www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua

Русский: Русская версия English: English version

Translate it!

+ Поиск по всему сайту
+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по каталогу схем
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

ВСЕ СТАТЬИ А-Я

БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПРАВОЧНИК
АРХИВ СТАТЕЙ

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ

ФОРУМЫ
ВАШИ ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
ОТЗЫВЫ О САЙТЕ

КАРТА САЙТА

Бесплатная техническая библиотека РАЗДЕЛЫ БЕСПЛАТНОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ БИБЛИОТЕКИ:
Архив и лента новостей
Книги и сборники
Технические журналы
Архив статей и поиск
Схемы и сервис-мануалы
Электронные справочники
Русские инструкции
Радиоэлектронные и электротехнические устройства

СКАЧАЙТЕ БЕСПЛАТНО:

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Автомобильные электронные устройства
Аккумуляторы, зарядные устройства
Акустические системы
Альтернативные источники энергии
Антенны
Антенны КВ
Антенны телевизионные
Антенны УКВ
Антенные усилители
Аудио и видеонаблюдение
Аудиотехника
Блоки питания
Бытовая электроника
Бытовые электроприборы
Видеотехника
ВЧ усилители мощности
Галогенные лампы
Генераторы, гетеродины
Гирлянды
Гражданская радиосвязь
Детекторы напряженности поля
Дозиметры
Дом, приусадебное хозяйство, хобби
Зажигание автомобиля
Заземление и зануление
Зарядные устройства, аккумуляторы, батарейки
Защита электроаппаратуры
Звонки и аудио-имитаторы
Измерения, настройка, согласование антенн
Измерительная техника
Индикаторы, датчики, детекторы
Инструмент электрика
Инфракрасная техника
Кварцевые фильтры
Компьютерные интерфейсы
Компьютерные устройства
Компьютерный модинг
Компьютеры
Личная безопасность
Люминесцентные лампы
Медицина
Металлоискатели
Микроконтроллеры
Микрофоны, радиомикрофоны
Мобильная связь
Модернизация радиостанций
Модуляторы
Молниезащита
Музыканту
Начинающему радиолюбителю
Ограничители сигнала, компрессоры
Освещение
Освещение. Схемы управления
Охрана и безопасность
Охрана и сигнализация автомобиля
Охрана и сигнализация через мобильную связь
Охранные устройства и сигнализация объектов
Переговорные устройства
Передатчики
Передача данных
Предварительные усилители
Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы
Применение микросхем
Пускорегулирующие аппараты люминесцентных ламп
Работа с CAD-программами
Радиолюбительские расчеты
Радиолюбителю-конструктору
Радиоприем
Радиостанции портативные
Радиостанции, трансиверы
Радиоуправление
Разная бытовая электроника
Разные компьютерные устройства
Разные узлы радиолюбительской техники
Разные устройства гражданской радиосвязи
Разные электронные устройства
Разные электроустройства
Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы
Регуляторы тембра, громкости
Регуляторы тока, напряжения, мощности
Сварочное оборудование
Светодиоды
Синтезаторы частоты
Смесители, преобразователи частоты
Спидометры и тахометры
Справочник электрика
Справочные материалы
Стабилизаторы напряжения
Студенту на заметку
Телевидение
Телефония
Теория антенн
Техника QRP
Технологии радиолюбителя
Технология антенн
Трансвертеры
Узлы радиолюбительской техники
Усилители мощности
Усилители мощности автомобильные
Усилители мощности ламповые
Усилители мощности транзисторные
Усилители низкой частоты
Устройства защитного отключения
Фильтры и согласующие устройства
Цветомузыкальные установки
Цифровая техника
Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки
Электрику
Электрику. ПТЭ
Электрику. ПУЭ
Электрические схемы автомобилей
Электрические счетчики
Электричество для начинающих
Электробезопасность, пожаробезопасность
Электродвигатели
Электромонтажные работы
Электронный впрыск топлива
Электропитание
Электроснабжение
Электротехнические материалы

СТАТЬИ БЕСПЛАТНО:
Батарейки и аккумуляторы
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому - простые рецепты
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель
Конспекты лекций, шпаргалки
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Мобильные телефоны
Моделирование
Опыты по физике
Опыты по химии
Нормативная документация по охране труда
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей
Радио - начинающим
Секреты ремонта
Советы радиолюбителям
Строителю, домашнему мастеру
Справочная информация
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Функциональный состав импортных ТВ
Функциональный состав, пульты, шасси, эквиваленты импортных телевизоров
Чудеса природы. Увлекательное путешествие вокруг земного шара
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

ЖУРНАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Блокнот Радиоаматора
Домашний компьютер
Домашний ПК
КВ журнал
КВ и УКВ
Квант
Компьютерра
Конструктор
Левша
Моделист-конструктор
М-Хобби
Наука и жизнь
Новости электроники
Новый Радиоежегодник
Популярная механика
Радио
Радио Телевизия Електроника
Радиоаматор
Радиодело
Радиодизайн
Радиокомпоненты
Радиоконструктор
Радиолюбитель
Радиомир
Радиосхема
Радиохобби
Ремонт и сервис
Ремонт электронной техники
Сам
Сервисный центр
Силовые машины
Схемотехника
Техника - молодежи
Химия и жизнь
ЭКиС
Электрик
Электроника
Юный техник
Юный техник для умелых рук
Я - электрик
A Radio. Prakticka Elektronika
Amaterske Radio
Chip
Circuit Cellar
Electronique et Loisirs
Electronique Pratique
Elektor Electronics
Elektronika dla Wszystkich
Elektronika Praktyczna
Everyday Practical Electronics
Evil Genius
Funkamateur
Nuts And Volts
QEX
QST
Radiotechnika Evkonyve
Servo
Stereophile

КНИГИ СЕРИЙНЫЕ БЕСПЛАТНО:
Библиотека по автоматике
Библиотека электромонтера
Библиотечка Квант
Библиотечка электротехника
Знай и умей
Массовая радиобиблиотека

КНИГИ ПО РАДИОТЕХНИКЕ И ЭЛЕКТРОНИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автомобиль
Аппаратура СВЧ
Запись и воспроизведение звука
Ламповая аппаратура
Начинающему радиолюбителю
Охрана и безопасность
Радиолокация, навигация
Радиотехнические технологии
Радиоуправление, моделизм
Робототехника
Схемотехника
Теоретическая электроника, радиотехника
Усилители
Цифровая обработка сигналов
Электроника в быту
Электроника в медицине
Электроника в науке
Электроника для музыканта

КНИГИ ПО РЕМОНТУ БЕСПЛАТНО:
Ремонт аудиотехники
Ремонт бытовая техники
Ремонт видеотехники
Ремонт телевизоров ламповых
Ремонт телевизоров полупроводниковых
Ремонт мониторов
Ремонт оргтехники
Ремонт радиоприемников
Ремонт телефонов и факсов
Спутниковое телевидение
Теория телевидения
Теория ремонта электроники

КНИГИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ БЕСПЛАТНО:
Измерения и метрология
Измерительная аппаратура
Измерительная техника. Схемы и описания

КНИГИ ПО СВЯЗИ БЕСПЛАТНО:
Антенны
Аппаратура любительской радиосвязи
Линии связи, передача данных
Мобильные телефоны
Теория и практика радиосвязи

