Звуковой генератор (ЗГ) является источником электрических колебаний низкой частоты. В радиолюбительской практике ЗГ наиболее часто применяется при налаживании и регулировке усилителей низксй частоты, при проверке низкочастотного тракта радиоприемных и телевизионных устройств, для питания измерительных мостов переменного тока и других целей. В этой листовке рассматривается несколько практических схем ЗГ различной сложности.
На рис. 1 приведена схема звукового RC генератора, работающего на фиксированной частоте. Такой генератор представляет собой обычный резистивный усилитель, выполненный на одном транзисторе, дополненный резистивно-емкостной фазовраща-ющей цепочкой из резисторов R1 — R3, R5 и конденсаторов С1 — С4. Она обеспечивает получение положительной обратной связи, необходимой для возникновения и поддержания незатухающих электрических колебаний. Фазовращаювдая цепочка включена между коллектором и базой транзистора 77. В подобном генераторе электрические колебания могут возникнуть только на одной частоте F, при которой цепь положительной обратной связи обеспечивает сдвиг фаз между переменными напряжениями на коллекторе и базе на 180°.
При указанных на схеме данных фазовращающей цепочки ЗГ создает колебания с частотой 1000 Гц. Питание осуществляется от источника постоянного тока напряжением 9 В (батарея «Крона», аккумулятор 7Д-0.11). Потребляемый ток не превышает 0.7 — 1 мА. Коэффициент нелинейных искажений — не более 1%.
Режим работы транзистора устанавливают подбором резистора R4. Напряжение на выходе звукового генератора регулируют переменным резистором R6.
В ЗГ могут быть использованы любые, низкочастотные транзисторы с коэффициентом усиления BCj не менее 40. На рис. 2 приведен другой вариант схемы ЗГ на фиксированную частоту порядка 700 Гц. Эта схема отличается от предыдущей лучшими электрическими параметрами и, в частности, меньшим влиянием нагрузки на частоту колебаний, ъ также наличием ступенчатого и плавного делителей напряжения. Принцип работы задающего генератора, выполненного на транзисторе 77, аналогичен генератору, описанному ранее. В коллекторную цепь транзистора 77 включена первичная обмотка трансформатора Tpl. Вторичная обмотка этого трансформатора нагружена на подстроечный резистор R6, с движка которого переменное напряжение звуковой частоты через конденсатор С5 подается на базу транзистора Т2, включенного по схеме эмиттерного повторителя.
Режим работы транзистора 77 устанавливают резистором R4, а транзистора 12 — резистором R7. Максимальное переменное напряжение на переменном резисторе R9, равное 1 В, устанавливают подстроечным резистором R6 при налаживании.
При работе с прибором плавную регулировку выходного напряжения производят переменным резистором R9, а ступенчатую — делителем (аттенюатором), составлгн-ным из резисторов R10 — R12. Резисторы аттенюатора выбраны так, чтобы напряжения на гнездах ГнЗ и Гн4 составляли 1/10 и 1/100 части всего напряжения, снимаемого с движка неременного резистора R9. Таким образом, в генераторе можно плавно изменять выходное напряжение в пределах 0 — 1 В (гнездо Гн2), 0 — 100 мВ (гнездо ГнЗ) и 0 — 10 мВ (гнездо Гн4).
При использовании малогабаритных деталей ЗГ может быть весьма компактным. Трансформатор Tpl набирают из стандартных пермаллоевых пластин Ш4 с толщиной набора 6 — 8 мм. Обмотка I содержит 1200 витков провода ПЭЛ 0,08; обмотка II — 600 витков ПЭЛ 0,1 с отводами от 200-го и 400-го витков. Подстроечный резистор R6 — СП-Н, переменный резистор R9 — СП-1А. Транзисторы 77, Т2 — такие же, какие указывались ранее.
На передней панели прибора располагают: регулятор выходного напряжения (R9), гнезда аттенюатора (Гн2 — Гн5), выключатель (В1). Все остальные детали размещают на монтажной панели внутри корпуса.
Если при монтаже не дорущено ошибок к все детали исправны, ЗГ сразу начинает работать. Его устойчивой работы добиваются изменением режима работы транзистора 77 (резистор R4). Необходимую величину выходного напряжения 1 В на аттенюаторе (гнезде Гн2) получают подбором числа витков вторичной обмотки трансформатора Tpl и установкой движка подстроечного резистора R6 в нужное положение. При налаживании ЗГ к гнездам Гн2 и Гн5 подключают милливольтметр переменного тока, а движок переменного резистора устанавливают в верхнее (по схеме) положение.
При нормальной работе прибора ток, потребляемый от батареи, не превышает 3 — 5 мА. Если необходимо, частоту колебаний автогенераторов, схемы которых изображены на рис. 1 и 2 можно изменять в некоторых пределах подбором элементов фазсвращающей цепочки.
На рис. 3 приведена схема современного любительского ЗГ с плавным перекрытием частоты. Этот прибор незаменим при налаживании высококачественных усилителей низкой частоты, магнитофонов и стереофонических устройств. Его диапазон частот 20 — 20 000 Гц разбит на три поддиапазона 20 — 200, 200 — 2000 и 2000 — 20 000 Гц Коэффициент нелинейных искажений не превышает 0,5%, нестабильность амплитуды еыходного сигнала по диапазону не превышает 1 дБ, наибольшее напряжение на выходе — 1IB наименьшее — 0,1 мВ. Питание ЗГ может осуществляться от четырех батареи 3336Л, соединенных последовательно или от сети переменного тока через стабилизированный выпрямитель с выходным напряжением порядка 12 — 15 В. Ток потребляемый ЗГ от источника питания, не превышает 12 — 15 мА.
