Генератор качающейся частоты – Генератор качающейся частоты на AD9850

Генератор — качающаяся частота — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Генератор — качающаяся частота

Cтраница 1

Генератор качающейся частоты заменяет ручную перестройку частоты генератора сигнала, необходимую при снятии частотной характеристики по точкам. Перед началом испытаний для исключения ошибок целесообразно ознакомиться с частотными характеристиками прибора на используемом участке диапазона. После проверки подключают к испытываемому усилителю кабель от гнезд Выход ( выход ГКЧ), подсоединяют его ко входу усилителя, а кабель от гнезд Вход ( вход усилителя вертикального отклонения осциллографа) — к его выходу.
 [1]

Генераторы качающейся частоты позволяют получать на экране осциллографов форму резонансных кривых. Для этого пилообразное напряжение развертки осциллографа подводят к генератору. Частота генератора изменяется по пилообразному закону в такт с движением луча по горизонтальной оси экрана трубки.
 [2]

Генератор качающейся частоты работает по принципу генератора на биениях и состоит из частотно-модулированного генератора, усилителя пилообразного тока, генератора фиксированной частоты, смесителя, широкополосного усилителя и системы автоматической регулировки выходного напряжения. Напряжения частотно-модулированных колебаний и фиксированной частоты поступают на смеситель. Выходное напряжение генератора плавно регулируют потенциометром.
 [3]

Генератор качающейся частоты позволяет производить длительное наблюдение амплитудно-частотной характеристики измеряемой цепи. Синхронизирующие и гасящие импульсы могут быть добавлены к синусоидальному выходному напряжению генератора. С точки зрения регистрации, передачи и сравнения результатов этот испытательный сигнал при наличии маркерных меток так же удобен, как и многочастотный генератор вспышек.
 [4]

Генераторы качающейся частоты ( ГКЧ), которые в зарубежной литературе называются свип-генераторами, входят в состав панорамных измерителей S-параметров, а также используются в автоматизированных измерительных системах и при исследованиях и настройке радиоэлектронной аппаратуры и систем. Эти генераторы обычно имеют максимальную полосу качания частоты, равную диапазону частот генератора, а минимальную — около 1 % от максимальной частоты их диапазона и могут работать в режимах: ручной перестройки и качания частоты; автоматического периодического качания частоты; перестройки частоты аналоговыми и кодовыми сигналами.
 [5]

Генераторы качающейся частоты ( ГКЧ) в ряде случаев применяют вместо обычных генераторов сигналов, что позволяет повысить информативность измерений и производительность труда, а в некоторых случаях — их использование оказывается единственно возможным. В этой связи у нас в стране и за рубежом разрабатываются ГКЧ и в ММ диапазоне волн 2, 38, 39 ], причем большая их часть выполнена на ЛОВ.
 [7]

Генераторы качающейся частоты применяют также в качестве основного элемента измерителей частотных характеристик, предназначенных для наблюдения и исследования амплитудно-частотных характеристик усилителей, полосовых фильтров и других узлов радиоустройств.
 [8]

Генераторы качающейся частоты в различных диапазонах частот строят по разлиннцм принципам.
 [9]

Генераторы качающейся частоты модулируют не только пилообразным напряжением, но и синусоидальным, обеспечивая одновременное ( преимущественно линейное) соответствие между горизонтальным перемещением луча и изменением частоты.
 [10]

Генератор качающейся частоты генерирует ВЧ напряжение, изменяющееся по частоте. Изменение частоты зависит от напряже-нвя, поступающего от модулятора и изменяющегося по пилообразному закону.
 [11]

Генератор качающейся частоты ( транзистор Ге) представляет собой блокинг-генератор с электрическим управлением частотой колебаний. Частота колебаний, генерируемая блокинг-генерагором, линейно зависит от напряжения на базе транзистора Те в диапазоне частот 3 2 — 5 3 МГц. Выходное напряжение генератора имеет постоянную амплитуду в пределах полосы девиаций частот.
 [12]

Генератор качающейся частоты ГКЧ модулируется по частоте пилообразным напряжением генератора развертки ГР. Перемещение пятна по горизонтали происходит синхронно с изменением частоты генератора. В этом случае ось х экрана одновременно является и осью частот.
 [14]

ВЧ генератор качающейся частоты, перекрывающий диапазон частот от 1 до 240 МГц ( два поддиапазона 1 — 100; 160 — 240 МГц), выполнен совместно с осциллографом. В состав прибора входят: генератор качающейся частоты с регулировкой выходного напряжения; генератор частотных меток; осциллограф; источник питания и выносная детекторная головка.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5




www.ngpedia.ru

РАДИО для ВСЕХ — ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ и просто ГЕНЕРАТОР 1 Гц

Генератор синусоидальных сигналов частотой от 1 Гц до 40 МГц с регулировкой уровня выходного сигнала и встроенным измерителем уровня выходного сигнала (Up/p), а также с режимом генератора качающейся частоты (ГКЧ) с произвольным выбором границ в диапазоне от 1 Гц до 40 МГц 

Предлагаю наборы для сборки генератора (GEN) синусоидальных сигналов 1 Гц — 40 МГц с режимом генераторы качающейся частоты (ГКЧ/WOB), дополнительным выходом пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа, а также выходом 0/5 В прямоугольных импульсов с частотой качания генератора. Данное устройство разработал польский радиолюбитель Adam Sobczyk (SQ5RWQ). Данная конструкция была опубликована в журнале ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA.

Устройство собрано с применением готового модуля DDS синтезатора AD9850, что значительно упрощает монтаж. Причём использоваться могут оба существующих в продаже модуля DDS AD9850. Конструктивно устройство состоит из двух печатных плат — основной и контроллера. На основной плате установлены разъёмы для платы контроллера, разъёмы для модулей синтезаторов (одновременно может использоваться только одна плата синтезатора), контактные штыри для внешних подключений, винтовой клеммник подачи питания, собраны стабилизаторы питающих напряжений +5В и +9В, в также широкополосный усилитель ВЧ сигнала. На плате контроллера установлен двухстрочный ЖКИ дисплей, энкодер выбора режимов работы и настройки, переменный резистор регулировки уровня выходного сигнала.

Выбор режима работы GEN — генератор или WOB — Wobbulator/ГКЧ выбирается при включении прибора нажатием и удержанием кнопки энкодера. При появлении приветственного меню нужно нажать кнопку энкодера и дождаться появления меню в котором вращением энкодера нужно выбрать режим GEN или WOB и затем подтвержить выбор нажатием на кнопку энкодера. В следующем меню аналогично выбирается режим работы цифрового выхода прямоугольных импульсов 0-5 В, т.е. вращением энкодера выбирается режим ON или OFF и нажатием на кнопку энкодера подтверждается выбор. Выбранные режимы будут сохраняться в энергонезависимой памяти при последующих включениях. Чтобы выбрать другой режим работы нужно обесточить прибор и снова подать напряжение, войти в меню выбора режимов работы и выбрать нужный режим. В режиме генератора шаг перестройки изменяется по кругу нажатием на кнопку энкодера. В режиме ГКЧ нажатием на кнопку энкодера выбирается активный пункт меню — напротив активного (который можно изменять в данный момент) в данный момент параметра светится звёздочка «*». При вращении энкодера значение выбранного параметра будет изменяться. Переключение между параметрами подлежащим изменению происходит по кругу. Прибор находится в режиме генерации колебаний когда на экране нет звёздочки, т.е. все параметры выбраны. 

Схема принципиальная платы управления/индикации приведена ниже, а также здесь >>>

Принципиальная схема основной платы приведена ниже, а также здесь >>>

Прибор работает в двух режимах:
1) Генератор синусоидальных сигналов частотой 1 Гц  — 40 МГц
2) Генератор качающейся частоты с диапазоном качания синусоидального сигнала от 1 Гц — 40 МГц.

В первом режиме на дисплее отображается частота выходного сигнала с точностью до 1 Гц, выбранный шаг перестройки частоты (выбирается нажатием на кнопку встроенную в энкодер, т.е. нажатием на ручку энкодера) и уровень выходного напряжения в Вольтах от пика до пика — Up/p. Шаг перестройки выбирается по кругу из сетки частот 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц нажатием на кнопку энкодера. Уровень выходного напряжения практически совпадает с показаниями осциллографа, частота выходного сигнала соответствует точно. Уровень выходного сигнала с повышением частоты уменьшается, это обусловлено особенностью работы самой AD9850. На низких частотах выходное напряжение для различных модулей DDS составляет порядка 4 Вольт и уменьшается до 1 Вольта на частоте 40 МГц. Точнее, с чистой синусоидой на выходе, у меня получилось так: 
40 МГц — Up/p=0,89 В
35 МГц — Up/p=1,18 В
30 МГц — Up/p=1,67 В
25 МГц — Up/p=2,09 В
20 МГц — Up/p=2,38 В
15 МГц — Up/p=2,62 В
10 МГц — Up/p=2,99 В
5 МГц — Up/p=3,37 В
1 МГц — Up/p=3,66 В
Затем практически без изменений до 30 Гц и потом с плавным снижением до Up/p=2,08 В на частоте 5 Гц и до Up/p=0,86 В на частоте 1 Гц.