КНИГИ ПО ЭЛЕКТРИКЕ БЕСПЛАТНО:
Автоматика, автоматизация, управление
Аккумуляторы, элементы питания, зарядные устройства
Альтернативные источники энергии
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи
Молниезащита
Осветительная аппаратура
Охрана труда, электробезопасность, пожаробезопасность
Релейная защита
Сварка, сварочное оборудование
Теория электротехники
Устройства телемеханики
Электрику, электромонтажнику, электромеханику
Электрические сети, воздушные и кабельные линии
Электродвигатели
Электрооборудование
Электропривод
Электростанции, подстанции
Электротехнические справочники
Энергетика, электроснабжение

СБОРНИКИ БЕСПЛАТНО:
В помощь радиолюбителю
Радиоаматор-лучшее
Радиоежегодник

СПРАВОЧНИКИ БЕСПЛАТНО:
Зарубежные микросхемы и транзисторы
Измерительная техника. Схемы и описания
Медицинская аппаратура
Механизмы импортной аудио и видеоаппаратуры
Прошивки зарубежной аппаратуры
Пульты ДУ импортных телевизоров
Радиокомпоненты Atmel
Радиокомпоненты Cirrus Logic
Радиокомпоненты Maxim
Радиокомпоненты Microchip
Радиокомпоненты Mitsubishi
Радиокомпоненты Motorola
Радиокомпоненты National Semiconductor
Радиокомпоненты Panasonic
Радиокомпоненты Philips
Радиокомпоненты Rohm
Радиокомпоненты Samsung
Радиокомпоненты Sharp
Радиокомпоненты Sony
Радиокомпоненты Toshiba
Соответствие моделей и шасси телевизоров
Строчные трансформаторы HR
Строчные трансформаторы Konig

СХЕМЫ И СЕРВИС-МАНУАЛЫ БЕСПЛАТНО:
Бытовая техника Beko
Бытовая техника Braun
Бытовая техника Candy
Бытовая техника Elenberg
Бытовая техника Elica
Бытовая техника Gorenje
Бытовая техника Hansa
Бытовая техника Merloni
Бытовая техника SEB
Бытовая техника Snaige
Бытовая техника Stinol
Бытовая техника Universal
Бытовая техника Whirpool

Зарубежные DVD-плееры
Зарубежные автомагнитолы
Зарубежная аудиоаппаратура
Зарубежные видеокамеры
Зарубежные видеомагнитофоны и видеоплееры
Зарубежные мониторы
Зарубежные моноблоки
Зарубежные телевизоры
Зарубежные телефоны
Зарубежные факсы

Мобильники Benq-Siemens
Мобильники Eastcom
Мобильники Ericsson
Мобильники Fly Bird
Мобильники LG
Мобильники Maxon
Мобильники Mitsubishi
Мобильники Motorola
Мобильники Nokia
Мобильники Panasonic
Мобильники Pantech
Мобильники Samsung
Мобильники Sharp
Мобильники Siemens
Мобильники Sony-Ericsson
Мобильники TCL
Мобильники Voxtel

Отечественные телевизоры
Отечественная аудиоаппаратура

Справочники по вхождению в режим сервиса

Схемы блоков питания импортных телевизоров и видеотехники

Телевизоры Avest
Телевизоры Beko
Телевизоры, аудио, видеотехника Elenberg, Cameron, Cortland
Телевизоры Erisson
Телевизоры Rainford
Телевизоры Roadstar
Телевизоры Rolsen
Телевизоры Vestel
Телевизоры Витязь
Телевизоры Горизонт
Телевизоры Рекорд
Телевизоры Рубин

Станки металлообрабатывающие
Электроинструмент Bocsh
Электроинструмент Makita

БЕСПЛАТНЫЙ АРХИВ СТАТЕЙ
(150000 статей в Архиве)

АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ:
Библиотечка Квант указатель
Библиотека по автоматике указатель
Библиотека электромонтера указатель
Библиотечка электротехника указатель
Блокнот Радиоаматора указатель
В помощь радиолюбителю указатель
Знай и умей указатель
Массовая радиобиблиотека указатель
КВ и УКВ указатель
КВ журнал указатель
Квант указатель
Конструктор указатель
Моделист-конструктор указатель
Наука и жизнь указатель
Новости электроники указатель
Новый Радиоежегодник указатель
Популярная механика указатель
Радио указатель
Радиоаматор указатель
Радиоаматор-лучшее указатель
Радиоежегодник указатель
Радиодело указатель
Радиодизайн указатель
Радиокомпоненты указатель
Радиоконструктор указатель
Радиолюбитель указатель
Радиомир указатель
Радиосхема указатель
Радиохобби указатель
Ремонт и сервис указатель
Ремонт электронной техники указатель
Сам указатель
Сервисный центр указатель
Силовая электроника указатель
Схемотехника указатель
Техника - молодежи указатель
Химия и жизнь указатель
ЭКиС (Электронные компоненты и системы) указатель
Электрик указатель
Электроника указатель
Юный техник указатель
Я - электрик указатель

СПРАВОЧНИК БЕСПЛАТНО

ПАРАМЕТРЫ РАДИОДЕТАЛЕЙ БЕСПЛАТНО

ДАТАШИТЫ БЕСПЛАТНО

ПРОШИВКИ БЕСПЛАТНО

РУССКИЕ ИНСТРУКЦИИ БЕСПЛАТНО


Стол заказов СТОЛ ЗАКАЗОВ:

СХЕМЫ ПОД ЗАКАЗ:
Импортные DVD
Импортные автоаудио
Импортные аудио
Импортные видеокамеры
Импортные видеомагнитофоны
Импортные кондиционеры
Импортные мониторы
Импортные моноблоки
Импортные проекторы
Импортные СВЧ-печи
Импортная спутниковая аппаратура
Импортные стиральные машины
Импортные телевизоры
Импортные телефоны
Импортные факсы
Импортные фотоаппараты
Импортные холодильники

Отечественные автоаудио
Отечественные видеомагнитофоны
Отечественные магнитофоны
Отечественные мониторы
Отечественные приборы
Отечественные радиолы
Отечественные радиоприемники
Отечественные усилители
Отечественные цветные телевизоры
Отечественные черно-белые телевизоры
Отечественные электрофоны


Бонусы БОНУСЫ:

НА ДОСУГЕ:
Интерактивные флеш-игры
Игры он-лайн
Ваши истории
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика

ИСТОРИИ ИЗ ЖИЗНИ

ССЫЛКИ

ДОБАВИТЬ В ЗАКЛАДКИ

Оставить отзыв о сайте

ДИАГРАММА
© 2000-2017

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека Как скачивать файлы с сайта? Как скачивать файлы с сайта? Добавить в закладки, оставить отзывДобавить в закладки, оставить отзыв

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники. Большая подборка статей со схемами, иллюстрациями, комментариями Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатная библиотека / Схемы радиоэлектронных и электротехнических устройств

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

Комментарии к статье Комментарии к статье

При проверке и налаживании трактов ПЧ с кварцевыми фильтрами или отдельных кварцевых фильтров у большинства радиолюбителей возникает проблема, где взять тестовый сигнал. Не всегда есть возможность измерить параметры косвенным методом с использованием смесителей приемника. Не все доступные и относительно недорогие прецизионные, многофункциональные измерительные генераторы перекрывают диапазон частот 30...90 МГц либо стабильность обычных ВЧ-генераторов (с функцией ГКЧ) не позволит ювелирно измерить и наладить характеристики кварцевых фильтров. А чаще всего просто нет такой техники в наличии, и покупать только для этих работ дорогой генератор неразумно.

