Site Loader

Стабильный генератор плавного диапазона • HamRadio

Стабильный генератор плавного диапазона можно использовать в трансиверах, структурная схема которых аналогична трансиверам конструкции UW3DI.

Параметры ГПД

Диапазон, кГц  5485…6015
Уход частоты (на средней частоте диапазона), кГц, не более: за первые 15  мин самопрогрева      1
за последующие 15 мин ….0.05*
за последующий час прогрева  0,02*
Коэффициент гармоник, %, не более 5
Расстройка (при изменении управляющего напряжения от —12 до —24 В), кГц  ±3
Выходное высокочастотное напряжение. В    0,5
Сопротивление нагрузки, кОм, не менее        5
Принципиальная схема ГПД приведена на рис.

Собственно генератор выполнен на полевом транзисторе 1V2. Нагружен на низкое входное сопротивление буферного каскада на транзисторе 1V3, включенном по схеме с общим эмиттером. Все детали генератора, за исключением переменного и подстроечного конденсаторов 1СЗ и 1С4 и резистора 1R6, смонтированы в латунном экране диаметром 45 и высотой 60 мм.

Толщина стенок экрана — 4 мм. Конденсаторы 1С1, 1С10, 1С12, 1C13 — КЛС, 1С2, 1С5—1С9, 1С11 — КТК-1. Цвет окраски корпусов 1С2, 1C5, 1C6, 1С9 — серый, 1С7, 1С11 — голубой, 1С8 — красный. Конденсатор 1СЗ — гетеродинная секция счетверенного блока от радиостанции Р-108. Там же установлен подстроечный конденсатор 1С4.

Катушка L1 выполнена на керамическом гладком каркасе диаметром 18 мм (использован каркас гетеродинной секции приемника Р-253) проводом ПЭВ-2 0,51 и содержит 25 витков, намотанных виток к витку. Провод на каркасе закрепляют клеем БФ-2. Отвод делают от 7,5 витков в виде скрученной и пропаянной перед намоткой петли провода. После намотки катушку просушивают в течение двух часов при температуре 120° С с последующей сушкой в течение суток при комнатной температуре.

Налаживание ГПД

начинают с проверки постоянного и ВЧ напряжении на коллекторе транзистора 1V3. В цепь питания варикапа подают стабилизированное напряжение —18 В±0,1%. При измерении постоянного напряжения резистор 1R6 шунтируют конденсатором емкостью не менее 0,01 мкФ. Подбором конденсатора 1С6 и подстройкой 1С4 устанавливают диапазон генератора (при закрытой крышке экрана).

Контролируя температуру экрана термометром, измеряют стабильность частоты при постоянной температуре цифровым частотомером (или, в крайнем случае, приемником с высокой стабильностью частоты, например, Р250-М2, прогретым в течение часа). Эту операцию необходимо выполнять не ранее чем через четверть часа после пайки в ГПД. Уход частоты за 15 мин не должен превышать 100 Гц. В противном случае необходимо проверить качество использованных деталей, а может быть, и заново подобрать режим работы транзистора 1V2.

Нагревая экран генератора паяльником до температуры 40…50° С и охлаждая его естественным путем (без вентилятора!), проверяют цикличность изменения частоты. Если установившееся значение частоты после цикла «нагрев — охлаждение» отличается от исходного более чем на 200…300 Гц, необходимо отыскать и заменить деталь с не цикличным температурным коэффициентом. Подбором термокомпенсирующих конденсаторов IC7 и IC8 добиваются ухода частоты генератора от прогрева не более чем на 50…70 Гц/°С. Затем проверяют термостабильность генератора в крайних положениях переменного конденсатора.

Термокомпенсацию можно считать законченной,

если при перестройке генератора с одного конца диапазона в другой уход частоты от прогрева меняет знак (например, при минимальной частоте генератора она от нагрева снижается, а при максимальной — повышается). Несмотря на трудоемкость описанной методики и ее кажущуюся сложность, налаживание ГПД желательно производить в строгом соответствии с изложенными требованиями. Только в этом случае гарантирована длительная и надежная работа устройства.

Для повышения термостабильности генератора применено термостатирование ГПД. Принципиальная схема термостата показана на рис.

расположение его деталей, установленных на экране, —- на рис. 3. В качестве термодатчика использованы германиевые транзисторы 2V1, 2V2, установленные в месте крепления катушки L1 к экрану.

Регулирующий транзистор 2V9 установлен на верхней стенке экрана, а нагреватель Rн изготовлен из нихромовой проволоки от нагревательного элемента паяльника мощностью 40 Вт на напряжение 220 В в виде обмотки экрана, предварительно оклеенного слюдой. Остальные детали термостата смонтированы на печатной плате размерами 100 X 40 мм.

Экран ГПД теплоизолируется от шасси конструкции с помощью текстолитовых втулок и шайб, а его заземление выполняется отрезком провода диаметром 1…2, длиной 25…30 мм, выведенного от общей точки заземления деталей генератора через отверстие в экране. Налаживание термостата сводится к установке рабочей температуры подбором резистора 2R2. Рекомендуемая температура — 40° С. Время прогрева термостата — менее 5 мин, точность поддержания температуры в месте установки термодатчика — не хуже ±0,1°С, что при налаживании ГГ1Д по ранее описанной методике соответствует уходу частоты от нагрева не более чем на ±5…7 Гц.

