Материал: МРБ 1096.(1986).[doc]

Рис. 56. Принципиальная схема измерителя нелинейных искажений

Режекторный фильтр собран по схеме моста Вина. Мост Вина служит для подавления напряжения первой гармоники. На частоте квазирезонанса, опре­деляемой соотношением F=l/(2пRC), коэффициент передачи моста Вина при­мерно равен нулю. Поэтому на его выходе получается сигнал, содержащий только гармонические составляющие (вторая, третья и далее гармоники). Мост Вина включен на входе ОУ DA8. Настройка моста Вина на частоту квазире-вонанса осуществляется грубо с помощью резистора R1I9, а точно — с по­мощью R123. Коэффициент передачи фильтра для обеспечения его высоких из­бирательных свойств на частоте квазирезонанса должен быть равен 1/3. Ба­лансировку моста Вина, т. е. точную установку коэффициента передачи фильт­ра, осуществляют с помощью резистора R126. Для стабилизации рабочей точки ОУ, его коэффициента усиления, а также для выравнивания частотной харак­теристики фильтра введена отрицательная обратная связь по постоянному {R129) и переменному (R128) токам.

Сигнал с выхода эмиттерного повторителя через С36, R118 поступает на инвертирующий вход ОУ (через делитель R125 — R127, С43). На неинвертирую-щий вход поступает напряжение с перестраиваемого фильтра. Таким образом, входы ОУ включены в диагональ моста Вина. На выходе ОУ образуется сиг­нал, содержащий только вторую, третью и т. д. гармоники исходного сигнала. Диоды VD20, -VD21 служат для защиты входов ОУ DA7 от перегрузки. Частот-аый поддиапазон измерения выбирается с помощью групп тех же переключа­телей, что и в генераторе низкочастотных сигналов (S19, S20, S21). Масштаб-яын усилитель, собранный на ОУ DA8, служит для дополнительного усиления .выделенного сигнала.

Перед началом измерения при поданном на вход блока сигнале с помощью переключателей S14, S15 (оба в отжатом положении) и резистора R110 «Уровень» устанавливают на цифровом индикаторе значение 100,0%- В $том режи­ме, входной сигнал нормируется по уровню, так как режекторный фильтр отк­лючен. После этого нажатием переключателя S16 включают поддиапазон из­мерения 100,0% и последовательными регулировками «Грубо», «Точно», «Ба­ланс» добиваются минимальных показаний. Если значение КНИ будет меньше 10%, нажатием переключателя S14 переходят на поддиапазон 10,00% _и пов­торяют те же операции. После их выполнения необходимо проконтролировать и при необходимости скорректировать значение входного сигнала с помощью резистора R110 «Уровень» (при отжатых переключателях S14, S15). После это­го, неебходимо снова произвести подстройку R123 («Точно») и R126 («Баланс») на пределе 10,00%.

Для большинства случаев измерения КНИ допустима замена детектора СКЗ детектором средневыпрямленных значений. Анализ выражений

(где Ai — значение (-гармоники для сигналов с точно измеренным КНИ, не превосходящим 10%, а также с учетом того, что уровень гармоник в среднем уменьшается с ростом номера гармоники) показывает, что дополни­тельная погрешность, образующаяся при такой замене, не превышает пример­но 50%.

Калибровку КНИ необходимо производить на частоте примерно 1 кГц. В этом случае наибольшая дополнительная погрешность не превосходит +30% на частоте 20 Гц и — 30% на частоте 20 кГц.

Рис. 57. Принципиальная схема блока питания

Блок питания (рис. 57). Он обеспечивает узлы комплекса следующими пи­тающими напряжениями: стабилизированным +5 В при токе нагрузки до 1 А, стабилизированным ±15 В при токе нагрузки до 50 мА, нестабилизированным +25 В при токе нагрузки до 50 мА.

Стабилизатор напряжения +5 В собран по компенсационной схеме на эле­ментах ОУ DA9, VT17, VT18. На ОУ собран элемент сравнения опорного нап­ряжения (с VD30) с частью выходного (делитель R136, R137). Выходное нап­ряжение ОУ является управляющим для усилителя постоянного тока VT17, Выходное напряжение устанавливается подбором резистора R136.

Стабилизатор ±15 В включает в себя стабилизатор напряжения 30 В на транзисторе VT19 и устройство выделения напряжения средней точки на ОУ DAW, VT20 — VT22.