В данной статье приводится описание двухканального генератора, управляемого напряжением (ГУН) с малым (несколько десятков килогерц) диапазоном перестройки, центральной частотой 2...90 МГц, выходным сопротивлением 50 Ом и выходным сигналом размахом 100...300 мВ. Устройство рассчитано на работу в составе измерителя АЧХ взамен ГКЧ, а также может работать вместе с другим генератором пилообразного сигнала.

Для получения стабильной работы ГУНа в качестве частотозадающих элементов были применены недорогие и доступные керамические резонаторы на частоты 2...12 МГц и дальнейшее умножение частоты. Конечно, современная элементная база позволила бы на DDS-генераторах или генераторах с ФАПЧ решить такую же задачу (с микроконтроллером и соответствующим программным обеспечением), но тогда сложность такого устройства превысила бы сложность проверяемой аппаратуры. Поэтому целью было создание простого генератора с использованием доступных элементов и не заниматься изготовлением катушек индуктивности, а также наладить устройство с помощью простых измерительных приборов.

Устройство разделено на отдельные функциональные узлы, которые можно монтировать или нет, в зависимости от потребностей владельца. Например, если у вас имеется мультифункциональный DDS-генератор, то можно генераторы не собирать и для выхода на конечную частоту обойтись только умножителями частоты и основным фильтром. Во избежание нестабильной работы я рекомендую применить в высокочастотной части исключительно КМОП-микросхемы серии 74АСхх.

Плата устройства (рис. 1) размерами 100x160 мм разработана таким образом, что ее можно изготовить односторонней (верхняя сторона, на которой размещены все элементы, кроме проволочных перемычек) или двухсторонней, если планируется использовать устройство на частотах более 25 МГц. Нумерация элементов на принципиальной схеме и плате начинается с цифры, присвоенной узлу, в который они входят. На рис. 2 показан монтаж элементов на одностороннем варианте платы. В этом случае выводы микросхемы в корпусе DIP припаивают со стороны печатных проводников, что требует особой внимательности.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 1. Плата устройства размерами 100x160 мм

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 2. Монтаж элементов на одностороннем варианте платы

Керамические резонаторы имеют хорошую кратковременную стабильность частоты, позволяющую использовать их сигнал для налаживания кварцевых фильтров и надежно замерить их крутые скаты. Межрезонансный интервал у таких резонаторов на порядок больше, чем у кварцевых. Их можно без особых проблем тянуть по частоте на +0,3...-2 % от номинального значения. В табл. 1 приведены основные параметры пьезокерамических резонаторов, купленных в 2015 г. в России, и их диапазон перестройки по частоте для случая построения генератора на логических элементах микросхемы 74АС86.

Таблица 1

Тип резонатора1) Номинальная частота,
МГц
Число выводов Минимальная частота2,
МГц
Максимальная частота3
, МГц
Р 3 2 2,907 3,003
PC 3,1 3 3,041 3,09
Р 3,53 2 3,464 3,62
Р 4 2 3,918 4,012
Д 4,3 2 3,886 4,27
Д 4,5 2 4,27 4,56
Р 5 2 4,873 4,98
Р 6 2 5,864 6,015
Д 6,5 3 6,39 6,56
PC 6,90 3 6,776 6,908
Р 7,37 2 7,19 7,423
Р 8 2 7,842 8,069
Р 10 2 9,783 10,06
Д 10,7 2 10,436 10,711
Д 10,75 3 10,55 10,74
P 11 2 10,794 11,050
P 12 2 11,788 12,1
РС 12,9 3 12,470 12,772
P 16 2 15,982 16,045
РС 20 3 19,96 19,99

1) Р - резонаторы серии ZTA, PC - резонаторы серии ZTT (со встроенными конденсаторами), Д - дискриминаторные (для применения в ЧМ-детекторах). 2) С двумя конденсаторами по 280 пФ. 3) С двумя конденсаторами по 20 пФ.

Керамические резонаторы на более высокие частоты (более 13 МГц), очевидно, изготавливают по другой технологии, и их диапазон перестройки по частоте очень мал. У резонаторов серии ZTT есть встроенные конденсаторы, и поэтому перестроить их по частоте гораздо труднее, при этом не всегда можно получить номинальную частоту.

В табл. 2 приведены наиболее распространенные значения частоты ПЧ в различных радиоприемных устройствах (РПУ) и трансиверах, а также варианты генерирования этих частот с помощью керамических резонаторов. Анализ необходимых коэффициентов умножения или деления выявит необходимость применения умножения на два для расширения числа возможных вариантов и обеспечения качества сигнала.

Таблица 2

ПЧ, МГц Основное применение Частота генераторов, МГц
Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4
4,433 Трансиверы самодельные 2,955 5,911 4,433
4,915 Трансиверы самодельные 4,915 9,830
5 Трансиверы самодельные 10
5,5 Трансиверы самодельные 2,2 12,833 11
8,8 Трансиверы самодельные 2,933 3,520 5,910
8,9 Трансиверы самодельные 2,967 3,56 4,450
9 Стандартная 12 4 6
9,011 Трансивер IC R-75 12,015 4,005 6,007 3,6
10,095 Трансиверы Си-Би диапазона 3,565 5,350
10,7 Стандартная 3,567 5,350
20 Гражданские РПУ 4 5 10
21,4 Стандартная 3,567 3,057 4,076 5,350
34,785 РПУ Р-399 3,479 4,969
40,055 Трансиверы YAESU 4,006 8,011 4,451
44,93 Трансиверы 4,493 5,991 9,984
45 Бытовые РПУ 6 12 6,429 10
45,05 Трансиверы 4,505 12,013 10,011
45,705 Трансиверы 3,047
46,512 Трансиверы 4,430
47,055 Трансиверы 4.481 12,548 10,457
47,21 Трансиверы 4,496 12,589 10,491
48,64 Трансиверы 3,474 10,809
55,845 Бытовые РПУ 3,49 10,637 7,978 3,989
60 РПУ 4 6 12 8
64,455 Трансиверы ICOM 4,028 8,057
65,128 РПУ Бригантина 10,855
68,33 Трансиверы 4,881
68,966 Трансиверы 4,926 9,855
69,012 Трансивер IC R-75 4,929 9,859
69,45 Трансиверы 4,961 9,921
70 РПУ 3,5 5 10
70,2 РПУ EKD( ГДP) 10,029 20,057
70,452 Трансиверы 5,871
70,455 Трансиверы 3,523 5,871
73,05 Трансиверы 10,822
73,62 Трансиверы 10,907
80,455 Трансиверы
87 Самодельные РПУ 10,875 4,143 7,250
90 РПУ 10 12

Для понимания работы предлагаемых умножителей частоты приведу кратко важные параметры спектров выходных сигналов логических КМОП-элементов серии 74АС. Эти быстродействующие элементы работают при напряжении питания 2...6 В, и без емкостной нагрузки минимальная длительность фронта выходных импульсов - 1 нс, что позволяет получить существенные спектральные составляющие вплоть до частоты 250 МГц. При этом выходное сопротивление элементов - около 25 Ом, что облегчает получение значительной энергии высших гармонических составляющих. Передаточная характеристика логических элементов этой серии симметричная, а выходной каскад обладает одинаковой нагрузочной способностью и скоростью переключения для вытекающего и втекающего тока. Таким образом, выходной сигнал логических элементов и триггеров серии 74АСхх до частот 30 МГц можно считать идеальным, и все законы математики, относящиеся к спектрам импульсных сигналов, можно применить на практике с высокой точностью.

