Г.Гвоздицкий
"Радио" 2000 г.
Если в распоряжении радиолюбителя есть осциллограф, то пользуясь им совместно с ГКЧ, можно легко проверить и настроить кварцевые, электромеханические и LC-фильтры, радиочастотный и ПЧ тракты приемника иди передатчика. Схема несложного ГКЧ приведена на рис. 1.
Он состоит из двух генераторов/один из которых вырабатывает ВЧ напряжение, а другой — пилообразное напряжение частотой около 0,3Гц.
ВЧ- генератор выполнен на полевом транзисторе VT2, включенном по схеме "емкостной трех точки". В описываемом варианте этот генератор предназначен для проверки наиболее распространенных фильтров — электромеханических с резонансной частотой 500 кГц и кварцевых на частоты 5500,8815 и 9000 кГц. С генератора на однопереходном транзисторе VT1 пилообразное напряжение подается на варикапы VD1—VD3, которые входят в колебательные контуры генератора радиочастоты. При совместной работе с осциллографом пилообразное напряжение может использоваться для его синхронизации.
Полосу "качания" ГКЧ от 1 до 50 кГц устанавливают переменным резистором R6. Поскольку при этом несколько смещается и средняя частота прибора, то при изменении этого параметра сдвиг компенсируют конденсатором переменной емкости С16.
В режиме ручного управления (переключатель SA1 в положении "Ручн.") генератор радиочастоты также можно перестраивать в небольших пределах, подавая на варикапы управляющее напряжение с переменного резистора R2. Такой режим используют при определении частот последовательного и параллельного резонансов кварцевых резонаторов, необходимых для расчета самодельных фильтров.
Сигнал генератора радиочастоты поступает на вход широкополосного усилителя, выполненного на транзисторе VT3.
Напряжение питания обоих генераторов стабилизировано стабилитроном VD4.
Конструктивной основой прибора служит П-образное шасси размерами 130х130х80 мм из листового дюралюминия АМГ толщиной 1,5 мм. На его передней стенке, чертеж которой показан на рис. 2. размещены переключатель SА1 (переход из автоматического в ручной режим управления), переключатель SA2 ("Диапазон"), выключатель питания SA3, регуляторы полосы "качания" (R6), ручной установки частоты (R2), конденсатор С16 точной установки частоты и коаксиальный разъем XI (СР-50-73ФВ) выхода генератора радиочастоты.
Разъем Х2 (СГ-3) выхода пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа находятся на задней стенке шасси.
Большая часть деталей устройства смонтирована на печатной плате размерами 120х45 мм (рис. 3), которая на четырех цилиндрических стойках 5мм установлена на задней стенке шасси. Само же шасси сверху и с боков закрывает "внахлест" П-образная крышка из листового дюралюминия толщиной 1 мм.
Конденсатор С16 — подстроечный с воздушным диэлектриком (типа КПВ-125), у которого удалена половина пластин. Ось конденсатора удлинена — к ротору припаяна латунная трубка диаметром 6 и длиной 30 мм. Постоянные резисторы — ОМЛТ или МТ, переменные — СП3-4а , конденсаторы С2, С4, С5, С7,С9 и С20 - КД или КТК, С1 и С18 — оксидные К53-1, остальные — КМ-5. Для повышения стабильности частоты генератора в его колебательных контурах желательно использовать конденсаторы КСО или СГМ. Переключатели SA1 и SA3 — малогабаритные ПГ8-1В; SA2 — любой керамический на три положения.
Дроссель L4 - ДМ-0,1. Можно установить самодельный дроссель — 30...40 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных на двух склеенных вместе кольцах типоразмера К7х4х2 из феррита 600НН или 1000НН.
Катушки L1 и L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 12 и высотой 30 мм с подстроечниками СЦР-6. Катушка LI содержит 13 витков провода ПЭВ-2 0,51, L2 - 18 витков такого же провода. Катушка L3, содержащая 60 витков провода ПЭВ-2 0,12 и пропитанная клеем БФ-2, помещена в броневой магнитопровод СБ-12А.
Контурные катушки размещены в непосредственной близости от соответствующих им галет переключателя SA2. Варикапы и контурные конденсаторы припаяны непосредственно к выводам катушек. Выводы всех деталей колебательных контуров должны быть по возможности короткими. Монтаж деталей контуров выполняют медным посеребренным проводом.
