/
Автор: Скрыпник В.А.
Теги: радиосвязь и радиовещание радиотехника радиоэлектронные аппараты
ISBN: 5-7030-0223-0
Год: 1990
Текст
ПРИБОРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И НАЛАЖИВАНИЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ АППАРАТУРЫ МОСКВА «ПАТРИОТ» 1990 ББК 32.884.19 С45 Рецензент кандидат технических наук В. Т. Поляков Редактор М. Е. Орехова Скрынник В. А. С45 Приборы для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры.— М.: Патриот, 1990.— 127 с., ил. 65 к. Подробно описаны любительские контрольно-измерительные приборы различной степени сложности дли налаживания п измерении параметров самодельных •хяектронпых устройств. Приведена методика отладки каждой конструкции, а также рассмотрены способы применения в условиях домашней лаборатории. Для । н j । рок о го круга р а д но л юб ител с й - ко н ст р у к то р о в. г 2302020600—ОН Q_ 072(02)—90 ББК 32.884.19 6Ф2.9 ISBN 5-7030-0223-0 © В. А. Скрынник , 1990 ВВЕДЕНИЕ В последние годы возрастает интерес радиолюбителей к конструированию аппаратуры для радиоприема и любительской радиосвязи. Появилось множество различных схем приемников, передатчиков, приемопередатчиков (трансиверов), в которых высокие электрические параметры достигнуты оригинальными схемотехническими решениями, использованием современной элементной базы. Но реализовать при повторении конструкции заложенные в схему возможности удается лишь в результате тщательной отладки аппаратуры. Однако, не имея нужных приборов и достаточного опыта, радиолюбители зачастую не могут достичь требуемых показателей. Некоторые иногда впадают в заблуждение, наивно полагая, что высокие параметры аппаратуры гарантирует лишь схема да примененные детали. Очевидно, что для нормальной плодотворной работы радио-любитель-конструктор должен иметь достаточный набор приборов в своей домашней лаборатории. Часть из них можно приобрести без особого труда. В настоящее время промышленность выпускает специально для радиолюбителей вольтметры и мультиметры, осциллографы, генераторы звуковых частот, гетеродинные индикаторы резонанса, стабилизированные источники питания. Эти приборы имеют достаточно высокие для любительской аппаратуры параметры, точностные характеристики и сравнительно недороги. Но для работы с высокочастотными цепями приемников и передатчиков лабораторию требуется укомплектовать более специфическими самодельными приборами. На протяжении почти полутора десятков лет автор занимается разработкой любительской контрольно-измерительной аппаратуры. Наиболее удачные конструкции демонстрировались на республиканских и всесоюзных выставках творчества радиолюбителей-конструкторов. В разное время и в различных изда ниях автором были опубликованы описания приборов разной степени сложности, которые во многом облегчают отладку высокочастотной аппаратуры. Судя по откликам на публикации, отдельные конструкции не потеряли своей актуальности и сейчас. В их описаниях были учтены рекомендации читателей, исправлены выявленные ошибки, сделаны необходимые изменения и дополнения. В последние годы появились и новые разработки, пока не известные читателям. Поэтому автор считает своим долгом собрать лучшие описания конструкций в одной книге. Книга содержит всего три главы. В первой представлены приборы для налаживания и измерения параметров радиоприемной аппаратуры. С одинаковым успехом они могут быть использованы при налаживании радиовещательных приемников, коротковолновой связной техники и во многих других случаях. Во второй главе даны описания приборов, разработанных специально для налаживания и контроля параметров передатчиков, передающих трактов трансиверов, усилителей мощности высокой частоты. Однако такие приборы, как измеритель КСВ, гетеродинно-цифровой частотомер и приставка для измерения индуктивностей, по мере необходимости могут быть использованы и для других работ. В третьей главе рассмотрены несложные приборы, которые могут оказаться весьма полезными при работе с устройствами, содержащими цифровые интегральные микросхемы. В любительской радиоаппаратуре это могут быть электронные шкалы, полуавтоматические телеграфные ключи, часы и многое другое. Разумеется, эти же приборы окажут помощь радиолюбителю-конструктору при отладке цифровых измерительных приборов, устройств автоматики и вычислительной техники. Вероятно, подготовленные радиолюбители смогут найти и другие применения описанным конструкциям, сделать их более совершенными и удобными. Глава 1. ПРИБОРЫ ДЛЯ НАЛАЖИВАНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПРИЕМНОЙ АППАРАТУРЫ Ступенчатый аттенюатор При налаживании высокочастотных устройств бывает необходимо ввести калиброванное затухание в исследуемую цепь, определить относительные уровни сигналов, коэффициенты передачи каскадов и т. п. В этих и других многочисленных ситуациях неоценимую помощь конструктору окажет несложное устройство — ступенчатый аттенюатор. Он состоит из нескольких ослабляющих резистивных звеньев и переключателей. Включая последовательно определенное число звеньев с известным ослаблением, можно легко получить требуемое общее ослабление сигнала в цепи. Обычно ослабляющие звенья [1, 2] строят по П-образной или Т-образной схеме (рис. 1.1). По своим свойствам они эквивалентны. Каждое из таких звеньев вносит в цепь требуемое затухание, если оно нагружено на вполне определенное сопротивление RH. Любопытно, что если смотреть на звено со стороны генератора, то входное сопротивление также будет равно RH. Иными словами, если к какому-то генератору подключить нагрузку сопротивления R(], а затем между ними включить ослабляющее звено, то для генератора нагрузка не изменится и будет равна Ru. Это свойство можно с успехом использовать, если требуется ослабить влияние нагрузки на источник сигнала или, как еще говорят, осуществить их взаимную развязку. Естественно, что при таком включении в самой нагрузке выделится в несколько раз меньшая мощность, а остальная часть мощности сигнала будет на резисторах ослабляющего звена. Это не следует забывать, работая с аттенюатором. Резисторы, нагреваясь, меняют свое сопротивление, а значит, и вносимое затухание. То есть при перегреве растет погрешность. В настоящее время в высокочастотных цепях для передачи сигналов используют коаксиальные линии с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом. Аттенюатор также должен быть рассчитан на такое же сопротивление. Тогда в линии будет устанавли- D Рис. 1.1. Ослабляющее звено: й П-обризнос; б Г образное ваться режим бегущей волны. Чтобы звено вносило нужное затухание, выраженное в децибелах, резисторы, входящие в его состав, должны иметь вполне определенные значения сопротивления. В табл. 1.1 указаны данные П- и Т-образных ослабляющих звеньев для R„ = 50 Ом. В случае если нагрузка равна 75 Ом, значения сопротивления резисторов можно получить, умножив указанные в таблице на 1,5. Если потребуется расчет ослабляющего звена на другую величину вносимого затухания, следует обратиться к нрил. 1. Таблица 1.1 Вносимое затухание, дБ Н-образное звено Т-образное звено RI, Ом R2, Ом R1, Ом R2, Ом 1 870 5,8 2,9 433,3 2 436 11,6 5,7 215,2 4 221 23,8 11,3 104,8 8 116 52,8 21,5 47,3 16 68,8 153,8 36,3 16,2 32 52,5 993,9 47,5 2,6 Однако нужно заметить, что шести значений затухания вполне достаточно для построения ступенчатого аттенюатора, переключаемого в широких пределах. На рис. 1.2 показана принципиальная схема аттенюатора, содержащего восемь ослабляющих звеньев [3]. Легко понять, что вносимое им затухание можно менять через 1 дБ и максимальная его величина может составить 1 -f- 2 + 4 + 8 + 16 4 32 4 32 4 32 — 127 дБ. Следует сразу же оговориться, что не па всех частотах можно реализовать такое затухание. Вообще говоря, каждое звено имеет частотную характеристику, плоскую от нуля и до частот свыше 150 МГц. Но при больших затуханиях на высоких частотах часть токов достигает нагрузки по «земле», минуя звенья. Кроме того, экранирующее действие оплетки подводящего коаксиального кабеля становится соизмеримым с вносимым затуханием и часть энергии теряется на излучение. Растут потери в диэлектрике кабеля и разъема, на переходном сопротивлении контакта. Поэтому-реально достижимая величина затухания на частотах выше 30 МГц снижается до 80...90 дБ. 6 Рис. 1.2. Принципиальная схема ступенчатого аттенюатора В гхеме ступенчатого аттенюатора использованы П-образные звенья из предварительно отобранных резисторов типа МЛТ-0,25. Можно также применять резисторы С2-14 или С2-23 с отклонением сопротивления от номинального значения в пределах 0,5... 1 %. Что касается номиналов, то они могут быть и другими. Важно, чтобы общее значение сопротивления резисторов, соединенных последовательно или параллельно, было бы как можно ближе к значению, указанному в табл. 1.1. Переключение звеньев осуществляется микротумблерами МТ-3. Можно использовать тумблеры на два направления и других типов, например ТЗС, ТГП-2 и т. п. При монтаже следует избегать попадания флюса внутрь корпуса, потому что это может привести к значительной погрешности или даже к отказу. Конструктивно ступенчатый аттенюатор собран в корпусе, спаянном из стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, фольгированного с двух сторон (рис. 1.3). Между звеньями установлены латунные перегородки. В каждой из них предварительно сделано 7 Рис. 1.3. Корпус ступенчатого аттенюатора отверстие диаметром 3 мм в том месте, где проходит проводник, соединяющий соседние переключатели. Все швы корпуса тщательно пропаяны. На боковых стенках установлены коаксиальные разъемы типа СР-50-73Ф. Никакой регулировки, кроме подбора резисторов, аттенюатор не требует. Для проверки работы ступенчатого аттенюатора следует к одному из разъемов подключить источник постоянного или переменного напряжения низкой частоты величиной не больше 2,5 В, а к другому — резистор сопротивления 51 Ом. Параллельно резистору подключают милливольтметр. При включении тумблера «1 дБ» на резисторе напряжение должно уменьшиться до 0,89 первоначального значения. При поочередном включении только звеньев «2 дБ», «4 дБ», «8 дБ», «16 дБ» и «32 дБ» выходное напряжение уменьшится соответственно до 0,79; 0,63; 0,4; 0,16 и 0,025 от величины входного напряжения. При работе с аттенюатором нередко возникает необходимость пересчета введенного ослабления в соответствующее ему изменение напряжения, тока или мощности в измеряемой цепи. Для этой цели удобно пользоваться таблицей, приведенной в прил. 2. Калибратор шкалы настройки На завершающей стадии регулировки любительского приемника обычно градуируют шкалу настройки. Эта работа занимает много времени, если использовать генератор сигналов и электронный частотомер. Ведь на каждой отметке приходится как можно точнее устанавливать частоту генератора, затем на его сигнал настраивать приемник и Делать засечку на шкале. Да и сами эти приборы не всегда есть в распоряжении радиолюбителя, особенно у начинающего. Поэтому при градуировке шкалы удобнее пользоваться калибратором, который заменяет упомянутые приборы, а по про- 02 410 003 004 СТЮ СТЮ 2 j Й 5' =±=Z7* 4T DOU 001.2 001.3 R1 410 ._____, 71/21 002 _ / & £& lR9 l&l 8 ’%CT1D Ы И/s -„ВЫКЛ. ~iJ / ““ VklLU zzj Lz. 14 005 7F ' It Х51 SAI ,,1гГцХ\ ,10 К Гц" Si BQ1 10 МГЦ 001 Г155ЛАЗ 00Z-005 К155ИЕ2 2 8 и 0014 XL XS2 02 0,0! MK TH XPI К ВыВ.14 001 - Bb/B.5 . 002-005 Рис. 1.4. Принципиальная схема калибратора 03 0.033MK 04 10мк*16В общ. < ХТ4 ->Л- выд.7001 XP2 Вы в. to 002-005 стоте и точности превосходит их. Калибратор вырабатывает множество высокостабильных сигналов в диапазоне от низких частот и до нескольких десятков мегагерц. Сигналы один от другого могут располагаться через 1; 10; 100 кГц и 1 МГц. Причем чем больше шаг частотной сетки, тем до более высоких частот слышны в приемнике эти сигналы. Так, например, сигналы с шагом 1 МГц и 100 кГц могут быть слышны вплоть до УКВ диапазона, в то время как сигналы с шагом 10 и 1 кГц — только до Ю...20 МГц. Принципиальная схема калибратора изображена на рис. 1.4,а. Задающий генератор собран на микросхеме DD1. Стабилизация частоты осуществляется кварцевым резонатором BQ1 на частоте 10 МГц. Каждая из микросхем DD2 — DD5 делит входную частоту на 10. Переключателем SA1 выбирают желаемый шаг частотной сетки. На выводе 11 каждой микросхемы 9 К155ИЕ2 имеется последовательность прямоугольных импульсов с соответствующей частотой повторения. Благодаря высокой крутизне фронтов импульсов частотный спектр таких сигналов состоит из множества составляющих, отстоящих одна от другой на величину частоты повторения. С выхода логического элемента DD1.4 эти сигналы через конденсатор С2, защищающий от возможного короткого замыкания, поступают на вход приемника. Выключателем SA2 можно по мере необходимости сигналы отключать. Регулировка калибратора заключается в точной установке частоты кварцевого генератора. С этой целью, конечно, можно воспользоваться электронным частотомером, но не менее точно коррекцию частоты можно произвести, принимая на коротковолновый приемник сигналы радиостанций, передающих эталонные частоты. Обычно их можно найти на частотах 5, 10 или 15 МГц^ Они передают специальные сигналы по особой программе и их легко обнаружить среди сигналов других радиостанций па близлежащих частотах. Изменяя связь калибратора с антенной приемника, следует добиться того, чтобы на приемник одновременно можно было принимать сигналы радиостанции и калибратора. Подбором емкости конденсатора С1 следует как можно точнее совместить их частоты. При совпадении частот будут наблюдаться низкочастотные, так называемые «нулевые» биения. Для исключения ошибок в процессе подгонки частоты кварцевого генератора рекомендуется включать калибрационные метки, следующие через 1 МГц. Никакой дополнительной регулировки калибратора больше не требуется. Печатная плата и расположение деталей на ней показаны на рис. 1.5. Может оказаться, что под рукой не будет кварцевого резонатора на частоту 10 МГц. В этом случае можно использовать другой, например на 5, 6, 7, 8 или 9 МГц. В схеме задающего генератора никаких изменений делать не придется. Только первый делитель частоты (микросхема DD2), в зависимости от частоты примененного резонатора, нужно будет собрать по одной .из схем, приведенных на рис. 1.4,6— е. Используется все та же микросхема К155ИЕ2, но коэффициент деления изменяется в зависимости от вводимых обратных связей по входам R0 и R9. Разумеется, рисунок проводников вокруг этой микросхемы на печатной плате придется несколько изменить. В процессе градуировки шкалы приемник последовательно настраивают на сигналы калибратора по «пулевым» биениям в головных телефонах и проставляют метки на шкале против визира. Вначале используют сигналы с наибольшим шагом, которые слышны в данном диапазоне частот приемника, и определяют границы перестройки. Затем уменьшают шаг и наносят на шкалу все промежуточные метки. После этого доводят деления до нужных размеров, производят оцифровку некоторых из них 10 52 Я К XS2 *5 В DO! /ооооооо о— К SA1 $А!„1кГц” о о о о о о о ооооооо/ ! VDZ 005 AWU °°°°ооо | К SAtjtOOHr^^-К 5А1„10кГц" ооооооо ооооооо/ 003 ОН /ооооооо ооооооо Рис. 1.5. Плата калибратора (а) и расположение элементов на ней (б) и наносят на готовую шкалу необходимые надписи. Для этой цели удобно использовать переводной, так называемый «моментальный» шрифт. Он представляет собой буквы, цифры, знаки препинания, нанесенные на полиэтиленовую пленку, с которой легко переносятся на бумажную или окрашенную поверхность шкалы. Надписи, которые не будут закрыты защитным стеклом, скажем, нанесенные на переднюю панель приемника, можно покрыть тонким слоем бесцветного пентафталевого лака. Лучше сделать это, намотав немного ваты на кончик остро отточенной спички. Лак наносят отдельно на контуры каждого знака в надписи. Высокочастотные генераторы шума Обычно регулировку высокочастотных каскадов приемников производят при помощи генератора стандартных сигналов, калиброванный выходной уровень которых можно изменять в зависимости от конкретных условий. К выходу приемника подключают индикатор низкочастотного сигнала, чаще всего обычный вольтметр переменного напряжения или осциллограф. Однако следует заметить, что создавать такую установку не всегда нужно. 11 Рис. 1.6. Принципиальная схема генератора шума на стабилитроне В большинстве случаев можно обойтись более простым генератором шума. Ведь это. по сути, тот же i енератор сигналов, но не требующий перестройки по частоте. Он генерирует шум с равномерным спектром в широком диапазоне частот от единиц килогерц до десятков мегагерц. Мощность шума во много раз превышает мощность собственных шумов приемника при постоянной полосе пропускания. Это дает возможность производить настройку высокочастотных цепей приемника, ориентируясь на изменение уровня шума на выходе. Принципиальная схема несложного генератора шума приведена на рис. 1.6. Источником шума является полупроводниковый диод—стабилитрон VD1, работающий в режиме лавинного пробоя при очень малом токе. Сила тока через диод составляет всего лишь 100 мкА. Нагрузкой служит резистор R4 сопротивлением 51 или 75 Ом. Через конденсатор СЗ и разъем XS1 генератор шума подключают к приемнику отрезком коаксиального кабеля с соответствующим волновым сопротивлением. Для управления работой генератора шума служит микросхема DD1. На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор прямоугольных импульсов, а на элементе DD1.3 — схема запрета. Когда выключатель SA1 разомкнут, к выводу 1 через резистор R2 приложен высокий уровень и на выводе 3 появляются положительные импульсы амплитудой около 11 В. Длительность импульсов и пауз между ними примерно одинакова, период повторения составляет 4 с. Во время действия положительных импульсов стабилитрон VD1 генерирует шум, а в паузах он выключен. При этом на выходе приемника будут чередоваться шумовой сигнал от генератора и собственные шумы приемника. Интенсивность шума можно ослаблять с помощью описанного ранее ступенчатого аттенюатора. Если в процессе регулировки будет увеличиваться разница между шумовым сигналом генератора и собственными шумами, значит, возрастает соотношение сигнал/шум и реальная чувствительность приемника. Если контакты выключателя замкнуты, то на выходе элемента DD1.3 (вывод 3) установится высокий уровень и генератор будет вырабатывать шум непрерывно. 12 Рис. 1.7. Плата генератора шума на стабилитроне: а — вид со стороны печатных проводников; б — размещение деталей на плате Интенсивность генератора шума на стабилитроне довольно высока. Для ее оценки проводился такой эксперимент. Генератор подключали на вход приемника на частоте 28 МГц. Приемник имел чувствительность около I мкВ при соотношении сигнал/шум 3:1 (10 дБ) и полосу пропускания 3 кГц. Включив генератор шума, отмечали показания вольтметра на выходе приемника. Такое же напряжение показывал вольтметр, если вместо генератора шума на вход подавали сигнал от генератора стандартных сигналов с выходным уровнем 25 мкВ. Генератор шума собран на плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита (рис. 1.7) и помещен в металлический корпус. Питание подают от внешнего источника напряжением 12 В, потребляет генератор около 1 мА. Стабилитрон Д814Б можно заменить на Д814А, а микросхему — на К176ЛА7. Конденсатор С1 — типа К73-17, С2 и СЗ — КЮ-7В, а С4 — К50-16. Правильно собранный генератор налаживания не требует. Достаточно с помощью осциллографа убедиться в наличии прямоугольных импульсов на выводе 3 логического элемента DD1.3 Несмотря на высокую интенсивность шума, производимого генератором на стабилитроне, к сожалению, не существует простой и однозначной взаимосвязи между мощностью шума и режимом, а также параметрами применяемого стабилитрона. Иными словами — это источник некалиброванного шума и использовать его для количественного измерения чувствительности приемника не представляется возможным. Чувствительность современных приемников УКВ диапазона, в особенности связных, часто бывает очень высокой. Измерить ее в микровольтах с помощью генератора сигналов не удается. Сложность заключается в том, что аттенюатором генератора практически очень трудно достоверно ослабить сигнал до уровня десятых или сотых долей микровольта. 13 В таких случаях для оценки чувствительности применяют коэффициент шума приемника. Это величина, показывающая, во сколько раз мощность шума на выходе реального приемника больше мощности на выходе идеального приемника, т. е. такого, у которого шум определяется только тепловыми шумами эквивалента антенны [4,5]. Величина мощности шума на выходе идеального приемника зависит от температуры эквивалента антенны и полосы пропускания приемника. Мощность шумов на выходе реального приемника зависит от ряда факторов и на практике ее определяют косвенным путем. Для этого на вход подают калиброванный по уровню шум и увеличивают его интенсивность до тех пор, пока мощность не станет равна мощности собственного шума приемника. Естественно, что па выходе при этом суммарная мощность возрастает вдвое. Задачу получения калиброванного по уровню шума решают применением в генераторе специального вакуумного диода, работающего в режиме насыщения. Спектральная плотность мощности генерируемого шума пропорциональна анодному току диода. Если произвести несложные математические вычисления, то окажется, что величину коэффициента шума приемника при испытаниях по приведенной выше методике с использованием генератора шума на вакуумном диоде можно определить из выражения К = 20 1-R , чи а ха’ где Кш — коэффициент шума приемника, КТ0; 1а — ток анода, мА; Ra — сопротивление эквивалента антенны, Ом. Получили распространение шумовые диоды двух типов — 2ДЗБ и 2Д2С. Первый из них применяется в диапазоне высоких частот (до 30 МГц), а второй — в диапазоне очень высоких или ультравысоких частот (до 600 МГц). Диод 2ДЗБ допускает максимальный ток анода 5 мА, а 2Д2С — 40 мА. Очевидно, что максимальный коэффициент шума, измеренный с применением генераторов на таких диодах, может быть: в случае использования диода 2ДЗБ — К = 5КТ0 при R = = 50 Ом и Кш = 7,5КТ0 при Ra = 75 Ом; в случае использования диода 2Д2С — К = 40КТ.. при Ra = 50 Ом и Кш - 6ОКТо при Ra = 75 Ом. Принципиальная схема генератора шума изображена на рис. 1.8 и 1.9. Он состоит из блока питания (рис. 1.8) и выносной головки (рис. 1.9). В блоке питания имеется выпрямитель (VD1) и стабилизатор (VD6) анодного напряжения, а также выпрямитель напряжения накала катода (VD2 — VD5) и схема регулирования тока накала на транзисторах VT1 и VT2. Регулируют ток накала с помощью переменного резистора R5, ось которого выведена на переднюю панель блока. На ней также расположен и миллиамперметр, измеряющий анодный ток шумового диода. Прибор имеет две сменные генераторные головки с диодами обоих типов. Они*собраны по одной схеме. Анодной нагрузкой 14 VDf КИ402Г ЛК 47/7 R^J,80 130 В —бд ci "" гомк* _1_ ?