undefined

В измерительной лаборатории радиолюбителя обязательно должен быть источник низкочастотных электрических колебаний, т. е. генератор сигналов звуковой частоты (генератор 34). С помощью такого прибора можно не только ^аладить низкочастотный тракт радиоприемника или усилителя 34, но и снять амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), измерить номинальное входное Напряжение и коэффициент усиления. Генератор сигналов 34 можно также использовать для питания измерительных мостов переменного тока и для модуляции радиочастотных колебаний измерительных генераторов.

Описываемый здесь прибор представляет собой RC-генератор, вырабатывающий синусоидальные электрические колебания частотой от 25 Гц до 20 кГц. Для упрощения конструкции и облегчения работы с генератором весь диапазон частот разбит на три поддиапазона, в каждом из которых генератор вырабатывает сигналы шести фиксированных частот. В первом поддиапазоне эти частоты равны 25, 50, 75, 100, 150 и 200 Гц, а во втором и третьем — соответственно в 10 и 100 раз выше. Всего, таким образом, генератор вырабатывает сигналы 18 фиксированных частот.

Амплитуда сигнала на выходе генератора плавно регулируется от 0 до 1,5 В. С помощью ступенчатого делителя — аттенюатора — амплитуду выходного напряжения можно уменьшить в 10 и 100 раз. Неравномерность АЧХ генератора во всем диапазоне частот не более ±2 дБ, коэффициент гармоник не превышает 5%.

Питается генератор стабилизированным напряжением 9 В от блока питания лаборатории.

undefined

Принципиальная схема генератора сигналов 34 изображена на рис. 60. Он представляет собой двухкаскадный усилитель 34, охваченный цепями положительной и отрицательной обратных связей. В первом каскаде работают транзисторы VT1 и VT2, включенные по схеме составного транзистора, во втором — последовательной и параллельной. В зависимости от положения переключателей SA1 и SA2 в последовательную ячейку входят конденсаторы Cl, С2 или СЗ и резисторы R2 — R7, в параллельную — конденсаторы С4, Сб или С6 и резисторы R8 — R13. Обе RC-ячейки образуют плечи делителя переменного напряжения, снимаемого с нагрузочного резистора R15 транзистора VT3 выходного каскада. Напряжение с RC-ячеек подается в цепь базы составного транзистора VT1VT2. Этот делитель напряжения обладает частотно-избирательными свойствами, поэтому усилитель самовозбуждается на определенной частоте, которая зависит от емкости конденсаторов и сопротивлений резисторов, включенных в цепь положительной обратной связи.

В транзисторных генераторах сигналов 34 частоту колебаний обычно изменяют с помощью сдвоенного блока переменных резисторов группы Б, включенных в плечи делителя переменного напряжения. Однако сдвоенные переменные резисторы этой группы дефицитны, поэтому радиолюбителям приходится изготавливать их самим, объединяя в блоки одинарные резисторы. Задача эта не так проста, как может показаться на первый взгляд, так как сопротивление переменных резисторов может существенно отличаться от номинального значения и закон изменения сопротивления у них может быть существенно неодинаковым. Применение же блока переменных резисторов, в котором сопротивления секций изменяются неодинаково, приводит к неустойчивой генерации и даже срыву ее в отдельных участках диапазона частот.

В описываемом генераторе вместо сдвоенного переменного резистора применены наборы постоянных резисторов R2 — R7 и R8 — R13, включаемые полностью или частично в цепь положительной обратной связи переключателем SA1. Резисторы R2 и R8, R3 и R9 и т. д. подобраны попарно при налаживании. С одного поддиапазона на другой генератор переводят переключателем SA2, включающим в цепь положительной обратной связи конденсаторы С1 —СЗ и С4 — С6, также подобранные попарно (С1 и С4, С2 и С5, СЗ и С6) при налаживании. На принципиальной схеме генератора переключатели SA1 и SA2 показаны в положениях соответствующих частоте колебаний 25 Гц.

Цепь отрицательной обратной связи служит для уменьшения искажений формы выходного сигнала генератора. Напряжение этой обратной связи снимается с нагрузочного резистора R15 оконечного каскада и через конденсатор С7, резистор R17 и подстроечный резистор R16 подается в цепь эмиттера транзистора VT2 первого каскада.

Температурная стабилизация режима работы составного транзистора VT1VT2 осуществляется резисторами Rl, R8 и R16, причем резистор R8 входит и в частотозадающую цепь генератора. Напряжение смещения на базу транзистора VT3 снимается с коллектора составного транзистора. Для улучшения условий самовозбуждения на низших частотах резистор R18 в эмиттерной цепи транзистора VT3 зашунтирован конденсатором С8 большой емкости.

С нагрузочного резистора R15 оконечного каскада напряжение генератора подается через конденсатор С7 на переменный резистор R19, а с его движка — на гнезда XS2, XS3 и делитель (аттенюатор) выходного напряжения, составленный из резисторов R20 — R22. Сопротивления резисторов этого делителя выбраны с таким расчетом, чтобы напряжения на гнездах XS4 и XS5 стали равными соответственно 1/10 и 1/100 части от всего напряжения, поданного на делитель.

Следует' иметь в виду, что выходное напряжение делится в указанных соотношениях только в том случае, если сопротивление нагрузки (например, входное сопротивление усилителя звуковой частоты) значительно больше выходного сопротивления генератора.

Для контроля выходного напряжения предусмотрены гнезда XS1 и XS2, к которым можно подключить вольтметр переменного тока.

Конструкция и детали. Внешний вид генератора сигналов 34 показан на рис. 61, его конструкция и схема соединений деталей — на рис. 62, а разметка Передней стенки корпуса и монтажной платы — на рис. 63, а и б соответственно.

Конструкция и размеры корпуса, изготовленного из листового алюминиевого сплава АМц-П, точно такие же, как у авометра и измерителя RCL. На передней стенке закреплены переключатели SA1 и SA2, выключатель питания Q1, переменный резистор R19, монтажная плата и колодки с гнездами XS1, XS2 и XS3 — XS6. Для крепления переключателя SA1 и монтажной платы использованы П-образные кронштейны (рис. 64, а и б соответственно), изготовленные из листового алюминиевого сплава Амц-П толщиной 2 мм. На валик переключателя SA1 плотно насажена втулка с диском диаметром 80 мм (таким же, как в измерителе RCL), к которому приклеена бумажная шкала с надписями, сделанными в соответствии с рис. 65.

Все детали генератора, кроме резисторов R19 — R22, смонтированы на плате (см. рис. 63,6), изготовленной из гетинакса (можно применить текстолит, стеклотекстолит) толщиной 2 мм. Опорными монтажными стойками служат отрезки медной луженой проволоки, запрессованные в отверстия в плате. Два отверстия диаметром 3,5 мм предназначены для винтов крепления платы к кронштейнам, три отверстия диаметром 8,5 мм — для корпусов транзисторов, отверстие диаметром 10,5 мм—для втулки переменного резистора R16. Все соединения на монтажной плате выполнены медным луженым проводом диаметром 0,5 мм.

Резисторы R20 — R22 смонтированы непосредственно на контактах гнезд XS3 — XS6. Детали, установленные на передней стенке, соединены с монтажной платой гибким монтажным проводом МГШВ 0,14 мм2. Для соединения с блоком питания прибор снабжен двухпроводным шнуром со штепселями на конце.

undefined

undefined

В генераторе использованы следующие детали: переменные резисторы СП-I (R16 и R19), постоянные резисторы MJIT; конденсаторы МБГО (СЗ, С6), К40У-9 (С1, С2, С4, С5), К50-6 (С7 и С8); транзисторы МП41 (можно заменить на МП40, МП42) со статическим коэффициентом передачи тока h2ia = 60... „.80. Переключатель SA1—галетный на 11 положений (используются только &есть) и два направления (заводское обозначение 11П2Н), SA2 — также галетный, но на пять положений и два направления (5П2Н), выключатель Q1 — тумблер ТВ2-1.

Колодки с гнездами XS1, XS2 и XS3 — XS6 (конструкция их такая же, как в авометре и других приборах лаборатории), а также кронштейны переключателя SA1 и монтажной платы закреплены на передней стенке корпуса винтами М3 с потайными головками.

Надписи, поясняющие назначение органов управления и гнезд, выполнены тушью на полосках плотной бумаги белого и серого цветов и защищены от повреждений накладкой из прозрачного органического стекла толщиной 2 мм. Для ее крепления использованы гайки переключателя SA2, выключателя питания Q1, переменного резистора R19 и два винта М2Х4, ввинченные с внутренней стороны корпуса в резьбовые отверстия в накладке.

undefined

Налаживание. Генератор сигналов 34 является относительно сложным прибором, поэтому его целесообразно сначала смонтировать на макетной панели, полностью наладить и только потом перенести все детали на-монтажную плату.

Для облегчения налаживания генератора резисторы R2—. R13 и конденсаторы Cl —С6 частотозадающей цепи желательно подобрать попарно с помощью измерителя RCL. Указанные на принципиальной схеме номиналы этих деталей соответствуют стандартному ряду. Однако для получения сигналов заданных фиксированных частот сопротивления резисторов частотозадающей цепи должны быть равны: R2 и R8 — по 796 Ом, R3 и R9 — по 266 Ом, R4, R5, RIO, R11 — по 530 Ом, R6 и R12 — по 1,06 кОм, R7 и R13 — по 3,19 кОм. При подборе резисторов надо стремиться к тому, чтобы сопротивления парных деталей не отличались более чем на 1%.

Число фиксированных частот в каждом поддиапазоне можно увеличить, а значения частот выбрать другие. В этом случае общее сопротивление резисторов, включаемых в каждую ячейку частотозадающей цепи R2 — R7, R8 — R13, можно рассчитать по формуле R=l/2nfC. Так, чтобы настроить генератор на частоту колебаний 30 Гц, в каждую RC-ячейку необходимо включить резисторы общим сопротивлением R= 1/2-3,14-30-1 • 10-6=5,3 кОм (при СЗ=С6=1 мкФ).

undefined

Для налаживания прибора потребуются осциллограф и образцовый генератор сигналов 34, обеспечивающий на выходе напряжение синусоидальной формы в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. В крайнем случае источником напряжения образцовой частоты может быть электросеть (50 Гц).

Приступая к налаживанию генератора, переключатель SA1 устанавливают в положение «200» (по схеме — крайнее левое), переключатель SA2 — в крайнее правое положение, движок подстроечного резистора R16 — в нижнее (также по схеме), а переменного резистора R19 — в среднее положение. Выход генератора (гнезда XS3 и XS6) соединяют с входом «Y» осциллографа (рис. 66, а), а резисторы RI и R14 временно заменяют переменными резисторами сопротивлением 15...22 и 5,1...10 кОм соответственно. После этого включают питание и с помощью переменных резисторов R1 и R14 добиваются получения на экране осциллографа максимальной амплитуды выходного сигнала. Его форма при этом может значительно отличаться от синусоидальной. Для получения синусоидальной формы выходного сигнала подстроечным резистором R16 вводят отрицательную обратную связь. Если будет наблюдаться одностороннее ограничение синусоиды, то следует тщательнее подбирать сопротивления резисторов R1 и R14.

undefined

Далее генератор развертки осциллографа выключают, а на его вход «X» подают синусоидальное напряжение частотой 200 Гц от образцового генератора сигналов 34 (рис. 66, б). Если элементы частотозадающей цепи (резисторы R2 и R8 и конденсаторы СЗ, С6) выбраны правильно, то на экране осциллографа должно появиться изображение эллипса или прямой линии (рис. 67, е). Если же вместо этого на экране осциллографа будет виден светящийся прямоугольник, то, медленно изменяя частоту образцового генератора е ту или другую сторону от заданного значения (200 Гц), добиваются получения неподвижного изображения одной из названных фигур Лиссажу. Так определяют фактическую частоту колебаний налаживаемого генератора. После этого, подбирая резисторы R2 и R8, генератор настраивают на частоту 200 Гц. Для повышения частоты генерации сопротивления этих резисторов следует уменьшить, а для уменьшения частоты, наоборот, увеличить.

Подобрав резисторы R2 и R8, отключают образцовый прибор, включают генератор развертки осциллографа и проверяют форму выходного напряжения. Изменением сопротивлений временно включенных переменных резисторов R1 и R14 добиваются максимального значения и неискаженной формы сигнала, после чего их заменяют постоянными резисторами соответствующих сопротивле-,ний.

Если источником переменного напряжения образцовой частоты служит электросеть (например, переменное напряжение 4...6 В, снятое с вторичной обмотки понижающего трансформатора), то его подают на вход «X» осциллографа через конденсатор емкостью 4700...10 ООО пФ. В этом случае при правильной настройке генератора на экране осциллографа должна наблюдаться одна из фигур Лиссажу, показанных на рис. 67, б.

Настроив генератор на частоту 200 Гц, переключатель SA1 переводят в следующее положение («150 Гц») и, соответственно изменяя частоту образцового генератора, подбором резисторов R3 и R9 добиваются получения на экране осциллографа изображения эллипса или прямой линии (рис. 67, е). Аналогично настраивают генератор и на остальные частоты первого поддиапазона, подбирая резисторы R4 и R10 («100 Гц»), R5 и R11 («75 Гц») и т. д. Вид фигур Лиссажу для этих частот, полученных при использовании электросети в качестве источника образцовой частоты, показан на рис. 67, в — ж.

На втором и третьем поддиапазонах подбирают только конденсаторы С2, С5 (второй поддиапазон) и С1, С4 (третий поддиапазон) на одной из фиксированных частот. При калибровке частотой электросети подбирают конденсаторы С2 и С5 на частоте 250 Гц (переключатель SA1—в крайнем правом — по схеме— положении). Вид фигур Лиссажу для этого случая показан на рис. 67, а.

На третьем поддиапазоне калибровка частотой 50 Гц по фигурам Лиссажу невозможна из-за слишком большого отношения частот. Поэтому, если нет образцового генератора сигналов 34, приходится ограничиваться тщательным подбором емкости конденсаторов Cl и С4 с помощью измерителя RCL.

Подбирая резисторы и конденсаторы частотозадающей цепи, следует контролировать форму выходного напряжения налаживаемого прибора и при необходимости более тщательно корректировать ее подбором соответствующих элементов.