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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA GSS amador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O GSS destina-se a uma variedade de medições na prática amadora como fonte de tensão senoidal de áudio (AF) e radiofrequência (RF). Segundo o autor, possui características metrológicas bastante elevadas. A faixa de frequência de 15 Hz a 44,5 MHz é coberta por dois geradores: som (GZCh) e radiofrequência (GRCh). Neste caso, o primeiro fornece, se necessário, modulação de amplitude do segundo. Uma característica do GRCH é a estabilização estrita da amplitude da tensão de saída independentemente da frequência, a presença de um amplificador ressonante, controle do nível da portadora e profundidade de modulação e a presença de um atenuador suficientemente preciso para obter uma tensão de saída calibrada em um carga correspondente de 75 Ohms. GZCH é uma versão um tanto abreviada do gerador descrito em [1]. Ambos os geradores possuem saídas internas adicionais para fornecer sinal ao frequencímetro, que acompanha o mesmo conjunto do GSS. características técnicas GZCH
HGH
O diagrama esquemático do GSS é mostrado na Fig.1.
O GRCH consiste em um oscilador mestre (VT1, VT2), um seguidor de fonte (VT4), um amplificador ressonante - modulador (VT6), um amplificador de correspondência de saída (VT7, VT8), um atenuador, controle de nível de saída e circuitos de estabilização (DA6 , DA7), um circuito adicional de saída RF para o medidor de frequência (VT3, VT5, VT9). O oscilador mestre é montado de acordo com um circuito indutivo de três pontos. O transistor VT1 é ligado “para ajudar” VT2 nas subbandas 4 e 5 devido a um aumento na corrente de dreno VT2 através do resistor R7. Ao selecionar R1…R5 e instalar limitadores de dupla face VD1…VD10, é garantida a estabilização preliminar da amplitude com distorção mínima. A amplitude da tensão de RF na saída do seguidor de fonte VT4 está na faixa de 1,1-1,3V em todas as subbandas e somente na quinta pode atingir 1,8V. A seguir, através dos circuitos corretivos R11, R12, C7, C8, a tensão de RF é fornecida à primeira porta do amplificador ressonante - modulador VT6. Em quatro subbandas, uma conexão do transformador com o circuito é utilizada para equalizar a carga da cascata; na 5ª, o circuito é totalmente conectado ao circuito dreno. O circuito amplificador é reconstruído simultaneamente com o circuito oscilador mestre. A comutação de sub-bandas é realizada pelo switch SA1. Ao mesmo tempo, é modificado de forma que as seções SA1.2 e SA1.5 fechem ao corpo as bobinas de contorno de todas as sub-bandas não funcionais, cujas frequências são mais baixas em comparação com a comutada. A representação esquemática destas seções tenta exibir o projeto, que será discutido abaixo, e o autor não encontrou uma representação geralmente aceita de tal caso. Do circuito amplificador, o modulador de tensão é fornecido ao estágio correspondente - um repetidor composto (VT7. VT8), cuja carga é R31 - um regulador de nível de RF suave. R31 é calibrado de 0,1 a 1 mV. Do motor R31, através de circuitos correspondentes, o sinal vai para a entrada do atenuador de passo. O circuito garante uma impedância de saída constante do regulador de nível de RF. O atenuador é um conjunto de divisores de 0 a 80dB até 20dB, comutáveis por SA2. Na posição “X100” não há atenuação, na posição “X10” é ligado um passo de 20dB, na posição “X1” - dois passos de 20dB, na posição “X0,1” - dois passos de 30dB, na Posição “X0,01” - três estágios de atenuação são 27,26 e 27 dB, respectivamente. Seções SA2.2 e SA2.3 próximas ao alojamento todas as entradas e saídas do atenuador, que possuem um grau de atenuação inferior ao selecionado. Da saída do atenuador, o sinal vai para SW2 da saída RF, ao qual uma carga com grau de atenuação adicional de 75 dB é conectada por meio de um cabo RF de 70 ohms com 20 cm de comprimento. É necessário ficar atento aos valores dos resistores atenuadores e circuitos adjacentes (R38....R56). Estas denominações são calculadas e arredondadas para ±0,25%. A tensão de saída do GRCH é controlada no ponto de conexão entre o coletor VT8 e o regulador de nível. Aqui, através de um circuito