Низкочастотный генератор качающейся частоты

Генератор качающейся частоты предназначен для исследования частотных характеристик усилителей НЧ, низкочастотных фильтров и т. п. устройств в двух поддиапазонах частот: 0—20 и 0—100 кГц. Выходное напряжение можно плавно изменять от 0 до 5 В. Питать прибор можно от любого источника напряжением 9 В. Структурная схема описываемого прибора показана на рис. 1. Он представляет собой генератор низкой частоты на биениях с автоматической перестройкой частоты выходного сигнала. Скорость перестройки задается модулятором 1, который управляет частотой генератора 2. Напряжение с выхода этого генератора через буферный усилитель 3 поступает на балансный смеситель 5. Туда же, через буферный усилитель 7, подается сигнал и от генератора опорной частоты 9. С выхода смесителя сигнал переменной частоты поступает на вход усилителя 8, компенсирующего ослабление, вносимое эмиттерным повторителем 4 и фильтром нижних частот 6. Для снижения выходного сопротивления и ослабления влияния исследуемого устройства на амплитудно-частотную характеристику прибора служит эмиттерный повторитель 10.

Принципиальная схема прибора показана на рис. 2. Генератор переменной частоты собран на транзисторе Т1, включенном по схеме с общей базой. Для управления частотой генератора использован стабилитрон ДЗ, емкость перехода которого изменяется под действием напряжения пилообразной формы, вырабатываемого блокинг-генератором на транзисторе ТЗ. Расширение полосы девиации частоты осуществляется подключением с помощью переключателя В1а дополнительного конденсатора С25 параллельно основному конденсатору С8. Диодный ограничитель Д1Д2 служит для стабилизации амплитуды напряжения, снимаемого с генератора.

Скорость перестройки частоты выбрана относительно небольшой. Достигнуто это соответствующим выбором емкости конденсатора СП (200 мкФ). Линейность пилообразного напряжения на выходе модулятора при этом невысока, что, однако, дает возможность оценить частотную характеристику исследуемого устройства с достаточной для любительских целей точностью. Генератор опорной частоты собран на транзисторе Т5 по такой же схеме, что и генератор переменной частоты. Амплитуда его колебаний стабилизирована диодами Д7 и Д8. Выходные напряжения генераторов переменной и опорной частот поступают через буферные усилители (каскады на транзисторах Т2 и Т7) на балансный смеситель, собранный на диодах Д4 и Д5. Выбор такой схемы смесителя обусловлен необходимостью максимально ослабить паразитные комбинационные частоты и обеспечить постоянство коэффициента передачи во веем диапазоне качания частоты.

С выхода смесителя переменное низкочастотное напряжение . поступает на эмиттерный повторитель, собранный на транзисторе Т4, а с его нагрузки — резистора R14 — на фильтр нижних частот R15C13R16C14C15 (С26). Усилитель НЧ и эмиттерный повторитель, собранные соответственно на транзисторах Т6 и Т8, выполнены по обычным схемам и особенностей не имеют. Сигнал на вход исследуемого устройства снимается с нагрузки эмиттерного повторителя — резистора R27.

Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах от фильтров ПЧ радиоприемника Сокол. Каждая из них содержит 120 витков провода ЛЭШО 3X0,06 с отводом от 10-го витка. В качестве сердечников трансформаторов Tpl и Тр3 использованы ферритовые (1000НН) кольца К10Х4Х Х2. Первичные обмотки обоих трансформаторов содержат по 87 витков, вторичные — по 29 витков провода ПЭЛШО 0,12. Вторичная обмотка трансформатора Tpl имеет отвод от середины. Трансформатор Тр2 намотан на таком же кольце, но из феррита 2000НМ. Его обмотки содержат по 150 витков провода ПЭЛШО . 0,15.

Следует учесть, что от тщательности изготовления трансформаторов Tpl и Тр3 во многом зависит качество работы прибора. Первичные и вторичные обмотки трансформаторов наматывают на противоположных участках колец. Кроме того, вторичную обмотку трансформатора Tpl необходимо наматывать одновременно двумя проводами. Это уменьшит асимметрию половин обмотки, оказывающую вредное влияние па работу балансного смесителя. С этой же целью конденсаторы С9 и СЮ подбирают с минимальным ТКЕ и отклонением от номинала не более ±5%. Налаживание собранного прибора начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току. Напряжение на коллекторе транзистора Т6 должно быть равно — 4,9 В. на коллекторах остальных — 7,8 В, между базами и эмиттерами транзисторов 77, 12, Т5, Г7 —0,25 В, Т4,Т8 — 0,17 В, Т6 — 0,15 В.