Прямоугольный сигнал с одинаковой длительностью импульса tи и паузы tп так называемый меандр (скважность Q = T/tи = 2, где Т - период следования импульсов Т = tи+tп, но иногда используется термин "коэффициент заполнения", обратный скважности К = 1/Q), содержит в спектре, кроме первой гармоники (F1 = 1/T - основная частота), еще и нечетные гармоники (2n+ 1)F1, где n = 1, 2, 3.... На практике подавление четных гармоник может достигать 40 дБ без применения особых мер, а чтобы получить подавление до 60 дБ, придется обеспечить долговременную стабильность параметров элементов с помощью ООС и с дополнительной тщательной регулировкой.

Опыт показал, что делители частоты на два (D-триггеры и JK-триггеры серии 74АСхх, а также делитель частоты 74АС4040) на частотах до 4 МГц обеспечивают такое подавление до 60 дБ. При выходной частоте 30 МГц оно уменьшается до 30 дБ, а на частотах более 100 МГц выраженное подавление четных гармоник отсутствует.

Поэтому меандр имеет особое значение в умножителях частоты из-за относительной чистоты спектра, что упрощает последующие фильтры. По этой причине в предложенном устройстве предусмотрены элементы настройки симметрии сигнала. Практически идеальные выходные характеристики элементов серии 74АСхх позволяют без применения анализатора спектра с помощью элементов регулировки получить желаемую форму сигнала, измеряя среднее постоянное напряжение на выходе. Подавление четных гармоник до 40...50 дБ на частотах до 20 МГц получается без проблем.

Измерение скважности (коэффициента заполнения) выходного сигнала можно провести с помощью цифрового мультиметра в режиме измерения постоянного напряжения (Rвх ≥ 10 МОм), не меняя при этом предел измерения (рис. 3). Сначала мультиметр калибруют, для этого его через резистор сопротивлением 33...100 кОм подключают к линиям питания (непосредственно к соответствующим выводам микросхемы). Так как входное сопротивление мультиметра 10 МОм, его показания (Uк) будут на 0,3...1 % меньше напряжения питания. Резистор вместе со всеми емкостями проводов и входа мультиметра образуют ФНЧ для высокочастотного сигнала. Если на выходе логического элемента присутствует импульсный сигнал с Q = 2, мультиметр покажет Uвых = 0,5Uк. На рис. 4 показан спектр сигнала на выходе генератора микросхеме 74АС86 без особых мер симметрирования, подавление второй гармоники по отношению к первой - около 36 дБ. Для работы с умножителями частоты это не очень хорошо.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 3. Измерение скважности (коэффициента заполнения) выходного сигнала

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 4. Спектр сигнала на выходе генератора микросхеме 74АС86

Если нарушить симметричность выходного сигнала, можно добиться подавления других спектральных составляющих. Например, при Q = 3 (рис. 5) в выходном сигнале подавляются гармоники, кратные трем (рис. 6). Налаживание такого режима осуществляют также с помощью мультиметра, только надо получить среднее напряжение Uвых = 0,333Uк (или 0,666Uк). Этот вариант особенно интересен, если необходимо получить умножение надваили четыре. На более высоких гармониках затраты на фильтры уже затрудняют практическое применение этого варианта.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 5. Спектр сигнала

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 6. Спектр сигнала

Таким образом, меандр идеально подходит для получения нечетных гармоник сигнала, вплоть до седьмой. Более высокие уже сильно ослаблены, и их выделение потребовало бы сложных фильтров и усилителей. Вторую и четвертую гармоники лучше всего получить при скважности выходного сигнала Q = 3. Если в спектре нужны все ближние гармоники, надо настроить Q = 2,41 (К = 41,5%).

Здесь следует важное замечание. Иногда бывает, что в приемнике "блуждают" помехи от собственной системы ФАПЧ гетеродина или микроконтроллера. Умелым подбором скважности тактового сигнала можно подавить часть мешающих гармоник. Но в целом общий фон гармоник от тактового сигнала можно снизить, если по умолчанию установить его скважность точно Q = 2.

В предлагаемом устройстве в основном применены логические КМОП-элементы, работающие в линейном режиме. Для этого используется режим инвертора (если элемент двухвходовый, второй вход подключают к общему проводу или линии питания) и вводят ООС по постоянному току (рис. 7) для поддержания рабочей точки на середине передаточной характеристики. Резистор R3 обеспечивают ООС, а с помощью резисторов R1 и R2 можно смещать положение рабочей точки на передаточной характеристике. Эта схема также позволяет симметрировать логические элементы серий 74хСТхх, у которых порог переключения около 1,2 В (при напряжении питания 3,3 В). Критерий правильной настройки - установление выходного напряжения на 50 % от питания. Сопротивление резистора R2 выбирают как можно больше, чтобы он меньше влиял на входные сигнальные цепи.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 7. Схема устройства

Крутизна передаточной характеристики соответствует коэффициенту усиления по напряжению 30...40дБ. Поэтому входной сигнал напряжением несколько десятков милливольт уже приводит к изменению выходного от нуля до максимума. Чтобы уменьшить шумы при переключении из одного состояния в другое, на входе надо обеспечить определенную скорость нарастания сигнала (для серии 74АСхх - около 125мВ/нс). При этом существует нижняя граничная частота, при которой во время прохождения через активный участок характеристики не возникают мешающие шумы или самовозбуждение.

Если на входе логического элемента включен параллельный LC-контур, допускается подача более низкочастотных входных сигналов без возникновения шума. При напряжении питания 3,3 В на частоте 3 МГц минимальный размах напряжения - 0,5...1 В. Для работы на более низких частотах надо использовать логические элементы серий 74НСхх, MM74Схх, 40хх.

На основе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (микросхема 74АС86) можно легко сделать умножитель частоты на два, если сигнал подавать на один вход напрямую, на другой вход - через линию задержки на основе RC-цепи (рис. 8). Если постоянная времени RC-цепи (τ) существенно меньше периода следования импульсов Т, на выходе получим короткие импульсы при каждом перепаде входного напряжения, т. е. число импульсов (а значит, и их частота) увеличилось в два раза. С увеличением задержки (постоянной времени RC-цепи) на конденсаторе С1 сигнал становится треугольным и уменьшается его амплитуда, поэтому точность переключения снижается и ухудшается качество сигнала - фронты "плавают" с шумом. Такой умножитель работает стабильно при τ < 0,2Т. Для него очень важно, чтобы t1 = t2. При этом входной сигнал - меандр (Q = 2), и тогда на выходе умножителя сигнал с входной частотой будет подавлен (до 40 дБ).

