ПРИЛОЖЕНИЕ К ЖУРНАЛУ «РАДИО»
Выпуск 1
Б. С. ИВАНОВ
ОСЦИЛЛОГРАФ —
ВАШ ПОМОЩНИК
(КАК РАБОТАТЬ С ОСЦИЛЛОГРАФОМ)
Москва
МП «Символ-P» и редакция журнала «Радио»
1991
Б БК 32. 84.
Иванов Б. С. Осциллограф — ваш помощник (как работать с осциллографом). МП
«Символ-P» и редакция журнала «Радио», 1991. 64 с., 81 ил (Приложение к журналу
«Радио»)
Электронный осциллограф универсальный прибор, который может стать незамс
нимым помощником радиолюбителя. Анализ на экране осциллографа формы ч прохожде-
ния сигналов через различные цепи делает наглядными процессы настройки радиотех-
нических устройств и поиск в них неисправностей.
Предлагаемая книга и посвящена приемам работы и осциллографом. Приводятся
разнообразные примеры наблюдения и измерения электрических сигналог в радиотехни
ческих цепях. Дается методика визуальной проверки и налаживания различных каскадов
радиоустройств.
Книга рассчитана на широкий круг радиолюбителей.
Редактор А. В. Гороховский
Технический редактор А С. Журавлев
Корректор Т. А. Васильева
Подписано в печать 05.07.91. Формат 60X90'/tc- Бумага офсетная. Гарнитура литератур-
ная. Печать офсетная Усл печ. л. 4. Уч.-изд. л. 6.2, Тираж 55 000. Цена ? р 4'ч Заказ 578
Малое* предприятие «Символ-Р». 103045, Москва, Селнверстс-з vt 1»)
МГП «Оргтехиздат»
ISSN ОЗЗ-765Х
ПО-3 Ленуприздата. 191104, Ленинград, Литеиный пр .
От автора
Без электронного осциллографа сегодня немыслимо быстро н качественно
настроить практически любое устройство — от детекторного приемника до теле-
визора. Осциллограф — «глаза» радиолюбителя, позволяющие вторгаться в мир
электронных процессов радиоконструкции, наблюдать форму сигнала и измерять
его такие параметры, как амплитуду и длительность импульсов, скорость их
нарастания и спада, амплитуду пульсаций выпрямленного напряжения, частоту
электрических колебаний, напряжения в различных цепях каскадов. Осциллограф
не только существенно упростит налаживание конструкции, но и поможет быстрее
и лучше усвоить теоретические основы радиотехники, провести немало интересных
опытов, экспериментов, разнообразных исследовательских работ.
Конечно, все это станет реальным лишь при хорошем знании устройства
осциллографа, овладении методикой работы с ним.
Один из популярных и доступных для приобретения осциллографов сегодня —
ОМЛ-ЗМ, выпускаемый Саратовским ПО им. С. Орджоникидзе. Он малогабаритен
и удобен в работе, его параметры вполне соответствуют многим видам измерений,
встречающихся в радиолюбительской практике. Его предшественником был
ОМЛ-2М, а еще ранее — ОМЛ-2-76. О методике самых разнообразных измерений
с помощью осциллографа этой серии и рассказывается в настоящей брошюре.
Хотя, конечно, материал будет полезен и для владельцев других осциллографов.
В одной из последующих брошюр Приложения под таким же названием
предполагается рассказать об электронных приставках к осциллографу, значи-
тельно расширяющих его возможности.
НЕМНОГО ТЕОРИИ
Слово «осциллограф» образовано от «осциллум» — колебание и «графо» —
пишу. Отсюда и назначение этого измерительного прибора — отображать на экра
не кривые тока или напряжения в функции времени. Встречается и другое назва-
ние этого прибора — осциллоскоп (от того же «осциллум» и «скопео» — смотрю) —
прибор для наблюдения формы колебаний. И хотя второе название более точное,
до сих пор в литературе бытует все же первое — осциллограф.
Основная деталь электронного осциллографа — электронно-лучевая трубка
(рис. 1), напоминающая по форме телевизионный кинескоп, только значительно
меньших габаритов. Экран трубки покрыт изнутри люминофором — веществом,
способным светиться под «ударами» электронов. Чем больше поток электронов,
тем ярче свечение той части экрана, куда они попадают.
Испускаются же электроны так называемой электронной пушкой, размещен-
ной на противоположном от экрана конце трубки. Между пушкой и экраном раз-
мещены управляющие электроды — модулятор, регулирующий поток летящих к
экрану электронов, два анода, создающих нужное ускорение пучка электронов и
его фокусировку, и две пары пластин, с помощью которых электроны можно
отклонять по горизонтальной (X) и вертикальной (Y) осям.
Экран электронно-лучевой трубки будет светиться лишь при подаче на ее
электроды определенных напряжений. На нить накала обычно подают переменное
напряжение, на управляющий электрод (модулятор) — постоянное отрицательной
полярности по отношению к катоду, на аноды — положительное, причем на первом
аноде (фокусирующем) напряжение значительно меньше, чем на втором (уско-
ряющем). На отклоняющие пластины подается как постоянное напряжение,
позволяющее смещать пучок электронов в любую сторону относительно центра
экрана, так и переменное, создающее линию развертки той или иной длины, а
также «рисующее» на экране форму исследуемых колебаний.
Чтобы представить, как же получается форма колебаний на экране, изобра-
зим условно экран трубки в виде окружности (хотя у трубки 6ЛО1Й в ОМЛ-2М
и ОМЛ-ЗМ он прямоугольный) и поместим внутри ее отклоняющие пластины
(рис. 2). Если подвести к горизонтальным пластинам Xi и Х2 пилообразное напря-
жение, на экране появится светящаяся горизонтальная линия—ее называют
Модулятор (5)
Шо8{2}
1-й анов (4)
567
Подогреватель (1)
5 4 67
l-й инов (5)
Пластины Вёргшшьного
отклонения луча (Б)
Пластины горизонтального
отклонения луча (7)
Тр-Тс
Тп -период muioofpas-
нык колебаний (али-
тельмтразберш)
7с-период синусои-
дальных колебаний
(исследуемого сиг-
ma)
Рис. 1
Рис. 2
4
Рис. 3
линией развертки или просто разверткой. Длина ее зависит от амплитуды пило-
образного напряжения.
Если теперь подать на другую пару пластин (вертикальных — Y, и Y2),
например, переменное напряжение синусоидальной формы, линия развертки в
точности «изогнется» по форме колебаний и «нарисует» на экране изображение.
В случае равенства периодов синусоидального и пилообразного колебаний на
экране будет изображение одной «синусоиды». При неравенстве же периодов на
экране появится столько полных колебаний, сколько периодов их укладывается
в периоде колебаний пилообразного напряжения развертки. В осциллографе
есть регулировка частоты развертки, с помощью которой добиваются нужного
числа наблюдаемых на экране колебаний исследуемого сигнала.
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОСЦИЛЛОГРАФА
Теперь, когда вы имеете представление о назначении и работе электронно-
лучевой трубки, можно познакомиться со структурной схемой (рис. 3) изучаемого
осциллографа (рис. 4) и комплектом узлов, питающих электроды трубки.
Во-первых, это генератор развертки, выдающий пилообразное напряжение,
частоту которого можно изменять кнопочными переключателями (кнопки 3—6
на лицевой панели осциллографа). Диапазон частот генератора весьма широк —
от единиц герц до единиц мегагерц. Правда, около кнопок переключателей
диапазонов проставлены значения длительности (продолжительности) пилооб
разных колебаний, а не их частоты. Поэтому нужно уметь переводить эту единицу
измерений в частоту, и наоборот. Делают это по формулам: F = 1/Т и Т= 1/F, где
Рис. 4
1,2— переключатели делителей канала Y;
3—6—переключатели диапазонов частот
(длительностей) развертки; 7 — переклю-
чатель режима развертки; 8 — регулятор
синхронизации; 9—переключатель вида
сиихронизации; 10— переключатель входа
каналаХ; 11 — регулятор длины развертки;
12 — гнезда входа канала X; 13 — пере
ключатель вида входа канала Y; 14 — разъ-
ем входа канала Y; 15—регулятор пере-
мещения луча по оси X; 16—регулятор
фокусировки; 17 — регулятор перемещения
луча по оси Y; 18 — регулятор яркости луча
и выключатель питания
5
F—частота колебаний, а Т — длительность (или период) одного колебания.
Если частота выражена в герцах, то длительность получается в секундах; часто-
та— в килогерцах (I кГц=1000 Гц), длительность— в миллисекундах (1 мс =
= 0,001 с); частота — в мегагерцах (1 МГц=106 Гц), длительность — в микро-
секундах (1 мкс=10~6с).
К примеру, длительности 50 мс соответствует частота 1/0,05 = 20 Гц, а дли-
тельности 0,1 мкс—частота 1/10” = 107=10 МГц. В обоих примерах даны
крайние диапазоны длительностей, которые можно устанавливать кнопочными
переключателями осциллографа. Эти значения приведены по отношению к одному
делению масштабной сетки — оиа прикреплена к экрану и содержит 8 делений
по горизонтали и по вертикали (цена деления равна 5 мм).
Иначе говоря, максимальной длине развертки (8 делений) соответствует
длительность пилообразных колебаний генератора развертки — 50 мсХ8 = 400 мс
для первого примера и 0,1 мксХ8 = 0,8 мкс — для второго. В первом случае на
экране осциллографа можно наблюдать один период колебаний сигнала частотой
1:0,4 с=2,5 Гц, во втором — 1 :0,8 мкс= 1,25 МГц.
Подобный подсчет справедлив для
синусоидальных колебаний или импульс-
ных сигналов при равных длительностях
импульса н паузы (рис. 5). Если же
длительность импульсов и пауз между
ними различны, в формулу следует под-
ставлять значение периода следования
импульсов (период выражают теми же
единицами, что и длительность).
С генератора развертки сигнал по-
дается на усилитель канала горизон-
тального отклонения (канала X), необ-
ходимый для получения такой амплиту-
ды пилообразного напряжения, при ко-
торой электронный луч отклоняется на
весь экран. В усилителе расположены
регулятор (11) длины линии развертки
(иначе говоря, регулятор амплитуды
выходного пилообразного напряжения)
н регулятор (15) смещения линии развертки по горизонтали.
Канал вертикальной развертки состоит из входного аттенюатора (делителя
входного сигнала), позволяющего выбирать нужную высоту рассматриваемого
изображения в зависимости от амплитуды исследуемых колебаний, и из двух
усилителей — предварительного и оконечного.
С помощью кнопки 2 входного аттенюатора амплитуду сигнала можно умень-
шить в 100 раз. Более плавные изменения уровня сигнала, поступающего на
оконечный усилитель, а значит, размера изображения на экране, получают с по-
мощью кнопок I калиброванного переключателя диапазона напряжений. В итоге
при максимальной чувствительности осциллографа в одном делении масштабной
сетки «уместится» входной сигнал амплитудой 0,01 В (10 мВ). А максимальная
амплитуда сигнала, которую можно наблюдать на экране трубки, составляет
300 В.
В оконечном усилителе этою канала, как и канала горизонтального откло-
нения, есть регулировка смещения луча (17), а значит, и изображения по верти-
кали. Зачем это бывает нужно (помимо установки луча на среднюю линию),
станет ясно позже.
Кроме того, на входе канала вертикального отклонения стоит переключа-
тель 13, с помощью которого можно либо подавать на усилитель (конечно, через
аттенюатор) постоянную составляющую исследуемого сигнала, либо избавляться
от нее включением разделительного конденсатора. Это, в свою очередь, позволяет
пользоваться осциллографом как вольтметром постоянного гока, способным из-
мерять постоянные напряжения примерно от 10 мВ до 300 В. Причем входное
сопротивление «вольтметра» достаточно высокое — 1 МОм
—----L—-—I т(длитель-
“I з Г] _ность П
\итульса) | |
t
Рис. 5
6
Когда выводы разделительного конденсатора замкнуты контактами пере-
ключателя, говорят, что вход осциллографа открытый, а когда они разомкнуты —
за крытый.
О ДРУГИХ РЕГУЛИРОВКАХ
Вот вы и познакомились с некоторыми ручками управления на лицевой панели
осциллографа. А теперь о других регулировках. Под переключателем 6 длитель-
ностей развертки расположен переключатель 7 режима работы развертки. Если
кнопка переключателя отжата (максимально выступает иад панелью), генератор
развертки работает в автоматическом режиме — генерирует пилообразное напря-
жение заданной длительности. Если же кнопка переключателя нажата (утоплена
внутрь), генератор переходит в ждущий режим, т. е. «ожидает» прихода входного
сигнала, и с его появлением запускается. Этот режим бывает необходим при
исследовании сигналов, появляющихся случайно, либо при исследовании пара-
метров импульса, когда его передний фронт должен быть в начале развертки.
В автоматическом режиме работы случайный сигнал может появиться в любом
месте развертки, что усложняет его наблюдение. Удобства ждущего режима вы
сможете оценить во время импульсных измерений описываемым осциллографом.
Ниже переключателя 7 находится ручка синхронизации 8 («СИНХР.»),
которую можно поворачивать от крайнего левого положения (знак «—») до край-
него правого (знак « + »). Это регулировка синхронизации развертки от сигиала
соответствующей полярности. Для чего она нужна? Если между генератором
развертки и сигналом нет никакой связи, то начинаться развертка и появляться
сигнал будут в разное время, и изображение сигнала на экране осциллографа
будет перемещаться либо в одну, либо в другую сторону — в зависимости от
разности частот сигнала и развертки.
Чтобы остановить изображение, нужио засинхроиизировать генератор, т. е.
обеспечить такой режим работы, при котором начало развертки будет совпадать
с началом появления периодического сигнала (скажем, синусоидального). При-
чем синхронизировать генератор можно как от внутреннего сигиала (ои берется
с усилителя вертикального отклонения), так и от внешнего, подаваемого на гнезда
12 «ВХОД X /СИНХР./». Выбирают тот или иной режим кнопкой 9 «ВНУТР.—
ВНЕШН.» (при отжатой кнопке действует внутренняя синхронизация, при на-
жатой — внешняя).
Когда ручка 8 находится в крайнем левом положении («—»), генератор
развертки синхронизируется отрицательным сигналом (или полупериодом сину-
соидального напряжения), а в крайнем правом (« + »)—положительным. В
среднем положении («О») ручки синхронизация выключается. Кроме того, при
перемещении этой ручки изменяется амплитуда синхронизирующего сигнала, что
также способствует получению устойчивой синхронизации.
И последняя кнопка -- 10 («РАЗВ.— ВХ.Х.»). Когда она отжата, на вход
усилителя канала горизонтального отклонения поступает пилообразное напря-
жение и на экране видна линия развертки. Когда же кнопка нажата, вход усили-
теля подключается к гнездам «ВХОД X /СИНХР./». Теперь горизонтальная
линия развертки будет получаться только при подаче сигнала на указанные
гнезда. Причем чувствительность этого канала равна примерно 0,5 В/дел., т. е.
для отклонения луча на 8 клеток масштабной сетки на гнезда нужно подать
сигнал амплитудой не менее 4 В.
Такой режим работы осциллографа бывает нужен, например, при исследо-
вании частотных и фазовых соотношений гармонических колебаний так назы-
ваемым методом фигур Лиссажу, когда одни колебания подают на вход Y осцил-
лографа, а другие — на вход X. С этим методом мы встретимся во время практи-
ческих работ.
На задней стейке осциллографа можно увидеть гнездо, около которого стоит
обозначение треугольного импульса. На это гнездо выведен сигнал генератора
горизонтального отклонения — он бывает нужен при специальных видах изме-
рений, например, при снятии амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) уси-
лителей.
7
ВНИМАНИЕ! ВКЛЮЧАЕМ!
Теперь, когда вы имеете представление об устройстве осциллографа и назна-
чении его кнопок и ручек управления, можно включить прибор. Но предварительно
заземлите его, соединив проводником зажим на задней стенке, например, с водо-
проводной трубой или другой металлической конструкцией, имеющей надежное
заземление. Затем поставьте все кнопки в отжатое положение, кроме кнопок
«0,5—50» переключателя 1 и «1—0,1 —10» переключателя 3 — они должны быть
нажаты. Регулятор длины развертки II поставьте в крайнее положение по часовой
стрелке, регулятор яркости 18 — в крайнее положение против часовой стрелки,
остальные регуляторы — примерно в среднее положение. К гнездам 12 и разъ-
ему 14 пока ничего не подключайте.
Вставив вилку питания осциллографа в сетевую розетку, поверните регулятор
яркости по часовой стрелке до появления щелчка (осциллограф включен) и дайте
осциллографу прогреться минут 5...7. После этого поверните регулятор яркости
по часовой стрелке до появления светящейся линии на экране (линия развертки),
сфокусируйте ее регулятором 16, а регуляторами 15 и 17 сместите линию так,
чтобы она начиналась у крайнего левого вертикального деления масштабной
сетки и проходила по ее средней горизонтальной линии (рис. 6, а).
Нажмите кнопку «0,01 — 1» переключателя 1 —линия развертки может сме-
ститься вверх или вниз. Это будет свидетельствовать о разбалансировке усили-
теля вертикального отклонения. Если смещение не превышает одного деления
масштабной сетки (рис. 6, б), все в порядке. При большем смещении (рис. 6, в)
нужно сбалансировать усилитель подстроечным резистором, расположенным за
отверстием на правой боковой стенке кожуха (рис. 6, г) — оно показано на ри-
сунке в инструкции. Движок резистора поворачивают отверткой так, чтобы линия
возвратилась на прежнее место.
НА ЭКРАНЕ—СИНУСОИДАЛЬНЫЙ СИГНАЛ
Вставьте в разъем 14 «Вход Y» выносной кабель и дотроньтесь пальцем до
входного щупа (рис. 7, а) — им заканчивается кабель. Если была нажата кнопка
«0,5—50», линия на экране едва «утолщится» в результате сигнала наводок
переменного тока на входном щупе. Последовательным нажатием кнопок «0,1 —
10», «0,05—5», «0.02—2» добейтесь, чтобы на экране было изображение высотой
2...4 деления.
Вы, конечно, знаете, что сигнал наводок переменного тока синусоидальной
формы, частотой, равной частоте сети,— 50 Гц. Но на экране пока видна широкая
дорожка бесформенного сигнала, линии которого перемещаются либо влево, либо
вправо. Нужно остановить «бег» линий и рассмотреть сигнал. А для этого надо
Рис. 6
8
подобрать длительность пилообразного напряжения развертки примерно равно,
или кратной длительности одного полного колебания сигнала.
Нажмите кнопку «2—0,2—20» переключателя 3 и ручками синхронизации 8
и длины развертки 11 постарайтесь «остановить» изображение. На экране при
этом удастся наблюдать несколько периодов или полупериодов синусоидальных
колебаний (рис. 7, б), что свидетельствует о приближении к намеченной цели.
А теперь нажмите следующую кнопку переключателя 3 — «5—0,5—50» и
снова попытайтесь «остановить» изображение указанными ручками. На этот раз
удастся увидеть на экране один или два полных периода синусоидального сигнала
,(рис. 7, в).
Давайте определим параметры сигнала. Поскольку нажата кнопка
«5 0,5—50» переключателя 3 и отжаты кнопки 4—6, цена деления масштабной
сетки составляет 5 мс/дел. А период одного колебания (например, от вершины
одного полупериода до вершины другого) занимает 4 деления. Поэтому длитель-
ность периода равна 4 дел.х5 мс/дел. =20 мс (0,02 с), а частота колебаний —
1:0,02 с = 50 Гц.
Что же касается амплитуды (размаха) колебаний, ее нетрудно определить
умножением числа делений по вертикали, которое занимает изображение, на цену
деления, скажем, 5 В/дел. при нажатой кнопке «0.05—5». Для удобства отсчета
нижнюю или верхнюю часть изображения подводят ручкой смещения луча по
вертикали под ближайшую горизонтальную линию сетки и совмещают с ней.
Еще удобнее при отсчете установить кнопками переключателей 3—6 такую дли-
тельность развертки, чтобы изображение сигнала слилось в широкую сплошную
дорожку (как это было вначале).
«ХИТРОСТИ» ЖДУЩЕГО РЕЖИМА
Как бы вы ни старались засинхронизировать изображение ручками 8 и 11,
оно хоть и медленно, но будет «уплывать» влево или вправо — таков результат
работы генератора развертки в автоматическом режиме.
Нажмите кнопку 7 «АВТ.—ЖДУШ.» и поставьте ручку синхронизации 8
в одно из крайних положений — теперь поворотом ручки длины развертки 11 легко
добьетесь устойчивого изображения. Причем, если ручка синхронизации будет в
крайнем правом (по часовой стрелке — « + ») положении, изображение синусоиды
Рис. 8
на экране будет начинаться с положительного полупериода (рис.. 8, б), а если
в крайнем левом («—») — с отрицательного (рис. 8, а). Но начинаться полупериод
будет не с нуля, а с какого-то уровня, т. е. с «запаздыванием» от нулевой линии —
оно уходит на запуск генератора развертки.
Стоит повернуть ручку синхронизации к среднему положению — и изобра-
жение исчезнет, поскольку амплитуды сигнала синхронизации будет недостаточно
для запуск^ генератора. Не будет на экране и линии развертки. Изображение
(а вместе с ним и линия развертки) исчезнет и в том случае, если вы отнимите
палец от входного щупа или возьметесь второй рукой за корпус осциллографа
(или за «земляной» щуп).
Возможно, сразу запомнить сказанное о пользовании кнопками переключа- .
телей и регуляторами осциллографа сложно. Постарайтесь проделать описанные
манипуляции несколько раз и освоить принцип получения нужного размаха
изображения, его устойчивости — в этом основа умения пользоваться осцил-
лографом.
Заказ 578
ИЗМЕРЯЕМ ПОСТОЯННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ
Прежде чем начать знакомство с этим режимом, убедитесь, что кнопка 13
отжата, т. е. осциллограф работает с «открытым» входом. Кнопка «0,5—50» пере-
ключателя 1 должна быть нажата, а кнопка переключателя 2 — отжата. Такое
положение кнопок соответствует наименьшей чувствительности осциллографа —
с него желательно начинать измерения, особенно когда неизвестны параметры
входного напряжения. Регулятором 17 установите линию развертки (генератор
развертки работает в автоматическом режиме практически с любой длитель-
ностью, лишь бы была сплошная линия) на середину масштабной сетки.
Подключите входные щупы осциллографа к выводам гальванического эле-
мента 373 (рис. 9) и нажмите кнопку «0,01 — 1» — линия развертки сместится
вверх или вниз, в зависимости от полярности подключения источника тока ко входу
осциллографа. Если линия оказалась выше средней, значит, входной щуп под-
ключен к плюсовому выводу элемента, а «земляной» — к минусовому (рис. 9, а).
При смещении луча вниз полярность напряжения на щупах обратная (рис. 9, б).
Насколько сместилась линия развертки? Почти на 2 деления. Значит, напря-
жение гальванического элемента немногим менее 2 В (цена деления сетки
1 В/дел.). Хотите точнее измерить напряжение? Нажмите кнопку «0,5—50»
переключателя I и кнопку аттенюатора 2 — цена деления станет равной 0,5 В/дел.