Во втором режиме на дисплее отображается частота колебаний, шаг перестройки частоты, нижняя и верхняя границы колебания частоты генератора. Выбор и изменение параметров выполняется энкодером по аналогии с первым режимом работы — нажатием и вращением ручки энкодера. Частота колебаний выбирается от 1 Гц до 40 МГц с шагом 1 Гц, шаг перестройки по кругу из сетки частот 1 Гц, 10 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц, 100 кГц, 1 МГц, верхняя и нижняя частота колебаний от 1 Гц до 40 МГц, при этом сначала выставляется верхняя граница, а затем нижняя, поскольку есть программное ограничение — нижняя частота всегда меньше либо равна верхней.

Правильно собранное устройство из исправных 🙂 деталей начинает работать сразу. До установки платы индикации/контроллера и модуля AD9850, подайте питающее напряжение на основную плату и проверьте наличие питающих напряжений +9 В и +5 В после стабилизаторов 7809 и 7805 соответственно. Затем проверьте уровни напряжений на выводах транзисторов широкополосного усилителя мощности. Напряжения должны быть такими: Q1 (коллектор — 6,65 В; эмиттер — 1,4 В; база — 2,1 В), Q2 (эмиттер — 7,37 В; коллектор — 2,5 В), Q3 (коллектор — 5,47 В; эмиттер — 1,74 В). При необходимости, подстроечным резистором на плате модуля AD9850 необходимо выставить скважность прямоугольных импульсов на выходе генератора равной 2 (коэффициент заполнения 0,5), т.е. меандр. 

Платы разработаны для возможности установки в стандартный пластиковый корпус КМ-60, но в идеале, конечно же, применить металлический корпус 🙂

Стоимости печатных плат и наборов для сборки такие:

Стоимость комплекта из двух печатных плат (основная 140х90 мм и индикации 115х45 мм) с маской и маркировкой — 250 грн.

Если кому то нужен, отдельно запрограммированный микроконтроллер — 85 грн.

Стоимость набора для сборки генератора (запограммированный микроконтроллер с панелькой, печатные платы и все компоненты для них, включая стойки, винты, шайбы, гайки, радиаторы, энкодер, переменный резистор, ручки регуляторов, ЖКИ дисплей 16х2) без учёта модуля AD9850 — 830 грн.

Модуль генератора-синтезатора частоты AD9850 — 650 грн. (кладу в комплект такой, какой есть в наличии, если тип принципиален, то оговаривайте заранее, я разницы в работе плат разных типов не увидел). Данный генератор выполнен на базе микросхемы AD9850 фирмы Analog Devices, представляющей собой полный DDS (Direct Digital Synthesis) синтезатор частоты с встроенным компаратором. Такие синтезаторы уникальны своей точностью, практически не подвержены температурному дрейфу и старению .

Обнаружен небольшой «глюк», скорее всего программный — подтормаживает энкодер при вращении. Мне не мешает, но лучше от этого избавиться. Думаю, всё разрешится 🙂 Плюсы прибора перекрывают его минусы 🙂 Я сколько искал, не нашёл настолько простого и адекватного прибора…

Состав набора можно увидеть здесь >>>

Дисплей может быть с синей подсветкой и белыми знаками, либо с жёлто-зелёной подсветкой и серыми знаками.

 




Заказы можно оформлять через форму обратной связи или по телефону указанному в разделе контакты, доставка и оплата

Всем мирного неба, удачи, добра, 73!

 

 

radio-kits.ucoz.ru

Каталог радиолюбительских схем. Генератор качающейся частоты.

Каталог радиолюбительских схем. Генератор качающейся частоты.

Генератор качающейся частоты.

Если в распоряжении радиолюбителя есть осциллограф, то пользуясь им совместно с
ГКЧ, можно легко проверить и настроить кварцевые, электромеханические и
LC-фильтры, радиочастотный и ПЧ тракты приемника иди передатчика. Схема
несложного ГКЧ приведена на рис. 1. Он состоит из двух генераторов/один из
которых выра-батывает ВЧ напряжение, а другой — пилообразное напряжение
частотой около 0,3Гц. ВЧ- генератор выполнен на полевом транзисторе VT2,
включенном по схеме «емкостной трех точки». В описываемом варианте этот
генератор предназначен для проверки наиболее распространенных фильтров —
электромеханических с резонансной частотой 500 кГц и кварцевых на частоты
5500,8815 и 9000 кГц. С генератора на однопереходном транзисторе VT1
пилообразное напряжение подается на варикапы VD1—VD3, которые входят в
колебательные контуры генератора радиочастоты. При совместной работе с
осциллографом пилообразное напря-жение может использоваться для его
синхронизации. Полосу «качания» ГКЧ от 1 до 50 кГц устанавливают
переменным резистором R6. Поскольку при этом несколько смещается и средняя
частота прибора, то при изменении этого параметра сдвиг компенсируют
конденсатором переменной емкости С 16.

Рис 1.

В режиме ручного управления (переключатель SA1 в положении «Ручн.») генератор радиочастоты также можно перестраивать в небольших
пределах, подавая на варикапы управляющее напряжение с переменного
резистора R2. Такой режим используют при определении частот
последовательного и параллельного резонансов кварцевых резонаторов,
необходимых для расчета самодельных фильтров. Сигнал генератора
радиочастоты поступает на вход широко-полосного усилителя, выполненного на
транзисторе VT3. Напряжение питания обоих генераторов стабилизировано
стабилитроном VD4. Конструктивной основой прибора служит П-образное шасси
размерами 130х130х80 мм из листового дюралюминия АМГ толщиной 1,5 мм. На
его передней стенке, чертеж которой показан на рис. 2. размещены
переключатель SА1 (переход из автоматического в ручной режим управления),
переключатель SA2 («Диапазон»), выключатель питания SA3, регуляторы полосы
«качания» (R6), ручной установки частоты (R2), конденсатор С16 точной
установки частоты и коаксиальный разъем XI (СР-50-73ФВ) выхода генератора
радиочастоты.

Рис 2.

Разъем Х2 (СГ-3) выхода пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа находятся
на задней стенке шасси. Большая часть деталей устройства смонтирована на
печатной плате размерами 120х45 мм (рис. 3), которая на четырех
цилиндрических стойках 5мм установлена на задней стенке шасси. Само же
шасси сверху и с боков закрывает «внахлест» П-образная крышка из листового
дюралюминия толщиной 1 мм.

Рис 3.

Конденсатор С16 — подстроечный с воздушным диэлектриком (типа КПВ-125), у
которого удалена половина пластин. Ось конденсатора удлинена — к ротору
припаяна латунная трубка диаметром 6 и длиной 30 мм. Постоянные резисторы
— ОМЛТ или МТ, переменные — СПЗ-4аМ,конденсаторы С2, С4, С5. С7,С9и С20 —
КД или КТК, С1 и С18 — оксидныс К53-1, остальные — КМ-5. Для повышения
стабильности частоты генератора в его колебательных контурах желательно
использовать конденсаторы КСО или СГМ. Переключатели SA1 и SA3 —
малогабаритные ПГ8-1В; SA2 — любой керамический на три положения. Дроссель
L4 — ДМ-0,1. Можно установить самодельный дроссель — 30…40 витков
провода ПЭВ-2 0,2, намотанных на двух склеенных вместе кольцах типоразмера
К7х4х2 из феррита 600ННипи 1000НН.

Рис 4.

Катушки L1 и L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 12
и высотой 30 мм с подстроечниками СЦР-б. Катушка LI содержит 13 витков
провода ПЭВ-2 0,51, L2 — 18 витков такого же провода. Катушка L3,
содержащая 60 витков провода ПЭВ-2 0,12 и пропитанная клеем БФ-2, помещена
в броневой магнитопровод СБ-12А. Контурные катушки размещены в
непосредственной близости от соответствующих им галет переключателя SA2.
Варикапы и контурные конденсаторы припаяны непосредственно к выводам
катушек. Выводы всех деталей колебательных контуров должны быть по
возможности короткими. Монтаж деталей контуров выполняют медным
посеребренным проводом. Полевой транзистор КПЗОЗЕ (VT2) можно заменить
биполярным серии КТ316 или КТ306 с любым буквенным индексом, но тогда
резистор R12 должен иметь сопротивление 24 кОм и такой же резистор
необходимо дополнительно включить между базой и коллектором. Потребуется
также несколько увеличить (примерно в два раза) емкость конденсаторов С2,
С6, С10 и уменьшить на 10 % число витков контурных катушек L1—L3.
Транзистор КТ606А (VT3) заменим на КТ610А, KT91lA, KT904A. Для наблюдения
на экране осциллографа изображения амплитудно-частотной характеристики
исследуемого фильтра потребуется еще высокочастотный пробник, схема и
конструкция которого показаны на рис. 4. Он представляет собой детектор,
диоды VDl и VD2 ктороoгo включены по схеме умножения напряжения.Корпусом
пробника служит медная (или латунная) трубка 3 диаметром 15 и длиной 70
мм. С одной стороны в нее вставлена бобышка 6, выточенная из капрона (или
фторопласта), с впрессованным в нее остроконечным стержнем — щупом 7. С
внутренней стороны к щупу припаян конденсатор С3. С другой стороны в
трубку вставлена латунная втулка 2, через отверстие в которой пропущен
отрезок коакси-ального кабеля I типа РК-20 длиной 750 мм с штыревой частью
разъема, стыкующейся с входным гнездом осциллографа. Бобышка и втулка
зафиксированы в корпусе пробника винтами М2. К лепестку 4 на корпусе
припаян общий провод 5 с зажимом типа «крокодил» на конце.