омк* ,Ф w Й= *4500^ CZ *450 В VDZ-VU5 КД202А 04 8000мк* 16 В VT1 KT8I4A 500МК*6В~у \УТ2 КТ3616 6,8 к КС630А CJ 0,05 МК Рис. 1.8. Принципиальная схема блока питания генератора шума Рис. 1.9. Принципиальная схема выносных головок генератора шума и эквивалентом антенны служит резистор R1. Он может быть типа МДТ-0,25 на 51 или 75 Ом. Конденсатор СЗ служит для разделения шумов и постоянной составляющей напряжения, выделяющегося на R1. Резистор R2—проволочный, сопротивлением 2,2 Ом. Он используется в головке с диодом 2ДЗБ и служит для создания одинаковой нагрузки для схемы регулирования тока накала катода диода Учитывая, что коэффициент шума связан с анодным током, шкалу миллиамперметра для удобства лучше проградуировать в единицах КТ0. Это несложно сделать соответствующим выбором резистора R3 в блоке питания в зависимости от тока полного отклонения стрелки н сопротивления рамки прибора РА1. В данной конструкции применен миллиамперметр типа М4203 на ток 5 мА. Для большинства случаев достаточно ограничиться макси мальвой величиной измеряемого коэффициента шума. Например, при К,„ = 15КТ0 максимальный ток через диод будет равен 15 мА, если R;1 = 50 Ом, и 10 мА для Ra~75 Ом. Исходя из этого и выбирают сопротивление шунтирующего резистора R3. Естественно, что имеет смысл использовать миллиамперметр со шкалой на 15 или 10 мА. В первом случае шкала прибора будет прямо соответствовать единицам КТ(), а во втором показания придется умножать па 1,5 15 Подключение генераторной головки к блоку питагия <, осуществляют при помощи соединителя ОНЦ-ВГ-5/16-В. Разъем XS1 в выносной головке — типа СР-50-73Ф. Конденсаторы С1 й С2 — типа КТП-2, а СЗ — КДУ. Монтаж внутри головок ведут, предельно укорачивая выводы деталей. Измерение коэффициента шума приемника производят с выключенной автоматической регулировкой усиления. К выходу приемника, как и в случае с генератором шума на стабилитроне, подключают индикатор выхода — вольтметр переменного напряжения или осциллограф. Если используется линейный детектор в приемнике (режим SSB или CW), то показания индикатора, регистрирующего прирост шума от генератора по сравнению с собственным шумом приемника должны увеличиваться в 1,41 раза. Если же детектор квадратичный (режим AM), то в 2 раза. Генератор высокочастотных сигналов Одним из наиболее часто используемых приборов при налаживании и регулировке приемников, передатчиков, различных фильтров и других цепей является генератор высокочастотных сигналов. Применяют его и для получения частотных меток, и как источник высокочастотного напряжения при измерении параметров радиоэлементов, и во многих других случаях. Генератор сигналов работает в диапазоне частот от 0,156 до 40 МГц. Предусмотрены выходы сигналов синусоидальной и прямоугольной формы. Напряжение с первого выхода составляет 0,5 В на нагрузке 50 Ом, а со второго — в пределах логических уровней микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), т. е. не менее 2,4 В. Отличительной особенностью построения функциональной схемы прибора (рис. 1.10) является то, что в нем использован один задающий генератор с октавной перестройкой по частоте (т. е. верхняя частота вдвое больше нижней), а также двоичный семиразрядный делитель частоты. Благодаря этому легко обеспечивается одинаковая стабильность частоты во всем рабочем диапазоне частот генератора. Характерно, что любая Ч -. ‘VTq отлчч ,т( н от частоты сосе щ.о юшш.шпа -очн>> в 2 раза. После делителя частоты сигналы прямоугольной формы поступают на выходные ТТЛ буферы, а также на управляемый аттенюатор схемы автоматической регулировки уровня (АРУ). Затем они усиливаются широкополосным усилителем и попадают на фильтры нижних частот, которые из частотного спектра выделяют составляющую первой гармоники. Конструктивно генератор сигналов разделен на два блока: генераторный G и блок фильтров Z. которые собраны на отдельных печатных платах. Принципиальная схема блока G приведена на рис. 1.11. 16 ЗаОаюший генератор делатель частоты Управляемый аттенюатор Широкополого, усилитель частот ПЛ буферные каскады ПЛ выхов Детектор, усилитель постоянного тока Выход к частотомеру Выход синусоидального сигналы Рис. 1.10. Функциональная схема генератора высокой частоты Задающий генератор собран на полевом транзисторе VT1. Колебательный контур L1CL, находящийся вне платы, можно перестраивать в диапазоне 20...40 Л4Гц. Буферный каскад на транзисторах VT2 и VT3 служит для уменьшения воздействия последующих каскадов на задающий генератор, что благоприятно сказывается на стабильности частоты и уменьшает паразитную модуляцию сигнала. Формирователь импульсов состоит из согласующего эмиттерного повторителя VT4 и цепочки инверторов DD1.1 — DD1.3. Двоичные делители частоты построены на микросхемах DD2— DD4. Триггер DD2 используется для деления наиболее высоких частот и поэтому обладает повышенным быстродействием. Микросхема DD3 состоит из четырех последовательно включенных триггеров, а еще два содержит DD4. Таким образом осуществляется деление частоты задающего генератора на 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128. Переключение поддиапазонов производится нормально разомкнутыми контактами электромагнитных реле К1 — К8. Как видно по схеме, на первом поддиапазоне сигнал частотой 20...40 МГц снимают после формирователя импульсов. На остальных же — с выходов соответствующих триггеров. Благодаря применению малогабаритных реле удалось максимально юкратить длину высокочастотных цепей, сделать печатную плату достаточно компактной, а переключатель диапазонов установить в удобном месте на передней панели прибора. Сигналы прямоугольной формы через контакты одного из реле поступают на микросхему DD5. Логические элементы DD5.2 и DD5.3 включены параллельно и служат ТТЛ буфером с повышенной нагрузочной способностью. Через контакт 3 печатной платы сигналы попадают на выходной разъем прибора. Элемент DD5.4 также служит буфером, импульсы с его выхода поступают на контакт 2 печатной платы. Сигналы также через контакты реле поступают на схему АРУ. Управляемый аттенюатор выполнен на диодах VD11 и VD12. 17 с 03 0,01МК L J VDZ Д8145 , 1 ' M I VII КП3026М 9B 02 33 z-px_ 04 56 81 L юок\ 28 101 t КД522А 84 1,2 К 82 820 R5 5,6к 112 КТ368АМ 0,1В КЗ 220 !2В 1:5 0,01 МК Кб 180 11В 81 1,5к 4,2 В 3,5В VT3 I К7368АМ 88 22к ВО 470 cs jm VT5 813155 4R14 218х L L2 -ЗООМкГи 113 0,15 мк НМ V011 КД522А 816 18 818 330 815 1к 824 1,2к ----—CS----- 2,3В 680 8П 410 016 0,15 мк.^ 015 0,033МК VD12 014 КД522А 0,15мк МНЬ "5 019 0,041мк 011 \15мк VT6 k 821 10 КТ633А 822 27 0А1 К0140УД1А I £1' 1к^1 IL I —< 1>СО —I 4—^ К Выв. 14 001,002,004, 005; Выв. 5 003 86.1 813 2,1 к 7Г- 8 J VT4 1-----!1_| KTJ68AM} „ 11 ’ 01 0,01 Мк 002 ----Н0 001.1 001.2 001-3 W R" и 3,3н 812 . 220 а* £ Tl 1 j 001 К531ЛАЗП •КВЫ81001,002.00^ ) 005; быб.10 003 Kt1 L 8 а ч 14 I® и тт |£ 1 003 U1 CTZ r 8 I -12 Uo LsLsLazn _ CXj 4b CQ 1 -o 005.2 004.2 004.1 200мк*,16В 821 228 021 WOO И 8 01 Oco c 022 1000 —Т81 'уВгИ^КЗ!/^41/^851 '.К1.1 881/ - "-<> 826 6,8в -Ч 005.3 \КД522А [КД522А \кД522А [КД522А }КД522А }КД522А ]КД522А [КД522А ] й „ 005 К531ЛАЗП I 002 К131ТВ1 005.4 UDj K155HE5iD04 8155182 j J к 12 13 15 16 11 18 19 В зависимости от тока через р-n переход меняется прямое сопротивление и вносимые потери. Минимальное затухание нс превышает 1 дБ, а максимальное достигает 24 дБ. Для управления током диодов служит регулирующий транзистор VT5, включенный эмиттерным повторителем. Напряжение на базу поступает от усилителя постоянного тока, собранного на операционном усилителе (ОУ) — микросхема DA1. К инвертирующему входу ОУ приложено напряжение с выхода истокового повторителя на транзисторе VT7, а к неинвертирующему — опорное напряжение с подвижного контакта переменного резистора R26. На входной контакт 7 печатной платы поступает постоянное напряжение положительной полярности, пропорциональное амплитуде синусоидального напряжения на выходе прибора. Если оно по какой-либо причине возрастает, то напряжение на выходе ОУ уменьшается и через VT5 вызывает уменьшение тока через диоды VDI1 и VD12. В свою очередь, это приводит к снижению амплитуды импульсов, поступающих на вход широкополосного усилителя па транзисторе VT6. Усилитель имеет коэффициент передачи около 20 дБ во всей рабочей полосе частот. Для компенсации усиления на низких частотах служит частотно-зависимая обратная связь с выхода на вход через цепочку C16R19. Резисторы R20 и R21 в эмиттерной цепи транзистора создают отрицательную обратную связь по току и повышают устойчивость усилителя. Выходной трансформатор — понижающий. Он служит для согласования выходного сопротивления каскада с нагрузкой, которая подключена к контакту 5 печатной платы. Нагрузкой широкополосного усилителя в блоке G служат фильтры нижних частот (ФНЧ), находящиеся в блоке Z. Принципиальная схема блока приведена на рис. 1.12. Как уже упоминалось выше, ФНЧ предназначены для выделения первой гармоники основной частоты. В общем случае частота среза ФНЧ должна быть несколько выше верхней частоты поддиапазона. Попутно следует отметить, что спектр сигналов прямоугольной формы, у которых длительность импульса строго равна длительности паузы, не должен содержать четных гармоник. Однако на практике эти длительности не одинаковы из-за различного времени задержки при переключении триггеров из одного логического состояния в другое, из-за влияния емкости монтажа и индуктивности проводников, изменяющих длительности переднего и заднего фронтов импульсов. При анализе спектра таких сигналов обнаруживаются составляющие как нечетных, так и четных гармоник частоты следования прямоугольных импульсов. Поскольку задающий генератор имеет октавное перекрытие, то вторая гармоника нижней частоты тоже будет проходить через ФНЧ. Поясним на конкретном примере. Для того чтобы пропустить частоту 40 МГц, ФНЧ имеет частоту среза несколько выше этого значения. Если установить частоту задающего генератора 20 МГц, то на выходе ФНЧ появятся составляющие 20 и 40 МГц. Чтобы при этом подавить частоту второй гармоники (40 МГц), на каждом поддиапазоне (октавном по перекрытию) используются два переключаемых полуоктавных фильтра. Частота среза одного из них соответствует средней частоте поддиапазона, а второго — верхней. Для приведенного выше примера частота среза первого полуоктавного ФНЧ составляет 30 МГц. Для эффективного подавления высших составляющих спектра генерируемой частоты в блоке Z используются П-образные ФНЧ седьмого порядка. Каждый из них содержит семь элементов — три катушки индуктивности и четыре конденсатора. По данным, приведенным в [6], такие ФНЧ с частотой среза fc имеют затухание на частоте 2f„ равное 52,72 дБ, на 3fc — 84,83 дБ, а на 4fc — 103,11 дБ. Данные элементов ФНЧ по поддиапазонам приведены в табл. 1.2. Коммутация фильтров по входу и выходу осуществля 20 ется с помощью электромагнитных реле. Поскольку в каждом поддиапазоне в любой момент времени может быть использован лишь один из двух полуоктавных фильтров, то в цепи обмоток пар реле установлен специальный переключатель, подключенный к контактам 9 и 10 платы. К выходу блока Z подключен детектор цепей АРУ, собранный по схеме удвоения напряжения на диодах VD13 и VD14. Постоянное напряжение через контакт 15 платы поступает в блок G. Схема внутренних соединений генератора высокочастотных сигналов приведена на рис. 1.13. Питание блока G осуществляется от стабилизированного источника (на схеме не показан). Потребление по цепи + 12 В составляет 100 мА, а по + 5 В— 120 мА. Для питания обмоток электромагнитных реле используется нестабилизированное постоянное напряжение 24...27 В. Его значение может быть и иным в зависимости от параметров используемых реле. Катушка L1 и конденсатор переменной емкости С1 установлены внутри блока G. Ось конденсатора выведена наружу и соединена с верньерным механизмом, смонтированным на передней панели генератора. Замедление верньера примерно 1 :200, поэтому обеспечивается очень плавное изменение частоты генератора, что особенно ощутимо на высоких частотах. На стенке блока непосредственно у оси конденсатора переменной емкости установлен переключатель SP1, коммутирующий полуоктавные фильтры. Механическое нажатие на него производится специальным кулачком, выточенным из латуни и укрепленным на оси конденсатора С1 (рис. 1.14). Радиальное положение кулачка на оси выбирают таким, чтобы переключение происходило в момент, когда генерируемая частота равна средней для данного поддиапазона. Переключение поддиапазона осуществляют кнопочным переключателем SB1, установленным на передней панели генератора. Для отсчета частоты генератора на оси конденсатора переменной емкости можно также установить дисковую шкалу подходящих размеров. Но лучше воспользоваться электронным частотомером. Желательно’ его смонтировать внутри корпуса генератора сигналов и вход соединить с контактом 2 платы блока G. Можно использовать и внешний частотомер, подключив его к дополнительному коаксиальному разъему. Печатная плата блока G изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 1.15). Расположение элементов на плате ясно из рис. 1.16. Из такого же материала изготовлена и плата блока Z. Чертеж этой, в общем-то простой платы не приводится, поскольку ее размеры в значительной мере зависят от примененных деталей. ' Теперь несколько слов о возможных заменах деталей генератора сигналов. Полевые транзисторы VT1 и VT7 могут быть типа КП302, КПЗОЗ или КП307 с любым буквенным индексом. Тран- 21 частоты Рис. 1.14. Устройство нерсклю чателя полуоктавных фильтров Таблица 1.2 Емкость конденсатора Поддиапазон Частота среза L. мкГн Cl С2 Число внткоа П ровод Конструкция катушки «156... 234 кГц 34,4 0,01 мкФ + 0,022 мкФ + 13 пэлшо На кольце типораз- 312 кГц» + 3000 пФ + 4700 пФ 0,15 мера К7 X 4 X 2 312 кГц 25,6 0,01 мкФ 0,022 мкФ 11 из феррита М1000НМ «312... 468 кГц 17,2 6800 пФ 0,01 мкФ + 9 625 кГц» 625 кГц 12, + 3000 пФ 625 кГц 12,8 4700 пФ 0,01 мкФ 7 «625... 937 кГц 8,6 3300 пФ 6800 пФ Дроссель ДПМ-1,2-8±5% 1250 кГц» 1,25 МГц 6,4 2200 пФ 4700 пФ + Дроссель ДПМ-1,2- + 390 пФ 6 -+- 0,4 мкГн «1,25... 1,87 МГц 4,3 1500 пФ + 3300 пФ 55 пэлшо 2,5 МГц» + 200 пФ 0.15 Резистор МЛТ-0,5-100 кОм 2,5 МГц 3,2 1300 пФ 1500 пФ + + 1000 пФ 50 «2,5... 3,75 МГц 2,2 820 пФ 820 пФ + 820 пФ 45 5 МГц» 5 МГц 1,6 620 пФ 1300 пФ 37 «5... 7,о МГц 1,1 4/0 пФ 820 пФ 29 10 МГц» 10 МГц 0,8 330 пФ 680 пФ 26 «10... 15 МГц 0,54 220 пФ 430 пФ 20 20 МГц» 20 МГц 0,4 160 пФ 330 пФ 12 ПЭВ-2 Бескаркасная. «20... 30 МГц 0,27 110 пФ 240 пФ 9 0,47 внутренний диаметр 40 МГц» 40 МГц 0,2 82 пФ 160 пФ 7 6 мм 95 a Рис. Lt5 Печатная плата блока G 24 13 18 17 № К SAI VD10 ч VD9 о e-Kj-e Ф Г ЧД VC8 м W7 в e-Kj-a <р [ 44 Tl 816 R23 CD5 825 DD4 6 C15\ 3 A о 6°K о VT5 | R24 С 22 4= DA1 юо 51 l^—f> 1 -^УТБ 3° б°К ЦГЛУ НТ1 44 ^±ик <5—> 15 /4 13 n VD6 О о-К}-е о Г м VD5K3.lV 1ф1 V05K3.lv- & СЮ НН СОЗ С9 41-----е о о-|<}„е ф\ LmJl VD3 П | а~^~е | У К1 > о-С 813а- DO 2. Св 827 с I—|—о о oU 828 п 1 СЗ—в оЗ VT3 30 бок Ко VT2 89 .. СБ 88 85 f4 .. ю НН DD1 10 о О О О о О ",.^-czUb^ VT4 ко R1Z 7710 81 11 10 VT7 7 -^ С5Т А СЗ.. Кб и о4Н> j & a Lj о.7 Vrf НН "с? <(3 8 KL1.C1 К Lt KL1.C1 С Рис. 1.16. Расположение элементов на плате блока G зпсторы КТ368АМ можно заменить на КТ306АМ, КТ316АМ, КТ355АМ, а КТ633А — на КТ603, КТ608 или КТ630. Буквенный индекс во всех случаях также может быть другим. Диоды КД522А можно заменить на КД503 или на другие, с обратным напряжением не менее 30 В. В управляемом аттенюаторе можно использовать КД512А или КД514А. В качестве DA1 можно использовать другой ОУ, например К140УД1А, К553УД1А, КР140УД708. Но при этом не следует забывать об их отличиях в цоколевке. Цифровые микросхемы DD1 и DD5 можно заменить аналогичными из серий KI30, К131, К530, a DD3 и DD4 — на микросхемы серий К555, К133, К533. Первый и наиболее быстродействующий триггер DD2 можно заменить аналогичным из серии К130. В более современных сериях К530 и К531 полного аналога пет. Однако можно использовать по одному триггеру из микросхем К531ТВ9П или К531ТВ10Г1. Но при этом, разумеется, придется несколько изменить рисунок печатных проводников на плате. В генераторе применены резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы К10-7В, КМ, К50-16 (С20). Электромагнитные реле в блоках G и Z могут быть типа РЭС-49, РЭС-60, РЭС-15 с любым номером исполнения (паспортом). Он него, в основном, зависит лишь напряжение срабатывания, а его легко можно учесть соответствующим изменением в схеме блока питания. Катушка L1 имеет индуктивность 1,15 мкГн. Ее можно изготовить, плотно намотав на керамический каркас диаметром 10 мм 16 витков провода ПЭВ-2 1,0 мм с шагом 2 мм. Отвод делают от четвертого витка, считая от вывода, который подключен к контакту 11 платы. Трансформатор Т1 можно намотать па кольце с наружным диаметром 7... 10 мм из феррита с магнитной проницаемостью 1000...2000. Наматывают равномерно по окружности 10 витков двумя предварительно скрученными проводами ПЭВ-2 0,27 мм. Затем омметром определяют начало одной обмотки и конец другой и соединяют их вместе. В качестве SP1 использован микропереключатель типа МП-3. Обычно они применяются в микротумблерах МТ-1, МТ-3 и кнопках КМ1-1. Монтаж платы блока G особенностей нс имеет. На плате блока Z элементы ФНЧ монтируют над фольгой на опорных контактах, установленных на плате. Все катушки и конденсаторы должны иметь минимальную длину выводов. Проводники, соединяющие контакты реле, также должны быть максимально короткими. Для соединения обмоток нар реле, относящихся к одному полуоктавному фильтру, изолированные проводники должны проходить по обратной стороне платы. Обе печатные платы монтируют в корпусе размерами 185X X 100 X 68 мм,У который можно спаять из листовой латуни или фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. 26 Налаживание прибора начинают с платы блока G. Временно выпаивают транзистор VT4 и от генератора импульсов * па входы | и 2 логического элемента DD1.1 подают прямоугольные импульсы частотой 100 кГц. Подключают осциллограф к контакту 2 или 3 платы и последовательно подают напряжение, достаточное для срабатывания реле, на контакты 12 -19. Проверяют работу делителей по изменению периода повторения импульсов па экране осциллографа. Затем восстанавливают схему и вместо осциллографа подключают частотомер. Изменяя частоту задающего генератора, проверяют соответствие значения измеряемой частоты границам выбранного поддиапазона. Если потребуется подстройка, то можно несколько сжать или раздвинуть витки на каркасе катушки LI, изменив ее индуктивность до получения нужного перекрытия по частоте при перестройке. Установив среднюю частоту поддиапазона, регулируют положение кулачка на осн конденсатора переменной емкости относительно переключателя SP1 так, чтобы на частотах ниже середины поддиапазона его контакты включали пару реле более низкочастотного полуоктавного ФНЧ в выбранном поддиапазоне. К контактам 11 и 12 платы фильтров подключают резистор 51 Ом и осциллограф или анализатор спектра. На каждом поддиапазоне проверяют настройку полуоктавных фильтров. Для этого перестраивают генератор от верхней частоты поддиапазона до нижней. Форма напряжения должна оставаться синусоидальной, а уровень гармоник в спектре не должен превышать 30 дБ. Если же будут обнаружены искажения формы кривой, то следует подобрать емкость конденсаторов в полуоктавном ФНЧ. В заключение проверяют работу схемы автоматической регулировки уровня выходного сигнала. Вращая движок переменного резистора R26 на плате G, устанавливают амплитуду выходного напряжения синусоидального сигнала на нагрузке 51 Ом равной 0,71 В. Действующее значение напряжения соответственно будет равно 0,5 В. Переключая поддиапазоны и пере страивая частоту, контролируют уровень выходного сигнала, убеждаются в работоспособности системы АРУ во всем рабочем Диапазоне частот генератора сигналов. Как видно из схем, прибор не имеет встроенного устройства измерения уровня выходного сигнала, а также калиброванного аттенюатора. Для этой цели совместно е генератором следует использовать описанный ранее в этой главе ступенчатый аттенюатор. Пользуясь табл. 1.3, можно переводить значения ослабления в уровень напряжения па нагрузке. * Описание генератора импульсов приведено в главе 3. 27 Генератор качающейся частоты Генератор качающейся частоты (ГКЧ) предназначен для исследования амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) узкополосных резонансных цепей в диапазоне от 0,2 до 30 МГц. В частности, с его помощью можно просматривать АЧХ различных фильтров: пьезокерамических, электромеханических, кварцевых и т. д. В приборе предусмотрена регулировка полосы обзора и частоты качания, что дает возможность исследовать фильтры с полосой пропускания от 1 кГц и шире. Максимальные полосы обзора приведены в табл. 1.4 отдельно для начала и конца каждого из десяти поддиапазонов. Отсчет частоты на исследуемой АЧХ производят по внутренним частотным меткам, которые сформированы через 1 МГц и 10 кГц, а также по внешним меткам, которые во всем рабочем диапазоне ГКЧ можно подавать от внешнего генератора сигналов. Предусмотрено переключение ширины частотной метки. Максимальное выходное напряжение на нагрузочном резисторе с сопротивлением 50 Ом составляет 3 В. Напряжение пилообразной формы для качания частоты вырабатывает внутренний генератор. Он также формирует импульсы амплитудой 10 В для синхронизации осциллографа Поэтому ГКЧ можно использовать совместно с любым осциллографом, имеющим вход внешней синхронизации. Принципиальная схема ГКЧ приведена на рис. 1.17. На транзисторе VT1 собран задающий генератор на частоты от 0,2 до 2,26 МГц (поддиапазоны 1—5), а на VT2 — на частоты от 2 до 30 МГц (поддиапазоны 6—10). Оба генератора собраны по схеме индуктивной «трехточки». Переключением катушек L1 —L5 и L6—L15 производят выбор нужного поддиапазона. В пределах поддиапазона перестройку частоты осуществляют переменными конденсаторами С1 и С5. Качание частоты происходит под действием пилообразного напряжения, поступающего на варикапы VD1, VD2 и VD4 от генератора пилообразного напряжения. С подвижного контакта подстроечного резистора R5 на варикапы подается начальное напряжение смещения. Напряжение качающейся частоты с задающего генератора через переключатель SA1.3 поступает на усилитель. Он необходим для усиления мощности, а также для ослабления влияния исследуемых цепей на работу задающего генератора. Усилитель двухкаскадный. Предварительный каскад собран на транзисторе VT3, а оконечный — на VT4. В оконечном каскаде осуществляется коррекция частотной характеристики усилителя цепочкой C13R15. Широкополосный трансформатор Т1 в коллекторной цепи VT4 согласует выходное сопротивление усилителя с сопротивлением нагрузки. Коэффициент трансформации сопротивления составляет 4:1. Часть напряжения с выхода предварительного усилителя через конденсатор С12 поступает в канал частотных меток. На Таблица 1-3 Атт., дБ Напряж., В Атт., дБ Напряж., мВ Атт., дБ Напряж., мкВ Атт., дБ Напряж-. мкВ 0 0,5 1 0,45 41 4,5 81 45 121 0,45 2 0,4 42 4,0 82 40 122 0,4 3 0,35 43 3,5 83 35 123 0,35 4 0,32 44 3,2 84 32 124 0,32 5 0,28 45 2,8 85 28 125 0,28 6 0,25 46 2,5 86 25 126 0,25 7 0,22 47 2,2 87 22 127 0,22 8 0,2 48 2,0 88 20 9 0,18 49 1,8 89 18 10 0,16 50 1,6 90 16 11 0,14 51 1,4 91 14 12 0,125 ’ 52 1,25 92 12,5 13 0,11 53 1,1 93 11 14 0,1 54 1,0 94 10 15 88,9 мВ 55 889 мкВ 95 8,9 16 79 56 792 96 7,9 17 71 57 706 97 7,1 18 63 58 629 98 6,3 19 56 59 561 99 5,6 20 50 60 500 100 5,0 21 44,6 61 446 101 4,5 22 39,7 62 397 102 4,0 23 35,4 63 354 103 3,5 24 31,5 64 315 104 3,2 25 28 65 281 105 2,8 26 25 66 251 106 2,5 27 22,3 67 223 107 2,2 28 19,9 68 199 108 2,0 29 17,7 69 177 109 1,8 30 15,8 70 158 но 1,6 31 14 71 141 ill 1,4 32 12,6 72 126 112 1,3 33 11,2 73 112 113 1,1 34 10 74 100 114 1,0 35 8,9 75 88,9 115 0,9 36 7,9 76 79 116 0,8 37 7,0 77 71 117 0,7 38 6,3 78 63 118 0,6 39 5,6 79 56 119 0,56 40 5,0 80 50 120 0,5 транзисторе VT5 собран смеситель меток. На базу подано напряжение качающейся частоты, а в эмиттерную цепь — сигналы частотных меток. При каждом совпадении изменяющейся частоты задающего генератора ГКЧ с гармониками сигнала меток в коллекторной цепи выделяется низкочастотное напряжение биений меток, которое проходит через фильтр нижних частот C18L16-Он имеет частоту среза около 10 кГц, что позволяет наблюдать R22 22k ^_cio гомкиов T Lie SA2.1 [ 4= од о,оззмк 014 =4= 0,033мк ____________________10,3 В R13 ‘ 013 0,068MK ,, Am U 1^1 22 k VT3 KT3156 1,8В /р 5В RIO 330 CIO 0,033мк 5B II ) 2,ZB 1,2B\—1|—I № I CO V* W‘033MK[ ^O\R’7 3OO -----RZ8_510_—crctZ 10 R20 Ю R211. 016 47 0,033мк Kl5 680 +12 В R18 47 С15 0,033мк VT4 КТ602БМ ysi RIS 10 R23 4,7к R24 2,2k 2B VT5 КТ315Б !,4B J= C20 20МКИ6В 018 0,15 м к , R15 560 R26 8,2K SkZ2 „У С2/ 1 MK C22=r BZ7. !MK L, R29 J 6,8 k H8B 4.7K ±-i4j2) VT6 1,2k 100 Ф C!7 0,01 мк ------:-—~H2B 023 20MKK16B XS2 DJb\kT3I50 Й R30 0 XS3 ,Детектор" „ выхов Y” „выхов вч” R33 390 R34 390 00! К155ЛАЗ 029 0,01 MH 0011 U012 BQ1 , П ,1М0и 024 * и 120 001.3 001.4 -С2 7/ _£Tsr Im “ R38 220 т UD2 В155ИЕ1 8 &1 СТЮ Г7Т 1 (Г +9,5В VD9,M010\ &-Д814В - МТ10 КГ361Б 205Bfr I, [ R40 Юк частота" Г 031 !,5мк \r41 II Ш МТ11 кт R45 220к 033 R42 6,8к .полоса- =L 032 0,5 мн 1Ь1 : 1 1 R35 3,9К МТ7 КТ315Б 5 025 7000-.- MD5 КД522А J МТ12 КТ3156 R46 220k Г R47^ 8,2 кУ 255 Д, „синхоонизация. Рис. 1.1/. Принципиальная схема ГКЧ R36 3,9к 22В 026 VT8 I 22 КТ.Л5Б ) MOO71 К0522А 4= 1:34. 