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無線電子工学および電気工学の百科事典 周波数 60 kHz ～ 108 MHz の信号発生器。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
高周波信号発生器はラジオ受信機の修理や調整の際に必要となるため、非常に需要があります。 市場で入手可能なソ連製の実験用発電機は優れた特性を備えており、通常はアマチュア用途には冗長ですが、非常に高価であり、使用前に修理が必要になることがよくあります。 外国メーカーの単純な発電機はさらに高価であり、高いパラメータを持っていません。 このため、アマチュア無線家はそのような装置を自分で作る必要があります。 この発電機は、GRG-450B [1] と同様の単純な産業用デバイスの代替として設計されています。 すべての放送帯域で動作し、その製造には巻線インダクタや労力のかかるセットアップは必要ありません。 このデバイスは、拡張された HF 範囲を実装しており、これにより、複雑な機械式バーニア、出力信号の内蔵ミリボルト計、および周波数変調を廃止することが可能になりました。 この装置は、無線機を修理するアマチュア無線家ならどこでも見つけることができる、安価な一般的な部品で作られています。 このような発電機の多くのアマチュア設計の分析により、これらの発電機に特徴的な多くの一般的な欠点が明らかになりました。 高周波数範囲での周波数の重複が大きいと、正確に設定することが困難になり、バーニアを製造する必要が生じます。 多くの場合、タップを使用してインダクタを巻く必要があります。 さらに、これらの構造の説明は簡潔すぎて、まったく記載されていないことがよくあります。 非常にシンプルな回路と設計、タップのないインダクタ、独自に製造した機械部品がない、VHF、拡張帯域、電気を含むすべての放送帯域で動作する、という要件を満たす高周波信号発生器を独自に設計することにしました。バーニア。 50 オームの同軸出力が望ましいです。 テーブル
1) 負荷抵抗50Ωの同軸出力時の実効値。
多くの技術的解決策をテストし、改良を繰り返した結果、以下に説明するデバイスが登場しました。 生成される周波数範囲を表に示します。 発生器の周波数設定の精度は、2 MHz の周波数で ±10 kHz、10 MHz の周波数で ±100 kHz よりも悪くありません。 動作時間当たりのシフト (0,2 時間のウォームアップ後) は、周波数 10 MHz で 10 kHz を超えず、周波数 100 MHz で 20 kHz を超えません。 同表に各レンジにおける最大実効出力電圧値を示します。 ミリボルトメーターのスケールの非直線性は 7,5% を超えません。 供給電圧 - 15...1 V。信号発生器回路を図に示します。 XNUMX.
一般に、100 MHzを超える周波数で動作できる発振回路のポイントツーポイント接続を備えた発電機は、中波範囲で正弦波ではなく歪んだ方形波を生成します。 歪みを低減するには、周波数に応じて発電機の能動素子の動作モードを大幅に変更する必要があります。 直流に直列に接続された電界効果トランジスタとバイポーラ トランジスタを備えた前述のデバイスで使用されるマスター オシレータの信号 [2] は、歪みがはるかに少なくなります。 バイポーラトランジスタのみの動作モードを調整することで低減できます。 低周波数範囲では、トランジスタ VT2 の動作モードは、直列に接続された抵抗 R1 と R9 によって設定されます。 高周波数範囲に移行すると、スイッチ SA1.2 が抵抗 R1 を閉じます。 電界効果トランジスタ VT1 の特性の急峻性を高めるために、電源電圧の半分に等しい一定のバイアスがそのゲートに印加されます。 マスターオシレータの電源電圧は、内蔵スタビライザ DA1 によって安定化されます。 抵抗 R10 はスタビライザーの最小負荷として機能します。抵抗 RXNUMX がないと出力電圧がノイズで詰まります。 工業用チョークをマスターオシレータのインダクタ L1 ～ L10 として使用しました。 これらはスイッチ SA1.1 によって切り替えられます。 VHF2 範囲では、インダクタンス L11 は、スイッチをプリント基板に接続する長さ約 75 mm のワイヤです。 インダクタの実際のインダクタンスと公称値との偏差は非常に大きくなる可能性があるため、労力を要する取り付けを排除するために、範囲の境界はある程度の重複を考慮して選択されます。 表に示されている範囲制限は、チョークを選択せずに得られたものです。 大きなチョークを使用することが望ましく、インダクタンス (したがって生成される周波数) の安定性は小さなチョークよりも高くなります。 周波数を調整するために、このデバイスはギアボックスを備えた 1 セクションの可変コンデンサを使用します。これは、Ocean ラジオ、Melodiya ラジオ、その他多くのラジオで使用されています。 その本体がデバイスの本体と電気的に接触しないようにするために、本体は絶縁ガスケットを介して内部に固定されています。 これにより、コンデンサの 2 つのセクションを直列に接続し、他の 1.2 つのセクションを並列に接続することが可能になりました。 