Замкните между собой входные щупы (чтобы снять «размытость» лигГИи из-за
наводок) и сместите ручкой 17 линию развертки на 2 деления вниз (рис. 9, в) —
это будет теперь условный нуль отсчета (таково второе назначение ручки 17, о
котором упоминалось выше). Подключите «земляной» щуп к минусовому выводу
элемента, а входным щупом коснитесь плюсового вывода.
На сколько делений сместилась линия? Примерно на 3,6 (десятые доли де-
лений определяют по рискам на вертикальной и горизонтальной линиях масштаб-
ной сетки). Значит, напряжение гальванического элемента составляет 0,5 В/дел. X
X 3,6 дел. = 1,8 В.
Таково напряжение элемента без нагрузки. Но стоит подключить к его выводам,
например, лампу от карманного фонаря на 2,5 В, и напряжение упадет почти
до 1,5 В — в этом можете убедиться сами.
Рис. 9
Рис. 10.
Аналогично измерьте напряжение других имеющихся в вашем расноряженн.
гальванических элементов (343, 332, 316), а также батарей 3336, «Крона», вы
бирая в каждом случае кнопками переключателей 1 и 2 нужный диапазон из-
мерений.
ИССЛЕДУЕМ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
Выпрямитель — одна из распространенных конструкций в радиолюбитель
ском творчестве, необходимая для питания постоянным током самых разнообраз-
ных устройств. От выбора схемы выпрямителя и деталей для него зависят энер-
гетические возможности этого источника питания и способность выдавать «чистое»
напряжение, т. е. такое, у которого пульсации переменного тока ничтожны.
Измерить пульсации и выявить пути их снижения обычными измерительными
приборами, имевшимися ранее в вашей лаборатории, практически невозможно.
Сегодня, когда в вашем распоряжении появился осциллограф, сделать это чрезвы-
чайно просто.
Итак, начинаем собирать выпрямитель. Первая деталь, которой нужно обза-
вестись,— понижающий трансформатор питания (рис. 10, а). Наиболее подходит
для наших целей готовый выходной трансформатор кадровой развертки теле-
визоров— ТВК-1ЮЛМ (рис. 10, б). Подобные трансформаторы нередко исполь-
зуются в блоках питания радиолюбительских конструкций. Первичная (высоко-
омная) обмотка трансформатора выдерживает сетевое напряжение 220 В, на вто-
ричной (низкоомной) при этом получается переменное напряжение около 14 В.
Причем к обмотке можно подключать нагрузку, потребляющую ток до 1 А. Прав-
да, напряжение на обмотке будет падать с ростом тока нагрузки.
Сначала подключите к выводам вторичной обмотки входные щупы осцил-
лографа и включите первичную обмотку в сеть. Проводники от выводов первичной
обмотки должны быть, конечно, в хорошей изоляции и с вилкой на конце. После
подпайки проводников выводы нужно обернуть изоляционной лентой, чтобы
исключить возможность поражения электрическим током во время экспериментов.
На осциллографе нажмите кнопку «0,5—50» переключателя 1, кнопка переклю-
чателя 2 должна быть отжата. Осциллограф работает в режиме автоматического
запуска и с открытым входом (кнопки переключателей 7 и 13 соответственно
должны быть отжаты), переключателями 3—6 устанавливают длительность раз-
вертки 5 мс/дел.
На экране осциллографа появится изображение синусоидальных колебаний
небольшой амплитуды. Нажмите кнопку «0,1 —10» переключателя 1 — изобра-
жение увеличится и займет около четырех делений шкалы (рис. 10, в). Значит,
размах колебаний составит 40 В, хотя измеренное авометром переменное напря-
жение на вторичной обмотке равно 14 В В чем же дело?
Разгадка проста. На экране вы видите удвоенную амплитуду (положительный
и отрицательный полуперноды) синусоидальных колебаний. Действующее значе-
ние переменного напряжения, измеряемое авометром, в 2^Граз меньше. Разделив
показания осциллографа на это значение, получите почти 14 В. Аналогично опре-
деляйте по изображению на экране осциллографа действующее значение сину-
соидального напряжения н в дальнейшем.
Подключите ко вторичной обмотке четыре диода (рис. II, а)—двухполу-
периодный выпрямитель, собранный по мостовой схеме, и резистор нагрузки R1,
а к резистору подсоедините щупы осциллографа («земляной» щуп — к нижнему
по схеме выводу резистора). На экране осциллографа будут только положитель
ные полупериоды синусоидального напряжения, следующие с частотой вдвое
большей частоты сетевого напряжения. Иначе говоря, отрицательные полупериоды
«перевернулись» и заняли место между положительными (рис. II, б).
Такое выпрямленное напряжение подавать на транзисторное устройство
нельзя — слишком велнки его пульсации. Напряжение нужно сгладить. Для
этого достаточно подключить параллельно резистору оксидный конденсатор С1.
Для начала возьмите конденсатор, скажем, типа К50-6, емкостью 100 мкФ на
номинальное напряжение не менее 25 В. Полупериоды сразу же исчезнут, а на
,,	11
уровне их вершин на экране возникнет слегка изогнутая линия (рис. 11, в). Эг<
пульсации сглаженного напряжения.
Чтобы лучше рассмотреть их и измерить амплитуду, нажмите кнопку 13
(осциллограф будет работать с закрытым входом) н поочередно нажимайте
кнопки переключателей 1 и 2 до получения достаточно большого по вертикали
изображения. Так, при нажатии кнопки «0,5—50» переключателя 1 и кнопки
переключателя 2 на экране удастся увидеть картину, показанную на рис. 11, г.
Она свидетельствует о том. что конденсатор заряжается от каждого полупериода
сетевого напряжения и в промежутках между ними успевает немного разрядиться.
В итоге на нагрузке действует постоянное напряжение с пульсациями около 1,5 В.
Еще более уменьшить пульсации удастся при подключении к резистору
нагрузки конденсатора емкостью 500 мкФ — теперь они составят примерно 0,3 В.
А при емкости конденсатора 1000 мкФ пульсации составят 0,12 В (120 мВ).
Постоянное напряжение с такими пульсациями уже можно подавать на многие
электронные устройства.
Однако измеренные пульсации в данном случае справедливы для тока на-
грузки около 18 мА (определяется резистором R1). При увеличении тока нагрузки
возрастут и пульсации. В этом вы можете убедиться сами, подключая к выпря-
мителю резисторы сопротивлением 510 Ом, а затем 300 Ом и измеряя амплитуду
пульсаций в каждом случае.
Значительно уменьшить пульсации переменного тока можно, питая нагрузку
через параметрический стабилизатор, подключенный к выпрямителю (рис. 12, а).
Для него понадобится стабилитрон VD5 и балластный резистор R1. Причем
напряжение на нагрузке (резистор R2) будет определяться только используемым
стабилитроном. К примеру, для указанного на схеме стабилитрона Д814Д оно
составит 11,5... 14 В (таков разброс напряжения стабилизации в зависимости от
конкретно установленного экземпляра), для Д814Г—10...12 В, для Д814В —
9... 10,5 В и т. д.
Измерьте теперь амплитуду пульсаций на нагрузке — она составит около
Ti I--1 ш-тдггбд
0,02 В при емкости фильтрующего кон-
денсатора 200 мкФ, т. е. значительно
меньше даже по сравнению с пульса-
циями при конденсаторе фильтра
1000 мкФ! Иначе говоря, параметриче-
ский стабилизатор позволяет «сэконо-
мить» емкость конденсатора фильтра.
Рис. 11.
Рис. 12.
12
А теперь вообще отключите конден-
сатор фильтра — на экране осциллогра-
фа, подключенного параллельно рези-
стору нагрузки R2. появится изображе-
ние полупериодов синусоидального на-
пряжения со срезанными вершинами
(рис. 12, б). Это результат «работы» ста
билитрона. До определенного напряже
ния он «выключен», после чего «проби-
вается» — напряжение на нем остается
равным напряжению стабилизации
(правда, оно немного изменяется в за-
висимости от тока через стабилитрон).
Подключив вновь конденсатор
фильтра, установите параллельно рези-
стору нагрузки еще один резистор — со-
противлением 600...800 Ом. Пульсации
на выходе стабилизатора резко возра-
стут и станут равными пульсациям на
конденсаторе фильтра. Причина в том,
что ток нагрузки возрос и стабилитрон
вышел из режима стабилизации, т е.
практически перестал действовать.
При указанном на схеме сопротивлении балластного резистора к стабилиза-
тору можно подключить нагрузку, потребляющую ток до 7 мА. Если же сопро-
тивление балластного резистора уменьшить до 130 Ом, ток нагрузки может до-
ходить до 20 мА.
А как быть, если стабильным напряжением нужно питать нагрузку со значи-
тельно большим током потребления? В этом случае достаточно подключить к
стабилитрону усилитель тока — эмиттерный повторитель на мощном транзисторе
VT1 (рис. 13, а). Теперь даже при подключении к выходу получившегося блока
питания резистора сопротивлением 100...130 Ом, что эквивалентно нагрузке с то-
ком потребления около 100 мА, пульсации возрастут лишь вдвое. Правда, напря-
жение на нагрузке будет несколько меньше, чем на стабилитроне — из-за падения
напряжения на эмиттерном переходе транзистора (0,5...0,7 В).
При больших токах нагрузки транзистор выбирают с возможно большим
коэффициентом передачи тока. Если же в наличии лишь транзистор с малым
коэффициентом передачи, добавляют к нему маломощный транзистор (рис. 13, б) —
и в итоге получается составной транзистор с большим коэффициентом передачи
тока. Правда, в этом случае напряжение на выходе будет уже отличаться от
напряжения на стабилитроне на 1...1.4 В. В любом варианте мощный транзистор
нужно укрепить на теплоотводящей пластине из дюралюминия, алюминия или
меди толщиной 2...3 мм и общей площадью поверхности не менее 15 см2 (рис. 13, в).
С собранным блоком питания проведите эксперименты, подключая к выходу
нагрузки с различными токами потребления и измеряя амплитуду пульсаций.
Одновременно контролируйте амплитуду пульсаций на конденсаторе фильтра.
Результаты измерений позволят еще раз оценить зависимость пульсаций от
емкости фильтрующего конденсатора и тока нагрузки.
ПО ФИГУРАМ ЛИССАЖУ
Определять частоту синусоидальных колебаний с помощью установленной
на осциллографе ОМЛ-2М длительности развертки вы уже умеете. А если при-
дется работать с другим осциллографом, у которого нет калибровки длительности?
Тогда нужно воспользоваться методом сравнения неизвестной частоты с известной
по фигурам Лиссажу.
Но прежде чем перейти к знакомству с этим методом, соберем макет простого
генератора сигналов 34, поскольку подобного измерительного прибора у вас
13

может не оказаться. Кроме того, на макете вы познакомитесь с методикой проверки
и налаживания генератора.
Схема генератора приведена на рис. 14. Нетрудно заметить, что без цепи из
деталей Cl, С2, R1 — R3 устройство, выполненное на транзисторах VT1, VT2,—
не что иное, как двухкаскадный усилитель 34 с непосредственной связью между
каскадами и отрицательной обратной связью по постоянному и переменному токам
(через резистор R6).
При подключении указанной цепи, называемой в технике мостом Вина,
между выходом и входом усилителя образуется положительная обратная связь.
Усилитель самовозбуждается. На коллекторной нагрузке транзистора VT2 (ре-
зистор R7) появляются колебания, частота которых зависит от емкости конден-
саторов С1 и С2, а также от сопротивлений резисторов Rl.l. R2 и R3, R1.2. Сдво-
енным переменным резистором R1 «Частота» можно плавно изменять частоту
колебаний.
Форма колебаний на коллекторе транзистора VT2 может быть синусоидаль-
ной или искаженной, в виде импульсов,— все зависит от глубины положительной
обратной связи. А последняя, в свою очередь, во многом определяется сопротивле-
нием резистора R4 — в этом вы убедитесь немного позже.
Сигнал генератора поступает на выходные зажимы ХТ1, ХТ2 через перемен-
ный резистор R7 «Амплитуда» — им регулируют амплитуду колебаний, снимаемых
с зажимов.
Наш генератор разработан специально для экспериментов с осциллографом
ОМЛ-2М. Исходя из этого и определены его параметры. Во-первых, для получения
достаточной длины развертки максимальная амплитуда сигнала составляет 2,5 В
(размах колебаний 5 В). Частоту же сигнала можно регулировать примерно от
350 Гц (движки переменного резистора R1 в нижнем по схеме положении) до
2 кГц (движки — в верхнем положении). Такого диапазона вполне достаточно,
чтобы не только потренироваться в определении частоты по фигурам Лиссажу.
но и использовать генератор в дальнейшем для проверки усилителей 34, а также
для модуляции генератора РЧ (ои понадобится для проверки радиоприемника).
Несколько слов о деталях для генератора. Сдвоенный переменный резистор R1
может быть любой конструкции, но обязательно с одной осью, например, СП-111,
СПЗ-4 группы А (с линейной характеристикой) или движковый СПЗ-23а. Под-
строечный резистор R4 — СПЗ 1а, СПЗ-16, переменный резистор R7 — СП-1 либо
движковый. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 (можно МЛТ-0,125). Конденса-
торы Cl, С2 — МБМ; СЗ—К50-6. Транзисторы—любые из серии КТ315 с ко-
эффициентом передачи тока не менее 50.
Чертеж монтажной платы не приводим, поскольку он во многом зависит
от габаритов используемых деталей. Его нетрудно составить самим, учитывая,
что взаимное расположение деталей не имеет значения. Внешний же вид макета
в случае использования переменных резисторов типа СП может быть, например,
таким, как показанный на рис. 15. Напротив ручки переменного резистора R1
желательно приклеить к передней панели шкалу, на которую в дальнейшем
нанесете значения частот генератора.
14
Для подключения генератора к выпрямителю или батарее предусмотрите
отрезки многожильного монтажного провода в изоляции, па концах которых
укрепите штепсели или зажимы «крокодил».
Генератор готов, можно проверять его, налаживать и градуировать шкалу.
В первую очередь следует проверить и, если нужно, установить режим работы
транзистора VT2. Для этого вначале полностью вводят сопротивление резистора
R4, т. е. устанавливают его движок в крайнее правое (по схеме) положение.
Положительная обратная связь будет минимальной, и усилитель не сможет само-
возбудиться. Движки же резисторов R1.I и R1.2 должны быть в крайнем верхнем
(по схеме) положении — оно соответствует максимальной частоте генератора.
Далее подготовьте осциллограф к измерению постоянного напряжения. Пере-
ключатель 13 установите в положение, соответствующее открытому входу осцил-
лографа, а переключатели 1 и 2 — в положение «2 В/дел.». Кнопкой 7 переведите
генератор развертки в автоматический режим и сместите линию развертки на
нижний край шкалы (рис. 16, а).
Включите питание генератора 34, «земляной» щуп осциллографа подключите
к зажиму ХТ2, а входным коснитесь верхнего (по схеме) вывода резистора R7 —
проверьте напряженке питания. Линия развертки поднимется вверх (рис. 16, б),
и вы сможете по делениям шкалы отсчитать измеряемое напряжение — около 9 В.
Затем коснитесь входным щупом осциллографа вывода коллектора транзис-
тора VT2. Линия развертки опустится несколько ниже по сравнению с предыдущим
измерением (рис. 16, в). Это объяснимо— ведь через транзистор протекает ток,
и напряжение на коллекторе отличается от питающего на величину падения
напряжения на резисторе R7.
По напряжению на коллекторе транзистора можно судить о режиме его
работы. Если оно 6,5...7 В — все в порядке, удастся получить достаточную ампли-
туду сигнала генератора при хорошей линейности формы. Если же напряжение
больше и близко к питающему, значит выходной транзистор открыт недостаточно,
амплитуда неискаженного выходного сигнала окажется небольшой.
Попробуйте заменить эмиттерный резистор R8 переменным, сопротивлением
150 или 220 Ом. Перемещением движка резистора можете изменять напряжение
на коллекторе транзистора VT2 — чем больше сопротивление резистора, тем
Рис. 16.
меньше напряжение. Установите такое
сопротивление, при котором будет ука-
занное выше напряжение.
Пора «запускать» генератор. Оста-
вив входной щуп осциллографа подклю-
ченным к коллектору транзистора VT2,
плавно перемещайте двнжок подстроеч
кого резистора R4 влево (по схеме). Глу-
бина положительной обратной связи бу-
дет возрастать, и при определенном со-
противлении резистора усилитель само-
возбудится. На линии развертки появят
ся колебания 34 (рис. 16, г).
Теперь можно перейти на закрытый
вход (нажать кнопку 13), переместить
изображение на середину экрана и уста-
новит!. такую чувствительность осцил-
лографа, при которой изображение по
вертикали занимает 4. .6 делений. А что-
бы «остановить» перемещение сигнала
на экране, включите ждущий режим ра-
боты развертки (нажмите кнопку 7) и
поверните в крайнее положение по часо-
вой стрелке ручку синхронизации 8. С по-
мощью кнопок частоты развертки 3,4 и ре-
гулятора длины развертки 11 добейтесь
устойчивого изображения нескольких си-
15
лсоидальных колебаний. Рассмотрите вершины полуволн синусоиды. Они могут
быть уплощены (рис. 16, д), что свидетельствует об искажении сигнала из-за
большой глубины положительной обратной связи. Нужно более точно установить
движок подстроечного резистора R4, чтобы форма сигнала была возможно более
близкой к синусоидальной (рис. 16, е).
Далее перестройте частоту генератора — поставьте ручку сдвоенного пере-
менного резистора I? 1 в другое крайнее положение. Вновь подберите кнопками 3,
4 и ручкой 11 такую длительность развертки, при которой на экране будет устой-
чивое изображение нескольких колебаний. Если сигнал окажется искаженным
(появится уплощение вершин полуволн), значит нужно немного увеличить сопро-
тивление резистора R4. Постарайтесь подобрать такое положение его движка,
чтобы форма колебаний почти не искажалась, а их амплитуда была бы примерно
постоянной при перестройке частоты генератора.
Как отградуировать шкалу переменного резистора R1? Сначала установите
его движок поочередно в крайние положения, определите известным вам способом
длительность одного колебания и по ней подсчитайте частоту колебаний. Нане-
сите полученные значения на шкалу. Таким же способом нанесите промежуточные
значения частот, скажем, через 100 Гц. Впрочем, для наших экспериментов
вполне достаточно «найти» частоты 500, 1000, 1500 и 2000 Гц.
При желании можно установить шкалу и напротив ручки переменного ре-
зистора R7, отградуировав ее в значениях амплитуды сигнала на зажимах ХТ1
и ХТ2. Для этого подключите к зажимам осциллограф, установите частоту гене-
ратора 1000 Гц и, изменяя положение движка переменного резистора R7, отметьте
на шкале точки, соответствующие амплитуде выходного сигиала (определенной
но экрану осциллографа), например, 0,5 В, 1В; 1,5 В и т. д.
Изготовленный генератор способен выполнять роль внешнего источника раз-
вертки, необходимого для определения частоты по фигурам Лиссажу. Соедините
гнезда 12 входа канала X через конденсатор емкостью 0,1...1 мкФ с зажимами
генератора (рис. 17), нажмите кнопку 10 и переведите кнопкой 7 генератор раз-
вертки в автоматический режим работы. Появившуюся на экране точку перемес-
тите ручками 15 и 17 в центр экрана, а затем включите генератор 34. Теперь при
изменении амплитуды выходного сигнала генератора будет изменяться длина ли-
нии развертки. Максимальной амплитуды сигнала должно хватить, чтобы линия
развертки «растягивалась» на весь экран и даже уходила за его пределы.
Установите амплитуду сигнала такой, чтобы длина линии развертки соста-
вила 6 делений. Выключите генератор и дотроньтесь пальцем до входного щупа
осциллографа. Появится вертикальная линия (наводка переменного тока), высоту
которой можно установить равной 4...6 делениям (рис. 17, б) с помощью переклю-
чателей делителей канала Y (кнопки 1,2).
Если теперь включить генератор, на экране появится «растр» (рис. 17, в), как
на экране телевизора. При изменении частоты генератора между верхней и нижней
границами «растра» будут мелькать горизонтально расположенные синусоидаль-
16
Рис. 19.	Рис. 20.
ные колебания. Осциллограф готов к оп-
ределению частоты по фигурам Лиссажу.
Собственно, эти фигуры вы только что
видели в виде «растра» — результата
воздействия на горизонтальные и верти-
кальные отклоняющие пластины элек-
тронно-лучевой трубки колебаний раз-
ных частот.
Чтобы ближе познакомиться с указанным методом измерения, нужен еще
один генератор, сигнал с которого подают на вертикальный вход (Y) осцилло-
графа. Предположим, это будет такой же макет, что и для получения горизонталь-
ной развертки. Будем считать его генератором измеряемой частоты, а изготовлен-
ный ранее — эталонной. Тогда к зажимам ХТ1 и ХТ2 испытываемого генератора
подключают входные щупы осциллографа (рис. 18), работающего в режиме с
закрытым входом. Регулятор амплитуды выходного сигнала этого генератора и
кнопки переключателей делителей канала Y устанавливают в такое положение,
чтобы вертикальная линия на экране осциллографа (при выключенном эталон-
ном генераторе) занимала, скажем, 4 деления. Такой же длины устанавливают
и линию развертки (при выключенном испытываемом генераторе).
При включении обоих генераторов на экране, как вы знаете, появится «растр».
Установите частоту испытываемого генератора равной, например, 500 Гц и мед-
ленно перестраивайте эталонный генератор до получения на экране изображения,
показанного на рис. 19, а или 19, б. Оно укажет на то, что частоты обоих генера-
торов одинаковы (форма изображения зависит от разности фаз между подава-
емыми на осциллограф сигналами).
А теперь плавно увеличивайте частоту эталонного генератора. Вскоре на
экране появится изображение, показанное на рис. 19, в или 19, г. Оно свидетель-
ствует о том, что частота эталонного генератора вдвое превышает частоту испы-
тываемого. Когда же прн дальнейшем увеличении частоты эталонного генератора
она станет втрое больше частоты испытываемого генератора, на экране появится
одно из изображений, показанных на рис. 19, д и 19, е.
Если же будете изменять частоту испытываемого генератора по отношению
к частоте эталонного, приведенные изображения «повернутся» на 90° против
часовой стрелки.
Конечно, соотношения частот могут быть не равны кратным числам, поэтому
будут другими и изображения. Чтобы определить по ним искомую частоту, доста-
точно помнить простое правило: сместив ось координат относительно центра
симметрии получившейся устойчивой фигуры (рис. 20, а, б), подсчитать число
точек пересечения или касания Nr и N, осциллограммы с горизонтальной и верти-
кальной линиями соответственно. Тогда частоту Fx можно найти по установленной
частоте Fr эталонного генератора: Fx = NrFr/NB.
Потренируйтесь самостоятельно в определении частоты испытываемого или
эталонного генератора по фигурам Лиссажу.
3
Заказ 578
17
КАК ПРОВЕРИТЬ УСИЛИТЕЛЬ 34
Освоив работу генератора, можно перейти к проверке с его помощью усили-
теля 34. Процедуру проверки удобнее рассмотреть на примере двух усилителей —
трансформаторного и бестрансформаторного. Мы это сделаем, воспользовавшись
несложными усилителями, которые вы сможете собрать на макетной плате.