50 мни *25B '\ 028 20 j—5 г-! ,^2'f Hh VD1 U КД522А 5 С \Л1Н0Ц КВЫб.14. R39 200. Д,1М0ц 001,002 707510^1 -r 027 0,01 mk Внешн: C3D 0,033mk T 25 MO8 К 6ыВ. 7 001,002 Внешняя мешка' КС147А MT13 RT315B УТ!4_КТ815Б 25 В | О R48 560 2 3 MU 11 Д814В. 2? M0!2 Д814Д 12В R49 2,2 н ip, vri5 =t= КТ315Б - V0!3 "&Д814Д = 035 500мни *25В 036 -500мк* *25В 037 BDMHX1BB 74 FU1 025А Х?1 SA4 •Вкл" МВ14-М0П КД105Б Таблица 1.4 Поддиапазон Частоты Максимальная полоса обзора, кГц в начале в конце 1 200...322 кГц 8 28 2 305...510 кГц 17 55 3 450...800 кГц 20 100 4 0,75... 1,35 МГц 45 150 5 1,25...2,25 МГц 60 230 6 2...4 МГц 25 180 7 3,5...7,3 МГц 40 260 8 6,3... 13 МГц 60 400 9 10,5...21,5 МГц 100 800 10 16...30 МГц 150 1500 на экране яркие мегки шириной примерно 20 кГц. В положении «Ш» переключателя SA2 метки поступают на усилитель меток на транзисторе VT6. Если переключатель установить в положение «У», то дополнительно включается еще один ФНЧ — C2I L17 С22. В результате ширина меток на экране уменьшится до 1 кГц. Широкие метки используют при больших полосах обзора и более высоких частотах качания. Соответственно узкие метки в сочетании с низкой частотой качания и малой полосой обзора применяются при исследовании АЧХ узкополосных цепей. Сигнал от выносного детектора, поступающий через гнезда XS3, суммируется с метками на резисторе R32. Суммарный сигнал с гнезд XS2 подают на вход усилителя вертикального отклонения осциллографа. Изменение амплитуды меток осуществляют переменным резистором R29, который установлен на передней панели гкч. Формирователь сигналов частотных меток в своем составе имеет высокостабильный генератор на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генерации 1 МГц стабилизирована кварцевым резонатором BQI. Последовательность импульсов с этой частотой поступает на формирователи на элементах DD1.3 и DD1.4, делитель частоты DD2 и импульсные усилители на транзисторах VT7—VT9. Прямоугольные импульсы частотой 1 МГц с вывода 8 микросхемы DD1 или 100 кГц с вывода 5 микросхемы DD2 через переключатель SA3.1 подаются на усилитель-ограничитель на транзисторе VT7, а с него — на импульсные трансформаторные, усилители на транзисторах VT8. VT9. С вторичной обмотки трансформатора ТЗ снимают очень короткие импульсы с частотным спектром, богатым гармониками основной частоты во всем рабочем диапазоне ГКЧ. Через переключатель SA3.2 они поданы, как упоминалось ранее, на смеситель меток. В нижнем по схеме положении подвижного контакта 32 переключателя на смеситель через гнезда XS4 можно подавать сигнал внешней метки. Генератор напряжения пилообразной формы (ГПН) собран на однопереходном транзисторе VT11. Период повторения определяется емкостью конденсатора С32 и током зарядки от стабилизатора тока на транзисторе VT10. С помощью переменного резистора R40 частоту генерации можно изменять в пределах от 4 до 60 Гц. Резистор установлен на передней панели ГКЧ. Переменный резистор R43 служит для регулирования напряжения пилообразной формы при изменении полосы обзора. Он также установлен на передней панели. Напряжение с подвижного контакта переменного резистора R43 поступает на эмиттерный повторитель на транзисторе VTI2. С резистора R47 пилообразное напряжение размахом до 12 В подается на варикапы. С резистора R44 через гнезда XS5 синхроимпульсы положительной полярности подают на вход внешней синхронизации осциллографа. Источник питания состоит из силового трансформатора Т4, двухполупериодного выпрямителя на диодах VD14 — VD17 и стабилизаторов напряжения. Стабилизатор напряжения + 22 В для питания цепей ГПН собран на транзисторе VT13. Напряжение стабилизации определяется стабилитронами VD11, VD12. Стабилизатор напряжения + 12 В для питания остальных цепей ГКЧ собран на транзисторах VT14, VT15 и стабилитроне VD13. Простейший стабилизатор на диоде VD8 служит для питания микросхем DD1 и DD2 напряжением + 5 В. Выносной детектор (рис. 1.18) собран по схеме удвоения напряжения на диодах VD1 и VD2. Напряжение высокой частоты от исследуемой цепи подают на контакты XS1. Выпрямленное напряжение через вилку ХР1 подается на гнезда XS3 ГКЧ. Собран ГКЧ на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 1.19, 1.20). Все транзисторы КТ315Б могут быть заменены другими такого же типа с любым буквенным индексом. Транзистор КТ602БМ можно заменить на КТ940А или КТ646А. Все постоянные резисторы МЛТ-0,125 можно заменить на ВС-0,125 или МЛТ-0,25. Конденсаторы С31, С32 могут быть типа К73-17 или МБМ. Остальные конденсаторы, полярность которых не указана, могут быть типов КЮ-7В или КМ. Электролитические конденсаторы — типа К50-6, К50-16 или К50-35. Блок конденсаторов переменной емкости Cl, С5 требует некоторой доработки. В одной из его секций следует аккуратно удалить 25 % статорных и роторных пластин. XS1 ВЧ' —ьь ГД508А_\_ W2 А Ct 560 ГД508А ХР1 PJ ЗОк сг 560 KXS3 Рис. 1.18. Принципиальная схема выносного детектора ГКЧ 2 9-145 33 Рис. 1.19. Печатная плата ГКЧ. Вид со стороны проводников Рис. 1.20. Размещение деталей на печатной плате ГКЧ Ш (Ш i’ll/ Катушки LI — L5 можно намотать на четырехсекционных унифицированных каркасах от ДВ и СВ диапазонов радиовещательного приемника. Для катушек L6 — L15 подойдут гладкие каркасы диаметром 7 мм ог КВ диапазонов того же приемника. Во всех катушках используются ферритовые подстроечники диаметром 2,7 мм. Намоточные данные катушек приведены в табл. 1.5. Для трансформатора Т1 и катушки L16 используют ферритовые кольца типоразмера KI0X6X4 из материала М1000НН. Трансформатор наматывают двумя скрученными между собой проводниками ПЭВ-2 0,2 — всего 10 витков. Катушка L16 содержит 100 витков провода ПЭЛШО 0,15. Катушка L17 содержит 750 витков такого же провода, намотанного равномерно на кольце типоразмера К20Х Юхб из феррита М1000НН. Импульсные трансформаторы Т2 и ТЗ наматывают на кольцах типоразмера К7Х4Х2 из феррита М50ВН-14. Можно также применить кольца из материала марки 100НН диаметром 8 мм, например от старых катушек тракта ПЧ-ЧМ ламповых вещательных приемников. Обмотки располагают по обеим сторонам кольца. Первичная и вторичная обмотки трансформаторов Т2 и ТЗ содержат соответственно 9 и 7 витков провода ПЭВ-2 0,31. Трансформатор Т4 собран на магнитопроводе Ш16Х25 из трансформаторной стали. Первичная обмотка содержит 2300 витков провода ПЭВ-2 0,15, а вторичная — 380 витков провода ПЭВ-2 0,31. Таблица 1.5 Катушка Индуктивность. мкГ н Число витков Провод L1 920 100 + 300 ПЭВ-2 0,17 L2 390 60+ 180 ПЭВ-2 0,17 L3 180 45 + 135 ПЭВ-2 0,17 L4 80 30 + 90 ПЭВ-2 0,17 L5 37 15 + 45 ПЭВ-2 0,17 L6 46 15 + 45 ПЭВ-2 0,2 L7 2 ПЭВ-2 0,2 L8 12 9 + 26 ПЭВ-2 0,2 L9, LH, L13, L15 1 ПЭВ-2 0,2 L10 4,5 7 + 17 ПЭВ-2 0,31 L12 1,5 4+6 ПЭВ-2 0,31 L14 0,5 1,5 + 4,5 ПЭВ-2 0,31 L16 250 100 ПЭЛШО 0,15 L17 50...60 мГн 750 ПЭЛШО 0,15 Т2, Т3(1) 9 ПЭВ-2 0,31 Т2, ТЗ(П) 7 ПЭВ-2 0,31 36 Переключатели SA1 и SA3 — галетные типа ПГК, ПГ-15 или ПГ-39Ш, a SA2 и SA4 — микротумблеры МТ-3 или ПТ-8. Налаживание ГКЧ начинают с проверки работоспособности двухкаскадного усилителя. К разъему XS1 подключают резистор МЛТ-0,5 51 Ом, а к нему — высокочастотный вольтметр. Переключатель SA1 устанавливают в одиннадцатое, не используемое в ГКЧ положение. К ламели, соответствующей этому положению, подключают генератор сигналов и устанавливают выходной уровень, примерно равный 0,2 В. Перестраивая генератор во всем диапазоне работы ГКЧ, проверяют по точкам частотную характеристику усилителя. В случае необходимости ослабить усиление на низких частотах можно уменьшением емкости конденсаторов С9—CH, С16. Проверку работоспособности канала меток производят в следующей последовательности. Переключатель SA3 устанавливают в нижнее по схеме положение и на гнезда XS4 от внешнего генератора низкой частоты подают напряжение 0,5... 1 В. К гнездам XS2 подключают осциллограф. Проверяют прохождение сигнала, действие регулятора амплитуды меток R29, частотные характеристики фильтров. Правильно собранный формирователь частотных меток обычно особого налаживания не требует. Подключают частотомер к переключателю SA3.1 и проверяют частоту генератора. Подбором конденсатора С24, если в этом есть необходимость, как можно точнее устанавливают частоту 1 МГц. Желательно широкополосным (не менее 30...50 МГц) осциллографом проверить наличие и форму остроконечных импульсов на обмотке I трансформатора ТЗ. Но можно также для проверки уровня и количества гармоник воспользоваться анализатором спектра или приемником, работающим в диапазоне 0,2...30 МГц. Затем приступают к проверке ГПН. Если все собрано правильно, то на резисторе R47 можно будет наблюдать осциллограмму, приведенную на схеме. Разумеется, что подвижный контакт резистора R43 «Полоса» должен находиться в верхнем по схеме положении. Вращая ручку «Частота» (переменный резистор R40), проверяют работу ГПН на крайних частотах. Осциллограф при этом должен быть включен на «открытый» вход. На низких частотах может наблюдаться некоторая нелинейность пилообразного напряжения. Но с этим недостатком можно мириться, поскольку наиболее низкие частоты ГПН используются при просмотре АЧХ самых узкополосных цепей и нелинейность развертки сказывается незначительно. Поскольку внутренние метки при этом использовать невозможно, то для отсчета значений частот применяют внешние метки от генератора сигналов, работающего совместно с частотомером. На заключительном этапе регулировки ГКЧ проверяют работу высокочастотных генераторов. Они должны устойчиво работать в пределах каждого поддиапазона. Если будет наблю 37 даться срыв генерации, то следует несколько уменьшить номиналы резисторов R3 и R8. Необязательно добиваться синусоидальной формы напряжения на выходе. Ведь при работе с ГКЧ требуемые для АЧХ частоты предварительно известны. Поэтому от ГКЧ будем использовать только первую гармонику в нужном поддиапазоне. Кстати, если возникнет необходимость настраивать АЧХ на частотах выше 30 МГц, то можно будет использовать вторую или более высокую гармонику сигнала ГКЧ. Разумеется, все частоты надо б/дет соответственно умножать на номер гармоники. Работая с ГКЧ, вначале следует правильно настроить осциллограф. Вход вертикального отклонения осциллографа сначала подключают к выходу синхроимпульсов ГКЧ. Развертку при этом включают в режим внешней синхронизации и подают синхроимпульсы на вход X. Вход усилителя вертикального отклонения подключают к гнездам «Выход У» ГКЧ. К гнездам «Детектор» подключают детекторную головку. Если исследуют АЧХ пассивных цепей, например фильтров, то их подключают к выходу ГКЧ и детектору непосредственно. Нельзя забывать о том, что некоторые фильтры требуют определенного сопротивления нагрузки по каждому из входов. Однако всегда предпочтительно использовать ступенчатый аттенюатор на выходе ГКЧ. Это, во-первых, создает оптимальную нагрузку для выходного усилителя. А во-вторых, ступенчатый аттенюатор дает возможность отсчитывать относительные уровни нужных точек на АЧХ, определять затухание в полосе пропускания, неравномерность и т. п. Если исследуют АЧХ активных цепей, например резонансных усилителей, то с помощью ступенчатого аттенюатора подбирают подходящий уровень сигнала, подаваемого на вход. Это очень важно, так как слишком большой уровень может вывести усилитель в режим ограничения. А это обязательно приведет к искажению его АЧХ. В любом случае, в зависимости от ширины АЧХ выбирают требуемую частоту качания и полосу обзора. Чем более узко-полосна исследуемая цепь, тем более низкой должна быть частота качания. Всякий раз изменяя эту частоту, следует соответственно менять и частоту развертки осциллографа. Он сам подскажет об этом — на экране может быть либо неполное изображение АЧХ, либо несколько повторяющихся изображений. Частоту развертки следует изменять так, чтобы на всей длине линии помещалось только одно полное изображение исследуемой АЧХ. 38 «Динамика» — прибор для измерения двухсигнальной избирательности коротковолновых приемников Для измерения двухсигнальной избирательности (динамического диапазона) коротковолновых приемников и уровня взаимной модуляции в каскадах передатчиков обычно собирают установку, состоящую из двух высокочастотных генераторов сигналов, имеющих калиброванные аттенюаторы. Необходимы также устройство сложения сигналов и измеритель выхода приемника. Однако в домашних условиях радиолюбителю собрать такую установку удается далеко не всегда. Заменить ее можно самодельным прибором «Динамика». Точность измерений с этим прибором вполне достаточна для оценки и сравнения приемников по чувствительности и значению двухсигнальной избирательности. Он имеет значительно меньшие габариты и массу, более удобен в работе. Прибор «Динамика» работает на частотах f| — 14112 и Ь — 14127 кГц (разнос частот составляет 15 кГц). При этом продукты интермодуляции третьего порядка вида fnl = 2fi— f2 и fii2 = 2f2— fi в приемнике появляются на частотах fnl = 14097 и 1„2— 14142 кГц. Уровень сигнала каждой из двух исходных частот в нагрузке 50 Ом составляет 0,64 В. Максимальное ослабление обоих сигналов, которое можно осуществить нажатием кнопок на передней панели, составляет 143 дБ. Прибор имеет встроенный индикатор выхода. Он позволяет контролировать соотношение сигнал/шум на выходе приемника в пределах 1, 3, 6 и 10 дБ [7]. Принципиальная схема прибора «Динамика» приведена на рис. 1.21. Он состоит из двух генераторных блоков на рабочие частоты, узла сложения, сигналов, ступенчатых аттенюаторов, индикатора выхода и источника питания. Генераторные блоки собраны по одинаковым схемам, поэтому на рисунке показана схема лишь одного из них. Задающий генератор собран на полевом транзисторе VT1, частота колебаний стабилизирована кварцевым резонатором BQ1. Напряжение первой гармоники выделяется в колебательном контуре L1C2. На транзисторах VT2 и VT3 собран буферный усилитель. Он охвачен глубокой отрицательной обратной связью, имеет сравнительно высокое входное и низкое выходное сопротивления и служит для уменьшения воздействия последующих каскадов на задающий генератор. Коэффициент усиления этого каскада примерно равен 2. С резистора R7 сигнал поступает на резонансный усилитель радиочастоты на транзисторе VT4. В коллекторной цепи включен контур L3C8, к которому посредством катушки связи L4 подключается нагрузка. В процессе измерений нагрузкой каскада по мере необходимости может быть либо первичный аттенюатор затуханием 20 дБ на резисторах R13 — R17, либо схема сложения сигналов, выполняющая также 39 ]R1S 51 LI СЮ 6800 R16 82 0,2В 4700 R14 г---~ | Генератор I । 14112 кГц I IС1 0,047мк I W7 Д814Н* I С2 6...Z5 : I 1/77 КПЗОЗб I 801 R6 22к Й 627 430 \R5 5,6 к A R3 240' Т С5 0,033мк [ _ 7,88 I ||ggj' VT2 КГ312Б Е Генератор 14127 кГц 87 2006" С!8 6800 R2 470 R28 68 R30 10 R24 82 К4 К5 ______\ _п200Б’^_ 1 СП 6800' I \kji\R2I82 Е22 82\Г4.1 I R23 82 R25 Ю R8 130 I С1 — I 0,033МКТ^ I R9 № \1.6к 47к = 15 20МКГН 10,5В С8 КП R13 СИ 6800 L 1/74 КТ312Б ' ^ооо^ K5.I ]R26 ЮО \R271ОО\К61 R29 68 Кб K7.1VU1100 R32100\K8.l R33 68 Ф R34 68 R35 Ю К 8 С16 6800 S^EvK „3206” sb б SB1 ^\,80Б”. L функции развязывающей цепи для ослабления влияния одного генераторного блока на другой. Узел сложения сигналов двух частот представляет собой резистивный мост. Три плеча образуют резисторы R18, R19, R20. Четвертым плечом моста служат последующие звенья аттенюатора, обладающие собственным сопротивлением 50 Ом. К одной диагонали моста на резисторы R19 и R20 приложено напряжение частотой 14 112 кГц. Напряжение частотой 14 127 кГц подано на вторую диагональ в средние точки включения резисторов R19 и R20, R18 и аттенюатора. Так как ни одна из этих точек не имеет соединения с массой, то для подачи сигнала применен симметрирующий трансформатор Т1. 40 L6- " 200 мкГн 012 6800 ни АЛ310А ив У 263 3,9 к ±!_1 326 ' + /02 Д22ББ =¥125 200мк*25В И /15 21801А 12 FU! L1 200 мкГн 50 мк* ч*25В ИЗ /03 С ж к ЛБ4 L с <47/7 J С-' 220 В /04 014 .6800 015' 6800 аз б8оо 2006 581 SB2 /08 Д22Б т^вовв” ___Б^ /09 Д226 2i»S005’ 6В4Т 215.1 R50 24 251 220 -1- 252 220 215 216 265 430 1 410 Ш sen 021 1000мк* 16 В 032 Юнк* 16 В ЦК ВхоОНЧ Aut-\ЙП№69 1к \41KVi 029 Юмк*16В 028 !Омк*\ *1бв\ 4,16 /16 1 Е68\6Т312Б №кПв\6В/2 \270 J30 031 10МК*16В 1,8кЧ Д16 68к 1 /22 43,9 к К EAv] | £Ю SB14 I ™ И*75 W 2 4150' EAv] 033 0,068мк ) /П -Й-/05 Д9К /Об ,16 и >*->± $^,13126 ¥Д9В SHS й'" J. ynDB-№b TnlBB" „306”\6ОБ",,1006' "шума" 630 БДмкхбВ „Сбвкрб+шум/шум' 210.1 211-1 BB3^2 218.1 Г №424 255 430 Д 256 №430 518. BI9.I 259 120 251 13 258 Ю 219 130 034 . 0,033мк 2201 I 861 I 120 I XS1 -e< ВыхоО ВЧ 401^ 022 6800 UOT 206 l219 023 6800 024 6800 S-B8 EvX 4^» SB9 Е^\я20б” Ev\ „105” /01 Д226 Ф”40™ Puc. 1.21. Принципиальная схема прибора «Динамика» Оба сигнала с узла сложения проходят через два многозвенных ступенчатых аттенюатора. Три звена первого аттенюатора на резисторах R21 — R35 вносят ослабление по 20 дБ каждое. Любое из этих звеньев включается вместе с предыдущим, причем первое — после первичных аттенюаторов в генераторных блоках. Следовательно, оба сигнала одновременно могут быть ослаблены на 20, 40, 60 или 80 дБ. За первым ступенчатым аттенюатором включен второй, звенья которого обеспечивают ослабление на 32, 16, 8, 4, 2 и 1 дБ. 41 Одновременно можно включить любое число звеньев и установить ослабление сигналов от 0 до 63 дБ ступенями через 1 дБ. Здесь следует заметить, что к выходному разъему XS1 всегда должна быть подключена нагрузка сопротивлением 50 Ом. Это может быть низкоомный вход испытуемого приемника или резистор 51 Ом, если входное сопротивление подключенной цепи достаточно велико. Звенья аттенюаторов с ослаблением 20 дБ собраны по Т-образной схеме, звенья от 1 до 32 дБ второго аттенюатора по П-образной. Это различие вызвано тем, что звенья с меньшим ослаблением легче реализуются по П-образной схеме с использованием обычных резисторов МЛТ-0,125 с 5 %-ным отклонением сопротивления от номинального значения. Резисторы в звеньях могут быть включены последовательно или параллельно. Их номиналы могут отличаться от указанных, важно общее сопротивление цепи. Например, в звеньях ослаблением 20 дБ сопротивление 41 Ом достигается параллельным включением либо двух резисторов по 82 Ом, либо по 100 и 68. Попутно хотелось бы отметить, что с целью уменьшения индуктивности выводов предпочтительно включать резисторы параллельно. Для дистанционного включения требуемого ослабления в каждом звене использована пара реле К1 — К20. Управляющее напряжение на них подается через проходные конденсаторы СИ, С16 — С24 через кнопки SB1 — SB10, расположенные на передней панели прибора. Каждое звено вместе с реле помещено в отдельный экранированный отсек корпуса. Эти меры позволяют уменьшить проникновение сигнала на-'выход, минуя аттенюатор. Низкочастотный сигнал с выхода приемника подают на гнезда XS2. Уровень сигнала можно регулировать переменным резистором, который установлен на передней панели прибора. На транзисторах VT6 и VT7 собраны усилители звуковой частоты. Между ними включен делитель напряжения, переключаемый кнопками SB12 — SB15. Резисторы R73—R76 подобраны гак, что напряжение на выходе второго усилителя может быть уменьшено на 1, 3, 6 или 10 дБ от максимального значения. К выходу усилителя подключен детектор на диодах VD5, VD6 и микроамперметр РА1. Напряжение питания генераторов и индикатора выхода поступает со стабилизатора на диоде VD4 и транзисторе VT5. Напряжение для включения реле получают от однополупериодно-го выпрямителя на диоде VD2. Светодиод HL1 служит для индикации включения прибора. Оба генератора собраны на отдельных печатных платах. Размеры, рисунок проводников и размещение деталей на плате ясны из рис. 1.22. Печатная плата, на которой собирают ослабляющие звенья аттенюаторов, показана на рис. 1.23. Коммутирующие реле укладывают на дно соответствующего отсека корпуса, прикрывают платой (проводниками наверх и прижимают 42 80 a (а) и расположение деталей (6) на Рис. 1.22. Рисунок печатных проводников плате генератора Рис. 1.23. Печатная плата (а) ослабляющего звена и расположение деталей на ией (б) Рис. 1.24. Печатная плата (а) узла сложения сигналов и расположение деталей на ней (б) 14127 К Ги 43 Рис. 1.25. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате выпрямителей и стабилизатора двумя винтами М2,5 с гайками. Резисторы припаивают сверху со стороны печатных проводников. На рисунке эти резисторы показаны условно. Аналогично ведут монтаж платы узла сложения сигналов (рис. 1.24). Печатная плата выпрямителей и стабилизатора показана на рис. 1.25. В корпусе прибора плату устанавливают вертикально на двух уголках. Конденсаторы С25 и С27 для жесткости закрепляют на плате нитками. На рис. 1.26 изображена печатная плата индикатора выхода и размещение деталей на ней. В корпусе прибора она также установлена вертикально на двух уголках. 44 общ. 72 KRB6 R68\ Е30^_ 3o ~ff+ S° o/(V7fl О VT6 029 ®Fh C31 HF® RT7 028 Rff, HF? ' №9 R72\\R73\\R74\\R35\ g об Ko „1^7 IfJJT 1И» Л ri ® ® I =2=fJ£ RBff Общ. К PAI +12 В a RSB13 К SB Iff R SB12 R SBM Puc. 1.26. Печатная плата (а) индикатора выхода и расположение элементов на ней (б) Платы генераторов и первичных аттенюаторов установлены в отсеках корпуса (рис. 1.27), которые изготовлены фрезерованием в заготовке из алюминиевого сплава Д16Т. В отверстия в боковых стенках ввернуты проходные конденсаторы СЮ и СИ. В свою очередь корпусы обоих генераторных блоков устанавливают в больших отсеках второго корпуса (рис. 1.28), подложив под них изолирующие прокладки, которые предотвращают касание корпусов. В малых отсеках устанавливают плату узла сложения сигналов и три звена первого аттенюатора. Через отверстие в боковой стенке корпуса последнее звено связано со вторым аттенюатором отрезком тонкого коаксиального кабеля. Центральный проводник и оплетку кабеля припаивают непосредственно на платы соответствующих звеньев аттенюаторов. Для дополнительной экранировки на кабель надевают оплетку от экранированного провода и ее отдельно соединяют с корпусами. Для этого на них предусмотрены по два отверстия с резьбой. На оплетку предварительно надевают латунную пластину- (рис. 1.32). Коаксиальный кабель пропускают через отверстие в корпусе, а пластиной с помощью двух винтов М2,5 прижимают край оплетки к корпусу (рис. 1.33). 