Гетеродинні індикатори резонансу на транзисторах, Авторська платформа
РАДІОТЕХНІЧНА КОНСУЛЬТАЦІЯ ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМУ РАДІОКЛУБІ СРСР
ГЕТЕРОДИННІ ІНДИКАТОРИ РЕЗОНАНСУ НА ТРАНЗИСТОРАХ
Гетеродинний індикатор резонансу (ГІР) - це найпростіший високочастотний універсальний прилад, що дозволяє проводити найрізноманітніші вимірювання, що ґрунтуються на використанні явища резонансу. ГІР дозволяє визначати частоту налаштування коливальних контурів, що не генерують, проводити налаштування приймальних і передавальних пристроїв, вимірювати частоту гетеродина, а також здійснювати ряд інших вимірювань.
Основою ГІР є малопотужний автогенератор, що працює в певному діапазоні частот і налаштовується в резонанс з частотою досліджуваного ланцюга. Як індикатор резонансу найчастіше застосовуються мікроамперметри магнітоелектричної системи. У цьому листівці розглядаються два ГИРа, виконані на транзисторах.
На рис. 1 наведена найпростіша схема ГІР на одному транзисторі. Автогенератор зібраний за схемою із загальною базою та ємнісним зв'язком (через конденсатор С2). Частота коливань, що генеруються, визначається індуктивністю котушок LI, L2 і ємністю змінного конденсатора С1. Для того, щоб перекрити діапазон частот від 5,8 до 59 МГц і визначити частоту коливань за шкалою конденсатора С1 з достатньою для практики точністю, вказаний вище діапазон частот розбитий на шість піддіапазонів: 5,8 - 9; 7,2 - 11; 10 - 16,5; 16 - 27; 26 - 41 і 37 - 59 МГц. Вибір частотного піддіапазону здійснюється перемикачем B1, що замикає частину витків контурної котушки L2. Режим роботи транзистора Т1 постійного струму визначається дільником напруги, утвореним резисторами Rl, R2.
Змінна напруга високої частоти на резисторі R3, пропорційнаамплітуді високочастотних коливань у контурі через конденсатор С5 надходить на детектор Д1. Постійна складова струму в ланцюзі детектора вимірюється мікроамперметром ІП1 зі струмом повного відхилення 50 - 100 мкА. Якщо котушку індуктивності L1 наблизити до коливального контуру LC (на рис. 1 він зображений штриховими лініями), частоту якого потрібно виміряти, а конденсатором змінної ємності С1 частоту ГІРу зробити рівною власної частоті контуру LC, то частина високочастотної енергії з контуру . Це викликає зменшення високочастотної напруги, що подається на детектор, а отже, і зменшення показань за шкалою мікроамперметра. Таким чином, якщо шкалу ГІР піоградувати за частотою, легко визначити резонансну частоту контуру LC. Слід врахувати, що чим слабкішим буде зв'язок між котушками L1 і L, тим різкіше виявлятиметься мінімум струму в момент резонансу в ланцюзі мікроамперметра, а отже, точніше будуть результати вимірювання. Чутливість мікроамперметра можна змінювати змінним резистором R4.
При розімкнутому вимикачі В2 харчування на транзистор 77 не подається, і ГІР перетворюється на звичайний абсорбційний резонансний хвилемір. При цьому про налаштування контуру L1L2C1 в резонанс з частотою генеруючого контуру (контуру гетеродина, генератора, що задає і т. д.) судять по максимуму струму в ланцюзі мікроамперметра. Цей мікроамперметр вимірює, як і раніше, постійну складову струму в ланцюзі детектора, який високочастотна напруга надходить з кантуру L1L2C1 через конденсатори С2, С5, С4.
ГІР разом із джерелом живлення – батареєю «Крона» розміщується у футлярі розмірами 50X75X130 мм, виготовленому з тонкого м'якого листового дюралюмінію.
Котушка індуктивності L2 намотана наполістироловий каркас діаметром 19 і довжиною 40 мм. На каркасі розміщено 37 витків дроту ПЕЛ 0,59 з відведеннями від 15, 23, 29 і 33-го витків, рахуючи від нижнього (за схемою) виведення котушки. Крок намотування - 0,9 мм. Котушка індуктивності L1 складається з одного витка дроту ПЕЛ 1,35. Її габарити вказано на рис. 2. Котушку L1 встановлюють на торцевій частині корпусу ГИРа, a L2 - всередині корпусу, якомога ближче до перемикача В1. Для захисту від пошкодження котушка L1 закривається циліндричним ковпаком, виточеним із органічного скла.
На рис. 3 наведено один з можливих варіантів конструктивного оформлення такого ГІР. У ньому використані конденсатор з повітряним діелектриком та максимальною ємністю близько 50 пФ (С1), перемикач галетного типу (В1), вимикач-тумблер (В2) на два напрями, конденсатори КТ (С2, С5), конденсатори БМ-2 (СЗ, С4) ), Змінний резистор СПО-0,5 (R4), постійні резистори МЛТ-0,25. Налагодження ГІРу здійснюється після закінчення монтажу та усунення всіх виявлених помилок. Підключивши до приладу живлення, підбирають номінали резисторів Rl, R3 і С2 конденсатора такими, щоб в межах робочого діапазону автогенератор стійко збуджувався. Струм колектора при цьому зазвичай не перевищує 2 - 4 мА. Якщо автогенератор працює, то при переміщенні двигуна змінного резистора R4 показання мікроамперметра повинні змінюватися плавно.