Схема трансформаторного усилителя, выполненного на четырех маломощных
транзисторах, приведена на рис. 21. При своей относительной простоте усилитель
развивает выходную мощность около 200 мВт и рассчитан на работу с пьезо-
электрическим звукоснимателем электропроигрывающего устройства (ЭПУ).
Несколько слов о самом усилителе. Он трехкаскадный. Первый каскад —
усилитель напряжения — выполнен на транзисторе VT1. Входной сигнал на базу
транзистора поступает через делитель напряжения R1R2, необходимый для согла-
сования высокого выходного сопротивления источника сигнала (в данном случае
звукоснимателя) с малым входным сопротивлением каскада. Далее следует второй
каскад — фазоинверсный, выполненный на транзисторе VT2. Его нагрузкой явля-
ется согласующий трансформатор Т1, вторичная обмотка которого подключена
к двухтактному выходному каскаду — он собран на транзисторах VT3 и VT4.
Каждая половина вторичной обмотки «работает» на свой выходной транзистор.
В свою очередь, каждый выходной транзистор открывается лишь при отрицатель-
ной полуволне напряжения синусоидальных колебаний 34, поступающих на базу
транзистора. Благодаря соединению средней точки вторичной обмотки с общим
проводом (иначе говоря, с эмиттерами транзисторов), один транзистор откры-
вается во время положительного полупериода входного сигнала, а второй —
во время отрицательного. Иначе говоря, каждый транзистор открывается через
такт. Так же протекает ток через половинки первичной обмотки выходного транс-
форматора Т2. В итоге на первичной обмотке «стыкуются» полупериоды колеба-
ний обоих тактов (отсюда и название каскада — двухтактный) и появляются
полные синусоидальные колебания. 4ерез вторичную обмотку они поступают
на нагрузку усилителя — динамическую головку ВА1.
Все транзисторы могут быть серий МП39—МП42 с возможно большим ко-
эффициентом передачи тока. Трансформаторы — готовые, от малогабаритных
приемников: Т1 — согласующий, Т2 — выходной. Динамическая головка —
мощностью до 3 Вт со звуковой катушкой сопротивлением постоянному току
6...8 Ом. Питать усилитель можно от любого источника —двух последовательно
соединенных батарей 3336 либо выпрямителя с малыми пульсациями напряжения.
4тобы проверить работу усилителя, нужно подать на его вход электрические
колебания от собранного ранее генератора 34 и «просмотреть» с помощью осцил-
лографа форму колебаний на выходе усилителя. Правда, чувствительность уси-
лителя такова, что даже минимальная амплитуда колебаний, которую удастся
установить регулятором «Амплитуда» генератора, окажется чрезмерной и уси-
литель перегрузится (колебания исказятся). Поэтому к генератору нужно доба-
вить делитель напряжения (рис. 22), способный уменьшить сигнал почти в 10 раз.
Подключив параллельно резистору R2 делителя осциллограф, установите
Рис. 21.
18
Рис. 22.
Рис. 23.
регулятором «Амплитуда» генератора размах колебаний примерно 0,1 В. Осцил-
лограф должен работать в автоматическом режиме (кнопка 7 «АВТ.—ЖДУЩ.»
отпущена) с внутренней синхронизацией (кнопка 9 отпущена). Когда переклю-
чателями 1 и 2 делителей канала Y удастся добиться достаточной высоты изобра-
жения (не менее одного деления шкалы) и почти засинхронизировать ручками
синхронизации 8 и длины развертки 11, можно включить ждущий режим (нажать
кнопку 7) и добиться устойчивого изображения. А затем проконтролировать
частоту генератора и, если это необходимо, установить ее равной I кГц.
Все готово к проверке усилителя. Подайте сигнал с делителя на вход усили-
теля (рис. 23), а к выходу (к выводам вторичной обмотки трансформатора Т2)
подключите вместо динамической головки эквивалент нагрузки — резистор сопро-
тивлением 6 Ом мощностью не менее 0,5 Вт. Такой резистор можно составить
из нескольких параллельно соединенных резисторов МЯТ, например, из четырех
резисторов МЛТ-0,25 сопротивлением по 24 Ом. К эквиваленту нагрузки и под-
ключают щупы осциллографа (входной — к верхнему, по схеме, выводу, «земля-
ной»— к нижнему, т. е. общему проводу усилителя).
На экране осциллографа появятся синусоидальные колебания (рис. 24, а),
размах которых можно изменять переменным резистором R2 усилителя и регуля-
тором амплитуды генератора 34. При этом может наступить момент, когда коле
бания ограничатся (рис. 24, б) — вершины полуволн станут плоскими.
Поставив регулятор громкости в положение максимального усиления, уста-
новите такой входной сигнал, при котором выходной будет равен, скажем, 1 В
(имеется в виду размах колебаний). Проверьте, нет ли на изображении «ступень-
ки» — наиболее распространенного вида искажений в двухтактных усилителях.
Если «ступенька» есть (рис. 24, в), включите вместо R7 два последовательно
соединенных резистора — постоянный сопротивлением 1 кОм и переменный сопро-
тивлением 10 или 15 кОм. Перемещением движка переменного резистора добей-
Рис. 24.
Рис. 25.
1*
|<»
тесь ровной линии на подъемах и скатах синусоид в местах «стыковки» полуволн
Для более эффективной проверки временно замыкайте резистор R8 — на изобра-
жении будет появляться ярко выраженная «ступенька». Движок добавочного
переменного резистора оставьте в таком положении, при котором размах колеба-
ний будет наибольшим, а искажения станут незаметными.
Вот теперь можно измерить один из важных параметров усилителя — его
выходную мощность. Для этого движок переменного резистора R2 усилителя
ставят в верхнее, по схеме, положение (наибольшее усиление), а с генератора
подают такой сигнал, при котором размах колебаний на экране осциллографа
максимален, но искажений вершин полуволн еще нет. Измерив по шкале осцил-
лографа размах колебаний, переводят полученный результат в действующее
значение напряжения (делят на 2,82), возводят действующее значение в квадрат
и делят на сопротивление эквивалента нагрузки.
К примеру, размах колебаний составил 3,2 В. Тогда действующее значение
переменного напряжения составляет 3,2:2,82=1,13 В, а выходная мощность
усилителя— 1,132/6=0,21 Вт (210 мВт).
Измерив осциллографом входной сигнал (между верхним, по схеме, выводом
резистора R1 и общим проводом), определяют чувствительность усилителя.
Выходная мощность усилителя зависит от сопротивления нагрузки, в чем
нетрудно убедиться. Измените сопротивление эквивалента нагрузки с 6 на 10 Ом —
размах колебаний на нем возрастет до 3,6 В. Но, как нетрудно подсчитать, выход-
ная мощность усилителя становится равной 0,16 Вт (160 мВт).
Осциллограф поможет убедиться, что ограничение максимальной амплитуды
сигнала происходит именно в выходном каскаде, а не в фазоинверсном. Для этого
достаточно добиться ограничения выходного сигнала (рис. 24, б) увеличением
входного и переключить входной щуп осциллографа на вывод коллектора тран-
зистора VT2, т. е. на нагрузку фазоинверсного каскада. Здесь сигнал, как правило,
имеет больший размах по сравнению с выходным, но полуволны синусоидальных
колебаний не ограничены.
Увеличивая амплитуду входного сигнала усилителя, добейтесь ограничения
полуволн сверху или снизу, а затем попробуйте изменять сопротивление резисто-
ра R5 (например, заменив его цепочкой из последовательно соединенных посто-
янного резистора сопротивлением 10 кОм и переменного сопротивлением 220 или
330 кОм). При повороте движка переменного резистора можно наблюдать, как
будут ограничиваться либо положительные полуволны (рис. 25. а), либо отрица-
тельные (рис. 25, б), либо и те и другие (рис. 25, в). Правильным считается такое
положение движка резистора, при котором наблюдается одинаковое ограничение
обоих полуволн, как на рис. 25, в. При этом положении движка следует измерить
получившееся сопротивление цепочки резисторов и впаять на место резистора R5
резистор такого сопротивления.
Что касается проверки диапазона воспроизводимых усилителем частот, то в
этом случае можно установить такой сигнал на входе усилителя, при котором
выходная мощность составит примерно 0,25 от номинальной, измеренной ранее.
Частоту входного сигнала можно оставить прежней — 1 кГц, а после определения
с помощью осциллографа амплитуды
выходного сигнала изменять частоту
входного сигнала регулятором «Частота»
генератора. Здесь, конечно, желательно
использовать образцовый генератор с
более широким пределом изменения ча-
стоты, например 20...20 000 Гц. Выход-
ной сигнал генератора при перестройке
частоты должен поддерживаться неиз-
менным. Тогда удастся для ряда частот
определить амплитуду выходного сигна-
ла и построить характеристику, пример-
ный вид которой для данного усилителя
может быть таким, как показано на рис. 26.
С помощью осциллографа ОМЛ-2М
можно наблюдать фазовый сдвиг выход-
20
Рис. 27.
ного сигнала по отношению к входному, т. е. задержку сигнала во времени при
прохождении его через усилитель, а также замечать даже незначительные иска-
жения сигнала, не всегда видимые на изображении синусоидальных колебаний,
снимаемых с эквивалента нагрузки. При такой проверке на вертикальный вход
осциллографа подают входной сигнал усилителя (рис. 27), а на горизонтальный
(как при «просмотре» фигур Лиссажу) — выходной. Как вы знаете, при подаче
сигнала одинаковой частоты на указанные входы осциллографа на его экране
должна появиться наклонная прямая линия. Но в данном случае вы увидите
эллипс (рис. 28, а), свидетельствующий о фазовом сдвиге сигнала в усилителе.
Чем шире эллипс, тем больше сдвиг А если эллипс искажен, значит в усилителе
есть и амплитудные искажения, при которых положительные и отрицательные
полуволны синусоидальных колебаний усиливаются неодинаково. «Увидеть» такие
искажения можно, начав подбирать режим работы выходных транзисторов ранее
включенным переменным резистором в цепи базы. Тогда при перемещении движка
резистора из одного крайнего положения в другое можно наблюдать самые раз-
нообразные искажения формы эллипса (рис. 28, б). Правильно установленным
режимом можно считать такой, при котором эллипс наименее искажен.
Прежде чем продолжить разговор о проверке усилителя 34, несколько слов
о децибеле — единице измерения, с которой вы, возможно, встретились впервые.
Входные и выходные сигналы усилителей, измеряемые в единицах напря-
жения, могут изменяться в десятки, сотни и тысячи раз. При таких соотношениях
передать на рисунке характер изменения сигнала трудно — характеристика будет
плохо «читаться». Другое дело, если подобные соотношения «сжать» так, чтобы
были различимы и малые и большие изменения на одном чертеже. Такое «сжатие»
получается при пользовании децибелом — единицей логарифмического соотно-
шения между уровнями сигналов. Обозначается единица буквами дБ.
Так, 1 дБ соответствует отношению уровней сигналов 1,12, 5 дБ — 1,78,
10 дБ — 3,16, 20 дБ — 10, 40 дБ — 100. 60 дБ — 1000 и т. д.
Нетрудно заметить, что новая единица позволит «увидеть» на характеристике
как незначительные, так и существенные изменения сигнала. А чтобы вы могли
взять на вооружение эту единицу в дальнейшем, приводим таблицу децибел и
соответствия им отношений токов, напряжений и мощностей. Не беда, если, ска
жем, на практике понадобится определить отношение напряжений, соответству-
ющее 35 дБ, а в таблице такого значения нет. Поскольку 35 дБ = 30 + 5 дБ, берете
из таблицы соответствующие им числа и перемножаете их.
Если же вы знакомы с логариф-
мическими вычислениями, то можете
самостоятельно переводить любые зна-
чения отношений электрических па-
раметров в децибелы, зная, что число
децибелов равно двадцати десятичным
логарифмам отношений токов или
напряжений либо десяти таким же
логарифмам отношений мощностей.
Кстати, значения частот на харак-
теристике усилителя также даны в лога-
21
Децибелы	Отношение напряжений или токов	.	Отношение мощностей
0 1	1 1.12	1 1,26
2	1,26	1,58
3	1,41	1,99
4	1,58	2,51
5	1,78	3,16
6	1,99	3,98
7	2,24	5,01
8	2,51	6,31
9	2,81	7,94
10	3,16	10
20	10	102
30	31,62	10“
40	102	104
50	3,16 • 102	106
60	ю-’	106
70	3,16 • 103	ю7
80	104	10“
90	3,16 - 104	ю9
100	105	10'»
рифмическом масштабе, позволяющем получить более компактное изображение.
А теперь вернемся к нашей теме и проверим усилитель мощности двухтактного
бестрансформаторного усилителя 34 (рис. 29). Он выполнен на транзисторах
разной структуры, а на входе установлен высокочастотный транзистор (VTI).
выбранный из условия получения наибольшей чувствительности усилителя и
наименьших собственных шумов. На транзисторах VT2, VT3 выполнен фазоин-
версный каскад, а на VT4, VT5— выходной. Через резистор R1 осуществляется
отрицательная обратная связь по постоянному напряжению между выходом и
входом усилителя. Она нужна для поддержания постоянным напряжения на
коллекторе транзистора VT5, составляющего половину напряжения питания уси-
лителя. Для предотвращения искажений типа «ступенька» между базами тран-
зисторов VT2 и VT3 фазоинверсного каскада включен диод, благодаря чему
на базах образуется напряжение смещения.
Как и предыдущий усилитель, этот подключаем к делителю напряжения на
выходе генератора 34 (см. рис. 23), а выход усилителя нагружаем (вместо дина-
мической головки ВА1) на эквивалент— резистор сопротивлением 6 Ом и мощ-
ностью не менее 2 Вт. Измеряем максимальный размах неискаженных синусо-
идальных колебаний на эквиваленте нагрузки при изменении уровня входного
сигнала. Получается около 5 В. Значит, выходная мощность усилителя достигает
почти 0,53 Вт. На эквиваленте же нагрузки сопротивлением 10 Ом размах колеба-
Рис. 30.
ний составит примерно 6 В, что соответствует выходной мощности 0,45 Вт. Вход-
ной сигнал в обоих случаях получился равным 0,1 В — такова чувствительность
усилителя.
А теперь подключите входной щуп осциллографа ко входу усилителя, а
гнездо горизонтального входа соедините с эквивалентом нагрузки (рис. 30) —
вы сможете проверить наличие амплитудных искажений, как делали с предыдущим
усилителем. Правда, выходной сигнал этого усилителя значительно возрос, по-
этому в цепь проводника от гнезда горизонтального входа придется включить
переменный резистор R, сопротивлением 68 или 100 кОм и подобрать нм такой
сигнал на горизонтальном входе осциллографа, чтобы длина линий по горизонтали
и вертикали была одинаковая. Тогда на экране появится прямая наклонная линия
(рис. 31, а). Увеличивая входной сигнал усилителя, сможете наблюдать, как
линия начнет «прогибаться» (рис. 31, б), а вскоре на одном конце ее появится
загиб (рис. 31, в).
Если переключить входной щуп осциллографа на резистор нагрузки и вклю-
чить внутреннюю развертку (отпустить кнопку «РАЗВ.—ВХ.Х» (10), увидите иска-
женный сигнал (рис. 31, г). Уменьшением входного сигнала добейтесь неиска-
женного изображения, а затем вновь переключите осциллограф в режим проверки
амплитудных искажений— на экране увидите прямую линию (рис. 31, а).
По этой линии вообще нетрудно увидеть начало искажений при увеличении
входного сигнала и более точно определить максимальный неискаженный выход-
ной сигнал, а затем подсчитать по нему выходную мащность усилителя.
Чтобы увидеть «работу» диода по устранению искажений «ступенька», под-
ключите входной щуп осциллографа к эквиваленту нагрузки и изменением ампли-
туды входного сигнала установите размах выходного 0,5... 1 В. Если теперь зам-
кнуть выводы диода, появится «ступенька» (см. рис. 24, в).
А как влияет на выходной сигнал напряжение на средней точке выходного
каскада? Проверить это сможете самостоятельно, заменив резистор R1 двумя
последовательно соединенными резисторами — переменным сопротивлением 330
или 470 кОм и постоянным сопротивлением 47...68 кОм. Устанавливая переменным
резистором различные напряжения на средней точке, определяйте каждый раз
неискаженную выходную мощность усилителя, а также замечайте, какие полу-
Рис. 31.
23
периоды сигнала начинают ограничиваться раньше — положительные или отри-
цательные. Эти наблюдения позволят вам сделать практические выводы о влиянии
напряжения средней точки на параметры усилителя.
И еще одно испытание полезно провести с бестрансформаторным усили-
телем— подать на него большее питающее напряжение, например 12 В. При
нагрузке 6 Ом неискаженный выходной сигнал достигнет амплитуды 3,2 В (раз-
мах на экране осциллографа 9 В), что соответствует выходной мощности почти
1.7 Вт (против 0,5 Вт при питании напряжением 9 В).
На этом проверку усилителя закончим, отключим от него питание и выклю-
чим осциллограф.
РАДИОЧАСТОТА И МОДУЛЯЦИЯ
Следующий этап освоения осциллографа - наблюдение немодулированных
и модулированных колебаний радиочастоты (РЧ) и определение глубины (коэф-
фициента) модуляции. Для этих целей соберем простейший генератор на одном
транзисторе (рис. 32), вырабатывающий колебания РЧ, в нашем случае —
диапазона средних волн (СВ).
Сначала о самом генераторе. Чтобы получить радиочастотные колебания,
в генераторе применен колебательный контур, составленный из катушки индук-
тивности L1 и конденсаторов С2 и СЗ. Подстроечным конденсатором СЗ и ферри-
товым подстроечником катушки устанавливают точнее одну из границ диапазона
частот, перекрываемого контуром, а конденсатором переменной емкости С2 плавно
изменяют резонансную частоту контура.
С катушкой L1 связана индуктивно катушка L2, включенная в эмиттерную
цепь транзистора. Причем начало катушки L1 подключено (через конденсатор С1)
к выводу базы транзистора, а начало катушки L2 — к выводу эмиттера. В резуль-
тате между базой и эмиттером образуется положительная обратная связь и кас-
кад, собранный на транзисторе VT1, возбуждается, появляются колебания РЧ.
Они выделяются как на резисторе нагрузки R2, так и иа катушке L2, а значит, и
на переменном резисторе R3. С движка этого резистора колебания РЧ подаются
через развязывающий конденсатор С4 на зажим ХТЗ.
Питание на каскад можно подать от батареи «Крона» или от другого источ-
ника постоянного тока напряжением 9 В. Но лучше сразу подключить генератор РЧ
к зажимам ранее изготовленного генератора 34 и установить движок переменного
резистора R7 последнего в верхнее, по схеме, положение. Тогда между зажимами
ХТ1 и ХТ2 будет постоянное напряжение 9 В.
Для постройки генератора РЧ понадобятся, прежде всего, катушки L1 и L2,
намотанные на общем каркасе. Подойдет готовый контур гетеродина диапазона СВ
от малогабаритного транзисторного радиоприемника «Селга» (для этого контура
и приведена на схеме нумерация выводов катушек). Он представляет собой че-
тырехсекционный каркас высотой 22 мм и размерами основания 11X11 мм. Внутри
каркаса помещен подстроечник диаметром 2.8 и длиной 12 мм из феррита 600НН.
Во всех секциях равномерно размещены витки катушки L1 — по 32 витка провода
ПЭВ-2 0,09 в каждой, а в верхней (от основания) секции размещена еще и ка-
тушка L2— 10 витков провода ПЭВ-2 0,1.
Подойдет другой контур гетеродина диапазона СВ с катушкой L1 индуктив-
ностью 150...220 мкГ и с катушкой L2, содержащей практически любое число
витков. В крайнем случае подберите подходящий каркас (с тремя или четырьмя
секциями) и намотайте на нем катушки по вышеуказанным данным.
Транзистор может быть любой из серии КТ315, но с коэффициентом передачи
тока не менее 50. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25. перемен-
ный — СП-I или другой, сопротивлением 470 Ом, 1 кОм, 2,2 кОм. Конденсатор
переменной емкости — КП-180, ио подойдет любой другой малогабаритный с мак-
симальной емкостью до 500 пФ. Подстроечный конденсатор—КПК-М, КПК-1,
остальные конденсаторы — любые, например, КТ, КМ, КЛС.
Часть деталей генератора (постоянные резисторы, конденсаторы С1, СЗ,
катушки индуктивности и транзистор) можно смонтировать на макетной панели
или иа небольшой плате из изоляционного материала. Монтаж может быть как
24
навесной, так и печатный. Внешне макет генератора РЧ выглядит аналогично
генератору 34 (рис. 33). На лицевой панели макета укрепляют конденсатор пере-
менной емкости, переменный резистор и зажимы ХТЗ, ХТ4. Проводники питания,
подключаемые к зажимам генератора 34,— отрезки монтажного провода в
изоляции.
Наступило время включить генератор и проконтролировать его колебания
с помощью осциллографа. Входной щуп осциллографа подключите к зажиму
ХТЗ, а «земляной» — к зажиму ХТ4. Движок резистора R3 генератора установите
в верхнее, по схеме, положение. Осциллограф работает в автоматическом режиме
(кнопка 7 «АВТ.—ЖДУЩ.» отжата) с внутренней синхронизацией (кнопка 9
«ВНУТР,—ВНЕШН.» отжата), с закрытым входом (кнопка 13 нажата). Пере-
ключателями делителей 1 и 2 установите чувствительность осциллографа 0,2
В/дел., а переключателями 3—6 — длительность 0,5 мкс/дел.
Сразу же после подачи напряжения питания генератора на экране осцил-
лографа должны появиться синусоидальные колебания (рис. 34, а) либо яркая
«дорожка» (рис. 34, б) -- все зависит от положения ротора конденсатора пере-
менной емкости, а значит, от частоты колебаний генератора РЧ. В любом случае
по масштабной сетке определите размах колебаний — он может быть равен,
например, 0,8 В.
Если же колебаний нет вообще, проверьте напряжение на коллекторе тран-
зистора (вы уже умеете делать это с помощью осциллографа, работающего с
открытым входом — при отжатой кнопке 13) — оно должно быть в пределах
3...5 В, а затем поменяйте местами выводы одной из катушек индуктивности. При
правильной фазировке—подключении начал обмоток к указанным на схеме
цепям — колебания должны появиться.
Может случиться, что фазировка правильная, а напряжение на коллекторе
не соответствует указанному, из-за чего нет генерации. Тогда включите вместо
резистора R.I два последовательно соединенных резистора — постоянный сопро-
тивлением 50... 100 кОм и переменный сопротивлением 680 кОм или 1 МОм. Изме-
нением сопротивления переменного резистора добейтесь устойчивой генерации
колебаний во всем диапазоне частот — при повороте ротора конденсатора пере-
менной емкости из одного крайнего положения в другое, а затем измерьте полу-
чившееся общее сопротивление цепи и впаяйте на место R1 резистор такого же
сопротивления.
Итак, колебания наблюдаются. Включите ждущий режим (нажмите кнопку 7)
и установите ручками 8 и 11 (соответственно синхронизации и длины линии раз-
вертки) на экране несколько колебаний синусоидальной формы. Если вершины
полупериодов колебаний искажены (ограничены), значит чрезмерна обратная
связь между эмиттерной и базовой цепями каскада. Уменьшить ее можно более
точным подбором числа витков катушки L2, уменьшением емкости конденсатора С1
или шунтированием выводов катушки L2 резистором сопротивлением 2200...100 Ом.