После этого проверяют работу блокинг-генератора. Подключив параллельно конденсатору СИ вход усилителя вертикального отклонения луча осциллографа и изменяя сопротивление подстроечного резистора R12, добиваются необходимой частоты повторения импульсов. При нормальной работе этого каскада напряжение на конденсаторе СИ изменяется почти по линейному закону с периодом около 10 с. Затем настраивают генератор переменной и опорной частот. Для этого временно отключают блокинг-генератор (разорвав, например, цель его питания), а вторичные обмотки трансформаторов Tp1 и Тр3 подключают ко входам усилителей горизонтального и вертикального отклонения луча осциллографа. Частоты генераторов изменяют до получения на экране осциллографа окружности или эллипса, что соответствует равенству частот. На первом поддиапазоне генератор перестраивают с помощью сердечников катушек L1, L2 и подбором конденсатора СП, на втором — изменением емкости подстроечного конденсатора С23.

Налаживание усилителей, собранных на транзисторах Т2 и Т7, сводится к подбору резисторов R3, R5 и R28, R30 соответственно. Напряжение сигнала на выходах усилителей должно быть не менее 1,2 В. Балансный смеситель на диодах Д4, Д5 налаживают с помощью подстроечного резистора R9, добиваясь минимума высокочастотных составляющих (то есть колебаний частотой выше 100 кГц), что нетрудно определить по осциллографу, подключив его вход к выходу балансного смесителя (точке соединения конденсатора СЮ с резистором R9 и общему проводу прибора).

После этого налаживают каскады, собранные на транзисторах Т4, Т6 и Т8. Для этого восстанавливают цепь питания транзистора ТЗ, вход усилителя горизонтального отклонения луча осциллографа соединяют с соответствующим гнездом ГКЧ, а вход усилителя вертикального отклонения — с выходом балансного смесителя, отключив его от конденсатора С/2. При этом на экране электроннолучевой трубки осциллографа появится перемещающаяся слева направо вертикальная линия, верхняя точка которой описывает кривую, соответствующую частотной характеристике балансного модулятора. Конденсаторы С9 и С10 подбирают так, чтобы неравномерность частотной характеристики не превышала 3 дБ.

Затем резисторы RH, R22 и R26 временно заменяют переменными, и соединяют конденсатор С12 с выходом балансного смесителя. Вход усилителя вертикального отклонения луча осциллографа соединяют с эмиттером транзистора Т4, отключив от него резистор R15, и подбором резистора R11 добиваются максимального коэффициента передачи каскада. После этого восстанавливают цепь соединения резистора R15 с эмиттером транзистора Т4, отключают конденсаторы С15 и С26, вход осциллографа подключают к точке соединения конденсатора С14 и резистора R16. Подбирая конденсаторы С13 и С14, корректируют частотную характеристику фильтра так, чтобы частота среза стала равной 105— 110 кГц. Далее, восстанавливают все цепи прибора в соответствии со схемой, а осциллограф подключают к коллектору транзистора Т6. Частотную характеристику этого каскада в диапазоне 20 (20 кГц) корректируют подбором конденсатора С20, а в диапазоне 100 (100 кГц) — конденсатора С26. И, наконец, проверяют частотную характеристику всего тракта, подключив осциллограф к гнездам Выход ГКЧ. Неравномерность частотной характеристики на обоих диапазонах не должна превышать, 3 дБ.

Калибруют прибор с помощью осциллографа и генератора низкой частоты методом нулевых биений. На вход усилителя вертикального отклонения луча через конденсаторы малой емкости одновременно подают сигналы с Выхода ГКЧ и генератора. При совпадении частот на экране трубки наблюдаются ярко выраженные провалы на частотной характеристике, по которым затем и изготавливается прозрачная шкала с делениями.

При работе с генератором качающейся частоты гнездо Гн2 соединяют со входом усилителя горизонтального отклонения луча осциллографа, Гн3 — со входом исследуемого устройства, а его выход — со входом усилителя вертикального отклонения луча. При этом на экране осциллографа появится сигнал, огибающая которого совпадает с частотной характеристикой устройства. Если осциллограф не имеет усилителя горизонтального отклонения, то его переключают в режим ждущей развертки, а гнездо Гн1 соединяют с соответствующим гнездом осциллографа. При этом с помощью резистора R12 подбирают период пилообразного напряжения в соответствии с длительностью развертки луча осциллографа. Для удобства работы сигнал с выхода исследуемого устройства можно подавать на усилитель осциллографа не непосредственно, а через односторонний ограничитель или детектор.