ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

В. Егоров, Ю. Рогачев, Радио №12/1964, ст. 48

Генератор предназначен для проверки различных радиотехнических приборов, запуска триггерных устройств и мультивибраторов. С выхода генератора снимают прямоугольные импульсы напряжения обеих полярностей. Длительность импульса можно регулиро­вать ступенями в пределах 0,1 —1,0 мксек и в пределах 1 —3 мксек через 1 мксек. Погрешность установки фикси­рованной длительности не превышает +10%. Время на­растания фронта импульсов обеих полярностей не пре­вышает 0,05 мксек, а время спада импульса 0,05 мксек для импульса отрицательной полярности и 0,1 мксек для импульсов положительной полярности. Частоту следо­вания импульсов можно плавно регулировать от 50 кгц до 2,2 Мгц. Амплитуду выходных импульсов можно плавно изменять от 0 до 3 в. С отдельного выхода гене­ратора снимают отрицательные синхронизирующие импульсы длительностью 0,12—0,2 мксек, амплитуда которых 3 в. Синхронизирующий импульс появляется на выходе генератора одновременно с положительным импульсом и ранее основного отрицательного — на 0,02 мксек. Прибор питается от сети переменного тока напряжением 220 в частотой 50 гц и работает нормально при колебании напряжения + 20%. Мощность, потреб­ляемая от сети, не более 7 ва. Размеры прибора 110X 210Х200 мм, вес прибора 1 кг.

Принципиальная схема генератора. Задающий генератор, собранный на транзисторе Т1 по трехточечной схе­ме, работает в ре­жиме самовозбуж­дения. Он генери­рует импульсы, имеющие различную форму в зависимости от частоты (50 кгц—2,2 Мгц). На рис. 1 показана форма выходных импульсов задающего генератора на частотах соответственно 100 кгц и 1 Мгц. Положительные импульсы задающего генератора усиливаются транзистором Т₂. Амплитуда импульсов, поступающих на базу этого транзистора, около ЗВ, а с коллекторной нагрузки снимают ограниченные по амплитуде импуль­сы. Каскад на транзисторе Т₃ также усиливает импуль­сное напряжение. Дифференцирующая цепь C6R₉ вы­равнивает задний фронт импульсов, поступающих на базу транзистора Т₄. С сопротивления нагрузки эмиттерного повторителя Т4 (R₁₀) положительные импульсы через переключатель П₂ или П₃ попадают на один из конденсаторов С₁₃—С₂₂, C₂₄—C₂₆, которые вместе с сопротивлением R₁₁ цепи базы транзистора T5 и его входным сопротивлением образуют дифференцирую­щую цепь. Таким образом, на базу транзистора Т₅ поступают продифференцированные импульсы. В за­висимости от емкости конденсатора импульсы диффе­ренцируются по-разному. Самые короткие по длитель­ности импульсы получаются, когда переключатели П₂ и П₃ находятся в положении 1 (верхнее по схеме), и самые продолжительные при переводе переключате­ля П₃ в положение 4. Транзистор T5 работает в режиме ключа. Он открывается отрицательным выбросом про­дифференцированного импульса, усиливает его и пере­ворачивает по фазе. Дифференцирующая цепь С₇ R₁₃ улучшает задний фронт импульсов, после чего они по­ступают на эмиттерный повторитель (Т₆). Если переклю­чатель П₄ находится в нижнем (по схеме) положении, то положительные импульсы с сопротивления нагруз­ки R₁₄ транзистора T6 поступают на сопротивление R₂₇. Если же перевести П₄ в верхнее положение, импульсы попадают на базу транзистора Т₇ и затем — на базу эмиттерного повторителя Т₈ и только после этого — на переменное сопротивление R₂₇ (отрицательные им­пульсы). С коллекторной нагрузки транзистора Т₃ положительные импульсы поступают на базу транзи­стора Т₉ через дифференцирующую цепь С₁₀ R₂о- Дифференцирующая цепь, состоящая из конденсато­ра С11, сопротивлений R₂₂, R₂₃ и входного сопро­тивления транзистора Т₁₀, укорачивает растянутый задний фронт этого импульса. Каскад на транзисторе T11 собран по схеме эмиттерного повторителя и, сле­довательно, имеет низкоомный выход.