В любом варианте обратную связь подбирают такой, чтобы неискаженная форма
и устойчивость колебаний сохранялись при повороте ротора конденсатора С2 из
одного крайнего положения в другое.
Далее установите ротор конденсатора в положение минимальной емкости,
измерьте по осциллографу частоту колебаний (т. е. измерьте длительность одного
4
Заказ 578
25
колебания, а затем переведите ее в значение частоты) и установите ее равной
примерно 1,5 МГц (длительность одного колебания около 0,6 мкс) подстроечником
катушки и подстроечным конденсатором СЗ. Рассматривать и измерять такой
сигнал удобно при установке переключателей диапазонов частот в положение,
соответствующее длительности 0,2 мкс/дел., а переключателя режима развертки —
в положение «ЖДУЩ.» (кнопка 7 нажата).
Переведя затем ротор конденсатора С2 в положение максимальной емкости,
измерьте получившуюся наименьшую частоту диапазона. Вы увидите, что с кон-
денсатором указанной емкости (180 пФ) частота составляет примерно 750 кГц.
Иначе говоря, общее перекрытие по частоте равно 1500...750 кГц, что соответ-
ствует длинам волн 200...400 м. Диапазон же СВ несколько шире — от 187 м до
570 м. При желании расширить диапазон генератора в сторону более длинных
волн, достаточно установить вместо КП-180 конденсатор переменной емкости с
большей максимальной емкостью. Но делать это на данном этапе не следует,
поскольку наш генератор — экспериментальный, необходимый для решения впол-
не определенной задачи.
Следующим этапом может быть градуировка шкалы конденсатора перемен-
ной емкости в единицах частоты, а шкалы переменного резистора в единицах
амплитуды колебаний. С этим вы справитесь самостоятельно, пользуясь советами
по градуировке аналогичных шкал генератора 34.
Настала очередь промодулировать по амплитуде сигнал генератора РЧ коле-
баниями 34, иначе говоря, получить своеобразный радиосигнал, аналогичный
излучаемому в эфир радиовещательными станциями. Осциллограф (он по-преж-
нему подключен к зажимам ХТЗ и ХТ4) переведите в автоматический режим
работы с внутренней синхронизацией и установите длительность развертки 0,5
мс/дел. На экране вновь появится яркая «дорожка» — полоса (рис. 35, а) с раз-
махом около 0,8 В.
На генераторе 34 (его частота может быть любой) плавно перемещайте
движок переменного резистора R7 «Амплитуда» из крайнего верхнего, по схеме,
положения в нижнее. Линии полосы начнут изгибаться. Ручками синхронизации
и длины развертки постарайтесь «остановить» изображение, и вы увидите, что
линии приняли очертания синусоидальных колебаний (рис. 35, б), частота которых
соответствует частоте сигнала генератора 34.
Правда, синхронизировать такой сигнал затруднительно даже в режиме
ждущей развертки, поскольку наблюдаете сложный сигнал, состоящий из коле-
баний звуковой и радиочастоты. Вот здесь и придет на помощь режим внешней
синхронизации от одного из генераторов, в данном случае от генератора 34.
Гнездо входа канала X соедините проводником с выводом коллектора транзис-
тора VT2 генератора 34 (рис. 36) — в этой точке амплитуда сигнала наибольшая.
Осциллограф переключите в режим ждущей развертки с внешней синхронизацией
(нажмите кнопки «АВТ.—ЖДУЩ.» и «ВНУТР.—ВНЕШН.»). Вот теперь удастся
соответствующими ручками «остановить» изображение модулированных по ампли-
туде колебаний РЧ.
Рис. 35.
Генератор зч Генератор РЧ
Рис. 36.
26
Модуляция происходит из-за того, что питание на генератор РЧ теперь по
ступает через участок движок — верхний вывод переменного резистора R7 гене-
ратора 34. Причем, чем ниже, по схеме, движок резистора, тем больше амплитуда
падающего на указанном участке синусоидального напряжения, тем больше
«изгиб» линий полосы на экране осциллографа. А значит, как говорят в технике,
больше глубина (или коэффициент) модуляции.
Для подсчета глубины модуляции пользуются формулой
где гл — глубина модуляции, %; а и в — соответственно наибольший и наимень-
ший размах изображения (или амплитуда колебаний), любые единицы измерения
К примеру, для показанного на рис. 35. б изображения глубина модуляции
составит
Ю0% =33%.
Такова примерная глубина модуляции при максимальном выходном сигнале
генератора 34 опа соответствует общепринятой глубине (30%) модуляции,
используемой в различных измерительных генераторах с внутренней амплитудной
модуляцией. Такое значение принято и в радиовещании.
Чтобы получить более глубокую модуляцию, нужно увеличить амплитуду
выходного сигнала генератора 34 Наиболее просто это сделать увеличением
обратной связи между его каскадами — уменьшением сопротивления подстроеч-
ного резистора R4 (см. рис. 14). На экране осциллографа увидите изображение,
показанное на рис. 35, в,— пачки радиочастотных импульсов. Глубина модуляции
в этом случае достигает 75%.
После проведения этого эксперимента вновь отрегулируйте генератор 34 и
добейтесь изображения, показанного на рис. 35, б. А затем проверьте еще один
способ определения глубины модуляции—по «размытости» колебаний РЧ. Для
этого нужно снять модуляцию (установить движок резистора R7 генератора 34
в верхнее положение) и установить длительность развертки такой, чтобы па
экране осциллографа появились колебания РЧ (осциллограф может работать
в режиме ждущей развертки с внутренней синхронизацией), а затем ввести моду-
ляцию. Появится изображение, показанное на рис. 35, г. Измерив размах наиболь-
шей и наименьшей размытостей изображения, подсчитайте по вышеприведенной
формуле глубину модуляции
РАДИОПРИЕМ И ДЕТЕКТИРОВАНИЕ
Итак, модулированные колебания РЧ получены. В таком виде они излучаются
передающей радиостанцией Антенна же радиоприемника «улавливает» их и под-
водит к колебательному контуру. Если резонансная частота контура соответствует
несущей частоте радиостанции, на контуре появится сигнал РЧ наибольшей
амплитуды. Остается выделить из него модулирующий сигнал 34, усилить его
и подать на акустический преобразователь — головной телефон или динамичес-
кую головку.
Процесс выделения модулирующего сигнала—он называется детектирова-
нием - мы и пронаблюдаем с помощью осциллографа. Но вначале соберем
колебательный контур L1C2 (рис. 37). Для него понадобится отрезок стержня
диаметром 8 и длиной 35 мм из феррита 600НН Такой стержень можно осторожно
(феррит хрупкий!) отломить от стержня большей длины, сделав предварительно
круговой пропил в месте излома надфилем, напильником или ножовочным полот-
ном. На стержень наматывают виток к витку катушку 1.1 — 100 витков провода
ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,17..0,2 мм в расчете на работу в диапазоне СВ.
Еще понадобится конденсатор переменной емкости С2, который может быть,
скажем, как и в генераторе РЧ, типа КП-180. Вместе с катушкой индуктивности
конденсатор можно расположить на небольшой плате (рис. 38), на которой заранее
4*
27
укрепите монтажные шпильки — они одновременно будут служить контактами,
к которым придется подключать осциллограф.
Контур подключите к генератору РЧ через конденсатор С1, а сам генератор
соедините с другим генератором — 34. В данном случае генератор РЧ будет
выполнять роль «антенны», принимающей сигнал радиостанции. А чтобы «ан-
тенна» меньше влияла иа настройку контура (ведь антенна обладает емкостью,
тем большей, чем больше ее габариты), конденсатор связи С1 взят небольшой
емкости.
Чтобы можно было наблюдать колебания РЧ на контуре, к нему подключен
осциллограф, но также через конденсатор связи — СЗ. Емкость его может быть
меньше по сравнению с указанной на схеме — до 10 пФ, но в этом случае ампли-
туда наблюдаемого на экране осциллографа сигнала также будет меньше. Если же
подключить осциллограф непосредственно к контуру, размах изображения иа эк-
ране резко возрастет, но входная емкость осциллографа (она равна 40 пФ) ока-
жется подключенной параллельно контуру и изменит частоту его настройки —
в этом вы убедитесь несколько позже.
Включив оба генератора (34 и РЧ), установите резистором R3 в генераторе
РЧ наибольшую амплитуду выходного сигнала и выведите модуляцию — уста-
новите движок переменного резистора R7 в генераторе 34 в верхнее по схеме
положение. Кнопками входного аттенюатора осциллографа установите такую
чувствительность, чтобы на экране была видна яркая «дорожка» (немодулирован-
ные колебания РЧ). Осциллограф должен работать в автоматическом режиме
с внутренней синхронизацией и длительностью развертки 1 мс/дел. или близкой
к ней, а также с закрытым (но можно и с открытым) входом. Надеемся, что по
этим указаниям вы сможете нажать нужные кнопки на осциллографе.
Возможно, размах «дорожки» будет небольшой (рис. 39, а), что свидетель-
ствует о расстройке частоты контура по отношению к частоте генератора РЧ (его
частоту установите равной, например, 1 МГц, что соответствует длительности
одного колебания 1 мкс). Попробуйте медленно повернуть ротор конденсатора
переменной емкости в одну или другую сторону. Размах колебаний может воз-
растать (рис. 39, б), что свидетельствует о приближении частоты контура к частоте
генератора РЧ, а вскоре станет наибольшим (рис. 39, в). Если это произойдет
примерно в среднем положении ротора, все в порядке. В противном случае поста-
райтесь уменьшением числа витков (при максимальной емкости конденсатора)
или подключением параллельно С2 конденсатора небольшой (10...20 пФ) емкости
(если емкость конденсатора С2 оказалась максимальной) «вывести» ротор в сто-
рону среднего положения. Можно, конечно, попытаться добиться тех же резуль-
татов изменением частоты генератора РЧ.
Добившись максимального размаха «дорожки» при нужном положении рото-
ра конденсатора переменной емкости, установите длительность развертки 0,5
мкс/дел. и с помощью ручек синхронизации и длины развертки добейтесь на экране
осциллографа изображения нескольких синусоидальных колебаний (рис. 39, г).
Более устойчивое изображение получите, конечно, в ждущем режиме (при нажа-
той кнопке «АВТ.— ЖДУЩ.»). Измерьте размах колебаний и определите их
частоту (известным вам способом — измерением длительности одного колебания
и переводом полученного значения в частоту).
Рис, 37.
Рис. 38.
28
А теперь попробуйте подключить входной щуп осциллографа непосредственно
к контуру, минуя конденсатор СЗ. В этом случае максимальный размах колебаний,
а значит, резонансная частота контура, получится при другом положении ротора
конденсатора переменной емкости. Может быть, даже придется установить ротор
почти в крайнее положение — настолько сильно расстроится контур.
И, действительно, при входной емкости осциллографа 40 пФ общая емкость,
подключенная параллельно катушке индуктивности, станет значительно больше
первоначальной В случае же подключения осциллографа через конденсатор СЗ
его влияние на контур ослабнет — ведь теперь параллельно контуру окажется
подключенной емкость: С„6ш=СЗ • Сосц/(СЗ + Соси) = 17 пФ. Правда, немногим
более чем вдвое упадет и уровень сигнала на входе осциллографа.
Указанным способом подключения осциллографа к резонансным цепям поль-
зуйтесь всегда, когда нужно уменьшить влияние входной емкости осциллографа
на резонансную частоту цепи Чем меньше емкость конденсатора СЗ, тем слабее
и влияние осциллографа на контролируемые цепи
Не отключая входной щуп осциллографа от контактной точки ХТ5, подсоеди-
ните к контуру детекторную цепь (рис. 40) — диод VD1 и резистор нагрузки R1.
Размах колебаний упадет до 0,08 В (до подключения цепи он составлял 0,2 В) —
рис. 41, а.
Переключите осциллограф в режим работы с открытым входом (кнопка пере-
ключателя 13 должна быть в отжатом положении), установите, если это понадо-
бится, ручкой смешения луча по вертикали изображение так, чтобы центр его
проходил точно по средней линии масштабной сетки (как на рис. 41, а). Затем
переключите входной щуп осциллографа иа контрольную точку ХТ7 («земляной»
шуп должен постоянно находиться на точке ХТ6). На экране появится изобра-
жение, показанное на рис. 41, б. Нетрудно заметить, что диод VD1 в данном слу-
чае работает как выпрямительный, «отсекая» отрицательные полупериоды сину-
соидальных колебаний. Форма же оставшихся колебаний зависит от сопротив-
ления резистора нагрузки детектора— можете убедиться в этом сами, подпаяв
вместо постоянного переменный резистор сопротивлением 10 или 15 кОм и пере-
мещая его движок из одного крайнего положения в другое.
Закончив эксперимент, вновь впаяйте резистор R1 и подключите параллельно
ему конденсатор С4 емкостью 1000.. 10 000 пФ. На экране появится прямая линия
(рис. 41, в), отстоящая на некотором расстоянии от линии развертки,— постоянное
напряжение 0,02 В на выходе детектора. Все верно — детектор выполняет функции
выпрямителя с фильтрующим конденсатором. При изменении входного сигнала
РЧ (переменным резистором R3 в генераторе РЧ) линия будет «плавать» —
подниматься вверх и опускаться вниз. Тот же эффект получится, если повора-
чивать вправо-влево ротор конденсатора переменной емкости нашего детекторного
приемника, настраивая колебательный контур на резонансную частоту или рас-
страивая его. В момент точной настройки на резонансную частоту подъем линии
развертки над средней линией масштабной сетки будет наибольшим, а значит,
наибольшим будет и постоянное напряжение на выходе детектора.
29
Таким образом, осциллограф стал индикатором настройки детекторного при-
емника на частоту радиостанции. Аналогично работают электронные индикаторы
настройки, входным сигналом которых служит постоянная составляющая на
нагрузке детектора.
Установив максимальный выходной сигнал генератора РЧ, подключите вход-
ной щуп осциллографа (он по-прежнему должен работать с открытым входом)
к точке ХТ5 и измените длительность развертки так, чтобы получилась «дорожка»,
аналогичная изображенной на рис. 39, в (она теперь будет со значительно мень-
шим размахом — 0,08 В). Введите резистором R7 в генераторе 34 модуляцию и,
пользуясь соответствующими кнопками длительности и режима развертки, а также
ручками синхронизации, добейтесь показанной на рис. 42, а картины — модули-
рованных колебаний РЧ. Частота модулирующего сигнала — около 1000 Гц
(длительность одного колебания 1 мс). Лучшей устойчивости изображения
удастся добиться при работе осциллографа в режиме внешней синхронизации
от сигнала генератора 34, как это делали ранее.
Переключите входной щуп осциллографа на точку ХТ7 — нижняя половина
изображения пропадет (рис. 42, б), что свидетельствует о нормальной работе
детектора. А теперь подключите параллельно резистору нагрузки конденсатор
С4 — радиочастотная составляющая продетектироваииого сигиала замкнется
через него и иа экране останутся лишь синусоидальные колебания модулирующего
сигиала 34 (рис. 42, в). Такой сигнал можно подавать на головной телефон
(он должен быть высокоомный, например ТОН-2) или на усилитель 34.
Вы, наверное, заметили, что катушка колебательного контура выполнена на
сердечнике с высокой магнитной проницаемостью? По сути дела, это малогаба-
ритная магнитная антенна, аналогичная используемой в переносных транзистор-
ных радиоприемниках. Испытайте ее действие.
Отпаяв конденсатор С1 и проводник, соединяющий колебательный контур
с зажимом ХТ4 генератора РЧ, подключите к точкам ХТ5 и ХТ6 входные щупы
осциллографа и поднесите катушку (конечно, вместе с платой) возможно ближе
к катушке генератора РЧ. На экране осциллографа появятся модулированные
колебания (рис. 42, а), размах которых будет зависеть от расстояния между
катушками и от ориентации «магнитной антенны» (точнее — ферритового стерж-
ня, воспринимающего магнитную составляющую электромагнитного поля) отно-
сительно контура генератора.
В итоге получился простейший радиоприемник. Подключив к нему (вместо
резистора R1) головной телефон ТОН-1 или ТОН-2, можете послушать сигнал
частотой 1000 Гц, выделяемый детектором из радиосигнала. Громкость звука
можно изменять конденсатором переменной емкости приемника, переменным ре-
зистором выходного сигнала генератора РЧ, ориентацией приемника в простран-
стве, а тональность— переменным резистором «Частота» генератора 34.
30
ПРОВЕРЯЕМ РЕФЛЕКСНЫЙ РАДИОПРИЕМНИК
Это, пожалуй, наиболее популярная конструкция среди начинающих радио-
любителей. Подкупает такой приемник своей простотой, небольшим ассортиментом
деталей и сравнительно высокой чувствительностью. Хотя потребляет он от источ-
ника питания немного энергии, громкость звучания малогабаритного головного
телефона достаточна, чтобы прослушивать, скажем, радиостанцию «Маяк» на
расстоянии сотен километров от передающей антенны.
По сравнению с приемником прямого усиления рефлексный обладает, к со-
жалению, недостатком — он сложен в налаживании, более склонен к самовоз-
буждению. И нередко начинающий конструктор остается в унынии, так и не добив-
шись от приемника желаемых результатов. Вот почему разговор пойдет о проверке
и налаживании рефлексного приемника с помощью осциллографа и изготовленных
ранее генераторов 34 и РЧ.
Но сначала о самом приемнике. Лучше всего воспользоваться конструкцией,
разработанной в кружке физико-технического творчества Ишеевской средней
школы под руководством П. П. Головина. Схема приемника приведена на рис. 43.
На ней буквами обозначены контрольные точки, в которых будем просматривать
с помощью осциллографа сигналы и проверять режимы работы транзисторов.
Колебательный контур магнитной антенны WA1, составленный из катушки
индуктивности L1 и конденсаторов Cl, С2, настроен на несущую частоту прини-
маемой радиостанции. Через катушку связи L2 сигнал поступает на усилитель РЧ,
собранный на транзисторах VT1 и VT2. Нагрузкой усилителя для колебаний РЧ
служит катушка 1.3 радиочастотного трансформатора. С ней индуктивно связана
катушка L4, с которой колебания подаются на детектор, выполненный на диоде
VD1. На нагрузке детектора (резистор R5) выделяется сигнал 34, конденсатор С7
фильтрует радиочастотную составляющую продетектированных колебаний.
Через цепь R4C4 сигнал 34 поступает на тот же усилитель из двух транзис-
торов, но теперь нагрузкой его для таких сигналов будет головной телефон BF1 —
из него и слышна радиопередача.
Чтобы принимать радиостанцию «Маяк», длина волны которой равна 547 м
(частота—около 548 кГц), катушка L1 должна содержать 75 витков, a L2 —
8 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,15 мм, намотанных на отрезке стержня
диаметром 8 и длиной 50 мм из феррита 400НН. Предварительно на стержень
надевают бумажный каркас длиной 40 мм. На одном из концов каркаса наматы-
вают виток к витку катушку связи, а на оставшейся поверхности размещают
контурную катушку. Катушки радиочастотного трансформатора наматывают на
кольце типоразмера К7Х4Х2 из феррита 400НН (можно 600HH):L3 содержит
65 витков, а 1.4— 170 витков провода ПЭВ-1 0,1, намотанных равномерно по
всей длине кольца. Конденсатор С1 подбирают в процессе налаживания прием-
ника такой емкости, чтобы приемник оказался настроенным точно на частоту
Рис. 43.
Рис. 44.
31
радиостанции при среднем положении ротора подстроечного конденсатора С2.
Предварительно детали приемника собирают на макетной панели, чтобы
проверить и подобрать (если это понадобится) режимы работы транзисторов,
настроить колебательный контур магнитной антенны, определить правильность
подключения выводов катушек L3, L4. Так же поступите и вы, тем более, что наша
цель не столько собрать готовую конструкцию, сколько познакомиться с про-
исходящими в приемнике процессами и научиться управлять ими.
Входную цепь приемника немного измените (рис. 44) — используйте вместо
подстроечного конденсатора переменный (например, КП-180) и временно уста-
новите конденсатор С1 емкостью 200 пФ. Подсоедините щупы осциллографа к
выводам катушки связи L2, а колебательный контур подключите через конден-
сатор Ссв к зажиму ХТЗ генератора РЧ (зажим ХТ4 можно с контуром не со-
единять) .
Генератор РЧ придется также немного перестроить—ведь он перекрывал
частоты 750... 1500 кГц (длины волн 400...200 м), более высокие по сравнению с
необходимыми для нашего случая. Поэтому параллельно конденсатору переменной
емкости генератора (С2 на рис 32) подключите постоянный конденсатор емкостью
300 пФ и генератор будет перекрывать частоты 500. .680 кГц (600.. 440 м).
Но сразу устанавливать частоту генератора равной частоте выбранной радио-
станции не следует, поскольку при проверке и налаживании приемника будут
помехи от сигналов радиостанции. Поэтому лучше установить более высокую
либо более низкую частоту, скажем, 660 кГц (длина волны 450 м, длительность
одного колебания 1,5 мкс). "Кроме того, колебания генератора должны быть немо-
дулированы (ручка «Амплитуда» на генераторе 34 выведена), а их амплитуда
максимальна.
Теперь все готово к настройке контура магнитной антенны. Питание прием-
ника в этом случае включать не нужно. На осциллографе устанавливают макси-
мальную чувствительность, автоматический режим работы генератора оазвертки,
внутреннюю синхронизацию, открытый или закрытый вход. Плавным вращением
ротора конденсатора переменной емкости приемника добиваются максимального
размаха колебаний (наибольшей высоты «дорожки») на экране осциллографа,
как это делали при проверке работы детекторного приемника. Если это получается
лишь в крайнем положении ротора, изменяют соответственно емкость конденса-
тора С1 (ее уменьшают, если ротор находится в положении минимальной емкости,
и наоборот).
Затем генераторы 34 и РЧ можно временно выкпючить, подать на приемник
питание и проверить режимы работы транзисторов в контрольных точках. «Земля-
ной» щуп осциллографа остается в этом случае подключенным к общему проводу
приемника (минус источника питания), как показано на рис. 44.
Осциллограф по-прежнему работает в автоматическом режиме с открытым
входом, его линию развертки смещают на нижнее деление шкалы (рис. 45) и
устанавливают кнопками входного аттенюатора чувствительность 0,2 В/дел
Далее касаются входным щупом осциллографа вывода базы транзистора VT1
(контрольная точка б). По отклонению линии развертки (рис. 45, б) определяют
напряжение смещения на базе. 3aieM касаются вывода коллектора (точка в)
транзистора и определяют напряжение на нем (рис. 45, в). Зная напряжение
питания (1,5 В), напряжение на коллекторе и сопротивление резистора нагруз-
ки R2, нетрудно подсчитать по закону Ома коллекторный ток транзистора (током
базы, также протекающим через резистор R2, можно пренебречь — он весьма
мал). В данном случае он составит около 0,25 мА, что допустимо для первого
каскада, усиливающего сравнительно слабые сигналы.