Детали пробника, смонтированные навесным
способом, удерживаются в корпусе на монтажных лепестках 8. Налаживание ГКЧ
сводится в основном к настройке генератора радиочастоты. Для этого к
разъему XI через коаксиальный тройник СР-50-95 подключают осциллограф и
частотомер. Чатотомер может заменить приемник с точной шкалой настройки.
Подключив к прибору источник питания, переключатель SA1 «переводят в
положение «Ручное управлсние», a SA2 — на диапазон «8800…9000кГц». Ротор
конденсатора С 16 и движок переменного резистора R2 должны быть среднем
положении. Контролируя выходной сигнал прибора по осциллографу и
частотомеру, подстроечником катушки L1 устанавливают частоту 8900 кГц.
Изменяя емкость конденсатора С16 от максимальной к минимальной, убеждаются
в перестройке частоты генератора от 8700 до 9100 кГц. Затем настраивают
контуры диапазонов 5500 и 500 кГц. На этих диапазонах генератор
радиочастоты перестраивается всего лишь на несколько килогерц, но этого
вполне достаточно для проверки фильтров. Если выходной сигнал искажен, что
свидетельствует о наличии гармоник, необходимо уменьшить до нескольких
пикофарад емкость конденсатора С19 или удалить его совсем. Можно также
подобрать конденсатор С20. Проконтролировав осциллографом пилообразное
напряжение на гнездах разъема Х2 (его амплитуда должна быть около 8 В),
переключатель SA1 переводят в положение автоматической работы и наблюдают
на экране осциллографа характерное изображение «качающегося» сигнала с
изменяющимся периодом. Вращая ручку движка переменного резистора R6,
убеждаются, что пределы «качания» частоты изменяются. На этом настройку
прибора можно считать законченной.

Работа с ГКЧ ничем не отличается от
работы с обычным серийным прибором дам исследования амплитудночастотных
характеристик. Наблюдение за изображением характеристики исследуемого
фильтра ведут по изображению на экране осциллографа, например, С1-94 или
С1-65. На его вход внешней синхронизации подают пилообразное напряжение
ГКЧ, а на вход усилителя осциллографа — сигнал с высокочастотного
пробника. Переключатель входа осциллографа переводят в режим измерения
постоянного тока. При исследовании фильтров генератор подключают к ним
через согласующий резистор. Сопротивление этого резистора должно быть
приблизительно равно входному сопротивлению фильтра. К выходу фильтра
подключают высекочастотный пробник и резистор-эквивалент сопротивления
нагрузки фильтра. Включив ГКЧ на диапазон, соответствующий средней частоте
фильтра, коденсатором С16 добиваются появления на экране осциллографа
изображения характеристики фильтра (рис. 5, а). Можно, конечно, обойтись и
без высокочастотного пробника, но тогда изображение фильтра будет иметь
вид, приведенный на рис. 5, б. Значительная емкость кабеля, идущего к
осциллографу, в этом случае может расстроить фильтр. Изменяя полосу
качания резистором R6, добиваются размещения всей характеристики на экране
осциллографа. Подстроив элементы фильтра по наименьшей неравномерности и
минимальному затуханию, ГКЧ переводят в режим ручного управления. Далее
резистором R2 перемещают светящуюся точку на экране по изображению АЧХ
фильтра и по частотомеру определяют частоты скатов фильтра.

Г. Гвоздицкий, г.Москва, Радио №5, 1993 г., стр.24

irls.narod.ru

ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ

Каталог принципиальных схем — Измерительная техника

ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ

Б.ИВАНОВ, г. Москва

Чтобы иметь представление о полосе пропускаемых усилителем ЗЧ частот, глубине регулировок тембра или других частотных свойствах звуковоспроизводящего устройства, приходится снимать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Методика известная- вооружившись генератором ЗЧ и вольтметром переменного тока или измерителем выхода, контролируют уровень выходного сигнала устройства при изменении частоты входного. А затем по полученным данным строят кривую, по которой определяют и полосу пропускаемых частот, и неравномерность частотной характеристики, и ослабление сигнала на определенной частоте и другие нужные параметры.

Стоит внести какие-то доработки в тот или иной каскад усилителя, изменить номиналы деталей цепи обратной связи — и снова все сначала.

Процедура таких испытаний, конечно, утомительна. Вот почему радиолюбители давно ищут способы визуального наблюдения АЧХ. Один из них — применение генератора качающейся частоты, позволяющего «нарисовать» на экране осциллографа огибающую АЧХ. В простейшем понимании генератор качающейся частоты (ГКЧ) представляет собой генератор ЗЧ с устройством, позволяющим плавно изменять («качать») частоту выходных синусоидальных колебаний в заданном диапазоне частот. Подача таких колебаний на вход контролируемого усилителя будет равноценна ручной перестройке частоты генератора. Поэтому амплитуда выходного сигнала ЗЧ будет изменяться в зависимости от частоты входного в данный момент. А значит, на экране осциллографа, подключенного к нагрузке выходного каскада, можно наблюдать огибающую АЧХ, составленную из вершин синусоидальных колебаний разной частоты.

«Качать» частоту генератора ЗЧ в широком диапазоне не так просто, поэтому ГКЧ на базе генератора ЗЧ обрастает множеством каскадов и становится весьма сложным устройством для начинающего радиолюбителя.

Как показывает практика, несколько проще получается приставка-ГКЧ, в которой колебания ЗЧ образуются в результате биений сигналов двух генераторов, работающих на частотах в сотни килогерц. Причем один из генераторов в этом случае перестраиваемый, скажем, пилообразным напряжением генератора развертки осциллографа, а другой работает на фиксированной частоте.

По такому пути и пошел курский радиолюбитель И. Нечаев, разработавший специально для нашего цикла предлагаемый ГКЧ. Генератор получился комбинированный, поскольку помимо ЗЧ позволяет исследовать и усилители ПЧ супергетеродинных радиоприемников.

Схема генератора качающейся частоты приведена на рис. 1. Основные узлы его, как вы, наверное, догадались,- неперестраиваемый и перестраиваемый генераторы. Первый из них выполнен на транзисторе VT4 по схеме емкостной трехточки. Частота колебаний (около 470 кГц) зависит от индуктивности катушки L3 и емкости конденсатора С11. Колебания возникают из-за положительной обратной связи между эмиттерной и базовой цепями транзистора. Глубина обратной связи зависит от емкости конденсаторов СИ и С12, образующих делитель напряжения, и подобрана такой, чтобы форма колебаний была максимально приближена к синусоидальной.

Рис.1

Колебания этого генератора, снимаемые с эмиттерного резистора R18, поступают на развязывающий каскад, выполненный на транзисторе VT5, а с его коллекторной нагрузки (резистор R15) — на смеситель, собранный на транзисторе VT3.

Аналогично поступают на смеситель и колебания другого генератора — перестраиваемого, выполненного на транзисторе VT1 также по схеме емкостной трехточки. Частота колебаний этого генератора зависит от индуктивности катушки L1 и емкости цепочки, включенной между выводами коллектора и эмиттера транзистора. А она, в свою очередь, составлена из параллельно включенных конденсатора С3, варикапов VD1, VD2 и последовательно включенного с этими деталями конденсатора С4. Чтобы частоту генератора можно было изменять, на аноды варикапов подают постоянное напряжение положительной полярности. Когда, к примеру, устанавливают режим «Ген.» (просто генерирование частоты) и нажимают кнопку переключателя SA1, то резистор R5, соединенный с варикапами, подключается через контакты секции SA1.1 к движку переменного резистора R2, а на верхний по схеме вывод переменного резистора подается через секцию SA1.2 напряжение питания. Перемещением движке переменного резистора теперь можно изменять частоту колебаний генератора примерно от 455 до 475 кГц (средняя частота 465 кГц — это промежуточная частота супергетеродинных приемников).

С катушки связи L2 колебания такой частоты поступают на делитель напряжения R9R14.1, а с движка переменного резистора R14.1 — на выходной разъем XS2. С этого разъема сигнал подают на вход усилителя ПЧ (или его каскадов) радиоприемника.