Плотность шкалы настройки ГПД симметрична относительно средней частоты (шкала растянута в участках 5,5…5,6 МГц и 5.9…6 МГц). При использовании для шкалы диска диаметром 150 мм точность градуировки шкалы может достигать 1 кГц. Для использования описанного ГПД в трансивере UW3D1 (Ю. Кудрявцев.  Лампово-полупроводниковый трансивер. — «Радио», 1974, № 4, с. 22) конденсатор 5С23 исключают, правый (по схеме) вывод 5С24 соединяют с выходом ГПД, а цепи расстройки — с выводом — 12…24 В ГПД.

Питают термостат от обмоток III и IV силового трансформатора Тр1. Поскольку в режиме стабилизации потребляемая термостатом мощность не превышает 1..2 Вт, перегрузки трансформатора не происходит.

Генератор плавного диапазона на цифровой микросхеме — Меандр — занимательная электроника

Микросхема HC4046 (а так же аналоги MM74HC4046N, MJM74HC4046 и дру­гие) представляет со­бой RC-генератор с ФАПЧ, способный ге­нерировать стабиль­ную частоту до 50 MHz, что позволяет сделать ГПД (генера­тор плавного диапа­зона) для КВ радиове­щательного приемни­ка или связной аппа­ратуры, достоинством которого будет ста­бильная частота на выходе и полное отсутствие LC- частотозадающих контуров. Настройка при этом будет осу­ществляться изменением напря­жения на выводе 9 микросхемы с помощью переменного резистора или электронной схемы, синтези­рующей напряжение.

На рисунке показана схема генератора, вырабатывающего частоту от 2,5 MHz до 40 MHz, изменяемую в четырех поддиапазонах, которые переключаются переключателем S1. При этом настройка частоты в каждом поддиапазоне осуществляется грубо резисторами R1-R4 и плавно резистором R5. Задача всей этой цепи на резисторах R1-R5, R7 в регулировке постоянного управляющего напряжения на выводе 9 D1. Кроме того, частота зависит и от сопротивления R6. В таблицу 1 сведены данные по частоте в поддиапа­зонах при R6 равном 22К и 6,8К.

Изменив схему формирования напря­жения на выводе 9 D1, добавив резисто­ры, ограничивающие регулировку, а так же, изменив сопротивление резистора R6, можно сделать ГПД, работающий практи­чески в любом диапазоне в пределах от 2,5 до 50 MHz.

Выходной сигнал представляет собой прямоугольные импульсы TTL уровня, такой сигнал можно подавать непосредственно (через разделительный конденсатор и если нужно, делитель напряжения) на ключевые преобразова­тели частоты. Либо можно подать на ВЧ- трансформатор, на выходе которого, в результате действия индуктивности, будут уже импульсы близкой к синусоидальной форме.

Напряжение питания на схему нужно подавать через стабилизатор напряжения на 5V, например, КР142ЕН5А.

Таблица 1.

ДиапазонR6 = 22 КR6 = 6,8K
12,5… 5 MHz7 … 13 MHz
25… 8,6 MHz13 … 21 MHz
38,6 … 12,3 MHz21 … 27 MHz
412,3 … 22 MHz27 … 40 MHz

Автор: Иванов А.

Генератор плавного диапазона для коротковолнового трансивера

В.Солошенко (UB5YD) г.Черкассы 
(Источник — газета «Патриот Батькивщины»  где-то 83-84 г.)  

Прислал Леонид Коновалов UN7FAM konovalov_1961 (at) mail.ru

В связи с выпуском промышленностью кварцевых фильтров с частотой близкой к 9 мГц,возникают некоторые трудности при конструировании генератора плавного диапазона (ГПД).

Данная схема эксплуатируется на радиостанции UB5YD три года. Генератор работает на первой гармонике от 10 до 22 мГц и имеет хорошую стабильность (100Гц/час).

Контур L1 лучше использовать керамическим с возженой катушкой. Индуктивность 0,6 мкГн. Автор использовал контур от р/ст «Марс»(гетеродинный) 6,5 витков.Все подстроечные конденсаторы емкостью 4-15 пФ.Если на схеме первого и второго каскадов не показано ТКЕ — КСО группы Г.

Катушки L2 и L3  по 16 витков намотаны на верхнюю и нижнюю части катушки в сердечнике СБ-12. На частоту 5,2 мГц ее настраивают подбором конденсатора. Микросхему К133ТМ2 можно заменить на К155ТМ2. Она делит частоту генератора на 4 в диапазоне 14 мГц.
Конструктивно генератор лучше всего выполнить в литой закрытой коробке (как в трансивере КРС). Транзисторы Т1 и Т2 с их деталями расположены на плате внутри, а Т3 и Т4 на внешней плате.

Переключатель S3 можно использовать для реверса электронной шкалы, при частоте меньше или больше 9 мГц. Если детали исправны и нет ошибок, на выходе Т2 будет 1,2-1,5 В. Конденсаторами С1 и С2 можно подобрать уровень сигнала на выходе до 2 В.

Печатная плата в формате Sprint-Layout

ГПД для трансивера — Радиостанции, трансиверы

ГПД на полевом транзисторе


Хорошо известно, что генерато­ром плавного диапазона (ГПД) определяются такие важные параметры радиоприемника, как — временная и температурная ста­бильность частоты, плавность и точность настройки. На самом же деле, даже чувствительность и динамический диапа­зон радиоприемника также оп­ределяются схемным решением и качеством изготовления ГПД.

Генератор плавного диапазо­на (ГПД) в трансивере TS-530, рис.1, используется совместно с системой фазовой автоподст­ройки частоты (PLL), которая в данной статье не рассматрива­ется.