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 8. Умножитель частоты

Еще более чистый спектр выходного сигнала будет в случае Q = 3 (рис. 9). При этом умножитель "выдаст" на выходе гармоники на частотах 2F1, 4F1, 8F1, 10F1, 14F1, 16F1 и т. д.). Практическое значение имеют только гармоники на 2F1 и 4F1, а подавление гармоник с частотами F1, 3F1, 5F1 и 6F1 выручает. При этой настройке на выходе должно быть Uвых = 0,333Uк.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 9. Спектр выходного сигнала

Если задача ГУНа состоит в формировании сигнала для налаживания кварцевого фильтра, то может возникнуть вопрос, не достаточно ли подавать импульсный сигнал с выхода логического элемента напрямую на кварцевый фильтр (через резистивный согласующий аттенюатор)? Ведь сам фильтр будет подавлять другие гармоники. В некоторых случаях это возможно, но самый большой и непредсказуемый "вредитель" - основная гармоника с большой мощностью. Она может легко "обойти" фильтр и вызвать большой уровень фонового сигнала в широкополосном детекторе. Энергия остальных гармоник в сумме также большая и последствия те же.

Кроме того, многие высокочастотные кварцевые фильтры работают на гармониках (в основном на третьей) и при этом имеют паразитные каналы пропускания вблизи основной частоты, через которые может проникать тестовый сигнал и вызвать искажение АЧХ на экране, которого на самом деле нет. Поэтому я рекомендую не отказываться от фильтра на выходе умножителя частоты - это один из самых важных элементов, который в итоге определит качество работы над РПУ. Для примера на рис. 10 показан спектр сигнала (см. рис. 4) после его прохождения через двухконтурный LC-фильтр. На выходе осталась седьмая гармоника (55846 кГц), пятая подавлена на 30 дБ, а основная - более 42 дБ, поэтому они будут мало мешать качественным измерениям.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 10. Спектр сигнала

Структурная схема измерительного генератора показана на рис. 11. В схеме предусмотрены два генератора (G1, G2) одинаковой конструкции для расширения функциональных возможностей прибора. После них в умножителе-делителе частоты U1 или умножителе частоты U2 происходит промежуточное умножение частоты. Коэффициент умножения равен одному, двум, трем или четырем. Кроме того, в умножителе-делителе частоты U1 перед умножением частоту сигнала можно поделить на два или четыре. В смесителе на выходе элемента DD1 и после ФНЧ Z3 (частота среза - 100 кГц) формируется сигнал на частоте F = |n1Fгун1 - n2Fгун2|. Смеситель также работает на гармониках.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 11. Структурная схема измерительного генератора

В модуляторе работают элементы DD2, DD3, Z1 и Z2, они формируют необходимую скважность сигнала для последнего этапа умножения. При скважности Q = 2 элементы Z1 и Z2 не нужны. DD4 и DD5 работают как буферные усилители, кроме того, в них можно осуществить импульсную модуляцию.

Генератор G3 формирует короткие импульсы для имитации импульсных помех, он активируется высоким уровнем сигнала SPON. Если его частоту уменьшить в 100...1000 раз (увеличением емкости соответствующих конденсаторов), в РПУ можно наладить динамику АРУ или шумоподавителя.

С помощью фильтров Z4 и Z5 выделяется нужная гармоника, а усилители А2 и А3 придают сигналам необходимый уровень. На выходе GEN-3 можно создать комбинированный сигнал с помощью перемычек S1 и S2.

Блок питания (БП) обеспечивает напряжением 3,3 В узлы устройства, а также есть выход напряжения +3,9 В для питания проверяемой маломощной аппаратуры (радиоприемники TECSUN, DEGEN и др.) На вход блока питания можно подавать напряжение +5 В от USB-порта или зарядного устройства сотового телефона, а также от нестабилизированного сетевого блока питания с выходным напряжением 5...15 В. Ток, потребляемый устройством, зависит от частоты генераторов и не превышает 70 мА в полной комплектации.

Задающие генераторы

Схема ГУНа для варианта с выходными частотами 55845 и 34785 кГц показана на рис. 12. В отличие от простой общеизвестной "компьютерной" схемы кварцевого генератора на логических элементах, здесь применены варикапные сборки VD100, VD101 (VD200, VD201) для перестройки по частоте. В каждой сборке для ВЧ-сигнала варикапы включены последовательно. Это позволяет уменьшить напряжение сигнала на каждом из них и подавать сравнительно небольшое управляющее напряжение.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 12. Схема ГУНа для варианта с выходными частотами 55845 и 34785 кГц (нажмите для увеличения)

Выбор варикапов зависит от режима работы резонатора. Если требуется работа задающего генератора (ЗГ) на частоте (Fзг), которая выше или близко к номинальной частоте резонатора, подойдут варикапы с максимальной емкостью до 40 пФ (КВ111, ВВ304). Если планируется перестроить частоту на несколько десятков килогерц ниже номинального значения, на плате предусмотрены места для установки дополнительных сборок такого же типа. А если частота уже на 100 кГц меньше номинальной, потребуются варикапы, у которых при напряжении 2 В емкость около 150 пФ (ВВ212). С помощью под-строечных конденсаторов С102, С107 (С202, С207) можно сместить диапазон сканирования по частоте в зависимости от управляющего сигнала на входе "SCAN-1" ("SCAN-2").

На вход управления частотой "SCAN-1" ("SCAN-2") можно подавать управляющее напряжение 0...15 В. При этом на варикапах напряжение будет изменяться от 1,65 до 9,15 В, и модуляционная характеристика ГУНа имеет удовлетворительную линейность. Для активизации (включения) генератора надо установить перемычку S100 "EN1" (S200 "EN2"). Подстроечный резистор R106 (R206) служит для симметрирования выходного сигнала - получения меандра.

На элементе DD100.3 (DD200.3) можно собрать буферный каскад или умножитель частоты на два. В первом случае достаточно не устанавливать резистор R111 (R211). Во-втором - потребуется подборка конденсатора С109 (С209) для получения сигнала наилучшего качества на конкретной частоте. Указанное на схеме значение емкости этого конденсатора подходит для умножения с 3 до 6 МГц и может быть пропорционально изменено для других выходных частот от 2 до 16 МГц. Подстроечным конденсатором С108 (С208) устанавливают максимальную чистоту спектра выходного сигнала (оптимальная скважность Q = 3).

В первом ЗГ на триггерах DD101.1 и DD101.2 собраны делители частоты, и с помощью выключателей S100.1 - S100.4 на выходе (ХТ100) можно установить сигнал с частототами 0,25Fзг, 0,5Fзг, Fзг, и 2Fзг. Если нет необходимости переключать частоту, взамен выключателей надо установить требуемую перемычку, а микросхему DD101 не устанавливать.

Режим широкополосного умножения на два достигается за счет RC-цепи R111 ,С108,С109 (R211 ,С208,С209).

Для выделения сигнала на требуемой частоте применен LC-контур, состоящий из элементов L100, L101, C113 и C114 (L200, L201, C213 и C214). Для выделения второй гармоники соотношение индуктивностей катушек L101 и L100 (L201 и L200) должно быть 3 : 1, для выделения четвертой - 6 : 1, а для третьей (Q = 2) - около 4 : 1. Для частот 3...5 МГц суммарная индуктивность должна быть 10...6 мкГн, для частоты 20 МГц - около 2 мкГн. Контур настраивают в резонанс с помощью подстроечного конденсатора С114 (С214). Определять резонанс, контролируя амплитуду сигнала непосредственно на самом контуре, нежелательно из-за влияния измерительного прибора. Лучше всего это сделать, если с помощью резистора R117 (R214) немного "нарушить" меандр на выходе элемента DD100.4 (DD200.4), тогда при резонансе (это максимум амплитуды синусоидального сигнала) скважность выходного сигнала приближается к Q = 2, затем этим резистором устанавливают точное значение Q = 2 на выходе ХТ101 (ХТ201).