Переконавшись у працездатності автогенератора, переходять до визначення меж першого піддіапазону (37 - 59 МГц) та до градуювання шкали змінного конденсатора С1. Цю операцію можна зробити з допомогою резонансного хвилеміру, генератора стандартних сигналів чи сигнал-генератора, радіоприймального пристрою, розрахованих працювати у діапазоні порядку 5 — 60 МГц.
При використанні резонансногохвилемір, який найбільш доступний радіоаматорам, його котушку індуктивно пов'язують з котушкоюL1,конденсаторС1встановлюють у положення максимальної ємності, включають ГІР, ручкою змінного резистораR4встановлюють стрілку мікроамперметра в середнє положення і, змінюючи частоту налаштування резонансного хвилеміру, налаштовують його на частоту ГІРу (щонайменше струму через мікроамперметр). Це значення частоти наносять на шкалу змінного конденсатораС1.Верхню межу частоти піддіапазону I визначають за мінімальної ємності конденсатораС1.
Якщо виявиться, що межі піддіапазону значно відрізняються від необхідних значень, змінюють індуктивність котушкиL1і повторюють вимірювання. Градуювання шкали ГІРу всередині піддіапазону проводиться аналогічно, при цьому спочатку встановлюють частоту резонансного хвилеміру через 0,5 - 1 МГц, а потім на цю ж частоту налаштовують ГІР. Закінчивши градуювання піддіапазону I, перемикачВ1встановлюють у положення«II»(26 - 41 МГц) і переходять до встановлення меж і до градуювання шкали на піддіапазоні II. Якщо необхідно усунути зміщення частоти на піддіапазоні II, слід більш ретельно підібрати місце припаювання відводу (точку«а»)до витків котушкиL2.На наступних піддіапазонах уточнюють місця припаювання відводів від витків котушки L2 (точки «6», «в», «г»).
У процесі градуювання може виявитися, що ширина кожного з піддіапазонів буде відрізнятися від зазначених вище значень (за рахунок початкової ємності конденсатораС1,ємності монтажу, власної ємності котушокL1,L2) .З цим слід миритися, тому що в даному випадку елементів для підстроювання частоти на початку і в кінці піддіапазонів немає. Важливо, щоб нижня частотапіддіапазону I була дещо меншою від вищої частоти піддіапазону II; нижня частота піддіапазону II менше вищої частоти піддіапазону III і т.д.
Закінчивши градуювання, витки котушкиL2бажано закріпити на каркасі в окремих точках полістироловим лаком, щоб виключити їх зміщення, а порушення, отже, порушення градуювання.
Схема більш сучасного ГІРу, що містить модулятор(Т2)та підсилювач s індикаторному пристрої(ТЗ),наведена на рис. 4. Такий ГІР має більш широкі вимірювальні можливості і дозволяє використовувати більш грубий стрілочний вимірювальний прилад - чутливістю 0,5 - 1 мА.
Схема автогенератора(Т1)аналогічна розглянутій вище. Перекриття діапазону частот 1,3 - 50 МГц забезпечується шістьма змінними котушками(LI-L5),працюють у частотних піддіапазонах 1,3 - 2,5; 2,3 - 5; 4,8 - 10; 9,7 - 20; 9,6 - 35 і 33 - 50 МГц. Для живлення ГІРа застосовується батарея напругою 6, що складається з чотирьох елементів «316», з'єднаних послідовно.
Модулятор зібраний за схемою з індуктивним зворотним зв'язком. Як коливальний контур модулятора, що є звуковим генератором на частоту 1000 Гц, використовується обмотка I трансформатораTplі конденсаторС5.На колектор і базу транзистораТ1напруга живлення подається з колектора транзистораТ2,завдяки чому здійснюється процес модуляції високочастотних коливань. Увімкнення модулятора здійснюється вимикачемВ1.
Прилад змонтований у футлярі розміром 80X60X150 мм, виготовленому з дюралюмінію завтовшки 1 мм. Один із можливих варіантів конструктивного оформлення подібного ГІР наведено на рис. 5. Всі котушки намотують на полістиролових каркасах.діаметром 18 мм, намотування - рядова. КотушкаИмістить 140 витків дроту ПЕЛ 0,1;L2- 60 витків ПЕЛ 0,14;L3 -20 витків ПЕЛ 0,25;L4- 10 витків ПЕЛ 0,44;L5 -5 витків ПЕЛ 0,8 іL6- 2,5 витка ПЕЛ 0,9. Для захисту від пошкодження котушок останні поміщають у циліндричні корпуси з полістиролу, у денці яких зміцнюють контакти для з'єднання з гніздами, що знаходяться на торцевій стінці футляра ГІР. ДросельДр1містить 200 витків іроводу ПЕШО, намотування "навал", ширина секції - 4 мм, діаметр каркаса - 15 мм.
У конструкції використані: конденсатор з повітряним діелектриком(СЗ),резистори МЛТ-0,25, керамічні(С1, С7, С8)та паперові(С2, С4, С5 , С6)конденсатори, змінний резистор СПЗ-4(R6),узгоджуючий трансформатор від радіоприймача «Сокіл».
Процес градуювання якихось особливостей не має.
Москва, Видавництво ДТСААФ СРСР, 1976 р. Г-75792 від 11/XI-75 Изд.N 2/743aЗак.768