Генератор представляет оп­ределенный интерес уже тем, что имеет интервал частот 5,5…6,0 МГц. В этом же интервале час­тот работает ГПД широко рас­пространенного трансивера кон­струкции московского радиолю­бителя Ю.Кудрявцева (UW3DI). Многочисленные поклонни­ки различных модификаций трансивера UW3DI могут смело применить ГПД от трансивера TS-530 npи модернизации своей аппаратуры.

Задающий генератор собран на полевом транзисторе VT1 по схеме ем­костной трехточки. Его частота и пределы перестройки определяется пара­метрами колебательного контура L1С1, а также группой конденсаторов С7, С9, CI3, CI4, ТС1. Усилитель на полевом транзисторе VT2 используется для развязки вы­ходной цепи задающего генератора и компенсации затухания в полосовом фильтре.

Полосовой LС-фильтр L8, С21…С23 выделяет частотный интервал и улучшает спектральную чистоту выходного сигнала, а составной эмиттерный повторитель на транзисторах VT3, VT4 обеспечивает высокую нагру­зочную способность. Амплитуда выходного сигнала ГИД может изменяться в небольших пре­делах подстроенным конденсатором ТС2, составляющим с конденсатором С17 регулируемый емкостной делитель.

В генераторе предусмотрена возможность плавной расстройки радиопри­емника (RIT) в пределах нескольких килогерц. Для этой цели достаточно подать положительное напряжение на соответствующий вход RIT. Изме­нение напряжения в некоторых пределах приведет к изменению ёмкости варикапа VD2, что в свою очередь позволит подстраивать ГПД. Для каж­дого конкретного случая потребуется самостоятельно определить пределы регулировок.

В ГПД есть еще одна интересная особенность. Если внимательно по­смотреть на схему, то можно обнаружить цепь под названием RLC. При подаче положительного напряжения на вход RLС, произойдет шунтирова­ние катушки L4 индуктивностью L2 — I мкГ. Коммутационный диод VD1 при протекании прямого тока имеет очень малое дифференциальное сопро­тивление (менее 1 Ом). Конец катушки L2 оказывается на земле. Иными словами, суммарная индуктивность контура задающего генератора может подстраиваться в некоторых пределах с помощью электронной коммута­ции. Катушки L2…L4 имеют небольшую индуктивность в пределах несколь­ких мкГн и высокую добротность за счет достаточно жесткой конструк­ции, ведь только в этом случае они не будут влиять на стабильность часто­ты.

Для какой цели это требуется в самом трансивере TS-530 точно опреде­лить не удалось, в связи с тем, что имеющееся техническое описание трансивера было представлено в очень сжатом виде. Но такой способ изменения (подстройки) индуктивности катушки зада­ющего генератора можно применить для каких-либо нужд в своих разра­ботках, в случае, если электронная коммутация катушки задающего гене­ратора не требуется, то эту цепь и соответствующие элементы схемы следу­ет исключить.

Естественно, конструктивное выполнение генератора плавного диапа­зона должно соответствовать требованиям, предъявляемым к построению высокостабильных ГПД. Помимо достаточной жесткости конструкции, не­обходимо большое внимание уделить стабилизации и фильтрации питаю­щего напряжения. Подбор элементной базы далеко не последнее при со­здании качественного ГПД. В задающем генераторе желательно использо­вать высокочастотные полевые транзисторы с нормированным коэффици­ентом шума. Выводы транзисторов и частотно-задающих элементов долж­ны иметь минимальную длину.

Элементы задающего генератора должны быть прочно закреплены при сборке на печатной плате или при использовании навесного монтажа. Особое внимание следует обратить на колебательный контур задающе­го генератора, поскольку от него, а, если точнее, от качества изготовления катушки и конденсатора переменной емкости зависит такой параметр, как стабильность частоты.

Хорошо известно, что стабильность частоты зависит от изменения тем­пературы окружающей среды. Для обеспечения температурной стабильно­сти используются группы параллельно соединенных конденсаторов с раз­личными ТКЕ (температурный коэффициент емкости), варьируя М47 и ПЗЗ. На рис.1 это С7, С9 и ТС1, С13, С14. Конденсатор ТС 1 — малогабаритный подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком.

Из наиболее доступных можно пользоваться керамическими конденса­торами КМ- Радиолюбители старшего поколения хорошо помнят слюдяные конденсаторы КСО, с большим успехом применяемые в задающих генера­торах плавного диапазона. А вот частотозадающие конденсаторы С12, С15 нС1б в цепи обратной связи должны иметь ТКЕ МПО. Таким ТКЕ облада­ют конденсаторы К10-17, К10-43 и некоторые другие.

Не буду акцентировать внимание на конструкции катушки ГПД. Здесь с успехом подойдет катушка от трансивера UW3DI. Несколько слов хотелось бы сказать о конденсаторе переменной емкос­ти. Воздушный зазор между пластинами конденсатора должен быть не ме­нее 1мм, а сами пластины должны обладать достаточной жесткостью. Хо­рошо, чтобы вращающаяся ось конденсатора была выполнена из высоко­частотного фарфора с надежными токосъемниками. Иными словами, для получения высоких параметров ГПД нужен и вы­сококачественный конденсатор переменной емкости.

В схеме ГПД трансивера TS-530, не смотря на простоту, содержатся весьма полезные соображения и его можно рекомендовать не только для модернизации UW3DI, но и для повторения в других конструкциях, с учетом их особенностей.


Поделитесь записью в своих социальных сетях!