На нагрузке же смесителя (резисторы R13, R14.2) выделяются колебания разностной частоты в пределах примерно 500 Гц…20 кГц в зависимости от частоты перестраиваемого генератора. Получить сигнал частотой менее 500 Гц не удается из-за явления синхронизации частоты обоих генераторов при небольших расхождениях в настройке. Детали С6, R13, С8 — это фильтр нижних частот, ослабляющий прошедшие через смеситель колебания генераторов. С движка переменного резистора R14.2 сигнал ЗЧ подается на разъем XS3, который при работе приставки подключают ко входу проверяемого усилителя ЗЧ.

Чтобы обеспечить изменение частоты перестраиваемого генератора в указанных пределах, нужно подавать с движка переменного резистора R2 постоянное напряжение от 0 до 9 В. При меньшем диапазоне изменения напряжения будет соответственно уменьшен и диапазон частот сигнала, снимаемого с разъемов XS2 и XS3.

Для получения качающейся частоты колебаний ЗЧ нажимают кнопку SA3 «ГКЧ ЗЧ» (при этом кнопка SA1 отпускается и секция SA1.2 соединяет через резистор R1 верхний по схеме вывод резистора R2 с разъемом XS1 — на него подают пилообразное напряжение развертки с осциллографа. Резистор R1 ограничивает амплитуду этого напряжения на резисторе R2 до 9 В, чтобы максимальные изменения частоты перестраиваемого генератора составили 20 кГц (как и при перестройке генератора постоянным напряжением). Диапазон качания частоты, т. е. пределы ее изменения будут зависеть от положения движка переменного резистора R2 — чем он выше по схеме, тем больше диапазон изменения частоты.

При проверке же трактов ПЧ приемников нажимают кнопку SA2 «ГКЧ ПЧ». В этом случае на варикапы поступает фиксированное постоянное напряжение, снимаемое с делителя

R3R4, а также пилообразное, подаваемое через конденсатор С1 с движка переменного резистора R2. Фиксированное напряжение устанавливает частоту генератора равной 465 кГц, а пилообразное изменяет ее в обе стороны максимум на 10 кГц (при установке движка переменного резистора в верхнее по схеме положение).

Как уже было сказано, при работе перестраиваемого генератора в режиме качания частоты необходимо подать на резистор R2 пилообразное напряжение амплитудой 9 В. Причем напряжение должно быть возрастающее, чтобы АЧХ соответствовала общепринятому начертанию — нижние частоты слева, а средние и высшие — справа. Владельцы осциллографов, в которых на специальное гнездо выведено именно такое напряжение развертки, полностью повторяют приставку по приведенной схеме и подбирают нужную амплитуду пилы на выводах резистора R2 изменением номинала резистора R1.

Владельцам осциллографов с пилообразным напряжением достаточной амплитуды, но спадающим, можно рекомендовать замену транзисторов на аналогичные по мощности, но противоположной, по сравнению с указанной на схеме, структуры, изменение полярности включения варикапов и оксидного конденсатора С10, а также полярности питающего напряжения.

Владельцы же осциллографа ОМЛ-2М (ОМЛ-3М) уже знают, что пилообразное напряжение, выведенное на гнездо на задней стенке осциллографа, достигает максимальной амплитуды 3,5 В, что меньше требуемого. Поэтому возможны два варианта. При первом можно вообще изъять резистор R1 и подавать пилу на разъем XS1, соединенный с верхним по схеме выводом переменного резистора R2. В этом случае максимальная частота в режиме качания уменьшится с 20 до 15 кГц, что вполне приемлемо для проверки и налаживания многих моно- и стереофонических усилителей невысокого классе.

В случае же необходимости исследовать более качественные усилители с полосой пропускаемых частот до 20 кГц придется дополнить приставку двухкаскадным усилителем на транзисторах VT6, VT7 и включить его вместо ограничительного резистора R1. Амплитуда пилы на резисторе R2 возрастет до 8…8,5 В.

Возможно, у вас возникнет вопрос о целесообразности использования двух каскадов для

получения всего лишь менее чем тройного усиления (с 3,5 до 8,5 В). Действительно, для подобного усиления достаточно было бы и одного каскада. Но на выходе его получится спадающее пилообразное напряжение. Чтобы добиться не только нужного коэффициента усиления, но и заданной полярности сигнала, усилитель пришлось выполнить на двух транзисторах.

Перейдем к рассказу о деталях приставки-ГКЧ. Транзисторы VT3 и VT7 могут быть, кроме указанных на схеме, КТ361Д, ГТ309А — ГТ309Г, КТ326А, КТ326Б, П401 — П403, П416, остальные транзисторы — КТ315А — КТ315И, КТ301Г — КТ301Ж, КТ312А — КТ312В. Варикапы VD1, VD2 — КВ109А — КВ109Г. Конденсаторы С1, С2, С7, С9 — БМ, МБМ, КЛС; С10 — К50-12; остальные — КТ, КД, ПМ, КЛС.

Переменный резистор R2 может быть СПО-0,5, СПЗ-9а, СПЗ-12, сдвоенный резистор R14 — СПЗ-4аМ, но его можно заменить и одинарными (R14.1 и R14.2) такого же типа, что и R2. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125. Переключатели — П2К с зависимой фиксацией, при нажатии одной из клавиш остальные находятся в отжатом положении.

Катушки индуктивности можно намотать на каркасах ПЧ от радиоприемника «Альпинист-405» или других подобных каркасах с подстроечни-ком из феррита. Катушки L1 и L2 наматывают на одном таком каркасе, a L3 — на другом. Данные катушек такие:

L1 — 500 витков, а L2 (она размещена поверх L1) — 50 витков провода ПЭВ-2 0,09;

L3 — 170 витков провода ПЭВ-2 0,1…0,12.

Разъемы — высокочастотные, от телевизионных приемников. Источник питания должен быть со стабилизированным напряжением (от этого зависит стабильность частоты генераторов) и рассчитан на ток нагрузки не менее 10 мА.

Часть деталей приставки смонтирована с одной стороны платы (рис.2) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Выводы деталей припаяны непосредственно к проводникам — полоскам фольги. Плата служит одновременно лицевой стенкой корпуса (рис.3), на ней укреплены переключатели и переменные резисторы (резистор R2 снабжен шкалой).

Рис.3. Внешний вид прибора.

На одной боковой стенке корпуса установлен входной разъем XS1, на другой — выходные XS2 и XS3. Между выводами переключателей, переменных резисторов и разъемов смонтированы детали, не показанные на чертеже печатной платы. Через отверстия в боковой стенке выведены проводники питания с вилками на концах — их вставляют в гнезда блока питания (или подключают к выводам источника, например, составленного из двух последовательно соединенных батарей 3336). Нижняя крышка корпуса — съемная.

Если приставка смонтирована без ошибок и в ней использованы исправные детали, оба генератора начнут работать сразу. Чтобы убедиться в этом, нужно нажать кнопку SA1, подать на приставку питание, установить движки переменных резисторов в верхнее по схеме положение и подключить к разъему XS2 входные щупы осциллографа — он должен работать в автоматическом режиме с внутренней синхронизацией и закрытым (можно и открытым) входом. Подобрав входным аттенюатором осциллографа такую чувствительность, чтобы размах изображения на экране составлял не менее двух делений, можно включить на осциллографе ждущий режим и «остановить» изображение соответствующими ручками. Форма колебаний должна быть близка к синусоидальной, а частота — в диапазоне 400…600 кГц.

Далее можно проверить работу второго генератора, подключив осциллограф к выводу эмиттера транзистора VT4 (вход осциллографа — закрытый). Здесь также должны быть колебания синусоидальной формы с частотой в указанных для первого генератора пределах.

Вот теперь можно приступить к настройке генераторов и градуировке шкал (их две — для колебаний ПЧ и ЗЧ) переменного резистора R2. Понадобится частотомер, который подключают к разъему XS2. Движок переменного резистора R14.1 оставляют в положении максимального выходного сигнала, а движок резистора R2 перемещают в нижнее по схеме, т. е. на варикапы не подают постоянное напряжение.

Контролируя частоту генератора, устанавливают ее равной 475 кГц подстроечником катушек L1, L2. Затем перемещают движок резистора R2 в верхнее по схеме положение и измеряют частоту генератора — она должна быть равной 455…450 кГц. Если она больше, подбирают конденсатор С3 меньшей емкости или вообще исключают его. При меньшей частоте подбирают конденсатор большей емкости, после чего вновь настраивают генератор на частоту 475 кГц при нижнем положении движка резистора R2.

Оставив движок резистора в таком положении, переключают частотомер к разъему XS3 и измеряют разностную частоту. Уменьшают ее подстроечником катушки L3 до минимально возможной, стараясь получить «нулевые биения». Подстроечники катушек можно после этого законтрить нитрокраской или каплей клея.

Подключив к разъему XS3 осциллограф и установив движок переменного резистора R2, например, в среднее положение, контролируют форму колебаний. При необходимости улучшить ее подбирают резистор R15.