При работе на основной частоте элементы этого LC-контура и элементы симметрирования не устанавливают, а выход элемента DD100.3 (DD200.3) напрямую соединяют с входом элемента DD100.4 (DD200.4). Резисторами R106 и R206 устанавливают Q = 2 на выходе ХТ101 (ХТ201).

Модулятор

Элементы DD301.1 и DD301.3 модулятора конфигурируются в зависимости от нужного коэффициента умножения частоты, что требует точной установки Q = 2 в предыдущих каскадах. При умножении в нечетное число раз не нужно устанавливать RC-цепи задержки, и на оба входа подают одинаковый сигнал (R307, R309, С302-С305 не устанавливают). Для умножения на два или на четыре с помощью этих цепей устанавливают Q = 3 на выводе 11 элемента DD301.1 и на выводе 3 элемента DD301.3.

В элементе DD301.2 (DD301.4) осуществляется импульсная модуляция. С его выхода через резистор R400 (R500) сигнал поступает на основной фильтр. Поэтому на плате непосредственно с этим элементом предусмотрена установка двух блокировочных конденсаторов. Без них будет заметное влияние на другие узлы через линии питания. На плате предусмотрены резисторы R308, R310 и R311, соединенные с общим проводом или линией питания, которые можно задействовать в случае, если на эти входы подавать сигнал от внешнего источника.

На микросхеме DD300 собран импульсный генератор для формирования сигнала со скважностью до Q ≈ 1000. Частоту модулирующего сигнала в диапазоне 0,1...1 кГц устанавливают резистором R301. Длительность импульса (8...80 мкс) устанавливают резистором R302. Такие параметры - оптимальные для настройки систем подавления импульсных помех (noise blanker). Установкой перемычки "SPON" активируется импульсная модуляция ВЧ-сигналов. Для удобства работы с осциллографом формируется сигнал "SYNC" амплитудой 1 В.

Для проверки реакции АРУ или шумоподавителя в РПУ нужно изменить временные параметры модуляции. Для этого подбирают конденсаторы С300 и С301, их емкость может изменяться в широких пределах, допустимо применение оксидных конденсаторов с учетом их полярности (минус - на общий провод).

Основной фильтр

Самая мощная спектральная составляющая - на основной частоте ЗГ, и от нее надо избавиться в первую очередь ввиду ее относительно большой мощности. Поэтому основной двухконтурный фильтр на элементах L400-L403 и C402-C407 (L500-L503 и C502-C507) "начинается" с катушки индуктивности L400 (L500). По сравнению с вариантом с конденсатором, при том же числе элементов можно получить выигрыш в подавлении первой гармоники на 10...16 дБ. Подборкой конденсатора C404 (С504) устанавливают связь между контурами не более критической. Ориентировочно его емкость должна быть в 20...30 раз больше емкости контурного конденсатора Ск = С402 + С403 (С502 + С503). Это обеспечивает оптимальное подавление мешающих гармоник. Номиналы элементов указаны для частоты настройки фильтра около 35 (56) МГц. АЧХ этих фильтров показана на рис. 13 и рис. 14 соответственно. Изменить частоту настройки фильтра, например, уменьшить, можно пропорциональным увеличением индуктивности катушек и емкости конденсаторов фильтра.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 13. АЧХ фильтров

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 14. АЧХ фильтров

Для диапазона частот 4...90 МГц можно применить дроссели серии ЕС-24. Конденсатор С407 (С507) подбирают для получения размаха напряжения на базе транзистора - 30...60 мВ.

Для варианта с центральной частотой 10,7 МГц можно даже обойтись без катушек индуктивности. Вместо основного LC-фильтра устанавливают пьезофильтр с полосой пропускания 180...350 кГц от тракта ПЧ УКВ-приемника. Схема его подключения во втором канале показана на рис. 15. Номинальное сопротивление резистора R500 (820 Ом) указано для случая подачи сигнала на частоте 3566 кГц. Если частота 2...3 МГц, сопротивление надо уменьшить до 620 Ом. Резисторы R2-R4 обеспечивают сопротивление нагрузки 330 Ом для фильтра ZQ1, что важно для обеспечения минимальной неравномерности АЧХ в области частот 10700 ± 50 кГц. Резистор R4 повышает устойчивость усилителя на высокой частоте.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 15. Схема подключения

Усилитель на транзисторе VT400 (VT500) (см. рис. 12) на нагрузке 50 Ом обеспечивает сигнал размахом до 300 мВ. Чтобы при этом обеспечить линейный режим, ток коллектора транзистора должен быть около 10 мА, его устанавливают подборкой резистора R401 (R501). Усиление составляет примерно 14 дБ (5 раз). Для настройки фильтра с помощью мультиметра на выходе усилителя установлен детектор на диоде VD400 (VD500). Диод 1N4148 удовлетворительно работает до частоты 45 МГц. На более высокие частоты желательно применить маломощные высокочастотные германиевые диоды или диоды Шоттки (серии BAT или BAS). Настраивают фильтр по максимуму сигнала на выходе детектора.

В схеме сумматора (L504, C512- C515, R507-R509) не указаны номиналы элементов, так как компоновка сильно зависит от конкретной задачи. Это предлагает широкие возможности для суммирования сигналов.

Сумматор не может заменить качественный двухчастотный генератор для измерения интермодуляционных искажений и IP3, так как оба сигнала уже раз "пересеклись" в модуляторе через общие выводы питания микросхемы DD301. Но тем не менее такие искажения можно измерить до уровня 30 дБ, что в большинстве случаев достаточно, чтобы отрегулировать ВЧ-узлы по минимуму искажений.

Смеситель на микросхеме DD700 предусмотрен в первую очередь для образования частотного маркера на экране осциллографа при исследовании АЧХ фильтра. При этом один генератор работает как эталонный без сканирования, и его частоту измеряют частотомером. При равенстве с частотой сканирующего генератора образуется нулевое биение, хорошо наблюдаемое на экране. Этим методом в скромной домашней лаборатории можно весьма точно настроить фильтр на требуемую частоту. Но смеситель можно применить и для других целей. Так как он хорошо работает на всех гармониках, можно реализовать сетку маркеров (как в измерителе АЧХ Х1-48 и аналогичных). В зависимости от конкретной задачи придется подобрать параметры ФНЧ R700, C700, R701, C701. Если подавать на смеситель только один сигнал (отключать второй генератор), этот сигнал и будет на выходе.

Примеры реализации ГУНа

При выборе варианта надо учитывать наличие резонаторов, и более предпочтительными всегда являются варианты с применением промежуточного делителя частоты на два (или четыре) либо умножением на два (при Q = 3). Причина этому - отсутствие в промежуточном спектре (контакты ХТ400 и ХТ500) первой гармоники ЗГ, чем устраняется обратная реакция на генератор ("прыжки" по частоте при изменении нагрузки). Для кварцевых фильтров, работающих на третьей гармонике, желательно избегать вариантов с умножением на три во втором умножителе.

В задающем генераторе за счет применения микросхем серии 74АС86 или 74НС86 можно сдвинуть интервал работы резонаторов на несколько десятков килогерц. На 74АС86 частота всегда будет чуть выше и стабильность частоты заметно лучше. У микросхем 74НС86 порог передаточной характеристики смещен до 33 % от напряжения питания, что неудобно для реализации вариантов со сложными промежуточными преобразованиями.