Подобные измерения проводят и для второго транзистора, измеряя напря-
жения на его базе (точка г) и коллекторе (точка д). Правда, в последнем случае
чувствительность осциллографа придется установить 0,5 В/дел. Но подсчитать
по результатам измерений коллекторный ток транзистора не удастся, поскольку
разница напряжений источника питания и на коллекторе транзистора на осцил-
лографе практически незаметна. В подобных случаях измеряют падение напря-
жения непосредственно на нагрузке. В нашем варианте «земляной» щуп осцил-
лографа следует подключить к выводу коллектора транзистора VT2 (точка д).
32
а входной щуп к плюсовому выводу источника питания. Установив соответ-
ствующую чувствительность осциллографа, удастся определить падение напряже-
ния на нагрузке--головном телефоне BF1 (катушку L3 можно не учитывать
из-за ее малого омического сопротивления). Оно составит примерно 0,1 В. По-
скольку сопротивление телефона ТМ-2А равно 130 Ом, коллекторный ток тран-
зистора составит 0,1 В : 130 Ом о; 0,77 мА, что также приемлемо для данного
каскада.
Вы, конечно, заметили, что при переключении чувствительности осциллографа,
работающего с открытым входом и подключенного к исследуемой цепи с постоян-
ным напряжением, приходится отключать входной щуп и устанавливать линию
развертки на условный «нуль» отсчета. Чтобы упростить эту операцию, временно
«закройте» вход осциллографа, установите нужную чувствительность, сместите
линию развертки на нужную точку отсчета и только после этого «откройте» вход.
Эта «маленькая хитрость» избавит вас от необходимости отключать входной щуп.
Настало время проконтролировать прохождение сигнала РЧ через каскады
приемника и его детектирование. Но сначала нужно разомкнуть цепь сигнала 34
в точке соединения конденсатора С4 с резистором R4 (помечено на схеме крести-
ком). На колебательный контур магнитной антенны вновь подают немодулиро-
ванный сигнал РЧ, а входной щуп осциллографа подключают к катушке связи
(точка а). Измеряют размах колебаний на резонансной частоте контура. Пред-
положим, что он равен 0,036 В, т. е. 36 мВ (рис. 46, а).
Такой же сигнал должен просматриваться и в точке б (на базе транзистора
VT1). А вот на коллекторе транзистора VT1 (точка в) должен наблюдаться усилен-
ный сигнал (рис. 46, в). Коэффициент усиления каскада нетрудно подсчитать
делением размаха колебаний коллекторного сигнала на размах колебаний базового
сигнала. Результат получится не очень большим (в данном случае около 6), хотя
сам транзистор обладает коэффициентом передачи в несколько десятков единиц.
И, естественно, вы ожидаете такого же усиления сигнала.
Но дело в том, что нагрузкой каскада по переменному току является не
столько резистор R2, сколько входная цепь последующего каскада, обладающая
меньшим сопротивлением. Она и снижает усиление. Хотите в этом убедиться?
Отключите от коллекторной цепи транзистора VT1 конденсатор С5— и размах
колебания в точке в резко возрастет, а значит, возрастет и коэффициент усиления
каскада.
Восстановите соединение конденсатора С5 с коллекторной цепью и подклю-
чите входной щуп осциллографа к выводу базы (точка г) транзистора VT2 —
33
изображение сигнала будет таким же, что и в точке в, что свидетельствует о пере-
даче сигнала с каскада на каскад.
Далее подключите входной щуп осциллографа к выводу коллектора (точка д)
транзистора VT2. Размах колебаний возрастет (рис. 46, д). Делением выходного
сигнала на входной, как и в предыдущем случае, подсчитайте коэффициент уси-
ления каскада. Здесь ои несколько больше, поскольку каскад нагружен иа большее
сопротивление.
Переключив входной щуп иа верхний по схеме вывод катушки L3 (точка е),
увидите, что размах колебаний резко упал (рис. 46, е). Это естественно, поскольку
они замыкаются на общий провод через конденсатор С6 и осциллограф контро-
лирует лишь падение напряжения радиочастоты на этом конденсаторе. Правда,
колебания в этой точке могут быть немного «размытыми» — это недостаток
осциллографа, иногда возбуждающегося при работе на большой чувствитель-
ности (0,01 В/дел).
На катушке 1.4 (точка ж) размах колебаний будет примерно такой же
(рис. 46, ж), что и на коллекторе транзистора VT2, т. е. на катушке L3 (ведь ее
верхний по схеме вывод «заземлен» по радиочастоте через конденсатор С6). А на
нагрузке детектора (точка и) никаких колебаний не будет (рис. 46, и), но зато
появится постоянное напряжение (его удастся обнаружить лишь при открытом
входе осцилографа) — результат работы детектора, как выпрямителя колеба-
ний РЧ.
Bi I, возможно, заметили, что форма колебаний в точке ж несколько изменилась
по сравнению с точкой д и из синусоидальной стала превращаться в треугольную.
К тому же размах колебаний почти не изменился, хотя числа витков катушек
отличаются почти втрое (65 витков у L3 и 170 — у L4). В чем причина? — такой
вопрос вполне может возникнуть у вас.
Давайте разберемся. Катушки L3 и L4 намотаны иа сердечнике с высокой
магнитной проницаемостью. Через катушку L3 протекает хотя и небольшой, но
постоянный ток, создающий в сердечнике магнитный поток, несколько изменяющий
магнитные свойства сердечника. В итоге сердечник быстрее входит в насыщение
и при определенной амплитуде входного сигнала (на катушке L3) понижается
коэффициент трансформации и искажается форма сигнала.
Проверить сказанное нетрудно, наблюдая на осциллографе сигнал в точке ж
и уменьшая входной сигнал генератора РЧ. Размах колебаний будет плавно умень-
шаться с одновременным улучшением формы их. При размахе примерно 1,5 В
колебания станут синусоидальными.
Если теперь подключить входной щуп осциллографа к точке д, увидите, что
размах колебаний здесь стал равным 0,5 В, т. е. коэффициент трансформации
примерно соответствует соотношению витков катушек. Вот теперь можно сказать,
что сердечник не насыщается и радиочастотный трансформатор работает нор-
мально.
Правда, описанного режима в реальных условиях не будет, поскольку сигнал
РЧ никшда не достигнет указанного значения. Мы его получили искусственно,
чтобы удобнее было наблюдать изображение иа экране осциллографа Но если
все же придется встретиться в дальнейшем с подобным явлением в аналогичных
конструкциях, помните о его причине.
Теперь подайте на приемник прежний сигнал, подключите входной щуп осцил-
лографа к коллектору транзистора VT2 (точка д) и введите модуляцию колеба-
ний РЧ (переместите ручку «Амплитуда» генератора 34 в другое крайнее положе
ние). На экране появится типичная
картина модулированных колебаний
(рис. 47, д).
Перенесите входной щуп в точку и
на резистор нагрузки детектора. Здесь
уже будут только колебания 34 (рис. 47,
и) да постоянная составляющая радио-
частотных колебаний (чтобы увидеть
такую картину, нужно использовать ос-
циллограф с открытым входом при авто-
матическом режиме работы развертки).
© ©
Рис. 47.
34
Следует напомнить, что хотя по ходу нашего рассказа не было подробных
указаний о переключении осциллографа из автоматического режима в ждущий,
такие переключения приходится делать довольно часто. Это вы должны были
усвоить раньше во время работы с осциллографом.
Вот теперь можно замкнуть цепь сигнала 34 (соединить выводы конденса-
тора С4 и резистора R4), значительно уменьшить выходной сигнал генератора РЧ
и установить его таким, чтобы звук в телефоне прослушивался без искажений.
Если при замыкании указанной цепи в телефоне сразу появится громкий свистя-
щий звук, свидетельствующий о самовозбуждении приемника, нужно изменить
полярность подключения выводов катушки L4 или L3.
Итак, приемник работоспособен, пора принять передачу выбранной радио-
станции. Отключите от контура магнитной антенны генератор РЧ (и выключите
его), подключите входной щуп осциллографа к коллектору транзистора VT2
и установите наибольшую чувствительность осциллографа (он должен работать
в автоматическом режиме). Поворотом ротора конденсатора переменной емкости
и ориентированием макета приемника (точнее его магнитной антенны) в про-
странстве настройтесь на радиостанцию — на экране в этот момент появится
«дорожка» наибольшей высоты. Переключив осциллограф в ждущий режим и
установив соответствующую длительность развертки, сможете наблюдать на эк-
ране колебания РЧ, которые будут периодически «расплываться» (рис. 47, д),
т. е. модулироваться. В головном телефоне при этом должна быть слышна пере-
дача. Громкость звука (а также размах колебаний, контролируемых в точке д)
можно установить максимальной более точным подбором резисторов Rl, R3, R4.
После этого останется подобрать вместо конденсаторов С1 и С2 на рис. 44
конденсатор такой же емкости и установить его параллельно катушке индуктив-
ности. В случае небольших отклонений емкости от требуемой контур можно более
точно настроить на радиостанцию перемещением ферритового стержня внутри
каркаса с катушками L1 и L2.
Если же в приемнике будет установлен подстроечный конденсатор С2 (см.
рис. 43), емкость конденсатора С1 должна быть на 10... 15 пФ меньше измеренной,
чтобы можно было настраиваться на радиостанцию конденсатором С2 (а также
и сердечником магнитной антенны).
В таком виде, если захотите, можете переносить детали на готовую печатную
плату, делать законченную конструкцию и пользоваться приемником.
ПРОВЕРЯЕМ ПРИЕМНИК ПРЯМОГО УСИЛЕНИЯ
По сравнению с предыдущей конструкцией, приемник прямого усиления, о на-
лаживании которого будет рассказано в этой главе, содержит почти вдвое больше
деталей. Но подобное усложнение конструкции оправдано, ибо заметно упроща-
ется его настройка. Здесь каждый каскад выполняет только одну какую-либо
функцию, поэтому порой для этого достаточно лишь более точно подобрать режимы
транзисторов или уточнить номиналы отдельных деталей.
Структура приемника прямого усиления проста. Сигнал с антенны поступает
на колебательный контур, а с него— на усилитель радиочастоты. Затем следуют
детектор, выделяющий сигнал звуковой частоты, и усилитель звуковой частоты
обеспечивающий нужное усиление и достаточную выходную мощность для работы
динамической голозки. Поэтому работоспособность такого приемника сводится
к проверке его узлов и каскадов—усилителя 34, усилителя РЧ, детектора, а
также к уточнению их режимов для получения оптимальных результатов.
Каждый из подобных узлов и каскадов вы проверяли ранее. Сегодняшняя
работа для вас — своеобразный экзамен, во время которого необходимо закре-
пить полученные ранее знания. А чтобы экзамен не показался трудным, дадим
подробный комментарий выполняемым действиям.
Какой приемник выбрать для демонстрации приемов проверки и налажива-
ния? Взяв простую схему, удалось бы легко выполнить поставленную задачу,
но при этом останутся без объяснения многие вопросы, которые непременно воз-
никнут при отладке более сложной конструкции. Вот почему решено было оста-
35
01 ZOOk. T
ум/
LI LI
чги
01
5...1B0
rz=f=
Одна ,
^> 04 50тхбВ 010200
Ы \о5 Tw
Р] 150 l/jV/fpl	Й®й/= = Ы
С11200мк*ВДВ
ов ois
2к\
V07
KT361B
КТ315В л.
СН
Л7Л5»£
□а/
SE
0,5m ®
$3B £
VJJ1.. „
дав^
’ l/ЛТ
VD3
S>
vn T ^4 <?S
КТ361Б в,, VOBU'iJ
гтЧ?- 40"'-
I
ь—62) адм т-ft
VT6
(л
VT1B
НТВ1ЧА
©
. -Jw
'%15„У.ЮГ КТ315Б
сю МЛ/
200mXB,30\
VTS
тв
VT1C<
КТВ15Л
BM
~BB1
.65
&
У112,шдав 0820МКГ.1ВВ ^COZOUKKIBB
Рис. 48.
новиться на приемнике средней сложности, содержащем немало интересных схемо-
технических решений. Это — известный среди радиолюбителей приемник В. Верю-
тииа, призера мини-конкурса «Юность-105», о котором рассказывалось в де-
кабрьском номере журнала «Радио» за 1987 год.
Выбор на него пал еще и потому, что многие радиолюбители, уже собравшие
этот приемник, хотели бы «просмотреть» его работу покаскадно. Те же из вас,
которые захотят повторить эту конструкцию, могут воспользоваться при ее нала-
живании осциллографом.
Итак, исследуем и налаживаем приемник В. Верютина. Его схема с выносками
контрольных точек приведена на рис. 48. В этих точках будем контролировать
постоянные напряжения и «просматривать сигналы.
Начнем с проверки режима работы транзисторов. Эта процедура поможет
не только убедиться в правильности монтажа и исправности деталей, но и про-
анализировать состояние каждого транзистора. Если, к примеру, на базе какого-то
транзистора окажется весьма малое, по сравнению с эмиттерным, напряжение,
значит транзистор закрыт. Усиливать сигнал каскад с таким режимом работы
транзистора, конечно, не будет.
Проверим режимы транзисторов, начиная с входа приемника. А чтобы изме-
рениям не мешал входной сигнал, который может поступить с колебательного
контура, замкнем перемычкой выводы катушки связи L2 (отключать катушку
нельзя, поскольку через нее поступает напряжение смещения на базу транзистора
VT1). «Земляной» щуп осциллографа подключите к точке б (общий провод при-
емника), а входным щупом касайтесь показанных на схеме точек и измеряйте
напряжение в них. Осциллограф в этом случае работает в автоматическом режиме
развертки, а его переключатель 13 ставят либо в положение закрытого входа
(для установки линии развертки на условный «нуль» отсчета), либо в положение
открытого входа (во время измерения напряжения). По смещению линии и поло-
жению кнопок аттенюатора определяют значение напряжения.
Коснувшись входным щупом осциллографа точки а (база транзистора VT1),
увидите, что напряжение в ией составляет 0,7 В (аттенюатор устанавливают в по-
ложение 0,2 В/дел», а линию развертки смещают предварительно на нижнее
деление масштабной сетки; при подключении входного щупа или переключении
осциллографа в режим открытого входа линия развертки поднимется вверх
на 3,5 деления).
А каково при этом напряжение на эмиттер - первого транзистора? Подключив
входной щуп осциллографа к точке г и установив даже максимальную чувстви-
тельность осциллографа, практически не удастся замерить напряжение — оно
составляет доли милливольта. Значит, напряжение смещения на базе первого
транзистора равно 0,7 В, т. е. транзистор открыт.
Подключая поочередно входной щуп осциллографа к точкам в, д, е, убедитесь.
36
что напряжение в них составляет соответственно 0,7, 0,7 и I В. Значит, транзис-
торы VT2 и VT3 также открыты.
А каковы коллекторные токи каждого из транзисторов? Нетрудно подсчитать
и это, если измерить напряжение в точке ж — оно равно 5,3 В (при напряжении
питания 6 В — его проверяют при подключении входного щупа осциллографа
к плщсовому выводу конденсатора СП). Для первого транзистора ток коллектора
определите делением падения напряжения на резисторе R2 (5,3 В — 0,7 В = 4,6 В)
на сопротивление резистора (15 кОм) —он составит 0,3 мА. Аналогично опре-
делите ток коллектора второго и третьего транзисторов — они равны соответствен-
но 0,97 и 2,15 мА.
Сделайте небольшую проверку. Сложите все полученные значения токов и
помножьте сумму на сопротивление резистора R10— вы получите падение напря-
жения на нем (0,3 + 0,97+2,15 = 3,42 мА; 3,42 мАхО,2 кОм = 0,684 В), которое
почти составит разницу между напряжениями на плюсовых выводах конденсато-
ров СИ и С4 (конечно, без учета весьма малых токов, протекающих через резистор
R6 и детекторную цепь, а также через резистор R8 и базовую цепь транзис-
тора VT4).
По результатам измерений можно сделать вывод, что все транзисторы уси-
лителя РЧ открыты, а через их коллекторные нагрузки протекают токи, доста-
точные для неискаженного усиления сигнала РЧ (коллекторный ток первого
каскада, усиливающего весьма слабый сигнал, может быть небольшим — даже
0,1 мА; коллекторный ток транзисторов последующих каскадов должен воз-
растать).
Переходим к детекторному каскаду. Для улучшения работы диодов VD2,
VD3 при «обработке» слабых сигналов через них пропущен небольшой ток в пря-
мом направлении, иначе говоря, иа диодах образовано начальное смещение.
Измерим его напряжение, подключив входной щуп осциллографа к точке к. На-
пряжение здесь будет 0,1 В. Это напряжение равномерно распределяется между
обоими диодами. В этом нетрудно убедиться, подключив щуп осциллографа к точ-
ке и,— напряжение составит 0,05 В. Может случиться, что линия развертки при
последнем измерении окажется размытой из-за наблюдаемых на экране собствен-
ных шумов усилителя РЧ. Избавиться от них можно временным подключением
конденсатора емкостью 0,01...0,022 мкФ между коллектором транзистора VT3
и общим проводом.
Напряжение в точке л будет такое же, что и в точке к.
Настала очередь усилителя 34. Движок пременного резистора R12 установите
в положение максимальной громкости, т. е. в крайнее левое по схеме. Напряжение
в точке м составит 2.8 В, а в точке н — 3,5 В. Как видите, на базе транзистора VT4
напряжение отрицательно по отношению к эмиттеру, что и требуется для тран-
зистора структуры р-п-р, а разность напряжений составляет 0,7 В, что свидетель-
ствует об открытом транзисторе.
В точке о напряжение будет 0,7 В. т. е. достаточное для нормальной работы
транзистора VT5. А вот в точке и напряжение составит 3,6 В, что на 0,1 В больше
напряжения в точке и. Поделив эту разность на сопротивление резистора R12,
нетрудно определить значение тока, протекающего через эмиттерную цепь тран
зистора VT4. Коллекторный же ток этого транзистора является базовым током
транзистора VT5. А коллекторный ток транзистора VT5 нетрудно подсчитать деле-
нием падения напряжения на резисторе R13 на сопротивление этого резистора
(6 В — 3,5 В = 2,4 В; 2,4 В:2 кОм=1,2 мА). В точке р (база транзистора VT7)
напряжение составит 5,2 В, т. е. на 0,8 В отрицательно по отношению к эмиттеру
транзистора VT7. Значит, этот транзистор также открыт. Открыт и транзистор
VT6, поскольку напряжение на его эмиттере (точка с) 3,1 В, что на 0,5 В ниже
напряжения на базе (в точке п).
Измерением напряжения в точках т (3,7 В), у (2,6 В), х (5,5 В), ц (3,1 В),
ч (0,5 В), ф (0,013 В) нетрудно определить, что у всех транзисторов нормальное
напряжение смещения, обеспечивающее правильный режим их работы. При
определении напряжения в точке ф на экране неизбежно появятся шумы усили-
теля, которые нетрудно убрать перемещением движка переменного резистора в
положение минимальной громкости.
37
Рис. 50.
Далее проверяют работу усилителя
34 подачей на его вход сигнала от гене-
ратора 34. Используем собранный ра-
нее генератор и подключим к его выходу
делитель (рис. 49), а уже с делителя по-
дадим сигнал на вход усилителя — к точ-
кам л и б. Вместо динамической головки
подключим к усилителю эквивалент на-
грузки — резистор RH, а уже к нему подсо-
единим щупы осциллографа. Установим
частоту генератора равной 1000 Гц, а выходной сигнал таким, чтобы наблюдаемый
иа осциллографе сигнал был на грани начала искажений.
Измерим размах колебаний — он получился, например, 3,1 В. Значит, на
эквиваленте нагрузки выделяется мощность примерно 200 мВт (0,2 Вт) — подоб-
ные расчеты приводились ранее. Входной сигнал усилителя при этом составляет
0,026 В (26 мВ) — такова чувствительность усилителя.
Как поданный на усилитель сигнал проходит через каскады? Давайте про-
наблюдаем за ним. Не изменяя положения ручек генератора 34, подключите
входной щуп осциллографа к точке м — базе транзистора VT4. Сигнал здесь
будет точно такой же, что и в точке л (рис. 50). В точке п сигнал будет усиленный
более чем в 20 раз — результат действия транзисторов VT4 и VT5. Но такое на-
блюдается лишь при максимальной громкости, т. е. при установке движка пере-
менного резистора R12 в левое по схеме положение. Когда же движок начнете
перемещать в правое положение, размах сигиала станет плавно падать и в край-
нем положении движка станет равным 0,02 В. Такие же изменения сигнала можно
наблюдать в точке с, в которую подается отрицательная обратная связь с выхода
усилителя. В точках т и у сигнал будет одинакового размаха — около 3,4 В. Далее
следует усиление сигнала по мощности. Причем, как вы знаете, каскад на тран-
зисторах VT8, VT10 усиливает положительные полупериоды сигнала, а каскад на
транзисторах VT9, VTl 1 — отрицательные. Убедиться в сказанном можно, наблю-
дая сигнал в точках х и ч (рис. 50). Правда, форма сигиала здесь искажена, но
соответствующие полупериоды просматриваются четко. Поскольку транзисторы
изменяют фазу сигиала на 180°, в точке х увидите отрицательный полупериод,
а в точке ч — положительный. Затем эти сигналы усиливаются транзисторами
VT10 и VTl 1 и в точке ц «стыкуются». Размах колебаний здесь возрастает до 3,1 В.
Он сохраняется и на эквиваленте нагрузки (точка ф), включенном вместо дина-
мической головки. Если же вместо эквивалента нагрузки включить временно
головку, в ней раздастся громкий звук частотой 1000 Гц.
Установив минимально возможный размах колебаний па эквиваленте на-
грузки, убеждаются в отсутствии «ступеньки» в месте «стыковки» полупериодов.
Но достаточно замкнуть один из диодов смещения VD4 или VD5, как «ступенька»
появится.
Если же «ступенька» сразу будет присутствовать, значит, диоды не обеспе-
чивают нужного напряжения смещения, и их придется подобрать. Проанализи-
ровать достаточность смещения вы сможете самостоятельно, измерив с помощью
осциллографа напряжения на базах транзисторов VT8, VT9 и сравнив их с на-
пряжением в общей точке (ц).
38
Закончив проверку усилителя 34, переходите к усилителю РЧ и детектору
Проволочную перемычку с выводов катушки связи L2 снимите, а к точке е под-
ключите входной щуп осциллографа. Чувствительность осциллографа можеге
установить равной 0,5 В/дел или 0,2 В/дел. Поворачивая ручку конденсатора
переменной емкости, сможете наблюдать на экране осциллографа появление
«дорожек» — это сигналы принимаемых радиостанций, работающих в диапазо-
не СВ. Примерно в среднем положении ручки настройки выберите участок, в кото-
ром сигнал радиостанции отсутствует.
Поднесите к магнитной антенне приемника проводник, соединенный через
конденсатор небольшой емкости (6...10 пФ) с выходным зажимом генератора РЧ
(рис. 51), работающего в диапазоне СВ. Кроме того, колебания генератора
должны быть модулированы сигналом частотой 1000 Гц. Перестройкой генератора
РЧ добейтесь совпадения его частоты с резонансной частотой колебательного
контура приемника. Иначе говоря, добейтесь максимальной ширины «дорожки»
на экране осциллографа. А затем ручками длительности развертки и синхрониза-
ции осциллографа получите на экране изображение модулированных колебаний
(рис. 52, е). Размах их может достигать 1 В. В точке д размах составит 0,1 В,
а в точке в — 0,012 В (12 мВ). Измерить уровень входного сигнала в точке а не
удастся — недостаточна чувствительность осциллографа.
