СИГНАЛ-ГЕНЕРАТОР НА ТРАНЗИСТОРАХ

Д. ЕЖОВ, Радио №4/1967, ст.43

Частотный диапазон основного генератора разбит на семь поддиапазонов: 90—280 кгц; 243—670 кгц; 610 кгц — 1,65 Мгц; 1,58—3,2 Мгц; 2,8—7,0 Мгц; 6,4—15 Мгц 14—23,6 Мгц. Точность градуировки ± 1 %. Стабильность частоты во времени несколько вы­ше, чем у ГСС-6. Амплитуда выходного сигнала на аттенюаторе 0,5 в ±10% при напряжении питания 7,8—9 в. Выходное напряжение кварцевого калибратора составляет 2—3 в. Прибор имеет встроенный смеси­тель, с выхода которого можно снимать напряжения биений с гармониками кварцев; один из них имеет резонансную частоту 100 кгц, другой — 1 Мгц. Моду­лятор работает на частоте около 400 гц. Регулируя его выходное напряжение, можно ориентировочно уста­новить глубину модуляции, а используя смеситель — измерять частоту напряжений не менее 5—10 мв. Кроме того, по кварцам можно прокалибровать ге­нератор плавного диапазона в пределах всего частот­ного диапазона прибора. Выходное напряжение основ­ного генератора можно менять ступенями с помощью аттенюатора и плавно в пределах каждой ступени, кроме первой (500 мв, 0—100 мв, 0—1 мв, 0—100 мкв) при глубине модуляции 0—100% . Амплитуды гармоник выходного напряжения не более 5% от амплитуды пер­вой гармоники.

Питается прибор от двух батарей КБС-0,5. Ток, по­требляемый всеми блоками, не превышает 30—35 ма. Размеры прибора 210X 160X 140 мм, вес — около 1,8 кг.

Принципиальная схема. Прибор состоит из задающего генератора, кварцевого калибратора на 100 кгц и 1 Мгц._: модулятора, смесителя с усилителем НЧ и блока пита­ния.

Задающий генератор собран на транзисторах Т₃ и Т₄. Транзистор Т₃ включен по схеме с общей базой и потому мало шунтирует колебательный контур в кол­лекторной цепи. Этому же способствует и то обстоятель­ство, что цепью связи служит эмиттерный повторитель на транзисторе Т₄. Режим работы транзисторов опре­деляется напряжением питания и делителем R₁₂, R₁₃ Двухкаскадные генераторы такого типа устойчиво ра­ботают в широком диапазоне частот при простой ком­мутации колебательных контуров.

Генерируемое напряжение из коллекторной цепи транзистора Т₃ через конденсатор С₁₆ поступает на базу буферного каскада T₅, представляющего собой эмиттерный повторитель, и с его выхода, через конден­сатор С₁₈—на аттенюатор R₁₄, R₁₅, R₁₉—R_22-

Выходное напряжение задающего генератора при постоянном напряжении питания изменяется на 50±80% в пределах диапазона и притом по-разному на каждом из диапазонов. Если соответствующим образом менять питающее напряжение, можно добиться того, чтобы амплитуда выходного напряжения автоматически поддерживалась постоянной.

Для этой цели используется усилитель постоянного тока на транзисторах Т₁ и T₂. Первый каскад усилите­ля собран на транзисторе Т₁ типа п-р-n. Второй каскад — эмиттерный повторитель на транзисторе Т₂ — нагружен на задающий генератор (Т₃, Т₄). На вход уси­лителя постоянного тока подается напряжение с элемен­та сравнения Д₁. Если с выхода генератора не поступает сигнал, то диод Д1 заперт положительным напряже­нием базы транзистора Т₁. При этом ток через резистор R4 определяется лишь обратным током диода, и поэтому он незначителен по сравнению с базовым током тран­зистора.

Источником опорного напряжения служит стабили­трон Д₂. Опорное напряжение подается на диод Д₂ через делитель R₁— R₂. Рабочая точка транзистора Т₁ с помощью делителя — R₅ — R6 выбирается так, чтобы падение напряжения на резисторе R₇ составля­ло 0,85 — 0,9 U_nиm. При этом транзисторы Т₁ и Т₂ будут практически открыты. Когда же от генератора поступает напряжение сигнала, то через буферный кас­кад оно подается на диод Д1который выпрямляет его. Выпрямленное напряжение в точке А имеет отрицатель­ную полярность относительно опорного напряжения и напряжения на базе транзистора Т1. Последнее скла­дывается с выпрямленным напряжением, в результате чего потенциал точки А уменьшается относительно опор­ного напряжения. Падение напряжения на резисторе R₇ также уменьшается и, как следствие этого, падает питающее напряжение задающего генератора, который, как уже указывалось, является нагрузкой усилителя постоянного тока. Амплитуда генерируемых колебаний уменьшается до уровня, определяемого величиной опор­ного напряжения. При установившемся процессе регу­лировки U_вых в достаточных пределах не зависит от величины U_пит Интегрирующая цепь R₄С_б служит для подавления колебательных процессов в системе авто­матической регулировки.