Полевой транзистор КП303Е (VT2) можно заменить биполярным серии КТ316 или КТ306 с любым буквенным индексом, но тогда резистор R12 должен иметь сопротивление 24 кОм и такой же резистор необходимо дополнительно включить между базой и коллектором. Потребуется также несколько увеличить (примерно в два раза) емкость конденсаторов С2, С6, С10 и уменьшить на 10 % число витков контурных катушек L1 — L3. Транзистор КТ606А (VT3) заменим на КТ610А, KT91lA, KT904A. Для наблюдения на экране осциллографа изображения амплитудно-частотной характеристики исследуемого фильтра потребуется еще высокочастотный пробник, схема и конструкция которого показаны на рис. 4.
Он представляет собой детектор, диоды VDl и VD2 которoгo включены по схеме умножения напряжения. Корпусом пробника служит медная (или латунная) трубка 3 диаметром 15 и длиной 70 мм. С одной стороны в нее вставлена бобышка 6, выточенная из капрона (или фторопласта), с впрессованным в нее остроконечным стержнем — щупом 7. С внутренней стороны к щупу припаян конденсатор С3. С другой стороны в трубку вставлена латунная втулка 2, через отверстие в которой пропущен отрезок коаксиального кабеля I типа РК-20 длиной 750 мм с штыревой частью разъема, стыкующейся с входным гнездом осциллографа. Бобышка и втулка зафиксированы в корпусе пробника винтами М2. К лепестку 4 на корпусе припаян общий провод 5 с зажимом типа "крокодил" на конце.
Детали пробника, смонтированные навесным способом, удерживаются в корпусе на монтажных лепестках 8.
Налаживание ГКЧ сводится в основном к настройке генератора радиочастоты. Для этого к разъему XI через коаксиальный тройник СР-50-95 подключают осциллограф и частотомер. Частотомер может заменить приемник с точной шкалой настройки. Подключив к прибору источник питания, переключатель SA1 "переводят в положение "Ручное управление", a SA2 — на диапазон "8800...9000кГц". Ротор конденсатора С 16 и движок переменного резистора R2 должны быть среднем положении. Контролируя выходной сигнал прибора по осциллографу и частотомеру, подстроечником катушки L1 устанавливают частоту 8900 кГц. Изменяя емкость конденсатора С16 от максимальной к минимальной, убеждаются в перестройке частоты генератора от 8700 до 9100 кГц.
Затем настраивают контуры диапазонов 5500 и 500 кГц. На этих диапазонах генератор радиочастоты перестраивается всего лишь на несколько килогерц, но этого вполне достаточно для проверки фильтров. Если выходной сигнал искажен, что свидетельствует о наличии гармоник, необходимо уменьшить до нескольких пикофарад емкость конденсатора С19 или удалить его совсем. Можно также подобрать конденсатор С20. Проконтролировав осциллографом пилообразное напряжение на гнездах разъема Х2 (его амплитуда должна быть около 8 В), переключатель SA1 переводят в положение автоматической работы и наблюдают на экране осциллографа характерное изображение "качающегося" сигнала с изменяющимся периодом. Вращая ручку движка переменного резистора R6, убеждаются, что пределы "качания" частоты изменяются. На этом настройку прибора можно считать законченной.
Работа с ГКЧ ничем не отличается от работы с обычным серийным прибором для исследования амплитудно-частотных характеристик.
Наблюдение за изображением характеристики исследуемого фильтра ведут по изображению на экране осциллографа, например, С1-94 или С1-65. На его вход внешней синхронизации подают пилообразное напряжение ГКЧ, а на вход усилителя осциллографа — сигнал с высокочастотного пробника. Переключатель входа осциллографа переводят в режим измерения постоянного тока.
При исследовании фильтров генератор подключают к ним через согласующий резистор. Сопротивление этого резистора должно быть приблизительно равно входному сопротивлению фильтра.
К выходу фильтра подключают высокочастотный пробник и резистор-эквивалент сопротивления нагрузки фильтра. Включив ГКЧ на диапазон, соответствующий средней частоте фильтра, конденсатором С16 добиваются появления на экране осциллографа изображения характеристики фильтра (рис. 5, а). Можно, конечно, обойтись и без высокочастотного пробника, но тогда изображение фильтра будет иметь вид, приведенный на рис. 5, б.
Значительная емкость кабеля, идущего к осциллографу, в этом случае может расстроить фильтр. Изменяя полосу качания резистором R6, добиваются размещения всей характеристики на экране осциллографа. Подстроив элементы фильтра по наименьшей неравномерности и минимальному затуханию, ГКЧ переводят в режим ручного управления. Далее резистором R2 перемещают светящуюся точку на экране по изображению АЧХ фильтра и по частотомеру определяют частоты скатов фильтра.