これが拡張 HF 帯域の実装方法です。 大きな周波数の重複が必要な範囲 DV、SV6、SV1 では、スイッチ SA2 が可変コンデンサのハウジングを共通ワイヤに接続します。 KV2、VHF37、および VHFXNUMX の範囲では、スイッチ SAXNUMX を使用して可変コンデンサがオフになります。 スイッチが閉じている場合、安定した生成周波数は XNUMX MHz を超えません。 バリキャップ マトリクス VD1、コンデンサ C6、C9、抵抗 R6 で構成される回路は、可変コンデンサに並列に接続され、周波数変調器、電気バーニアとして機能し、可変コンデンサが切断された場合には主同調要素として機能します。 発振回路の高周波電圧の振幅は数ボルトに達するため、マトリックスの逆直列接続されたバリキャップは、単一のバリキャップよりもはるかに少ない歪みをもたらします。 マトリックス VD1 のバリキャップの調整電圧は、可変抵抗器 R5 から供給されます。 抵抗 R2 は同調スケールをある程度線形化します。 発生器の周波数変調信号は、任意の外部ソースからコネクタ XS1 に供給されます。 AM ラジオ受信機をセットアップおよびチェックする場合、受信経路の前置検波器部分の周波数応答の不均一性により、受信機内で周波数変調から振幅変調への変換が発生します。 オシロスコープを使用して、受信機の最後の IF 回路上の AM 信号を観察できます。 この解決策は常に受け入れられるわけではありませんが、測定用発生器のアマチュア設計で使用される単純な振幅変調器は、低周波 HF 帯域でも強力な寄生周波数変調を生成するため、意図した目的で使用することはほとんど不可能になります。 デバイスを掃引周波数発生器として使用する場合、のこぎり波電圧が XS2 コネクタに適用されます。 マスターオシレータはコンデンサ C4 を介してトランジスタ VT12 の出力フォロワに接続されており、コンデンサ C30 の静電容量が非常に小さいため、生成周波数に対する負荷の影響と、12 MHz を超える周波数での出力電圧の振幅の減少が低減されます。 低周波数での振幅の減少を部分的に除去するために、コンデンサ C11 は回路 R14C4 によってバイパスされます。 このような広帯域デバイスには、高出力インピーダンスのバイポーラ トランジスタを備えた単純なエミッタ フォロワが最適なソリューションであることが判明しました。 周波数に対する負荷の影響は、電界効果トランジスタのソースフォロワに匹敵し、周波数に対する振幅の依存性ははるかに小さくなります。 追加のバッファーステージを使用すると、分離が悪化するだけでした。 DV-HF 範囲で良好な絶縁を確保するには、VTXNUMX トランジスタの電流伝達係数が高く、VHF 範囲では電極間静電容量が極めて小さい必要があります。 リピータ出力は端子 XT1.4 に接続されていますが、この端子は主に周波数計の接続を目的としており、出力電圧が若干低下します。 HF レンジでのこの出力の内部抵抗は約 120 オームで、出力電圧は 1 V 以上です。リピータ出力での RF 電圧の存在のインジケータは、ダイオード VD2、VD3、トランジスタ VT3、および LED HL1 に実装されています。 出力電圧レギュレータとして機能する可変抵抗器 R18 のモーターから、信号は分圧器 R19R20 に送られます。分圧器 R1R50 は、発電機と負荷をさらに絶縁することに加えて、同軸出力 (XW20 コネクター) の出力インピーダンスを提供します。 ) HF 範囲では XNUMX オームに近い。 VHFではXNUMXオームまで下がります。 R18 エンジンの位置を図に従って上の位置から下の位置に変更するときの周波数シフトは、負荷なしで 70 MHz の周波数で 100 ～ 100 kHz に達し、50 オームの接続負荷ではそれ以上は発生しません。 (同じ周波数で) 2 kHz よりも高くなります。 出力電圧を測定するために、コネクタ XW1 には抵抗 R15、R17、ダイオード VD4、およびコンデンサ C17 で構成される検出器が付いています。 ピン XT 1.3 (プラス) および XT1.1 (マイナス) に接続された電圧計モードの外部デジタル電圧計またはマルチメーターと組み合わせると、発電機出力電圧の実効値のミリボルト計を形成します。 より線形なスケールを得るには、4 V の一定バイアス電圧がダイオード VD1 に印加され、これはマルチターン トリマ抵抗器 R17 で設定されます。 外部電圧計の測定限界は 2 V である必要があります。この場合、インジケーターの上位桁には 20 V が常に表示され、下位桁には測定された出力電圧がミリボルト単位で表示されます。 最小測定電圧は約 100 mV です。 200 mV を超えると、測定値はわずかに高くなります。 電圧が 20 mV では、誤差は XNUMX% に達します。 発電機は、7 ～ 15 V の安定化 DC 電圧源またはバッテリーから電力を供給されます。 非安定化電源では、生成される高周波信号は必然的に 100 Hz の周波数で変調されます。 発電機の設置は非常に慎重に行う必要があり、パラメータの安定性はこれに依存します。 ほとんどの部品は、図に示すように、両面に箔がコーティングされた絶縁材で作られたプリント基板に取り付けられます。 2.