При копировании материала обратная ссылка на наш сайт обязательна!


Как же работает генератор плавного диапазона (ГПД)

Хорошо известно, что генерато­ром плавного диапазона (ГПД) определяются такие важные параметры радиоприемника, как —  временная и температурная ста­бильность частоты, плавность и точность настройки. На самом же деле, даже чувствительность и динамический диапа­зон радиоприемника также оп­ределяются схемным решением и качеством изготовления ГПД.

Генератор плавного диапазо­на (ГПД) в трансивере TS-530, рис.1, используется совместно с системой фазовой автоподст­ройки частоты (PLL), которая в данной статье не рассматрива­ется.

Генератор представляет оп­ределенный интерес уже тем, что имеет интервал частот 5,5…6,0 МГц. В этом же интервале час­тот работает ГПД широко рас­пространенного трансивера кон­струкции московского радиолю­бителя Ю.Кудрявцева (UW3DI). Многочисленные поклонни­ки различных модификаций трансивера UW3DI могут смело применить ГПД от трансивера TS-530npH модернизации своей аппаратуры.

Задающий генератор собран на полевом транзисторе VT1 по схеме ем­костной трехточки. Его частота и пределы перестройки определяется пара­метрами колебательного контура L1С1, а также группой конденсаторов С7, С9, CI3, CI4, ТС1. Усилитель на полевом транзисторе VT2 используется для развязки вы­ходной цепи задающего генератора и компенсации затухания в полосовом фильтре.

Полосовой LС-фильтр L8, С21…С23 выделяет частотный интервал и улучшает спектральную чистоту выходного сигнала, а составной эмиттерный повторитель на транзисторах VT3, VT4 обеспечивает высокую нагру­зочную способность. Амплитуда выходного сигнала ГИД может изменяться в небольших пре­делах подстроенным конденсатором ТС2, составляющим с конденсатором С17 регулируемый емкостной делитель.

В генераторе предусмотрена возможность плавной расстройки радиопри­емника (RIT) в пределах нескольких килогерц. Для этой цели достаточно подать положительное напряжение на соответствующий вход RIT. Изме­нение напряжения в некоторых пределах приведет к изменению ёмкости варикапа VD2, что в свою очередь позволит подстраивать ГПД. Для каж­дого конкретного случая потребуется самостоятельно определить пределы регулировок.

В ГПД есть еще одна интересная особенность. Если внимательно по­смотреть на схему, то можно обнаружить цепь под названием RLC. При подаче положительного напряжения на вход RLС, произойдет шунтирова­ние катушки L4 индуктивностью L2 — I мкГ. Коммутационный диод VD1 при протекании прямого тока имеет очень малое дифференциальное сопро­тивление (менее 1 Ом). Конец катушки L2 оказывается на земле. Иными словами, суммарная индуктивность контура задающего генератора может подстраиваться в некоторых пределах с помощью электронной коммута­ции. Катушки L2…L4 имеют небольшую индуктивность в пределах несколь­ких мкГн и высокую добротность за счет достаточно жесткой конструк­ции, ведь только в этом случае они не будут влиять на стабильность часто­ты.

Для какой цели это требуется в самом трансивере TS-530 точно опреде­лить не удалось, в связи с тем, что имеющееся техническое описание трансивера было представлено в очень сжатом виде. Но такой способ изменения (подстройки) индуктивности катушки зада­ющего генератора можно применить для каких-либо нужд в своих разра­ботках, в случае, если электронная коммутация катушки задающего гене­ратора не требуется, то эту цепь и соответствующие элементы схемы следу­ет исключить.

Естественно, конструктивное выполнение генератора плавного диапа­зона должно соответствовать требованиям, предьявляемым к построению высокостабильных ГПД. Помимо достаточной жесткости конструкции, не­обходимо большое внимание уделить стабилизации и фильтрации питаю­щего напряжения. Подбор элементной базы далеко не последнее при со­здании качественного ГПД. В задающем генераторе желательно использо­вать высокочастотные полевые транзисторы с нормированным коэффици­ентом шума. Выводы транзисторов и частотно-задающих элементов долж­ны иметь минимальную длину.

Элементы задающего генератора должны быть прочно закреплены при сборке на печатной плате или при использовании навесного монтажа. Особое внимание следует обратить на колебательный контур задающе­го генератора, поскольку от него, а, если точнее, от качества изготовления катушки и конденсатора переменной емкости зависит такой параметр, как стабильность частоты.

Хорошо известно, что стабильность частоты зависит от изменения тем­пературы окружающей среды. Для обеспечения температурной стабильно­сти используются группы параллельно соединенных конденсаторов с раз­личными ТКЕ (температурный коэффициент емкости), варьируя М47 и ПЗЗ. На рис.1 это С7, С9 и ТС1, С13, С14. Конденсатор ТС 1 — малогабаритный подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком.

Из наиболее доступных можно пользоваться керамическими конденса­торами КМ- Радиолюбители старшего поколения хорошо помнят слюдяные конденсаторы КСО, с большим успехом применяемые в задающих генера­торах плавного диапазона. А вот частотозадающие конденсаторы С12, С15 нС1б в цепи обратной связи должны иметь ТКЕ МПО. Таким ТКЕ облада­ют конденсаторы К10-17, К10-43 и некоторые другие.