45 Рис. 1.27. Корпус генератора Рис. 1.28. Второй корпус блока генераторов Рис. 1.29. Крышка корпуса генератора Рис. 1.30. Крышка второго корпуса блока генераторов Рис. 1.31. Крышка корпуса второго аттенюатора Оба корпуса-закрывают крышками (рис. 1.29 и 1.30) из алюминия толщиной 1 мм. Их прикрепляют винтами М2 к боковым стенкам корпусов. Крышка большого корпуса дополнительно прижимается в середине тремя винтами. На рис. 1.34 показан корпус второго аттенюатора. Он также после сборки и монтажа должен быть закрыт крышкой (рис. 1.31), которую крепят 14 винтами М2. Необходимо отметить, что вместо фрезерованных корпусов можно использовать паянные из листо- Рис. 1.32. Пластина Рис. 1.33. Заделка дополнительной экранирующей оплетки на корпусе Рис. 1.34. Корпус второго аттенюатора вой латуни или даже из стеклотекстолита, фольгированного с двух сторон, толщиной 1,5...2 мм. Для этого можно использо вать основные размеры корпусов по рис. 1.27, 1.28 и 1.33. Весь прибор помещают в корпус размерами 228X225X90 мм со съемной верхней П-образной крышкой. В приборе использованы резисторы МЛТ-0,125, но можнр применять и МЛТ-0,25, С2-23-0,125 и т. п. Полевой транзистор VT1 может быть типа КП302 или КПЗОЗ с любым буквенным индексом. Транзисторы КТ312 можно заменить любыми транзисторами КТ315, а КТ801 — на КТ815. Диоды Д226 заменимы на КД 105, КД208. Вместо стабилитрона Д814А можно использовать КС182Ж, а вместо Д814Д — КС213Ж. Светодиод может быть любого цвета свечения типа АЛ102, АЛ307 или АЛ310. Конденсаторы С2 и С8 типа КТ4-23, С25— С26 типа К50-16, проходные конденсаторы СЮ—С24 — типа КТП, остальные — КЮ-7В или КМ. Дроссели L5— L7 типа ДПМ-0,1. Все реле — РЭС-49, но К1 — КЮ имеют исполнение (паспорт), три последние цифры которого 423, К17 — К20 (с меньшим переходным сопротивлением контактов) — 428. Вместо указанных типов реле можно использовать РЭС-60 с напряжением срабатывания 27 В. Обе контактные группы целесообразно соединить параллельно. Катушки L1 — L4 намотаны проводом ПЭВ-2 0,19 на кольцах типоразмера К7Х4Х2 из феррита М50ВН-14. Контурные катушки L1 и L3 содержат по 17 витков (отвод от 6-го витка), а катушки связи L2 и L4 — по 2 витка. Для катушек можно использовать и полистироловые каркасы диаметром 7 мм с ферритовыми подстроечниками диаметром 2,7 мм из материала 100НН. Такие каркасы применяются в катушках КВ диапазонов вещательных приемников. Их следует несколько уменьшить по высоте для того, чтобы они входили в корпус блока. Катушки L1 и L3 содержат по 24 витка с отводом от 8-го (по схеме — сверху), a L2 и L4 — по 3 витка. Провод также ПЭВ-2 0,19. Таким же проводом наматывают и широкополосный трансформатор Т1. Два проводника скручивают и наматывают ими по 10 витков на кольце типоразмера К7Х4Х2 из феррита М1000НН. Силовой трансформатор Т2 имеет магнитопровод Ш16X24 из трансформаторной стали. Обмотка I содержит 2400 витков провода ПЭВ-2 0,12, а вторичные обмотки II и III — по 200 и 120 витков соответственно провода ПЭВ-2 0,25. Прибор «Динамика» в принципе может работать на любом любительском диапазоне в зависимости от наличия кварцевых резонаторов. В данном случае использованы резонаторы в корпусе типа М2. Без изменения схемы можно использовать более низкочастотные резонаторы, работающие на первой, третьей или пятой механических гармониках. Например, если применить резонаторы А313 и Б460 от радиостанции РСИУ-ЗМ, прибор будет работать 48 на частотах 7000 и 7014 кГц или 21 000 и 21 042 кГц. Для этого на указанные частоты потребуется лишь настроить колебательные контуры L1C2 и L3C8. На передней панели прибора установлены кнопочные переключатели SB1 — SB4, SB12 — SB15 типа П2К с зависимым переключением и SB5 — SB 10 — с независимым. Сетевой выключатель SB11 типа ПКн41-1-2 смонтирован вместе с кнопками аттенюаторов (его размеры и конструкция аналогичны размерам модулей П2К). Разъем СР-50-73Ф (XS1) можно заменить антенным гнездом САТ-Г от телевизора. В качестве стрелочного индикатора РА1 можно использовать любой малогабаритный микроамперметр с током полного отклонения рамки 100...300 мкА, например типа М476/1. Налаживание прибора производят в такой последовательности. Нажимают кнопку SB4. При этом каждый генераторный блок и узел сложения сигналов окажутся нагруженными ослабляющими звеньями первого аттенюатора, т. е. на сопротивление 50 Ом. С одной из плат генераторов снимают питание и приступают к настройке другой. Работу кварцевого генератора контролируют коротковолновым приемником или гетеродинно-цифровым частотомером *. Подстройкой емкости конденсатора С2 следует добиться устойчивой генерации. В этом случае при поднесении руки к элементам схемы задающего генератора частота не должна меняться, может только изменяться сила сигнала в приемнике. Переменное напряжение на резисторе R7, измеренное высокочастотным вольтметром, например типа ВК7-9, должно быть около 0,4...0,5 В. Подстраивают контур L3C8 по максимуму напряжения на контактах реле К1.1. Оно должно составлять примерно 1,3 В. Аналогично налаживают и второй генератор. Особенно тщательно следует уравнять выходные напряжения обоих генераторов. Если они отличаются незначительно, то подогнать их можно подстройкой контура L3C8 в одном из блоков. При значительном отличии можно в одной из плат изменить сопротивление в цепи обратной связи буферного каскада подбором номинала резистора R6. Уменьшение сопротивления резистора приводит к уменьшению коэффициента усиления каскада. Для проверки аттенюаторов к разъему XS1 подключают резистор сопротивлением 51 Ом, желательно с допуском 0,5 или 1 %. Его можно отобрать из нескольких резисторов МЛТ этого номинала. В крайнем случае можно будет взять резистор с допуском 5 %. Временно отключают диоды VD7 — VD9 и поочередно включают звенья первого аттенюатора. На входе и выходе Каждого звена напряжения должны отличаться в 10 раз. * Гетеродинно-цифровой частотомер описан в главе 2. 49 Второй аттенюатор налаживают так же, как и аналогичные по ослаблению звенья ступенчатого аттенюатора, который был описан в начале главы. Налаживание индикатора выхода сводится к проверке изменения коэффициента усиления. Для этой цели к гнездам XS2 подключают генератор низкой частоты и вольтметр. Устанавливают напряжение I В частотой 1 кГц. Отжимают все кнопки «Сигнал 4- шум» переключателя-------—1— и ручкой «Уровень шума» устанав- ливают стрелку индикатора РА1 на Отметку в середине шкалы. Нажимают кнопку «1 дБ» и увеличивают напряжение на входе до 1,12 В. Стрелка при этом должна вернуться на ту же отметку. В случае необходимости подбирают резистор R72. Затем поочередно нажимают кнопки «3 дБ», «6 дБ» и «10 дБ», а на вход подают напряжение 1,4; 2 и 3 В соответственно. В каждом случае стрелка индикатора должна устанавливаться на одну отметку. При необходимости скорректировать коэффициент усиления следует подобрать один из резисторов R73 — R75. Работу с прибором ведут в такой последовательности. Антенный вход приемника соединяют коаксиальным кабелем с разъемом XS1. Разумеется, что приемник должен иметь входное сопротивление 50 Ом. Гнезда XS2 прибора связывают с головными телефонами или громкоговорителем, подключенным к выходу «Сигнал + шум» приемника. Отжимают все кнопки переключателя----------L—1— шум и, пользуясь регулятором усиления приемника по низкой частоте и ручкой «Уровень шума», устанавливают стрелку на отметку в середине шкалы. При этом регулятор усиления приемника по высокой (или промежуточной) частоте должен стоять в положении максимального усиления, а АРУ должна быть выключена. Приемник настраивают на одну из рабочих частот прибора п п «Сигнал 4- шум» «Динамика». Переключатель--------—1— устанавливают в положение «10 дБ» и, изменяя затухание, ослабляют сигнал аттенюатором до тех пор, пока стрелка прибора не вернется на прежнюю отметку на шкале. Записав показания аттенюатора, перестраивают приемник на частоту продукта интермодуляции. Уменьшая аттенюатором ослабление сигнала, снова устанавливают стрелку индикатора на ту же отметку. Разница в значениях затухания, вносимого в обоих случаях аттенюатором, численно равняется двухсигнальной избирательности приемника. Прибором «Динамика» замерялась двухсигнальная избирательность приемников некоторых промышленных и любительских конструкций. Результаты измерений приведены в табл. 1.6. Следует заметить, что при измерении двухсигнальной избирательности выравнивание уровня шума и сигнала по индикатору Л «Сигнал + шум» выхода при установленном заранее соотношении ---------—1— шум 50 Таблица 1.6 Наименование конструкции Двухснгналькая избирательность, дБ Примечание Промышленные конструкции Приемник «Катран» 90 Трансивер FT-902 DM 74 Трансивер «Волна» 72 Приемник Р-326М 70 Трансивер «Эфир-М» 70 Приемник Р-250М 58 Приемник «Калина» 51 Рад[ ол юбптел некие коп стр укц ш Трансивер «Урал-84М» 93 Экспонат 33-й ВРВ, 1987 Приемник RA3A0 90 Трансивер R84III 88 Экспонат 33-й ВРВ, 1987 Трансивер UY5DJ 82 Экспонат 33-й ВРВ. 1983 Т рансивер. КРС-81 78 Приемник UA1FA 67 [И]- Трансивер UAIFA 65 ]12] Трансивер UW3DI 50... 64 По результатам из- мерений нескольких экземпляров 10 дБ на одной из рабочих частот фактически является измерением чувствительности приемника. Для перевода показаний аттенюатора в значения напряжения, приложенного к антенному входу приемника, можно воспользоваться табл. 1.7. Индикатор выхода может быть использован самостоятельно при измерениях других параметров приемников. Например, при измерении динамического диапазона по «забитию» [8,9,10]. Его подключают, как обычно, к выходу приемника, а на вход подключают два генератора сигналов. Сигнал одного устанавливают в полосе пропускания и на уровне чувствительности приемника, а второго, настроенного за полосу пропускания, увеличивают до тех пор, пока уровень первого сигнала на выходе не уменьшится на 1 дБ. «Сигнал 4- шум» Переключатель---------1—4— устанавливают в положение 1 шум «3 дБ» при измерениях коэффициента шума УКВ приемников с линейным детектором (режим SSB), а в положение «6 дБ» — если детектор квадратичный (режим AM). Источником шума при таких измерениях служит шумовой генератор, описание которого приведено ранее в этой главе. При испытаниях каскадов передатчиков на уровень продуктов взаимной модуляции поступают так. К выходу передатчика подключают активную нагрузку. На вход предоконечного усилите- 5U Таблица 1.7 Атт., дБ Напряж., В Атт., дБ Напряж., мВ Атт., дБ Напряж., мкВ Атт., дБ Напряж., мкВ 0 0,64 1 0,57 41 5,7 81 57 121 0,57 2 0,5 42 5,0 82 50 122 0,5 3 0,45 43 4,5 83 45 123 0,45 4 0,4 44 4,0 84 40 124 0,4 5 0,36 45 3,6 85 36 125 0,36 6 0,32 46 3,2 86 32 126 0,32 7 0,29 47 2,9 87 29 127 0,29 8 0,25 48 2,5 88 25 128 0,25 9 0,22 49 2,2 89 22 129 0,22 10 0,2 50 0,2 90 20 130 0,2 11 180 мВ 51 1,8 91 18 131 0,18 12 160 52 1,6 92 16 132 0,16 13 140 53 1,4 93 14 133 0,14 14 130 54 1,3 94 13 134 0,13 15 114 55 1,14 95 11,4 135 0,11 16 100 56 1,0 96 10 136 0,1 17 90,2 57 0,9 97 9,0 137 0,09 18 80,6 58 0,8 98 8,0 138 0,08 19 71,7 59 0,72 99 7,2 139 0,07 20 64 60 0,64 100 6,4 140 0,06 21 57 61 570 мкВ 101 5,7 22 50,6 62 506 102 5,1 23 45,3 63 453 103 4,5 24 40,3 64 403 104 4,0 25 35,8 65 358 105 3,6 26 32 66 320 106 3,2 27 28,6 67 286 107 2,9 28 25,5 68 255 108 2,6 29 22,7 69 227 109 2,3 30 20,2 70 202 НО 2,0 31 17,9 71 179 111 1,8 32 16 72 160 112 1,6 33 14 73 140 113 1,4 34 12,8 74 128 114 1,3 35 11,5 75 115 115 1,1 36 10,2 76 102 116 1,0 37 8,96 77 89,6 117 0,9 38 8,06 78 80,6 118 0,8 39 7,04 79 70,4 119 0,7 40 6,4 80 64 120 0,64 ля подают сигнал от прибора «Динамика» и устанавливают такой уровень, при котором в нагрузке будет выделяться требуемая мощность. В качестве нагрузки удобно использовать поглощающий измеритель мощности, подробное описание которого читатель найдет в следующей главе. К выходу усилительного каскада передатчика подключают анализатор спектра. Это может быть прибор заводского изготовления типа СК4-59 или С4-45, но вполне подойдет и самодельный [13]. В следующей главе также будет описан анализатор спектра 52 и его можно использовать вместе со ступенчатым аттенюатором для оценки уровня продуктов взаимной модуляции. При отсутствии анализатора спектра можно воспользоваться коротковолновым приемником, в котором имеется -S-метр. Ко входу приемника подключают ступенчатый аттенюатор. Настраивают приемник попеременно на основную частоту и на частоту продукта взаимной модуляции. Аттенюатором на входе устанавливают такие значения затухания сигнала, когда S-метр в обоих случаях будет показывать одинаковый уровень сигнала. Уровень взаимной модуляции численно равен разности отсчетов и плюс еще 3 дБ. Эта добавка необходима из-за того, что мощность в нагрузке состоит из мощностей каждой из двух составляющих основных частот прибора «Динамика». А для получения той же мощности от одной составляющей ее уровень пришлось бы увеличить на 3 дБ. Подбором режимов усилительных каскадов передатчика и связи с нагрузкой можно оптимизировать уровень взаимной модуляции. Глава 2. ПРИБОРЫ ДЛЯ НАЛАЖИВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПЕРЕДАЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ Поглощающий измеритель мощности Проверяют и регулируют усилители мощности передатчиков обычно с подключенным эквивалентом антенны. Делают это для того, чтобы, с одной стороны, не загружать эфир и не создавать помех работающим радиостанциям. А с другой -- чтобы иметь возможность измерить мощность сигнала, проконтролировать его форму и частотный спектр. Поглощающий измеритель мощности (рис. 2.1) состоит из эквивалента антенны — активной нагрузки сопротивлением 50 Ом и высокочастотного вольтметра, проградуированного в единицах мощности от 1 до 500 Вт. Эквивалент антенны состоит из 30 резисторов R1 — R30 общей мощностью 60 Вт. Высокочастотное напряжение от передатчика подают через разъем XS1. Параллельно эквиваленту подключен делитель напряжения на 10— резисторы R31 и R32. Высокочастотный вольтметр состоит из детектора на диоде VD1 и микроамперметра РА1. Контрольный сигнал через разъем XS2 снимают с делителя R33, R34. Коэффициент деления этого делителя значения не имеет. Важно лишь, чтобы суммарное сопротивление резисторов было бы достаточно большим и не шунтировало эквивалент антенны. При указанных на схеме номиналах резисторов коэффициент деления составляет 200. Уровень контрольного сигнала, например, при мощности 200 Вт, поглощаемой эквивалентом антенны, составляет всего 0,5 В. В приборе использованы резисторы МЛТ мощностью 2 Вт (R1 — R30, R33), 1 Вт (R31), 0,5 Вт (R34) и 0,25 Вт (R32, R35). Конденсатор С1 — КЮ-7В или КМ. Диод VD1 может быть заменен другим с обратным напряжением не менее 20 В, например Д18. Микроамперметр РА1 —типа М24 с током полного отклонения 100 мкА. В качестве XS1 и XS2 использованы высокочастотные гнезда САТ-Г от телевизоров, но их можно заменить другими коаксиальными разъемами, например СР-50-73Ф. 54 Устройство измерителя мощности ясно из рис. 2.2. Резисторы эквивалента антенны и делителей размещены между двух плат из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 15 мм (рис. 2.3), установленных на кронштейнах с разъемами XS1 и XS2 (рис. 2.4). Собранный эквивалент антенны закрыт двумя П-образными крышками из белой жести толщиной 0,5 мм. В крышках просверлены отверстия для охлаждения резисторов эквивалента (рис. 2.5). Резисторы R1 — R30 желательно предварительно отобрать по наименьшему отклонению сопротивления от номинального значения. Чем с большей точностью будет установлено сопротивление эквивалента антенны, тем точнее будет результат измерений. Мощность, выделяемая в эквиваленте антенны, п напряжение на нем связаны следующим выражением: где U — эффективное напряжение на эквиваленте; R3A — сопротивление эквивалента антенны. Поэтому налаживание измерителя мощности сводится к калибровке вольтметра. Для этого временно отсоединяют от эквивалента верхний (по схеме) вывод резистора R3I и на него по отношению к общему проводу (корпусу прибора) подают напряжение частотой 50 Гц от регулировочного автотрансформатора, к выходу которого также подключен вольтметр переменного напряжения. В процессе налаживания следует соблюдать осторожность — элементы схемы и корпус прибора могут оказаться под опасным для жизни напряжением. Кроме того, при некоторых значениях напряжения мощность, выделяющаяся в резисторе R31, будет превышать допустимую. Поэтому включать напряжение следует кратковременно. Вначале устанавливают напряжение, соответствующее верхнему пределу. Подбирая резистор R35, устанавливают стрелку микроамперметра на последнюю отметку шкалы. Затем, изменяя входное напряжение, составляют градуировочную таблицу, подобную табл. 2.1. По данным этой таблицы на шкалу прибора желательно нанести соответствующие деления. После градуировки восстанавливают соединение делителя с эквивалентом антенны и подключают измеритель мощности к передатчику. Параллельно подключают и высокочастотный вольтметр, например типа ВК7-9. По значению измеренного напряжения рассчитывают поглощаемую в эквиваленте антенны мощность (используя приведенную выше формулу) и сверяют с показаниями измерителя мощности. При работе с прибором не следует забывать, что эквивалент Может длительно поглощать мощность не более 60 Вт. Подавая 55 Х5/Г' ’ “ 3JJ ioin XS2 -е4т—।-----г---rd? т! 1шв 1Т /,зл| R2 1,5к /?3/ /?J4 51 РЗОацк /,3л - PA! /И? 1,2к\\ \H3-R28 1,5к'~ •f/ =т= ЧО/мк J ,к\т д9^ Ч Рис. 2.1. Принципиальная схема поглощающего измерителя мощности Рис. 2.2. Устройство эквивалента антенны Рис. 2.4. Кронштейн Таблица 2.1 Р, Вг и, в Отметка шкалы микроамперметра 1 7,1 4,5 2 10,0 6,3 3 12,2 7,7 4 14,1 8,9 5 15,8 10,0 10 22,4 14,1 20 31,6 20,0 30 38,7 24,5 40 44,7 28,3 50 50,0 31,6 60 54,8 34,6 70 59,2 37,4 80 63,2 40,0 90 67,1 42,4 100 70,7 44,7 150 86,6 54,8 200 100,0 63,2 250 111,8 70,7 300 122,5 77,5 350 132,3 83,7 400 141,4 89,4 450 150 94,8 500 158,1 100,0 57 большую мощность, следует сокращать время измерений. Например, если в эквиваленте выделяется мощность 200 Вт, то подавать ее следует не более 2 мин с перерывами в 10... 15 мин. Кроме того, измерения будут достоверными только в том случае, если форма высокочастотного напряжения будет синусоидальной. Эквивалент антенны измерителя мощности может иметь и другое сопротивление, например 75 Ом. Для расчета мощности, выделяющейся в нагрузке с произвольным сопротивлением в зависимости от приложенного напряжения, рекомендуется воспользоваться сведениями, изложенными в прил. 3. Там же приведена таблица, по которой можно откалибровать шкалу поглощающего измерителя мощности, если использовать высокочастотный вольтметр для контроля приложенного напряжения. В заключение необходимо отметить, что согласно [14] на каждой любительской радиостанции должен быть эквивалент антенны. В данном случае это будет предлагаемый измеритель мощности. Поэтому его следует поместить в подходящий кожух, размеры которого во многом будут определяться конструкцией используемого микроамперметра. Конструкция кожуха должна обеспечивать беспрепятственный проход воздуха для охлаждения эквивалента антенны. Измеритель проходящей мощности и КСВ Известно, что успешная работа в эфире во многом зависит от эффективности антенны любительской радиостанции. Существует большое разнообразие коротковолновых антенн. Начинающие радиолюбители обычно используют наиболее простые, не требующие больших затрат. Более опытные устанавливают па высоких мачтах многоэлементные направленные антенны с дистанционным управлением положением главного лепестка диаграммы направленности. Но любая антенна будет давать хорошие результаты, лишь когда правильно настроена. Существенную помощь радиолюбителю в настройке антенны окажет предлагаемый прибор. Антенну, как правило, запитывают тремя способами. Наибо лее простые, например «длинный луч», питаются однопроводным фидером, являющимся частью антенны и поэтому интенсивно излучающим электромагнитные волны. При работе радиостанции на передачу такой фидер является источником помех для ближай ших телевизоров. При приеме на него также наводится множество бытовых и индустриальных помех. Некоторые антенны запитывают двухпроводным воздушным фидером или симметричным ленточным кабелем. Такой способ позволяет уменьшить излучение фидера, но широкого распространения у радиолюбителей не получил из-за необходимости использовать симметричные выходные цепи передатчика, относительно 58 сложную воздушную двухпроводную фидерную линию или дефицитный ленточный кабель. Наибольшее распространение получил коаксиальный фидер. При правильном согласовании и симметрировании он практически не излучает при передаче и помехозащищен при приеме. К тому же обычный телевизионный коаксиальный кабель доступен любому радиолюбителю. Описываемый ниже прибор предназначен для измерения коэффициента стоячей волны (КСВ) и мощности, передаваемой по коаксиальному кабелю в антенну. Известно, что коаксиальная линия передачи характеризуется так называемым волновым сопротивлением q, которое в основном зависит от соотношения размеров внутреннего (у кабеля — жила) и внешнего (оплетка) проводников. Наиболее часто встречаются кабели с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом. Для того чтобы мощность, подаваемая от -передатчика в кабель (рис. 2.6,а), поступала в нагрузку (антенну), необходимо выполнить условие: сопротивление нагрузки должно быть равно волновому сопротивлению кабеля. В этом случае, если не принимать во внимание потери в кабеле, по всей длине между центральным проводником и оплеткой установится одинаковое напряжение и по ним потечет одинаковой силы ток (рис. 2.6,6). Конкретные значения этих величин зависят от мощности передатчика, параметров нагрузки и кабеля. Принято говорить, что при этом в кабеле устанавливается режим бегущей волны. Но на практике чаще бывает так, что сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению кабеля, т. е. между ними существует рассогласование. В этом случае в нагрузке выделяется только часть мощности (падающая волна), а появляющаяся так называемая реактивная мощность движется от нагрузки к передатчику (отраженная волна). Составляющие электромагнитного поля отраженной волны имеют начальную фазу, отличную от начальной фазы составляющих падающей волны. В результате сложения одноименных составляющих с разными фазами в кабеле образуются стоячие волны [15]. Уровень стоячих волн можно оценить коэффициентом стоячей волны — частным от деления суммы на разность напряжений или токов в кабеле, вызванных падающей и отраженной волнами. Рассмотрим два крайних случая рассогласования: обрыв нагрузки (RH=oo) и короткое замыкание (RH=0). В первом случае (рис. 2.6,в) напряжение на конце кабеля максимально и больше, чем в случае согласованной нагрузки (R„= 0), а ток в этой точке равен нулю. По мере удаления от конца кабеля к передатчику напряжение уменьшается, а ток возрастает. На расстоянии четверти длины волны в кабеле напряжение упадет До нуля, а ток достигнет максимума. В таком случае говорят, Что в этой точке располагается узел напряжения и пучность тока. 59 Рис. 2.6. Распределение тока I и напряжения U вдоль линии передачи высокочастотной энергии Попутно следует заметить, что длина волны в кабеле Хк связана с длиной волны в свободном пространстве Л, следующим соотношением: \ = ХЛ/е • 60 В этой формуле е — это диэлектрическая постоянная (проницаемость) материала внутренней изоляции кабеля. Выражение К = 1 /дПв называется коэффициентом укорочения волны в кабеле. Например, для кабелей с диэлектриком из полиэтилена К = 0,66 и Хк = 0,66 X. Если продолжать двигаться от конца кабеля в сторону передатчика, то еще через лк/4 картина' соотношения напряжения и тока будет такой же, как и на конце кабеля, т. е. узел тока и пучность напряжения. При коротком замыкании в нагрузке (рис. 2.6,г) картина стоячих волн несколько иная — на конце кабеля ток максимален, а напряжение равно нулю. Обычно обрыв или короткое замыкание нагрузки бывает при неисправности антенны и случается не так часто. При неравенстве сопротивления нагрузки и волнового сопротивления кабеля вдоль линии также образуются стоячие волны и только часть мощности отражается от нагрузки (рис. 2.6,д, е). Фидер антенны может работать как в режиме бегущих, так и в режиме стоячих волн. В первом случае его длина может быть произвольной и определяться удаленностью антенны от передатчика. Во втором случае длина фидера должна быть связана с длиной волны в кабеле Хк. Так, если она кратна целому числу полуволн, то сопротивление нагрузки трансформируется к началу кабеля без изменения. Элементами настройки выходного контура передатчика может быть достигнуто согласование его выходного сопротивления и нагрузки. Принципиальная схема прибора для измерения КСВ изображена на рис. 2.7. К одному из коаксиальных разъемов XS1 или XS2 отрезком кабеля подключается передатчик, а к другому — фидер антенны. К каждому из диодов VD1 и VD2 приложено два напряжения: одно, пропорциональное напряжению между проводниками коаксиального кабеля, поступает с емкостного делителя С1С2 и СЗС4. Второе напряжение выделяется на резисторах R1 и R2 — оно пропорционально току в центральном проводнике. Напряжения, снимаемые с емкостных делителей, практически синфазны, так как расстояние между точками подключения С1 и СЗ невелико по сравнению с л, и набегом фазы на этом участке можно пренебречь. В то же время напряжения, снимаемые с резисторов, противофазны. Поэтому на одном диоде результирующее напряжение будет равно сумме двух напряжений, а на другом — разности. На каком какое — это зависит от взаимного направления намотки обмоток трансформатора тока Т1. Ток того диода, к которому приложено суммарное напряжение, пропорционален падающей волне, а ток другого — отраженной. КСВ вычисляют по формуле КСВ = (1пад+ 1отр) / (1па<? — 1отр)> гДе ^пад и 10тР — ток Диода для падающей и отраженной волны. 