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无线电电子与电气工程百科全书 频率为 60 kHz ... 108 MHz 的信号发生器。 无线电电子电气工程百科全书
高频信号发生器是无线电接收器维修和调谐所必需的，因此需求量很大。 市场上出售的苏联制造的实验室发电机具有良好的特性，通常来说，它们对于业余用途来说是多余的，但它们相当昂贵，并且在使用前通常需要修理。 外国制造商的简单发电机甚至更昂贵，同时在高参数上没有差异。 这迫使无线电爱好者自己制造此类设备。 该发电机被设计为类似于 GRG-450B [1] 的简单工业设备的替代品。 它适用于所有广播范围，其制造不需要绕制电感器和费力的调整。 该设备具有扩展的高频频段，从而可以放弃复杂的机械游标、输出信号的内置毫伏表和频率调制。 该设备由廉价的通用零件制成，任何修理无线电的业余无线电爱好者都可以找到。 对此类发生器的许多业余设计的分析揭示了它们的一些常见缺点：频率范围有限（大多数仅覆盖 DV、MW 和 HF 范围）； 高频范围内的显着频率重叠使得精确设置变得困难并且导致需要制造游标。 通常需要用抽头绕制电感器。 此外，对这些结构的描述过于简短，而且常常完全不存在。 决定独立设计一款高频信号发生器，满足以下要求：电路和设计极其简单、无抽头电感、无需自制机械部件、可在所有广播频段工作，包括VHF、扩展频段和电动游标。 50 欧姆同轴输出是理想的。 表
1) 同轴输出端负载电阻为50欧姆，有效值。
经过多次检查技术方案并反复改进，出现了如下所述的装置。 它产生的频率范围如表所示。 发生器频率设置精度在 2 MHz 频率下不低于 ±10 kHz，在 10 MHz 频率下不低于 ±100 kHz。 在 0,2 MHz 频率下，每小时运行（预热一小时后）的偏离不超过 10 kHz，在 10 MHz 频率下，每小时偏离不超过 100 kHz。 同表显示了每个范围内输出电压的最大有效值。 毫伏表刻度的非线性度不大于20%。 电源电压为 7,5 ... 15 V。信号发生器电路如图 1 所示。 XNUMX.
通常，具有振荡电路点对点连接的振荡器，能够在超过 100 MHz 的频率下工作，会生成失真的方波，而不是中波范围内的正弦波。 为了减少失真，需要根据频率对发生器有源元件的操作模式进行显着改变。 所述装置中使用的主振荡器信号具有串联的场效应和直流双极晶体管[2]，其失真要小得多。 仅通过调整双极晶体管的工作模式即可减少它们。 在低频范围内，晶体管VT2的工作模式由串联的电阻R1和R9设定。 随着向高频范围的过渡，开关 SA1.2 闭合电阻器 R1。 为了增加场效应晶体管VT1特性的陡度，将等于电源电压一半的恒定偏压施加到其栅极。 主振荡器的电源电压由积分稳定器DA1 稳定。 电阻器 R10 充当调节器的最小负载，没有它，其输出电压就会被噪声堵塞。 主振荡器的电感器L1-L10使用工业制造的扼流圈。 它们由开关 SA1.1 进行切换。 在VHF2范围内，电感L11是一段约75毫米长的电线，将开关连接到印刷电路板。 电感器的实际电感与标称电感的偏差可能相当大，因此选择范围边界时有一些重叠，以排除其繁琐的安装。 表中所示范围的极限是在未选择任何扼流圈的情况下获得的。 最好使用大扼流圈，其电感（以及因此产生的频率）的稳定性高于小扼流圈。 对于频率调谐，该设备使用带有齿轮箱的三节可变电容器，该电容器曾用于 Okean 无线电接收器、Melodiya 射线图和许多其他设备。 使其主体与设备主体不发生电接触，通过绝缘垫圈固定在其内部。 这使得电容器的一部分与另外两部分并联成为可能。 这就是扩展 HF 频段的实现方式。 在需要大频率重叠的 DV、SV1 和 SV2 范围内，SA1.2 开关将可变电容器外壳连接到公共导线。 在KV6、UKV1和UKV2范围内，可变电容器由SA2开关关断。 当开关闭合时，稳定的产生频率不超过37 MHz。 与可变电容器并联有变容矩阵VD1、电容器C6、C9和电阻器R6组成的电路，起到频率调制器、电子游标的作用，可变电容器关断时为主调谐。元素。 由于振荡电路上的高频电压的幅度达到几伏，因此反串联连接的矩阵变容二极管所引入的失真比单个变容二极管所引入的失真要小得多。 VD1矩阵变容二极管的调谐电压来自可变电阻R5。 电阻器 R2 在一定程度上使调谐范围线性化。 发生器的频率调制信号从任何外部源馈送到 XS1 连接器。 在设置和测试 AM 无线电接收机时，由于接收路径的预检测器部分的频率响应不均匀，频率调制到幅度调制的转换本身就会发生。 您可以使用示波器观察接收机最后一个中频电路上的 AM 信号。 