Не буду акцентировать внимание на конструкции катушки ГПД. Здесь с успехом подойдет катушка от трансивера UW3DI. Несколько слов хотелось бы сказать о конденсаторе переменной емкос­ти. Воздушный зазор между пластинами конденсатора должен быть не ме­нее 1мм, а сами пластины должны обладать достаточной жесткостью. Хо­рошо, чтобы вращающаяся ось конденсатора была выполнена из высоко­частотного фарфора с надежными токосъемниками. Иными словами, для получения высоких параметров ГПД нужен и вы­сококачественный конденсатор переменной емкости.

В схеме ГПД трансивера TS-530, не смотря на простоту, содержатся весьма полезные соображения И его можно рекомендовать не только для модернизации UW3DI, ной для повторения в других конструкциях, с учетом их особенностей.

Метки: ГПД, Полевой транзистор, Трансивер.


Два ГПД для трансивера с ПЧ 5,5 МГц

Р/л технология

Главная  Радиолюбителю  Р/л технология



ПЧ при конструировании трансиверов и приёмников с одной фиксированной ПЧ, были сделаны выводы о том, что ПЧ 5,5 МГц имеет некоторые преимущества по сравнению с другими. Если использовать удвоение частоты ГПД на самых высокочастотных радиолюбительских диапазонах, то спектр частот, перекрываемых ГПД, укладывается в более плотный «пакет», часть диапазонов «сдваивается» (имеет одни и те же частоты), что существенно упрощает процедуру термокомпенсации генератора, уменьшает число используемых деталей и подстроечных элементов. Кроме того, такой генератор обеспечивает более равномерную амплитуду выходного сигнала. Ну и, конечно, при такой ПЧ (5,5 МГц) трансивер имеет не так много поражённых точек. К тому же кварцевые резонаторы на «круглую» частоту 5,5 МГц для построения фильтра ПЧ не так дефицитны.

Предлагаемые два варианта ГПД рассчитаны именно на эту частоту ПЧ. Первый вариант устройства показан на рис. 1. Этот генератор вырабатывает сигналы с частотами, указанными в таблице. На диапазонах 10, 21, 24, 28 и 29 МГц он работает с удвоением частоты, на остальных — без удвоения. Выходное напряжение ГПД — около 1,5 В. Задающий генератор плавного диапазона собран на транзисторе VT1 по схеме ёмкостной трёхточки. С целью получения большей частотной стабильности транзистор выбран кремниевый, с возможно меньшими ёмкостями p-n переходов, а корпус транзистора должен иметь хороший тепловой контакт с шасси.

Рис. 1. Схема первого варианта ГПД

Таблица

Диапазон, МГц

Частота задающего генератора, МГц

Частота на выходе ГПД, МГц

1,9

7,33…7,43

7,33…7,43

3,5

9,0…9,3

9,0…9,3

7

12,5…12,6

12,5.12,6

10

7,8… 7,825

15,6…15,65

14

8,5…8,85

8,5…8,85

18

12,568…12,668

12,568…12,668

21

7,75…7,975

15,5…15,95

24

9,695…9,745

19,39…19,49

28

11,25…11,535

22,5…23,07

28,5

11,535…11,82

23,07…23,64

29

11,82…12,1

23,64…24,2

Частоту ГПД задаёт катушка индуктивности L1 и конденсаторы, которые подключены к нему постоянно и подключаются к нему на различных диапазонах с помощью переключателя SA1.1.

Сигнал генератора с катушки L1 поступает на затвор полевого транзистора VT2, при этом катушка одновременно выполняет функции повышающего трансформатора. Это обеспечивает согласование генератора с высоким сопротивлением каскада на транзисторе VT2. Это сопротивление мало шунтирует контур ГПД и несущественно уменьшает его добротность, что благоприятно сказывается на стабильности частоты.

Буферный каскад, собранный на транзисторе VT2, вырабатывает два практически одинаковых по амплитуде, но противофазных сигнала, необходимых для обеспечения работы последующего удвоителя частоты, собранного на двух идентичных усилительных каскадах на транзисторах VT3 и VT4. В зависимости от управляющих сигналов, эти два каскада могут работать как удвоитель частоты или же один из них может работать как линейный усилитель. Переключение режимов производится переключателем SA1.2. В режиме удвоения частоты оба каскада работают в классе С, поскольку на базы транзисторов VT3 и VT4 постоянное напряжение не поступает. В этом случае их выходные сигналы складываются на общей нагрузке. В режиме линейного усиления (классе А) на базу транзистора VT3 через R9 поступает открывающее напряжение, что и переводит в режим линейного усиления. При этом транзистор VT4 закрывается напряжением около +2 В, поступающим на его эмиттер через резистор R15.

В режиме линейного усиления нагрузкой является резистор R12, т. е. получается апериодический усилитель. Диоды VD2-VD4 служат для развязки цепей по постоянному току. В режиме удвоения частоты сигналы с коллекторов транзисторов VT3 и VT4 складываются, поэтому на нагрузке сигналы чётных гармоник складываются (их амплитуда увеличивается), а сигналы нечётных вычитаются (их амплитуда уменьшается). Кроме того, к нагрузке, взави-симости от диапазона, подключается один из LC-контуров L2C3, L3C4 или L4C5, что подавляет сигналы ненужных гармоник. На диапазоне 28 МГц перестройка в интервале 1,7 МГц осуществляется в одном положении переключателя SA1. При использовании верньера от радиоприёмника Р311 настройка осуществляется вполне комфортно. Оставшиеся свободными две группы контактов переключателя SA1 (применён переключатель на 11 положений и два направления) можно использовать для обзорного радиовещательного КВ-диапазона и Си-Би-диапазона (27 МГц). Можно их использовать и для подключения на диапазоне 28 МГц вместо контура C5L4 трёх контуров. В этом случае можно получить более равномерную амплитуду выходного сигнала на диапазоне 28 МГц за счёт настройки контуров на различные участки этого диапазона. Как это сделать, будет сказано далее.