Микросхема DA10 сравнивает напряжение средней точки на выходе стаби­лизатора и напряжение установки симметрии, снимаемое, с движка перемен­ного резистора R138. В зависимости от того, какое из напряжений больше, открывается либо верхнее, - либо нижнее плечо каскада симметрирования. За счет большого коэффициента усиления в петле обратной связи устройство практически не реагирует на изменения нагрузки, устраняя перекос напряже­ния ±15 В.

Цепочка С56, R139 и С57 служит для предотвращения самовозбуждения ОУ. Ток покоя выходного каскада с помощью R140 устанавливается равным 5 — 10 мА.

Конструкция и детали

Цифровой измерительный комплекс выполнен в виде переносной конструк­ции. Прибор снабжен поворотной ручкой для транспортировки. В рабочем по­ложении ручку можно зафиксировать под углом к корпусу и использовать как подставку.

Рис. 58. Расположение органов управления на лицевой панели измерительного комплекса

Все рабочие органы управления выведены на лицевую панель. На задней панели находится сетевой разъем блока питания и предохранитель F1 на 0,15 А. С левой стороны имеется два отверстия для корректировки ноля на пределах 0,2 и 2 В. Размещение органов управления на лицевой панели пэка-вано на рис. 58.

Рис. 59. Расположение элементов блока питания (плата 1)

Все радиокомпоненты размещены на четырех печатных платах из односто­роннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. На первой плате(рис, 59) находятся элементы блока питания (выпрямительные мосты, конден­саторы фильтров, стабилизаторы питающих напряжений). На второй (рис. 60} плате размещены следующие узлы: входной аттенюатор вольтметра, преобра­зователь средневыпрямленного значения, масштабный усилитель, преобразова­тель напряжение — частота, индикатор перегрузки, переключатели SI — S6, S3, Sll, S13. На третьей плате (рис. 61) находятся все цифровые узлы: входной формирователь частотомера, хронизатор, счетчики, регистры буферной памя­ти, устройство динамической индикации, блок эталонных интервалов и меток. В плату впаян также цифровой дисплей HG1. Переключатели 57, S10, S12, S17, S25 крепятся к этой плате с помощью уголков. В связи с большой насы­щенностью элементами в качестве платы для этого узла использована так на­зываемая «макетная» плата. Все микросхемы и навесные элементы припаяны к площадкам, а соединения между выводами выполнены монтажным проводом с фторопластовой изоляцией МГТФ-0,1 (0,12).

Вторая и третья печатные платы размещены параллельно друг другу на расстоянии 10 мм и скреплены между собой винтами.

На четвертой плате (рис. 62) размещены элементы генератора низкочас­тотных сигналов и измерителя коэффициента нелинейных искажений. Разъемы «Вход 1» — «Вхрд 4», «Выход ГНС», рабочие органы ГНС и ИНИ, а также переключатели S9, S14, S15, S18 — S24 закреплены на несущей панели и подпаяны к узлам монтажным проводом. Вид сверху собранного комплекса (при­снятой верхней крышке) показан на рис. 63.

Печатные платы изготавливают любым удобным для радиолюбителя спо­собом. При монтаже радиоэлементов, особенно микросхем и полупроводнико­вых приборов, необходимо соблюдать следующие требования. При пайке долж­на быть исключена возможность перегрева ИС выше допустимых температур. Жало паяльника должно иметь температуру не более 250 — 265° С при мощнос­ти паяльника 20 — 30 В-А. Корпус его должен быть изолирован от питающего напряжения и по возможности заземлен.

Рис. 60. Расположение элементов на плате 2

Рис, 61. Расположение элементов на плате 3

Рис. 62. Расположение элементов на плате 4

Время пайки выводов ИС не более 3 с; расстояние от места пайки до кор­пуса не менее 3 мм; интервал между пайками соседних выводов не менее 3 с. Повторная, пайка одного и того же вывода допускается не ранее чем через 3 мин. При пайке необходимо использовать теплоотвод (пинцет). Для получе­ния надежной и аккуратной пайки необходимо предварительно облудить выво­ды элемента, при пайке использовать жидкий спирто-канифольный флюс. Пос­ле монтажа флюс необходимо смыть спиртом или спирто-бензиновой смесью.