Вновь подключают частотомер к разъему XS2 и, плавно перемещая движок переменного резистора R2 от нижнего положения до верхнего, измеряют частоту генератора в различных точках. На шкале резистора проставляют значения частоты.

Аналогично градуируют вторую шкалу, подключив частотомер к разъему XS3.

Следующий этап — проверка и налаживание двухкаскадного усилителя пилообразного напряжения (если вы решили его собрать). Вначале подают на разъем XS1 сигнал с гнезда на задней стенке осциллографа ОМЛ-2М (ОМЛ-3М), а входной щуп подключают к нижнему по схеме выводу резистора R21 (т. е. практически контролируют входной сигнал). Чувствительность осциллографа устанавливают равной 1 В/дел., а начало линии развертки смещают в нижний левый угол шкалы. Осциллограф работает в автоматическом режиме с закрытым входом, длительность развертки 5 мс/дел.

На экране увидите нарастающее пилообразное напряжение, вершина пилы может уходить за пределы крайней вертикальной линии шкалы. Ручкой регулировки длины развертки установите такое пилообразное напряжение, чтобы оно уместилось точно между крайними вертикальными линиями шкалы (рис.4,а), и измерьте амплитуду пилы — она может быть около 3 В.

Рис.4

Затем переключите входной щуп осциллографа на вывод коллектора транзистора VT6, а чувствительность осциллографа установите равной 0,5 В/дел. На экране увидите изображение спадающей пилы. Подведите начало линии развертки к средней линии шкалы и измерьте амплитуду сигнала — она должна быть около 0,8 В (рис.4,б). Если характер пилы будет сильно искажен (появится «ступенька» в конце ее), придется подобрать резистор R21.

Установите на осциллографе чувствительность 1 В/дел, и подключите его входной щуп к выводу коллектора транзистора VT7, а на приставке нажмите кнопку SA1, чтобы резистор R2 оказался подключенным к R24. На экране осциллографа может появиться изображение, показанное на рис.4,в,- искаженная пила. Избавиться от искажения можно более точным подбором резистора R23, а иногда еще и резистора R21, так, чтобы на экране получилось изображение, приведенное на рис.4,г. Небольшая нелинейность пилы вначале появляется из-за некоторого «запаздывания» открывания транзистора VT6 по мере нарастания пилообразного напряжения. На работе ГКЧ эта нелинейность практически не отразится.

Что касается максимальной амплитуды пилы, то она ненамного отличается от 9 В. Конечно, ее можно увеличить, но в этом случае придется питать двухкаскадный усилитель несколько большим напряжением — 10…12 В.

На время налаживания усилителя вместо резисторов R21 и R23 желательно впаять переменные, сопротивлением 1,5…2,2 МОм и 1 МОм соответственно.

Как работать с нашим ГКЧ? Вы уже знаете, что в зависимости от проверяемого устройства (усилитель ПЧ или ЗЧ) используется тот или иной выходной разъем генератора — его соединяют с входом устройства. К выходу же проверяемого устройства подключают входной щуп осциллографа. При включении ГКЧ на экране осциллографа можно увидеть огибающую амплитудно-частотной характеристики устройства.

Более конкретно можно сказать следующее. При проверке усилителя ПЧ супергетеродина разъем XS2 соединяют высокочастотным кабелем (или экранированным проводом) через конденсатор емкостью 0,05…0,1 мкФ с базой транзистора преобразователя частоты, а входной щуп осциллографа подключают к детектору приемника. Переменным резистором R14.1 устанавливают

такой выходной сигнал ГКЧ, чтобы наблюдаемое изображение не искажалось (не было ограничения характеристики сверху), а переменным резистором R2 подбирают такую частоту генератора, чтобы П-образная огибающая характеристики усилителя ПЧ располагалась посредине экрана осциллографа. Если сигнал с ГКЧ окажется избыточным даже почти в нижнем положении движка резистора R14.1, уменьшить его можно включением между ГКЧ и приемником дополнительного делителя напряжения.

Подробнее об использовании ГКЧ для проверки тракта ПЧ расскажем позже, когда коснемся методики проверки и налаживания супергетеродинного радиоприемника.

А сегодня проведем некоторые практические работы по проверке усилителя ЗЧ. Лучше всего ориентироваться на усилитель с регуляторами тембра по низшим и высшим частотам. Для примера воспользуемся усилителем, описанным в статье Б. Иванова «Электрофон из ЭПУ» в «Радио», 1984, № 8, с. 49-51. Если вы помните, в нашем цикле уже встречалась часть этой конструкции — узел А2. Теперь к ней нужно добавить узел А1 с двумя регуляторами тембра, подключить к усилителю вместо динамической головки эквивалент нагрузки сопротивлением б… 8 Ом и соединить вход усилителя с разъемом XS3 нашей приставки (рис.5) через оксидный конденсатор емкостью 1…10 мкФ (поскольку ни на выходе приставки, ни на входе усилителя разделительного конденсатора нет).

Рис.5

На осциллографе устанавливают длительность развертки 5 мс/дел., чувствительность 2 В/дел., вход — закрытый, развертка — автоматическая с внутренней синхронизацией (регулятор синхронизации должен быть в среднем положении, чтобы исключить подергивания изображения в начале развертки), линия развертки — посредине шкалы.

Радио 3-89, с.64-68

www.shema.ru

Генераторы качающейся частоты

К генераторам
качающейся частоты (ГКЧ — его устаревшее
название свип-генератор) относятся
источники гармонических колебаний со
специаль­ным (линейным, логарифмическим
и т. д.) законом автоматического измене­ния
частоты в пределах заданной полосы
качания. Полоса качания fопреде­ляется как разность конечногоfки начальногоfн, значений
частоты, т.е.f=fкfн . В зависимости
от ее значения ГКЧ делятся на узкополосные
(f не более 1%
максимальной частоты рабочего
диапазона или поддиапазона), широкополосные
(f> 1 %) и
комбинированные.

Генераторы
качающейся частоты строятся по прямому
методу генерации и методу биений. В
диапазоне от десятых и даже сотых долей
герц до десятков мегагерц используют
функциональные генераторы (рис. 5) с
электронным управлением частотой. При
этом частоту таких генераторов можно
регулировать, изменяя ток заряда
(разряда) емкости интегратора. При
наличии преобразователей цифровых
кодов в сигналы управления исполнительными
элементами, возможно дистанционное и
программное изменение частоты.

В достаточно
широких пределах автоматическое качание
частоты без коммутации элементов
колебательной системы легко реализуют
в низкочас­тотных генераторах на
биениях. При этом в качестве перестраиваемого
гете­родина может служить LС-генератор
с электронным управлением частотой.

В настоящее
время разработаны несколько способов
управления частотой высокочастотных
LC-генераторов. Практическое
применение находит способ перестройки
частоты путем изменения величины
барьерной емкостиp-nперехода полупроводникового диода —
варикапа. Емкость его р-n-перехода
полностью или частично включается в
цепь колебательного контура генератора.
Модулирующее напряжение, воздействуя
на диод изменяет его барьерную емкость,
а, следовательно, и частоту генерируемых
колебаний.

Генераторы специальной формы

К генераторам
специальной формы относятся источники
одиночных или периодических импульсных
сигналов, форма которых может быть и
прямо­угольной, и отличной от нее.
Рассмотрим функциональные генераторы,
которые в широком диапазоне частот
могут генерировать синусоидальное и
пило­образное напряжение, а также
импульсное напряжение треугольной,
прямоугольной и других специальных
форм. Генераторы этого типа допускают
плавную регулировку частоты колебаний
в пределах от сотых долей герц до единиц
мегагерц. Имеется возможность модулировать
(применяется и термин «свипировать»)
частоту колебаний напряжением от
внешнего источника. Генераторы этого
типа достаточно стабильны и просты в
обслуживании.

Поскольку
основным элементом функционального
генератора является интегратор на ОУ,
то частоту колебаний на выходе прибора
можно регулировать, изменяя значение
тока в зарядной (входной) RC-цепи
интегратора. В генераторах предусматривается
возможность регулировки симметричности
формы выходного напряжения. В результате
можно формировать треугольное напряжение
с разным наклоном сторон или несимметричное
прямоугольное напряжение. При наличии
интерфейса функциональные генераторы
можно использовать в составе
автоматизированных измерительнвычислительных
комплексов и измерительных систем. При
этом все параметры выходных сигналов
устанавливают дистанционно.

