Конструкция частотомера зависит от габаритов и того положения микроамперметра (горизонтального или вертикального), при котором он должен работать, а в принципе может быть такой, как у транзисторного вольтметра постоянного тока. На лицевой панели будут микроамперметр, входные гнезда, переключатель поддиапазонов и выключатель питания. Остальные детали можно смонтировать на плате небольших размеров и укрепить ее на зажимах микроамперметра.
Уточнить градуировку шкалы, особенно верхнюю границу частоты (200 Гц), можно по сигналам генератора колебаний звуковой частоты.
Мультивибратор, который в восьмой беседе я рекомендовал использовать в качестве источника сигналов, генерирует колебания, близкие по форме к прямоугольным, и множество гармоник. Он хорош лишь как пробник и совсем непригоден для налаживания усилителей 3Ч, аппаратуры телеуправления моделями, многих электронных автоматов, для которых выходной сигнал измерительных генераторов должен быть синусоидальным.
Расскажу о двух генераторах: на одну фиксированную частоту 1000 Гц и с плавным изменением частоты выходного сигнала примерно от 200 до 3000 Гц. Первый из них проще, второй сложнее. Но чтобы сигналы генераторов были синусоидальной формы, для настройки их потребуется электронно-лучевой осциллограф.
Схему измерительного генератора на одну фиксированную частоту ты видишь на рис. 290.
Рис. 290. Схема генератора фиксированной частоты
Сам генератор прибора представляет собой обычный однокаскадный усилитель на транзисторе V1, охваченный положительной обратной связью. Напряжение положительной обратной связи с нагрузочного резистора R5 подается на базу транзистора V1 через трехзвенную фазосдвигающую цепочку, состоящую из конденсаторов С1-С3, резисторов R1-R4 и входного сопротивления транзистора. В результате усилитель возбуждается и генерирует электрические колебания, частота которых определяется данными деталей фазосдвигающей цепочки. Такие измерительные генераторы называют генераторами типа RC.
Напряжение смещения, обеспечивающее транзистору режим генерации, подается на его базу с делителя R3, R4. Подбором резистора R3, входящего в этот делитель напряжения, добиваются синусоидальной формы выходного напряжения генератора.
С резистора R5 сигнал генератора поступает на вход второго каскада, транзистор V2 которого включен эмиттерным повторителем, а с движка его нагрузочного резистора R7 — через конденсатор С5 на вход проверяемого или налаживаемого усилителя 3Ч. Переменным резистором R7 напряжение выходного сигнала генератора можно плавно регулировать от нуля до 2,5–3 В.
В принципе второго каскада может не быть. Нагрузочный резистор можно заменить переменным резистором такого же номинала и с его движка снимать сигнал генератора. Но тогда в зависимости от входного сопротивления налаживаемого усилителя, которое будет шунтировать сравнительно высокоомный выход генератора, напряжение и частота сигнала генератора будут несколько изменяться. Эмиттерный повторитель с его низкоомным выходом исключает эти нежелательные изменения.
Конструкция генератора произвольная. Важно лишь, чтобы она была не громоздкой, и удобной в работе. Желательно, чтобы заземленный проводник выхода генератора был с зажимом типа «крокодил». Питать генератор можно от любой батареи с напряжением 9 В или сетевого блока питания. Потребляемый ток не превышает 5 мА.
Если детали предварительно проверены и нет ошибок в монтаже, все налаживание генератора заключается лишь в подборе оптимальных сопротивлений резисторов R3 и R6. Чтобы убедиться в работоспособности генератора, подключи высокоомные головные телефоны параллельно резистору R5. B телефонах услышишь звук средней тональности. После этого телефоны подключи к выходу генератора. Теперь громкость звука в телефонах должна изменяться при вращении ручки переменного резистора R7, а его тональность оставаться неизменной.