Схема второго варианта ГПД показана на рис. 2. Сам генератор выполнен по такой же схеме, как и предыдущий. Частоты, вырабатываемые им, приведены в таблице. Отличие состоит в использовании системы растяжки на диапазонах 10, 24, 28 МГц, а также разбивки последнего диапазона на три участка. Это позволило применить верньер с меньшим коэффициентом замедления. При этом с целью уменьшения числа комплектующих элементов для диапазона 28 МГц использован только один конденсатор С7, а ёмкость подключаемых конденсаторов на остальных диапазонах соответственно уменьшена. Растяжка на вышеуказанных диапазонах производится за счёт коммутации конденсаторов с помощью реле К1.

Рис. 2. Схема второго варианта ГПД

Сигнал генератора с катушки L1 через катушки связи L2, L3 в противофазе поступает на первые затворы полевых МОП-транзисторов VT2 и VT3. На этих транзисторах собран переключаемый усилитель-удвоитель частоты. В режиме усиления работает только транзистор VT2, при этом он переводится в линейный режим путём подачи напряжения на первый затвор через резистор R7, катушка L3 отключается, и первый затвор транзистора VT3 замыкается на общий провод, исключая его из работы. Резистор R12 обеспечивает стекание статических зарядов и тем самым предотвращает возможный выход транзистора из строя из-за пробоя, который может возникнуть в момент переходных процессов при переключении контактов реле К2.

Стоки транзисторов объединены, поэтому чётные гармоники на них складываются, а нечётные вычитаются (компенсируются). В режиме усиления нагрузкой каскада является резистор R14, а в режиме удвоения — контуры L4C38, L5C39, L6C26. При этом контур L6C26 можно заменить тремя, как показано на рис. 3. В этом случае несколько увеличится число комплектующих элементов, но зато упростится настройка генератора на этом диапазоне. Диод VD5 предотвращает срабатывание реле К2 в режиме удвоения частоты.

Рис. 3. Схема замены контура L6C26

С выхода усилителя-удвоителя сигнал ГПД поступает на оконечный каскад усиления, выполненный на транзисторе VT4 по апериодической схеме. Амплитуда сигнала на выходе — около 1,5 В на всех диапазонах. Её уровень поддерживается системой автоматической регулировки мощности (АРМ). На диодах VD6 и VD7 собран выпрямитель по схеме удвоения напряжения, а на транзисторе VT5 — инвертирующий усилитель постоянного тока. Резистор R21 служит для установки уровня выходного сигнала (0…1,5 В). С движка этого резистора управляющий сигнал (постоянное напряжение) поступает на вторые затворы транзисторов VT2 и VT3. При превышении выходным сигналом ГПД установленного значения транзистор VT5 открывается и напряжение на вторых затворах транзисторов VT2 и VT3 уменьшается, что и приводит к уменьшению выходного сигнала ГПД, т. е. стабилизации его амплитуды.

Чтобы увеличить выходное напряжение ГПД, можно применить резистор R21 большего сопротивления или резистор R15 меньшего сопротивления. При этом следует учесть, что максимальное постоянное напряжение на вторых затворах транзисторов VT2 и VT3 не должно превышать 5 В, поскольку при таком напряжении наблюдается максимум усиления у этих транзисторов.

Рис. 4. Переменный конденсатор

Рис. 5. Катушка на керамическом каркасе

В генераторах использованы постоянные резисторы МЛТ, подстроечный — СП-04 или любой малогабаритный. Переменный конденсатор — так называемый дифференциальный КПЕ «бабочка» (рис. 4) от радиостанций Р821, Р822 (так называемое изделие ЯД4.652.007), его статорные пластины соединены параллельно, а на ось ротора установлен токосъёмник (подключён к корпусу), в результате суммарная ёмкость составила 14…88 пФ. Подстроечные конденсаторы — КТ4-25, оксидные конденсаторы — К50-35, К53-14. Блокировочные конденсаторы — плёночные или керамические, в частотозадающих цепях следует применить конденсаторы КТ, КМ, К10-7. Транзисторы КТ603Г можно заменить транзисторами серии КТ608. Реле — РЭС49, исполнение РС4.569.421-02 или РС4.569.421-08 с номинальным напряжением 12 В. В обоих ГПД применена катушка L1 (рис. 5) на керамическом каркасе диаметром 18 мм. Она содержит 12 витков вожжёной меди, длина намотки — 25 мм. В первом варианте сделан отвод от восьмого витка, во втором варианте используются восемь витков, но поверх неё двумя вместе сложенными проводами ПЭЛ 0,66 намотаны катушки L2, L3 — по 6 витков каждая. Конец одной соединяют с началом другой. Остальные катушки намотаны виток к витку на пластмассовых каркасах диаметром 7 мм с подстроечниками из феррита марки 400НН. Для первого варианта катушка L2 содержит 22 витка ПЭШО 0,44, катушка L3 — 10 витков провода ПЭЛ 0,55, катушка L4 — 8 витков провода ПЭЛ 0,66. Для второго варианта катушки L4 и L5 такие же, как и L2, L3 для первого. Катушка L6 намотана проводом ПЭЛ 0,66 и содержит десять витков с отводами от первого и второго, а катушки L6.1, L6.2, L6.3 содержат 7, 8 и 9 витков такого же провода. Налаживание начинают с проверки отсутствия замыканий по цепям питания. Затем подают питающее напряжение и проверяют работоспособность задающего генератора. Для этого осциллографом контролируют переменное напряжение на эмиттере транзистора VT1. Затем производят укладку диапазонов. Делают это подборкой постоянных конденсаторов, коммутируемых переключателем SA1.1 и подстройкой соответствующих подстроечных конденсаторов. Уровень и форму выходного сигнала контролируют осциллографом, частоту — частотомером. На диапазонах, где происходит удвоение частоты, подстраивают сердечники соответствующих катушек (L2-L4 — для первого варианта, L4-L6 — для второго) по максимуму сигнала на выходе (в середине каждого диапазона). Резистором R21 (см. рис. 2) устанавливают на выходе требуемый уровень сигнала. Выходной каскад (VT4 на рис. 2) настраивают по максимуму сигнала на выходе и правильной форме синусоиды подборкой номинала резистора R17. При укладке диапазонов, возможно, потребуется установка конденсатора С40.