6.1,; Рис. 2.7. Принципиальная схема измерителя КСВ и малой мощности Для удобства вычислений стрелку индикатора РА1 пр^ положении переключателя SA1, соответствующем падающей волне, устанавливают переменным резистором R4 на последнее деление шкалы. Затем переключатель переводят в положение отраженной волны и отсчитывают показания индикатора. Если шкала индикатора содержит 100 делений (например, у микроамперметра с током полного отклонения стрелки 100 мКа), формула принимает вид: КСВ= (100+ 1 ,) / (100- 1 ). В этом случае для вычислений удобнее пользоваться табл. 2.2, в которой указано, какому значению КСВ соответствует то или иное отклонение стрелки индикатора. Когда переключатель SA2 устанавливают в положение «W», прибор с приемлемой погрешностью измеряет, мощность, проходящую по фидеру. Причем чем КСВ лучше (ближе к 1), тем выше достоверность измерения. Теперь несколько слов о конструкции прибора и примененных деталях. Диоды желательно использовать германиевые, поскольку они начинают открываться при меньшем приложенном напряжении по сравнению с кремниевыми. Кроме указанных на схеме, подойдут ГД507 или даже Д9. Подстроечные конденсаторы С1 и СЗ — типа КТ4-23 или КПК-МП, остальные — К10-7В или КМ. Резисторы R1 — R3 типа МЛТ-0,25, причем R1 и R2 желательно подобрать одинаковыми по сопротивлению. Переменный резистор R4 может быть типа СПЗ-ЗО, СПЗ-12, СПЗ-4аМ. Трансформатор тока Т1 выполнен на кольцевом сердечнике типоразмера К7 X 4 X 2 из феррита М50ВН-14. Обмотка I содержит 2 витка провода ПЭВ-2 0,51, обмотка II — 48 витков провода ПЭЛШО 0,15. Дроссели L1 и L2 — типа ДПМ-0,1, но их можно заменить и самодельными. Для этого на кольца из феррита М1000НН типоразмера К7 X 4 X 2 следует намотать 45 витков провода ПЭЛШО 0,15. 62 Таблица 2.2 JoTp 0 4,7 9 1 13 16,7 20 23,1 25,9 28,6 31 33,3 КСВ 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1 9 2 ^отр 35,5 37,5 39,4 41,2 42,8 44,4 45,9 47,4 48,7 50 55,6 60 КСВ 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,5 4 Печатную плату (рис. 2.8) изготавливают из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Ее укрепляют внутри корпуса размерами 60 X 80 X 60 мм, который выполнен из листового алюминия или латуни. На передней стенке корпуса установлены тумблеры МТ-1 и микроамперметр. Он может быть Рис. 2.8. Печатная плата измерителя КСВ (а) и расположение деталей на Плате (б) 63 любого подходящего типа с током полного отклонения рамки до 500 мкА. Коаксиальные разъемы СР-50-73Ф укрепляют на боковых стенках корпуса. Без ущерба качеству работы прибора эти разъемы можно заменить телевизионными антенными гнездами САТ-Г. Для налаживания прибора вместо антенны к разъему XS2 подключают резистор 50 или 75 Ом. Его номинал зависит от волнового сопротивления используемого коаксиального кабеля в фидере антенны. Для передатчика мощностью до 10 Вт это могут быть несколько резисторов МЛТ-2, включенные параллельно. Лучше в качестве нагрузки применить уже известный читателю поглощающий измеритель мощности. Передатчик мощностью не более 10 Вт подключают к разъему XS1. Переключатель SA1 устанавливают в положение отраженной волны. Подстройкой емкости конденсатора С1 изменяют коэффициент деления емкостного делителя С1С2 так, чтобы амплитуды напряжений на конденсаторе С2 и резисторе R1 уравнялись. Поскольку эти напряжения по отношению к диоду VD1 включены встречно, то ток через диод должен быть равен нулю. Если все же, подстраивая С1, не удается установить стрелку индикатора на нулевое деление шкалы, то следует поменять местами выводы обмотки II трансформатора Т1. Затем подключают к XS1 нагрузку, а к XS2 — передатчик. Изменяют положение переключателя SA1 и, подстраивая СЗ, стрелку вновь устанавливают на нулевое деление. Калибровку шкалы мощности осуществляют подбором резистора R3. При этом мощность, выделяющаяся в нагрузке, должна быть равна 10 Вт. Для контроля вместо поглощающего измерителя мощности можно также использовать и высокочастотный вольтметр, например типа ВК7-9, подключенный параллельно нагрузке. Значению мощности 10 Вт соответствует напряжение 22,4 В для нагрузки 50 Ом и 27,4 В — для 75 Ом. Подбором резистора R3 стрелку индикатора устанавливают на последнее деление шкалы. Уменьшая мощность, шкалу градуируют через 1 Вт. Для этой цели можно использовать данные, приведенные в табл. 2.1 и в прил. 3. По окончании налаживания и градуировки следует обратить внимание на соответствие стрелок, нанесенных на панели у тумблера SA1, направлению падающей волны. Если тумблер установлен в положение стрелки, указывающей направо, то прибор должен регистрировать падающую волну при подключении передатчика слева, а нагрузки — справа. В случае необходимости восстановить это соответствие можно, поменяв местами провода, подпаянные к неподвижным контактам тумблера. Как видно, описанный прибор применим лишь совместно с маломощным (до 10 Вт) передатчиком. Благодаря этому он реагирует на сравнительно малые уровни мощности и может быть использован не только для контроля качества антенно- 64 2 г/ 1,9-15 =& $// L, КОМН ГЬ 03*3,9 к 94*~24к 02 390 -L ГД501 —— KI 1 ГУ~о И/?/ 62 У 92 62 ГД 501 - LJ 1,У...15 _L XS2 12- 250 м к Гн 04 390 95* 3,9 к SA/3 КСВ” -„100’ 05 0,01мк РА1 5А2 Ю 22 К У 96 ст 6 ” -01 0,01 мк 1DDC Рис. 2.9. Принципиальная схема второго варианта измерителя КСВ и проходящей мощности (до 1000 Вт) фидерного тракта радиостанции. Прибор можно применять для оценки качества согласования между возбудителем и линейным усилителем мощности. Это очень важно, поскольку при плохом межкаскадном согласовании сопротивлений увеличивается уровень нелинейных искажений в выходном сигнале, расширяется полоса излучаемых частот, возрастает интенсивность помех радиовещательному и телевизионному приему. На радиостанциях второй и первой категории, особенно коллективных, весьма желательно Иметь измеритель КСВ, постоянно включенный в разрыв фидера. Это даст возможность своевременно обнаруживать повреждение в антенне или ошибочное включение антенны другого диапазона. Принципиальная схема такого варианта измерителя КСВ и проходящей мощности изображена на рис. 2.9. Как видно, он отличается от предыдущего тем, что пределов измерения мощности не один, а два — 100 и 1000 Вт. Высокочастотная часть измерителя такая же. Выбор рода работы осуществляется переключателем. SA1 на три положения и три направления. Резисторы R3 и R5 служат для калибровки на пределе 100 Вт, a R4 и R6 — на пределе 1000 Вт. Калибровку и градуировку шкал удобнее всего производить с помощью поглощающего измерителя мощности. В конструкции применен трансформатор тока, выполненный На кольцевом сердечнике типоразмера К12Х 6Х 4,5 из феррита Марки М50ВН-14. Первичная обмотка представляет собой отрезок Центрального проводника коаксиального кабеля длиной 15 мм, Который вместе с изоляцией продет сквозь кольцо. Предварительно по окружности кольца равномерно в один слой намотана вторичная обмотка — 30 витков провода ПЭВ-2 0,25. Концы первичной обмотки запаяны на печатные проводники шириной Ю мм на плате, которая связывает коаксиальные разъемы XS1 и XS2. 3 9-145 65 Конденсаторы Cl и СЗ могут быть типа КПК, КПВМ, КТ2-19. Диоды могут быть как германиевые, так и кремниевые, например КД522А. Налаживание этого измерителя КСВ по сравнению с первым вариантом особенностей не имеет. Отличие заключается лишь в уровнях мощности, с которыми придется работать. Следует соблюдать осторожность и во избежание ожога токами высокой частоты не прикасаться к токонесущим проводникам прибора. В заключение необходимо напомнить, что при приближении грозы антенну от радиостанции следует отключать и заземлять. Были случаи, когда из-за наводок, вызванных близкими грозовыми разрядами, выходили из строя диоды в измерителе КСВ. Двухтональный генератор Для контроля качества сигнала передающей аппаратуры на любительской радиостанции обязательно должен быть двухтональный генератор [14] и осциллограф с полосой пропускания по каналу вертикального отклонения не менее 5 МГц. С таким набором приборов можно проверять передатчик покаскадно от микрофонного усилителя и до усилителя мощности. При использовании простых генераторов [16, 17] не всегда удается получить устойчивое неподвижное изображение на экране осциллографа. В предлагаемом приборе предусмотрен выход сигнала синхронизации горизонтальной развертки осциллографа. Частоты обоих тонов и частота следования импульсов синхронизации жестко связаны между собой. Это достигнуто тем, что нужные частоты получают делением частоты задающего генератора делителями с различными коэффициентами деления. Частоты тонов равны 1,8 и 2,25 кГц. Очевидно, что фильтр в канале формирования однополосного сигнала передатчика пропускает только первые гармоники указанных сигналов — ведь полоса пропускания фильтра не превышает 3 кГц. Принципиальная схема двухтонального генератора показана на рис. 2.10. На микросхеме DD1 собран задающий генератор, вырабатывающий сигнал частотой 18 кГц. Импульсы с выхода элемента DD1.3 поступают на вход делителя на 8, выполненного на микросхеме DD2, и на 10 — на микросхеме DD4. Последняя включена так, что сначала частота делится на 5, а затем на 2 Таким образом, на выводе 12 скважность импульсов равна 2 как и на выводе 11 микросхемы DD2, что наиболее благоприятно для выделения первой гармоники. С выходов делителей частоты напряжение прямоугольной формы частотой 1,8 и 2,25 кГц проходит через выключатели SAI, SA2 и переменный резистор RH на суммирующий резистор R1. Так как тракт звуковой частоты и фильтр передатчика обычно имеют неравномерность в полосе пропускания, то необходимо подбирать уровни тонов. Это осуществляют переменным резистором Rl1 «Баланс». 66 03 0,047мк DO 1.1 05 470-Г 001-2 < \l8 кГд\ 001.3 т 001 К155ЛАЗ О02,003 К155ИЕ5 004 К155ИЕ2 DA1 К157УД2 ВОЗ Цс$72 XSI 11 01 0,033мк \225 Гц\ 004 Ct С2 & 002 __________ \ 2,25 кГц \ ЗА) АЛ 1026 и / „Баланс — К быв. 14 001 8Ы6.5 002-004 +56 015 3 V77 КТ815А 011 2,2к П0' Ь 5А2 \1,8кГц\ 11 КМ7001 “1 ВЫВ. 10 002-004 4= сю 0,015мк 014 470 012 |+ ЮмкхГ к 16 В \ V01 \KC156A ХР1 0А1.1 07 20к 02 153 к 06 0,01 мк 06 Юк 0М.2 " 9 02 ф OJOIMK , от Л-20К 09 Юк 04 4700 04 Юк 03 150к 08 Юк 05 56 67 4700 + 011 20 мк х 16 В SB 09 10мК*16В Г/"* И-ГчП-, 1 012 юо^Уробень^хр/ 013 4,7 к 08 56 3 т Г Рис. 2.10. Принципиальная схема двухтонального генератора Двухзвенный активный фильтр нижних частот на микросхеме DA1 имеет частоту среза около 3 кГц. Из сигналов прямоугольной формы он выделяет первые гармоники их спектра частот. Если уровни сбалансированы, то напряжения частот 1,8 и 2,25 кГц на выводе 9 операционного усилителя DA1.2 равны по 100 мВ. Делитель R12R13 служит для снижения напряжения каждого тона на выходном разъеме ХР2 — оно составляет не более 2 мВ. С вывода 12 микросхемы DD4 прямоугольные импульсы поступают на вход делителя на 8, выполненного на микросхеме DD3. Он формирует импульсы частотой 225 Гц для синхронизации осциллографа. На транзисторе VT1 и стабилитроне VD1 собран стабилизатор напряжения 5 В для питания микросхем DD1 — DD4. Светодиод HL1 индицирует подачу питания от источника постоянного напряжения 9... 12 В. Прибор потребляет ток примерно 90 мА. Двухтональный генератор собран на печатной плате (рис. 2.11), которая помещена в полистироловый корпус размерами 130 X 78 X 30 мм, 3* .,...*67 5г R14 о VTI Л Ю1 \+9 В 00Щ. К R11 +Д_ CU °- /?/ С7 ГЛ, Но » KXS1 Л? ЮО о о о о о о о о о о о о о о ВО/ о о о о а о о оооооооо 7 ОА! пог ] о о о о о о о о с о о о о о VDI пт босоооооб 2 UVJ / + С9 ooooooo/cj/i/ Л'Л42с||е е-»- 0-е- ®о ООО о о о ±С10 DD4 ; 60000000 о О Рис 2 11. Печатная плата (а) двухтонального генератора и размещение деталей (б) на ней В конструкции применены постоянные резисторы МДТ-0,25, конденсаторы КЮ-7В, К50-16. Переменные резисторы типа СПЗ-4аМ, но их можно заменить другими, например СПЗ-ЗЗ. Подстроечный резистор R5 — типа СПЗ-38а. Выключатели SA1 и SA2 — тумблеры любого типа, например МТ-1. Светодиод HL1 типа АЛ307БМ можно заменить на АЛ102БМ или АЛ310А. Микросхему DD3 можно заменить на К155ИЕ2. Ее включают для деления на 10, вход присоединяют к выводу 11 микросхемы DD2. Но в таком случае следует откорректировать расположение токопроводящих дорожек на печатной плате. Вместо микросхем серии К155 можно применять аналогичные им из серии К555. Правильно собранный двухтональный генератор начинает работать сразу. Его регулировка заключается в установке подстроечным резистором R5 частоты задающего генератора 18 кГц. Частотомер для контроля частоты подключают к выводу И микросхемы DD1. Для работы с двухтональным генератором подойдет осциллограф с полосой пропускания усилителя вертикального отклонения луча не меньше частоты, на которой предполагается настройка передатчика. Например, если речь идет о диапазонах 1,8 и 3,5 МГц, то можно применять осциллограф 0МЛ-2М. Вначале 68 ♦< Рис. 2.12. Изображения на экране осциллографа при работе с двухтоиальным генератором калибруют развертку. Для этого осциллограф переводят в режим внешней синхронизации и подают с генератора синхроимпульсы одновременно на входы X и Y. Регулируя уровень синхронизации и длительность развертки, получают на экране изображение одного периода импульсов синхронизации. Выход двухтонального генератора подключают к микрофон1 ному входу передатчика. К выходному разъему вместо антенны подключают поглощающий измеритель мощности, а к нему — вход осциллографа. По мере необходимости в процессе налаживания передатчика контролировать сигналы можно и в других характерных точках, например после балансного модулятора, Усилителя DSB и т. д. 69 Первоначально включают один из тонов двухтонального генератора. Если несущая частота передатчика и вторая боковая полоса подавлены более 40 дБ, то осциллограмма имеет вид, изображенный на рис. 2.12,а. При недостаточном подавлении несущей будет видна волнистость сверху и снизу (рис. 2.12,6). По соотношению размеров А и В, как указано в [17], можно определить степень подавления несущей. Например, если соотношение будет равно 10, 15, 20, 30, 50 или 100, то подавление составит соответственно 20, 24, 26, 30 или 40 дБ. При недостаточном подавлении нерабочей боковой полосы осциллограмма будет иметь такой же вид, но период «волнистости» по краям будет вдвое меньше. Это вызвано тем, что высокочастотное напряжение, соответствующее поданному сигналу, модулируется частотой, равной разности боковой частоты и несущей или разности между обеими боковыми. Численно она равна или вдвое больше частоты подаваемого тонального сигнала. В том случае, если плохо подавлены как несущая, так и вторая боковая частота, на экране будет видна картина модуляции сразу двумя тонами. Для проверки линейности усиления однополосного сигнала одновременно подают два низкочастотных сигнала. На экране будет видна фигура, подобная показанной на рис. 2.12,в. Ручкой «Баланс» следует добиться того, чтобы синусоиды огибающей пересекались на горизонтальной оси развертки. Отсутствие искажений огибающей свидетельствует о высокой линейности усилителей в передающем тракте. Искажения вблизи горизонтальной линии (рис. 2.12,г) вызваны неправильным выбором напряжения смещения транзистора или лампы в усилительном каскаде. Искажение вершины огибающей (рис. 2.12,д) свидетельствует о чрезмерно большом напряжении возбуждения или неправильно выбранной связи транзистора или лампы с нагрузкой. Не следует забывать, что искажения могут возникать не только в оконечном каскаде. Поэтому вначале необходимо отыскать каскад, вносящий искажения, а только после этого принимать меры для их устранения. Используя двухтональный генератор, можно оценить линейность каскадов передатчика по уровню продуктов взаимной модуляции третьего порядка. Для этого вначале подают один низкочастотный сигнал и измеряют выходную мощность передатчика. Затем подают два тона, балансируют их (включая поочередно и контролируя мощность) и регулируют уровень двухтонового сигнала так, чтобы мощность в эквиваленте антенны была равна значению, полученному ранее. Измерение уровня продуктов взаимной модуляции можно производить анализатором спектра [13] или прослушивать хорошо экранированным приемником, в котором есть индикатор силы сигнала (S-метр) и узкополосный телеграфный фильтр. На вход приемника подключают ступенчатый аттенюатор. Усиление по высокой частоте устанавливают таким, чтобы можно было без 70 перегрузок прослушивать сигналы о(/оих тонов. Отмечают силу сигналов по показанию аттенюатора и S-метра. Затем прослушивают сигналы продуктов взаимной модуляции на частотах на 450 Гц ниже и выше основных сигналов. Подбирая аттенюатором вносимое затухание, устанавливают стрелку S-метра на прежнее деление. Разница в отсчетах аттенюатора и будет показателем уровня взаимной модуляции сигналов в передатчике. О хорошей линейности можно говорить, если эта величина не хуже — 28 дБ. Если в передатчике применяется ограничитель или компрессор речевого сигнала, то на время отладки и измерений он должен быть выключен. В дальнейшем его можно будет включить, но отрегулировать выходной уровень так, чтобы выходная мощность в режиме двухтонового сигнала не превышала значения, полученного ранее. Не следует забывать, что положительный эффект от использования ограничителя или компрессора заключается в неодинаковом усилении слабых и сильных звуков, произносимых оператором перед микрофоном, в результате чего действительно увеличивается мощность речевого сигнала. Но при двухтоновом испытании входные уровни неизменны и выходная мощность поэтому не возрастает. Гетеродинно-цифровой частотомер В радиолюбительской практике измерение частоты высокочастотных сигналов цифровым электронно-счетным частотомером стало делом обычным. Достаточно на вход подать напряжение измеряемой частоты величиной не менее 0,1...0,5 В, и в доли секунды получим значение частоты с большой точностью. А как быть’, если уровень сигнала не превышает нескольких милливольт? Или, скажем, если подключение частотомера к проверяемому генератору вызовет изменение частоты и станет причиной ошибки? Оказывается, что в этих и других случаях выручить может гетеродинно-цифровой частотомер. Кроме перечисленных операций с помощью этого прибора можно проконтролировать сигнал на слух: оценить качество модулированного или манипулированного сигнала, определить наличие фона, побочных частот и т. п. Принцип, на котором основано действие прибора, далеко не нов. В послевоенные годы промышленность выпускала ламповый гетеродинный волномер типа 44-1. В нем был реализован метод биений между частотой сигнала и внутреннего генератора. Для перестройки частоты генератора имелась ручка с лимбом и нониусом. Вращали ручку настройки до появления сигнала в телефонах, а затем по показаниям на лимбе находили в специальной калибровочной книге нужную частоту. По тем временам это был очень точный прибор — ведь частоту до 20 МГц можно было измерять с точностью до 1 кГц. Но с появлением электронно- 71 SA2 „Номер гармоники” Рис. 2.13. Функциональная схема гетеродинно-цифрового частотомера счетных частотомеров о гетеродинном волномере забыли, а заодно и о его преимуществах. Функциональная схема гетеродинно-цифрового частотомера приведена на рис. 2.13. Он состоит из гетеродинного приемника и цифрового частотомера. В последние годы гетеродинные приемники получили распространение у радиолюбителей под названием приемников прямого преобразования. Как известно, они состоят из гетеродина, смесителя и высокочувствительного усилителя звуковой частоты Гетеродин может работать на той же частоте, где ведется прием, либо на вдвое меньшей. Это зависит от типа смесителя. Если приемник многодиапазонный, то гетеродин и входные цепи должны быть переключаемыми. В гетеродинно-цифровом частотомере приемник имеет апериодический вход и на него можно подавать сигналы в диапазоне частот от 125 кГц и до 36 МГц. Гетеродин работает на сравнительно низких частотах и используются его гармоники с первой по девятую. Собственно генераторов в гетеродине два. Один работает от 125 до 250 кГц, а второй—от 2 до 4 МГц. Так был устроен и волномер 44-1, но в нем использовались только с первой по пятую гармоники основной частоты. Перед измерением требовалось знать приблизительное.значение измеряемой частоты, чтобы правильно выбрать номер гармоники. Это условие остается в силе и для данного прибора. Цифровой частотомер, измеряющий частоту гетеродина приемника, имеет переключатель номера гармоники. При работе 72 ~~013 10МКХ1БВ 610 220 61Z 41к Громкость s ВхоОП У0- XS2 т- СБ 9...3Б0 010 0,15 мк 6Б + 41к 012 Р Т,01.9..360 05 4= 023 300 68 1к L4 500мкП 014 10мк* -г-*1БВ । УТЗ \бТ3102Д 1,4В /Ру 0,8В^ У01 КД522Б 03 0,047мк VT2 КП303В 611 2,2К 011 В ^тЧОмк* к *1БВ 1 ~ 610 Юк) 613 L 1 ЮОк «з J УТ4 2s KT3155 5 01Б J=‘ j ЦОЗЗМК + Т 015 ОДЗЗмк f 025 12 к ।—II— 024 0,033мк 623 1,8к L5 500мкГн 622 К)К„„ 4,3 В У02 6Д5225 п ],2к 08 0,15мк IM ... . 64 1,2 к fl 625 5,6k УТ8 КТ315Б „„2-4 МГц 5,SB 5Б 618 2,2k 619 56к 621 10 ]0!8 10мк*1БВ J У03 КД5225 УТ5 КТ315Б + п 0,1В 615 220 620 1,2К \'\КТ815Б ОТ Л7ЖД VT10 КТ815Б '629 330 = = 021 - 0,043мк У01 УТБ I_iii“ 'им* ^TW*I6B(] /Л 10м.К*1БВ t ,__, i 014 Ьвп 624 220 628 А 410 LI 4= 025 _ 120 У04 2J Д814Б _ 026300 з,бв 11 621 410 200мк-*16В У05 2? Д814Д р-Й— 028 =₽ 2000мк* х16В W9 Ф1- \vuo---------- -----------------и да У0Б~У09 КД5226 > 09 100 -t t „125-250 кГц" SA3 Рис. 2.14. Принципиальная схема гетеродинного приемника с прибором на индикаторе высвечивается частота выбранной гармоники гетеродина с точностью до сотен герц. Делать индикацию более точной не имеет смысла, поскольку настройка на частоту осуществляется на слух по нулевым биениям и допускает неточность в десятки герц. Поскольку основная частота гетеродина реально не превышает 4 МГц, то измерение частоты гармоники достигается лишь соответствующим удлинением времени счета. Однако частотомер может и непосредственно измерять частоту, поданную извне через разъем XS1 «Вход 1» и переключатель SA1. Максимальная частота по первой гармонике при этом достигает 15...20 МГц. На рис. 2.14 изображена принципиальная схема гетеродинного приемника. На полевых транзисторах VT1 и VT2 собраны генераторы на 2...4 МГц и 125...250 кГц по схеме индуктивной «трехточки». Перестройка частоты осуществляется блоком конденсаторов переменной емкости С1 и С6. Включение требуемого 73 диапазона осуществляется переключением напряжения питания с одного генератора на другой переключателем SA3. С целью ослабления влияния смесителя и частотомера на частоту генерации после генераторов включен буферный каскад на транзисторах VT8 и VT9. Отрицательная обратная связь обусловливает коэффициент передачи около 2, высокое входное сопротивление и низкое выходное. С резистора R27 напряжение гетеродина через конденсатор С26 поступает на выходной контакт 10 для подключения частотомера. Через С25 это же напряжение подано также и в смеситель на транзисторе VT3. С разъема XS2 через конденсаторы Cl 1 и С12 входной сигнал подают на базу транзистора. Дроссель L3 служит для ослабления влияния наводок частоты 50 Гц на вход смесителя. В коллекторной цепи транзистора VT3 на резисторе R9 выделяется напряжение звуковой частоты. Высокочастотные составляющие отфильтровываются П-образным фильтром С15 R11C16. Напряжение звуковой частоты поступает через регулятор громкости R12 на вход усилителя звуковой частоты. Предварительный усилитель собран на транзисторах VT4 и VT5, а оконечный — на комплементарной паре транзисторов VT6, VT7. Низкоомные головные телефоны или динамическую головку подключают к гнездам XS3. Для питания гетеродинного приемника служит выпрямитель на диодах VD6 — VD9 и параметрический стабилизатор на транзисторах VT10 и стабилитроне VD5. Для дополнительной стабилизации напряжения питания генераторов гетеродина приемника используется стабилитрон VD4. Цифровой частотомер (рис. 2.15) состоит из входного формирователя, счетчиков с буферными регистрами памяти, формирователя периодов счета схемы управления. Входной формирователь предназначен для усиления входных периодических сигналов любой формы и преобразования их в прямоугольные импульсы. На транзисторах VT1 и VT2 собран комбинированный истоковый повторитель. Его задачей является защита цепей, подключенных ко входу, от проникновения импульсных помех из частотомера. Транзистор VT3 служит усилителем с резистивной нагрузкой и частотной коррекцией в цепи обратной связи. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT4 служит для согласования сигналов со входом триггера Шмитта — микросхема DDE С вывода 8 этой микросхемы прямоугольные импульсы измеряемой частоты поступают через схему запрета на логическом элементе DD2.1 на вход декадных счетчиков DD13—DD18. К выходам счетчиков подключены буферные регистры памяти DD19 — DD24. Их задачей является хранение предыдущего двоичного числа во время очередного цикла счета. Этим предотвращается неприятное мелькание цифр индикатора при работе частотомера. 74 оотз W- к cm СЗ 0,033 ми Z 005.1 И 0041 003 004.2 7Г~\ОО23 002.4 005.2 6 СТИЛ1 0012 1Х5*58О\ ШДОмкГН И VT4 __________9Г Гб 100 , га )КТ368АМ 002.2 ф КПЗОЗЛ (оУ02КД5227& 04 10 мк *16 В ~1з* 00 02* 1,8к _ 01 100 К э W1 М522Б «Д522б\КТЗБ8АМ VT2 КТ3036 СП ^-00 14<П ~ А» Ш1 0079 Л1 5 2 0010 тт Л! 004.3 I» в 8 4 L01 8 * 0022 тт ООП V в 008 ОС DD1B 8 ★5В< 0024 £1 8 0023 4 8 8 9 й? И а & № £ 7 X Ч/ У стю 'CI к W но SA2 11 Номер гармоники 1 0019 2 ₽и П 1L.1 .1® г96_ 4^- Ъ11Л -Г^ „десятки МГц” „ЕдиницыМГц” „Сотни кГц” „Десятки кГц” „ЕОинииыкГц” „Сотни Гц I 22к 7770 8,2к I га \_ 7<ТЗ755 R4 100 ОШ К7 С5*Ч 220 9\ 01 IL 0015 0020 ТТ ^-сг ^-со mt 2 0021 R12 470 R13 470 ___[в 007 Об* 47 000.1 005-2 в ; с В ВО! 10 МГц а К по & т 8 К ЪьЛ. 74 007,002,004 -000 - быб.5 003,007-0024 । ==С7-СЦ 0,033 мк , I Ь К ВМ7 001,002,004-005 00щ.\~у быв 10 007-0011,0013 оогв /5| -1- быв. 72 0072,00)9-0024 ОШ К155ТЛГ, 002005 К155ЛАЗ, 003 К155ИЕ5, 004 K155flA4;D05 К755ЛН1 007-0011,0073-0018 К155ИЕ2 0072 К155ИД1; 0019-0024 К755ТМ7 т г» 1Z® А-сг -2-03 0053 005.4 0D5.5 в .& CI ст 1 сг 1 & ю 4 & 49 8 Г» а 'оз сз Ы Z в Cf СПО 1 р 2 & W 8 8 /С1 4S 12 'Ц? 0Щ,4' А/, 1^-. -01 Ct -к а 6 '.i 7-Ю -а iaS-CB’ W—?„0 ® Г-М®? I 2 Л9 005.0 Рис. 2.15. Принципиальная схема цифрового частотомера 75 Формирователь периода счета состоит из кварцевого генератора на микросхеме DD6 и декадных счетчиков DD7— DD11. Частота следования импульсов на выводе И микросхемы DD10 составляет 1 кГц. Двоично-десятичный счетчик на микросхеме QD11, дешифратор DD12 и инвертор на транзисторе VT5 образует делитель с переменным коэффициентом деления. При подсчете счетчиком определенного числа импульсов на соответствующем выходе дешифратора появляется низкий логический уровень. На выходе инвертора уровень меняется на высокий и сбрасывает счетчик в нулевое состояние. Таким образом, в зависимости от положения, в которое установлен переключатель SA2, меняется коэффициент деления счетчика и период следования импульсов на коллекторе VT5 может принимать значения от 1 до 9 мс. Схема управления работой частотомера состоит из делителя на 12 на микросхеме DD3 и логических элементов DD2.2 — DD2.4 и DD4.1 DD4.3. Схема работает таким образом, что за 10 входных импульсов она вырабатывает и поддерживает высокий логический уровень на выводе 10 элемента DD2.1, разрешая прохождение сигнала со входного формирователя на вход счетчика DD13. Одиннадцатым импульсом это разрешение снимается и счет прекращается. Одновременно на выводе 6 элемента DD4.1 появляется сигнал записи. Через инверторы DD5 он поступает на входы записи информации в регистры памяти DD19— DD24. Записанное число в двоично-десятичной форме появляется на Соответствующих выходах и сохраняется до прихода очередного импульса смены информации в следующем цикле счета. Двенадцатым импульсом с выхода инвертора DD4.3 все счетчики DD13 — DD18 устанавливаются в нулевое состояние. Таким образом, при работе с гармониками с первой по девятую цикл счета частотомера может быть в пределах от 12 до 108 мс. В каждом десятичном разряде требуется произвести преобразование двоично-десятичного числа на выходах регистра памяти в код цифрового знакосинтезирующего индикатора. Для этой цели существуют несколько микросхем дешифраторов. Выбор зависит от типа примененного индикатора. Поскольку в настоящее время у радиолюбителей распространены индикаторы различных типов, то уместно привести несколько вариантов схем дешифраторов с индикаторами. На рис. 2.16 показана схема подключения к дешифратору традиционного знакового индикатора тлеющего разряда (серии ИН). Причем это может быть любой цифровой индикатор из серии. Они отличаются лишь конструкцией и размерами цифр. Если применять семисегментные светодиодные индикаторы с общим анодом или накальные индикаторы, то можно воспользоваться одной из схем, изображенных на рис. 2.16,6 и в. Для примера здесь приведены в общем-то одинаковые дешифраторы, но исполненные в различных корпусах. Этим объясняется их различие в цоколевке. В схеме на рис. 2.16,6 резисторы могут 76 Рис. 2.17. Принципиальная схема стабилизатора = 01 2000мк* *16В , со =}=Т 0,033м к DA1 КРК2ЕШГ Рис. 2.16. Принципиальная схема цифровых индикаторов VT1 КТ815А +5В Л? 1,5 к 4-1 04 ~Т100мк* *16В Общ. быть сопротивлением от 300 Ом для индикатора АЛС324Б до 1 кОм для индикаторов малых размеров, например типа АЛ304В. Блок питания цифрового частотомера изображен на рис. 2.Г7. Он представляет собой компенсационный стабилизатор на микросхеме DA1. Для увеличения выходного тока применяется транзистор VT1, включенный эмиттерным повторителем. Подстроечный резистор R1 служит для установки выходного напряжения 5 В. Поскольку частотомер потребляет ток до 1 А, то на VT1 выделяется значительная мощность и следует принять меры для отвода тепла. Транзистор можно установить на радиатор или через слюдяную прокладку укрепить винтом на задней панели прибора. Силовой трансформатор, который предполагается применить в приборе, должен иметь несколько обмоток для получения различных напряжений. Так, обмотка для питания гетеродинного 77 приемника должна обеспечивать ток 50 мА при напряжении 10... 12 В. Обмотка для питания частотомера должна быть рассчитана на ток до 1 А при напряжении 6... 10 В. В случае использования в частотомере знакосинтезирующих индикаторов тлеющего разряда дополнительно потребуется обмотка на напряжение 150...200 В и ток до 10... 15 мА. Смонтирован прибор на нескольких печатных платах. Приемник собран на плате из одностороннего (рис. 2.18), а частотомер — на плате (рис. 2.19, 2.20) из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На отдельных платах, рисунки которых здесь не приводятся, собраны дешифраторы с индикаторами и стабилизатор на 5 В. С целью придания жесткости и обеспечения максимальной стабильности частоты при механических воздействиях элементы контуров генераторов установлены непосредственно на плате гетеродинного приемника. Блок конденсаторов переменной емкости С1 и С6 — от приемника «ВЭФ». Он имеет встроенный верньер с небольшим замедлением, что облегчает настройку на частоту. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах, изготовленных из органического стекла (рис. 2.21, 2.22). Катушка L1 индуктивностью И мкГн намотана на гладком каркасе и имеет 34 витка провода ПЭТВ 0,4. Намотка рядовая, виток к витку. Отводы делают от 2,5 до 8,5 витка, считая от нижнего по схеме вывода. Катушка L2 индуктивностью 2,9 мГн намотана на секционированном каркасе и содержит 700 витков провода ПЭЛШО 0,12. Намотку ведут внавал, по 140 витков в каждой секции. .Отвод делают после намотки первой секции снизу. Подстройку индуктивности катушек осуществляют сердечниками СЦР-1 Из карбонильного железа. В гетеродинном приемнике использованы дроссели типа ДПМ-0,1, конденсаторы КЮ-7В и К50-16. Транзистор КТ3102Д можно заменить на КТ3102Е или КТ342В. Транзисторы КТ315 и КТ815 могут быть с любым буквенным индексом. Транзистор VT7 желательно применять с тем же индексом, что и транзистор VT6. На плате частотомера замены можно производить в основном только во входном формирователе. Транзистор КПЗОЗД заменим на КПЗОЗГ или КПЗОЗЕ, а КТ363 — на КТ3128, КТ368АМ — на КТ339АМ. Регулировку гетеродинного приемника начинают с проверки работоспособности усилителя звуковой частоты. Позже, после регулировки цифрового частотомера, проверяют границы перестройки частоты генераторов. Регулировке в частотомере обычно подвергают входной формирователь. Временно заменяют R2 и R3 подстроечными резисторами на 2,2 кОм и 100 Ом. На резисторе R4 устанавливают напряжение 0,1...0,2 В. На вход подают высокочастотный 78 65____________ а ct С1 <НЙ С7 НН о oU CJ=r i.? О <?/?/ Г ° Ко К к ' мп/ O-tt-O М <э-----й---- ..................-— в-а4 L3^T?3 о^ К4 9-а-® Ф^га’ л низ а-а-о КЗ]^Г'Ъ^Боб\\^ ©-CZ3—© об J /f© Т о// е-1к© /Со У ОЗ с ;пС^пг. УТЗ°3®^ о№ С2В И/,У е-СП-о,| о-----II- -О ZJ О-----II Q— и I л-о оЗ т *1 R9 < .Д^Ш* ^С!4 U на кз iff Зо Ко Со ЦО °ЗЧП о& №t 1 3 о7 /?// tr + It +° LfO 9 х * /4- кн о У © ф dfo _ I ро 3° <э—О-в 328^] fi/W f ®ВЧ+£.°С13 +°И°^ Hh CZ7 320 мтб °МТ7 оЗ МП5 So J L , °К По mtw о о Ъюз О МПЗ О? мпз О о Рис. 2.18. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате гетеродинного приемника 79 по Рис. 2.19. Печатная плата частотомера Вход общ. Б о о10 До offio / О ООО * VT5 ₽ с ппп Л'й.о ^3 о D013 ° Сотни Гц ★Единицы кГц ° по? ° 8 ★Десятки кГи О/ > Сотни кГц 0010 ★Единицы МГц 009 °! Десятки МГц 008 007 о о OuJ о 2 4 2 4 2 4' Г 8 Г 8 2” 4". Ш ООО СВ9 о/ №1? К и о© 05 о ® 4>| * гОГкЛ VTI . 30 МД, о9Ш« 7?Л Г С1 6 003 8 00! О-о О) /ооооооб 12 8 9 7 < С1Ч 8 2 4 Рис. 2.20. Печатная плата частотомера. Сторона установки элементов Рис. 2.21. Каркас катушки LI Рис. 2.22. Каркас катушки L2 сигнал напряжением около 0,5 В. Заменяют R5 подстроечным резистором сопротивлением 2,2 кОм и добиваются появления прямоугольных импульсов на выводе 8 микросхемы DD1. Постепенно понижая входной уровень и повышая частоту до 15...20 МГц, добиваются устойчивой работы формирователя. Для этого, возможно, придется уточнить значение сопротивления резистора R5 и емкость конденсатора С5. В процессе налаживания все подстроечные резисторы должны иметь выводы длиной не более 1...2 см. По завершении налаживания все подстроечные резисторы следует ’выпаять по одному и заменить постоянными подходящего номинала, убеждаясь каждый раз в работоспособности формирователя. Работать с гетеродинно-цифровым частотомером довольно просто. К разъему XS2 «Вход II» подключают отрезок коаксиального кабеля. Второй конец подсоединяют или подносят к плате исследуемого устройства. Зная примерно значение частоты, переключателем SA3 включают нужный диапазон гетеродина, а переключателем SA2 — номер гармоники. Ручкой настройки изменяют частоту гетеродина до появления сигнала в телефонах. Следует иметь в виду, что сигнал можно прослушивать на различных гармониках, но остановиться все же надо на самой низшей. Например, стоит задача прослушать частоту опорного генератора формирователя однополосного сигнала. Поскольку известно, что работает он вблизи частоты 500 кГц, то включить придется диапазон «125—250 кГц». Сам сигнал будет слышен в трех точках: при настройке на частоты 125, 166 и 250 кГц. Первому значению будет соответствовать четвертая гармоника частоты гетеродина, второму — третья, а последнему — вторая. Да и по громкости сигнал на второй гармонике будет слышен сильнее. 82 Поэтому переключатель «Номер гармоники» устанавливают в положение «2». Затем более точно по нулевым биениям настраиваются на сигнал и по частотомеру определяют частоту. Еще один пример. Нужно прослушать качество однополосной модуляции сигнала после преобразования его на частоту 10,7 МГц. Вначале следует определиться с номером гармоники. Ясно, что использовать будем высокочастотный генератор в гетеродине. По первой гармонике он перестраивается только от 2 до 4 МГц. По второй — от 4 до 8, а по третьей — от 6 до 12 МГц. Следовательно, для частоты 10,7 МГц переключатель «Номер гармоники устанавливаем в положение «3» и настраиваем гетеродин на выбранную частоту. Анализатор спектра При налаживании приемников, передатчиков, измерительной и другой аппаратуры высоких частот нередко возникает необходимость качественно оценить спектральный состав сигналов. Определить наличие гармоник, продуктов преобразования сигналов или паразитной генерации, ориентировочно измерить их частоты и относительные уровни — все это можно проделать с помощью анализатора спектра. Обычно такой прибор имеет экран, подобный экрану осциллографа. Расположенная в нижней части экрана горизонтальная линия соответствует оси частот. На ней в определенных местах появляются вертикальные линии частотного спектра исследуемого сигнала. Величина этих линий пропорциональна уровню составляющих спектра в линейном или логарифмическом масштабе [18]. В лаборатории радиолюбителя можно с успехом использовать простой анализатор спектра, выполненный в виде приставки к осциллографу любого типа, в котором есть вход внешней синхронизации. Прибор работает в диапазоне частот 1...45 МГц. Полосу обзора можно изменять от 1 до 28 МГц. Входное напряжение, соответствующее максимальному сигналу на частотах 2... 10 МГц, не превышает 12 мВ, а диапазон уровней одновременно наблюдаемых сигналов составляет $2 дБ в близком к логарифмическому масштабе. Анализатор представляет собой широкополосный приемник с двойным преобразованием частоты. Его структурная схема показана на рис. 2.23. Поданный на вход (разъем XS1) исследуемый сигнал проходит через фильтр нижних частот Z1 с частотой среза около 50 МГц на один из входов смесителя U1. На его второй вход поступает напряжение первого гетеродина (G1, АЗ), частота которого изменяется от 73 до 118 МГц. С выхода смесителя сигналы первой промежуточной частоты 73,7 МГц через усилитель А1 попадают на вход смесителя U2. На второй вход поданр напряжение второго гетеродина (G2, Z3), работающего на частоте 63 МГц. 83 На выходе смесителя IJ2 установлен фильтр основной селекции Z2, настроенный на вторую промежуточную частоту 10,7 МГц Полоса пропускания фильтра составляет примерно 200 кГц, что обеспечивает большую яркость вертикальных линий даже при максимальной полосе обзора. Это особенно важно при малых размерах экрана используемого осциллографа, например как у Н313 или 0МЛ-2М. / Основное усиление сигнала обеспечивает усилитель А2, к выходу которого подключен амплитудный детектор U3. Про-детектированные сигналы через гнездо XS2 подают на усилитель вертикального отклонения осциллографа. Эти же сигналы используются в цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) усилителя А2 с целью получения нелинейной (при ближающейся к логарифмической) амплитудной характеристики. Благодаря этому на экране осциллографа без изменения коэффициента отклонения можно просматривать спектр сигналов, уровни которых, как уже упоминалось, отличаются на 32 дБ. Второй гетеродин состоит из генератора G2 и фильтра ниж них частот Z3 для ослабления гармоник генератора Это способ ствует уменьшению уровня нежелательных продуктов преобразо вания, вызывающих ложные отклики на экране. Частотная шкала анализатора спектра формируется в виде вертикальных меток, расположенных на горизонтальной линии и соответствующих сетке частот с шагом 1 МГц. Кварцевый генератор G4 вырабатывает напряжение частотой 10 МГц, которое поступает на делитель частоты LJ4. Снимаемое с него напряжение частотой 1 МГц воздействует на формирователь импульсов частотных меток А4. Эти импульсы попадают на вход смесителя U1 вместе с исследуемым сигналом. Часть напряжения с генератора G4 через конденсатор С подается на формирователь, минуя 84 делитель. В результате каждая десятая метка отличается от остальных, что повышает удобство отсчета частот. Принципиальная схема анализатора спектра представлена на рис. 2.24. Входной фильтр нижних частот выполнен на элементах LI, L2, С1 —СЗ, а первый смеситель — на диодах VD1 —VD4 и широкополосных трансформаторах Tl, Т2. Напряжение первого гетеродина поступает на вторичную обмотку трансформатора Т2. Сигнал первой промежуточной частоты 73,7 МГц выделяется на колебательном контуре L5C18C19, который включен на входе усилителя, собранного на транзисторе VT7. С контура L6C22C23 усиленный сигнал поступает на второй смеситель, выполненный на транзисторе VT8. В эмиттерную цепь поступает напряжение второго гетеродина. С дросселя L7 сигнал подан на двухзвенный фильтр основной селекции L12C36C37L13C38, полоса пропускания и крутизна скатов характеристики которого определяют разрешающую способность анализатора спектра. При малой полосе обзора метки на экране имеют форму резонансной характеристики. Усилитель второй промежуточной частоты 10,7 МГц выполнен на транзисторах VT11—VT13. Коэффициент усиления может изменяться под воздействием напряжения АРУ в зависимости от амплитуды входного сигнала. При входном напряжении 1 мВ коэффициент усиления составляет 52 дБ, а при 100 мВ снижается до 29 дБ. Амплитудный детектор собран на диодах VD10 и VD11 по схеме удвоения напряжения. Постоянная времени детектора выбрана достаточно. малой (4 мкс), поэтому импульсы вертикальных линий передаются на выход без искажений. Так как сопротивление нагрузки детектора довольно велико и составляет примерно 30 кОм, то он подключен ко всему контуру L19C46 последнего каскада усилителя. Через резистор R50 к детектору подключается усилитель вертикального отклонения осциллографа. Поскольку входное сопротивление современных осциллографов обычно составляет 0,5... 1 МОм, то дополнительного шунтирующего действия на нагрузку детектора эта цепь не оказывает. Постоянная составляющая продетектироваиного сигнала через резистор R49 воздействует на базу транзистора VT14 каскада АРУ. При отсутствии сигнала на входе усилителя второй ПЧ транзистор закрыт, на делители в цепях баз транзисторов VT11 — VT13 поступает наибольшее напряжение, поэтому коэффициент усиления усилителя максимален. С появлением сигнала транзистор VT14 открывается, напряжение смещения на базах транзисторов уменьшается и коэффициент усиления снижается. В результате масштаб изображения по вертикали оказывается близким к логарифмическому. Генератор качающейся частоты, входящий в состав первого гетеродина, собран на транзисторе VT2. Колебательный контур образован индуктивностью катушки L3 и емкостью двух парал- 85 „Вкл” 01 560 0,047мк 03 4,7к ЗА! „Метки' ,и 11 02 5! и ши СЗ 68 С2 120 V01 -И- 1 VTZ 1ГТ3116 677 680к „Обзор” СЮ , ..СИ 2200 10МК* HP 15 В ОС! 91 к 05 3,3к С7 22 ★10,5 В ,991120 014 56 14 вМКГн „ Частота синхронизои, 022 22к -28B | 016 зевок ' I i У06^ Сб 330 ★&5B СВ 1000 08 1,2^1000 V07 Д814В П311Б гтчт 0/4 330 ★9B С14 2200 J7 VB8 0С133А 019 1,2к СП 20 MK* *158 ! XS3 VT5 ★(tfBiHJ ггзне 012 C/3 if Об Пк С5 КОО СО биг” \ УП6 КВС111А ^|—I ОН Юк 015 1000 K!5 180 [67,/IJ 020 510 к |Г^ . С16 1 Мк Мотки' 5С18 I 8-30 026 430 Г Г С20 2200 Й ★ 10 В т L 023 8,2к 1 VT7 ГТЛ1Б MOV\ 0211 ih] 024 030 430 \56к\ 2200 ★¥CIS 100 ! 024 1,2 к\ I 31,02 | - ★ub ★ш. C2I 2200 C22 8...30 С23 51 J гяжЕ 1.12 КЗ ★15В' ! 5 C25220L Н® (ГТЗПБ 5 029 J 560 11 15мкГн 102131 ; 0263 ' -г8...3О^ г-027 ! 22 [ 2200/ \032 270 ★7,8в\ W Д814А Г и । 1.031 4 91 к 834 // к р-| х Н 036 200 VT9 18 033 620 i ‘“И------- 029 10QQ C34*13 ★4 В C3I 22003 ★108 X L10 №В\ сзо IZ0fA035±. 1,/ЛТ ЧЦЗПБ 035 Ц= ^7^-2200 С32 13 =Н33 13 19 037*3.3 I ^7, -L -L /30 -L -L -L K______ На стр” -^8А2*М .Работа’’ |=Й Ш 2200 ЫВ39 V 820 +53В ^840 820 И 041 0.01МК Т-Ч|—I 842 820 +6В R52 1к | ITU I пл73/г»л ^™™040130 042 \2200 I 841 " 3,6 k A V712 „ [\KT3128A ЧНг X 043 730 \2200 048 820 047 0,01MK 4= -H 048 I 100 +/Z7 В 050 0.01MK 053 6B VD11 8Д522А ---------- 051 ^,68 20MK* *15B ™ И КТ3128А HlTLJ лвк I 046 130 -Г U9\ I I 5 I W10 2s 1/ИЖ?Л_[_ 049 WOT K5t 360 049 30 к "6Б 850 6,8к f VTI4 КТ312Б [АШг\ l_, VD12^ ZSKO156A 652 -20mk*15B •— К бы6.14 001,002 053 0,01 мк К быв. 7 7)01,1102 1 Ш.1 0012 0013 J? .ЛГ&1* да" 855 470 056 470 I BQ1 10 МГЦ Стаб*5В\ 1 I 654*56 W4\ 002 К155ИЕ1 J 1 & С mo 5 , 4=055*2,2 J- 001 К155ЛАЗ г 74 Оеть” , Q1 F01 0,25А в 3VU3 +/SBQ Д2266 Lj^}— К । 857 430 . n У014Д814Д^ W15 Д220 K5i Puc. 2.24. Принципиальная схема анализатора спектра 056 1000MK* 25 В 057 20мк*75В + U2B VTI6 I КТ815А Е] 1759 3к HL! ' -28В _L 058 -L B59 , *£100mk*50B ^1OOMK*5QB | лельно включенных варикапов VD6.1 и VD6.2. На их катоды через резистор R5 поступает пилообразное напряжение с подвижного контакта переменного резистора R17. С увеличением напряжения пределы изменения частоты гетеродина увеличиваются и, следовательно, полоса обзора анализатора расширяется. Через резистор R6 на аноды варикапов подано постоянное отрицательное напряжение с подвижного контакта переменного резистора R16. В нижнем (по схеме) положении оно равно нулю и на варикапы воздействует только напряжение пилообразной формы. При этом слева на экране осциллографа видна вертикальная линия, обозначающая начало частотной шкалы, а справа от нее — частотные метки на горизонтальной линии. Переменным резистором R16 можно увеличивать суммарное напряжение на варикапах. От этого частота генератора становится более высокой, а частотная шкала на экране сдвигается влево. Так/ как доля напряжения, непосредственно изменяющего частоту, уменьшается, то полоса обзора сужается. Из-за нелинейной зависимости емкости варикапов от управляющего напряжения и генерируемой частоты от емкости частотная шкала также нелинейна. На транзисторах VT3 и VT4 собран буферный усилитель, уменьшающий влияние смесителя на генератор качающейся частоты. Генератор напряжения пилообразной формы выполнен на однопереходном транзисторе VT6. Времязадающий конденсатор С16 заряжается через стабилизатор тока на транзисторе VT5, что способствует повышению линейности пилообразного напряжения. Переменным резистором R22 можно изменять частоту колебаний от 5 до 100 Гц. Пилообразное напряжение снимается непосредственно с конденсатора С16. С резистора R21 импульсы положительной полярности длительностью 20...30 мкс поступают через XS3 на вход внешней синхронизации осциллографа. Второй гетеродин состоит из генератора (VT9) и эмиттерного повторителя (VT10). На выходе последнего установлен фильтр нижних частот C32L9C33L10C34 с частотой среза около 70 МГц. Задающий генератор сигнала частотных меток собран на микросхеме DD1. Его частота стабилизирована кварцевым резонатором BQ1. Более точное значение частоты устанавливают подбором конденсатора С54. Делитель на 10 выполнен на микросхеме DD2. Импульсы с частотой повторения 1 МГц поступают на формирователь коротких импульсов на транзисторе VT1. Он представляет собой усилитель с положительной обратной связью, обеспечиваемой импульсным трансформатором ТЗ. Амплитуду меток регулируют переменным резистором R3. Конденсатор С55 подобран по емкости так, что метки, соответствующие частотам 10, 20, 30 и 40 МГц, отличаются амплитудой от остальных. Тумблером SA1 можно выключить формирователь импульсов и стабилизатор напряжения питания микросхем на транзисторе VT15, а следовательно, и генератор с делителем частоты. 88 Блок питания включает в себя два источника напряжения: стабилизированного + 12 В (VD13, VT16, VD14) и нестабили-зированного — 28 В (VD15). Светодиод HL1 индицирует включение питания. В приборе использованы постоянные резисторы МЛТ. Переменные резисторы R3 и R22— СПЗ-126, a R16 и R17 — СПЗ-12л (сдвоенный с концентрическими осями). Конденсатор С16 — К73-16, но его можно заменить на К73-17 или МБМ. Электролитические конденсаторы — типа К50-16. Остальные — типа КД-1, КМ, КЮ-7В, а подстроечные — КТ4-23 и КПК-МП. Вместо указанных на схеме можно применить любые транзисторы типа ГТ311 (VT1 — VT4, VT7 — VTIO), КТ3127, ГТ328 (VT11 — VT13), КТ315 (VT14), КТ608, КТ815 (VT15), КТ801, КТ972 (VT16). Диоды КД522А и Д220 можно заменить на КД521А, а варикапную матрицу КВС111А — двумя варикапами КВ102. Светодиод может быть любого цвета свечения типа АЛ102, АЛ307 или АЛ310. Дроссели L4 и L7 — типа ДМ или ДПМ. Трансформаторы Т1 — ТЗ намотаны на кольцевых сердечниках типоразмера К7 X 4 X 2 из феррита М1000НН. Обмотки первых двух из них содержат по 7 витков из трех скрученных проводов ПЭВ-2 0,19. Обмотка I трансформатора ТЗ содержит 10 витков, II — 5 витков, III — 1 виток такого же провода. Катушки L1 —L3, L5, L6, L8—L10—бескаркасные, намотаны предварительно на оправках виток к витку проводом ПЭВ-2 0,61. Катушки L1 и L2 содержат по 7, L5 и L6 — по 11 (отвод от третьего витка сверху — по схеме), L9 и L10 — по 16 витков диаметром 5 мм. Катушка L3 состоит из трех витков диаметром 3 мм (отвод от половины первого витка, считая от нижнего по схеме вывода). Катушка L8 содержит семь витков диаметром 6 мм (отвод от второго витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом). Катушки L11 — L19 намотаны на каркасах из текстолита (рис. 2.25) и заключены в экраны размерами 18 X 14 X Ю мм из белой жести. Подстроечники — от броневых магнитопроводов СБ-12 из карбонильного железа. Катушки L12, L13, L15, L17, L19 содержат по 20 витков провода ПЭЛШО 0,2 (отвод от середины), a LI 1, L14, L16, L18 — по три витка того же провода. Последние катушки связи намотаны в непосредственной близости от. соединенного с общим проводом вывода соответствующей контурной катушки. Силовой трансформатор Т4 — выходной трансформатор кадровой развертки ТВК.