de estabilização, o nível de 1V deve ser rigorosamente mantido. Para isso, a tensão é retificada por um detector com duplicação VD14, VD15 e processada pelo amplificador operacional DA6 com diodos de compensação VD18, VD19 no circuito de feedback. A corrente de polarização inicial flui através dos diodos graças a R82, R83. Se todos os diodos mencionados forem suficientemente idênticos entre si, obteremos uma característica bastante linear do detector de um décimo a uma unidade de volt. A tensão da saída do detector é comparada pelo DA7 com a tensão de referência definida pelo resistor de ajuste R92. A saída do DA7 vai para a segunda porta do amplificador - modulador, que estabiliza a tensão de saída do GRCH. Se aplicarmos tensão de audiofrequência da saída do amplificador de frequência principal através do circuito R91, C58 ao circuito de geração de tensão de referência, obteremos modulação de amplitude. A profundidade da modulação é regulada alterando a tensão de saída do gerador de frequência principal. Para obter saída RF não modulada adicional para o contador de frequência, o sinal é enviado para a porta do VT3 e depois para a base do VT5. Do emissor VT5, a tensão através da chave de diodo VD11, VD12 e depois através de outro repetidor VT9 é fornecida à saída RF adicional. A chave de diodo é controlada pela fonte de alimentação através do pino XT1. Quando o medidor de frequência é desligado, uma tensão de menos 1V é fornecida ao contato XT12 da fonte de alimentação em vez de +12V, o que faz com que a chave do diodo e o transistor VT9 travem. Os aparentes “excessos” do circuito são explicados pela exigência de excluir a penetração de RF através da saída adicional ao testar equipamentos altamente sensíveis, quando é necessário desligar o frequencímetro para eliminar interferências e, ao mesmo tempo, evitar a influência de o estado da chave de diodo na frequência do oscilador mestre. O GZCH é montado em um amplificador operacional DA2...DA4 e um transistor VT10 e praticamente repete o projeto descrito em [1]. Para reduzir o componente DC, resistores de balanceamento são instalados na saída DA2...DA4. Cascade VT11, VT12 fornece uma saída AF adicional para o medidor de frequência. Para monitorar o nível de saída de ambos os geradores, é utilizado um voltímetro de pico no DA5 com cabeçote de medição PA1. A aparência da escala do medidor de saída é mostrada na Fig.
A escala superior é graduada em valores efetivos, a inferior em modulação percentual. A chave de saída do voltímetro é interligada com a chave GRCH e, quando esta é desenergizada, a entrada do voltímetro é comutada para a saída GRCH. A escala superior é usada para medir a tensão de audiofrequência na saída XS4 “x1”. Se o GRCH estiver ligado, o voltímetro é conectado à saída do detector, ou melhor, ao seu divisor R86. Na ausência de modulação, a agulha do medidor deve estar claramente contra a marca de 1V na escala superior e contra 0% na escala inferior em qualquer frequência, o que indica a operação normal do circuito para estabilização da amplitude da tensão de saída do GRCH. O GRCH aumenta a partir de zero, a profundidade da modulação é contada na escala inferior. Em qualquer caso, a tensão de saída do GRCH é contada na escala do regulador R31 “mV" e multiplicada pelas leituras do atenuador e de um divisor de saída. O voltímetro de pico aplicado apresenta algumas desvantagens que precisam ser levadas em consideração no trabalho. A inércia do DA5 se afeta em frequências acima de 10 kHz: em frequências de 20 kHz há uma queda de 1 dB, em frequências de 100 kHz - 2 dB. Isso não afeta a tensão de saída do GRCH, pois ele possui detector próprio. O GRCH e o GZCH possuem interruptores de alimentação separados. A cascata VT13 comuta menos 12V para o GRCH devido à falta de contatos SA4. A fonte de alimentação para o oscilador mestre e o amplificador modulador de +8V é fornecida pelo estabilizador de microcircuito DA1. Todos os principais componentes do GRCh estão localizados no bloco RF com blindagem dupla. A unidade RF com dimensões de 132x62x90mm é soldada em PCB de folha de vidro dupla-face com espessura de 1,5mm. O desenho do bloco RF (vista superior) é mostrado de forma simplificada na Fig.3.