Настройка генератора. Вначале ламповым вольтмет­ром измеряют все напряжения, указанные на схеме. После этого приступают к настройке задающего гене­ратора. Для этого необходим осциллограф с генерато­ром меток. Осциллограф подключают к коллекторной цепи транзистора Т1 и по меткам проверяют частоту генерируемых колебаний. Если диапазоны частот не перекрываются, надо изменить индуктивности катушек L1—L₅, причем при уменьшении числа витков частота генерации повышается. Возможны случаи расщепления выходных импульсов задающего генератора. Это можно устранить, если шунтировать катушки индуктивности L1—L₅ сопротивлением или конденсатором небольшой емкости, однако диапазон частот при этом уменьшится. Затем проверяют усилитель. Для этого подключают осциллограф к коллекторной цепи транзистора Т₂ и проверяют работу генератора по всем диапазонам. Амплитуды выходных импульсов на самых высоких и на низких частотах должны быть равны, в противном случае прямоугольная форма импульса исказится и транзистор Т₂ в этом случае придется заменить. При выборе рабочей точки транзистора T4 вместо сопротив­ления R₉ припаивают переменное сопротивление 3,3 ком. Осициллограф включают в цепь эмиттера транзи­стора Т₄. Вращая движок переменного сопротивления, добиваются импульса с наиболее крутыми передним и задним фронтами. После этого измеряют величину сопротивления и заменяют его постоянным такой же величины. Из-за малой емкости конденсатора С₆ вер­шины выходных импульсов транзистора Т₄ наклонны. Во избежание ошибочной подачи на базу транзистора Т₄ полного напряжения (—10 в), отчего транзистор вы­ходит из строя, последовательно с переменным сопро­тивлением следует включать постоянное, величиной не менее 510 ом. Для удобства настройки генератора по длительности импульсов конденсаторы С₁₃—С₂₂ и C24—C26 размещены на отдельной гетинаксовой пласти­не. Начинается эта настройка с того, что переключатели П₂ и П₃ соответственно устанавливают в положения 1 и 2. Постоянное сопротивление заменяют переменным (100 ом). Емкость конденсатора С₁₃ выбирают в преде­лах 51—100 пф. Осциллограф подключают к коллектору транзистора Т₅. и, изменением величины переменного сопротивления добиваются наименьших по длитель­ности выходных импульсов. Они будут иметь затяну­тый задний фронт. Дифференцирующая цепь С₇ R₁₃ должна укоротить задний фронт этого импульса так, что длительность импульса на выходе транзистора T6 должна быть не более 0,1—0,11 мксек. Затем перемен­ное сопротивление заменяют постоянным соответствую­щей величины.

Фазоинвертор (Т₇) и эмиттерный повторитель (T8) особой регулировки не требуют. Если форма выходного импульса транзистора Т₇ искажена, нужно подобрать указанным выше методом величину сопротивления Далее переводят переключатель П₂ в положение 3. Подбирают емкость С₁₄ так, чтобы на выходе генератора получились импульсы длительностью 0,2 мксек. Анало­гично подбирают остальные емкости, определяющие дли­тельности импульсов до 1,0 мксек. Для получения выход­ных импульсов длительностью 1, 2 и 3 мксек переключа­тель П₂ необходимо установить в положение 2 и, под­бирая величины емкостей С₂₄ — С₂₆, добиться заданной длительности импульсов при соответствующих положе­ниях переключателей. Конденсаторы С₂₃, С₂₇, С₂₈, С₂₉ служат для улучшения формы выходных импульсов большой длительности. В блоке формирования выход­ных импульсов синхронизации, выполненном на тран­зисторах Т9—Т11, требуется проверка постоянной времени дифференцирующей цепи С10 R20 ^и работо­способности транзистора Т₉ (П403, П415) на высоких частотах. Форму импульсов на базе транзистора Т9 после их дифференцирования контролируют по осциллографу. Положительные и отрицательные выбросы должны быть равными по длительности и амплитуде. В противном случае надо подобрать величину сопротивления R₂о-

Для проверки работоспособности транзистора Т9 на высоких частотах осциллограф включают в его кол- лектную цепь. Проверяют работу генератора по всему диапазону частот. На частоте 2,2 Мгц амплитуда выход­ных импульсов должна быть не менее 2 в. Если это не так, то транзистор Т9 следует заменить.

Градуировка шкалы генератора. Шкалу генератора градуируют по фигурам Лиссажу. Для этого необходимо иметь генератор Г4-1А (ГСС-6), любой генератор, диа­пазон частот которого включает частоты 50—2500 кгц, и осциллограф. Для облегчения градуировки шкалы ре­комендуется частоты, генерируемые при одном из край­них положений ротора переменного конденсатора С₁ на каждом диапазоне ориентировочно определить по меткам осциллографа. Допустим, требуется програду­ировать шкалу на третьем диапазоне генератора. Переключатель рода работы осциллографа устанавли­вают в положение горизонтального усиления. Мини­мальная частота, определенная по меткам осциллографа, равна 100 кгц. Переключатель П₂ устанавливают в положение 2 или 3. Вход усилителя горизонтального отклонения осциллографа соединяют с выходом гене­ратора Г4-1А. Указатель частоты генератора, укреплен­ный на роторе конденсатора С₁ устанавливают в край­нее правое положение. К выходу генератора импульсов подключают вход «У» осциллографа. Медленно изме­няя частоту генератора Г4-1А, добиваются появления одиночного импульса на экране осциллографа. По шкале настройки генератора Г4-1А определяют ми­нимальную частоту градуируемого прибора на третьем диапазоне и отмечают ее точкой на шкале. Далее изме­няют частоту генератора Г4-1А на +2 кгц. Медленно вращают ротор конденсатора переменной емкости C1 до тех пор, пока вновь на экране осциллографа не появится импульс. Делают вторую отметку на шкале и т. п. Гене­ратор импульсов вместе с блоком питания смонтирован на четырех гетинаксовых платах. Плата задающего генератора с его усилителем размерами 60×65 мм прикрепляется алюминиевой пластиной к переключа­телю диапазонов П1 Катушки индуктивности L1—_L5 (табл. 1) расположены непосредственно под переключа­телем, чтобы соединительные проводники были возмож­но короче, причем L1-L4 намотаны на тороидальном ферритовом сердечнике размерами 7x4x2 мм (Ф-2000), а L₅ — на таком же сердечнике, Ф-1000. Блок пита­ния выполнен по схеме, приведенной в журнале «Радио», № 12, 1962 года, стр. 53. Сердечник силового трансфор­матора набран из пластин Ш-20, толщина набора 20 мм.

Обмотки содержат: I—2500 витков провода ПЭЛ 0,15; II—170 витков провода ПЭЛ 0,2; III—320 витков ПЭЛ 0,15. г. Ленинград