У вимірювальній лабораторії радіоаматора обовязково повинен бути джерело низькочастотних електричних коливань, тобто генератор сигналів звукової частоти (генератор 34) З прмощью такою приладу можна не тільки налагодити низькочастотний тракт радіоприймача або підсилювача 34, але і зняти їх амплітудно-частотну характеристику (АЧХ), виміряти номінальна вхідна напруга і коефіцієнт підсилення Генератор сигналів 34 можна також використовувати для живлення вимірювальних мостів змінного струму і для модуляції радіочастотних коливань вимірювальних генераторів

Описуваний тут прилад являє собою RC-генератор, що виробляє синусоїдальні електричні коливання частотою від 25 Гц до 20 кГц Для спрощення конструкції та полегшення роботи з генератором весь діапазон частот розбитий на три піддіапазони, в кожному з яких генератор виробляє сигнали шести фіксованих частот У першому піддіапазоні ці частоти рівні 25, 50, 75, 100, 150 і 200 Гц, а в другому і третьому – відповідно в 10 і 100 разів вище Всього, таким чином, генератор виробляє сигнали 18 фіксованих частот

Амплітуда сигналу на виході генератора плавно регулюється від 0 до

1,5 В За допомогою ступеневої дільника – атенюатора – амплітуду вихідної напруги можна зменшити в 10 і 100 разів Нерівномірність АЧХ генератора у всьому діапазоні частот не більше ± 2 дБ, коефіцієнт гармонік не перевищує 5%

Харчується генератор стабілізованою напругою 9 В від блоку живлення лабораторії

Принципова схема сигналів 34 зображена на рис 60 Він являє собою двохкаскадний підсилювач 34, охоплений ланцюгами позитивної та негативної зворотних звязків У першому каскаді працюють транзистори VT1 ​​і VT2, включені але схемою складеного транзистора, у другому – транзистор VT3, включений за схемою з загальним емітером Для поліпшення роботи генератора на нижчих частотах робочого діапазону застосована безпосередній звязок між каскадами

Ланцюг позитивного зворотного звязку, завдяки якій підсилювач перетворюється на генератор електричних коливань, складається з двох осередків: послідовною та паралельною Залежно від положення перемикачів SA1 і SA2 в послідовну осередок входять конденсатори Cl, С2 або СЗ і резистори R2-R7, в паралельну – конденсатори С4, С5 або С6 і резистори R8-R13 Обидві RC-осередки утворюють плечі дільника змінного напруги, що знімається з резистора навантаження R15 транзистора VT3 вихідного каскаду Напруга з RC-яч ^ йек подається в ланцюг бази складеного транзистора VT1VT2 Цей дільник напруги володіє частотно-виборчими властивостями, тому підсилювач самовозбуждается на певній частоті, яка залежить від ємності конденсаторів і опорів резисторів, включених в ланцюг позитивного зворотного звязку

У транзисторних генераторах сигналів 34 частоту коливань зазвичай змінюють за допомогою здвоєного блоку змінних резисторів групи Б, вклю

Рис 60 Принципова схема сигналів 34

Чепни в плечі дільника змінної напруги Однак здвоєні змінні резистори цієї групи дефіцитні, тому радіоаматорам доводиться виготовляти їх самим, обєднуючи в блоки одинарні резистори Завдання це не так проста, як може здатися на перший погляд, тому що опір змінних резисторів може істотно відрізнятися від номінального значення і закон зміни опору у них може бути істотно неоднаковим Застосування ж блоку змінних резисторів, в якому опору секцій змінюються неоднаково, призводить до нестійкої генерації і навіть зриву її в окремих ділянках діапазону частот

