Jednoduchý rozmietač pre nastavovanie rádií (mini wobler)

Každý, kto sa pustil do opravy a nastavenia rádia vie, že pri klasickom superhetovom rádiu treba nastaviť pomerne presne medzifrekvenčné filtre, oscilátor a vstupné ladené obvody. Súhra týchto troch kľúčových obvodov je nutný predpoklad správneho fungovania rádia. Na nastavovanie väčšinou slúži vf generátor a osciloskop (alebo nf milivoltmeter), kto to však skúsi zistí, že je to pomerne pracné.

Na rýchlejšie, ale hlavne presnejšie nastavenie, slúži tzv. rozmietaný generátor (v spojení s osciloskopom). Čo to je? je to v podstate vf generátor, ktorého frekvencia na výstupe je v pásme od f do f+delta f, napr. od 400 kHz do 500 kHz. Táto zmena frekvencie sa robí lineárne, to znamená, že sa po pripojení meraného obvodu, tento obvod preskúša za celým spektrom frekvencií v danom rozsahu a po zobrazení na vodorovnú os osciloskopu potom dostanete krivku meraného obvodu na obrazovke osciloskopu. tj. ako keby ste ručne premerali obvod, menili pri každom meraní frekvenciu a výsledky si kreslili na papier - vodorovne by to bola poloha frekvencie na osi od 400 - 500kHz a zvislo namerané výstupné vf napätie.

V literatúre sú takéto frekvenčné charakteristiky štandardne používané, napr. priebeh útlmu LC filtra, frekvenčná charakteristika pomerového detektora, a pod.

Na ďalšom obrázku vidno priebeh výstupu rozmietaného vf generátora, vľavo na časovej osi osciloskopu vidíte čistú sínusoidu, pričom vpravo na sínusoide vidíte rozkmit, tj inú frekvenciu ako vľavo.

Pri rozmietanom generátore hovoríme o základnom kmitočte, z ktorého generátor začína pracovať a o frekvenčnom zdvihu (stručne len zdvih), tj o akú delta f sa základná frekvencia posunie pri jednom cykle. Napr. spomínaných 400 - 500 kHz, znamená že základná frekvencia je 400 kHz a zdvih je 100 kHz.

V praxi je rozmietaný generátor konštruovaný ako vf generátor, ktorý je riadiacim napätím pílovitého priebehu frekvenčne modulovaný, tj. na začiatku vzostupu pílovitého napätia za vychádza z 400 kHz a na konci vrcholu "píly" je dosiahnutá frekvencia 500 kHz. Toto vidno na druhom osciloskopickom priebehu. Tu sme merali frekvenčnú charakteristiku MF filtra a rozmietali sme frekvenciou od 400-500kHz. Píla v hornej časti druhého obrázku symbolizuje nárast frekvencie, a dole potom vidno merané výstupné vf napätie, "orezané" detektorom, kde na výstupe ostala len pekná krivka, v strede okolo 460kHz majúca najväčšiu amplitúdu, tj prenosovú frekvenciu MF filtra.

Na treťom obrázku vidno LC paralelný obvod, pripojený na výstup rozmietaného generátora, na osciloskope priamo zobrazujeme namerané výstupné vf napätie (bez detektora) a zobrazuje sa spektrum kmitočtov, s rezonančnou charakteristikou LC obvodu. Na poslednom obrázku sme merali pomerový detektor, tzv S krivku v FM prijímači (obraz je trochu nekvalitný, spôsobené fotografovaním)





Priebeh signálu z rozmietača.
Vpravo vidno rozkmit signálu.

Charakteristika MF filtra
Meraná s detekčnou sondou



Charakteristika paralelného LC obvodu
Meraná bez detekčnej sondy

Charakteristika pomerového detektora
(S-krivka)

Ako sme to merali? Na ďalšom obrázku je symbolicky nakreslené zapojenie Rozmietaného generátora, meraného obvodu a osciloskopu. Generátor poskytuje pílu (alebo iný synchronizačný impulz), ktorý signalizuje začiatok merania, tj začiatočnú frekvenciu na výstupe rozmietača. Frekvencia F sa privádza na meraný obvod a z neho sa meria výstupné napätie do osciloskopu na Y vstup. Ak je výstupné napätie na meranom obvode dostatočne veľké (napr. viac ako 0,5 V šš, tak je vhodné použiť detektor). Na osciloskope je potom vľavo na vodorovnej osi legenda 400 kHz a vpravo na osi 500 kHz. Cez obvod v jednom priebehu píly potom prebehne celé spektrum frekvencií od 400 do 500 kHz a na osciloskope sa nameria charakteristika.