基板上の部品の配置は図のようになります。 3. 基板の両側にある共通ワイヤのフォイル領域は、穴に半田付けされたワイヤ ジャンパによって相互に接続されており、穴は埋められています。 設置後、出力リピータの要素は基板の両面が金属スクリーンで覆われます。その輪郭は破線で示されています。 これらのスクリーンは、周囲をはんだ付けして共通ワイヤのフォイルにしっかりと接続する必要があります。 印刷された導体の側面にあるスクリーンには、VT4 トランジスタのエミッタが接続されているコンタクト パッドの上に、このパッドにはんだ付けされた銅ピンが通る穴があります。 次に、同軸ケーブルの中心コアが可変抵抗器 R18 とコンデンサ C18 に接続されるように半田付けされます。 ケーブル編組はリピータスクリーンに接続されます。 この発生器は主に、標準サイズ 0805 の表面実装用の固定抵抗器とコンデンサを使用します。抵抗器 R19 および R20 は MLT-0,125 です。 コンデンサ C3 は低 ESR の酸化物、C7 は酸化タンタル K53-19 などです。 インダクタ L1 ～ L10 は標準チョーク、できれば国産シリーズ DPM、DP2 です。 輸入品と比較して、公称値からのインダクタンスの偏差が大幅に小さく、品質係数が高くなります。 必要な定格のチョークがない場合は、抵抗値が少なくとも 10 MOhm の MLT-0,08 抵抗器の周囲に直径 0,125 mm のワイヤを 1 回巻くことにより、L11 コイルを自分で作成できます。 長さ約 75 mm の同軸ケーブルの硬い中心線がインダクタンス LXNUMX として使用されます。 ギアボックスを備えた XNUMX セクションのバリコンは非常に一般的ですが、それが利用できない場合は XNUMX セクションのバリコンを使用できます。 この場合、コンデンサ本体はデバイス本体に接続され、各セクションは別のスイッチを介して接続され、そのうちの XNUMX つのセクションはストレッチ コンデンサを介して接続されます。 このような可変コンデンサを備えたデバイスを制御することははるかに困難です。 スイッチ SA1 ～ PM 11P2N、PG3 または P2G3 シリーズの同様のスイッチも適用可能です。 SA2 - MT1 を切り替えます。 可変抵抗器 R18 は SP3-9b です。他のタイプの可変抵抗器への交換は推奨されません。 図に示されている公称値の可変抵抗器が見つからない場合は、より低い公称値に置き換えることができますが、同時に、並列接続された抵抗の合計抵抗が大きくなるように、抵抗器 R16 の抵抗値を大きくする必要があります。抵抗 R16 と R18 は変更されません。 可変抵抗器 R5 - 任意のタイプ、R17 - インポートされたマルチターン トリマー 3296。 ダイオード GD407A は D311、D18 に置き換えることができ、ダイオード 1 N4007 は任意の整流器に置き換えることができます。 KVS111A バリキャップ マトリクスの代わりに、KVS111B、および 3AR4UC10 の代わりに任意の赤色 LED を使用することができます。 マスターオシレータは、使用されるトランジスタの種類には影響されません。 電界効果トランジスタ KP303I は、KP303G ～ KP303Zh、KP307A ～ KP307Zh、およびプリント基板の調整により BF410B ～ BF410D、KP305Zh に置き換えることができます。 初期電流が 7 mA を超えるトランジスタの場合、抵抗 R7 は必要ありません。 KT3126A バイポーラ トランジスタは、電極間容量が最小限の pnp 構造のマイクロ波トランジスタに置き換えることができます。 KT368AM トランジスタの代替として、SS9018I をお勧めします。 XW1のコネクタはFタイプです。どのようなケーブルでも簡単に挿入でき、必要に応じて電線を挿入するだけです。 スピーカーシステム接続用のクランプブロックXT1～WP4～7。 コネクタ XS1 および XS2 は、直径 3,5 mm プラグ用の標準モノラル ジャックです。 発電機はコンピュータの電源からハウジングに組み込まれます。 その取り付けは写真の図に示されています。 4. ファン グリルを取り外し、コネクタとコントロール用の穴が開いた鋼板でケースの側面を覆います。 プレートを取り付けるには、ハウジングにあるすべてのネジ穴を使用します。