На последнем этапе настройки производят термокомпенсацию генератора путём замены на каждом диапазоне частотозадающих конденсаторов равной ёмкости, но с другими значениями ТКЕ. Критерий налаживания — наименьший «выбег» частоты с течением времени из-за прогрева деталей после включения (это самый трудоёмкий этап налаживания!).

Автор: Владимир Рубцов (UN7BV), г. Астана, Казахстан

Дата публикации: 08.05.2018

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:


Стабильный диапазонный генератор — Старое радио

Стабильный диапазонный генератор в радиолюбительской практике до сих пор проблемой номер один является стабильность частоты генераторов с плавной настройкой. Каждый коротковолновик знает, как неприятно, а иногда и трудно работать с корреспондентом, когда частота его передатчика «ползет» вверх или вниз. Это особенно ощутимо при работе CW или SSB. Но кроме субъективного фактора, имеется и официальное положение, которое жестко определяет стабильность частоты коротковолновой радиостанции. Уход частоты генератора в радиолюбительской практике не всегда вызван небрежностью конструктора-оператора: работой на коротких волнах занимаются люди различного возраста и профессий, обладающие различной степенью специальной подготовки.

В лабораторных условиях в результате анализа и многочисленных экспериментов была выбрана схема задающего стабильный диапазонный генератор, который и предлагается вниманию читателей. Этот генератор может быть использован также в качестве гетеродина в приемнике, в измерительной аппаратуре и пр. При выборе схемы генератора был рассмотрен ряд кривых, характеризующих уход частоты в зависимости от изменения напряжения питания различных схем ламповых генераторов, описанная ниже схема обладает наибольшей стабильностью. Остальные факторы, влияющие на стабильность частоты лампового генератора, учтены и скомпенсированы известными способами, Очевидно, будет удобнее это проследить непосредственно на предложенной схеме (рис.).

shema_generatora

Весь содержит три каскада: собственно генератор на лампе 6Н15П (Л1), катодный повторитель и усилитель на лампе 6Ф1П (Л2).

Собственно стабильный диапазонный генератор

собран по схеме с отрицательным сопротивлением. Работа генераторов с отрицательным сопротивлением достаточно полно освещена в литературе (например, см. А. А. Куликовский «Новое в технике любительского радиоприема», Томас Мартин «Электронные цепи»). По сути, схема представляет собой несимметричный мультивибратор, в одну из цепей которого включен реактивный элемент. Прямая связь между триодами генератора осуществляется через -тод; положительная обратная связь, необходимая для возникновения генерации, — с анода правого (по схеме) триода на сетку левого триода.

Здесь необходимо остановиться на-одной очень существенной детали, не акцентируемой в литературе. Эта деталь главным образом влияет на работу генератора и на которую многие конструкторы не обратили внимания и вынуждены были отказаться от него.
Дело заключается в том, что, как уже отмечалось выше, прямая связь между триодами генератора осуществляется через катод. Таким образом катодная нагрузка будет являться нагрузкой и по перемеменному и по постоянному току. Что получится в том случае, если в катоде будет стоять только активное сопротивление? В первую очередь величина этого сопротивления будет подбираться, чтобы обеспечить нужный режим каскада.

Практически его величина не превысит 2—3 ком. В свою очередь это сопротивление является нагрузкой и для высокочастотного напряжения. И здесь, как правило, оказывается, что его величина слишком мала и не обеспечивает достаточной передачи ВЧ энергии на правый по схеме триод. Кроме того, это сопротивление значительно шунтирует контур генератора, сильно снижая его добротность, ухудшая и без того тяжелые условия возбуждения. Проанализировав подобным образом схему стабильный диапазонный генератор, можно прийти к простому решению: последовательно с катодным сопротивлением нагрузки включить ВЧ дроссель. Теперь комплексная катодная нагрузка будет складываться по постоянному току.

Теперь, легко установив режим генератора по постоянному току, имеем катодную нагрузку по переменному току несоизмеримо большую, так как реактивное сопротивление правильно выбранного дросселя будет несоизмеримо больше, чем R1 в этом случае условия возникновения генерации получаются столь легкими, что при достаточно высоком Q контура генератора (не ниже 120), достаточной индуктивности и малой паразитной емкости дросселя и при использовании лампы 6Н15П, которая лучше всего подходит для этой цели (у нее хорошая крутизна и нет внутреннего статического экрана), генератор возбуждается и устойчиво генерирует даже без конденсатора положительной обратной связи C1, то есть оказывается достаточной междуэлектродная емкость самой лампы.