Predstavte si, že namiesto LC obvodu zapojíte celé rádio, vf signál z rozmietača pripojíte na vstup rádia a na výstupe (za detekčnou diódou) meriate priebeh prijímaného napätia. Princípy meraní v rádioprijímačoch nájdete bohate opísané v literatúre [3]. V rádiu sa väčšinou výstup rozmietača pripája na prvé mriežky vstupnej a mf elektróniek, resp. na anténny vstup, a osciloskop priamo na výstup detektora (napr. na horný vývoj potenciometra hlasitosti.


Konštrukcia rozmietaného generátora

Na prvý pohľad môže rozmietaný generátor vyzerať ako zložitý obvod, ale nie je tomu tak. V zásade treba vyriešiť tri základné moduly: generátor pílového napätia, s frekvenciou okolo 50-100 Hz, frekvenčne modulovaný vf generátor a napäjací zdroj pre tieto dva základné obvody. O napájacom obvode nebude to hovoriť, stačí konsštrukcia zdroja s dobre stabilizovaným a dobre vyfiltrovaným napätím od 9-12V. Použite napr. stabilizátor 7812, a na každej doske plošného spoja filtrujte privedené napájacie napätie malým elektrolytom, napr. 47 mikroF.

Zdroj pílovitého napätia, s pomerne dobrou stabilitou a dobrým rozsahom, sa dá skonštruovať pomocou UJT tranzistora, v literatúre [2] je napr. tento obvod. Kondenzátor C vyskúšajte v rozsahu 100 - 220nF, aby ste trimrom 5 k vedeli nastaviť frekvenciu máličko nižšiu ako 100 Hz (napr 90Hz). Je to preto táto frekvencia, aby ste na štandardnom osciloskope mali celý priebeh na tienidle, pri časovej základni nastavenej na 100 Hz (v krajných polohách takto mimo obrazovku prebiehajú rôzne prechodové procesy a nemajú nič spoločné s meraním, takto ich nebudete vidieť na tienidle). Skúšal som aj 50Hz, ale obraz trochu blikal. Keďže rozmietanie generátora sa bude diať varikapom KB313A, ten potrebuje riadiace napätie od 1 - 8,5V, tak tento pílovitý generátor spoľahlivo dá toto napätie.


Rozmietaný vf generátor je veľmi jednoduchej konštrukcie, dá sa použiť akýkoľvek tranzistorový oscilátor, ktorému sa dá do ladeného obvodu pripojiť varikap a kondenzátormi C1, C2, kapacitou varikapu a indukčnosťou cievky sa dosiahne požadovaný rozsah frekvencie. Frekvenciu ovplyvňuje aj C3 a vnútorná kapacita tranzistora, tak preto doporučujem si tento obvod najprv pokusne postaviť a pohrať sa s hodnotami, aby ste dostali vhodné frekvencie a zdvih pri riadiacom napätí 1 až 8-9V.


Pri mojich pokusoch som chcel generátor, ktorý by pomohol riešiť najčastejšie úlohy pri ladení MF, DV a SV. Preto som zvolil tri rozsahy generátora (pozri tabuľku dole). Varikap KB313A má kapacitu asi od 40pF do 480pF, líši sa od kusa, takže by mal bohate pokryť zdvih, ktorý na týchto rozsahoch požadujeme.


