Приставка к осциллографу для наблюдения АЧХ
Для тех, у кого в домашней лаборатории есть осциллограф, предлагается несложная приставка, которая поможет проверять и регулировать амплитудно-частотные характеристики различных усилителей, фильтров и других радиоэлектронных узлов и устройств.
Основным узлом приставки к осциллографу, предназначенной для наблюдения на экране АЧХ исследуемого устройства, является управляемый напряжением синусоидальный генератор (ГУН). Диапазон перестройки генератора позволяет исследовать устройства а пределах 10Гц…100кГц.
Приставка выполнена на пяти операционных усилителях (рис.1) и содержит небольшое количество деталей. Первый каскад на ОУ DA1 — буферный усилитель пилообразного напряжения с коэффициентом передачи К=2, второй — на ОУ DА2 — повторитель с переключением фазы (0° или 180°), производимым ключом на полевом транзисторе VT1. На ОУ DA3 собран интегратор, постоянная времени интегрирования которого зависит от элементов R8, R9 и С1. На ОУ DA4 выполнен триггер Шмитта, управляющий ключом VT1. Эта часть схемы представляет собой генератор треугольного напряжения.
При наличии напряжения на выходе ОУ DA1 начинает заряжаться конденсатор С1 интегратора. Скорость его зарядки зависит от протекающего через него тока, который определяется суммарным сопротивлением резисторов R8, R9 и приложенным ко входу интегратора напряжением. По достижении некоторого уровня напряжения на выходе DА3 триггер Шмитта изменит свое состояние и переключит полевой транзистор VT1 и фазу коэффициента передачи усилителя на DA2, после этого весь процесс перезарядки конденсатора повторится. Таким образом происходит формирование напряжения треугольной формы. Преобразование этого напряжения в синусоидальное выполняет нелинейный делитель напряжения на резисторах R11, R14, R15 и стабилитронах VD1, VD2 в прямом (диодном) включении. ОУ DA5 — буферный усилитель.
Пилообразное напряжение с выхода блока разверток осциллографа подается на резистор R1, которым регулируют амплитуду выходного напряжения DA1 и, следовательно, ширину полосы качания частоты, при этом изменяется верхнее значение частоты, до которого перестраивается генератор. Исходя из того, что за время одного рабочего цикла при максимальной амплитуде пилообразного напряжения на выходе DA1 генератор не способен перекрыть полностью весь диапазон частот, в интеграторе применен переменный резистор R8. Изменением его сопротивления можно плавно перестраивать диапазон, т.е. осуществлять обзор с выбранной шириной полосы частотного качания. В крайнем левом по схеме положении движка резистора R8 (при верхнем положении движка R1) генератор перестраивается в диапазоне 10 Гц…5 кГц, а в крайнем правом — 1 кГц…100 кГц. При этом, как отмечено выше, верхнее значение частоты определяется положением движка R1, т.е. в диапазоне 10 Гц… 10 кГц возможно выбрать любой узкий участок для просмотра, например, формы АЧХ высокодобротного фильтра.
Налаживание приставки начинают с того, что переводят движок резистора R1 в крайнее нижнее по схеме положение и подстроенным резистором R4 устанавливают на выходе DA3 частоту треугольного напряжения в пределах 5…В Гц (при этом резистор R8 должен иметь максимальное сопротивление), амплитуда этого напряжения определяется соотношением резисторов R13 и R12 и составляет около 2,4 В. После этого ко входу приставки подключают источник напряжения +6 В и, переместив движок R1 а противоположное — верхнее положение, наблюдают треугольную форму напряжения, симметрируя ее балансировкой DA3 резистором R10. На последнем этапе налаживания приставки регулировкой резистора R15 добиваются на выходе DA5 формы напряжения, наиболее близкой к синусоидальной. При необходимости корректируют амплитуду на высоких частотах подбором конденсатора С2, а введением конденсатора СЗ добиваются отсутствия выбросов, которые возникают при работе ключа VT1 в режиме отсечки (резистор R8 в положении минимального сопротивления).
Для монтажа приставки использована унифицированная макетная печатная плата.
Источник двухполярного напряжения питания ±15 В выполнен на микросхеме K142EH6A и обеспечивает ток в нагрузке до 60мА. В качестве подстроечных резисторов использованы СП4-1, а переменных — СПЗ-4. ОУ типа К544УД2А можно заменить на другие из этой серии. 8 качестве ключе VT1 допустимо использовать и биполярный транзистор, включив между его базой и выходом DA4 дополнительный резистор сопротивлением 100 кОм, однако при этом верхняя частота может быть несколько ниже. В некоторых случаях, если пилообразное напряжение осциллографа имеет отрицательный выброс, для обеспечения лучшей синхронизации работы приставки вход пилообразного напряжения следует подключить через диод.
Автор статьи: О. СУЧКОВ, г. Старый Оскол — журнал «Радио» №11, 1995г.