这种解决方案并不总是可以接受的，但测量发生器的业余设计中使用的简单幅度调制器即使在低频 HF 频段也会产生强烈的杂散频率调制，这使得它们几乎不可能用于其预期目的。 当将该设备用作扫频发生器时，锯齿电压会施加到 XS2 连接器。 主振荡器通过电容C4连接到晶体管VT12上的输出跟随器，其极小的电容减小了负载对产生频率的影响以及在30 MHz以上频率时输出电压幅度的减小。 为了部分消除低频时幅度的降低，电容器 C12 与 R11C14 电路并联。 事实证明，双极晶体管上具有高输出阻抗的简单射极跟随器是此类宽带设备的最合适解决方案。 负载对频率的影响与 FET 源极跟随器的影响相当，并且幅度与频率的相关性要小得多。 使用额外的缓冲级只会恶化解耦。 为了确保 DV-KV 范围内良好的去耦，VT4 晶体管必须具有高电流传输系数，并且在 VHF 范围内必须具有极小的极间电容。 中继器输出连接到XT1.4端子，该端子主要用于连接频率计，导致输出电压略有下降。 该输出在高频频段的内阻约为120欧姆，输出电压大于1V。二极管VD2、VD3、晶体管VT3和LED HL1具有指示输出端存在射频电压的指示器。中继器。 信号从用作输出电压调节器的可变电阻器 R18 的引擎传送至 R19R20 分压器，该分压器除了对发电机和负载进行额外的去耦之外，还提供同轴输出（XW1 连接器）的输出阻抗）在接近 50 欧姆的高频频段。 在 VHF 上，它下降到 20 欧姆。 根据该方案，当 R18 滑块的位置从上位置变为下位置时，频率偏差在 70 MHz 无负载且连接 100 欧姆负载的情况下达到 100 ... 50 kHz - 不超过2 kHz（相同频率）。 为了测量连接器 XW1 处的输出电压，提供了一个由电阻器 R15、R17、二极管 VD4 和电容器 C17 组成的检测器。 与外部数字电压表或电压表模式的万用表一起，连接到触点XT 1.3（正）和XT1.1（负），形成发电机输出电压有效值的毫伏表。 为了获得更线性的刻度，向二极管 VD4 施加 1V 的恒定偏置电压，该偏置电压由多匝微调电阻器 R17 设置。 外部电压表的测量限值必须为 2 V。在这种情况下，其指示器的最高位将持续显示一个单位，而较低位将显示测量的输出电压（以毫伏为单位）。 最小测量电压约为 20 mV。 高于 100 mV 读数会稍高。 在200 mV的电压下，误差达到20%。 发电机由 7 ... 15 V 的稳定直流电压源或电池供电。 如果电源不稳定，所产生的高频信号将不可避免地以 100 Hz 的频率进行调制。 发电机的安装应非常小心，其参数的稳定性取决于此。 大多数部件安装在由双面箔绝缘材料制成的印刷电路板上，如图 2 所示。 XNUMX.
各部件在板上的位置如图所示。 3. 板两侧的公共金属箔焊盘通过焊接到孔中的跳线互连，如图所示，孔已填充。 安装后，输出中继器的元件用金属屏蔽封闭在板的两侧，金属屏蔽的轮廓由虚线示出。 这些屏蔽必须牢固地焊接在周边，并连接到公共金属丝箔上。 在位于印刷导体一侧、连接 VT4 晶体管发射极的接触焊盘上方的丝网上，有一个孔，焊接到该焊盘的铜引脚穿过该孔。 随后，将同轴电缆的中心芯焊接到其上，连接到可变电阻器R18和电容器C18。 电缆编织层连接到中继器屏幕。 发生器主要采用尺寸为0805的表面贴装固定电阻和电容。电阻R19和R20为MLT-0,125。 电容器 C3 - 低 ESR 氧化物，C7 - 氧化物钽 K53-19 或类似电容器。 电感L1-L10——标准扼流圈，最好是国产DPM、DP2系列。 与进口产品相比，其电感与标称偏差小得多，品质因数更高。 在没有所需额定值的扼流圈的情况下，可以通过将八匝直径为 10 mm 的电线缠绕到电阻至少为 0,08 MΩ 的 MLT-0,125 电阻器上来独立制作 L1 线圈。 作为电感L11，使用一段来自同轴电缆的大约75mm长的刚性中心线。 带变速箱的三节可变电容器非常常见，但如果没有，也可以使用两节可变电容器。 在这种情况下，电容器外壳连接到设备外壳，并且每个部分通过单独的开关连接，并且其中一个部分通过拉伸电容器连接。 控制具有这种可变电容器的设备要困难得多。 开关 SA1 - PM 11P2N、PG3 或 P2G3 系列的类似开关也适用。 开关 SA2 - MT1。 可变电阻R18为SP3-9b，不建议更换为其他型号的可变电阻。 如果电路中没有找到所示的可变电阻，则可以用较小的阻值代替，但需要增大电阻R16的阻值，使并联电阻R1618和R5的总阻值保持不变。 可变电阻R17——任意型号，R3296——进口多圈微调器XNUMX。 二极管 GD407A 可以用 D311、D18 和二极管 1 N4007 替换 - 使用任何整流器。 允许使用 KVS111B 代替变容二极管矩阵 KVS111A，而不是 3AR4UC10 - 任何红色 LED。 