У описуваному генераторі замість здвоєного змінного резистора застосовані набори постійних резисторів R2-R7 і R8-R13, що включаються повністю або частково в ланцюг позитивного зворотного звязку перемикачем SA1 Резистори R2 і R8, R3 і R9 і тд підібрані попарно при налагодженні З одного піддіапазону на інший генератор переводять перемикачем SA2, що включає в ланцюг позитивного зворотного звязку конденсатори С1-СЗ і С4-С6, також підібрані попарно (С1 і С4, С2 і С5, СЗ і Сб) при налагодженні На принциповій схемі генератора перемикачі SA1 і SA2 показані в положеннях, які відповідають частоті коливань 25 Гц

Ланцюг негативного зворотного звязку служить для зменшення спотворень форми вихідного сигналу генератора Напруга цього зворотного звязку знімається з навантажувального резистора R15 кінцевого каскаду і через конденсатор С7, резистор R17 і підлаштування резистор R16 подається в ланцюг емітера транзистора VT2 першого каскаду

Температурна стабілізація режиму роботи складеного транзистора VT1VT2 здійснюється резисторами Rl, R8 і R16, причому резистор R8 входить і в частотозадающіх ланцюг генератора Напруга зсуву на базу транРіс 61 Зовнішній вигляд генератора

зістора VT3 знімається з колектора складеного транзистора Для поліпшення умов самозбудження на нижчих частотах резистор R18 в емітерний ланцюга транзистора VT3 зашунтірован конденсатором С8 великої ємності

З навантажувального резистора R15 кінцевого каскаду напруга генератора подається через конденсатор С7 на змінний резистор R19, а з його движка – на гнізда XS2, XS3 і дільник (атенюатор) вихідної напруги, складений з резисторів R20-R22 Опору резисторів цього дільника обрані з таким розрахунком, щоб напруги на гніздах XS4 і XS5 стали рівними відповідно 1/10 і 1/100 частини від всього напруги, поданого на дільник

Слід мати на увазі, що вихідна напруга ділиться у зазначених співвідношеннях тільки в тому випадку, якщо опір навантаження (наприклад, вхідний опір підсилювача звукової частоти) значно більше вихідного опору генератора

Для контролю вихідної напруги передбачені гнізда XS1 ї XS2, до яких можна підключити вольтметр

Конструкція і деталі Зовнішній вигляд генератора сигналів 34 показаний на рис 61, його конструкція і схема зєднань деталей – на рис 62, а розмітка передньої стінки корпусу і монтажної плати – на рис 63, а і б відповідно

Конструкція і розміри корпусу, виготовленого з листового алюмінієвого сплаву АМц-П, точно такі ж, як у авометра і вимірювача RCL На передній стінці закріплені перемикачі SA1 і SA2, вимикач живлення Q1, змінний резистор R19, монтажна плата і колодки з гніздами XS1, XS2 і XS3-XS6 Для креплепія перемикача SA1 і монтажної плати використані П-подібні кронштейни (рис 64, а і б відповідно), виготовлені з листового алюмінієвого сплаву АМц-П товщиною 2 мм На валик перемикача SA1 щільно насаджена втулка з диском діаметром 80 мм (таким же, як у вимірювачі RCL), до якого приклеєна паперова шкала з написами, зробленими відповідно до рис 65

Всі деталі генератора, крім резисторів R19-R22, змонтовані на платі (див рис 53,6), виготовленої з гетинаксу (можна застосувати текстоліт, склотекстоліт) товщиною 2 мм Опорними монтажними стійками служать відрізки мідної лудженої дроту, запресовані в отвори в платі Два отвори діаметром 3,5 мм призначені для гвинтів кріплення плати до

Рис 62 Конструкція і схема зєднань деталей генератора

Рис 63 Розмітка передньої стінки корпусу (а) і монтажної плати (б) генератора

Рис 64 Кронштейни кріплення перемикача SA1 (а) і монтажної плати (б)

Рис 65 Шкала генератора

кронштейнам, три отвори діаметром 8,5 мм – для корпусів транзисторів, отвір діаметром 10,5 мм – для втулки змінного резистора R16 Всі зєднання на монтажній платі виконані мідним лудженим проводом діаметром 0,5 мм