Затем входной щуп осциллографа переносят в точку к и проверяют работу
детектора— на экране осциллографа появятся колебания 34 (рис. 52, к) разма-
хом 0,12 В. Такие же колебания будут и на входе усилителя 34 — в точке л, но
размах колебаний упадет вдвое. Это объяснимо, поскольку между детектором
и входом усилителя включена фильтрующая цепочка R7C6, на которой н падает
часть сигнала. Нетрудно увидеть, что оставшегося сигнала (0,06 В) вполне до-
статочно для работы усилителя 34, обладающего чувствительностью 0,026 В.
«Излишки» же сигнала во избежание перегрузки усилителя гасят с помощью
регулятора громкости. В этом нетрудно убедиться, подключив входной щуп осцил-
лографа к эквиваленту нагрузки — в точку ф.
А как быть, если сигнала РЧ в точке е не будет? Тогда придется проверить
работу усилителя РЧ покаскадно, подключая входной щуп поочередно к точкам
в, д, е и анализируя каждый раз усилительные способности каскада (сравнением
размаха входного и выходного сигналов).
Нелишне убедиться в действии резистора R3 — ведь его сопротивление на-
столько мало (0,2 Ома), что возникает сомнение в целесообразности применения.
Наблюдая сигнал (или шум в отсутствии сигнала) в точке е или и, замкните вы-
воды резистора. Уровень сигнала несколько возрастет. Значит, обратная связь
через этот резистор действует. Иногда усилитель РЧ работает устойчиво и без
резистора R3, но при появлении самовозбуждения усилителя, а значит, и при-
емника в целом, резистор необходим.
Выключив генератор РЧ и подключив входной щуп осциллографа к точке к,
настройте приемник на какую-нибудь радиостанцию. На экране осциллографа
будут наблюдаться всплески хаотических сигналов — результат выделения де-
Рис. 52.
39
Рис. 53.
Рис. 54.
тсхюром колебаний 34. С помощью ру-
чек длительности развертки и синхрони-
зации осциллографа удастся «остано-
вить» сигнал и убедиться, что он состоит	.	Л
из множества колебаний синусоидальной	\В_)
формы (рис. 52. к) разной частоты, кото-
рые сравнительно быстро сменяют друг друга. Это и есть состав звука разговорной
речи или музыкального произведения.
Вот теперь, когда проверены все узлы приемника по осциллографу, можно
подключить динамическую головку и принимать передачи радиостанций. Рабо-
чий диапазон приемника нетрудно проверить и при необходимости подстроить
известным вам способом, о котором рассказывалось ранее.
Следует заметить, что аналогично проверяют каскады любых других при-
емников прямого усиления. Главное, повторяем, придерживаться описанной по-
следовательности — проверка режимов транзисторов по постоянному току, про-
верка усилителя 34, проверка усилителя Р4 и детектора, проверка работы при-
емника в целом. Только в этом случае удастся быстро обнаружить неисправный
(или неправильно смонтированный) каскад, устранить неисправность и наладить
приемник. Постарайтесь убедиться в этом сами.
СЛОВО О КАТУШКЕ ИНДУКТИВНОСТИ
В радиолюбительской практике она встречается довольно часто: в виде
элемента колебательного контура, обмотки дросселя или трансформатора, зву-
ковой катушки динамической головки, обмотки электромагнитного реле. В одном
случае катушку приходится подбирать по ее индуктивности, в другом оценка
идет по добротности качеству изготовления катушки, в третьем нужно учиты-
вать резонансную частоту колебательной системы.
Конечно, для определения этих параметров существуют промышленные и
самодельные измерительные приборы, ио они либо сложны в повторении, либо
недоступны для начинающего радиолюбителя. Вот почему имеет смысл восполь-
зоваться для контроля указанных параметров нашим осциллографом. Правда,
понадобятся еще генератор звуковой частоты и генератор радиочастоты — в за-
висимости от индуктивности исследуемой катушки.
Познакомимся вначале с методикой определения индуктивности катушки.
Возьмем, к примеру, унифицированный выходной трансформатор ТВК-110ЛМ
кадровой развертки телевизора и исследуем его первичную обмотку (выводы
1 и 2). Заранее зная, что придется иметь дело с катушкой сравнительно большой
индуктивности, соберем измерительный комплекс из осциллографа и генератора
34 (рис. 53). «Земляной» щуп осциллографа и общий зажим (или гнездо) гене-
ратора соедините вместе, а входной щуп осциллографа подключите к выходному
40
(ажиму генератора. Между входным щупом и гнездом «ВХОД X» осциллографа
включите переменный резистор R1 сопротивлением 10 кОм.
Осциллограф должен работать в автоматическом режиме (кнопка «АВТ.—
ЖДУЩ.» отпущена) с разверткой от внешнего сигнала (кнопка «РАЗВ.—ВХ.Х»
нажата) при любом входе (открытом или закрытом) и наименьшей чувствитель-
ности (50 В/дел). Выходной сигнал генератора может быть 2...3 В, частота
100.:. 1000 Гц. При этих условиях на экране осциллографа появится горизонталь-
ная линия (рис. 54, а), длину которой следует установить переменным резистором
R1 равной примерно четырем делениям.
Затем сигнал с гнезда «ВХОД X» снимают и подбором чувствительности
осциллографа добиваются появления вертикальной линии такой же длины
(рис. 54, б).
Далее вновь подают сигнал на гнездо «ВХОД X» и регулировкой (в небольших
пределах) амплитуды сигнала генератора 34, а также перемещением движка
переменного резистора добиваются прямой линии, наклоненной точно под углом
45° к линии развертки (рис. 54, в). Вот теперь осциллограф готов к измерениям.
В разрыв провода, соединяющего переменный резистор с гнездом «ВХОД X»,
включите последовательный колебательный контур, состоящий из конденсатора С1
емкостью 0,5 мкФ и первичной обмотки трансформатора Т1. В зависимости от
частоты генератора 34 на экране осциллографа может появиться изображение
эллипса, наклоненного ближе к вертикальной (рис. 54, г) или горизонтальной
(рис. 54, д) оси. Плавно изменяя частоту генератора, добиваются прямой линии
(рис. 54, е), свидетельствующей о равенстве фаз сигналов, поступающих на входы
усилителей каналов осциллографа, а значит, о соответствии резонансной частоты
проверяемого контура частоте генератора. Небольшая расстройка частоты гене-
ратора будет сопровождаться появлением на экране эллипса вместо прямой, что
подтвердит точное нахождение резонансной частоты. А чтобы наверняка избежать
ошибки, следует добиваться прямой линии при перестройке частоты генератора от
самой нижней, скажем, 20 Гц, в сторону увеличения.
Индуктивность первичной обмотки трансформатора теперь можно опреде-
лить по формуле
L = 25300/f2C,
где L—индуктивность катушки, Гн; 1 частота генератора, Гц; С — емкость
конденсатора, мкФ. Поскольку при проверке обмотки трансформатора резонанс
наступил иа частоте 60 Гц, нетрудно подсчитать, что индуктивность обмотки со-
ставляет 14 Гн, что соответствует указанному в паспорте на трансформатор зна-
чению (15±3 Гн в зависимости от тока через обмотку).
Совсем не обязательно использовать в контуре конденсатор указанной емкос-
ти (0,5 мкФ), тем более при проверке обмотки неизвестной индуктивности. Вклю-
чайте поочередно конденсаторы разной емкости (например. 1 мкФ, 0,5 мкФ,
0,1 мкФ, 0,01 мкФ) н делайте замеры. В любом варианте результат замера должен
быть неизменным. Только при одной емкости момент резонанса более выражен, чем
при другой. Предлагаем вам убедиться в этом, проведя эксперименты по измере-
нию индуктивности не только первичной, но и вторичных обмоток (выводы 3 и 4—5,
3 и 6, 4—5 и 6).
По мере уменьшения индуктивности проверяемой катушки, когда резонанс
наступает на частотах в единицы килогерц, получить прямую линию не удается —
ее заменяет наиболее узкий эллипс. Поэтому проверку катушек малой индуктив-
ности удобнее проводить по другой методике, когда катушку (L1 на рис. 55, а)
совместно с контурным конденсатором Ск подсоединяют к генератору Р4 через
конденсатор С1 небольшой емкости, а параллельно получившемуся колебатель-
ному контуру подключают (через конденсатор С2 также небольшой емкости)
входные щупы осциллографа. Выходной сигнал генератора и чувствительность
осциллографа устанавливают такими, чтобы на экране была небольшая по длине
вертикальная линия (рис. 55, б). Осциллограф работает, как и в предыдущем
случае, в автоматическом режиме с разверткой от внешнего сигнала, но на гнездо
«ВХОД X» сигнала не подают.
41
Рис. 56.
Изменяя частоту сигнала генератора РЧ, находят такое ее значение, при
котором размах вертикальной линии будет наибольшим (рис. 55, в). При подходе
к резонансной частоте по мере увеличения длины линии снижают чувствительность
осциллографа.
Отсчитав по шкале генератора РЧ значение резонансной частоты, определяют
по вышеприведенной формуле индуктивность катушки, подставляя в нее частоту
в МГц, контурную емкость в пФ (индуктивность получается в мкГн).
Контурный конденсатор может быть разной емкости (от 50 до 500 пФ)
это зависит от индуктивности катушки Подключая к катушке разные контурные
конденсаторы, проведите замеры и сравните результаты. Не удивляйтесь, если
они будут несколько отличаться друг от друга. Причина в том, что при разных
контурных конденсаторах будет и разное влияние емкостей измерительных цепей
(подключенных через конденсаторы С1 и С2 генератора и осциллографа) на об-
щую емкость колебательного контура. Чем больше емкость контурного конденса-
тора, тем меньше влияние указанных цепей.
При проверке и налаживании усилителей РЧ и-ли ПЧ, входных цепей при-
емников, полосовых фильтров и других узлов с катушками индуктивности бывает
важно знать добротность контура (а значит, добротность катушки) и полосу его
пропускания. Эти параметры можно «просмотреть» на экране осциллографа и
сразу же по изображению вычислить их значение.
Как это сделать, показано на рис. 56. Для примера взята магнитная антенна
«карманного» радиоприемника. Ее колебательный контур составлен катушкой
индуктивности L1 и конденсатором переменной емкости С„ Катушка содержит
85 витков провода ПЭВ-1 0.15, намотанных виток к витку на стержне диаметром
8 и длиной 80 мм из феррита 600НН (можно 400НН). Конденсатор С« — КП-180
(с изменением емкости от 5 до 180 пФ).
Через конденсатор С2 к контуру подключены входные щупы осциллографа,
а через С1 подано пилообразное напряжение развертки с гнезда, расположенного
на задней стенке осциллографа. В результате во время резкого спада напряжения
«пилы» (в конце ее) колебательный контур возбуждается и становится генера-
тором, вырабатывающим синусоидальные колебания частотой, равной резонансной
частоте контура. Но поскольку на контур поступает импульсное напряжение, его
колебания после возбуждения постепенно затухают и вскоре прекращаются.
Чем больше добротность контура, тем дольше будут продолжаться колебания.
Поэтому достаточно взглянуть на характер затухающих колебаний, чтобы дать
оценку контуру.
Итак колебательный контур L1CK подключен к осциллографу, который в дан-
ном случае должен работать в автоматическом режиме (кнопки «АВТ.—ЖДУЩ»,
«ВНУТР.—ВНЕШН », «РАЗВ.—ВХ.Х» отжаты) при максимальной длине линии
развертки, длительности развертки, например, 50 мкс/дел. и чувствительности,
скажем, 0,05 В/дел. Тогда на экране удастся увидеть изображение затухающих
колебаний, показанное на рис. 57, а. Изменением длительности развертки «растя-
ните» изображение настолько, чтобы были видны начальные колебания (рис. 57, б)
Форма их синусоидальная, но с каждым последующим периодом амплитуда ко-
лебаний падает.
Повернув ротор конденсатора переменной емкости в положение максималь-
ной емкости, «растяните» изображение настолько, чтобы можно было наблюдать
колебание, вдвое меньшее но амплитуде в сравнении с первоначальным (рис. 57, в).
Подсчитайте число периодов до этого колебания и определите добротность кон-
тура на дайной частоте по формуле
Q=N/0,22,
где Q — добротность контура; N — число подсчитанных периодов.
В показанном на рис. 57, в примере добротность составит 45.
Перестроив контур конденсатором переменной емкости на наиболее коротко-
волновый участок (соответствует минимальной емкости конденсатора), вновь
определите добротность. Результат получится более высокий по сравнению с
предыдущим из-за некоторого уменьшения потерь в конденсаторе и увеличения
индуктивного сопротивления катушки.
Дальнейшее повышение добротности наблюдается при уменьшении емкости
конденсаторов связи С1 и С2, но одновременно уменьшается и размах наблюда-
емых на экране колебаний.
Может случиться, что добротность контура будет весьма высокой и подсчи-
тать число периодов до нужного колебания не удастся — настолько плотно «вы-
строятся» колебания. В этом случае поступают так, как показано на рис. 57, г,—
«растягивают» изображение настолько, чтобы можно было заметить уменьшение
амплитуды колебания всего лишь до 0,8 первоначального значения. И тогда,
подсчитав число периодов до этого колебания, подставляют в формулу другой
коэффициент — 0,071 (вместо 0,22).
Определив добротность, можете измерить частоту резонансных колебаний
известным вам способом (по длительности периода одного колебания) и подсчи-
тать полосу пропускания контура по формуле
Af = fo/Q,
где Af — полоса пропускания, кГц; fo — резонансная частота, кГц; Q — доброт-
ность.
Освоив предложенную методику, вы сможете провести немало интересных
экспериментов, например, по изучению влияния на добротность числа витков
катушки связи магнитной антенны и входного сопротивления первого каскада
Рис. 57.
Рис. 58.
43
усилителя РЧ. Наблюдения за добротностью помогут подобрать наиболее опти-
мальный режим работы «высокоомного» усилителя РЧ при непосредственном
подключении к нему колебательного контура магнитной антенны. Не менее полез-
ными окажутся измерения добротности при самостоятельной разработке магнит-
ной антенны для данного перекрытия диапазона волн — ведь на добротности
сказывается и магнитная проницаемость ферритого сердечника, и число витков
катушки, и диаметр провода.
Еще раз подчеркнем, что описанная методика измерений пригодна не только
для магнитной антенны, а практически для любого колебательного контура.
И еще об одном варианте «индуктивных» измерений. Как известно, любая
динамическая головка обладет своей резонансной частотой, которую необходимо
знать при изготовлении громкоговорителя или акустической системы. Чтобы из-
бежать ошибки, а также проконтролировать результат согласования динамичес-
кой головки с акустическим объемом корпуса громкоговорителя, нужно предва-
рительно более точно определить резонансную частоту головки. Здесь также
поможет осциллограф, но в паре с генератором 34, желательно с большой выход-
ной мощностью (не менее 2 Вт). Соединяют их так, как показано иа рис. 58, а.
Выходной сигнал генератора 34 поступает на цепочку из последовательно
соединенных резистора R1 и динамической головки ВА1. Параллельно головке
подключены входные щупы осциллографа, а «земляное» гнездо (или зажим)
генератора соединено с гнездом «ВХОД X» осциллографа. Такое подключение
осциллографа позволяет наблюдать фазовый сдвиг между током и напряжением
в цепи звуковой катушки головки и фиксировать момент резонанса.
Сопротивление резистора R1 должно быть в 20...30 раз больше сопротивления
звуковой катушки, чтобы амплитуда тока в цепи катушки оставалась постоянной —
тогда наряду с фазой и частотой резонанса удастся определять амплитуду напря-
жения иа катушке.
Последовательность работы напоминает вышеописанную процедуру измере-
ния индуктивности катушек. Осциллограф работает в автоматическом режиме
с разверткой от внешнего сигнала. Выходной сигнал генератора и чувствитель-
ность осциллографа устанавливают такими, чтобы при частоте генератора 200...
500 Гц на экране осциллографа был виден эллипс (рис. 58, б) с наклоном к линии
развертки примерно в 45°.
Затем перестраивают частоту генератора в сторону нижних частот до полу-
чения прямой линии (рис. 58, в). Получившаяся при этом частота генератора
будет соответствовать резонансной частоте динамической головки.
О ЧЕМ ПОВЕДАЛ ПРЯМОУГОЛЬНЫЙ ИМПУЛЬС
Разве может о чем-то поведать импульс? — скажете вы. Импульс он и есть
импульс, разве только прямоугольной формы. Но в том-то и дело, что если исполь-
зовать прямоугольный импульс в качестве контрольного сигнала и подавать его,
например, иа вход усилителя 34, то по форме выходного сигнала можно сразу же
оценить работу усилителя и назвать его недостатки — малую полосу пропуска-
ния, недостаточное усиление на низших или высших частотах, самовозбуждение
в какой-то области частот.
А возьмите широкополосный делитель напряжения, используемый, например,
в самодельных измерительных приборах или осциллографах. «Пропущенный»
через него прямоугольный импульс подскажет точные параметры деталей, необ-
ходимые для получения неизменного коэффициента деления сигнала в широком
диапазоне частот.
Чтобы сказанное стало понятно, давайте сначала познакомимся с некоторыми
параметрами импульсного сигнала, которые нередко упоминаются в описаниях
различных генераторов, устройств автоматики и вычислительной техники. Для
примера на рис. 59, а показан «внешний вид» несколько искаженного (по сравне-
нию с прямоугольным) импульса, чтобы нагляднее были видны его отдельные
части.
Один из параметров импульса— его амплитуда (Пмакс), наибольшая высота
44
Рис. 59.
[15МКМ5В
---\*50Гц“
UB1 К155ЛАЗ
ВОЛЛ
5А2~
Рис. 60.
КВыВ.Н ~
Ж VT1
ВТ315А
02"~2Щ
O.IZMB
№
XTZ^
г
ж/ ш.г ши.з
RZ1K
R3
___	ПО
RI* /л „Амплитуда"
ВВыВ.7 Ш11 •—-----
GBt T
ХП^
импульса без учета небольших выбросов. Продолжительность нарастания импуль-
са характеризует длительность фронта тф, а убывания — длительность спада тс.
Продолжительность же «жизни» импульса определяет длительность ти — время
между началом и концом импульса, отсчитываемое обычно на уровне 0,5 ампли-
туды (иногда на уровне 0,7).
Вершина импульса может быть плоской, с завалом или подъемом. У прямо-
угольного импульса вершина плоская, а фронт и спад настолько крутые, что
определить их длительность по осциллографу не удается.
Импульсный сигнал оценивают еще и скважностью, показывающей соотно-
шение между длительностью импульса и периодом следования импульсов. Скваж-
ность — частное от деления периода на длительность. В показанном на рис. 59, б
примере скважность равна 3.
Вот теперь, после краткого знакомства с импульсом и его параметрами,
построим генератор прямоугольных импульсов, необходимый для последующих
экспериментов. Он может быть выполнен как на транзисторах, так и на микро-
схемах. Главное, чтобы генератор выдавал импульсы с крутыми фронтами и спа-
дами, а также с возможно более плоской вершиной. Кроме того, для наших целей
скважность должна находиться в пределах 2...3, а частота следования импульсов
составлять в одном режиме примерно 50 Гц, а в другом — 1500...2000 Гц. Чем
вызваны частотные требования, вы узнаете позже.
Наиболее просто обеспечить поставленные требования может генератор на
микросхеме и транзисторе (рис. 60) Он содержит немного деталей, работоспо-
собен при снижении напряжения питания до 2,5 В (при этом падает в основном
амплитуда сигнала) и позволяет получить выходные импульсы амплитудой до
2,5 В (при указанном напряжении питания) при скважности 2,5.
Собственно сам генератор выполнен на элементах DD1.1 — DD1.3 по извест-
ной схеме мультивибратора. Частота следования импульсов зависит от сопротив-
ления резистора R1 и емкости конденсатора, подключенного в данный момент
переключателем SA1. В показанном на схеме положении подвижного контакта
переключателя к генератору подключен конденсатор С1, поэтому импульсы на
выходе генератора (вывод 8 элемента DD1.3) следуют с частотой 50 Гц (период
следования 20 мс). Когда подвижный контакт переключателя будет поставлен
в нижнее по схеме положение, подключится конденсатор С2 и частота следования
станет равной примерно 2000 Гц (период следования 0,5 мс).
Далее импульсный сигнал поступает через резистор R2 иа эмиттерный повто-
ритель, выполненный на транзисторе VT1. С движка переменного резистора R3,
являющегося нагрузкой повторителя, сигнал подается иа выходной зажим ХТ1.
В итоге с зажимов ХТ1 и ХТ2 можно снимать прямоугольные импульсы ампли-
тудой от нескольких десятков милливольт до единиц вольт. Если по каким-либо
причинам даже минимального сигнала окажется в избытке (например, при про-
верке весьма чувствительного усилителя), выходной сигнал можно уменьшить
либо включением между верхним по схеме выводом резистора R3 и эмиттером
транзистора постоянного резистора сопротивлением 1...3 кОм, либо применением
внешнего делителя напряжения.
Несколько слов о деталях. В генераторе могут работать элементы И-НЕ других
микросхем серий К155 (скажем, К155ЛА4), а также любой транзистор серии
45
КТ315. Конденсатор Cl — К50-6 или другой, рассчитанный на напряжение не
ниже 10 В; С2 — любой, возможно меньших габаритов. Резисторы— МЛТ-0,125
и СП-1 (R3), источник питания — батарея 3336. Потребляет генератор менее
15 мА, поэтому такого источника хватит надолго.
Поскольку деталей в генераторе немного, нет нужды давать чертеж печатной
платы — разработайте ее самостоятельно. Плату с деталями и источник питания
укрепите внутри корпуса (рис. 61), а на его передней стенке разместите переклю-
чатель диапазонов, выключатель питания, переменный резистор и зажимы.
Следующий этап— проверка и налаживание генератора с помощью нашего
осциллографа. Входной щуп осциллографа подключите к выходу 8 микросхемы,
а «земляной»— к общему проводу (зажим ХТ2). Осциллограф работает пока в
автоматическом режиме (кнопка «АВТ.—ЖДУЩ.» отжата), синхронизация —
внутренняя, вход — открытый (чтобы исключить искажения сигнала, следующего
с низкой частотой). Входным аттенюатором осциллографа можно установить
чувствительность, скажем, 1 В/дел., а переключателями длительности развертки
длительность 5 мс/дел.
После подачи питания на генератор и установки переключателя SA1 в пока
занное на схеме положение, на экране осциллографа появится изображение в виде
двух параллельных линий (рис. 62, а), составленных перемещающимися «штри-
хами». Так выглядит иесинхронизированное изображение импульсного сигнала.
Достаточно теперь перевести осциллограф в ждущий режим (нажать кнопку
«АВТ.—ЖДУЩ ») и установить синхронизацию от положительного сигнала по-
воротом ручки «СИНХР.» в крайнее по часовой стрелке положение, чтобы изобра-
жение на экране «остановилось» (рис. 62, б). Если изображение немного подерги-
вается, добейтесь лучшей синхронизации его ручкой регулировки длины развертки.
Определите длительность периода повторения импульсов и, если это необ-
ходимо, установите ее равной 20 мс подбором резистора R1.