-110ЛМ от телевизоров УНТ. Подробнее об использовании таких трансформаторов в источниках питания рассказано в [19]. Анализатор спектра смонтирован на десяти печатных платах (рис. 2.26—2.35) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Все платы, кроме источника питания, укреплены в корпусе высокочастотного блока (рис. 2.36). Корпус спаян из пластин 89 Рис. 2.25. Каркас катушек LU — L19 Рис. 2.26. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате Zl, Ul, А4 Рис. 2.28. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате Al, U2 90 Рис. 2.27. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате G1, АЗ Рис. 2.29. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате G2, Z3 Рис. 2.30. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате Z2 К 09 Рис. 2.32. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате G4, U4 92 Рис. 2.31. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате А2, U3 93 Рис. 2.33. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) па пл ате G3 Рис. 2.34. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате стабилизатора + 5 В *5# 94 Рис. 2.35. Рисунок печатных проводников (а) и расположение деталей (б) на плате источника питания двустороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, высота перегородок 23 мм. В боковых стенках корпуса напротив выводов соответствующих плат просверлены отверстия для проводов внешних соединений, а в перегородках — для соединения плат между собой. В дне корпуса в каждом отсеке просверлено по четыре отверстия для крепления плат винтами М2,5 с гайками. Трансформатор Т4 и плата блока питания укреплены на отдельном кронштейне, расположенном над высокочастотным блоком. Прибор собран в корпусе размерами 260X 140 X 100 мм. Передняя и задняя панели изготовлены из листового дюралюминия толщиной 1,5 мм, а дно — 2 мм. П-образная крышка прибора 95 Рис. 2.36. Корпус высокочастотного блока имеет толщину 0,8 мм. На передней панели установлен разъем XS1 (СР-50-73Ф), переменные резисторы R3, R16 и R17 (с выключателем QI), R22, тумблеры SA1 и SA2 и светодиод HL1. На задней панели размещены гнезда XS2, XS3 типа РД1-1 и держатель предохранителя FU1 типа ДПБ. Перед установкой в корпус каждую плату высокочастотного блока необходимо предварительно проверить и отладить. Для этой цели потребуется генератор сигналов, например типа Г4-102, измеритель частотных характеристик (ИЧХ) Х1-7Б, высокочастотный вольтметр ВК7-9 или другие подобные им приборы, работающие в диапазоне частот 10... 100 МГц. Налаживание начинают с платы усилителя второй ПЧ и амплитудного детектора (А2, U3). На вход усилителя с генератора подают немодулированное напряжение 100 мВ частотой 10,7 МГц. К выходу детектора (резистор R50) подключают вольтметр и поочередно настраивают все контуры, начиная с последнего каскада. Выходное напряжение должно быть около 5,5 В, а напряжение АРУ на коллекторе транзистора VT14 — примерно 3,7 В. Затем, уменьшая входное напряжение, проверяют амплитудную характеристику усилителя: при уровне сигнала 10 мВ напряжение на выходе должно быть примерно 3,2 В, а при уровне 1 мВ — 0,8 В. Если возникает паразитная генерация, следует уменьшить добротность катушки одного из контуров. Сделать это можно, например, подключив вывод коллектора транзистора VT13 не к отводу, а ко всей катушке L19. С помощью измерителя частотных характеристик или ГКЧ, описание которого читатель мог видеть в первой главе книги, настраивают фильтр основной селекции на частоту 10,7 МГц. 96 Рис. 2 37 Принципиальная схема второго варианта фильтра основной селекции Подбором емкости конденсатора С37 между контурами устанавливают связь, близкую к критической. При этом резонансная кривая должна быть одногорбой, с уплощенной вершиной. Параллельно резистору R29 подключают конденсатор емкостью 1000...3000 пф и подстроечными конденсаторами С18 и С22 настраивают колебательные контуры усилителя первой ПЧ(А1) на частоту 73,7 МГц При этом напряжение высокой частоты подают на отвод катушки L5, а детекторную головку прибора подсоединяют к конденсатору С25. Завершают налаживание плат проверкой работоспособности генератора напряжения пилообразной формы G3, стабилизатора напряжения + 5 В, кварцевого генератора и делителя частоты (G4, U4) по наличию напряжений и сигналов на выходных контактах плат После сборки и монтажа плат в корпусе высокочастотного блока к разъемам XS2 и XS3 подключают входы Y и X осциллографа. Подвижный контакт переменного резистора R16 устанавливают в нижнее по схеме положение, a R17 — в правое. Тумблером SA1 включают метки Подстроечным конденсатором С26 настраивают второй гетеродин на частоту 63 МГц. При этом на экране осциллографа должны появиться частотные метки и нулевая линия шкалы. Подбором емкости конденсатора С34 добиваются максимальной амплитуды меток. Если метки выключить, то на экране должна остаться только вертикальная линия начала частотной шкалы, расположенная на горизонтальной оси частот. Раздвигая или сжимая витки катушки L3, эту линию смещают влево на начало развертки. Снова включив метки и манипулируя ручками «Обзор» и «Сдвиг», получают на экране изображение какой-либо частотной метки. Как уже упоминалось ранее, по форме она должна повторять резонансную характеристику тракта второй ПЧ. Подстройкой контуров фильтра Z2 и усилителей ПЧ добиваются, чтобы метка имела крутые скаты и была без провалов или выбросов. Разрешающую способность анализатора спектра можно улучшить, изменив схему и конструкцию фильтра основной селекции. Принципиальная схема второго варианта фильтра показана на рис. 2.37, а печатная плата и размещение деталей на ней — 4 9-145 97 Рис. 2.38. Рисунок проводников (а) и расположение деталей (б) на плате фильтра основной селекции (второй вариант) на рис. 2.38 Этт фильтр имеет полосу пропускания 75 кГц, более крутые скаты и меньшее затухание в полосе. Катушки L2, L3, L6. и L7 намотаны на кольцевых сердечниках типоразмера К12 X 6 X X 4,5 мм из феррита МЗОВН-14 и содержат по 18 витков провода ПЭВ-2 0,35. Витки располагают равномерно по всему кольцу. Катушки связи LI, L4, L5 и L8 имеют по одному витку провода ПЭЛШО 0,15 у того края соответствующей контурной катушки, который подключен к конденсаторам СЗ и С8. На плате установлены подстроечные конденсаторы КТ4-23, постоянной емкости— типа КД-1 и КМ. При налаживании анализатора спектра с таким фильтром основной селекции, возможно, потребуется несколько уменьшить чувствительность усилителя второй ЧП. Для этого между фильтром и усилителем можно включить резистор сопротивлением 200...820 Ом. Еще больше повысить разрешающую способность прибора можно сужением полосы пропускания фильтра Z2 до 5... 10 кГц. Но при этом придется увеличивать время анализа спектра, т. е. работать с низкой частотой качания. Иначе при больших полосах обзора вертикальные линии будут недостаточно яркими. Чтобы 98 Вход К/ 1,5кЬ VD1 КД522А EJ в° 2£}....Т 61 30 А- 62 -»---— + 12 В I (Узкая полоса) ГГ 65 0,041 мк VB3 КД522А 7 D’DI ™ 85 1,5к Й 271 . 12 68 3,9 86 1,5 к 61130 69 /30 63 -L 64 30 4J Т R4 1,5 К 612 0,01 мк ||——Выход 610 0,01 МК ^kZ74 КД522А у 27/ 0,041 МК общий +12 В (Широкая полоса) Рис. 2.39. Переключаемые фильтры основной селекции выйти из этого положения, можно сделать два переключаемых фильтра — узкополосный и широкополосный (рис. 2.39). Широкополосный фильтр на связанных контурах L2C7 и L3C9 ничем не отличается от изображенного на схеме анализатора (рис. 2.29). Узкополосный — кварцевый, лестничного типа с полосой пропускания 5 кГц. Для него использованы кварцевые резонаторы BQ1 — BQ3 на частоту 10,7 МГц от фильтра радиостанции «Гранит». Коммутация фильтров осуществляется парами диодов VD1, VD2 и VD3, VD4 при подаче на соответствующий вход напряжения 4-12 В. Для этой цели на передней панели необходимо установить переключатель на два положения, например тумблер МТ-1. Печатная плата этого варианта фильтров изображена на рис. 2.40. Необходимо отметить, что в качестве узкополосного фильтра можно также применить пьезокерамический фильтр ФП1 П-0,49 от УКВ ЧМ тракта радиовещательных приемников. Правильно настроенный анализатор спектра обладает достаточно высокой чувствительностью: на экране можно наблюдать спектр входного сигнала с уройнем менее 1 мВ. Заметим, что из-за использования в приборе двойного преобразования частоты все же не удалось избежать нежелательных продуктов преобразования частот в рабочем диапазоне. Поэтому на экране видны две ложные метки вблизи частот 26 и 42 МГц. Однако амплитуда их сравнительно невелика и работе они не мешают. Амплитудно-частотная характеристика анализатора спектра в диапазоне 1 ...45 МГц (рис. 2.41) имеет значительную неравномерность. Спад на частотах ниже 1 МГц возникает из-за несовершенства широкополосных трансформаторов Т1 и Т2, а на Частотах выше 20 МГц — из-за уменьшения амплитуды колеба-4 * 99 Рис. 2.40. Рисунок проводников (а) и расположение деталей (б) на пла,е переключаемых фильтров ний первого гетеродина при изменении его частоты варикапом. Поэтому при отсчете относительных уровней составляющих спектра сигнала следует вносить поправки в соответствии с АЧХ. Совместно с анализатором удобно использовать ступенчатый аттенюатор, подробно описанный в главе 1. Работу с анализатором спектра начинают с установки границ обзора на экране осциллографа. Для этого тумблер SA2 устанавливают в положение «Настр» и подбором уровня внешней синхронизации, частоты развертки осциллографа и частоты следования синхроимпульсов анализатора (R22) получают на экране изображение только двух синхроимпульсов. Первый из них уводят влево, а второй — вправо за края экрана и переводят тумблер SA2 в положение «Работа». На практике встречается множество случаев применения анализатора спектра при налаживании радиоаппаратуры. Рассмотрим лишь несколько примеров. Если необходимо установить границы перестройки частоты гетеродина коротковолнового приемника, ко входу анализатора подключают ступенчатый аттенюатор, а к нему — кабель, который на противоположном конце замкнут отрезком изолированного провода длиной около 5 см. Эту петлю связи подносят к катушке 100 гетеродина на такое расстояние, при котором на экране осциллографа отчетливо видна линия спектра. По частотным меткам контролируют диапазон перестройки гетеродина и устанавливают его границы. При первом включении генератора, работающего на частоте механической гармоники кварцевого резонатора (обычно нечетной—третьей, пятой и т. д.), частота колебаний не стабилизируется и изменяется при перестройке контура. Анализатор, как и в предыдущем случае, связывают с генератором до получения линии спектра на экране и, подстраивая контур, наблюдают за ее перемещением. При точной настройке контура на частоту механической гармоники резонатора спектральная линия останавливается и не перемещается, даже если к катушке поднести металлический предмет. Для оценки уровня гармоник в сигнале после усилителя высокой частоты на вход подают требуемое напряжение от источника сигнала. К выходу усилителя через ступенчатый аттенюатор подключают анализатор спектра. Аттенюатором устанавливают такое ослабление сигнала, чтобы уровень первой гармоники не вводил каскады анализатора в область насыщения. В этом случае при уменьшении ослабления высота линии спектра должна еще увеличиваться. Полосу обзора устанавливают достаточной для просмотра высших гармоник сигнала. Частоты последних отсчитывают по частотным меткам. Чтобы определить относительный уровень интересующей гармоники, замечают по сетке на экране ее амплитуду и, увеличивая вносимое аттенюатором ослабление, уменьшают до этого уровня размах линии первой гармоники. После этого по АЧХ (рис. 2.41) определяют поправки для обеих гармоник и их разность вычитают из значения добавленного ослабления. Это и есть значение относительного уровня интересующей гармоники сигнала на выходе усилителя. 101 Приставка к частотомеру для измерения индуктивности Электронный цифровой частотомер давно уже стал привычным прибором в лаборатории радиолюбителя. Подключив к нему предлагаемую приставку, можно измерять индуктивности катушек от 0,5 мкГн до 1 мГн. Только важно соблюсти одно условие — рабочий диапазон частот частотомера обязательно должен охватывать участок от 0,5 до 20 МГц. Приставка представляет собой генератор, в колебательном контуре которого используется индуктивность исследуемой катушки Lx. Частотомер, к которому подключена приставка, измеряет генерируемую частоту. Поскольку емкость контура сосредоточена в генераторе, и постоянна, то по показаниям частотомера нетрудно определить индуктивность катушки. Принципиальная схема приставки изображена на рис. 2.42. Генератор собран на полевом транзисторе VT1 по схеме емкостной «трехточки». Выводы проверяемой катушки подключают к гнездам XS1. Диод VD1, который оказывается подключен параллельно катушке, позволяет поддерживать постоянной амплитуду колебаний генератора при испытании катушек, сильно отличающихся по индуктивности. В суммарную емкость контура генератора приставки входит емкость р-n перехода диода, емкость последовательно соединенных конденсаторов С1 — СЗ, входная емкость транзистора VT1, емкость монтажа и т. д. Каждая из этих составляющих влияет на частоту генератора. А при малых значениях индуктивности катушки частота зависит еще и от индуктивности входных цепей генератора. Поэтому рассчитывать индуктивность катушки по измеренной частоте сложно — велика опасность появления значительной ошибки. Проще пользоваться номограммой (рис. 2.43), построенной экспериментально по результатам измерений катушек с известной индуктивностью на данной приставке. Г4 0,01мкТ VD2 Д8145=т HfeH R1 XSI 360к С9 0,01мк +98 П R4 И 470 +11В R5 10 к + С/0 А " -г Х0МЮЧ5В И/?// 150 । >+1,5Вг- R12 56 +12 В VT1 кпзозг 05 150 Д102 03 . 200 0,1mk\R8 680 VT2 ДТ315Бр\89 330 ---1(- R7 Х,С6 +5В ?+0,7В \R10 1,5к 08 0,01 МК VTJ КТ3155 Х52 I Рис. 2.42. Принципиальная схема приставки для измерения индуктивности 102 1000 500 200 100 50 20 инкгн . II"!1 I1 I1 I 1 '/'тЦ'ЛЧ ^ '| 1 I I f> МГи- 0,5 1 Z 3 20 10 5 1 0,5 Ъ.МкГн p—V I1 111 |‘ 1 ’l 1 1"~Ч—'l—|—H rA—I-- bMrU 3 4 5 10 Z0 Puc. 2.43. Номограмма для определения индуктивности по значению измеренной частоты Высокочастотное напряжение, выделяющееся на резисторе R3, через конденсатор С5 подано на эмиттерный повторитель на транзисторе VT2. Через конденсатор С6 напряжение после эмиттерного повторителя поступает на широкополосный усилитель на транзисторе VT3. Поскольку усилитель работает в режиме ограничения, то амплитуда выходного напряжения на коллекторе не превышает 1,5 В. Корректирующая цепочка R8C7R9 позволяет выровнять частотную характеристику усилителя во всем рабочем диапазоне частот приставки. Через конденсатор С8 выходное напряжение поступает на частотомер. Питание приставки осуществляют от источника напряжением 12 В, потребляемый ток не превышает 20 мА. Для повышения стабильности работы генератора напряжение питания на него подается с простейшего стабилизатора, состоящего из стабилитрона VD2 и балластного резистора R4 Полевой транзистор может быть любой из серий КПЗОЗ, КП302.. Вместо транзисторов КТ315Б подойдут любые типа КТ315 или КТ312. Диод Д102 заменим на ДЮ 1 или ДЮЗ, а стабилитрон Д814Б — на Д814А, КС182А. Однако следует учесть, что с этими стабилитронами режим полевого транзистора будет несколько отличаться от указанного на схеме Все резисторы — типа МЛТ-0,25. Конденсаторы С1 — СЗ могут быть типа КСО; С4, С6, С8, С9 — КСО, КЮ-7В, КМ; С7 — КМ, а СЮ — К50-16. Под эти детали и разработана печатная плата (рис. 2.44) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Гнезда и вилки могут быть любой конструкции, но в качестве XS1 желательно использовать гнезда-зажимы (клеммы) — ими удобнее подключать выводы катушки. Для размещения платы и установочных деталей использованы корпус из полистирола, размеры его— 130 X 75 X 30 мм. На лицевой стороне нанесено изображение номограммы перевода значения частоты в значение индуктивности. Правильно собранная приставка, как правило, начинает работать сразу. Достаточно лишь проверить режимы транзисторов. 103' Рис. 2.44. Рисунок проводников (а) и расположение элементов (б) на печатной плате приставки Соединив приставку с частотомером, подключают к гнездам XS1 катушки с известной индуктивностью. Проверяют номограмму в нескольких точках: в начале, в средней части и в конце. Может случиться, что частота генератора, соответствующая данной индуктивности, при всех измерениях получается выше, чем указана на номограмме. Такое расхождение можно скомпенсировать подключением параллельно входным гнездам конденсатора небольшой емкости. Если же, наоборот, показания частотомера будут меньше, чем на номограмме (особенно при малых значениях индуктивности), следует подобрать диод с меньшей емкостью. Можно, к примеру, установить КД503А и при необходимости подключить параллельно конденсатор емкостью в несколько пикофарад. Не исключен, конечно, и такой вариант — изготовить новую 104 номограмму. Но для этого понадобится возможно большее количество катушек с известной индуктивностью. При отладке радиоаппаратуры нередко возникает необходимость быстро определить реактивное сопротивление катушки или конденсатора на заданной частоте. Индуктивное сопротивление катушки несложно определить по формуле Xt = ы- L, а емкостное сопротивление конденсатора — Хс = I/ш- С. Однако еще проще воспользоваться таблицей в прил. 4. С ее помощью вычисления производятся с минимальной затратой времени и с приемлемой для большинства случаев точностью. Глава 3. ПРИБОРЫ ДЛЯ НАЛАЖИВАНИЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ ПРИЕМНОЙ И ПЕРЕДАЮЩЕЙ АППАРАТУРЫ Генератор импульсов При отлаживании цифровых устройств последовательного типа, которые содержат триггеры, счетчики, сдвиговые регистры, построенные на микросхемах или транзисторах, требуется внешний тактирующий генератор. Он должен вырабатывать импульсы требуемой полярности и амплитуды, работать в широком диапазоне частот. Принципиальная схема такого генератора приведена на рис. 3.1. Он генерирует импульсы положительной полярности с периодом следования от 10 мкс до 100 с. Это соответствует частоте повторения от 100 кГц до 0,01 Гц. Питание прибора можно осуществлять напряжением от 3 до 15 В непосредственно от отлаживаемого устройства. При напряжении 5 В «низкий» и «высокий» уровни выходного сигнала составляют 0,05 и 4,2 В соответственно, а при 12 В — 0,1 и 11,2 В. Таким образом, генератор импульсов можно использовать для налаживания аппаратуры, содержащей ТТЛ или КМОП микросхемы серий К155, К555, К176, К561 и других. Генератор выполнен на микросхеме DD1. Частотно-зада-ющая RC-цепь состоит из одного резистора R1 — R3 и одного конденсатора С2 — С12. Переключателем SA1 устанавливают множитель 1, 10, 100 для периода или 1, 0,1, 0,01 —для частоты. Ступенчатое изменение периода следования от 10 мс до 1 с или частоты повторения от 1 Гц до 100 кГц осуществляют переключателем SA2. Параметры RC-цепи выбраны так, что каждое новое значение периода или частоты отличается от предыдущего примерно в 3 раза. Индикация работы генератора осуществляется светодиодом HL1, который вспыхивает в паузах между импульсами. Генератор потребляет ток до 12 мА от источника напряжением 5 В и 35 мА — при напряжении 12 В. 106 С2 SAZ ,8° DAI КР1006ВИ1 сз 680 Г4 2200 R5 IK С! 0,1 мк [и в,8мк^!6В С12 22мк*!6В С5 JS-6800 -L-Л сз XS3 выхов Х54' L Jill СВ 9,22т 0,68мк ao~V г/zF 2,2мк' „Юмкс „33" „100" „330" „1мс" „3J" „/О” „33” „100"„330" „1с" Рис. 3.1. Принципиальная схема генератора импульсов В конструкции использованы резисторы МЛТ-0,25. Конденсаторы Cl --С7 —типа КМ, КЮ-7В; С8 и С9 - К73-17; С1 — С12 — К52-1, К53-1а. Светодиод может быть любого цвета свечения типа АЛ102, АЛ307 или АЛ310. Галетные переключатели на 3 и 11 положений могут быть типа ПГК, ПГ-39ш или ПГ-15. Печатную плату (рис. 3.2) изготавливают из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Весь генератор помещают в корпус размерами 130 X 65 X 48 мм. Его можно склеить из пластин полистирола подходящего размера или спаять из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Рис. 3.2. Рисунок проводников (а) генератора импульсов и расположение деталей (б) иа плате 107 Генератор импульсов настолько прост по схеме, что при правильной установке исправных деталей на плату после монтажа никакого налаживания он не потребует. Лишь в отдельных случаях емкость какого-либо конденсатора (скорее всего, С11 или С12) может значительно отличаться от номинальной, что вызовет слишком большую погрешность установки частоты или периода повторения импульсов на этом пределе. Естественно, такой конденсатор следует выявить и заменить. Индикаторы логических состояний Отлаживая цифровые устройства, собранные на интегральных микросхемах, нередко возникает необходимость одновременной проверки логических уровней сразу в нескольких точках схемы. Обычно используют логический пробник или осциллограф с открытым входом и последовательно проверяют все интересующие точки. Но так можно поступать, если устройство находится в статическом режиме, т. е. за время исследования логическое состояние остается неизменным. А как быть, если оно меняется? Если изменения происходят не чаще 2—3 раз в секунду, то очень удобно вести контроль за работой устройства с помощью одного из предлагаемых индикаторов логических состояний. При более высоких частотах лучше воспользоваться осциллографом с восьмиканальным коммутатором, который описан ниже в этой главе. Индикаторы логических состояний имеют по восемь сигнальных входов и светодиодов, индицирующих логические уровни. Отличаются индикаторы лишь тем, что первый из них (рис. 3.3) предназначен для работы с устройствами, содержащими интегральные микросхемы ТТЛ логики. Поэтому и в самом индикаторе применены ТТЛ микросхемы серии К155. Второй индикатор (рис. 3.4) применим, если в исследуемом устройстве используются КМОП микросхемы. В каждом индикаторе использованы восемь логических элементов 2И-НЕ, включенных инверторами (микросхемы DD1, DD2), и восемь светодиодов HL1 —HL8. Если к одному из входов XS1 —XS8 подключена цепь, на которой имеется сигнал с уровнем логического 0, то на выходе соответствующего инвертора будет уровень логической 1 и светодиод светиться не будет. Если же, наоборот, на входе будет высокий уровень, то на выходе установится низкий и через светодиод потечет ток, вызывающий свечение. В сущности, инвертор служит буфером между исследуемой цепью и светодиодом. Резисторы R1 — R8 в схеме на рис. 3.3 и R9—R16 на рис. 3.4, включенные последовательно со светодиодами, служат для ограничения тока. Резисторы R1 — R8 в последней схеме служат для защиты входов микросхем 108 001.1 j \ 001.3 g ш*кПоок'— к 001-4 12ГГ UL2 АЛ301Б Ю ^L33"^ HL3 АЛ301Б s PIP .1.1k _ Sf HL6 АЛ301Б 11 mhzA К8 100К *— Q OS’ ИИ АЛ301Б HL8 АЛ301Б К быв. 14 001,002 1 К бы6.1001,002 «г-t 001,002 КП6ЛAl )(PZ & HL1 АЛ301Б 4 11 + — HL8 АЛ301Б ХР1 К выв. 14 001,002 —J общ. К вЫб-1 001,002 001,002 К155ЛАЗ АХ Рис. 3.3. Принципиальная схема ТТЛ индикатора логических состояний Рис. 3.4. Принципиальная схема КМОП индикатора логических состояний от электростатического пробоя. Через них наведенные заряды будут стекать в общий провод. Индикаторы логических состояний собраны на печатных платах (рис. 3.5 и 3.6) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Микросхему К155ЛАЗ можно заменить на К131ЛАЗ, К531ЛАЗП, К555ЛАЗ, а К176ЛА7 — на К561ЛА7, К176ЛЕ5, К561ЛЕ5. При таких заменах печатные платы никаких доработок не требуют, поскольку микросхемы имеют одинаковое расположение выводов. Светодиоды и индикаторы могут быть любого цвета свечения АЛ307 или АЛ102. Все резисторы — МЛТ-0,25. Если все детали исправны и при монтаже не были допущены ошибки, то индикаторы налаживания не требуют. 