Особое место
в ряду генераторов специальной формы
занимают импульсные (релаксационные)
генераторы. Они подразделяются на
генераторы периодической последовательности
импульсов и генераторы кодовых групп
импульсов. Широкое применение находят
генераторы периодических последовательностей
прямоугольных импульсов.

studfiles.net

Генератор качающейся частоты

К числу сигналов, применяемых в автоматизированных системах контроля, а также в радиотехнике относится ЛЧМ-сигнал. Аббревиатура «ЛЧМ» означает «линейная частотная модуляция», т. е. рассматриваемый сигнал представляет собой радиоимпульс с прямоугольной огибающей и плавно, точнее – по линейному закону, изменяющейся частотой заполнения. Форма сигнала приведена на рис. 10.24, а, а зависимость частоты заполнения импульса от времени t – на рис. 10.24, б. Разность частот в начале и в конце импульса называют девиацией ∆f, а произведение девиации на длительность импульса τи – базой сигнала b = ∆f∙τи. Частота заполнения может не возрастать, а убывать по линейному закону. Следует отметить, что увидеть четкую осциллограмму ЛЧМ-сигнала невозможно, так как условием четкости изображения является дробно-кратное соотношение частот сигнала и развертки осциллографа, что при фиксированном значении периода развертки и непрерывно изменяющейся частотой заполнения постоянно нарушается.

Управление частотой заполнения ЛЧМ-сигнала осуществляется извне, с помощью управляющего сигнала: в этом плане имеется отдаленная аналогия между схемой формирования ЛЧМ-сигнала и электронным ключом – но в ключе объектом управления является не частота, а амплитуда сигнала и управление осуществляется не плавно, а скачком.

Рис. 10.24

Плавное управление каким-либо параметром сигнала в электронике называют модуляцией, а скачкообразное – манипуляцией.

На рис. 10.25 приведен один из вариантов построения формирователя ЛЧМ-сигнала. Эта схема называется генератором качающейся частоты (ГКЧ), в зарубежных публикациях – свип-генератором. В своей основе ГКЧ представляет собой -генератор с мостом Вина. Частота сигнала, формируемого в -генераторе постоянна и определяется значениями сопротивлений и емкостей моста. Если изменять значение, скажем, R под воздействием управляющего сигнала, то будет меняться частота генерации f. Поскольку управление значением R должноосуществляться с помощью электрического сигнала, то необходим элемент, обладающий требуемыми свойствами. Таковым является фоторезистор, освещаемый излучением светодиода с плавной зависимостью яркости от приложенного напряжения (в совокупности фоторезистор и светодиод образуют оптрон). Поскольку мост Вина, как правило, содержит два одинаковых сопротивления, то необходимо и два фоторезистора. К достоинствам схемы ГКЧ с оптронами является отсутствие гальванической связи между цепью управляющего сигнала и остальным генератором.

Другой вариант ГКЧ предполагает управление значениями емкостей в мосте Вина. В качестве элементов С, меняющихся под действием приложенного электрического управляющего сигнала, используют варикапы.

В качестве управляющих сигналов обычно используют ЛИН. Таким образом, ГКЧ является генератором с подачей на вход внешнего сигнала.

Рис. 10.25

ГКЧ оказывается «встроенным» в целую цепочку генераторов – вначале генератор прямоугольных импульсов, управляющих процессами в ГЛИНе; затем сам ГЛИН и, наконец, ГКЧ. После ГКЧ обычно ставят еще и электронный ключ, не пропускающий на выход сигналы во время обратного хода ЛИН. Для ключа управляющим сигналом является последовательность прямоугольных импульсов с выхода самого первого из каскадов. Функциональная схема соединения генераторов приведена на рис. 10.26.

Рис. 10.26

Примером использования ГКЧ в автоматизированных измерениях служит измеритель АЧХ схем: ЛЧМ-сигнал подают на вход исследуемой схемы, а ЛИН, управляющее частотой генерации используют для внешней синхронизации осциллографа. На экране последнего отображается АЧХ схемы в пределах значения девиации частоты ЛЧМ-сигнала.

Похожие статьи:

poznayka.org

Многофункциональный генератор качающейся частоты 100 кГц…2 ГГц .

Материал публикуется с любезного разрешения автора.

Многофункциональный генератор качающейся частоты 100 кГц…2 ГГц
Описание схемы.


Александр Кравченко, Украина
E-mail: alderkra{собака}ukr.net


Январь 2005 г.

Схему ГКЧ представлена для большей простоты понимания в виде высокочастотной части рис.1, и низкочастотной части рис.2. Схема ГКЧ состоит из 13-ти блоков Б1-Б13, относящихся к высокочастотной части, и 7-ми плат П1-П7, относящихся к низкочастотной части. Межблочные и межплатные соединения и аттенюатор Б12 изображены по принципиальной схеме, а остальные блоки и платы — по функциональной.


Рис.1

С помощью переключателя В1 (рис.1) включается нужный диапазон качания — подачей питающих напряжений на один из генераторных блоков Б1-Б6. Генераторные блоки Б1-Б3 и Б4 имеют уровни выходной мощности 5…12 мВт. Они изготовлены с установленными на их выходах фильтрами нижних частот, перестраиваемыми напряжением U качания и подавляющими вторую и остальные гармоники. Б4 имеет уровень выходной мощности 8…16 мВт. На его выходе установлен фильтр второй гармоники на полосковых линиях, переключаемый с помощью p-i-n диодов.

Генераторный блок Б5 должен иметь уровень выходной мощности не менее 10…20 мВт (в моей конструкции он не разрабатывался, и не установлен). Генераторный блок Б6 0,1…60 МГц изготовлен по схеме, отличающейся от схем блоков Б1…Б5. Он состоит из двух генераторов. Первый генератор перестраивается напряжением U качания от 140 до 200 МГц. Второй генератор фиксированной частоты 140 МГц. Его частоту можно подстроить в небольших пределах, изменением опорного напряжения 1 В. По выходу генератора 140 МГц установлен электронный аттенюатор, управляемый напряжением АРМ. Пройдя через фильтры нижних частот, сигналы обоих генераторов поступают на балансный смеситель. Полученный на выходе смесителя сигнал разностной частоты, пройдя фильтр нижних частот, усиливается в усилителе, не вносящем изменений в спектр радиосигнала, до уровня мощности 5…12 мВт.

Благодаря принятым схемными решениями мерам, выходные сигналы всех генераторных блоков Б1-Б6 имеют уровень побочных спектральных составляющих менее минус 25 дБ.

После подачи питания на один из генераторных блоков Б1-Б5, вместе с высокочастотным сигналом на его выход поступает положительное питающее напряжение, открывающее соответствующий канал коммутатора Б7 для прохождения ВЧ сигнала на вход электронного аттенюатора Б8. Коммутатор Б9 имеет два входа: 0…60 МГц и >60 МГц. Если включен генератор 0…60 МГц, то +12 В поступит на контакт 4 коммутатора Б9, и откроется вход для прохождения сигнала 0…60 МГц. Если +12 В на контакте 4 отсутствует (включен один из генераторов Б1-Б5), то откроется вход для прохождения сигнала > 60 МГц. Если включен режим «выход калиброванный» (верхнее по схеме положение тумблера В2), то на контакте 3 коммутатора Б9, +12 В будет отсутствовать, и выход калиброванный коммутатора Б9 откроется для прохождения ВЧ сигнала на вход аттенюатора В12. Схема АРМ поддерживает на входе аттенюатора В12 постоянный уровень ВЧ напряжения, в результате чего выходы аттенюатора имеют калиброванные уровни мощностей. На переднюю панель прибора выведены выходы с уровнями от -20 дБ/В до -120 дБ/В. Аттенюатор Б12 имеет механически цельную конструкцию. Сопротивления его резисторов рассчитаны так, чтоб выходное сопротивления каждого звена было 50 Ом, а ослабление между двумя соседними выходами составляло 20 дБ. При расчете сопротивлений резисторов аттенюатора Б12, внутреннее сопротивление генератора в точке подключения минуса диода 2А201А принималось равным нулю. Конденсатор 0,047 мкФ установлен для развязки по постоянному току выходов аттенюатора с цепью датчика АРМ. Если же потребуется выходное сопротивление ГКЧ — 75 Ом, то сигнал с выхода аттенюатора В12, нужно снимать через переход 50-75 Ом, изготовленный, путем установки по его центральному проводу резистора сопротивлением 25 Ом. Внутренний выход аттенюатора имеет выходное сопротивление 50 Ом. Часть мощности ВЧ сигнала (с уровнем около -18 дБ/В) отводится на этот внутренний выход, и, пройдя через коммутатор Б11, поступает на формирователь частотных меток Б13 (см.рис.2). Датчиком АРМ является детекторный СВЧ диод 2А201А, подключенный к ВЧ входу аттенюатора Б12. Сигнал с выхода датчика АРМ (конт.2 Б12), в виде постоянного напряжения отрицательной полярности поступает на контакт 4 усилителя сигнала АРМ. С выхода усилителя АРМ (конт.11) сформированный сигнал АРМ с уровнем 0…1,75 В, пройдя через контакты реле в коммутаторе Б9, поступает на электронный аттенюатор Б8, или внутренний электронный аттенюатор генераторного блока Б6, для регулировки мощности ВЧ сигнала. Путем изменения величины опорного напряжения на инвертирующем входе усилителя АРМ, можно изменять уровень отрабатываемой схемой АРМ мощности ВЧ сигнала (плавно, на +/- 1 дБ — с помощью потенциометра R3, или ступенчато от +7дБ до -10 дБ — с помощью переключателей B3, В4)

Если включен выход не калиброванный (нижнее по схеме положение тумблера В2), то на контакт 3 коммутатора Б9 поступит +12 В, и выход не калиброванный коммутатора Б9 откроется для прохождения ВЧ сигнала к гнезду «Выход ГКЧ не калибр.», находящемуся на передней панели прибора . Цепь АРМ при этом будет разомкнута, и уровень ВЧ сигнала на этом выходе будет максимально возможным, пока не подключится внешний датчик АРМ. Такой режим предназначен для измерения КСВ (коэффициента стоячей волны) с использованием внешнего измерительного моста, соединенного с некалиброванным выходом ГКЧ, и имеющим внутренний датчик АРМ. Схема измерительного моста КСВ изображена на рис.1.1. При подключении сигнала с датчика АРМ измерительного моста на вход «внешний датчик АРМ», на передней панели прибора (рис.3), цепь АРМ замкнется, и на входе измерительного моста, будет поддерживаться постоянный уровень ВЧ напряжения.


Рис.1.1

К выходу Zo измерительного моста подключается образцовая коаксиальная нагрузка 50 Ом. К выходу Zx подключается измеряемый объект. С помощью детекторного СВЧ диода 2А201А, включенного между плечами моста Zx и Zo, сравнивается два ВЧ сигнала — путем вычитания одного сигнала из другого. Если амплитуды и фазы сигналов будут равны (в случае если к выходу Zx будет подключен согласованный объект), то на выходе «Отр.» уровень постоянного напряжения будет равен нулю. В случае если объект, подключенный к выходу Zx, будет не согласованным, то амплитуда и (или) фаза сигнала на этом выходе будут отличаться от амплитуды и (или) фазы на выходе Zo — как следствие сложения падающей волны и отраженной. А так как амплитуды и фазы падающих волн одинаковы для выходов Zo и Zx, то, вычитая из суммарного сигнала на выходе Zx — сигнал падающей волны на выходе Zo, получим сигнал отраженной волны: (Uпад.+Uотр.)- Uпад.= Uотр. Выделенный сигнал отраженной волны в виде постоянного напряжения отрицательной полярности, поступает на выход моста «Отр.», и далее на вход УПТ — для контроля его на экране осциллографа. Обычно КСВ рассчитывают по формуле (Uпад. + Uотр.)/(Uпад.-Uотр.). Но для определения КСВ на практике не нужно измерять уровни падающей и отраженной волн, достаточно знать — на сколько децибел эти уровни отличаются. При этом КСВ можно рассчитать по формуле (((1,122)^n)+1)/(((1,122)^n)-1), где n — разница в децибелах между уровнем падающей и отраженной волны. Контроль уровня отраженной волны выполняется в положении переключателя В4 — «0 дБ». Для контроля уровня падающей волны, от выхода Zx измерительного моста нужно отключить измеряемый объект (оставить выход не нагруженным), или замкнуть выход Zx на корпус, при помощи специально изготовленного короткозамыкателя. При этом уровень отраженной волны будет равен уровню падающей. При правильно работающей схеме АРМ, уровень отраженной волны должен быть приблизительно одинаковым как при разомкнутом выходе Zx, так и при замкнутом. Определение разницы в децибелах между уровнем падающей и отраженной волны выполняется путем ослабления уровня падающей волны (с помощью аттенюатора) до ранее зафиксированного уровня отраженной. Максимальное ослабление, которое может обеспечить аттенюатор ГКЧ (с помощью переключателя В4) — 10 дБ, что соответствует наименьшему измеряемому КСВ — 1.9. Этого конечно не достаточно, но первоначально при разработке прибора не планировалось измерять КСВ. Для измерения КСВ меньших, чем 1.9, нужно доработать ГКЧ, расширивши диапазон ослабления аттенюатора до 20 дБ, тогда можно будет измерять наименьший КСВ — 1.22. Для удобства определения КСВ, составьте таблицу зависимости КСВ от ослабления. В случае измерения КСВ для объектов с волновым сопротивлением 75 Ом, нужно изготовить измерительный мост с сопротивлениями резисторов плеч Zo и Zx — 75 Ом. Для формирования частотных меток в режиме измерения КСВ, часть мощности ВЧ сигнала с измерительного моста по кабелю поступает на «вход для формирования меток» (на передней панели прибора) и, пройдя коммутатор В11, поступает на вход формирователя меток Б13 (рис.2).


Рис.2

Управление частотой ГКЧ осуществляется путем изменения напряжения, подаваемого на варикапы генераторных блоков Б1-Б6. Генератор пилообразного напряжения, находящийся на плате управления П1 (рис.2), формирует линейно возрастающее пилообразное напряжение, симметричной формы, с размахом 8 вольт. Через замкнутые контакты переключателя В10 и В11, пилообразное напряжение поступает на потенциометр R31, с помощью которого можно изменять его амплитуду, а следовательно, и полосу качания ГКЧ. Уменьшать амплитуду пилообразного напряжения можно и с помощью переключателя В11 — включением в цепь прохождения пилообразного сигнала, резистора R30. Далее пилообразное напряжение через контакт 6 платы управления поступает на не инвертирующий вход ОУ формирователя напряжения, управляющего частотой. Частота середины качания задается путем установки с помощью потенциометров R32, R34 отрицательного постоянного напряжения, подаваемого на инвертирующий вход ОУ формирователя (через контакт 7 платы управления). Таким образом, на выходе формирователя (конт.10 П1) получается напряжение, изменяющееся от 1 до 30 В при перестройке частоты, с наложенным на него пилообразным напряжением, изменяющимся при изменении полосы качания. При этом суммарное напряжение будет ограничиваться сверху напряжением питания по уровню около 30 В, а нижний уровень напряжения не будет опускаться ниже 1 В.

Так как в пилообразное напряжении (на конт.4 П1) имеет симметричную форму, и в нем отсутствует постоянная составляющая, то серединой качания будет момент перехода линейно возрастающего пилообразного напряжения через 0 вольт. Формирователь метки середины качания, в момент перехода через 0 В пилообразного напряжения, выдает короткий импульс длительностью 0,5…1 мс. Если перейти на ручное качание (верхнее по схеме положение переключателя В10), то частотой можно будет управлять вращением ручки потенциометра R29 — в пределах ранее выставленной полосы качания, так как напряжение, снимаемое с потенциометра R29 изменяется в таких же пределах, как и пилообразное напряжение (от — 4 В до +4 В). Развертка осциллографа при этом продолжает работать синхронно с пилообразным напряжением. Формирователь метки ручного качания в момент совпадения величины пилообразного напряжения с напряжением, снимаемым с потенциометра R29, выдаст короткий импульс 0,5…1 мс. Этот импульс будет перемещаться по линии развертки синхронно с вращением ручки потенциометра R29, индицируя о положении частоты в пределах полосы качания. При переходе на автоматическое качание (нижнее положение В10), формирователь импульсов ручного качания не будет выдавать импульсов, так как его входы будут перемкнуты контактами переключателя В10.

Если перейти на режим «качание выкл.» (нижнее по схеме положение переключателя В5), то генератор пилообразного напряжения отключится, а на контакте 4 платы управления будет присутствовать нулевой потенциал, что будет соответствует нулевой полосе качания. Следовательно, частота высокочастотного генератора в режиме «качан.выкл.» будет соответствовать частоте по метке середины качания в режиме «качан.вкл.». Таким образом пользуясь кварцованными частотными метками и меткой середины качания можно с точностью до 100 кГц выставлять частоту генератора для режима «качание выкл.»

В режиме генератора фиксированной частоты (качан.выкл.) доступна частотная и амплитудная модуляции. Напряжение звуковой частоты для частотной модуляции поступает с переключателя В7 (при верхнем положении В7) через частотно корректирующее звено R23, C3, переключатель В5.2 на контакт 6 платы управления, и далее на формирователь напряжения, управляющего частотой. Напряжение звуковой частоты для амплитудной модуляции снимается с переключателя В7 (нижнее положение В7) и через конденсатор С2 подается на контакт 5 усилителя АРМ, складываясь с опорным напряжением усилителя АРМ, и воздействуя на уровень отрабатываемой мощности схемой АРМ. Можно использовать для модуляции внутренний генератор 1 кГц, или внешний источник звуковой частоты. Уровень ЧМ, или АМ устанавливается потенциометром R24. При переходе в режим «качание вкл.» — амплитудная модуляция будет недоступна, так как усилитель модулирующего напряжения отключится подаваемым на него с контакта 3 платы управления напряжением +18 В. Частотная модуляция будет недоступна, так как В5.2 будет в верхнем по схеме положении.

