МОНИТОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНОСТИ УСИЛИТЕЛЯ ПЕРЕДАТЧИКА

May 17, 2010 by admin Комментировать »

При налаживании передатчика радиолюбители часто сталкиваются с необходимостью оценки степени нелиней­ности модулированного сигнала, определения каскада, вно­сящего искажения, и т. д. В литературе (см. Бунимович С, Яйленко Л. Техника любительской однополосной радио­связи. — М.: ДОСААФ, 1970, с. 260 — 267) уже описывались методы исследования подобных искажений. Но из-за отсут­ствия необходимой сложной измерительной аппаратуры от них приходится отказываться и ограничиваться коммента­риями корреспондентов, с которыми работаешь в эфире.

Тем не менее иметь на радиостанции несложный при­бор, который можно быстро подключить к передатчику и сразу же объективно оценить качество «своего» сигнала, крайне желательно, особенно на коллективной радиостан­ции, где обычно работают операторы, разной квалифика­ции и случаев разрегулирования передатчика больше.

Описываемый монитор позволяет решить эту проблему. Он имеет небольшие габариты и, будучи постоянно вклю­ченным, всегда готов к работе. Для контроля качества сиг­нала надо вместо микрофона подключить кабель от мо­нитора, а вторым кабелем связать его с контуром выход­ного каскада передатчика.

Монитор предназначен для работы только на диапазо­не 80 м. Но если дополнить его переключателем на пять положений и соответствующими колебательными контура­ми, появится возможность контролировать свой сигнал на любом любительском диапазоне.

Чувствительности монитора хватает для обнаружения каскада, вносящего наибольшие нелинейные искажения в транзисторном передатчике мощностью около 3 Вт.

clip_image002

Рис. 1. Рисунки характерных изображений на экране ЭЛТ

clip_image004

Рис. 2. Функциональная схема монитора:

1 — генератор 1800 Гц; 2 — генератор 600 Гц; 3 — предварительный усилитель; 4 — фазоинвертор; 5 и 6 ~ усилители горизонтального отклонения луча ЭЛТ; 7 — ЭЛТ Монитора

Работа монитора основана на методе «трапеции» при тональной модуляции передатчика. При исследовании амплитудно-модулированных (AM) колебаний передатчика на его микрофонный вход подают низкочастотный сигнал одной тональности, а высокочастотное напряжение с выхо­да передатчика — на пластины вертикального отклонения луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) монитора. При этом на экране ЭЛТ появляется изображение трапеции с вертикальным расположением параллельных сторон (рис. 1, а). По линейности сторон трапеции можно судить о линейности усиления сигнала в каскадах передатчика. Ис­пользуя этот метод, можно исследовать и передатчики од­нополосных сигналов (ОБП). При этом модуляция осуще­ствляется двухтональным сигналом, создаваемым двумя низкочастотными генераторами, а изображение на экране монитора имеет вид, изображенный на рис. 1, б.

clip_image006

Рис. 3. Принципиальная схема монитора

clip_image008

Рис. 3.Принципиальная схема монитора (продолжение)

Функциональная схема монитора показана на рис. 2 (в скобках обозначены транзисторы, порядковые номера которых соответствуют указанным на принципиальной схе­ме монитора). Генераторы 1 и 2 вырабатывают синусои­дальные колебания частот 1800 и 600 Гц соответственно. Через разъем XI эти сигналы подают на вход модулятора передатчика. Одновременно сигнал генератора 600 Гц уси­ливается каскадом 3, поступает на фазоинверсный кас­кад 4 и далее на усилители 5 и 6. С выходов этих усилите­лей сигналы синусоидальной формы и необходимой амплитуды поступают на пластины горизонтального отклонения луча ЭЛТ. На пластины же вертикального отклонения луча подают напряжение высокой частоты с контура LKCK, кото­рый через катушку LCB и разъем Х2 связан с оконечным каскадом передатчика. Такой способ подачи высокочастот­ного сигнала на пластины ЭЛТ позволяет обойтись без усилителя вертикального отклонения, который сам может вносить нелинейные искажения.