В общем же случае емкость конденсатора C1 может быть выбрана в пределах нескольких пикофарад. Генерация получается такой устойчивой, что при снижении анодного напряжения до 10 в на катодном дросселе остается напряжение ВЧ около 1,5 в. Возвращаясь к конкретным данным приведенной схемы, отметим, что положительное изменение емкости контура генератора от нагрева во время работы компенсируется конденсатором С3 (КТК голубой). Конденсатор С3 должен быть обязательно КСО-2 группы «Г». Конденсатор C1 — типа КТК голубой.

Для большего повышения стабильности целесообразно снимать напряжение ВЧ на следующий каскад именно с дросселя катодной нагрузки, а не с какой-нибудь другой точки схемы по следующим соображениям: снимая ВЧ напряжение непосредственно с контура генератора, с анода правого триода или-непосредственно с катода генератора, нарушаем стабильность колебаний. Снимая сигнале катодного дросселя, мы практически полностью изолируем генератор.

Здесь особенно видно, насколько оправдана именно такая последовательность включения сопротивления и дросселя в катод генератора. В самом деле, цепь катодной нагрузки в нашем случае для ВЧ можно представить как делитель, состоящий из двух последовательных сопротивлений: R1, которое в зависимости от типа лампы и выбранного режима генератора может быть от нескольких ом до 2—3 ком; и реактивного сопротивления дросселя Rx, которое в лучшем случае несоизмеримо велико по сравнению с R1 (рис.)shema_delitelyaТаким образом для ВЧ сигнала величина R1 в нашем делителе получается очень малой, и можно полагать, что в лучшем случае по ВЧ Uвх будет равно Uвых, или, иными словами, снимаемое напряжение ВЧ с дросселя будет равно напряжению ВЧ на катоде генератора. Однако в реальных условиях, разумеется, сопротивление дросселя по ВЧ будет иметь конкретное значение в силу конечных параметров последнего и влияния схемы в целом.

Но тем не менее его величина будет гораздо больше R1 и проигрыш в снимаемом напряжении будет незначительным. В то же время сопротивление R1 защищает в значительной степени от возможного вмешательства в цепь связи, обеспечивающую работу генератора. Чтобы еще больше «развязать» стабильный диапазонный генератор от последующих каскадов, имеется буферный каскад, собранный по схеме катодного повторителя на триоде лампы Л2. Как известно, катодный повторитель обладает высоким входным сопротивлением и практически не шунтирует дроссель Др1. Необходимо отметить еще одно достоинство этого генератора.

При соответственно выбранном режиме он обладает малым процентом гармоник. В большинстве случаев даже вторую гармонику не удавались замерить. Это является весьма положительным качеством, особенно при использовании подобного генератора в качестве гетеродина в приемнике с несколькими преобразователями или как VFO в SSB передатчике, где возникает опасность появления комбинационных частот или интерференционных свистов.

Однако в описываемом стабильный диапазонный генератор имеется в виду дальнейшее умножение частоты для получения всех любительских диапазонов, для этой цели после катодного повторителя следует каскад усилителя на основной частоте (80 м любительский диапазон), собранный на пентодной части лампы Л2. Для замера ухода частоты генератора использовался декадный счетчик ЭЧ-1, так как, например, волномером 526У вообще не удалось замерить уход частоты при часовой проверке. Основной замер производился после двадцатиминутного прогрева. Уход частоты за первые 15 минут замера составлял: 3 645 282— 3 645 245 гц—37 гц! За следующие 15 минут уход частоты составил 33 гц.

Необходимо заметить, что при эксперименте было стабилизировано только анодное напряжение. Экран контура задающего генератора (L1) находился около экрана лампы генератора на расстоянии 22 мм. Контур был выбран заведомо с невысокой добротностью Q = 60. Он имел 60 витков провода ПЭ 0,29, намотанных виток к витку на полистироловом каркасе диаметром 8 мм, и был заключен в латунный экран диаметром 21 мм (катушка L2 намотана на таком же каркасе с таким же экраном с настройкой ферритовым сердечником и имела 37 витков провода ПЭЛШКО 0,2, намотка «универсалы), ширина намотки 4 мм). Можно утверждать, что если принять дополнительные меры; стабилизировать накал генераторной лампы барретором, применить контур задающего генератора с высокой добротностью, как можно лучше изолировать контур генератора в тепловом отношении, то стабильность будет еще выше.

В заключение остановимся на примененном здесь способе манипуляции. Манипуляция производится не срывом генерации, как обычно, а уводом частоты в сторону, за пределы пропускания контуров передатчика. Это осуществляется миниатюрным реле РЭС-10 (возможно использовать реле РЭС-9), которое имеет размеры 10Х 16 X 19 мм, весит 7,5 г, работает при температуре до +125° С и относительной влажности до 98%. При этом является малоемкостным и имеет время срабатывания 5 мсек. Это реле и процессе манипуляции подключает к контуру стабильный диапазонный генератор конденсатор Са, уводя частоту генератора в сторону, но не срывая ее.

Проверка производилась субъективно при помощи волномера 526У. При манипуляции не было замечено ни малейшего «хлюпания», ни каких бы то ни было других нежелательных явлений. Полностью отсутствуют щелчки. Произведенный эксперимент позволяет утверждать, что подобный метод манипуляции может быть рекомендован коротковолновикам, как простой, высококачественный и весьма эффективный.

 

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *