Статья 10. Приборы для настройки УКВ- аппаратов

Налаживание УКВ аппаратов

   Налаживание УКВ аппаратуры представляет собой довольно сложный процесс, выполнить который можно только с помощью специальных измерительных приборов. Привожу краткий перечень самодельных приборов, необходимых при наладочных работах над аппаратами УКВ.

•  Высокочастотный вольтметр.

•  Гетеродинный измеритель резонанса и волно­мер.

•  Измерительная линия.

•  Генератор шума.

•  Генератор заданных частот.

•  Эквивалент нагрузки и другие приборы.

      Высокочастотный вольтметр

     Если у вас имеется любой марки мультиметр, предназначенный для измерения токов и напря­жений в низкочастотных цепях, то вполне достаточным может оказаться применение с этим мультиметром специального ВЧ пробника. Возможная схема такого пробника описана в конце этого раздела.

    Основательно решить проблему наличия высо­кочастотного вольтметра можно путем самостоятельного изготовления чувствительного и ста­бильно работающего милливольтметра и допол­нительного щупа-пробника, предназначенного совместно с этим милливольтметром делать измерять напряжения в высокочастотных цепях.

    Для этих целей требуется измерительный при­бор, обладающий большим входным сопротив­лением и позволяющий измерять весьма малые напряжения постоянного тока. Таким требо­ваниям отвечает предлагаемый милливольтметр, принципиальная схема которого изображена на рис. 10.1.

   Входное сопротивление этого прибора состав­ляет 10 Мом, рабочий диапазон разбит на девять поддиапазонов: 50, 150, 500 мВ, 1,5, 5, 15, 50, 150 и 500 В. Отчет измеряемого напряжения ведется по стрелочному индикатору.

   Прибор достаточно термостабилен - в комнат­ных условиях дрейф нуля (уход стрелки инди­катора от нулевого положения) практически отсутствует. А при изменении температуры окру­жающей среды на 10 °С не превышает 0,5% /°С от конечного значения шкалы.

   Милливольтметр состоит из входного делителя напряжения, переключателя поддиапазонов, усилителя постоянного тока (УПТ), стрелочного индикатора и стабилизированного источника питаниия. Измеряемое напряжение положитель­ной полярности (относительно общего провода) подается через коаксиальный разъем на дели­тель напряжения, составленный из резисторов R14...R22. Выбирают нужный поддиапазон изме­рения переключателем SA1. С подвижного кон­такта переключа­теля напряжение поступает на вход УПТ через фильтр R13C1, «срезаю­щий» попадающие на вход прибора наводки перемен­ного тока.

    К усилителю посто­янного тока милли­вольтметра предъяв­ляются определен­ные требования: он должен обладать не­значительным дрей­фом нуля, большим входным сопротив­лением и стабиль­ным коэффициен­том усиления. Для уменьшения дрейфа нуля УПТ выполнен по балансной схеме, и в нем применены так называемые композитные транзисторы, включающие полевой транзистор VT1 (VT4) и биполярный транзистор VT2 (VT3). Использо­вание полевых транзисторов позволило полу­чить большое входное сопротивление УПТ, а биполярных — большую крутизну вольт- амперной характеристики композитного тран­зистора, что повысило чувствительность при­бора. Резисторы Rl, R8, R9 обеспечивают необходимый режим работы композитных транзисторов. Для повышения стабильности коэффициента усиления УПТ и его линейности дополнительно введены резисторы R3 и R6. Нагрузками композитных транзисторов являются резисторы R2 и R7, между которыми включен стрелочный индикатор РА1 с подстроечным резистором R5, предназначенным для калибров­ки усилителя. Для балансировки УПТ (установки РА1 на ноль) служит переменный резистор R8.

    При указанных на схеме номиналах резисторов стрелка индикатора отклоняется до конечного деления шкалы (100 мкА) при подаче на вход УПТ напряжения 50 мВ.

Для защиты полевого транзистора VT1 от возможных перегрузок по напряжению установ­лены цепочки диодов VD1, VD2 и VD3, VD4 типа КД503Б.

    Напряжение питания УПТ некритично и может быть от 9 до 12 В, потребляемый УПТ ток состав­ляет примерно 3,5 мА. При желании УПТ можно питать от двух последовательно соединенных батарей «Крона», подключая их через выклю­чатель к конденсатору СЗ.

    В УПТ использованы полевые транзисторы КПЗОЗ с начальным током стока 3,8... 4 мА и напряжением отсечки 1,8...2 В. Биполярные транзисторы - серии КТ203 со статическим коэффициентом передачи тока 90...100 (при токе коллектора 1 мА). Желательно подобрать одина­ковые или возможно близкие по параметрам как полевые, так и биполярные транзисторы. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25, переменный и подстроечный резисторы - СП-1, причем R8 желательно с функциональной характеристикой А (линейной). Резисторы входного делителя R14...R22 необходимо подобрать с точностью не хуже 1% на образцовом приборе. Выполнить это условие проще, если каждый резистор составить из двух (или более) последовательно соединенных резисторов.

    Конденсатор CI - КСО; С2 - К50-6. Вместо диодов КД503Б могут быть установлены любые маломощные кремниевые диоды с обратным сопротивлением не менее 50 МОм, вместо стабилитрона Д814А - Д811, Д810, Д814Г.

    Налаживают прибор в следующей последова­тельности. Отсоединяют верхние по схеме выво­ды резисторов R2, R7 от источника питания. Включают прибор миллиамперметром измеряют ток, протекающий через стабилитрон, и подбо­ром резисторов R11 и R12 устанавливают его равным примерно 10 мА. Затем, предварительно отключив стрелочный индикатор, подключают резисторы R2 и R7 к источнику питания и устанавливают движок резистора R8 примерно в среднее положение. Подбором резистора R9 уравнивают напряжения на эмиттерах транзис­торов VT2 и VT3 (или токи коллекторов этих транзисторов, а также токи истоков транзис­торов VT1, VT4). Подключают микроамперметр и резистором R8 устанавливают стрелку его на нулевую отметку шкалы.

   Переключателем поддиапазонов выбирают предел измерений 50 мВ. Подают на вход при­бора такое же напряжение (его контролируют образцовым прибором) и движком подстроеч- ного резистора R5 устанавливают стрелку микроамперметра на конечное деление шкалы. Проверяют калибровку прибора на других поддиапазонах и при необходимости составляют таблицу погрешностей прибора либо более тщательно подбирают соответствующие резис­торы входного делителя.

Высокочастотные пробники

    Для измерения высокочастотного напряжения описанным выше милливольтметром, на вход последнего нужно подключить высокочастотный пробник. Пробник представляет собой простей­ший диодный детектор (однополупериодный выпрямитель). Полученное на выходе пробника постоянное напряжение должно измеряться чувствительным милливольтметром. На рис. 10.2 приведена принципиальная электрическая схема пробника.

Величина емкости конденсатора С1 может быть от 200 до 1000 пФ, сопротивление резис­тора R1 выбирается в зависимости от измери­тельного прибора, с которым будет применяться этот пробник. Величина сопротивления R1 может быть от 20k до 1М. Установить нужную величину R1 можно с помощью исправного фирменного ВЧ вольтметра. Фирменный ВЧ вольтметр и настраиваемый ВЧ вольтметр сле­дует подключить к одному и тому же источнику ВЧ напряжения и подбирать резистор R1 до тех пор, пока и настраиваемый и фирменный приборы не станут показывать одну и ту же величину напряжения.

В качестве диода VD1 можно использовать любой из высокочастотных диодов. При необхо­димости измерений в СВЧ цепях в качестве VD1 можно попробовать обращенный туннельный Диод.

Следует помнить, что с помощью пробника можно измерять только малые величины ВЧ напряжения, не превышающие величину пробивного напряжения диода. Если требуется измерять довольно большие величины напря­жений, то вместо одного диода следует поста­вить цепочку из двух или трех последовательно соединенных однотипных диодов.

Пробник может быть размещен в небольшом металлическом цилиндре, соединенном электри­чески с корпусом измерительного прибора. Под­вод к пробнику измеряемого напряжения должен производиться по коаксиальному ВЧ кабелю, а отвод выпрямленного напряжения к измери­тельному прибору - по экранированному проводу.

Тяпичев Г.А.

продолжение следует...