Принципиальная схема монитора приведена на рис. 3. На транзисторах VI и V2 собран RС-генератор, частота ко­торого, равная 1800 Гц, определяется номиналами элемен­тов Rl, R2, С1, R3, С2, R4, СЗ. Частота второго RС-генера­тора на транзисторах V3 и V4, равная 600 Гц, определяет­ся постоянными времени цепочек C7R14, C8R15 и C9R16. С делителя R20R21 в эмиттерной цепи транзистора V4 сигнал через цепочку R22C11 поступает на вход эмиттерного повторителя V5 канала развертки и, кроме того, через цепь C6R11 на выход монитора для модуляции сигнала передатчика. Модулирующий сигнал выделяется на рези­сторах R12, R13. При работе в режиме двухтонального сиг­нала уровни напряжения частот 1800 и 600 Гц обоих гене­раторов должны быть одинаковыми. Напряжение сигнала частотой 600 Гц регулируют переменным резистором R8, установленным на плате генератора.

Транзистор V6 работает в каскаде предварительного усиления сигнала, а транзистор V7, включенный эмиттер-ным повторителем, служит для согласования усилителя со входом фазоинверсного каскада на транзисторе V8. С на­грузочных резисторов R36 и R37 противофазные сигналы поступают на оконечные усилители горизонтального откло­нения луча, собранные на транзисторах V9…V14. Каскод-ное включение относительно низковольтных транзисторов серии МП26 позволяет получить выходной сигнал большой амплитуды. Для уменьшения нелинейных искажений уси­лители охвачены глубокой отрицательной обратной связью по току. С нагрузочных резисторов R41 и R48 синусоидаль­ное напряжение амплитудой около 50 В поступает на пла­стины горизонтального отклонения луча ЭЛТ (VI5) типа 5ЛО38И.

clip_image010

Рис. 4. Конструкция монитора: с — внешний вид; б – вид сбоку (без кожуха)!

На пластины вертикального отклонения луча высоко­частотное напряжение передатчика подается с контура, об­разованного катушкой Ы, конденсаторами С25, С26 и ем­костью пластин ЭЛТ, настроенного на частоту 3,575 МГц. Сигнал передатчика поступает в контур через катушку свя­зи L2 и выносной соединительный кабель. Переменным резистором R60 фокусируют луч, а резистором R58 регули­руют яркость свечения изображения на экране ЭЛТ.

Напряжение питания — 760 В на электроды ЭЛТ пода­ется с однополупериодного выпрямителя на диодах V16 и V17. Резистор R54 и конденсаторы С21, С22 образуют фильтр этого выпрямителя. Двухполупериодный выпрями­тель на диодах V18…V21 (напряжение — 240 В) питает транзисторы оконечного усилителя развертки. Напряжение питания остальных транзисторов ( — 16 В) снимается с это­го же выпрямителя и подается через параметрический стабилизатор напряжения на стабилитронах V22 и V23, включенных последовательно. Избыточное напряжение вы­прямителя гасится резистором R52 типа ПЭВ-7,5.

clip_image012

Рис. 4:

в — вид на монтаж в подвале шасси

Данные всех резисторов и конденсаторов указаны на принципиальной схеме монитора. Катушки Ы и L2 намота­ны на каркасе диаметром 20 мм с подстроечным сердеч­ником СЦР-1 и содержат: Ы — 30 витков провода ПЭВ-1 0,55, L2 — 10 витков провода ПЭЛШО 0,12.

clip_image014

Рис. 5. Печатный монтаж (а) и схема соединений элементов (б) двух­тонального генератора

Трансформатор питания Т1 выполнен на магнитопрово-де Ш16Х25. Его сетевая обмотка I содержит 2300 витков пророда ПЭВ-1 0,21, обмотка Я — 6000 витков .провода ПЭВ-1 0,12, обмотка III — 2100 витков провода ПЭВ-1 0,12, обмотка IV — 90 витков ПЭЛ 0,55. Следует учесть, что об­мотка IV находится под высоким напряжением и должна быть хорошо изолирована от других обмоток.