Рис. 63. Общая компоновка комплекса

Так как прибор содержит узлы, чувствительные ко всякого рода наводкам и помехам (преобразователь средневыпрямленного значения и особенно ИНИ), то их необходимо экранировать. В качестве экрана можно использовать фоль­гированный материал. Из него, в частности, выполнен экран между второй и третьей печатными платами. Соединительные проводники к- этим узлам необходимо выполнять экранированным проводом. Большое внимание необходимо об­ратить на выбор общей точки заземления и соединения с корпусом. В данной конструкции в качестве общей точки выбран корпус разъема «Вход 4». Эта точка подсоединяется к блоку питания и остальным узлам проводом МГШВ сече­нием не менее 1 мм². Таким же проводом подается питание 5 В на цифровой блок (плата 3). Ток потребления этого блока составляет около 0,7 А, и соедини­тельный - проводник при меньшем сечении может стать источником помехи. В цифровом блоке для устранения помех, проникающих по цепям питания, при­менены блокировочные конденсаторы емкостью 0,022 или 0,033 мкФ (примерно один конденсатор на два корпуса ИС).

Корпус комплекса состоит из лицевой и задней панелей, двух боковых сте­нок, перегородки и двух П-образных крышек (верхней и нижней). Чертежи де­талей корпуса приведены на рис. 64 — 66. Детали корпуса (см. рис. 64, 65) вы­полнены из дюралюминия Д16, детали ручки для переноски — из нержавею­щей стали и отполированы. Передняя и задняя панели после механической об­работки протравлены в растворе хлорного железа. Перед травлением поверх­ности, подлежащие обработке, необходимо зачистить и отшлифовать шкуркой, затем обезжирить. Места, не подлежащие травлению, необходимо заклеить, например пленкой с липким слоем. Для травления можно использовать также следующий раствор: 100 г поваренной соли, 100 г медного купороса, 100 г концентрированной соляной кислоты и 1 л воды. Время травления подбирается экспериментально в пределах 5 — 10 мин. За это время стравливается примерно 0,1 — 0,2 мм. После травления деталь промывают мягкой щеткой. В итоге поверх­ность приобретает светло-серебристый шероховатый вид, похожий на поверхность после пескоструйной обработки. На сухую панель наносят необходимые надписи. Для этого удобно пользоваться готовыми переводными шрифтами, которые выпускает Художественный комбинат № 1 г. Химки.

Рис. 65. Боковые (левая а, правая б) стенка и перегородка (в) комплекса (ДГ6Т)

Типы применяемых микросхем и полупроводниковых приборов указаны на электрической схеме комплекса (см. рис. 51 — 57). Помимо указанных в схеме применяются следующие радиокомпоненты. Все применяемые в комплексе пос­тоянные резисторы — МЛТ-0,25; МЛТ-0,125. Подстроечные резисторы — мно­гооборотные прецизионные типов СП5-3, СП5-14, а также СП-5-16Ва 0,25 В-А. Переменные резисторы типа СПЗ-4 — одинарные и сдвоенные, резистор R95 — прецизионный проволочный сдвоенный типа ПЛ1-2. В комплексе применены конденсаторы: электролитические типа К50-6, керамические К10-23, KM-S СКМ-6). Установочные изделия: разъемы («Вход 3», «Вход 4», «Выход ЗГНС») типа СР-50-73П; в качестве разъемов для гнезд «Вход 1», «Вход 2» применены трехштырьковые гнезда от микрокалькулятора типа СМО-65-ЗГ, в котором при отсутствии вилки сигнальный контакт замкнут на корпус. Перек­лючатели S10,S12 типа ПД 11-3; тумблер включения питания — ППЗ-1В; ос­тальные переключатели кнопочные, типа П2К, из них S6 — S9, SU, SI3, S18, S22 — с независимой фиксацией.

Рис. 66. Детали ручки для переноски (Ст. 3)

Силовой трансформатор собран на сердечнике из элекротехнической стали Э310 УШ16Х40. Сетевая обмотка имеет 3000 витков провода ПЭВ-2 0,14. Об­мотка II содержит 350 витков провода ПЭВ-2 0,14; обмотка III — 110 вит­ков провода ПЭВ-2 0,69; обмотка IV — 450 витков ПЭВ-2 0,14.