Модулятор представляет собой трансформаторный каскад (Т₁₁) с контуром в цепи базы, настроенным на частоту 400 гц. Потенциометром R₄₄ можно регулировать выходное напряжение и_вых. Модулирующее напряже­ние с выходной обмотки трансформатора Тр₁ поступает на задающий генератор по цепи питания. Система ста­билизации выходного напряжения генератора плавного диапазона имеет постоянную времени т=0,2-0,3 сек, что ке влияет на частоту модуляции.

Так как амплитуда несущей стабилизирована, зави­симость коэффициента модуляции от величины модули­рующего напряжения близка к линейной, что позволяет приближенно проградуировать потенциометр R44 в про­центах модуляции. Глубине модуляции 100% соответ­ствует верхнее положение движка потенциометра R₄₄.

Кварцевый калибратор выполнен на транзисторах Т₉ и T_1о. Т₉ включен по схеме с общей базой при работе кварца Кв₂ (100 кгц) и по схеме с общим, эмиттером при работе кварца Кв1 (1 Мгц). Транзистор Т₁₀ включен по схеме с общим коллектором. Выключатель Вк₅ слу­жит для переключения кварцев. Когда Вк₅ замкнут, работает кварц Кв₁. При этом транзистор Т₁₀ служит буферным каскадом, к его выходу можно подключать сравнительно низкоомную нагрузку. Кварц Кв₂, вклю­ченный параллельно нагрузке транзистора Т₁₀, не вли­яет на работу последнего, так как его частота ниже час­тоты кварца Кв₁

Если Вк5 разомкнут, кварц Кв₂ включен в цепь связи между эмиттерами транзисторов. При этом резистор R₃₆ входит в цепь отрицательной обратной связи по току, при которой генерация кварца Кв₁ невозможна. Двухкаскадный усилитель T9—T10 будет охвачен поло­жительной обратной связью только на резонансной частоте кварца Кв₂. Резистор R₃₈ служит для введения начальной обратной связи. Он лишь незначительно шун­тирует кварц Кв₂. Модулирующее напряжение посту­пает на кварцевый калибратор по цепи питания с выход­ной обмотки трансформатора Тр₁ модулятора.

Смеситель выполнен на диоде Д3 Когда на вход сме­сителя поступают напряжения близких по величине частот, возникают биения. Для фильтрации напряже­ния гармоник служит фильтр С₂₁ Др₁ С₂₂. Напряже­ние частоты биений усиливает усилитель НЧ (Т₆ — Т₈). К выходу усилителя можно подключать телефоны или осциллограф для регистрации нулевых биений. Чувствительность со входа усилителя НЧ приблизи­тельно 1 мв.

Конструкция и детали. На передней панели разме­щены все органы управления, выключатели и гнезда. Вертикальная перегородка на шасси используется как экран между отдельными частями монтажа и как несу­щая конструкция. Слева расположен отсек с переклю­чателем, контурными катушками, подстроечными кон­денсаторами и монтажной платой генератора плавного диапазона. Справа расположены платы кварцевого ка­либратора и смесителя. В подвале шасси смонтирован модулятор. Там же находится батарея помещенная в кассету из органического стекла. Аттенюатор смонтиро­ван в отдельном отсеке, разделенном перегородками. Резисторы R₂₀— R₂₂, R₄₃, R₄₇ проволочные. Они пред­ставляют собой катушки, обмотки которых намотаны сложенным вдвое проводом ПЭШОК на резисторах МЛТ 0,25, как на каркасах. Переключатель П₁, трех­платный односекционный, рассчитан на 11 переключе­ний, но используются только 8 положений переключа­теля. Потенциометр R₂ типа СПО-0.5, R₂₈ и R₄₄ — СП-11; R₁₄ — ППЗ.

Сердечник трансформатора Тр₁ набран из пластин Ш-8, толщина набора 8 мм. Обмотка I содержит 300X2 витков провода ПЭВ 0,12 Обмотка II — 800 вит­ков провода ПЭВ 0,1. Обмотка дросселя Др₁ намотана проводом ПЭШО 0,12 на ферритовом сердечнике диа­метром 6 мм. Диаметр каркаса — 8 мм. Число витков — 500, ширина намотки — 10 мм. Данные катушек све­дены в таблицу.

Когда переключатель диапазонов находится в вось­мом положении, блокировочные контакты БЛ разры­вают цепь питания. Для этого к оси переключателя припаян отрезок стальной проволоки, на который на­сажен винипластовый клин.