主振荡器对所使用的晶体管类型不敏感。 场效应晶体管KP303I可以用KP303G-KP303Zh、KP307A-KP307Zh代替，并且通过印刷电路板的校正-可以用BF410B-BF410D、KP305Zh代替。 对于初始电流大于7mA的晶体管，不需要电阻R7。 双极晶体管 KT3126A 可以用任何具有最小极间电容的 pnp 微波晶体管代替。 推荐使用 SS368I 作为 KT9018AM 晶体管的替代品。 连接器 XW1 - F 型。任何电缆都可以轻松嵌入其中，如有必要，您只需插入一根电线即可。 夹紧块 XT1 - WP4-7 用于连接音响系统。 连接器 XS1 和 XS2 是标准 3,5 毫米单声道插孔。 发电机由计算机电源组装在一个外壳中。 其安装如图所示。 4. 拆下风扇格栅，并用带有连接器和控制器孔的钢板盖住机箱侧面。 要固定板，请使用外壳上的所有螺丝孔。
将电路板安装在 SA30 开关旁边的 1 毫米高的黄铜支架上，印刷导线朝上。 将机架的接触点与外壳镀锡，并在其下方放置一个接触片，该接触片连接到输出中继器的屏幕。 如果可能，请避免高频电流流过公共导线形成大的闭路，从而导致 VHF 频段的输出电压下降。 将可变电阻器 R18 放置在额外的金属屏蔽中，将其夹在电阻器法兰下方。 电阻器 R19 和 R20 的安装 - 铰接。 使用同轴电缆将它们的公共点连接到连接器 XW1。 将毫伏表的检测器元件安装在小电路板上，然后将其直接固定在连接器 XW1 上。 将可变电容器C4通过绝缘垫片安装在外壳内。 建议对电容器轴进行介电延伸，并在其上放置调谐旋钮。 但这不是必需的，可以将其放置在电容器本身的轴上。 将可变电容器连接到 SA2 开关，并通过同轴电缆的刚性中心芯连接到电路板。 电容器 C5 安装并连接到电容器 C4 旁边的外壳。 在将开关 SA1 安装到设备中之前，请在其上安装电感器 L1-L10 和电阻器 R1。 相邻线圈的轴线必须相互垂直，否则无法避免相互影响。 对于低频范围尤其如此。 轴向和径向引线交替使用线圈很方便。 使用一束 1.1 根或更多 MGTF 线将公共线连接到 SA1。 用一根单独的导线，将电阻器 R1.2 和 SAXNUMX 饼干的活动触点连接到公共导线上。 使用带有缩短针头的注射器，用有色 zapon 清漆在前面板上涂抹所有必要的铭文。 将锯齿波电压输入连接器 XS2 安装在后面板上，以防止意外连接。 也将电源线连接到那里。 它由触点 XT1.1（负）和 XT1.2（正）复制，您可以通过它们为其他测量仪器或定制设备供电。 用焊接钢板封闭外壳上所有多余的孔。 根据建议组装后，设备应该立即可以工作。 您应该测量晶体管 VT4 发射极的直流电压。 可变电阻R18滑块的上位（根据方案）不应小于2V，否则需要减小电阻R13的阻值。 接下来，您需要检查发电机在所有范围内的运行情况。 在 VHF 上，可变电容器的输入电容较大（如果打开），振荡就会停止，从 HL1 LED 的亮度下降可以看出。 如果如图所示包含可变电阻器 R5，则 VHF 频段上的调谐频段将不会超过 15 MHz，并且可能需要将这些频段置于广播限制内。 首先，在 VHF1 范围 (65,9 ... 74 MHz) 内使用微调电容器 C9 并打开 SA2 开关。 接下来，将SA1开关拨至VHF2位置，通过改变电感L11的导线长度，实现87,5 ... 108 MHz广播范围的覆盖。 如果需要大幅提高频率，可以用一条铜箔或同轴电缆的扁平编织层代替一根电线。 如果可变电阻器 R5 由输入端而不是积分稳定器 DA1 的输出端提供电压，则变容二极管的频率调谐限制会显着增加。 但这会导致频率稳定性明显恶化。 毫伏表检测器的调整包括在发电机输出电压为零时，用连接到检测器输出的万用表上的微调电阻器 R17 将电压设置为 1010 mV（根据图表，可变电阻器 R18 发动机位于下部位置） ）。 此外，通过用可变电阻（由示波器控制）将输出电压范围增加到280mV，调节R17，使万用表显示1100mV。 这对应于 100 mV 的输出电压有效值。 需要注意的是，小于 20 mV 的射频电压无法用该毫伏表（死区）测量，而当电压超过 100 mV 时，其读数会非常高。 建议在测量开始前一小时打开发电机。 升温后，长期频率稳定度将显着提高。 Sprint Layout 6.0 格式的 PCB 文件可以从 ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/01/gener.zip 下载。 文学
作者：G.邦达连科
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