Резистори R20-R22 змонтовані безпосередньо на контактах гнізд XS3-XS6 Деталі, встановлені на передній стінці, зєднані з монтажною платою гнучким монтажним проводом МГШВ 0,14 мм2 Для зєднання з блоком живлення прилад забезпечений двухпроводним шнуром з штепселями на кінці

У генераторі використані наступні деталі: змінні резистори СП-Т (R16 і R19), постійні резистори MJIT конденсатори МБГО (СЗ, С6), К40У-9 (С 1, С2, С4, С5), К50-6 (С7 і С8) транзистори МП41 (можна замінити на МП40, МП42) зі статичним коефіцієнтом передачі струму Комерсант2\ Е == 60 .. 80 Перемикач SA1-галетний на 11 положень (використовуються тільки шість) і два напрямки (заводське позначення 11П2Н), SA2 – також галетний, але на пять положень і два напрямки (5П2Н), вимикач Q1-тумблер ТВ2-1

Колодки з гніздами XS1, XS2 і XS3-XS6 (конструкція їх така ж, як в авометра та інших приладах лабораторії), а також кронштейни перемикача SA1 і монтажної плати закріплені на передній стінці корпусу гвинтами М3 з потайними голівками

Написи, що пояснюють призначення органів управління і гнізд, виконані тушшю на смужках щільного паперу білого і сірого кольорів і захищені від пошкоджень накладкою з прозорого органічного скла товщиною 2 мм Для її кріплення використані гайки перемикача SA2, вимикача живлення Q1, змінного резистора R19 і два гвинти М2Х4, угвинчені з внутрішньої сторони корпусу в різьбові отвори в накладці

Налагодження Генератор сигналів 34 є відносно складним приладом, тому його доцільно спочатку змонтувати на макетної панелі, повністю налагодити і тільки потім перенести всі деталі на монтажну плату

Для полегшення налагодження генератора резистори R2-R13 і конденсатори Cl-С6 частотозадающей ланцюга бажано підібрати попарно за допомогою вимірювача RCL Зазначені на принциповій схемі номінали цих деталей відповідають стандартному ряду Однак для отримання сигналів заданих фіксованих частот опору резисторів частотозадающей ланцюги повинні бути рівні: R2 і R8-по 796 Ом, R3 і R9 – але 226 Ом, R4, R5, R10, R11-по 530 Ом, R6 і R12 – по 1,06 кОм, R7 і R13 – по 3,19 кОм При підборі резисторів треба прагнути до того, щоб опору парних деталей не відрізнялися більш ніж на 1%

Кількість фіксованих частот в кожному піддіапазоні можна збільшити, а значення частот вибрати інші У цьому випадку загальний опір резисторів, що включаються в кожну клітинку частотозадающей ланцюга R2-R7, R8-R13, можна розрахувати за формулою R = 1 / 2jtfС Так, щоб налаштувати генератор на частоту коливань 30 Гц, в кожну RC-вічко необхідно включити резистори загальним опором R = 1/2 · 3,14 · 30 · 1 · 10 ~6= 5,3 кОм (при СЗ = С6 == 1 мкФ)

Для налагодження приладу будуть потрібні осцилограф і зразковий генератор сигналів 34, що забезпечує на виході напруга синусоїдальної форми в діапазоні частот від 20 Гц до 20 кГц У крайньому випадку джерелом напруги зразкової частоти може бути електромережу (50 Гц)

Приступаючи до налагодження генератора, перемикач SA1 встановлюють у положення «200» (за схемою – крайнє ліве), перемикач SA2 – в крайнє праве положення, движок підлаштування резистора R1G – в нижнє (Також за схемою), а змінного резистора R19 – в середнє положення Вихід генератора (гнізда XS3 і XS6) зєднуються з входом «Υ» осцилографа (рис € 6, а), а резистори R1 і R14 тимчасово замінюють змінними резисторами опором 18 .. 22 і 5,1 .. 10 кОм відповідно Після цього включають харчування і за допомогою змінних резисторів R1 і R14 добиваються отримання на екрані осцилографа максимальної амплітуди вихідного сигналу Його форма при цьому може значно відрізнятися від синусоїдальної Для отримання синусоїдальної форми вихідного сигналу підлаштування резистором R16 вводять негативну зворотний звязок Якщо буде спостерігатися одностороннє