Налаживание и градуировка. Для налаживания при­бора необходима следующая аппаратура: ампервольтомметр, генератор сигналов ГСС-6 или радиовещательный приемник, ламповый вольтметр и высокоомные телефо­ны. Весьма полезно просмотреть на экране осциллогра­фа форму модулирующего и выходного напряжений ге­нератора плавного диапазона в пределах полосы про­пускания осциллографа. Последовательность настройки блоков выбрана такой, что уже настроенные блоки уча­ствуют в настройке еще не настроенных. Проверив монтаж, приступают к налаживанию моду­лятора. При этом определяют, правильно ли включена обмотка II, трансформатора Тр₁ подбирают сопротив­ление резистора R₄₂. Напряжение на половине обмотки I должно быть приблизительно 1,5 в. Настраивают коле­бательный контур модулятора на частоту 400 гц подбо­ром емкости конденсатора С₃₄. Напряжение, снимаемое с потенциометра R₄₄, должно быть в пределах 04-0,8 в (при различных положениях движка потенциометра) на нагрузке 3 ком. При налаживании кварцевого ка­либратора необходимо убедиться, что кварц Кв1 ге­нерирует на частоте 1 Мгц при отсутствии модуляции. Сопротивление резистора R₃₅ должно быть на 20-30% менее того, при котором возникает генерация. На вы­ходе калибратора должно быть напряжение 2-4 в при сильно искаженной форме. Если генерация не возникает коллекторно— эмиттерный переход транзистора T₉ шун­тируют конденсатором небольшой емкости С_зо(3—10 пф).

Налаживание калибратора с кварцем Кв₂ сводится к подбору сопротивления R₃₈, которое тоже следует взять на 20-30% менее максимального, при котором возни­кают колебания. Далее следует проверить, поступает ли модулирующее напряжение на калибратор. Замыка­ние выключателя Вк₃ не должно срывать генерацию. В противном следует уменьшить сопротивления рези­сторов R₃₅ и R₃₈. Смеситель особого налаживания не требует.

Наконец, налаживают задающий генератор. При от­ключенном конденсаторе С₂, подбирая сопротивления резисторов делителя R₅ и R₆, добиваются, чтобы напря­жение питания на задающем генераторе достигало 0,85—0,9 U_num. Далее проверяют генерацию на всех диапазонах. К выходу генератора подключают лампо­вый вольтметр. Выходное напряжение должно состав­лять 1—3 в при сильно искаженной форме. Если коле­баний нет, следует поменять местами концы катушек связи и точнее подобрать сопротивления резисторов R₁₀ и R₁₃ После этого припаивают конденсатор С₂ и, регу­лируя потенциометр R₂, устанавливают на входе ат­тенюатора напряжение, равное 0,5 в. Выходное напря­жение можно изменять потенциометром R₁₄, который снабжен равномерной шкалой, разбитой на 20 делений.

Границы частотных диапазонов устанавливают с по­мощью сигнал-генератора ГСС-6, который предва­рительно проверяют, сравнивая с уже налаженными кварцевым калибратором и смесителем. Тот же ГСС-6 используют и при градуировке шкал. Ко входу смеси­теля подключают ГСС. При необходимости составляют таблицы поправок и используют их при градуировке задающего генератора.

Частоты генератора плавного диапазона определяют по нулевым биениям, возникающим в налаженном сме­сителе, используя в качестве источника опорной час­тоты ГСС—6. Переключатель П₂ при этом находится в верхнем (по схеме) положении

Нижние граничные частоты диапазонов устанавли­вают с помощью сердечников катушек L1— L₇, верх­ние — подстроечными конденсаторами С₃—С₅, Ć₈, Ć₁₃, С₃₇, C38• После этого на шкалы наносят отметки, соответствующие частотам, кратным частотам кварце­вого калибратора. Для этого вход смесителя соединяют с выходом кварцевого калибратора, и по нулевым бие­ниям на выходе смесителя делают эти отметки. Отметки, соответствующие прочим частотам, также наносят с помощью сигнал — генератора и смесителя.

Работа с прибором. Перед включением прибора ре­комендуется проверить напряжение батареи. Оно не должно быть ниже 7,5 в. Блоки прибора можно исполь­зовать как раздельно, так и в различных комбинациях.

С выхода генератора плавного диапазона и кварце­вого калибратора можно получать незатухающие модулированные (при включении модулятора) колеба­ния. Амплитуду модулирующего напряжения можно менять в пределах 0—0,8 в. Смеситель и генератор плавного диапазона дают возможность измерять частоту какого-либо генератора, например, гетеродина. При этом ко входу первого можно присоединить испытуемый генератор, а второй может служить источником опор­ной частоты. Равенство частот отмечается по нулевым биениям.

Калибратор и смеситель дают возможность точно на­страивать различные генераторы на частоты, кратные частотам кварцев. Настраиваемый генератор соединяют со входом смесителя.

При необходимости один блок прибора используется для проверки исправности других. Если на вход сме­сителя подавать модулированное напряжение ВЧ то, подключив телефоны к выходу генератора плавного диапазона или кварцевого калибратора, и услышав тон частоты 400 гц, можно убедиться в исправности послед­них . Об исправности модулятора судят по тону модулиру­ющей частоты (400 гц), появляющемуся в телефонах при включении смесителя и модулятора. Смеситель работает нормально, если с увеличением усиления уро­вень шумов первого транзистора повышается.