Затем сигнал с выхода генератора подай на вход «Y» усилителя вертикального отклонения луча осциллографа. Регуляторы усиления и частоты развертки осциллографа установи в такие положения, чтобы на экране хорошо просматривались два-три колебания генератора. После этого подбором сопротивления резистора R3 добивайся синусоидальной формы колебаний, а подбором сопротивления резистора R6 устраняй односторонние ограничения амплитуды сигнала. На это время резисторы R3 и R6 целесообразно заменить переменными, с их помощью добиться неискаженной формы сигнала, затем заменить их постоянными резисторами соответствующих номиналов и еще раз по изображению на экране трубки осциллографа проверить форму сигнала генератора.
Почему частота генератора выбрана 1000 Гц? Потому что это одна из основных измерительных частот, используемых для проверки качества работы усилителей 3Ч.
Не исключено, что частота колебаний смонтированного генератора будет несколько отличаться от 1000 Гц, что можно проверить по частотомеру. Но это не должно тебя волновать, потому что, во-первых, это вполне допустимо для любительской аппаратуры, а во-вторых, в твоей измерительной лаборатории должен быть еще и генератор с плавным изменением частоты.
Схема измерительного генератора с плавным изменением частоты выходного сигнала показана на рис. 291.
Рис. 291. Схема генератора с плавным изменением частоты
Он представляет собой двухкаскадный усилитель на р-n-р транзисторах, охваченный двумя цепями обратной связи: положительной, благодаря которой усилитель становится генератором электрических колебаний, и отрицательной, улучшающей форму генерируемых колебаний. Транзисторы V1 и V2 первого каскада включены по схеме составного транзистора, что повышает усиление и входное сопротивление каскада, а транзистор V3 второго каскада — по схеме ОЭ. Непосредственная связь между транзисторами улучшает работу генератора на наиболее низких частотах генерируемых колебаний.
Цепь положительной обратной связи состоит из последовательной и параллельной RC-ячеек. В последовательную ячейку входят конденсатор С1 и резисторы R1, R2, а в параллельную — конденсатор С2 и резисторы R3, R4. Эти RC-ячейки образуют два плеча делителя переменного напряжения, снимаемого с нагрузочного резистора R8 транзистора V3 второго (выходного) каскада и поступающего в цепь базы составного транзистора V1V2 первого каскада.
Напряжение отрицательной обратной связи, благодаря которой выходной сигнал генератора приобретает форму синусоиды, снимается с нагрузочного резистора R8 второго каскада и через конденсатор С4, развязывающий резистор R10 и движок подстроечного резистора R7 подается в эмиттерную цепь транзистора первого каскада.
Частоту колебаний генератора плавно регулируют сдвоенным блоком переменных резисторов R2 и R3, входящих в плечи делителя выходного напряжения. Резисторы R5 и R4 образуют делитель напряжения источника питания, с которого на базу составного транзистора V1V2 снимается напряжение смещения, а резистор R7 термостабилизирует режим его работы. Напряжение смещения на базу транзистора V3 снимается непосредственно с коллектора составного транзистора. Электролитический конденсатор С3 большой емкости, шунтирующий резистор R9 в эмиттерной цепи транзистора V3, улучшает условия самовозбуждения генератора на низших частотах.
С нагрузочного резистора R8 выходного каскада напряжение генератора через конденсатор С4 подается на переменный резистор R11, а с его движка — на гнезда X1, Х4 с делителем напряжения (так называемым аттенюатором), составленным из резисторов R13-R15, включенных между собой последовательно. Сопротивлении резисторов этого делителя, указанные на схеме, подобраны с таким расчетом, чтобы напряжение на гнезде Х2 составляло 1/10, а на гнезде Х3 — 1/100 часть всего напряжения, поданного на делитель. Так, например, если от переменного резистора R11 «Амплитуда» на делитель подано напряжение 1 В, между гнездами Х4 и Х2 будет 0,1 В (100 мВ), а между Х4 и Х3 — 0,01 В (10 мВ).