим коэффициент деления 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000.
Универсальный прибор имеет встроенный модулятор - генератор с частотой 1000 Гц и выходным напряжением 0,5...0,6 В. Максимальная глубина модуляции на частотах до 10 МГц - 50%, свыше 10 МГц - 70%.
Сигналы ЗЧ с максимальной амплитудой 0,5 В имеют плавную регулировку с выходом на внутренний аттенюатор (1:1, 1:10 и 1:100). Нелинейные искажения генерируемых колебаний ЗЧ в интервале частот 0,4...20 кГц- менее 6%, неравномерность АЧХ в указанном интервале частот - 10%. Для расширения эксплуатационных возможностей канала ЗЧ в прибор введен отдельный УМЗЧ с выходной мощностью 1 Вт.
Потребляемая прибором мощность от сети при работе на поддиапазонах РЧ - 0,4, 34 - 0,8 и при работе встроенного УМ ЗЧ - 4 Вт. Прибор смонтирован в корпусе (рис.1) из дюралюминия и имеет размеры 194х150х85 мм, масса прибора с высокочастотным кабелем РК75 (длина 0,7 м) и аттенюатором не превышает 1,5 кг.
Характерная особенность построения канала ЗЧ (его структурная схема показана на рис.2) заключена в способе получения колебаний звуковых частот. Он основан на выделении фильтром нижних частот (ФНЧ) сигнала разностной частоты fЗЧ = fП - fO из гармоник сигналов смесите ля, на вход которого поданы сигналы двух высокочастотных генераторов - перестраиваемого с частотой fП и стабильной частоты Гц. В данном приборе приняты значения fП МАКС = fО = 320 кГц и fПП макс. = ЗООкГц. что обеспечивает fЗЧмакс=fо-fПмин.-
Конструкция прибора модульная и состоит из четырех блоков: А1 (узел коммутации поддиапазонов), А2 (генератор радиочастотных колебаний), А4 (модулятор и формирователь колебаний сигналов ЗЧ), А6 (УМЗЧ и блок питания) и двух аттенюаторов A3 и А5.
Узел коммутации поддиапазонов (А1). Его схема приведена на рис.3. Этот блок выполняет функции коммутации катушек индуктивностей LI - L10 и конденсаторов С1 - С10 колебательных контуров задающего РЧ генератора и включения канала ЗЧ. Цифровой индекс катушек индуктивностей и конденсаторов отражает принадлежность к тому или иному поддиапазону, поэтому в индексации конденсаторов имеются пропуски, а в поддиапазонах 8 и 10 несколько конденсаторов имеют одинаковые позиционные обозначения (для их различия введены дополнительные индексы).
Генератор радиочастотных колебаний (А2). Блок состоит (рис.3) из задающего каскада на транзисторах VT1 и VT2, выполненного по схеме балансного усилителя с коллекторно-эмиттерной связью между транзисторами. В цепь коллектора транзистора VT1 подключен частотоопределяющий колебательный LC-контур блока А1. На транзисторе VT3 выполнен эмиттерный повторитель, согласующий работу генератора РЧ колебаний с нагрузкой и цепями подключения измерительных приборов. Плавная регулировка уровня выходного сигнала производится переменным резистором RP. Для индикации уровня выходного сигнала милливольтметром постоянного тока в блоке предусмотрен двухполупериодный выпрямитель РЧ колебаний, выполненный на диодах VD1 и VD2. Выпрямленное напряжение через резистор R9 выведено на разъем XS2.
Суммарное значение тока транзисторов VT1 и VT2 не превышает 1 мА. Управление этим током происходит по цепи с выводом 2, чем и достигнута модуляция высокочастотных колебаний низкочастотным сигналом с частотой 1000 Гц.
Нормированное напряжение для регулировки радиочастотных трактов аппаратуры выведено через коаксиальный соединитель XW1 на аттенюатор A3. Аттенюатор выполнен в виде делителя напряжения сигнала и имеет три ступени деления, от каждой из которых сделан вывод на соответствующий выход.