Измерить точно период при установленной длительности развертки затруд-
нительно, поэтому воспользуйтесь простым приемом. При данной синхронизации
установите длительность развертки равной 2 мс/дел. На экране должно появиться
более растянутое изображение импульса (рис. 62, в), длина вершины которого
составит примерно 3,5 деления, т. е. длительность импульса будет равна 7 мс.
Затем при этой же длительности развертки установите синхронизацию отри-
цательным сигналом, повернув ручку «СИНХР.» в крайнее положение против
часовой стрелки. На экране увидите изображение паузы (рис. 62, г), поскольку
развертка осциллографа запускается теперь спадом импульса. Длина линии
6,5 деления, значит, длительность паузы равна 13 мс. Сумма длительностей им-
пульса и паузы составит значение периода повторения импульсов (20 мс).
Аналогично проверьте работу генератора на втором диапазоне, установив
подвижный контакт переключателя в нижнее по схеме положение («2 кГц»),
46
Рис. 63.
Длительность развертки осциллографа в этом случае установите равной, напри-
мер, 0,1 мс/дел. Период следования импульсов на этом диапазоне должен соста-
вить 0,5 мс, что соответствует частоте повторения 2000 Гц. Подстраивать в гене-
раторе ничего не нужно, поскольку точность частоты на этом диапазоне особой
роли не играет. В случае же значительного отклонения частоты от указанной ее
можно изменить подбором конденсатора С2.
После этого переключите входной щуп осциллографа на зажим ХТ1 и про-
верьте действие регулятора амплитуды выходного сигнала— переменного резис-
тора R3. Вы наверняка обратите внимание, что при установке движка переменного
резистора в верхнее по схеме положение максимальная амплитуда импульсов
будет несколько меньше, чем на мультивибраторе. Объясняется это действием
эмиттерного повторителя, коэффициент передачи которого меньше единицы (для
сравнительно низкоомного сопротивления нагрузки — 470 Ом он приближается
к 0,8) .
Генератор готов, можно проводить эксперименты. Начнем с проверки дей-
ствия на импульс простых RC-цепей: дифференцирующей и интегрирующей.
Сначала подключите к выходу генератора дифференцирующую цепь, составлен-
ную из конденсатора и переменного резистора (рис. 63). Движок резистора по-
ставьте в нижнее по схеме положение, а на генераторе установите диапазон
«50 Гц» и максимальную амплитуду выходного сигнала. При этом на экране ос-
циллографа (он работает в ждущем режиме с синхронизацией от положительного
сигнала, длительность развертки — 5 мс/дел., чувствительность—1 В/дел.)
увидите изображение импульсов со скошенной вершиной (рис. 64, а). Нетрудно
заметить, что импульс как бы опустился по линии спада, из-за чего увеличился
размах изображения.
Искажения импульса будут расти, а размах изображения увеличиваться
при перемещении движка переменного резистора вверх по схеме. Уже при сопро-
тивлении резистора около 4 кОм размах практически достигнет удвоенной ампли-
туды импульса (рис. 64, б), а при дальнейшем уменьшении сопротивления (до
1 кОм) от импульса останутся лишь остроконечные пики на месте фронта и
спада. Иначе говоря, в результате дифференцирования из прямоугольного им-
пульса удастся получить два остроконечных — положительный (по фронту) и
отрицательный (по спаду).
Кроме того, дифференцирование позволяет «укоротить» импульс по времени —
ведь длительность импульса измеряют по уровню 0,5 его амплитуды, а на этом
уровне ширина импульса плавно изменяется при повороте ручки переменного
резистора.
Дифференцирующие свойства цепи зависят от частоты повторения импульсов.
Достаточно переставить переключатель диапазона генератора в положение
«2 кГц» — и скос вершины практически пропадает. Импульсы, следующие с такой
частотой, наша дифференцирующая цепочка пропускает практически без иска-
жений. Чтобы получить тот же эффект, что и в предыдущем случае, емкость кон-
денсатора должна быть уменьшена до 0,01 мкФ.
А теперь поменяйте детали местами (рис. 65) — получится интегрирующая
цепочка. Поставьте движок переменного резистора в крайнее левое по схеме
положение, т. е. выведите сопротивление резистора. Изображение сигнала оста-
нется практически таким же, что и на выходе генератора до подключения це-
47
почки. Правда, спад импульсов станет слегка изогнутым — результат разрядки
конденсатора, успевающего зарядиться во время импульса.
Начинайте плавно перемещать движок резистора вправо по схеме, т. е. вво-
дить сопротивление резистора. Сразу же фронт импульса и спад начнут скруг-
ляться (рис. 66, а), амплитуда сигнала падать. При максимальном сопротивлении
резистора наблюдаемый сигнал станет походить на пилообразный (рис. 66, б).
В чем суть интегрирования? С момента появления фронта импульса конден-
сатор начинает заряжаться, а по окончании импульса — разряжаться. Если
сопротивление резистора или емкость конденсатора малы, конденсатор успевает
зарядиться до амплитудного значения сигнала и тогда «заваливается» лишь
фронт и часть вершины импульса (рис. 66, а). В этом случае можно сказать, что
постоянная времени интегрирующей цепи (произведение емкости на сопротивле-
ние) меньше длительности импульса. Если же постоянная времени соизмерима
или превышает длительность импульса, конденсатор не успевает зарядиться пол-
ностью во время импульса и тогда амплитуда сигнала на нем падает (рис. 66, б).
Конечно, характер интегрирования зависит не только от длительности импульсов,
но и частоты их повторения.
Чтобы убедиться в сказанном, вновь выведите сопротивление резистора,
установите на генераторе диапазон «2 кГц» и соответственно измените длитель-
ность развертки осциллографа. На экране предстанет картина уже проинтегри-
рованных импульсов (рис. 66, в). Это результат «взаимодействия» сопротивления
эмиттериого повторителя и емкости конденсатора. Введите хотя бы небольшое
сопротивление переменным резистором — и вы увидите на экране осциллографа
сигнал треугольной формы (рис. 66, г). Амплитуда его мала, поэтому придется
увеличить чувствительность осциллографа. Не правда ли, отчетливо видна лиией
ность процесса зарядки и разрядки конденсатора?
В этом примере постоянная времени интегрирующей цепи намного превышает
длительность импульса, поэтому конденсатор успевает заряжаться лишь до весьма
малого напряжения.
Пришло время поговорить о практическом использовании прямоугольных
импульсов, например, для оценки работы усилителя звуковой частоты. Правда,
подобный способ пригоден для своеобразного экспресс-аналнза и не дает всеобъ-
емлющей картины амплитудно-частотной характеристики усилителя. Но он позво-
ляет объективно оценивать способность усилителя пропускать сигналы тех или
иных частот, устойчивость к самовозбуждению, а также правильность выбора
деталей междукаскадных связей.
Принцип проверки прост: на вход усилителя подают сначала прямоугольные
импульсы с частотой следования 50 Гц, а затем — 2000 Гц, а на эквиваленте
нагрузки наблюдают форму выходного сигнала. По искажениям фронта, вершины
или спада судят о характеристике усилителя и его устойчивости работы.
Для примера можете исследовать усилитель 34 с темброблоком (либо другой
широкополосный усилитель). Его соединяют с генератором и осциллографом в
48
Рис. 67.
Рис. 68.
соответствии с рис. 67. Переключатель диапазонов генератора устанавливают
в положение «50 Гц», а выходной сигнал таким, чтобы при максимальном усилении
усилителя и примерно средних положениях ручек регуляторов тембра амплитуда
сигнала на эквиваленте нагрузки соответствовала номинальной выходной мощнос-
ти, например, 1,4 В (для мощности 0,2 Вт при сопротивлении нагрузки 10 Ом).
Картина на экране осциллографа, подключенного к эквиваленту нагрузки, может
соответствовать показанной на рис. 68, а, что будет свидетельствовать о недоста-
точной емкости разделительных конденсаторов между усилительными каскадами
или конденсатора на выходе усилителя, если через него подключена нагрузка.
Чтобы убедиться, скажем, в последнем предположении, достаточно перенести
входной щуп осциллографа непосредственно на выход усилителя — до раздели-
тельного конденсатора. Если скос вершины уменьшится (рис. 68, б), значит вывод
верен и для лучшего воспроизведения нижних частот емкость конденсатора сле-
дует увеличить.
Аналогично просматривают изображения импульсов до и после разделитель-
ных конденсаторов между каскадами усилителя и обнаруживают тот, емкость
которого недостаточна.
Если усилитель вообще плохо пропускает низшие частоты, могут наблю-
даться на экране осциллографа узкие пики на месте фронта и спада импульсов,
как это было при сильном дифференцировании.
Но более полная картина состояния усилителя получается при подаче на его
вход импульсов частотой 2000 Гц. Считается, что фронт и спад отражают прохож-
дение высших частот звукового диапазона, а вершина — низших.
Если в усилителе все в порядке и он равномерно пропускает сигнал в широкой
полосе частот, то выходной импульс (сигнал на эквиваленте нагрузки) будет
соответствовать по форме входному (рис. 69, а). В случае «завала» фронта и
спада (рис. 69, б) можно считать, что на высших частотах уменьшилось усиление.
Еще большее снижение усиления на этих частотах зафиксирует изображение,
приведенное на рис. 69, в.
Возможны и многие другие варианты: падение усиления на низших частотах
(рис. 69, г), некоторое повышение усиления на низших частотах (рис. 69. д), па-
дение усиления на низших и средних (провал в вершине) частотах (рис 69, е),
мала постоянная времени межкаскадиых связей (рис. 69, ж) — обычно мала
емкость переходных конденсаторов, подъем усиления иа низших (рис. 69, з) или
высших (рис. 69, и) частотах, снижение усиления в каком-то узком диапазоне
(рис. 69, к).
А вот два примера изображения выходного импульса (рис. 69, л, м), когда в
усилителе есть резонирующие цепи.
Практически большинство этих изображений вам удастся наблюдать при
изменении положений ручек регулировки тембра по низшим и высшим частотам.
Одновременно с просмотром изображений неплохо было бы снимать амплитудно-
частотную характеристику усилителя и сравнивать ее с «показаниями» импульсов.
И еще об одном примере применения прямоугольных импульсов — для на-
стройки широкополосных делителей напряжения. Такой делитель, например, стоит
в нашем осциллографе, он может быть в вольтметре или милливольтметре пере-
менного тока. Поскольку полоса частот измеряемых сигналов может быть весьма
широкой (от единиц до миллионов герц), делитель должен эти сигналы пропус-
кать с одинаковым ослаблением. Иначе неизбежны ошибки в измерении.
49
Рис. 69.
Можно, конечно, проконтролировать работу делителя снятием его амплитудно-
частотной характеристики, которая подскажет, в какую сторону следует изменить
номинал того или иного элемента. Но дело это значительно более трудоемкое
по сравнению с методом анализа прямоугольными импульсами.
Взгляните на рис. 70, а — на ием приведена схема широкополосного компен-
сированного делителя напряжения. Если на низших частотах можно было бы
обойтись только резисторами, сопротивления которых определяют коэффициент
передачи (или коэффициент деления) делителя, то на высших частотах, помимо
резисторов, в работе делителя участвуют конденсаторы в виде емкости монтажа,
входной емкости, емкости соединительных проводников. Поэтому коэффициент
передачи делителя на этих частотах может измениться значительно.
Чтобы этого не произошло, в делителе используют конденсаторы, шунти-
рующие резисторы и позволяющие компенсировать возможное изменение коэффи-
циента передачи на высших частотах. Причем конденсатором С2 может быть
емкость монтажа, достигающая иногда десятков пикофарад. Резистором же
R2 может быть входное сопротивление устройства (осциллограф или вольтметр).
Компенсированным делитель ста-
нет в том случае, если будет обеспе-
чено вполне определенное соотношение
сопротивлений и емкостей делителя, а
значит, будет равномерным коэффици-
ент передачи делителя независимо от
частоты входного сигнала. К примеру,
если применен делитель иа 2, то должно
соблюдаться условие R1 • С1 = R2 • С2.
При других соотношениях нарушится
равномерность передачи сигнала раз-
ной частоты.
Рис. 70.
50
Принцип проверки компенсированного делителя с помощью прямоугольных
импульсов аналогичен принципу проверки усилителя — подавая сигнал частотой
2000 Гц на вход делителя, наблюдают форму его на выходе. Если делитель ском-
пенсирован, форма (но, конечно, не амплитуда) сигналов будет одинаковой.
В противном случае окажутся «заваленными» фронт и спад либо искажена вер-
шина—свидетельства неравномерного пропускания делителем сигналов разных
частот.
Если, к примеру, изображение сигнала будет таким, как показано на рис. 70, б,
значит на высших частотах коэффициент передачи делителя падает из-за боль-
шого сопротивления на этих частотах цепочки R1C1. Следует увеличить емкость
конденсатора С1. В случае появления искажений импульсов, показанных на
рис. 70, в, придется; наоборот, уменьшить емкость конденсатора СЕ
Рис. 71.
Попробуйте самостоятельно составить делители с разными коэффициентами
деления (например, 2, 5, 10) из резисторов с высоким сопротивлением (100...
500 кОм) и конденсаторов разной емкости (от 20 до 200 пФ) и добиться полной
компенсации подбором конденсаторов.
В этой работе вы заметите влияние на результаты измерений самого осцил-
лографа — ведь его входная емкость составляет десятки пикофарад, а входное
сопротивление около мегаома. Помните, что аналогичное влияние осциллограф
оказывает на все высокоомные цепи, а также на частотозависимые. А это порою
приводит либо к получению ошибочных результатов, либо вообще лишает воз-
можности применить осциллограф, скажем, для анализа работы и измерения
частоты радиочастотных генераторов. Поэтому в подобных случаях следует поль-
зоваться активным щупом — приставкой к осциллографу, позволяющей сохранить
высокое входное сопротивление его и в десятки раз уменьшить входную емкость.
Вот теперь, когда вы познакомились с возможностью прямоугольного импуль-
са подсказывать «диагноз» и контролировать «лечение», соберем делитель, с по-
мощью которого осциллографом станет возможно контролировать цепи с напря-
жением до 600 В, например, в телевизионных приемниках (как известно, осцил-
лограф ОМЛ-2М допускает подачу на вход напряжения до 300 В).
Делитель образован всего двумя деталями (рис. 71), составляющими верхнее
плечо предыдущей схемы. Нижнее же плечо сосредоточено в самом осциллогра-
фе— это его входное сопротивление и суммарная входная емкость, включая ем-
кость выносного кабеля со щупами.
Поскольку нужно лишь вдвое уменьшить входной сигнал, резистор R1 должен
быть такого же сопротивления, что и входное сопротивление осциллографа, а
емкость конденсатора С1 соответствовать суммарной входной емкости осцил-
лографа.
Делитель можно выполнить в виде переходника со щупом ХР1 на одном конце
и гнездом XS1 на другом. Резистор R1 должен быть мощностью не менее 0,5 Вт,
а конденсатор с номинальным напряжением не ниже 400 В.
Налаживание делителя весьма упрощено благодаря использованию нашего
генератора импульсов. Его сигнал подают на гнездо ХР1 делителя и «земляной»
щуп осциллографа. Вначале устанавливают на генераторе диапазон «50 Гц»,
па осциллографе включают ждущий режим и открытый вход. Касаются входным
51
щупом осциллографа щупа ХР1 делителя (или зажима ХТ1 генератора). Подбо
ром чувствительности осциллографа и амплитуды выходного сигнала генератора
добиваются размаха изображения, равного, скажем, четырем делениям.
Затем переключают входной щуп осциллографа в гнездо XSI делителя
Размах изображения должен уменьшиться ровно вдвое. Более точно коэффи-
циент передачи делителя можно установить подбором резистора R1 делителя.
После этого устанавливают на генераторе диапазон «2 кГц» и подбором
конденсатора С1 (если это понадобится) добиваются правильной формы импуль-
сов— такой, как и на входе делителя.
При пользовании таким делителем для проверки режимов работы блоков
развертки телевизоров по приводимым в инструкциях и различных статьях изо-
бражениям сигналов чувствительность осциллографа устанавливают равной
50 В/дел., а проверку ведут при закрытом входе осциллографа. Как и прежде,
отсчет ведут по шкале масштабной сетки, но результаты увеличивают вдвое.
ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Теперь, когда вы освоили осциллограф, с его помощью нетрудно провести
несколько экспериментов и попытаться «взглянуть» на интересные физические
процессы, происходящие в том или ином электронном устройстве. Познакомив
шись же с методикой измерений в предлагаемых экспериментах, вы, несомненно,
обогатите свои познания возможностей осциллографа и сможете использовать ту
или иную методику в других аналогичных случаях радиолюбительской практики.
Итак, рассмотрим несколько экспериментов.
Что такое самоиндукция? Если подать постоянное напряжение в цепь с ка
тушкой индуктивности, то номинальный ток в цепи появится не мгновенно, а с не-
которым запаздыванием, продолжительность которого зависит ог индуктивности
катушки. С таким же запаздыванием будет падать ток после выключения питания,
словно энергия была запасена оксидным конденсатором большой емкости.
Наглядно убедиться в сказанном поможет электрическая цепь, собранная в
соответствии с рис. 72. В ней две параллельные ветви: в первой последовательно
включены резисторы R1, R2, а во второй — катушка индуктивности 1,1 и резистор
R3 (к нему и подключается вначале осциллограф).
Питание на цепь поступает с источника постоянного тока GB1 через кно-
почный выключатель SB1. Через конденсатор С1 с цепи снимают сигнал включе
ния питания и используют его в качестве сигнала внешней синхронизации осцил-
лографа. Сам осциллограф должен работать в режиме ждущей развертки (кнопка
«АВТ.—ЖДУЩ.» нажата) с внешней синхронизацией (кнопка «ВНУТР.—
ВНЕШН.» нажата), с открытым входом.
Но вначале нужно установить на осциллографе автоматический режим работы
развертки, сместить линию на нижнее деление масштабной сетки, а затем, нажав
кнопку SB1, установить входным аттенюатором такую чувствительность осцил-
лографа, чтобы линия развертки оказалась отклоненной от первоначального
положения иа 3...4 деления. Конечно, при переключении кнопок аттенюатора
будет изменяться положение исходной линии, поэтому не забывайте корректиро-
вать его ручкой смещения луча по вертикали. Но начало развертки должно быть
в иижием левом углу (конечно, при отключенном питании цепи).
Катушку L1 желательно использовать с возможно'большей индуктивностью.
Хорошие результаты получаются, например, с первичной обмоткой трансформа-
тора ТВК-НОЛМ. Тогда с батареей питания напряжением 4,5 В удастся получить
отклонение линии развертки на три деления при чувствительности осциллографа
0,05 В/дел.
Такого же результата по отклонению линии развертки нужно добиться при
подключении входного щупа («земляной» остается на месте) осциллографа к
точке соединений резисторов R1 и R2. Но в этом случае пользуются лишь под-
строечным резистором R1, регулирующим ток в ветви, а значит, падение напря-
жения на резисторе R2.
Вот теперь кнопку SB1 отпускают, устанавливают ждущий режим и подби-
52
рают уровень синхронизации н полярность сигнала (ручка «СИНХР.») такими,
чтобы при нажатии кнопки запускалась развертка осциллографа, г. е. луч «про-
бегал» по экрану один (!) раз. Длительность развертки устанавливают равной
50 мс/дел. (если индуктивность катушки небольшая, можно ставить 20 мс/дел.
и даже 10 мс/дел.).
Подключив входной щуп осциллографа к резистору R3, нажмите кнопку
и просмотрите на экране кривую нарастания напряжения — она будет похожа
на приведенную на рис. 73, а. Как только экран погаснет (генератор развертки
будет «ждать» очередного запускающего сигнала), отпустите кнопку — теперь
луч осциллографа очертит линию, показанную на рис. 73, б.
Для сравнения подключите осциллограф к ветви, в которой нет индуктив-
ности,— к резистору R2 и вновь нажмите, а затем отпустите кнопку. На экране
увидите практически мгновенно нарастающее (рис. 73, в) или спадающее
(рис. 73, г) напряжение. Как видите, характер изменения одинакового напря-
жения на одинаковых нагрузочных резисторах R2 и R3 различен — в ветви с ин-
дуктивностью из-за явления самоиндукции он более пологий.
Конечно, по длительности нарастания или спада напряжения можно судить
об индуктивности испытываемой катушки, но этот вопрос не входит в планы
данного рассказа.
Петля гистерезиса—какая она? Надеемся, что многие из вас встречали ее
изображение на страницах популярной литературы, характеризующее зависимость
индукции (В) в сердечнике от напряженности (Н) магнитного поля. Знание такой
зависимости позволяет судить, скажем, о максимально возможном токе через
первичную обмотку выходного трансформатора, при котором не будет иска-
жаться форма передаваемого (трансформируемого) сигнала или будет соблюдать-
ся заданный коэффициент трансформации. Если же ток превысить, сердечник транс-
форматора (его магнитопровод) войдет в насыщение, коэффициент трансформа-
ции упадет, а форма синусоидального сигнала окажется весьма искаженной.
Для просмотра кривой гистерезиса на экране осциллографа нужно собрать
установку по схеме, приведенной на рис. 74. В качестве трансформатора Т1 ис-
пользован известный вам ТВК-ИОЛМ. Его вторичную обмотку включают как
сетевую и подают на нее переменное напряжение с автотрансформатора (скажем,
ЛАТРа), обеспечивающего в данном случае регулировку напряжения в преде-
лах 15...60 В.
В цепь первичной обмотки включают цепочку из параллельно соединенных
постоянного резистора R1 и переменного R2 — падающее на ней переменное
напряжение, характеризующее ток первичной обмотки, а значит, напряженность
магнитного поля, подают на вход горизонтальной развертки осциллографа. Ко вто-
ричной обмотке подключают интегрирующую цепочку R3C1 (конденсатор обяза-
тельно бумажный с номинальным напряжением не менее 300 В), сигнал с которой
Рис. 73.
Рис. 74.
53
поступает на вход вертикальной развертки осциллографа. Этот сигнал будет про-
порционален величине магнитной индукции в сердечнике.
В итоге на экране осциллографа можно наблюдать кривую взаимозависи-
мости двух магнитных величин — магнитной индукции и напряженности магнит-
ного поля. Но сначала подготовим для таких наблюдений сам осциллограф.
Начнем с горизонтальной развертки. Кнопка «РАЗВ.—ВХ.Х» должна быть
нажата (развертка от внешнего сигнала), остальные ручки управления разверткой
могут находиться в любом положении. Вход осциллографа закрытый, чувстви-
тельность минимальная (50 В/дел.), входной щуп пока не подключают.
С автотрансформатора подают напряжение «коло 15 В и переменным резис-
тором устанавливают длину линии развертки, например равную четырем делениям
(рис. 75, а). Если она не получается такой даже при крайнем левом по схеме поло-
жении движка переменного резистора R2, немного увеличивают напряжение с авто-
трансформатора.
Затем подключают к конденсатору С1 входной щуп осциллографа и изме-
нением чувствительности добиваются длины появившейся вертикальной линии
(входной сигнал с гнезда «ВХОД X» снимают), тоже равной четырем делениям.
Если она получается больше или меньше (ведь регулировка чувствительности
в осциллографе скачкообразная), можно скорректировать под нее длину линии
развертки переменным резистором R2.
