Осциллограф - ваш помощник (приставки к осциллографу)

Измеряя частоту по фигурам Лиссажу (об этом рассказывалось в первой брошюре «Осциллограф — ваш помощник»), нетрудно убедиться не только в достоинстве этого метода, но и в одном его недостатке. Дело в том, что при соотношении частот образцового и исследуемого источников более чем в четыре раза на экране осциллографа появляется столь сложная фигура, что определить по ней частоту исследуемого сигнала становится трудно. Как быть?

На помощь приходит другой метод подобного измерения частоты — с помощью эллиптической (иногда круговой) развертки. Суть его в том, что на экране с помощью специального генератора формируется не прямолинейная развертка, а в виде эллипса (или круга). Достигается это одновременной подачей на входы усилителей вертикального и горизонтального отклонений осциллографа синусоидальных сигналов одинаковой частоты, но сдвинутых по фазе на 90°. Если теперь подать на вход вертикального отклонения еще и синусоидальный (или другой формы) сигнал неизвестной частоты, линия развертки окажется размытой, а при кратном соотношении частот сигнала и развертки на экране сформируется фигура, по которой нетрудно определить частоту сигнала, даже если она значительно отличается от образцовой.

Подобный метод измерений может широко использоваться в радиолюбительской практике, особенно при исследовании сигналов о частотой, значительно большей граничной частоты развертки осциллографа. Для этого, конечно, понадобится и соответствующий генератор эллиптической развертки. Но для большинства радиолюбительских измерений вполне пригоден генератор, разработанный курским радиолюбителем Игорем Александровичем Нечаевым. Причем, кроме основного назначения, эта приставка к осциллографу может служить и как обычный генератор 3Ч для проверни и налаживания усилителей.

Схема генератора приведена на рис. 66.

Он выполнен на трех операционных усилителях (ОУ) и трех транзисторах. Рабочий диапазон частот 24 Гц…24 кГц разбит на три поддиапазона: 24…240 Гц, 240…2400 Гц, 2,4…24 кГц. В пределах каждого поддиапазона частоту можно плавно изменять сдвоенным переменным резистором R1, а выходной сигнал (на гнездах XS5 и XS6) — переменным резистором R14. Максимальный выходной сигнал может достигать нескольких вольт, что необходимо для подачи его на вход «X» осциллографа.

Основой генератора являются два одинаковых фазосдвигающих каскада на ОУ DA1 и DA2. Третий ОУ и транзисторы VT2, VT3 выполняют роль усилителя-инвертора, необходимого для получения требуемого выходного сигнала. Амплитуда выходного сигнала стабильна благодаря применению лампы накаливания HL1 в цепи обратной связи, эта же лампа служит индикатором подачи питания на генератор от двуполярного источника.

Показанное на схеме положение выключателей SA1 и SA2 соответствует поддиапазону 2,4…24 кГц. При замкнутых контактах выключателя SA1 в частотозадающие цепи включаются конденсаторы С2, С5 и частота генератора снижается в 10 раз. Когда же будут замкнуты контакты выключателя SA2, частота генератора снизится в 100 раз.

На транзисторе VT1 собран сумматор сигнала генератора, поступающего через гнездо XS3 на вход «Y» осциллографа (и сдвинутого на 90 по фазе относительно сигнала на гнезде XS5) с исследуемым сигналом, подаваемым на гнезда XS1 и XS2. Уровень подаваемого на сумматор исследуемого сигнала регулируют переменным резистором R4. Амплитуда сигнала генератора на гнездах XS3 и XS4 достигает нескольких сотен милливольт.

В генераторе можно использовать, кроме указанных на схеме, операционные усилители К140УД7, К140УД8 и другие общего назначения; транзистор VT1 — КП103К-КП103М; VT2 — КТ315А-КТ315И, КТ312А-КТ312В, МП35-МП38; VT3 — КТ361А-КТ361Е, МП39-МП42. Конденсаторы C1-С6 —МБМ; С7, С8 — К50-6, К50-12, К50-20. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125; переменный R1 — СП2-СП-IV или аналогичный сдвоенный, с характеристикой A; R4, R14 — СПО, СП2-4; подстроечный R11 — СПЗ-1, СП5-1, СП5-2. Выключатели — типа тумблер, или П2К с зависимой фиксацией и двумя группами контактов. Лампа накаливания — СМН 6,3-20, но при ее отсутствии можно установить две последовательно соединенные МН 2,5–0,068, уменьшив при этом сопротивление резистора R13 до 27 Ом.

Часть деталей генератора смонтирована на печатной плате (рис. 67), а остальные размещены на лицевой панели (рис. 68) прибора — она скреплена с платой двумя металлическими уголками.

Плату с панелью крепят к кожуху и пропускают через отверстие в задней стенке кожуха проводники питания с вилками ХР1—ХРЗ на концах. На вилках необходимо пометить полярность питания, чтобы избежать ошибок при подключении генератора к источнику с двуполярным напряжением 12…15 В для каждого канала при токе нагрузки до 30 мА.