Формирователь сигнала ЗЧ и модуляционный генератор (А4). В блок (рис.4) входит генератор стабильной частоты 320 кГц, выполненный по схеме емкостной трехточки на транзисторе VT1. Колебания генератора с емкостного делителя С4С5 через буферный каскад на транзисторе VT2, одновременно выполняющий и функции формирования парафазных сигналов с частотой f0 подаются на диодный смеситель (VD1 VD2). К общей точке включения диодов через эмиттерный повторитель на транзисторе VT3 с делителем R15 R18 поступает сигнал fП зада-ющего генератора с перестраиваемой частотой. В результате работы смесителя на нагрузке-резисторе R17-формируются напряжения сигналов разностных частот (f0- fП), а также гармонических и комбинационных составляющих.
Выделение сигнала звуковой частоты выполняется фильтром нижних частот (ФНЧ) C9L12C10 с частотой среза 25 кГц. На транзисторах VT4 - VT7 выполнен усилитель звуковой частоты с глубокой отрицательной обратной связью (ООС). Элементы С12 и R24 цепи ООС корректируют АЧХ в области нижних и средних частот, a R20 и R25 осуществляют стабилизацию режима работы усилителя по постоянному току. Выходной сигнале переменного резистора R28 подается на аттенюатор ЗЧ (блок А5).
На транзисторе VT8 выполнен модулирующий генератор. Он формирует синусоидальный сигнал частотой 1000 Гц.
УМЗЧ и блок питания (А6). Схема устройств показана на рис.5. УМЗЧ трехкаскадный на транзисторах VT1 - VT4 выполнен по типовой схеме усилителя постоянного тока с безтрансформачорным выходом. И вход и выход УМЗЧ, выведены на гнезда, что позволяет использовать его не только при работе с генерируемыми самим прибором сигналами, но и при необходимости использовать УМЗЧ как нормирующий при работе с внешними сигналами звуковой частоты. Для работы в таком режиме предусмотрено автономное включение УМЗЧ по цепи питания + 16 В тумблером SA1.
Блок питания состоит из трансформатора питания Т1, мостового двухполупериодного выпрямителя на диодах VD2 - VD5 и компенсационного стабилизирующего устройства на транзисторах VT5 и VT6.
Выпрямленный ток с напряжением + 16 В сглаживается конденсатором С6 и используется для питания УМЗЧ и для подачи на стабилизатор питания. Напряжение на выходе стабилизатора +9 В. Предложенный вариант компенсационного стабилизатора хотя и не содержит специальных элементов защиты, но обладает триггерным свойством, используемым для его защиты от перегрузок. В нормальном режиме работы (потребляемый ток менее 150 мА) увеличение выходного тока Iвых ведет к увеличению тока Iэ управляющего транзистора VT6 и уменьшению тока 1ст, стабилитрона VD6. Суммарный ток Iэ+Iст c увеличением тока Iвых также уменьшается. В этом режиме при колебаниях напряжения на нагрузке в цепь база-эмиттер транзистора VT6 поступает напряжение с полярностью, соответствующей ООС. При возникновении перегрузки ток I = 0, что эквивалентно разрыву цепи, связывающей эмиттер транзистора VT6 с цепью выхода. В результате этого полярность напряжения на переходе база-эмиттер транзистора VT6 меняется на обратную, обратная связь становится положительной и малейшее уменьшение выходного напряжения, вызванное увеличением Iвых приводит к лавинообразному закрыванию транзисторов VT6 и VT5.
КОМБИНИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ
Рис.6.
Аналогичный подход и к выбору конденсаторов и резисторов. В авторской конструкции были использованы керамические конденсаторы КТ-1, КТ-2, КЛС, К10-7В, слюдяные КСО-1, металлобумажные МБМ, оксидные K50-6, К50-12. Кроме названных, пригодны керамические конденсаторы КМ-3, КМ-4, КМ-5, КМ-6, К73-11 и другие.