4433 кГц

Фильтры на эту частоту в большинстве случаев изготавливают на основе кварцевых резонаторов для PAL-декодеров. Такие фильтры пользуются популярностью у радиолюбителей, так как резонаторы доступны и относительно дешевы, а в одной партии имеют малый разброс параметров. На них получаются вполне "серьезные" SSB/CW-фильтры. Хороший вариант с высокой стабильностью - применить резонатор на частоту 3580 кГц (настройка на 3546 кГц) с последующим делением на четыре и умножением на пять.

5500 кГц

Сформировать сигнал с частотой 5500 кГц можно, если в ЗГ применить резонатор на частоту 11 МГц и затем поделить частоту на два. В этом случае получим чистый спектр и слабое влияние на ЗГ. Взамен основного LC-фильтра можно установить пьезофильтр на частоту 5,5 МГц, применяемый в звуковом тракте телевизора (см. рис. 15).

8814...9011 кГц

Частоту в диапазоне 8814...9011 кГц можно получить, применив резонаторы на частоту 6 (12) МГц с последующим ее делением на два (четыре) и умножением на три. Также можно применить резонатор с номинальной частотой 3580 кГц, перестроить его на диапазон 3525...3604 кГц, затем поделить частоту на два и умножить на пять. Резонаторы с номинальной частотой 3 МГц - не самый хороший вариант, так как при применении в этот диапазон попадает третья гармоника ЗГ.

10700 кГц

С дискриминаторным резонатором на частоту 10700 кГц в ЗГ можно сразу получить требуемый сигнал, но взаимное влияние ЗГ и выходного УВЧ может испортить результат замеров АЧХ SSB-фильтров с очень крутыми скатами. Лучший результат можно получить с резонатором на частоту 3,58 МГц (настройка на 3567 кГц) и умножением на три.

С резонатором на частоту 4300 кГц (настройка на 4280 кГц) с последующим делением на два и умножением на пять получим очень стабильный сигнал для налаживания SSB-фильтров. По опыту для этого надо приобрести несколько резонаторов, так как у них бывают провалы в импедансе в области частот 3,5...4,5 МГц, и выбирать самый "гладкий".

21400 кГц

С помощью резонатора на частоту 3,58 МГц (настройка на 3567 кГц) и умножением на два получим сигнал частотой 7133 кГц, третью гармонику (21400 кГц) выделит основной фильтр.

Также хорошо будет работать дискриминаторный резонатор на частоту 10700 кГц с последующим удвоением. Для этого надо задействовать элемент DD301.1 и установить на его выходе Q=3 (R307 = 1 кОм, С302 + С303 = 15 пФ) (рис. 16).

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 16. Сигнал, скважность которого ближе к Q = 3

При налаживании с помощью мультиметра можно получить подавление сигнала на частоте 32100 кГц не менее 40 дБ. С помощью анализатора спектра подавление можно довести до 50 дБ. Качество сигнала после основного фильтра позволит измерять АЧХ фильтров в интервале до 80...90 дБ.

34875 кГц

Частоту 34875 кГц лучше всего получить, применив в ЗГ резонатор на частоту 10 МГц и настроив его на 9939 кГц, затем поделив на два и умножить на семь.

Второй вариант - установка резонатора на частоту 3,58 МГц (настройка на 3487 кГц) с промежуточным умножением на два и окончательным на пять. Этот вариант тем хорош, что пятую гармонику фильтр выделяет лучше, чем седьмую. Обязательно потребуется тщательная установка Q = 2.

45 МГц

На первый взгляд, для этой частоты существуют много вариантов, но большинство требуют окончательного умножения на три, что не всегда хорошо. Лучшие варианты - сначала получить частоту 9 МГц (с последующим умножением на пять) или 6428 кГц (с последующим умножением на семь). На частоту 9 МГц можно выйти , применив дискриминаторный резонатор на частоту 4500 кГц с предварительным удвоением частоты или с резонаторами на 3, 6, 12 МГц с делением на два (четыре) и умножением на три.

Промежуточный фильтр на 9 МГц в случае умножения частоты на два реализуют с помощью катушек индуктивности L100 = 1,5 мкГн и L101 = 4,7 мкГн. При умножении частоты на три надо установить L100 = 1 мкГн, конденсатор C113 = 39 пФ. При резонансе на входе элемента DD100.4 присутствует сигнал размахом 1,5 В, что вполне достаточно для срабатывания логического элемента.

Главная предпосылка для получения чистого спектра при умножении частоты на три - это сигнал от ЗГ с Q = 2. Если сигнал поступает с выхода делителя частоты на триггере DD101.1 или DD101.2, это получится автоматически. Без делителя надо установить сигнал ЗГ с Q = 2. При умножении на два также надо получить сигнал с Q = 2 на выходе элемента DD100.1, а в умножителе (выход элемента DD100.3) установить Q = 3 с помощью конденсатора С108. Затем настраивают в резонанс фильтр. Для этого сначала с помощью резистора R117 нарушают баланс элемента DD100.4, чтобы получить на выходе элемента DD100.4 сигнал с переменной скважностью (рис. 17). Разная длительность импульсов обусловлена тем, что на частоте 9 МГц новая энергия в контур поступает только с каждым третьим импульсом.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 17. Сигнал с переменной скважностью

Настроив фильтр в резонанс, получим сигнал, скважность которого уже ближе к Q = 2 (рис. 18). При резонансе показания мультиметра максимально приближаются к 50 % от UK. При полном обороте подстроечного конденсатора мы должны заметить это явление два раза и при этом на выходе отметить чистый сигнал на частоте 9 МГц.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 18. Сигнал, скважность которого уже ближе к Q = 2

В заключение c помощью резистора R117 восстанавливают Q = 2. Проверяют это с помощью мультиметра на контакте ХТ400, установив напряжение ровно 50 % от UK. При этом последующий фильтр должен быть временно отключен. В этом случае на контакте XT400 получим промежуточный сигнал частотой 9 МГц, у которого четные гармоники подавлены на 40 дБ и умножение на 45 МГц не вызывает особых трудностей.

55845 кГц

Решение этой задачи обеспечит резонатор на частоту 8 МГц (настройка на 7978 кГц). Но потребуется тщательная установка Q = 2 на входе основного фильтра, чтобы подавить четные, а также пятую и девятую гармоники.

Другой вариант - применение резонатора на частоту 3680 кГц (настройкой на 3723 кГц) с промежуточным умножением на три (11169 кГц) и последующим - на пять.

60128 кГц

Самый простой вариант - применить резонатор на частоту 12 МГц (настройка на 12026 кГц) с умножением на пять. Можно применить резонатор на частоту 6 МГц, применив предварительное умножение на два. Промежуточный фильтр на частоту 12 МГц составляют катушки индуктивности L100 = 1 мкГн и L101 = 3,3 мкГн, конденсатор С113 = 33 пФ.

64455 и 65128 кГц

Применение дискриминаторного резонатора на частоту 6,5 МГц (настройка на 6445 кГц) обеспечит, наверное, самый оптимальный вариант по доступности и стабильности. Умножением на два и на пять "выходим" на частоту 64455 кГц. Для получения частоты 65128 кГц настроим ЗГ на частоту 6,513 МГц. Для промежуточного фильтра на частоту 13 МГц (после умножения на два) потребуются установка L100 = 0,82 мкГн и L101 = 2,2 мкГн, конденсатор С113 = 39 пФ.