ЗГ — представляет собой усилитель низкой частоты с положительной обратной связью, подаваемой из эмиттерной цепи транзистора ТЗ в цепь базы транзистора 77 через делитель. Одно звено делителя состоит из последовательно соединенных резисторов R3, R4 и конденсатора C1, С2 или СЗ; другое звено делителя состоит из резисторов Rl, R2 и включенного параллельно резисторам конденсатора С4, С5 или Сб. Плавное изменение частоты колебаний производится сдвоенным переменным резистором R1R3, а ступенчатое — переключателем В1.
Для улучшения стабильности частоты колебаний первые два каскада усиления на транзисторах 77, Т2 имеют между собой непосредственную связь и охвачены отрицательной обратной связью по постоянному току (через резистор R5). Кроме того, первый каскад через резистор R9 охвачен отрицательной обратной связью по переменному току.. Со вторым каскадом усиления непосредственно связан вход эмиттерного повторителя (транзистор ТЗ). Его нагрузкой служит подстроечный резистор R12. На выходе генератора включен аттенюатор (резисторы RI4 — R19).
Для стабилизации выходного напряжения все каскады охвачены отрицательной обратной связью. С этой целью напряжение с эмиттера транзистора J3 через конденсатор С9 и терморезистор R11 подается в цепь эмиттера транзистора 77. Использование отрицательной обратной связи способствует также и уменьшению нелинейных искажений.
Плавная регулировка выходного напряжения производится переменным резистором R13. Ступенчатый делитель напряжения — аттенюатор R14 — R19 — позволяет уменьшать выходное напряжение в 10, 100 и 1000 раз (коэффициент деления изменяют переключателем S3). Вольтметр для контроля напряжения на выходе переменного резистора R13 выполнен по мостовой схеме на диодах Д1 — Д4. В качестве измерительного прибора ИП1 используется микроамперметр с гоксм полного отклонения 100 мкА.
Габариты прибора определяются в основном размерами микроамперметра, шкалой генератора и другими используемыми радиодеталями. В генераторе желательно применять конденсаторы БМ-2-200 (С1, С4), МБМ-160 (С2, СЗ, ,С5, С6), сдвоенный переменный резистор СПЗ-7а-В (Rl, R3), переменный резистор СП-4аМ-А (R13). Типы других деталей существенного значения не имеют. Транзисторы П416 можно заменить любыми другими маломощными высокочастотными транзисторами. Следует отметить, что в генераторе достаточно хорошо работают и низкочастотные транзисторы МП39 — МП42.
Монтаж прибора может быть выполнен на Г-образном шасси из дюралюминия толщиной 1 мм. На вертикальном шасси укрепляют переменные резисторы Rl, R3 и R1J, переключатели В1 (с конденсаторами С1 — С6) и ВЗ (с резисторами R14 — R19), выключатель В2, микроамперметр, гнездо Гч1. Все остальные детали монтируют на отдельной плате.
Собранный генератор помещают в металлический корпус.
Кратко остановимся на налаживании подобного генератора. Убедившись в исправности всех деталей и отсутствии ошибок в монтаже, выключателем В2 включают питание. Движок подстроечного резистора R12 устанавливают в нижнее (по схеме) положение и регулируют режим работы транзисторов 77 — ГЗ по постоянному току. Для этого вольтметр постоянного тока включают между плюсом источника питания и эмиттером транзистора ТЗ и медленно вращают ось подстроечного резистора R6 до тех пор, пока вольтметр не покажет напряжение порядка — 7,2 В. Так как все каскады имеют между собой гальваническую связь, режимы работы остальных транзисторов устанавливаются автоматически. Далее переключатель ВЗ устанавливают в положение «1 : 1», а движок переменного резистора R13 — в верхнее (по схеме) положение. К гнезду Гн1 подключают ламповый или транзисторный вольтметр со шкалой 1 — 3 В и осциллограф и, медленно изменяя положение движка подстроечного резистора R12, добиваются возбуждения генератора. Вблизи порога возбуждения генератора измеряют выходное напряжение, которое обычно лежит в пределах 1,5 — 2 В. Минимальные искажения и наибольшее выходное напряжение достигаются более точной установкой режима транзисторов с помощью подстроечного резистора R6. После этого выбором оптимальной величины положительной обратной связи добиваются устойчивой генерации на всех поддиапазонах.
Для удобства работы с прибором между входом аттенюатора и движком переменного резистора R13 включают дополнительный резистор R20, сопротивление которого подбирают так, чтобы показание образцового вольтметра соответствовало 1 В. При этом напряжении подбором резистора R21 устанавливают стрелку микроамперметра на последнюю отметку шкалы. Градуирование шкалы вольтметра производят по общепринятой методике, через 0,1 В. В принципе, от применения вольтметра пе-ременногЬ напряжения в приборе можно отказаться, так как амплитуда выходного напряжения ЗГ достаточно стабильна по диапазону. В этом случае шкала плавной регулировки выходного напряжения должна иметь десять равных делений, каждое из которых в нашем случае будет соответствовать 0,1 В. При этом необходимо, чтобы в качестве переменного резистора R13 использовался переменный резистор только с линейной зависимостью изменения сопротивления от угла поворота оси (группы «А»),
Градуирование шкалы генератора по частоте, которая на отдельных поддиапазонах кратна 1, 10 или 100, производят либо с помощью осциллографа, (по фигурам Лиссажу), либо с помощью низкочастотного частотомера.
Москва, Издательство досааф СССР, 1976 Г-75791 от 11/XI-75 г, Изд. №2/5973. Зак. 735