Елок конденсаторов переменной емкости (КПЕ) С1 двухсекционный от старых ламповых радиол. Секция КПЕ С1.1 подвергнута доработке. Для получения изменения емкости в указанных пределах она содержит три статорных и две роторные пластины, остальные аккуратно демонтированы. Постоянные резисторы - МЛТ, переменные - СПЗ-9а.
Переключатель поддиапазонов SA1 блока А1 галетный ПГ2 или ПГЗ с функцией 11ПЗН. Он дополнен стеклотекстолитовой платой для размещения катушки L10 в броневом сердечнике. Эта плата закреплена на стягивающих шпильках переключателя.
Однокнопочный включатель модуляции SB1 (блок А4) - П2К с фиксацией в нажатом положении. Включатель питания УЗЧ SA1 (блокАб) - МТ1-2, а включатель сетевого напряжения SA2 - ТП1-2.
Плавкий предохранитель FU1 типа ВП-1 установлен в держатель предохранителя ДП1-1.
Все гнезда XS1 - XS14 (кроме XS10)-типа КП-1, XS10 - ГИ-1,6.
Трансформатор питания Т1 выполнен на магнитопроводс ПЛ10*25. Сетевая обмотка (она укладывается на каркас первой) имеет 3080 витков провода ПЭВ-2 0,11. Экранирующая обмотка выполнена в виде одного слоя рядовой намотки тем же проводом. Понижающая обмотка имеет 280 витков провода ПЭВ-2 0,31.
Намоточные данные катушек блоков А1, А2 и А4 приведены в таблице.
|
Блок |
Катушка |
Число витков |
Провод |
Магнитопровод |
Индуктивность. мкГн |
|
А1 |
L1 |
12 |
ПЭВ-2 0,5 |
СЦР-1 |
0,59 |
|
L2 |
6 |
ПЭЛШО 0,24 |
К8х3х2 М100НН |
0.68 |
|
|
L3 |
7 |
ПЭЛШО 0,24 |
К8х3х2 М100НН |
0,97 |
|
|
14 |
9 |
ПЭЛШО 0,24 |
К8х3х2 М100НН |
1.69 |
|
|
L5 |
12 |
ПЭЛШО 0,24 |
К8х3х2 М100НН |
2,92 |
|
|
L6 |
9 |
ПЭВ-2 0,2 |
К8х3х2 М1000НН |
18,74 |
|
|
L7 |
27 |
ПЭВ-2 0,2 |
К8х3х2 М1000НН |
169,0 |
|
|
L8 |
34 |
ПЭВ-2 0,2 |
К8х3х2 М1000НН |
270,0 |
|
|
L9 |
54 |
ПЭВ-2 0,2 |
К10х6х5 M1000HH |
1874,0 |
|
|
L10 |
70 |
ПЭВ-2 0,12 |
СБ-12а |
301,0 |
|
|
А2 |
L1 |
ISO |
ПЭЛШО 0.1 |
СЦР-1 |
100,0 |
|
А4 |
L1 |
90 |
ПЭЛШО 0.12 |
СБ-12а |
480,0 |
|
L2 |
1800 |
ПЭВ-2 0,12 |
ПС2,8х10 М1500НМЗ |
20000,0 |
Катушки L1 блока А1 намотана с шагом 0,5 на каркасе из полистирола с внешним диаметром 8 и длиной 16 мм. В блоке А2 катушка L1 выполнена на резисторе ВС-0,25. Катушка L2 блока А4 многослойная, намотана на отрезке полихлорвиниловой трубки диаметром 3 и длиной 10 мм, одетой на магнитопровод.
На передней панели закреплены блок КПЕ, переменный резистор регулятора уровня выхода РЧ (RP1), переключатель поддиапазонов и гнезда. Блок КПЕ не должен иметь электрического контакта с корпусом, поэтому его следует вначале закрепить на изоляционной прокладке из гетинакса толщиной 5 мм, а затем прокладку установить на переднюю панель. Концентрически относительно оси КПЕ на лицевой стороне (рис. б) расположены градуированные по частоте шкалы всех поддиапазонов генератора.
Монтаж элементов блоков выполнен на отдельных платах навесным способом с использованием монтажных распаечных стоек и штырьков.
Элементы блока А1 (катушки индуктивности, конденсаторы) расположены и распаяны непосредственно между ламелями переключателя диапазонов SA1 и на дополнительной плате, закрепленной на этом переключателе (рис.7.а, 8 и 9).
Плата блока А2 (рис.8) с элементами крепится к нижней плоскости блока КПЕ и уголком к одной из боковых стенок (рис.7, б, и 9).
Аттенюатор A3 выполнен в виде отдельной конструкции вне самого генератора. Элементы блока распаяны непосредственно между выводами гнезд и размещены в металлическом прямоугольном корпусе с размерами 80х35х15 мм. В качестве гнезд применены элементы розетки шлангового разъема типа ШР (возможно применение гнездовых контактов и от других разъемов).
Плата блока А4 (рис. 9) размещена на передней панели. Переменные резисторы R28 и R33 закреплены непосредственно на плате, а их оси через отверстия в передней панели выходят наружу.
Плата аттенюатора А5 (рис.9) и соответствующие его гнезда расположены на правой (от оператора) боковой стенке прибора.
Плата Аб (рис. 10) и элементы блока питания и УМЗЧ (мощные транзисторы, включатели сетевого напряжения и питания УМЗЧ, трансформатор Т1, гнезда входных и выходных сигналов УМЗЧ) закреплены на задней панели прибора (рис. 7, в и 11). Причем транзистор VT4 можно расположить непосредственно на панели, а транзисторы VT3 и VT5 на дополнительных теплоотводящих пластинах размерами 45*45 мм. Пластины через изолирующие втулки закреплены на задней панели. Если у радиолюбителя имеются тонкие слюдяные прокладки, то транзисторы VT3 и VT5 можно разместить непосредственно на задней стенке корпуса без дополнительных теплоотводов.
Регулировка. Налаживание прибора следует начать с установки напряжения на выходе компенсационного стабилизатора (оно должно быть в пределах 8,6...9 В) и проверки подачи его ко всем блокам.
Проверку генерации радиочастотных колебаний следует провести осциллографом, подключив его "Вход Y" параллельно резистору R12 блока А2. Убедившись в наличии колебаний, следует частотомером определить значения частот и отградуировать шкалы на всех поддиапазонах. Если при проверке генерации колебаний будет отмечена неудовлетворительная их форма, то следует более тщательно подобрать резистор R5 и конденсатор С4 блока А2 (на схеме отмечены звездочками). Границы частот поддиапазонов устанавливают изменением индуктивностей катушек и подбором конденсаторов блока А1. Ток потребления генератором РЧ не должен превышать 12 мА.
В блоке формирования колебаний звуковых частот уровень выходного сигнала устанавливается подбором резистора R24 и конденсатора С12.
Регулировка УМЗЧ сводится к проверке напряжения в общей точке подключения эмиттеров транзисторов VT3 и VT5 и его корректировки резистором R4.
Л.ИГНАТЮК
г. Москва
Примечание редакции. В конструкции генератора желательно применить КПЕ с таким расположением роторных пластин, чтобы минимальная емкость соответствовала выведению их против часовой стрелки (если смотреть со стороны насадки ручки управления) - в этом случае начала всех шкал будут располагаться в привычной левой части (у автора конструкции такого конденсатора не оказалось). Если в распоряжении радиолюбителя будет КПЕ с иным перемещением роторных пластин, то в этом случае придется применить верньерное устройство с изменением направления вращения и переносом стрелки-указателя настройки с оси КПЕ на ручку верньера.
| Содержание | Каталог радиолюбительских схем
© Все права защищены. Радиолюбительская страница.
Пишите нам. E-mail: irls@yandex.ru или irlks@mail.ru.
|
Я радиолюбитель |