В качестве устройства наблюдения используется осциллограф. При выборе частоты развертки осциллографа я руководствовался тем, что частота должна быть как можно меньшей при допустимом для глаз мерцании. Оптимальным режимом горизонтальной развертки выбран режим — 2 миллисекунды на деление (при горизонтальной шкале 10 делений — для большинства осциллографов). Для синхронизации частоты развертки осциллографа с частотой пилообразного напряжения ГКЧ используются импульсы обратного хода пилообразного напряжения, задержанные на время 5 мс, которые с контакта 20 платы управления подаются на вход внешней синхронизации осциллографа. Известно, что при синхронизации осциллографа внешним импульсом, развертка луча начинается с момента действия импульса. При отсутствии задержки синхронизации, момент начала развертки осциллографа совпадет с началом обратного хода пилообразного напряжения ГКЧ, после которого частота ГКЧ быстро перестраивается в обратном направлении в пределах полосы качания. В этот момент возможно появление ложных частотных меток, и ложной амплитудно-частотной характеристики — при наблюдении АЧХ. Длительность обратного хода развертки (для режима осциллографа 2 мс/дел.) для разных осциллографов от 7 до 15 мс. При выборе задержки импульса обратного хода — 5 мс, момент синхронизации осциллографа происходит через 5 мс после начала обратного хода пилообразного напряжения ГКЧ. А так как длительность обратного хода пилообразного напряжения ГКЧ намного меньше, чем 5 мс, то все ложные воздействия припадут на время обратного хода луча осциллографа и станут не видимыми на экране.

В составе ГКЧ имеются два УПТ (усилители постоянного тока), выходные сигналы которых поочередно коммутируются, и их можно наблюдать на экране осциллографа одновременно в виде двух линий развертки. Возможна коммутация с частотой развертки, при которой используются импульсы обратного хода пилообразного напряжения (нижнее по схеме положение переключателя В12), и быстрая коммутация с частотой 70 кГц, при которой используется внутренний генератор с частотой 70 кГц (верхнее по схеме положение В12). Недостатком медленной коммутации является увеличение заметности мерцания луча осциллографа, и я этого режима практически не использую. При быстрой коммутации мерцание меньше, но появляется незначительная засветка между линиями развертки — крутыми фронтами коммутации сигналов УПТ. Режим работы осциллографа по вертикальному отклонению выбран экспериментально 0,5 В/дел — по наименьшей заметности фронтов переключения. Входные сигналы коммутатора — 0,75 В/дел, выходной — 0,5 В/дел. Коммутированный сигнал двух УПТ через контакт 14 платы управления, контакты кнопки KN3, поступает на вход усилителя вертикального отклонения осциллографа.

УПТ1 состоит из двух плат П2(УПТ1.1) и П3(УПТ1.2). УПТ1.1 выполнен на операционном усилителе К544УД1Б. Благодаря большой отрицательной обратной связи его коэффициент усиления по напряжению равен двум. УПТ1.1 выполняет функцию буферного элемента с большим входным сопротивлением и низким выходным. Все остальное усиление по напряжению осуществляется в первом ОУ УПТ1.2, выполненном на К544УД2А. Коэффициент усиления его в режиме «х1» -375, а в режиме «х10» — 3750. Вторая секция тумблера В17 используется для переключения коэффициента усиления УПТ1.2, а первой секцией B17 переключается режим центровки для каждого из режимов усиления. Второй ОУ (К544УД1Б) инвертирует сигнал, но не дает усиления по напряжению. На него заведены метки (конт.7 П3). Сформированный сигнал УПТ1, с наложенными на него метками, поступает с контакта 2 платы П3 на вход 1 коммутатора — контакт 16 П1. Входной сигнал УПТ1 можно уменьшать плавно — потенциометром R35, и ступенчато — переключателем В15. При нажатии кнопки KN1, удобно осуществлять центровку УПТ1 при наличии входного сигнала. Нажатием на кнопку KN2 можно проконтролировать напряжение, снимаемое с датчика АРМ. Напряжение датчика АРМ — отрицательной полярности, но так как УПТ инвертирующий, то линия развертки сместится вверх. УПТ1.1, KN1, R36, B15, KN2, R67 и R68 помещены в металлический экран.

УПТ2 тоже состоит из двух плат. УПТ2.1 играет роль буферного усилителя с большим входным сопротивлением. Его коэффициент усиления равен 12,5. УПТ2.2 состоит из двух ОУ К544УД2А и К544УД1Б. Усиление первого ОУ — 60, второй инвертирующий с усилением равным единице. Метки поступают на контакт 7 УПТ2.2. Сформированный сигнал УПТ2, с наложенными на него метками, поступает с контакта 2 П5 на вход 2 коммутатора — контакт 15 П1. УПТ2.1 и R37 помещены в металлический экран.

Амплитуды сигналов УПТ, указанные на схеме рис.2 — соответствуют размаху на осциллографе 2 делениям, при амплитуде сигналов на входах УПТ — 1 мВ, с частотой 1 кГц. Положения R36 и R37 при этом должны быть верхними по схеме, а переключатель В15 должен находится в положении 1 мВ/дел. При настройке УПТ2, переключатель В16 нужно установить в верхнее по схеме положение.

Прямоугольные частотные кварцованные метки, и внешняя частотная метка формируются в блоке Б13. Кварцованные метки получаются путем подачи на смесительный диод одновременно коротких импульсов кварцованной частоты, и высокочастотного сигнала генератора качающейся частоты. При каждом сближении частоты ГКЧ с очередной гармоникой кварцованных импульсов, появляется сигнал в виде повторяющихся кратковременных биений с разностной частотой, который усиливается усилителем с ограниченной сверху полосой пропускания, и с которого в дальнейшем формируются прямоугольные метки. Таких формирователей в Б13 четыре: для меток 100 МГц, 10 МГц, 1 МГц и 100 кГц. Прямоугольные частотные метки, сформированные в Б13, через резисторы R60…R63 поступают на контакты переключателя В19. При разных положениях В19, метки складываются на резисторе R64 в одной из комбинаций: 100 МГц, 100+10 МГц, 10 Мгц, 10+1 Мгц, 1 Мгц, 1+0,1 МГц, 0,1 МГц. Сопротивления резисторов R60…R63 подобраны таким образом, чтоб размахи меток на экране осциллографа были: 1 деление для меток 100 МГц; 0,8 дел. для меток 10 МГц; 0,6 дел. для меток 1 МГц и 0,4 дел. для меток 100 кГц. В верхнем положении тумблера В13 к частотным меткам подмешивается метка середины качания. Эта смесь меток поступает на средний контакт верхней по схеме секции переключателя В14. Метка ручного качания подается на средний контакт нижней секции В14. С В14 метки поступают на входы для меток УПТ1 и УПТ2 для последующего наблюдения на экране осциллографа. Контакты переключателя В14 соединены таким образом, что при перенаправлении меток к другому УПТ — переключением тумблера В14, метка ручного качания будет всегда подключена к противоположному УПТ по сравнению со смесью частотных меток и метки середины качания.

При формировании внешней метки в Б13, на смесительный диод подается высокочастотный сигнал ГКЧ и внешний радиочастотный сигнал. Усиленный сигнал внешней метки в виде кратковременных биений, поступает на контакт 8 блока Б13, и далее на контакт 1 усилителя внешней метки П7, в котором он усиливается до требуемого уровня. Пройдя потенциометр R58 и аттенюатор В18, сигнал внешней метки, через контакты переключателя В16 поступает на вход УПТ2.2 — для дальнейшего усиления и наблюдения на экране осциллографа.

Подстраивая размах внешней метки на экране осциллографа к 4 делениям с помощью аттенюатора В18 и потенциометра R58, и используя градуировку В18 и R58, можно измерять уровень ВЧ сигнала на входе внешней метки в дБ/В. Аттенюатор В18 и потенциометр R58 отградуированы для размаха внешней метки на экране осциллографа — 4 деления. Положения аттенюатора В18 для уровней -20 дБ/В, -10 дБ/В и 0 дБ/В не отградуированы, так как при измерении уровней сигналов больших чем 30 дБ/В, смеситель внешней метки, а возможно и усилитель внешней метки П7 — будут перегружены, а следовательно, точность измерений будет нарушена. Для измерения уровней ВЧ сигналов, больших чем -30 дБ/В, на вход внешней метки нужно устанавливать аттенюатор. А для измерения уровней меньших, чем -60 дБ/В, на вход внешней метки подключается широкополосный усилитель с известным коэффициентом усиления.

С потенциометра R58 сигнал внешней метки так же поступает на вход формирователя прямоугольной внешней метки П6. Сформированный импульс прямоугольной внешней метки отрицательной полярности размахом 15 мВ, с контакта 2 платы П6 подается на верхний по схеме контакт переключателя В18. При верхнем положении переключателя В18 прямоугольная внешняя метка поступит на вход УПТ2.2, где она усилиться до требуемого уровня и инвертируется в положительную полярность — для последующего наблюдения на экране осциллографа. Потенциометром R58 можно изменять уровень метки на входе П6, добиваясь наилучшего формирования прямоугольной внешней метки.


Рис.3

[ Дальше ]

chegdomyn.narod.ru