As paredes superior, inferior e laterais são soldadas usando quatro cantos de folha-de-flandres colocados nos cantos. O gerador é separado do atenuador por uma divisória longitudinal, e estes, por sua vez, são divididos em compartimentos por divisórias transversais, as juntas são soldadas. Após a instalação e depuração, as tampas dos compartimentos são soldadas. Os lados externos da unidade de RF não têm contato elétrico com as blindagens internas. Tubos de latão de paredes finas com comprimento de cerca de 32 mm e diâmetro interno de cerca de 5 mm do cotovelo da antena telescópica são soldados na divisória do atenuador. Os resistores atenuadores são colocados dentro dos tubos conforme mostrado na legenda A na Fig. Para a carcaça do GSS foi utilizada uma carcaça fundida de liga de alumínio de finalidade desconhecida, com tampas frontal e traseira e divisórias internas. A unidade RF é colocada dentro deste invólucro, a blindagem interna da unidade é conectada ao invólucro externo em um ponto pela bainha externa de um pedaço de cabo RF conectando a saída do atenuador ao conector de saída XW2. O soquete XW2 está localizado na tampa frontal do gabinete externo. Os eixos dos elementos de controle do GRCH são isolados do invólucro externo por extensões ou tubos isolados. O bloco KPI (de "Spidola") é conectado através de uma embreagem de fricção ao botão para ajuste suave da frequência. A instalação é realizada por meio de pequenos módulos funcionais em placas de laminado de fibra de vidro dupla face de forma plana. Nenhuma placa de circuito impresso foi desenvolvida. Os trilhos e almofadas foram cortados com um cortador. Os dados das bobinas dos circuitos são colocados em tabela. 1. Tabela 1
As bobinas das subfaixas 1...3 são colocadas em núcleos blindados de ferro carbonílico SB-12a e enroladas a granel em molduras de três seções, e as subfaixas 4 e 5 são enroladas em camada única em molduras de poliestireno ø5,5 mm, com aparadores de ferro carbonílico PM4x11,5 (tais molduras eram usadas nas TVs "VL-100", "Eletrônica"). As bobinas de comunicação são enroladas nas seções intermediárias das bobinas de múltiplas junções, e a bobina L11 no topo de L15 é escalonada a partir da extremidade aterrada. Os capacitores trimmer C17...C21 são de pequeno porte, importados, com capacidade de 2...10 pF. Os interruptores SA1 e SA2 são usados tipo PG3-5P10N com modificação. As seções excedentes são removidas e duas seções de cada são modificadas. Uma das duas “facas” da seção é removida e substituída por uma mais larga. Contatos desnecessários são excluídos. O resultado é mostrado na Fig. À esquerda está a posição inicial “4” de acordo com o diagrama. O amplo setor de “facas” não está envolvido na obra. À direita está a posição “1”, em que o setor largo fecha os pinos um a três do corpo. Chave SA4 tipo PR-3P4N. Resistor R4 tipo SP61-3g com característica funcional A. Resistores R30, R31, R64, R74 tipo SP92-4a, resistor R1 enrolado SP86-5v, R1, R68, R80 - SP84-3b.
É melhor equilibrar o amplificador operacional antes da instalação e instalá-lo com resistores fixos selecionados. Sobre resistores R38... R56. A melhor opção é C2-10 das denominações mais próximas da série E192. O autor falhou. Na verdade, a loja comprou cerca de 20 peças dos resistores de menor valor mais próximos, semelhantes ao MLT. Amostras adequadas foram selecionadas usando um dispositivo digital de classe 0,25%. Se necessário, seu tamanho era ajustado com uma lixa fina e depois revestido com verniz a óleo. Digno de nota: os resistores adquiridos não tinham rosca em espiral. Para selecionar os diodos VD14, VD15, VD18, VD19, 24 amostras foram coletadas e as características corrente-tensão foram medidas para todas em correntes de 0,05 a 4 mA. Com base em suas características, foram selecionados os quatro mais próximos. Como medidor foi utilizado o cabeçote do voltímetro classe 42100 M1,5 com corrente de deflexão total de 1 mA, que foi colocado em uma caixa de pequeno porte a partir do indicador de nível do gravador “Spring”.
As bobinas de 100 µH são padrão, L19, L20 - qualquer tipo com indutância de pelo menos 1 mlH. SA4, SA5 - microcomutadores MT-3. As vistas externas do GSS são mostradas na Figura 5 e Figura 6. A Figura 7 mostra a aparência do GSS com fonte de alimentação estabilizada e medidor de frequência em uma unidade. Com instalação adequada e balanceamento preliminar do amplificador operacional, o ajuste dos modos não é necessário. Primeiramente é montado o gerador principal, descrito detalhadamente em [1]. O resistor R64 define a tensão máxima na saída XS4 para cerca de 2V. O medidor de frequência é usado para calibrar a escala da faixa de frequência. Tendo definido a frequência do gerador de frequência principal para 1000 Hz e conectado um voltímetro padrão ao XS4, calibre a escala superior do medidor de saída, definindo o valor máximo da escala para 1,8V. Na escala inferior, são aplicadas marcas de 0% contra a marca 1B da escala superior, 30% - contra a marca de 1,3 V, 60% - contra a marca de 1,6 V. Ao utilizar o medidor para um valor diferente da corrente total de desligamento, é necessário, paralelamente à seleção de R87, alterar o valor de C55 para manter o mesmo tempo constante. Em seguida, desligue o GZCH. Tampas temporárias com furos são instaladas no bloco HF GR para permitir o ajuste dos trimmers de indutância e capacitância. O HGH está ativado. Usando um osciloscópio (por exemplo, S1-65A), com divisor de entrada, verifique a amplitude e a forma do sinal em todas as subfaixas na saída do seguidor de fonte VT4. Se necessário, a correção é feita alterando os resistores R1... R5 dentro de pequenos limites. Ao aplicar +1V ao XT12 usando um medidor de frequência (na saída do XW3), os limites das subfaixas são estabelecidos. Em seguida, conecte o osciloscópio à saída RF (XS1), coloque o atenuador na posição “x100”, o regulador de saída “mV” no máximo e ajuste os circuitos do amplificador ressonante como de costume para o máximo. Ao mesmo tempo, o trimmer R92 mantém a tensão de saída na faixa de 50...150 mV. Também é conveniente fazer ajustes ligando o gerador de frequência, configurando-o para uma frequência de 1000 Hz, e utilizando o regulador de saída do gerador de frequência, configurando a profundidade de modulação para 50...70%. O momento de ajuste fino do amplificador é registrado pelo balanço máximo e pela distorção mínima do envelope. A seguir, usando o frequencímetro, a frequência do GSS é ajustada para 1 MHz. Um milivoltímetro de alta frequência com um divisor de entrada de baixa capacitância, por exemplo B1-1, é conectado ao soquete XS3 "X56" do divisor remoto. O regulador “mV” está colocado numa posição próxima do máximo. A unidade principal está desligada. O trimmer R92 é usado para ajustar o milivoltímetro para uma saída de 100 mV. Usando o trimmer R86, ajuste o ponteiro do medidor de saída para a marca “1V” (ou 0% na escala inferior). A seguir, em vez de tampas temporárias, as permanentes são instaladas no bloco HF e lacradas. O GSS é finalmente montado e o painel frontal instalado (feito de folha de fibra de vidro, coberto com papel preto). Verifique todas as configurações. A frequência é calibrada usando um medidor de frequência. Em seguida, são verificadas as configurações R92 e R86, após o que a escala do regulador de saída de RF “mV” é calibrada, marcando divisões de 0 a 1 mV até 0,1 mV de acordo com as leituras de um milivoltímetro de RF padrão. No caso anterior, todas as inscrições foram feitas em guache branco com caneta de desenho e caneta-tinteiro. Depois disso, o painel frontal foi revestido duas vezes com verniz PF-283. Após a secagem da primeira demão, os fiapos são retirados com lixa fina e as inscrições são corrigidas. Literatura
Autor: S.Drobinoga, Poltava, Ucrânia
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