Frekvenčný rozsah

Účel

Orientačné hodnoty súčiastkok

110-210 kHz

nastavenie MF 120kHz pre rádia Philips
nastavenie dolného rozsahu DV: 150kHz

L: 2mH, C1: 68pF, C2: 10nF, C3: 3n3, C4: 6n8

250-650 kHz

nastavenie väčšiny MF: 450 - 484 kHz
nastavenie dolného rozsahu SV: 500 kHz

L: 0,38 mH, C1: 39pF, C2: 6n8, C3: 1n5, C4: 1n5

800 - 1,6 kHz

nastavenie fadingu na SV: 1MHz
nastavenie horného rozsahu SV: 1,5 MHz

L: 0,04 mH, C1: 22pF, C2: 6n8nF, C3: 470p, C4: 470p

Cievky som použil z cievkovej súpravy nejakého starého Tesla superhetu, pre prvý rozsah DV vstupnú DV cievku, privinul som odbočku 3-4 asi 30 závitov. Pre druhý rozsah oscilátorovú cievku SV a privinul som 30 závitov vf lankom, a tretiu cievku som navinul 2-3 asi 50 závitov 0,15 drôtom na 6mm kostričku a odbočku 3-4 asi 20 závitov, tým istým drôtom. Treba vyskúšať, lebo feritovým jadrom sa dá cievka doladiť. Všetko som pokusne zostavil s tranzistormi KSY62, určite bude fungovať aj s KF504 - 508 a pod. Obvod je nenáročný. Výstup vf napätia je možné brať z emitorového odporu (len je to trochu skreslená sínusoida) alebo priamo z ladeného obvodu cez nejaký emitorový oddelovač s JFET tranzistorom alebo dvojstupňovým emitorovým sledovačom s vysokým vstupným odporom [napr. v ]. Toto sa ukázal ako lepší variant, sínusovka bez skreslenia.


Celý generátor sa postavil na dvoch doskách plošných spojov: zdroj napätia, trafo, generátor píly a riadiaceno napätia s operačným zosilňovačom [1] a doska generátorov (spravil som pre každý rozsah samostatný gebnerátor, a prepína sa len riadiace napätie varikapov). Dá sa to spraviť aj s jedným generátorom, len potom treba prepínať aj cievky a prepínač treba pripojiť k ladiacim obvodom veľmi blízko, aby sa neprejavili parazitné kapacity. Generátory, treba odtieniť, resp. celú dosky umiestniť do krabičky s pocínovaného plechu. Vpravo ešte vidíte emitorový sledovač s MOSFET tranzistorom (našiel som nejaký rusky typ KP103L) a výstup generátora je z emitora pripojený na potenciometer 5k cez 3n3 kondenzátor, čo najkratšími spojmi na BNC konektor. Celý generátor je riadený riadiacim napätím od 1-9V z generátora "píly", ktorý som ale ešte prepojil cez obvod z [1] s dvomi operačnými zosilňovačmi, ktorý zabezpečuje že jedným potenciometrom sa ladí pozícia pílového napätia na východiskovom jednosmernom napätí. Tým získame, že reozmietanie sa deje od zvolenej frekvenice f (nastavenie fixného jednosmerného riadiaceho napätia) a zdvih (amplitúda píly) potom určuje zdvih, tj delta f.


Keď som už našiel zapojenie rozmietača v literatúre [1], tak som postavil aj tento typ, nakoľko dáva frekvenciu cca od 2MHz az do 100 MHz, čím sa dajú nastavovať aj KV obvody, MF filtre VKV na 10,7 MHz a s určitou presnosťou aj VKV vstupné obvody. Konštrukcia tohto generátora je o niečo zložitejšia, je podrobne popísaná v AR A/7/92 a keď budete postupovať presne podľa návodu, tak by ste to mali zvládnuť na prvý krok. Na ďalšom obrázku si môžete pozrieť finálnu konštrukciu tohto generátora. V mojom prípade som dosiahol frekvenciu od 2 - 92 MHz, čo mi postačuje. "Retro" súčiastky Tesla som kúpil na internete RACVONKA.


Všetky konštrukčné moduly generátorov som uložil do malej prístrojovej skrinky, aby sa celý generátor dal používať v dennodennej praxi. Ako budú dostupné konkrétne merania, tak vám ich sem budem zobrazovať aj s popisom.


Zatiaľ som generátor použil tak, že pre porovnanie som alternatívne meral aj originálnym rozmietačom (Selektografom) SO81, NDR výroby.

Postavil som aj druhý kus, s rozsahmi od 300 kHz do 12 MHz (ladenie SV, MF, MF FM 10,7, a KV), s tromi cievkami, a funguje vemi spoľahlivo.


Autor: Viktor Cingel, SR, 7/2016

Literatúra
[1] B.Novotný: Malý rozmítavý generátor s velkým zdvihem. AR A/7/92
[2] Ing. M.Syrovátko: Zapojení s polovodičovými součástkami. SNTL 1980
[3] B.Pabst: Poruchy rádioprijímačov a ich odstránenie. Alfa, 1972
[4] Internet. Simple sweep generator, napr. http://digitarworld.uw.hu/index
[5] RACVONKA - nákup súčiastok pre konštrukciu

Dokumenty :: Prístroje a meranie, Dokumenty :: Servisné návody
Vytvorené: 30.7.2016