После этого подают на осциллограф оба сигнала и наблюдают изображение
в форме эллипса (рис. 75, б). Увеличивают напряжение, подаваемое с автотранс-
форматора на испытываемый трансформатор. Эллипс вытягивается и при опре-
деленном напряжении (около 30 В) на его концах можно наблюдать загибы
(рис. 75, в), характерные для гистерезиса. При дальнейшем повышении напря-
жения (в данном случае максимум до 60 В, но на короткое время) концы эллипса
исказятся (рис. 75, г), что будет свидетельствовать о чрезмерных искажениях
сигнала в трансформаторе. В этом нетрудно убедиться, если проконтролировать
осциллографом сигнал на вторичной обмотке при работе осциллографа в авто-
матическом или ждущем режиме (конечно, при минимальной чувствительности,
поскольку напряжение на обмотке может быть сравнительно высоким).
Известно, что напряженность магнитного поля в сердечнике (магнитопро-
воде) трансформатора определяется числом ампер-витков, т. е. произведением
тока через обмотку на число ее витков. Отсюда нетрудно сделать вывод о способе
определения этого показателя — достаточно установить такое напряжение с авто-
трансформатора, при котором начинаются искажения эллипса, измерить (напри-
мер, по падению напряжения на резисторе R1) ток через обмотку и умножить его
на число витков обмотки.
А если нужно определить ампер-витки для неизвестного сердечника? Тогда
нужно намотать на него две обмотки, как у трансформатора, расположив между
ними электростатический экран, чтобы напряжение на вторичной обмотке опре-
делялось только электромагнитной индукцией, и провести испытания по приве-
54
@ ©
Рис. 77.
Рис. 78.
денной методике. В зависимости от напряжения иа вторичной обмотке иногда при-
ходится подбирать резистор R3, чтобы получить изображение эллипса.
Как «увидеть» звук? Очень просто—нужно подключить ко входу усили-
теля 34 динамическую головку ВА (рис. 76) или абонентский громкоговоритель,
а к выходу— резистор нагрузки R„ (вместо динамической головки). К выводам
резистора подсоединяют входные щупы осциллографа, работающего в автомати-
ческом режиме.
Разговаривая перед динамической головкой, будете наблюдать на экране
осциллографа резкие всплески линии развертки (рис. 77, а) — это электрические
колебания звуковой частоты, преобразованные динамической головкой из зву-
ковых колебаний.
Если издавать какой-то протяжный звук постоянной громкости, можно ручка-
ми управления разверткой осциллографа засинхронизировать изображение
(рис. 77, б) и даже измерить частоту звука.
Вместо динамической головки или громкоговорителя ко входу усилителя
можно подключать микрофон, телефонный капсюль или другой преобразователь
звуковых колебаний в электрические и сравнивать их по чувствительности.
Быстро ли срабатывает реле? Как известно, время срабатывания электро-
магнитного реле—это интервал времени от момента подачи на обмотку напря-
жения до замыкания любых замыкающих либо размыкания любых размыкающих
контактов. Время отпускания реле—аналогичный интервал времени, но от мо-
мента снятия напряжения с обмотки. Для современных реле эти параметры могут
измеряться единицами и десятками миллисекунд. Подобные интервалы времени
вполне возможно определить с помощью любого осциллографа, способного рабо-
тать в ждущем режиме с. запуском от внешнего сигнала и имеющего открытый
вход (последнее условие не обязательно).
Рассмотрим конкретную методику испытания реле с помощью нашего осцил-
лографа, подключаемого в соответствии с рис. 78, а. Питающее напряжение
U„„„ которое должно быть равно напряжению срабатывания реле К1 или пре-
вышать его, подается на обмотку реле через кнопку SB1. Это же напряжение
поступает через замыкающие контакты К1.1 на вход усилителя вертикального
отклонения. С обмотки реле импульс напряжения поступает через конденсатор С1
на гнездо «ВХОД X» осциллографа— это импульс запуска генератора развертки.
Подготавливая осциллограф к измерениям, устанавливают такую его чув-
ствительность, чтобы для данного напряжения питания отклонение луча по вер-
тикали (конечно, при открытом входе) составило 2...3 деления либо был заметен
всплеск на линии развертки при отсутствии у осциллографа открытого входа.
Если, к примеру, питающее напряжение равно 10 В, то чувствительность нужно
установить равной 5 В/дел. Осциллограф работает в режиме ждущей развертки
(кнопка «АВТ.—ЖДУЩ.» нажата) с внешней синхронизацией (кнопка
«ВНУТР.—ВНЕШН.» нажата) положительным сигналом (ручка «СИНХР.» в
крайнем, по часовой стрелке, положении). Длительность развертки зависит oi
предполагаемого измеряемого интервала времени, в данном случае ее можно
установить, скажем, равной 10 мс/дел.
При нажатии кнопки SB1 на гнездо «ВХОД X» поступает импульс синхро-
низации и генератор развертки осциллографа «срабатывает». На экране появля-
ется светящаяся точка, которая «пробегает» по экрану два деления (по линии
развертки) и резко отклоняется вверх (рис. 78, б) — это замкнулись контакты
К1.1 и подали на вход усилителя вертикального отклонения постоянное напря-
жение. Длина «пробега» точки и есть время срабатывания реле — около 20 мс.
Отпустив кнопку, снова нажмите ее и повторите измерения, после чего, на-
оборот, нажав кнопку и подержав ее несколько секунд, отпустите. Теперь точка
«пробежит» по верхней линии и через два деления резко опустится иа линию раз-
вертки. Здесь также длина «пробега» до изменения уровня составит время отпус-
кания реле.
Проверяя самые разнообразные электромагнитные реле, вы сможете убе-
диться, что время срабатывания и отпускания может быть как одинаковым, так
и отличаться друг от друга, иногда значительно — все зависит от конструк-
ции реле.
Почему остановился будильник? Конечно, разговор пойдет о популярном
электронно-механическом будильнике «Слава». К сожалению, со временем работа
его электронного узла нарушается и приходится обращаться в часовую мастер-
скую. Но не спешите так поступать, в большинстве случаев дефект удастся само-
стоятельно обнаружить и устранить с помощью осциллографа.
Выиув из корпуса часовой механизм, проверьте авометром или осциллографом
напряжение питания иа входе платы электронного узла. Затем подключите вход-
ной щуп осциллографа к коллектору транзистора генератора (рис. 79), а «земля-
ной» щуп — к эмиттеру. Качните маятник часов. Если иа экране осциллографа,
работающего в автоматическом режиме при малой длительности развертки (на-
пример, 10 мс/дел.), появятся импульсы в виде широкой «дорожки» (размахом
до 2 В), а амплитуда колебаний будет недостаточна для работы часового меха-
низма, значит электронный узел самовозбуждается на сравнительно высокой
частоте. Чтобы возбуждение устранить, следует впаять между выводами кол-
лектора и эмиттера транзистора конденсатор СЗ емкостью 1...10 мкФ.
Если же при первоначальных колебаниях маятника будут появляться «чис-
тые» импульсы (рис. 80, а), следующие с частотой 4.5 Гц (длительность паузы
между импульсами 200...250 мс), а затем амплитуда колебаний маятника упадет
и станет стабильной, ио недостаточной для работы часового механизма, вероятной
причиной отказа часов может быть повышенное торможение шестерни, приводи-
мой в движение маятником. В этом случае достаточно слегка отвести от валика
шестерни пружину (повернув иа корпусе винт, в котором зажат конец пружины) —
и часы пойдут.
В нормально работающих часах сигнал на выводе коллектора транзистора
имеет форму, показанную на рис. 80, а, а на выводе базы— иа рис. 80, б.
Случается, что выходит из строя транзистор. Тогда его заменяют любым
из серий МП25, МП26, МП39-МП42.
Проверить транзистор можно авометром, работающим в режиме омметра,
Рис. 80.
56
не отпаивая выводы транзистора. Отсоединив от часов источник питания, кратко
временно замыкают выводы питания, а затем касаются их щупами омметра в
обратной полярности, т. е. плюсовой щуп омметра соединяют с минусовым выво-
дом питания, а минусовой щуп — с плюсовым выводом. Стрелка омметра вна-
чале отклонится к нулевой отметке шкалы, а затем начнет «падать». Как только
показания омметра станут около 50...60 кОм, щупы меняют местами, т. е. омметр
подключают в прямой полярности. Стрелка омметра достигнет отметки «100 кОм»,
а затем плавно отклонится в сторону нулевой отметки и зафиксирует сопротивле-
ние около 2 кОм. Это свидетельствует о том, что транзистор работоспособен и в
данный момент открыт. Омметр же показывает суммарное сопротивление участка
коллектор—эмиттер транзистора и катушки L1.
Сам себе контролер. Если необходимо проверить входное сопротивление
и входную емкость осциллографа, сделать это несложно... с помощью самого
осциллографа. Так, проверяя входное сопротивление, нужно подключить входной
щуп к гнезду пилообразного напряжения развертки, расположенному иа задней
стенке. Установив длительность развертки примерно 10 мс/дел., нужно подобрать
такую чувствительность осциллографа, чтобы размах изображения на экране
составил, скажем, четыре деления.
Затем между входным щупом и указанным гнездом включают переменный
резистор (рис. 81, а) сопротивлением 1...2 МОм и перемещением его движка до-
биваются вдвое меньшего размаха изображения. Получившееся при этом сопро-
тивление переменного резистора будет равно входному сопротивлению осцил-
лографа.
Аналогично измеряют и входную емкость осциллографа, но вместо перемен-
ного резистора пользуются подстроечным конденсатором (рис. 81, б), а длитель-
ность развертки устанавливают равной 10 мкс/дел. (иначе говоря, при переходе
от одного вида измерения на другой нажимают кнопку «МС—МКС»), Установив
подстроечным конденсатором вдвое меньший размах изображения на экране,
измеряют емкость конденсатора — она и будет равна входной емкости осцил-
лографа (включая и входной кабель со щупами).
А если гнездо пилообразного напряжения в вашем осциллографе отсутствует?
Тогда сигнал подают с генератора 34 (частота 100 Гц) при проверке входного
сопротивления или с генератора РЧ (частота 100 кГц), когда проверяют входную
емкость.
57
ВОПРОС—ОТВЕТ
КАКОВО ОТЛИЧИЕ ОСЦИЛЛОГРАФА ОМЛ-ЗМ
ОТ ЕГО «ПРЕДШЕСТВЕННИКА» ОМЛ-2М?
Осциллограф ОМЛ-ЗМ завод изготовитель начал выпускать сравнительно
недавно. Именно эту модель можно встретить сегодня в торговой сети. Она же
рассылается и базой Роспосылторга наложенным платежом. Кстати, зака.>ы на
осциллограф следует направлять по адресу: 111126, г Москва, Е-126, Авиамотор-
ная ул.. 50, Центральная торговая базе Роспосылторга. В заказе следует указать
номер этого изделия по каталогу — 01183801, цена осциллографа — 214 руб.
Новая модель практически не отличается от предыдущей, за исключением
некоторой модернизации задней стенки — появился кожух, прикрывающий транс-
форматор питания (он несколько выходит наружу). Как сообщили разработчики
осциллографа, основная цель доработки — повышение надежности осциллографа
при длительной его эксплуатации. Кроме того, существенно переработано «Ру-
ководство», в нем учтены пожелания многих владельцев предыдущей модели
Me годика же работы с осциллографом ОМЛ-ЗМ ничем не отличается от гой.
о которой рассказывается в данной брошюре.
При «заземлении» осциллографа, как рекомендует «Руководство», и проверке
работы конструкции с бестраисформаторным питанием от сети может произойти
короткое замыкание и неизбежно перегорят пробки в квартире. В чем тут дело?
Действительно, осциллограф желательно во время работы заземлять, для чего
на задней стенке его есть специальный зажим. Но проверять при этом конструкции
с бестраисформаторным питанием (либо с гальванической связью общего привода
конструкции с сетью) нельзя, поскольку корпус осциллографа оказывается сое-
динен через заземление с нулевым проводом сети, а «земляной» щуп (он соединен
с корпусом осциллографа) может оказаться подключенным в конструкции к
фазному проводу. В результате неизбежно короткое замыкание.
Чтобы предупредить подобное, бестранеформаторные конструкции при нала-
живании необходимо подключать через развязывающий трансформатор.
Можно ли измерять осциллографом ОМЛ-2М пульсации выпрямленного
напряжения при выходном напряжении выпрямителя 300—330 В? Почему в «Па-
мятке торгующим организациям», прикладываемой к «Руководству», запрещается
при проверке осциллографа подавать на его вход напряжение питающей сети
220 В?
Из технических характеристик осциллографа следует, что допустимая суммар-
ная величина постоянного и переменного напряжений на входе прибора не должна
превышать .300 В. Поэтому, казалось бы, ответ на вопрос должен быть отрица-
тельным, иначе может выйти из строя разделительный конденсатор во входной
цепи осциллографа, «работающий» в режиме с закрытым входом (именно в таком
режиме измеряют пульсации;. Однако практика показывает, что указанные изме-
рения можно проводить, если принять меры по защите входной цепи осциллографа.
Для этого входной щуп следует подключать к исследуемой цепи с большим
постоянным напряжением через бумажный конденсатор, например, типа БМТ,
58
емкостью 0,047 мкФ на номинальное напряжение не менее 400 В. Причем под-
ключение должно быть выполнено до включения конструкции в сеть. На осциллогра-
фе (он теперь должен работать в режиме с открытым входом) вначале устанав-
ливают минимальную чувствительность (50 В/дел.), а через несколько секунд
после включения выпрямителя — такую, при которой можно наблюдать пульсации
и измерять их амплитуду.
На второй вопрос ответить нетрудно. Ведь указанное сетевое напряжение
220 В — это эффективное значение, амплитудное будет в 1,414 раза больше, т. е.
около 311 В, что выше допустимого
В брошюре приведены частоты 20 Гц н 10 МГц, соответствующие крайним
значениям длительности развертки, устанавливаемым соответствующими переклю-
чателями осциллографа. А в технических данных указаны другие крайние значения
частот (3 Гц—5 МГц) сигнала, который можно наблюдать на экране осциллографа.
Чем объяснить такое несоответствие?
Разговор в брошюре идет о крайних значениях длительности (50 мс и 0,1 мкс)
по отношенню к одному делению масштабной сетки. Это наиболее «плотный»
масштаб, но различить один период синусоидальных колебаний даже в таком
масштабе нетрудно. Другое дело — полоса пропускаемых усилителем осциллогра-
фа частот. Она ограничивается сверху значением 5 МГц, поэтому на частоте,
вдвое большей, усилитель неизбежно внесет ослабление. Измеренная по масштаб-
ной сетке амплитуда сигнала окажется заниженной. Но порою это ие столь важно
при проверке и налаживании, скажем, генераторов или усилителей, работающих
в таком диапазоне частот.
Что касается низшей частоты сигнала, она ограничена наибольшей длитель-
ностью, которая «уместится» на масштабной сетке, т. е. 50 мс/дел. X 8 дел. = 400 мс.
Значит, иа экране осциллографа удастся рассмотреть один период колебаний
синусоидального сигнала частотой 2,5 Гц (полоса пропускаемых усилителем
частот снизу не ограничена). Правда, изображение теперь не будет непрерывным,
как при наблюдении сигнала частотой более 20 Гц, а станет «рисоваться» мед-
ленно перемещающейся по экрану яркой точкой.
В брошюре рассказывается о том, что устойчивое изображение сигнала
получается в ждущем режиме работы генаратора развертки. Зачем тогда нужен
автоматический режим?
В ждущем режиме генератор развертки «ожидает» поступления на его вход
сигнала определенной амплитуды. Пока его нет, генератор бездействует, линии
развертки на экране осциллографа нет. Это неудобно. Поэтому вначале реко-
мендуется работать в режиме автоматического запуска генератора, чтобы на
экране все время была линия развертки. А уже когда удастся получить на экране
сигнал достаточной высоты (более одного деления), можно включать ждущий
режим.
Брошюра рассчитана иа изучение осциллографа серии ОМЛ, но в арсенале
радиолюбителя может оказаться другой, скажем. Н313. Как быть?
Подобных вопросов может возникнуть немало. Ведь промышленность вы-
пускает сегодня для радиолюбителей осциллографы самых разных марок. Да
еще в радиокружках внешкольных учреждений используются промышленные
осциллографы, переданные ребятам шефами. Действительно, как быть?
К сожалению, невозможно организовать изучение всех марок приборов, по-
этому и был выбран наиболее доступный в приобретении ОМЛ-ЗМ (ОМЛ-2М).
59
Именно для него указываются подробные сведения о получении того или иного
режима работы при исследовании соответствующих сигналов.
Ио это совсем не означает, что владельцы других осциллографов не могут
изучать свои приборы по данной брошюре и участвовать в предлагаемых экспе-
риментах.
Конечно, осциллограф от осциллографа отличается и по частотным харак-
теристикам, и по чувствительности, и по наличию или отсутствию каких-то регу-
лировок, дополнительных гнезд или разъемов. Но принципы работы с осциллогра-
фом, независимо от его марки, остаются.
В чем же заключаются эти принципы? Любой осциллограф имеет, конечно,
вход вертикального сигнала (вход Y), регулятор чувствительности (грубый и плав-
ный), переключатель частоты развертки, вида работы развертки (автоматический
или ждущий режим), вида синхронизации (внутренняя или внешняя). Пользо-
ваться этими органами управления нужно так же, как и описываемыми для
выбранного осциллографа.
Во-первых, после включения осциллографа в сеть нужно установить линию
развертки в центре экрана. Осциллограф должен работать в автоматическом
режиме с внутренней синхронизацией при минимальной чувствительности по
входу Y, т. е. при минимальном усилении.
Затем подают на вход осциллографа исследуемый сигнал и устанавливают
регулятором чувствительности такое усиление, чтобы на экране появилось изобра-
жение сигнала или размытая дорожка высотой не менее трети высоты экрана.
Далее изменением частоты (или длительности) развертки пытаются увидеть на
экране исследуемый сигнал, а поворотом ручек синхронизации — остановить его.
В крайнем случае можно сразу же включить ждущий режим и изменением
частоты развертки подобрать наиболее удобное для наблюдения изображение
сигнала.
Если в осциллографе есть калибраторы амплитуды и длительности (частоты),
можно измерить параметры сигнала.
Гнездами входа канала X и внешней синхронизации пользуются так же, как
описано в брошюре. При отсутствии входа X его можно вывести самостоятельно,
соединив экранированным проводом входную цепь усилителя канала X с гнездом
(или разъемом), установленным, например, на задней стенке осциллографа. Но
пользоваться этим входом придется редко, поэтому вопрос необходимости дора-
ботки решите сами.
Вот вкратце основные принципы работы с осциллографом. Точнее пользо-
ваться теми или иными регулировками поможет инструкция и принципиальная
схема на имеющийся в вашем распоряжении осциллограф.
Расширить же возможности практически любого осциллографа помогут разно-
образные электронные приставки (коммутатор, характериограф, генератор кача-
ющейся частоты, активный щуп и другие), о которых будет рассказано во второй
нашей брошюре под таким же названием.
60
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1.	Борноволоков Э., Кривопалов В. Электронный осциллограф.— Радио, 1970, № 10,
с. 49, 50; № И, с. 44—46; № 12, с. 43—45.
2.	Евсюков А. А. Электронный осциллограф в преподавании физики.— М.: Про-
свещение, 1972.
3.	Измерения в электронике (справочник).— М.: Эиергоатомиздат, 1987.
4.	Новомлинов В. Осциллограф для радиолюбителей.— Радио, 1981, № 2, с. 29—33.
5.	Новопольский В. А. Как работать с осциллографом.— М.: Энергия, 1978.
6.	Соловов В. Я- Осциллографические измерения.— М.: Энергия, 1975.
7.	Чех И. Осциллографы в измерительной технике. Пер. с нем.— М.: Энергия, 1965.
СОДЕРЖАНИЕ
От автора	3
Немного теории	4
Структурная схема осциллографа	5
О других регулировках ......	7
Внимание! Включаем! ...	8
На экране — синусоидальный сигнал	8
«Хитрости» ждущего режима	9
Измеряем постоянное напряжение	10
Исследуем выпрямитель	1!
По фигурам Лиссажу . .	13
Как проверить усилитель 34 .	18
Радиочастота и модуляция	24
Радиоприем и детектирование .	. ...	27
Проверяем рефлексный радиоприемник	31
Проверяем приемник прямого усиления .	35
Слово о катушке индуктивности	40
О чем поведал прямоугольный импульс	44
Занимательные эксперименты	52
Вопрос—ответ	58
Рекомендуемая литература ...	*	01
ПРИЛОЖЕНИЯ
к журналу «Радио»
Малое предприятие «Символ-P» совместном? редакцией журнала «Радио» приступили
к выпуску брошюр и книг в помощь радиолюбителям и специалтам
В 1991 I. намечается издать:
Две брошюры Иванова 6. С., объединенные общим названием «Осциллограф —
ваш помощник».
Первая брошюра имеет подзаголовок. «Как работать с осциллографом». Ориенти
ровочный объем 6 авторских листов, ценз 3 р. 40 к.
Вторая - «Приставки к осциллографу». Ориентировочный объем 6 а. л., цена 3 р. 40 к.
Каждая из этих брошюр совершенно самостоятельна.
«Как работать с осциллографом» (осциллограф — ваш помощник) — рассказ о при-
емах работы с осциллографом в различных случаях радиотехнической практики. Осцил-
лограф — весьма универсальный прибор. Возможность с его помощью визуально наблю
дать процессы в электрических цепях позволяет существенно ускорить налаживание
различных радиотехнических устройств и поиск неисправностей.
«Приставки к осциллографу» (осциллограф — ваш помощник) — описание доста-
точно простых дополнительных устройств, применение которых значительно расширяет
возможности использования осциллографа. Описываемые приставки вполне доступны для
самостоятельного изготовления.
Борисов В. Г. и Партин А. С Практикум радиолюбители по цифровой технике.
Ориентировочный объем 9 а л., цена 4 р. 20 к.
Цифровая техника это не завтрашний, а уже сегодняшний день радиоэлектроники,
в том числе бытовой. Предлагаемая книга оригинальна по форме подачи материала, она
позволяет радиолюбителям овладеть основами знаний в области цифровой техники и
самостоятельно изготовить ряд цифровых устройств.
Синельников А. X Современные электронные автомобильные приборы. Ориентире
вочный объем 10 а л., ценз 4 р 70 к
Описываются автомобильные электронные приборы, выпускаемые промышленностью
(системы зажигания, октан корректоры, иротнвоу! онные устройства стробоскопы и ряд
других) и популярно рассказывается и чх эксплуатации, нахождении неисправностей,
ремонте
Выпуски Приложений к журналу «Радио» можно приобрести на предприятиях книж-
ной торговли. Предварительные заказы, которые выполняются по мере выхода изданий,
наложенным платежом, следует направлять по адресу. 123458, Москва, аб. ящ. 453 МП
«Инфор» или 103045, Москва, Селиверстов пер., 10, журнал «Радио» с пометкой «При-
ложение».
Название заказываемой книга и обратный адрес с указанием фамилии, имени к
отчества получателя (полностью) просьба писать печатными буквами на обратной стороне
открытки.
На каждое издание должна быть выслана отдельная открытка