Внешний вид монитора и его конструкция показаны на рис. 4. Большая часть деталей смонтирована на трех печат­ных платах размерами 100X45 мм каждая, выполненных из фольгированного стеклотекстолита (рис. 5…7). Они на­ходятся в подвале шасси. Сверху шасси размещены детали блока питания и ЭЛТ, заключенная в экран из мягкой стали.

clip_image016

Рис. 6. Печатный монтаж (а) и схема соединения элементов (б) пред­варительного усилителя развертки

clip_image018

Рис. 7. Печатный монтаж (а) и схема соединения элементов (б) выход­ного усилителя развертки

Настройку монитора начинают с проверки режи­мов транзисторов и ЭЛТ. Затем с помощью осциллографа проверяют работу RС-генераторов и подбором резисторов R2 и R14 устанавливают соответствующие им частоты ко­лебаний 1800 и 600 Гц. После этого осциллограф подклю­чают к верхнему (по схеме) выводу резистора R12 и вы­равнивают уровни напряжений обоих генераторов. Для этого движок резистора R8 устанавливают в такое поло­жение, чтобы напряжение генератора 1800 Гц стало равным напряжению генератора 600 Гц. Форма напряжений обоих генераторов должна быть синусоидальной.

Далее проверяют форму напряжения развертки на ре­зисторе R32. Если будут заметны какие-либо искажения, надо, несколько вернувшись назад, определить каскад, вно- -сящий искажения, и подобрать режим транзистора. Для этого следует изменить сопротивление одного из резисто­ров в базовой цепи. На выходах фазоинвертора напряже­ния должны быть равны (если они несколько отличаются, их уравнивают подбором резистора R37).

clip_image020

Puc. 8. Изображения на экране монитора (при испытании трансивера VW3DI)

В заключение надо проверить форму напряжения на коллекторах транзисторов V9 и V12. При этом на экране ЭЛТ должна быть видна горизонтальная линия длиной не менее 35…40 мм. Следует также проверить пределы регулировки яркости и фокусировки луча трубки. В случае необходимости подобрать резисторы R59 и R61.

Как работать с монитором? К гнезду Х2 подключают отрезок коаксиального кабеля, который витком связи на конце или через конденсатор небольшой емкости связывают с колебательным контуром исследуемого каскада пе­редатчика. Гнездо XI «Мод. сигнал» низкочастотным кабелем соединяют с микрофонным входом передатчика. Если исследуется AM передатчик (тип излучения 6АЗ) или однополосный передатчик с восстановленной несущей (тип излучения ЗАЗН), тумблер S1 «Частота, Гц» должен быть в положении «600», и резистором R13 «Уровень» добива­ются необходимой амплитуды модулирующего сигналд. Изображение на всю рабочую часть экрана трубки ЭЛТ развертывают подстройкой выходного каскада передатчика и изменением его связи с контуром монитора. Надо учесть, что передатчик должен быть при этом нагружен на антен­ну или ее эквивалент.

Если исследуется передатчик ОБП (одна боковая по­лоса) с подавленной несущей (тип излучения ЗАЗ), тумб­лер S1 устанавливают в положение «600+1800». Эффект вращения картинки устраняют резистором R1 «Подстр. ча­стоты».

Для примера на рис. 8 показаны характерные картин­ки на экране ЭЛТ монитора. Если несущая частота вос­становлена (например, для работы телеграфом или AM), изображение имеет~ вид прямоугольника (рис. 8, а). При глубине модуляции 100% изображение принимает вид рав­нобедренного треугольника (рис. 8, б), повернутого на 90°. Размер основания равен высоте прямоугольника для слу­чая телеграфного режима. По линейности сторон треуголь­ника можно судить о линейности модуляционной характе­ристики и наличии нелинейных искажений. Если уровень модулирующего сигнала чрезмерно велик, наступает пе­ремодуляция, сопровождающаяся сильными искажениями, на экране ЭЛТ будет картинка, изображенная на рис. 8, в.

В случае однополосной модуляции при малом уровне модулирующего сигнала или сигнала DSB линейность вы­ходного сигнала отличная (рис. 8, г), но мала мощность. Если уровень сигнала DSB слишком большой, лампа уси­лителя мощности входит в насыщение (рис. 8, д), внося сильные искажения. Такой же эффект бывает и при слабой связи контура выходного каскада с антенной. Кроме того, сильные искажения сигнала возникают при значительном увеличении напряжения смещения, когда лампа работает с отсечкой (рис. 8, е). Штриховыми линиями на рис. 8, е показан случай правильно выбранного напряжения смеще­ния и возбуждения усилителя мощности. В заключение следует заметить, что подобные искажения могут появлять­ся и в промежуточных усилителях передатчика.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты