При настройке радиоприёмника поворотом ручки изменяют площадь пластин конденсат…

Пробник для настройки колебательных контуров, обычно для настройки используют связку приборов – генератор ВЧ и частотомер. Данный пробник позволяет отказаться от генератора ВЧ, и к тому же, при наличии калиброванных контуров, его самого можно использовать как генератор ВЧ. Схема пробник для настройки колебательных контуров представляет собой схему LC-генератора с выходным буферным каскадом.

Настраиваемый контур подключают к клеммам Х1 и Х2. Генератор выполнен на двух транзисторах – полевом VT1, включенным по схеме с общим стоком, и биполярным VT2, включенным по схеме с общей базой. Практически они образуют схему мультивибратора, частота которого задается контуром LxCx. Переменным резистором R2 устанавливают глубину ПОС в генераторе, с его помощью можно добиться устойчивой генерации в очень широком диапазоне частот и добротностей настраиваемых контуров.

Каскад на VT3 является буферным, он исключает влияние входа частотомера на настройку контура.

Собран пробник для настройки колебательных контуров способом объемного монтажа в коробе, спаянным из фольгированного стеклотекстолита. Вполне возможен и любой другой способ монтажа.

Работа с прибором довольно проста. Подключаем к Х1 и Х2 контур, который надо настроить. К выходу подключаем частотомер, R2 устанавливаем в нижнее по схеме положение, и включаем питание. Затем, медленно поворачивая ручку R2 добиваемся устойчивой генерации. При этом частотомер покажет текущую частоту настройки контура.

Если у контура есть подстроечный сердечник или конденсатор, – настройку можно производить плавно, не отключая контур от пробника, наблюдая за изменением частоты по частотомеру. Если же, настройка контура требует изменения числа витков катушки, замены контурного конденсатора, необходимо выключить питание, отключить контур от клемм Х1 и Х2. Внести необходимые изменения в контур, затем подключить его к клеммам Х1 и Х2, включить питания.

Отключать контур или перепаивать на нем что-то при включенном питании крайне нежелательно, так как это может привести к повреждению полевого транзистора.

Пробник для настройки колебательных контуров можно использовать и как измерительный генератор ВЧ. Для этого к клеммам Х1 и Х2 нужно подключить контур с переменным конденсатором. Сигнал можно снимать с аттенюатора, включенного вместо R7, а в качестве шкалы можно использовать частотомер.

Он может быть также весьма полезен широкому кругу радиолюбителей, экспериментирующих с различными резонансными системами, для определения резонансных частот акустических систем, темброблоков, устройств частотной коррекции магнитофонов, предварительной настройки контуров радиоприемников. Определение частоты настройки многозвенных узкополосных резонансных систем универсальным методом с помощью генератора и вольтметра весьма трудоемко.

При использовании для той же цели измерителя иммитанса Е7-15 необходимо сначала отсоединить контурный конденсатор от катушки индуктивности, затем раздельно измерить индуктивность и емкость и лишь затем рассчитать резонансную частоту. К тому же и тот, и другой способы предполагают пайки на плате, что крайне нежелательно. С помощью генераторного пробника проверка частоты настройки резонансного контура (РК) осуществляется в режиме генерации, т.е. сразу, с достаточной для ремонта точностью определяется необходимый параметр. При этом измерение проводится без выпаивания элементов контуров.

Проверяемый резонансный контур включают с помощью двух щупов с игольчатыми наконечниками в цепь положительной обратной связи (ПОС) усилителей ГП, превращая их в генераторы. Схемотехника усилителей для проверки РК как на резонансе напряжений (параллельный контур), так и на резонансе токов (последовательный контур) подобрана таким образом, что в частотном диапазоне вышеперечисленной аппаратуры единственной реактивностью, определяющей частоту генерации, является сам испытываемый резонансный контур.

Схема генератора пробника для LC колебательного контура

Принципиальная электрическая схема генераторного пробника показана на сайте. Основой генераторе для испытаний резонансного контура на резонансе напряжений является усилитель на VT1, VT2 со структурой общий коллектор – общая база со 100%-ной ПОС. Подсоединение к такому усилителю параллельного резонансного контура создает условия для генерации на его резонансной частоте.

Особенностью данной схемы является использование VT1, VT2 в режиме насыщения. В этом режиме наблюдается очень высокая зависимость коэффициента усиления от амплитуды сигнала, которая, в свою очередь, зависит от добротности резонансного контура. Колебания возникают очень мягко, их амплитуда мало зависит от частоты подключенного контура (при транзисторах, указанных на схеме, до 40-50 МГц).

Основой генератора, служащего для испытаний резонансного контура с резонансом токов, является двухкаскодный усилитель на VT3, VT4 со структурой общая база – общий коллектор и непосредственной связью между транзисторами. Он имеет низкие входное и выходное сопротивления, хорошо согласующиеся с сопротивлением последовательного резонансного контура, и одинаковые фазы напряжений на входе и выходе, что при соединении входа с выходом реактивным сопротивлением создает условия для самовозбуждения усилителя на частоте резонансного контура. Схема работоспособна вплоть до 12 – 15 МГц.

Дополнительные возможности схемы подробно описаны в [1]. В отличие от [1] при отборе кварцевых резонаторов индикатором работоспособности и активности служит напряжение питания генераторов, поступающее с эмиттера VT11, в алгоритме: менее яркое свечение VD2 – меньшее напряжение на клеммах XS2, XS5 – более активный резонатор. С помощью генераторного пробника в режиме проверки последовательного резонансного контура можно также измерять емкость. При использовании магазина емкостей по результатам измерений можно составить таблицу частота-емкость.

Поскольку добротность проверяемых контуров может существенно различаться, будет разной и амплитуда колебаний, возникающих в резонансномконтуре. При достаточно больших ее значениях может произойти насыщение магнитопроводов, когда рабочая точка кривой намагниченности сместится на нелинейную часть петли гистерезиса материала сердечника, изменяя величину резонансной частоты РК. В конечном итоге это приводит к ошибкам при ее определении. В определенной степени искажения показаний могут происходить (при неизменном коэффициенте усиления и изменяющейся в больших пределах добротности резонансного контура) и в активных элементах.

Для устранения данного явления в состав пробника введено [2] усиленная автоматическая регулировка уровня генерируемого сигнала (YA- РУГС). На VD1 собран амплитудный детектор, на VT5 – усилитель постоянного тока (УПТ), а на VT7, VT9 – компаратор. Разностный сигнал с компаратора поступает на базу второго УПТ на VT11. Через переход эмиттер-коллектор VT11 напряжение источника питания подается на генераторы, изменяя напряжение их питания инверсно добротности испытываемого резонансного контура, тем самым поддерживая амплитуду выходного сигнала практически постоянной.

Диапазон изменения напряжения УАРУГС (при питании от источника 9 В) от 3 до 7 В. Индикатором величины УАРУГС служит светодиод VD2. При необходимости точного измерения этой величины к клеммам XS2, XS5 подсоединяют измерительный магнитоэлектрический прибор или авометр. При использовании цифрового частотомера (ЦЧ) сигнал генераторного пробника нужно дополнительно усилить и согласовать с его низкоомным (обычно 50 Ом) входом. Для этого служит усилитель-ограничитель на VT8. На VT7 и VT10 построены согласующие эмиттерные повторители, минимизирующие влияние на генераторы самого ограничителя и ЦЧ.

В полосе частот 0,2-300 кГц его коэффициент усиления по напряжению около 50, выходное напряжение имеет прямоугольную форму и амплитуду около 1,5 В, что позволяет использовать для совместных измерений с генераторным пробником практически любой цифровой частотомер. При необходимости измерения резонансного контура с резонансными частотами выше 300 кГц формирователь можно выполнить по схеме [3], уверенно работающей в диапазоне до 50 МГц. При этом необходимо минимизировать длину соединительных щупов и конструктивную емкость входных гнезд XS1.

В практике ремонта сложных PC для восстановления работоспособности аппаратуры не всегда бывает достаточно проверить резонансную частоту. Часто необходимо обнаружить контур, у которого при нормальной резонансной частоте по тем или иным причинам сильно отличается величина добротности, что вызывает значительную неравномерность амплитудно-частотной характеристики в полосе пропускания.

С достаточной для практики точностью при определенном навыке такой контур можно обнаружить, сравнивая при прочих равных условиях напряжения УАРУГС (косвенное измерение добротности) для одинаковых контуров в нормально работающей аппаратуре (образцовой) и ремонтируемой. Аналогично можно проверять и трансформаторы модуляторов и смесителей, сверяя их параметры с образцом по частоте конструктивного резонанса и добротности. Например, исправные силовые трансформаторы имеют частоту конструктивного резонанса около 45-50 Гц.