プリント導体を上に向けて、SA30 スイッチの隣の高さ 1 mm の真鍮スタンドにボードを取り付けます。 スタンドと本体の間の接点を錫メッキし、その下に接点花びらを置き、出力リピーターの画面に接続します。 可能であれば、共通線に高周波電流が流れる大きな閉回路が形成され、VHF 帯域の出力電圧の低下につながることは避けてください。 可変抵抗器 R18 を追加の金属スクリーンに配置し、抵抗器フランジの下にクランプします。 抵抗器R19、R20の搭載。 それらの共通点を同軸ケーブルでコネクタ XW1 に接続します。 ミリボルトメータの検出器要素を小さな回路基板に取り付け、XW1 コネクタに直接固定します。 バリコンC4は絶縁ガスケットを介してハウジングに取り付けてください。 調整ノブを配置するコンデンサ軸の誘電体延長部分を作成することをお勧めします。 ただし、これは必須ではなく、コンデンサ自体の軸上に配置することもできます。 同軸ケーブルの剛性中心コアを使用して、可変コンデンサを SA2 スイッチとボードに接続します。 コンデンサ C5 を取り付け、コンデンサ C4 の隣のハウジングに接続します。 スイッチ SA1 をデバイスに取り付ける前に、インダクタ L1 ～ L10 と抵抗 R1 をスイッチ SA1.1 に取り付けます。 隣接するコイルの軸は相互に直交する必要があり、そうでない場合は相互の影響を避けることができません。 これは特に低周波数域に当てはまります。 コイルをアキシャルリードとラジアルリードで交互に配置すると便利です。 ガレットSA1にコモン線をMGTF線1.2本以上のハーネスで接続します。 別の配線を使用して、抵抗器 RXNUMX とビスケット SAXNUMX の可動接点をコモン配線に接続します。 短くなった針が付いた注射器を使用して、色付きのツァポンワニスでフロントパネルに必要なすべての刻印を貼り付けます。 誤って接続しないように、XS2 ランプ入力コネクタを背面パネルに取り付けます。 電源コードもそこに引き込みます。 接点 XT1.1 (マイナス) と XT1.2 (プラス) によって二重化されており、そこから他の測定器やカスタム デバイスに電力を供給できます。 ケースの余分な穴はすべて、半田付けされた鋼板で塞ぎます。 推奨に従って組み立てると、デバイスはすぐに動作するはずです。 トランジスタ VT4 のエミッタの DC 電圧を測定する必要があります。 可変抵抗器 R18 のモーターが（図によると）上の位置にある場合、2 V 未満であってはなりません。そうでない場合は、抵抗器 R13 の抵抗を下げる必要があります。 次に、すべての範囲でジェネレーターの動作を確認する必要があります。 VHF では、可変コンデンサの容量が大きくなると (オンになっている場合)、発振が失敗します。これは、HL1 LED の輝度の低下から明らかです。 図に示すように、可変抵抗器 R5 がオンになっている場合、VHF 帯域の同調帯域幅は 15 MHz を超えず、これらの範囲を放送範囲内に収める必要がある場合があります。 まず、スイッチ SA1 を開いた状態でトリミング コンデンサ C65,9 を使用し、VHF74 範囲 (9...2 MHz) でこれを実行します。 次に、スイッチ SA1 を VHF2 位置に移動し、インダクタンス L11 として機能するワイヤの長さを変更することにより、放送範囲 87,5 ～ 108 MHz のオーバーラップを実現します。 周波数を大幅に高める必要がある場合は、ワイヤを銅箔のストリップまたは平坦な編組同軸ケーブルに置き換えることができます。 可変抵抗器 R5 に統合スタビライザー DA1 の出力ではなく入力から電圧が供給される場合、バリキャップの周波数調整限界を大幅に高めることができます。 しかし、これにより周波数安定性が著しく悪化します。 ミリボルトメータ検出器の調整は、発生器の出力電圧がゼロのときに検出器の出力に接続されたマルチメータのトリマ抵抗器 R17 を 1010 mV の電圧に設定することで構成されます (可変抵抗器 R18 のスライダは図の下部位置にあります)。 ）。 次に、可変抵抗器を使用して出力電圧振幅を 280 mV (オシロスコープで監視) に増加し、マルチメータが 17 mV を示すように R1100 を調整します。 これは、100 mV の実効出力電圧に相当します。 20 mV 未満の RF 電圧はこのミリボルトメーターでは測定できず (デッド ゾーン)、100 mV を超える電圧では測定値が大幅に過大評価されることを考慮する必要があります。 測定を開始する XNUMX 時間前に発電機の電源を入れることをお勧めします。 ウォームアップ後は、長期的な周波数安定性が大幅に向上します。 Sprint Layout 6.0形式のPCBファイルは、ftp：//ftp.radio.ru/pub/2016/01/gener.zipからダウンロードできます。 文学
著者：G。ボンダレンコ
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