Рис 66 Схеми зєднання приладів при налагодженні генератора (а) і його калібрування (б)

обмеження синусоїди, то варто ретельніше добирати опору резисторів R1 і R14

Далі генератор вимикають, а на його вхід «X» подають синусоїдальна напруга частотою 200 Гц від зразкового генератора сигналів 34 (рис 66,6) Якщо елементи частотозадающей ланцюга (Резистори R2 і R8 і конденсатори СЗ, С6) обрані правильно, то на екрані осцилографа має зявитися зображення еліпса або прямої лінії (рис 67, е) Якщо ж замість цього на екрані осцилографа буде видно світиться прямокутник, то, повільно змінюючи частоту зразкового генератора в ту або іншу сторону від заданого значення (200 Гц), домагаються отримання нерухомого зображення однієї з названих фігур Ліссажу Так визначають фактичну частоту коливань налагоджуваного генератора Після цього, підбираючи резистори R2 і R8, генератор налаштовують на частоту 200 Гц Для підвищення частоти генерацій опору цих резисторів слід зменшити, а для зменшення частоти, навпаки, збільшити

Підібравши резистори R2 і R8, відключають зразковий прилад, включають генератор і перевіряють форму вихідної напруги Зміною опорів тимчасово включених змінних резисторів R1 і R14 добиваються максимального значення і неспотвореної форми сигналу * після чого їх замінюють постійними резисторами відповідних опорів

Рис 67 Фігури Ліссажу при різних відносинах частот

Якщо джерелом змінної напруги зразкової частоти служить електромережу (наприклад, змінну напругу 4 .. 6 В, зняте з вторинної обмотки знижувального трансформатора), то його подають на вхід «X» осцилографа через конденсатор ємністю 4700 .. 10 000 пФ У цьому випадку при правильному налаштуванні генератора на екрані осцилографа повинна одна з фігур Ліссажу, показаних на рис 67, б

Налаштовуючи генератор на частоту 200 Гц, перемикач SA1 переводять у наступне положення («150 Гц») і, відповідно змінюючи частоту зразкового генератора, підбором резисторів R3 і R9 домагаються отримання на екрані осцилографа зображення еліпса або прямої лінії (рис 67, е) Аналогічно налаштовують генератор і на інші частоти першого піддіапазону,, підбираючи резистори R4 і R10 («100 Гц»), R5 і R11 («75 Гц») і т д Вид фігур Ліссажу для цих частот, отриманих при використанні електромережі як джерело зразкової частоти, показаний на рис 67, в-ж

На другому і третьому піддіапазонах підбирають тільки конденсатори С2Г С5 (другий піддіапазон) і Cl, С4 (третій поддіапазон) на одній з фіксованих частот При калібруванні частотою електромережі підбирають конденсатори С2 і С5 на частоті 250 Гц (перемикач SA1-в крайньому правом – за схемою – положенні) Вид фігур Ліссажу для цього випадку показаний на рис 67, а

На третьому піддіапазоні калібрування частотою 50 Гц по фігурам Ліссажу неможлива через занадто великого відношення частот Тому, якщо немає зразкового генератора сигналів 34, доводиться обмежуватися ретельним підбором ємності конденсаторів С1 і С4 за допомогою вимірювача RCL

Підбираючи резистори і конденсатори частотозадающей ланцюга, слід контролювати форму вихідної напруги налагоджуваного приладу і при необхідності ретельніше коригувати її підбором відповідних елементів

Джерело: Борисов В Г, Фролов В В, Вимірювальна лабораторія початківця радіоаматора – 3-е изд, Стереотип – М: Радіо і звязок, 1995 – 144 с, Мул – (Масова радіобібліотека Вип 1213)