109 62 a KXS8 KXS6 KXPZ К XS J KXS! KXP! kKXSl \KXS5\KXS4\ КXSZ , ' Рис. 3.5. Рисунок проводников (а) и расположение деталей (б) на плате индикатора с ТТЛ микросхемами Рис. 3.6. Рисунок проводников (а) и расположение деталей (б) на плате индикатора с КМОП микросхемами Питание индикаторов производится от исследуемого устройства. Для микросхемы К155ЛАЗ потребуется, как обычно, напряжение 5 В, в то время как на К176ЛА7 можно подавать от 5 до 12 В. Обязательно точное значение напряжения должно быть равно значению напряжения питания исследуемого устройства. В гнездо XS9 включают отрезок изолированного провода длиной 15...20 см и соединяют его с общим проводом устройства как можно ближе к микросхемам. Такими же проводниками соединяют гнезда XS1 —XS8 с теми точками, где необходимо контролировать логические сигналы. Все неиспользуемые входы необходимо соединять с общим проводом. НО Восьмиканальный коммутатор логических уровней Отлаживая устройства, содержащие цифровые интегральные микросхемы, часто возникает необходимость одновременно контролировать сигналы в различных точках схемы. Для этого можно использовать двухканальный осциллограф, но он у радиолюбителя встречается крайне редко. Да и не всегда выручит — ведь каналов всего два. Зато очень полезной окажется довольно простая приставка к любому одноканальному осциллографу. Она позволяет одновременно наблюдать на экране до восьми осциллограмм. При этом луч рисует восемь линий, на которых располагаются сигналы, поступающие с каждого входа. Предусмотрено переключение, которое позволяет просматривать одновременно все восемь сигналов или по четыре. Синхронизация развертки осуществляется по входу внешней синхронизации осциллографа. Для этой цели можно использовать либо специальный сигнал, либо один из исследуемых. Все зависит от структуры и принципа работы исследуемого устройства. 779-7776 8,2к. /79 VTI КТ375Б f XS7 77/ 68к Г VT2 К7375Б 772 ВВк/р ’ X5Z М2 VT3 КТ375Б .3" VT4 /77375В 774 В8к к вые.кпо/.^ В03;ВыВ5ВВ2 ЯП Зк BD7 К755КП5 __5 __4 С2 0,033мк ХР7 +5В ,9' 'XS4 ' VT5 7773755 : „5, ----- . Д55 775 В8к XSB JF VT6 ‘77Т375Б 776 68к XS7 Т VT7 КТ375Б 777 Б 8к ^8778 В8к VT8 777375Б 2 Z7 а И. JL ю 1 / 2 3 4 5 В 7 8_ / 2 4 MS 77 ВЫ В. 7 ВО/,ВОЗ__ 8ЫВ.Ю ВВ2 R19 30 к 7720 Й 5,1 к И В03.4 9 V-C3 =£ 20 мк* *76В XP2~s XS11 918 Юк XSIO 7722 Юк ВВ2 77755ИЕ5 /-8я 7-4 SAI .5-8' ВВЗ К155ЛН1 С) ЮО 72____ ВВ3.6 Рис. 3.7. Принципиальная схема восьмиканального коммутатора логических уровней BB3.I BD3.Z BB3J 7721 20к Ы Ю_______J DB3.5 В И1 Рис. 3.8. Формирование линий на экране осциллографа Принципиальная схема восьмиканального коммутатора показана на рис. 3.7. Основу составляет мультиплексор на микросхеме DD1. Он имеет восемь информационных входов и один выход. Каждый вход подключается к выходу при смене адреса, поступающего на три адресных входа. Мультиплексор инвертирует входные сигналы, поэтому, чтобы сигналы со входа на выход проходили в первоначальном виде, по каждому входу установлен дополнительный инвертор на транзисторе. Всего их восемь — VT1 — VT8. Применение инверторов на транзисторах позволяет решить еще одну задачу: появляется возможность исследовать устройства, построенные как на ТТЛ, так и на КМОП микросхемах. Требуемый адрес вырабатывает адресный счетчик на микросхеме DD2. Использована та часть микросхемы, которая содержит трехразрядный двоичный счетчик с коэффициентом пересчета 8. На вход адресного счетчика поступает последовательность тактовых импульсов с частотой повторения 10... 13 МГц. Генератор импульсов построен на инверторах DD3.1 — DD3.3. По каждому тактовому импульсу двоичная комбинация с выходом адресного счетчика поступает не только на мультиплексор, но и на цифроаналогичный преобразователь (ЦАП), состоящий из инверторов DD3.4 — DD3.6 и резисторов R18— R22. На выходе ЦАП за восемь тактов образуется восемь уровней напряжения — «ступенек». Если на входах XS1—XS8 присутствуют низкие уровни, то эти «ступеньки» имеют вид, изображенный на рис. 3.8,а. При скорости развертки луча в осциллографе в несколько раз медленнее цикла счета (восьми тактов) все .«ступеньки» сливаются в восемь линий — рис. 3.8,6. 112 KXSH KXP! KXPRXSI0.5AI KXS9 vu f4' vrz R19 co °CI К SM a °dh R№ K°3o RID VT^°go^ not тк°за Ra О о О О О О O G—Г~~ <—< КП бо Э-С Рис. 3.9. Рисунок проводников (а) и расположение деталей (б) на плате восьмиканального коммутатора fto 30 Ю Ko 3Q Ш R!6 V7S*o Зо КН o-t=t~0R7 о бо о—СХЗ-О оУТУок о зо RI5 ° В В Ro о-г=ь-° RB о бо о—О-о °утв°а Если по какому-либо из входов появляются импульсы, то они соответственно появляются и па одной из линий на экране. Максимальная частота повторения входных сигналов составляет 200...300 кГц. Чем ниже эта частота, тем большим числом точек отображается сигнал, а значит, и с большей достоверностью. В положении переключателя SA1, показанном на схеме, на экране образуются все восемь линий. Если его переключить в среднее или нижнее положение, то на экране останутся четыре верхние или четыре нижние линии. Согласитесь, что это удобно, если необходимо или укрупненно рассмотреть соседние сигналы, или если вообще число входных сигналов не превышает четыре. Рисунок печатной платы показан на рис. 3.9. Все резисторы могут быть типа МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, транзисторы — КТ315, КТ312 с любым буквенным индексом. Конденсаторы С1 и С2 — КЮ-7В, а СЗ — К50-16. Микросхемы можно заменить аналогичными из серий К555 или К531. Питание коммутатор получает от исследуемого устройства или от отдельного источника напряжением 5 В. Потребляемый ток не превышает 100 мА. К контрольным точкам исследуемого устройства коммутатор подключают проводниками небольшой 113 длины с однополюсными вилками на концах. Их включают в гнезда XS1 — XS8. Гнездо XS9 соединяют с общим проводом. К нему обязательно следует также подключать все неиспользуемые входы. Правильно собранный коммутатор обычно начинает работать сразу. Просматривая изображение на экране осциллографа необходимо обратить внимание на расстояния между соседними линиями. Если они разные, то придется изменить величину сопротивления одного из резисторов R20 — R22 в цифроаналоговом преобразователе. Для этого временно вместо него включают подстроечный резистор подходящего типа и номинала, а после подстройки измеряют его значение. Подбирают постоянный резистор и впаивают его вместо подстроечного. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Расчет элементов ослабляющих звеньев ступенчатого аттенюатора Расчет сопротивления резисторов П-образных ослабляющих звеньев (рис. 2,а) производят по формулам [2]: pi 7 Ю°-05А + 1 . 1 q0>05- А _ [ » do = 7. R1(1Q°O5A — 1) К Z 4- R1 Для расчета элементов Т-образных ослабляющих звеньев (рис. 2,6) используют следующие формулы: Rl == Z 100,05А _ ] 1оО.О5. А . Р9______Rl + Z 100.05А_, В этих формулах: R1 и R2— элементы звеньев, Ом; Z — собственное сопротивление звеньев аттенюатора (50 или 75 Ом); А — ослабление, вносимое звеном, дБ. Для проведения расчетов обычно применяют микрокалькулятор. Если требуется рассчитать номиналы для большого числа звеньев с разными значениями ослабления, то лучше использовать персональный компьютер. Подойдет компьютер как промышленного изготовления, так и самодельный, например «Микро-80» или «Радио-86РК». Программы на языке Бейсик имеют следующий вид: 114 10 REM П-ОБРАЗНОЕ ЗВЕНО 20 INPUT «ОСЛАБЛЕНИЕ ДБ»; А 30 Z = 50 : Н = 75 40 В = 0.05 * А 50 С = 10 В 60 Rl = Z * (С+ 1) / (С — 1) : Pl = Н * (С + 1)/(С- 1) 70 PRINT «RI =»; Rl, PI 80 R2 = Z * Rl * (C — I) / (Z + Rl) : P2 = H * Pl * (C— -1) I (H + Pl) 90 PRINT «R2=»; R2, P2 100 GOTO 20 10 REM Т-ОБРАЗНОЕ ЗВЕНО 20 INPUT «ОСЛАБЛЕНИЕ ДБ»; A 30 Z = 50 : H = 75 40 В = 0,05 * A 50 C= 10 Л В 60 Rl = Z * (C — 1)/(C + 1) : Pl = H * (C — I)/(C + 1) 70 PRINT «Rl = »; Rl, Pl 80 R2 = (Rl + Z)/(C — 1) : P2= (Pl + H)/(C — 1) 90 PRINT «R2 = »; R2, P2 100 GOTO 20 Программы обеспечивают диалоговый режим общения компьютера с пользователем. На запрос «ОСЛАБЛЕНИЕ ДБ?» вводят требуемое значение величины А, и на экране практически мгновенно появляются расчетные значения номиналов резисторов R1 и R2 для аттенюаторов сопротивлением 50 и 75 Ом. В табл. П-1 приведены результаты вычислений для значений ослабления от 1 до 32 дБ. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Перевод отношений напряжения, тока и мощности в децибелы В радиотехнике для упрощения расчетов часто используют логарифмические величины отношений напряжения, тока и мощности — децибелы. Для отношений напряжения и тока используют формулы дБ = 20 1g гу-'; дБ = 20 1g-!' , для мот-p. U2 *2 пости — дБ = 10 1g —. Значения, вычисленные по этим формулам, приведены в табл. П-2. Для получения других значений относительных уровней децибелы складывают или вычитают, а отношения — умножают или делят.. Например, 13 дБ = = 10 дБ 4- 3 дБ, а соответствующее отношение значений напряжений: 0,3102 X 0.7079 = 0,2238. Это же можно представить и иначе: 13 дБ = 20 дБ — — 7 дБ, а 0,1000 : 04467 : 0,2238. Таблица П-1 Ослабление, дБ П-образное звено Т-образное звено 50 Ом 75 Ом 50 Ом 75 Ом RI, Ом R2, Ом Ri, Ом R2. Ом RI. Ом R2, Ом RI, Ом R2, Ом 1 869,55 5,77 1304,32 8,66 2,87 433,34 4,31 650,00 2 436,21 11,61 654,32 17,42 5,73 215,24 8,59 322,86 3 292,40 17,61 438,60 26,42 8,55 141,93 12,82 212,89 4 220,97 23,84 331,46 35,77 11.31 104,83 16,97 157,24 5 178,49 30,40 267,73 45,60 14,01 82,24 21,01 123,36 6 150,48 37,35 225,71 56,03 16,61 66,93 24,92 100,40 7 130,73 44,80 196,09 67,20 19,12 55,80 28,68 83,70 8 116,14 52,84 174,21 79,27 21,52 47,31 32,29 70,96 9 104,99 61,59 157,49 92,38 23,81 40,59 35,72 60,89 10 96,25 71,15 144,37 106,7 25,97 35,14 38,96 52,70 11 89,24 81,66 133,87 122,5 28,01 30,61 42,02 45,92 12 83,55 93,25 125,32 139,9 29,92 26,81 44,88 40,21 13 78,85 106,1 118,27 159,1 31,71 23,57 47,56 35,35 14 74,93 120,3 112,39 180,5 33,37 20,78 50,05 31,17 15 71,63 136,1 107,44 204,2 34,90 18,36 52,35 27,54 16 68,83 153,7 103,25 230,7 36,32 16,26 54,48 24,39 17 66,45 173,5 99,67 260,2 37,62 14,41 56,43 21,62 18 64,40 195,4 96,60 293,2 38,82 12,79 58,23 19,19 19 62,64 220,0 93,96 330,0 39,91 11,36 59,87 17,05 20 61,11 247,5 91,67 371,3 40,91 10,10 61,36 15,15 22 58,63 312,8 87,94 469,2 42,64 7,99 63,96 11,99 24 56,74 394,6 85,10 592,0 44,06 6,33 66,09 9,50 26 55,28 497,6 82,91 746,3 45,22 5,02 67,84 7,54 28 54,15 626,9 81,22 940,5 46,17 3,99 69,26 5,98 30 53,26 789,8 79,90 1184 46,93 3,16 70,40 4,75 32 52,58 994,6 78,86 1492 47,55 2,51 71,32 3,77 116 Таблица П-2 и,. I, СГа’ 47 s' U!; 1| < 12 /Л дБ р, Р7 Р, > Р2 U|. 1| U2’ То U, > U2; 1! > 1,0000 1,0000 0 1,0000 1,0000 0,9886 0,9772 0,1 1,012 1,023 0,9772 0,9550 0,2 1,023 1,047 0,9661 0,9333 0,3 1.035 1,072 0,9550 0,9120 0,4 1,047 1,096 0,9441 0,8913 0,5 1,059 1,122 0,9333 0,8710 0,6 1,072 1,148 0,9226 0,8511 0,7 1,084 1,175 0,9120 0,8318 0,8 1,096 1,202 0,9016 0,8128 0,9 1,109 1,230 0,8913 0,7943 1,0 1,122 1,259 0,7943 0,6310 2,0 1,259 1,585 0,7079 0,5012 3,0 1,413 1,995 0,6310 0,3981 4,0 1,585 2,512 0,5623 0,3162 5,0 1,778 3,162 0.5012 0,2512 6,0 1,995 3,931 0,4467 0,1995 7,0 2,239 5,012 0,3548 0,1259 9,0 2,818 7,943 0,3162 0,1000 10,0 3,162 10,000 0,1000 0,0100 20,0 10.000 100,00 0,0316 0,0010 30,0 31,620 1000,0 0,0100 0,0001 40,0 100,00 10000,0 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Расчет мощности, выделяющейся в нагрузке Расчет мощности в нагрузке (эквиваленте антенны) в зависимости от приложенного напряжения удобно производить по приведенной выше формуле, используя персональный компьютер. Программа на языке Бейсик имеет следующий вид: 10 REM ВЫЧИСЛЕНИЕ МОЩНОСТИ 20 PRINT «МОЩНОСТЬ В НАГРУЗКЕ» 30 PRINT «О», «Р (5 0 0м)», «Р (75 ОМ)» 40 FOR U = 0 ТО 20 0 STEP 1 50 PRINT: PRINT U, UA2/5 0, U А 2/75 60 NEXT U 70 STOP Границы изменения напряжений и шаг заложены в программном цикле, записанном в строках 40—60. В данном случае расчет производится для напряжений, изменяющихся от 0 до 200 В через 1 В. Однако при необходимости шаг, а также начальные и конечные напряжения можно изменить 117 Программа на экране дисплея «распечатывает» таблицу, состоящую из трех колонок напряжение, мощности для нагрузки сопротивлением 50 и 75 Ом. В табл. П-3 приведены результаты расчета по приведенной выше программе. Таблица П-3 Напряжение. В Мощность. Вт Напряжение, В Мощность, Вт Напряжение, В Мощность, Вт RH« 50 Ом RH= 75 Ом !?„= 50 Ом R„= 75 Ом R„= 50 Ом R„=75 Ом 1 20 мВт 13 мВт 43 36,98 24,65 85 144,5 96,33 2 80 53 44 38,72 25,81 86 147,92 98,61 3 180 120 45 40,5 27,0 87 151,38 100,92 4 320 213 46 42,32 28,2 88 154,88 103,25 5 500 333 47 44,18 29,45 89 158,42 105,61 6 720 480 48 46 08 30,72 90 162,0 108,0 7 980 650 49 48,02 32,01 91 165,62 110,41 8 1,28 Вт 0,85 Вт 50 50,0 33,33 92 169,28 112,85 9 1,62 1,08 51 52,02 34,68 93 172,98 115,32 10 2,0 1,33 52 54,08 36,05 94 176,72 117,81 11 2,42 1,61 53 56,18 37,45 95 180,5 120,33 12 2,88 1,92 54 58,32 38,88 96 184,32 122,88 13 3,38 2,25 55 60,5 40,33 97 188,18 125,45 14 3,92 2,61 56 62,72 41,81 98 192,08 128,05 15 4,5 3,0 57 64,98 43,32 99 196,02 130,68 16 5,12 3,41 58 67,28 44,85 100 200,0 133,33 17 5,78 3 85 59 69,62 46,41 101 204,02 136,01 18 6,48 4.32 60 72,0 48,0 102 208,08 138,72 19 7,22 4,81 61 74,42 49,61 103 212,18 141,45 20 8,0 5,33 62 76,88 51,25 104 216,32 144,21 21 8,82 5,88 63 79,38 52,92 105 220,5 147,0 22 2,68 6,45 64 81,92 54,6! 106 224,7 149,8 23 10,58 7,05 65 84,5 56,33 107 228,98 152,65 24 11,52 7,68 66 87,12 58,08 108 233,3 155,5 25 12,5 8,33 67 89 78 59,85 109 237,6 158,4 26 13,52 9,01 68 92,48 61,65 110 242,0 161,3 27 14,58 9 72 69 92 22 63,48 111 246,4 164,3 28 15,68 10,45 70 98,0 65,33 112 250,9 167,3 29 16,82 11,21 71 100,82 67,21 ИЗ 255,4 170,3 30 18,0 12,0 72 103,68 69,12 114 259,9 173,3 31 19,22 12,81 73 106,58 71,05 115 264,5 176,3 32 20,48 13,65 74 109,52 73,01 116 269,1 179,4 33 21,78 14,52 75 112,5 75,0 117 273,8 182,5 34 23,12 1541 76 115 52 77,01 118 268,5 185,6 35 24,5 16,35 77 118,58 79,05 119 283,2 188,8 36 25,92 17 28 78 121 68 81,12 120 288,0 192,0 37 27,38 18,25 79 124,82 83,21 121 292,8 195,2 38 28,88 19,25 80 128,0 85,33 122 297,7 198,5 39 30,42 20,28 81 131,22 87,48 123 302,6 201,7 40 32,0 21,33 82 134,48 89,65 124 307,5 205,0 41 33,62 22,41 83 137,78 91,85 125 312,5 208,3 42 35,28 23,52 84 141,12 94,08 126 317,5 211,7 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Реактивные сопротивления (Ом) Таблица П-4 1 кГц 10 кГц 100 кГц 1 МГц 10 МГц 100 МГц 1000 МГц 1 пФ 10 пФ 100 пФ 1000 пФ 0,01 мкФ 0,1 мкФ 1 мкФ 10 мкФ 100 мкФ 159Х 10s 15.9ХЮ3 1.59X103 159 15,9 1,59 Е 159X103 15,9Х 103 1,59X10’ 159 15,9 1,59 0,16 мкостное 159Х 10s 15,9X103 1,59Х 103 159 15,9 1,59 0,16 сопротивл 159Х Ю3 15.9Х Ю3 1,59X103 159 15,9 1,59 0,16 ение 15,9Х Юэ 1.59Х 103 159 15,9 1,59 0,16 1,59Х Ю3 159 15,9 1,59 0,16 159 15,9 15,9 0,16 Индуктивное сопротивление 1 мкГн 10 мкГн 100 мкГн 0,63 0,63 6,28 0,63 6,28 62,8 6,28 62,8 628 62,8 628 6,28Х 10s 628 6.28Х 103 62,8Х103 6,28 X Ю3 62,8 X Ю3 628 X Ю3 1 мГн 6,28 62,8 628 6,28Х 103 62,8Х Ю3 628Х 103 6,28 X Ю6 10 мГн 100 мГн 1 Гн 10 Гн 62,8 628 6.28Х 103 62,8Х 10s 628 6.28Х103 62,8Х 103 628Х Ю3 6,28 X 103 62,8Х Ю3 628Х Ю3 6,28Х 106 62,8Х Ю3 628X103 6,28Х Ю6 628 X Ю3 6,28Х 106 6.28Х Ю6 Пример 1. Определить реактивное сопротивление конденсатора емкостью 30 пФ на частоте 10 МГц. Если конденсатор емкостью 10 пФ имеет на этой частоте сопротивление 1,59 кОм, то конденсатор в 30 пФ будет иметь сопротивление в 3 раза ниже: 1590 : 3 = 530 Ом. Пример 2. Чему равно индуктивное сопротивление дросселя в 100 мкГн на частоте 2,5 МГц? Вычисляем: 628 X 2,5== 1570 Ом. 119 ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Условные графические обозначения и расположение выводов микросхем и транзисторов КП8 КП9^ КП10 ТВК ГМ2 ИЕ5 РУБ PMI ИР8 Рис. П-1. Серия К134 ЛА1.ЛАВ, ЛА1.ЛИВ ЛА2 гЛ 4 & 6 4 & ЛЛ1,ЛАЗЛА9 ЛА1РЛА13 7 11 4 6 1 H & 12 ЛА8 гЛ & 21 ЛР! -Л- ЛРЗ 9 R 2 * , 8 r 9 8 ИЕ2 co? к & 10 12 2 II 4 & 4 iT 6 8 8 & 4 4 & 6 83 2 &1 51 ЛР4 -3^ JI7 Ml 15 £-b & . 10 ar&l 72 2& & i 8 3S & 2 8 «?& 8 ic 4s 2® 4R9 12 I 8 KI 2 4 S'1 = Й -Й -de Jr ИЕ4 J5 CT2 ~W IZZ ЛА4, ЛА10.ЛИЗ ИЕ5 J5 4 8 тт 4 s E 'l,3\ 2' KI J й ' H R 8 mH 15 Д® TM5 TM7 тт QI 2 г1 01 Ct Z С2 12 !3 02 С2 i 03 СЗ 13 9_ 8 Г 03 0 03 Чч 94 1 W дз м к п, п J6 15 к /<7 Ш ЛРИ & nr TB9 8 и 14 4 3 5 3 С К R Q Q 1 «о 1’^»'^*: [ йс 1 Q Q 5 8 9 М3 \Z4 0 1 2 3 4 о 1 II i a z DC 7 E 7 a 4 TO T 4 20_ в ^0 В 57 •иг A -8 mr d£ // g 5| JIf TM2 & A В m ИЕГ Д-, m № № ИЕ6 \ie /2 2 4“ 87- jtm fa 08 Ю -8 »]r 5 H O' £ 6 I !2 в 2S 1& nr И £ n^ АГЗ АП &о ц. !& 4 ч ж R 1 2 В KI 9 1t J 6 с -А * R 0 Q' С RC А а Q' 4 13 ЛИ1 Г-Щ & 5 j & 6_ £ & 7J 1J_ TBIO 4 3 S 3 С К S J с 8 5 о 6 :S. Q TB/I » It J | <) | Се | 0 Q' 5 J R R 0 Q £ 9 to ИЕ16.ВЕП US QI К 3lw L~r 4-C •4V2 4 й ^24 и 11 13 12 II П? p- Ml 'i ,2. 6_ .7, /if Г-Л-P/f72 02 № TBi Л т OS c *R S1 и 14 2 4~ 8 — j- 'Iе TO К 2 8 6 nr *8 nr l'R 3c_ •s г 4 77 12 g ю 0 c s T s 6 s_ 8 ЛШ-ЛИ5 114 Д/U зтк зтй И~ПД !L~rW гтЦ BP! |I4 P-C2 22 \w. b'l 1 2 7 ЛЕ!,ЛЕ5 j 5 I 4 13 2 12 4- ПГ 8^ РУ2 |tf 02 ,z® -94 7? Tl f/2 C21 03s- «2 ПГ cm j» ЛП5 7 4 М2 3 3 ИЕ9--гЛ CT, CT* 8' 2 ir 2 I I Ю 13 llw ?6Z -03 6 3]W2 6_ B- w В Рис. П-2. Серии к.130, К131, К133, К136, К155, К158, К530, К533, К555 k-c 9<~ %. C 12 o'J- m 7» I a 21 ll 2 £ Г. 01 1 f 1 ?,SZ . s 2 a я 3 ? 9l\ ОНИ n ДЕ. Izi я я Я о _// 11 .9 I --S 0 3 3 9 l-LH Til nr „ zk] I £ о 8 si W a 3 Я wF 63И rF ZHd 01 ll У IL a я f 2 d|( 9/1 W// 31 ano ZE Я T!l ЗЗИ B jj: 9V z/ gv SV vt £V zv IV JE Zi i 30 /27// 8Ti I cgHH£g(t»siii HU-ZHU L177 _ 2 2 «F BW 9 £i Я1_____ « Ti______ S 7_______; S T\______ It 7_______ zi -r. ai\ ZHlf IHlf .si .a :oi .1 .7 я яГ IHlf г/ 1Й je 'из «I НИ ДЕ £ Sil $ wi w 11 2C\ tO 01 Ti 21 Я я si 7^ 2 w /Зё ISL Wt !«? w «T к 4 /♦ л 01 2 Я ’I 9f/to 9/1 гэи Л за la 1? w ш 23 40 а at___1й 9 "M £H1 да1 !Q1 ' ±.2 S. / I jTF J-S 2 I 12 21 s L «Г wl 0131/ 8W'93lf LW'SZlf в ,xm 5 J* ft £ w >A s/F ZOU в ci1. It, s '.9 7sh? \19 9 a s a £ IJlf ЛЕ, a 0 в L 0 1 О_ 3 J fl? 0 i’ll ’ ZN1 31 0 1 !H1 8 £/ а «1 i a я wF ZlUlf Я Uf Ш1____9 -4 2 1 . Zl ZUU Hlf ИЕН ^03 ^04 ^Рс 75 £_ IJ_ а 2 д L — ИЕ12 110 072 CJQ ьо— 4 S] -\пг ИЕ18 ив Г37 12г П'г д 'А /J RI О !± = г» ?•» 1 и. 5 П 72 VI к B-R ^1 6; ИЕ13 Д4-, А в с п 0. \аг7 м~ w ? -15 i ю с 'Hr И£.!Б гяЙ ро U ^912 2®4 J®, В а w DI 4/ ИР2 . RE I I 4 8 й® 2 Е вг RC, г 4 8 5 ,4 3 ;2 и Ц И ;l г ИЕ14 \№ е. а м _9 S □г ЛП1 КП2 r^r MX IJ ГР2 де SlxilMx а „о «г _з /г BZ и" £ С G □Г 3 2 4 6 3. г. 01 • Bi ю ^к ®р 2 R 4 т 1J ИЕЗ Рис. П-3. Серии К164, К176, К561, К564 03“ к КП! .Д«.„ ИП2 Д5- □f ИД', 00 д» 91 !5 Til. IF is 4Г й ИР9 -гД f RE 01 02 ^04 r*P£ ИД2 де QI £ 02 03-04%- 01 т?вз п 14 2 14 пс ИД5 1И-. KTLA 1 а Вх/бых , Вых/Вх Al £ 2 ’"bl, fi,Z 4 BH&IX 8 fi Вых/бх 4J н ВХ!ЪЫХ W Вых/Вх А4 ~а^-«г с о е f % g в г КТ20! кггоз КТ208 \о V КТ325 КТ340.КТ342.К1343 КТЗО.КТЗбГКШ. KT3I02.KT3IH rtTb\ ( о „ о) к® У KJZ08>^ КТ301, KT3I2 (° б ° X. о J 81308 031 Б, \iaj 0355,83368 03127, КТЗ128 KT3J9A (“Wgi /^ктзздАм (pop) КТ1П (° е'°) 4ZzT-x 6Т^- ОБО!, ТГЗ\ ктбоз, г к °) КТ604, КТ605, 0608, ОБИ /^з\ ( К б] \о о/ КТбЗО,КТБЗЗ, КТ635.КТ928 (ГТ=5 Н*- 11_М КТЗ!5,КТЗб1 0345,0373 КТ209, ктзю! terj) КТЗБ8АМ, БМ KT310ZAM-EM КТ592,КТ?03 3Б КТ351 /Юк\ W 0309 \£) ГТ109,ГТЗЮ ГТ322,П328, ГТ34Б ПЙ иж? ГТ329, ГТЗЗО, ГТ362, ГТ341 О ГТ403 8з~^\ [о о\ ГТ402,ГТ404 ктзтг, KTJ3i,^r ктяш u ГТ383 KT382, KT3I20 КТЗЮ9 KT80I /э (° 6 j ГТ806, 1T8I3, IT90I, ГТ905,ГТ906 KT80Z, КТ803, КТ805, КТ808,КТ809, КТ902, КТ903, КТ908 /о^\ ( л Ч П2Ю, П601, П602 КТ912 О ш О КЗ К626, КТ829 KT9Z8,KT935 КТ8О7 КП9ПЗ КП905,КП907 &). TO \^o M \^ол/ nZrrfinn’ КУ6О7,ПУБ/2 l Или (и ЧЛ 6? € 1 О О1 f б V 3 ) \ и 1 КП901.КП902 КП 9 04 О V у КТБ0 б, КУ904, 11* КУ907.КУ974. КУ90. КУ921 Уз 1 КУ67О, М КУ9П, <^0^> КУ973, Tfr тозппозкж, КТ920.К7922, КУ818,КУ819,КУ82Б, КУ925.КУ934, КУ8ПК7&МШ КУ939, КУ9Б2 КУ932, КУ945 3 0 3 . В КУ930,КУ937, КУ978.КУ937 КУ958.КУ9Б0 п-f=-5 , F , л A t . (° 1 (о^Пс 1 И» 4/) 11—1=С ад» ЧУ KT3Z6 КП302,К л J кпзо пзоз. 1 КП304 КПЗ 13 № u* КУ979.КУ938 кТБ40 КУ814~КУ819,К1837, г КУ943, КТ372,КТ6О7АМ, А 14 2 It 34 Ю 7 9 1 11 1 II j 14 13 12 11 10 3 8 1 l| J 1' КТБ02АМ,КУ604АМ,КУ605А14 г КУБКАМ, КУ644.КУ646, 1 ilil lyyyy 1 КУБ39, КУ940, КТ967, 3 КТ9Б9 к 0 13 12 5 6 К7НУББ1 1 2 3 4 5 6 7 К7НУ257, KTC622 2 3 6 7 9 10 13 14 1 II II II 1 2\ |g 1 м му у 1/ Ij IS 42 КУС 673 41 |g К1НУ159, KTC3103 Рис. П-4. Транзисторы Л итератуpa 1. Панин Н. Переменные аттенюаторы и их применение.— М., Энергия, 1971. 2. De Maw D. ARRL Electronics Data Book. ARRL, Newington, 1976. 3. Скрынник В. Ступенчатый аттенюатор.— Радио, 1984, Ns 5, с. 21. 4. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств /М. К. Белкин, В. Т. Белинский, Ю. Л. Мазор, Р. М. Терещук.— Киев, Выща школа, 1988. 5. В помощь радиолюбителю. Выпуск 28.— М., ДОСААФ СССР, 1969. 6. Hull G. Filter Systems for Multitransmitter Amateur Station.— QST, 1983, Ns 7, p. 28—31. 7. Скрипник В. Измеритель выхода.— Радио, 1984, Ns 12, с. 17. 8. Hayward W., De Maw D. Solid State Design for the Radio Amateur. ARRL, Newington, 1977. 9. Поляков В. О реальной селективности КВ приемников.— Радио, 1981, Ns 3, с. 18—21, № 4, с. 21—22. 10. Дроздов В. Любительские КВ трансиверы,—М., Радио и связь, 1988. 11. Лаповок Я. Базовый приемник КВ радиостанции.— Радио, 1978, Ns 4, с. 19—23. 12. Лаповок Я- Я строю КВ радиостанцию.— М., ДОСААФ СССР, 1983. 13. Степанов Б., Шульгин Г. Анализатор спектра передатчика.— Радио, 1983, Ns 9, с. 17—21. 14. Инструкция о порядке регистрации и эксплуатации любительских приемно-передающих радиостанций.— М., ЦРК ДОСААФ СССР, 1986. 15. Беньковский 3., Липинский Э. Любительские антенны коротких и ультракоротких воли.— М., Радио и связь, 1983. 16. Шульгин Г. Двухтональный генератор.— Радио, 1981, Ns 4, с. 18—19. 17. Бунимович С., Яйленко Л. Техника любительской однополосной связи,— М„ ДОСААФ СССР, 1970. 18. Мартынов В., Селихов Ю. Панорамные приемники и анализаторы спектра.— М., Советское радио, 1980. 19. Балонов И. Об использовании ТВК в блоке питания.— Радир, 1984, Ns 7, с. 38. ОГЛАВЛЕНИЕ Введение........................................................... 3 Глава 1. Приборы для налаживания и измерения параметров радиоприем--ной аппаратуры .... 5 Ступенчатый аттенюатор . . 5 Калибратор шкалы настройки 8 Высокочастотные генераторы шума . 11 Генератор высокочастотных сигналов 16 Генератор качающейся частоты . . 28 «Динамика» — прибор для измерения двухсйгнальной избира тельности коротковолновых приемников........................ 39 Глава 2. Приборы для налаживания и контроля параметров радиопередающей аппаратуры ...... 54 Поглощающий измеритель мощности ... 54 Измеритель проходящей мощности и КСВ . . . . 58 Двухтональный генератор ... . .66 Гетеродинно-цифровой частотомер . 71 Анализатор спектра . . . . . . 83 Приставка к частотомеру для измерения индуктивности .... 102 Глава 3. Приборы для налаживания цифровых устройств приемной и передающей аппаратуры . 106 Генератор импульсов 106 Индикаторы логических состояний 108 Восьмиканальный коммутатор логических уровней . . ... 111 Приложение 1. Расчет элементов ослабляющих звеньев ступенчатого аттенюатора .... 114 Приложение 2. Перевод отношений напряжения, тока и мощности в децибелы ......................................................... - 116 Приложение 3. Расчет мощности, выделяющейся в нагрузке 117 Приложение 4. Реактивные сопротивления 119 Приложение 5. Условные графические обозначения и расположение выводов микросхем и транзисторов . 120 Литература......................................................... 126 Издание для досуга Скрыпник Владимир Андреевич ПРИБОРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ и НАЛАЖИВАНИЯ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ АППАРАТУРЫ Художественный редактор Т. А. Хитрова Технический редактор 3. И. Сарвина Корректор О. С. Назаренко ИБ № 5024 Сдано в набор 30.05.89. Подписано в печать 26.01.90. Г-43313. Формат бОХЭО'/щ Бумага офсетная. Гарнитура литературная. Печать офсетная. Усл. п. л. 8,0. Усл. кр.-отт. 8.31. Уч.-изд. л. 7,70. Тираж 200 000 экз. Заказ 9-145. Цена 65 к. Изд. № 2/п-527 Ордена «Знак Почета» издательство ЦК ДОСААФ СССР «Патриот» 129110, Москва, Олимпийский просп., 22. Книжная фабрика «Коммунист». 310012, Харьков, Энгельса, 11.