Конструкция. Генераторный пробник собран в металлическом корпусе размерами 110x64x34 мм (от конденсатора МБМ 4 мкФх600 В). Переключатель S1 установлен на печатной плате и вместе с ней через удлиняющие втулки крепится к передней панели винтами М3 таким образом, чтобы арматура кнопки S1 не выходила в отжатом состоянии за плоскость передней панели. Там же укреплены гнезда для подключения частотомера, подачи питания и измерения напряжения УАРУГС. После настройки генераторный пробник переднюю панель соединяют с корпусом пайкой.

Детали. Транзисторы, указанные на схеме, могут быть с любым буквенным обозначением. Германиевые транзисторы можно заменить кремниевыми с граничной частотой от 30 МГц и выше. Резисторы типа МЛТ-0,125 – 0,5, разъемы XI, Х2, Х4, Х5 – любые малогабаритные, ХЗ типа СР-50. Конденсаторы С2, С6, С7 типа К50-6, остальные – КМ. Настройку генераторного пробника начинают с установки режимов генераторов таким образом, чтобы обеспечивалась надежная генерация в диапазоне изменения питающего напряжения УАРУГС, т.е. от 3 до 7 В. После этого подключают в цепь ПОС усилителей самый низкодобротный контур, имеющийся в аппаратуре.

Например, в приемниках В-2-2 это контур LI 1С16 на частоту 300 Гц. В общем случае можно рекомендовать использовать в качестве испытательного резонансного контура (ИРК) магнитную головку от кассетного магнитофона с таким конденсатором, чтобы генерируемая частота находилась в пределах 10-12 кГц, причем при настройке режима генератора на VT1, VT2 головку и конденсатор соединяют параллельно, а генератора на VT3, VT4 – последовательно. Колебания должны быть устойчивыми и не иметь срывов при изменении напряжения питания в диапазоне 3-7 В. Необходимый режим подбирают резисторами R1 и R2.

Настройку УАРУГС начинают с установки режима светодиодного индикатора. В зависимости от примененного светодиода подбором резистора R17 при напряжении питания 7В устанавливают ток через VD2 3-5 мА. Далее приступают к установке напряжения УАРУГС. Для этого подключают эмиттер VT11 к одному из усилителей (без испытываемого контура) и индикатору УАРУГС. Вращением движка потенциометра R17 проверяют регулировку. Напряжение должно регулироваться в пределах от 2 до 7 В. Устанавливают напряжение 7 В. При подключении ИРК напряжение должно уменьшаться, что заметно по уменьшению яркости VD2.

Подключая резонансного контура с различной добротностью, наблюдают за постоянством уровня сигнала по электронному осциллографу. Усилитель-ограничитель настраивают подбором резисторов R12 и R13 с помощью образцового генератора сигналов и осциллографа, подавая на базу VT6 синусоидальный сигнал такого уровня, чтобы при увеличении амплитуды наблюдалось симметричное двустороннее ограничение в полосе частот 0,3-300 кГц на уровне 1,3-1,5 В.

Сложность: Среднее время решения: 1 мин. 11 сек.

При настройке радиоприёмника поворотом ручки изменяют площадь пластин конденсатора колебательного контура, перекрывающих друг друга. Как изменяются при этом частота волны, на которую настраивают радиоприёмник и ёмкость конденсатора, если площадь пластин увеличивается?

Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличится
2. уменьшится
3. не изменится

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Объект авторского права ООО «Легион»

Посмотреть решение Предыдущая задачаСледующая задача

Вместе с этой задачей также решают:

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии больше двойного фокусного от неё. Как изменятся линейный размер изображения предмета и …

Предмет находится перед собирающей линзой между фокусным и двойным фокусным расстоянием. Как изменятся расстояние от линзы до его изображения и увеличение линзы при замене линзы на…

Что произойдёт с магнитным потоком, пронизывающим катушку большего диаметра, и показаниями гальванометра, если замкнуть ключ в цепи, содержащей катушку малого диаметра?

Для каждой …

А) Как изменится сила взаимодействия между двумя точечными зарядами, если каждый заряд увеличится в четыре раза, а расстояние между зарядами уменьшить вдвое?

Б) Как изменится сила …

Используемые источники:

• https://varikap.ru/probnik-dlya-nastrojki-kolebatelnyx-konturov/
• https://www.radiochipi.ru/generatornyiy-probnik-dlya-nastroyki-kolebatelnyih-konturov/
• https://examer.ru/ege_po_fizike/2020/zadanie_17/task/qe9t4