70200 и 70455 кГц

Самый простой вариант - в ЗГ применить резонатор на частоту 10 МГц (настройка 10030, 10065 кГц). Но не все резонаторы "дотянут" до частоты 10050 кГц.

Для получения частоты 70455 кГц можно применить резонатор на частоту 3,58 МГц (настройка на 3523 кГц). После умножения на четыре "выходим" на частоту 14091 кГц и далее - умножение на пять. Рассмотрим этот вариант подробнее, так как он требует тщательного пошагового налаживания.

Сначала надо получить в ЗГ Q = 2, сопротивление резистора R118 (R215) целесообразно увеличить до 330 кОм, чтобы повысить долгосрочную стабильность настройки. Затем устанавливают Q = 3 на выходе первого умножителя для получения максимального уровня четных гармоник. Промежуточный фильтр настраивают на частоту 14 МГц. Для этого устанавливают L100 = 0,18 мкГн и L101 = 1 мкГн, конденсатор C113 = 100 пФ, C114 - подстроечный 6...30 пФ, резистор R212 = 820 Ом. Контур имеет высокую добротность, и спектральная линия на частоте 7 МГц подавлена на 40 дБ. После симметрирования с помощью резистора R117 получим спектр, в котором отсутствуют четные гармонии от основного сигнала и сигнал на частоте 70 МГц на 26 дБ превышает все остальные.

В выходном фильтре устанавливают L400 = 27 нГн (типоразмер 0805 или 0603). Контурные катушки (L401 и L402) - по 0,47 мкГн (дроссели ЕС-24), а конденсаторы - суммарной емкостью 11 пФ. Общая емкость конденсатора C404 - 250 пФ, С407 = 82 пФ. Результирующая полоса пропускания - около 2 МГц, сигнал с частотой 14 МГц на 40 дБ меньше сигнала с частотой 70 МГц, на частоте 42 МГц относительное подавление - 46 дБ, на частоте 140 МГц - 26 дБ. Размах сигнала на выходе ("GEN1") - 400 мВ.

Кратковременная нестабильность частоты составляет около ±50 Гц. За 10 мин частота медленно изменяется в диапазоне ±200 Гц. Эти значения можно уменьшить с помощью экранировки, так как потоки воздуха в комнате оказывают заметное влияние. Для налаживания фильтров с полосой пропускания более 5 кГц этого достаточно. Зависимость частоты от сопротивления нагрузки практически не проявляется. Вариант с резонатором на частоту 10 МГц оказался в 2...3 раза стабильнее.

Наверное, этим примером мы прошли "высокую школу" работы на ВЧ с логическими элементами КМОП серии 74АС и хорошо "пощупали" пределы данной техники при реализации множителей на высокие частоты минимальными средствами.

80455 кГц

С резонатором 8 МГц (настройка на 8045 кГц) и первичным удвоением частоты получим 16090 кГц. Последующее умножение на пять даст желаемый результат.

90 МГц

Самый надежный вариант - применить резонатор на частоту 12 МГц. Промежуточное деление на два даст стабильный сигнал на частоте 6 МГц с подавлением четных гармоник до 50 дБ. После предварительного умножения на три выйдем на частоту 18 МГц. В этом случае в промежуточном фильтре (на 18 МГц) устанавливают катушки индуктивности L100 = 0,56 мкГн и L101 = 2,2 мкГн и конденсатор С113 = 12 пФ. На частоте 90 МГц транзистор КТ368АМ работает хорошо и выдаст без нагрузки сигнал размахом 400 мВ и 200 мВ на нагрузку 50 Ом. Вторая гармоника (180 МГц) возникает в УВЧ и подавлена на 20 дБ. В основном фильтре установлены L400 = 15 нГн (типоразмер 0805), L401 = L402 = 0,27 мкГн (ЕС-24), контурные емкости по 11 пФ, конденсаторы С404 = 300 пФ, С407 = 68 пФ. На рис. 19 изображена АЧХ этого фильтра с полосой пропускания 4 МГц по уровню 3 дБ. В этом варианте получилась отличная кратковременная стабильность, и за первый час работы частота плавно увеличивалась на 1 кГц, если установить плату ГУНа в закрытый корпус. Потом частота медленно изменяется в диапазоне ±100 Гц.

Двухканальный узкополосный ГУН для настройки АЧХ кварцевых фильтров
Рис. 19. АЧХ фильтра с полосой пропускания 4 МГц по уровню 3 дБ

135,495 МГц

Для выхода на такую высокую частоту лучше применить кварцевые резонаторы на частоту 15...20 МГц (первая гармоника), которые обеспечивают перестройку 5...8 кГц. Но будет надежнее, если подавать сигнал с бюджетного DDS-генератора частотой 9022 или 15055 кГц на вход элемента DD100.1 (DD200.1). Для получения достаточного уровня сигнала на частоте 135 МГц надо стремиться к достаточно высокой частоте после первого умножения (27 или 45 МГц). Выходной фильтр можно реализовать на ПАВ-фильтре HDF135-8, у которого хорошее подавление на частотах до 100 МГц. Для согласования на его выходе надо установить RC-цепь (1 пФ + 68 Ом) и со стороны модулятора (DD301) с помощью резистивного аттенюатора обеспечить импеданс 50 Ом.

Сигналы до частоты 240 МГц

На этом примере я хочу показать потенциал примененных элементов. Например, ЗГ работает на частоте 12 МГц. Умножитель на DD100.3 настроен на Q = 3 и выдает импульсы частотой 24 МГц на LC-контур. Очень важной является точная настройка фильтров с помощью анализатора спектра (или с таким же успехом - мультиметра). Методика налаживания такая же, как для фильтра на частоту 9 МГц, но L100 = 0,56 мкГн и L101 = 2,2 мкГн, конденсатор С113 = 6,8 пФ. На выходе (ХТ400) присутствует сигнал со спектром, в котором подавлены (не менее 50 дБ) нечетные гармоники от 24 до 300 МГц (благодаря хорошей топологии платы вокруг DD301). Сигнал на частоте 168 МГц примерно на 18 дБ слабее основного сигнала (24 МГц), и на 240 МГц еще имеется значительный уровень (-26 дБ).

Предложенный ГУН удобно применить совместно с генератором пилообразного напряжения и логарифмическим детектором (микросхема AD8307). Работа КМОП-элементов на ВЧ в сочетании с LC-контурами открывает уникальные возможности при разработке QRP-аппаратуры. Логические элементы серии 74АС имеют низкий фазовый шум, если на частотах 20...120 МГц на их вход подавать синусоидальный сигнал, по размаху равный напряжению питания. Элементы серии 74НС для этого менее пригодны.

Дополнительная информация, а также чертежи печатной платы в разных форматах: ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/05/GUN.zip.

Автор: Айо Лохни

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

сборник В помощь радиолюбителю №21 (1964 г)

журналы Моделист-конструктор 1973 (архив за год)

книга Математическая непрерывная логика изображения функций. Гинзбург С.А., 1968

книга Транзисторная техника для радиолюбителей. Фишер Г.И., 1966

статья Катамаран-ветроход

статья Ультразвуковая кошка

справочник Сервисные меню зарубежных телевизоров. Книга №18

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:

E-mail (не обязательно):

Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]