В этой статье я расскажу, как изготовил простой прибор, позволяющий проверять исправность кварцевых резонаторов и генерировать сигналы образцовых частот в широком диапазоне. А также определять частоту кварцевых резонаторов, если она не известна.
Повторить прибор не составит большого труда. Достаточно базовых знаний, навыков и минимума материалов и инструментов.
В настоящее время кварцевые резонаторы можно встретить на каждом шагу. Они применяются в часах, радиоприёмниках, телевизорах, компьютерах, мобильных телефонах, автомобилях и даже в некоторых стиральных машинах и холодильниках!
Разумеется, мастера - самодельщики тоже используют "кварцы" в своих конструкциях.
Много лет назад я собрал по схеме из какого-то журнала примитивный приборчик. В панельку вставлялся кварцевый резонатор и на выходе получалась точная, стабильная частота, указанная на корпусе кварца. Помогало проверить и настроить приёмники и другие приборы.
Со временем появился большой выбор кварцев и, казалось бы,теперь можно генерировать множество образцовых частот. Однако, я стал замечать, что далеко не каждый кварц работает в этом приборе. К тому же возникла необходимость проверять кварцевые резонаторы на исправность перед их установкой в свои конструкции и при ремонте различной аппаратуры. Прибор меня разочаровал и я его продал или просто подарил кому-то, точно не помню.
Недавно я решил изготовить подобный прибор, используя накопленные знания и опыт. По моей задумке, новый прибор должен быть в разы лучше, сохранив простоту в изготовлении. Вот что у меня получилось.
Это принципиальная электрическая схема прибора.
Условно я разбил её на две части.
Генераторная. При подключении испытуемого кварца, если он исправен, возникает генерация. Частота генерации определяется кварцевым резонатором. Получается маломощный передатчик, в спектре сигнала которого, помимо основной частоты, присутствуют её гармоники, то есть частоты, кратные основной. Например, если подключить кварц на частоту 10 МГц, в спектре так же будут частоты 20 МГц, 30 МГц и так далее. Это позволяет проверять и точно настраивать различную аппаратуру.
Индикаторная. Определяет наличие генерации и зажигает светодиод.
К генераторной части предъявляются весьма жёсткие требования. Генерация должна возникать при подключении любого исправного кварца, любого конструктивного исполнения. В тоже время не должна возникать "паразитная" генерация, то есть при отсутствии кварца или при подключении неисправного резонатора.
Я решил применить не биполярный, как можно встретить в большинстве подобных устройств, а полевой транзистор. Так схема получается проще и стабильнее в работе. Режим работы транзистора VT1 по постоянному току задан резисторами R1 и R2. Проверяемый кварц через конденсатор C1 подключается к затвору и стоку транзистора. При исправном резонаторе создаётся положительная обратная связь и возникает генерация. Для подключения кварца решил использовать небольшие зажимы типа "крокодил" с проводами небольшой длины. Такие зажимы позволяют легко подключать кварцы с самыми разными выводами. Провода также выполняют функцию передающей антенны. Конденсатор C2 закорачивает по высокой частоте провод питания на общий провод. Корпус транзистора соединён с общим проводом.
Индикаторная часть.
Чтобы сделать её максимально простой, я решил применить так называемый транзисторный детектор. Раньше его называли триодным детектором. Его изредка можно встретить в схемах старых радиоприёмников. В отличие от диодного детектора, триодный не только детектирует, но и усиливает продетектированный сигнал. Колебания с выхода генераторной части через конденсатор небольшой ёмкости C3 поступают на базу транзистора VT2. При положительных полупериодах колебаний транзистор открывается и в его коллекторной цепи протекают импульсы тока. Этими импульсами заряжается конденсатор С4. Параллельно конденсатору через ограничительный резистор R4 подключен светодиод HL1, который начинает светиться. База транзистора через резистор R3 подключена к общему проводу, поэтому в отсутствие сигнала транзистор закрыт и светодиод не светится. Таким образом, индикаторная часть однозначно показывает наличие или отсутствие генерации, то есть исправность проверяемого кварцевого резонатора.
Цепь питания прибора состоит из колодки для подключения батарейки 9 В типа "Крона", выключателя S1, диода VD1 защиты от переплюсовки и конденсатора C5.
Далее я расскажу, как изготовить этот прибор.
Детали и материалы:
Транзистор КП307Б
Транзистор КТ325В
Диод Д310
Конденсатор керамический малогабаритный 47 нФ - 2 шт.
Конденсатор керамический малогабаритный 20 пФ
Конденсатор электролитический 47мкФ х 16В
Конденсатор электролитический 470мкФ х 16В
Резистор 10 МОм
Резистор МЛТ-0,125 560 Ом
Резистор МЛТ-0,125 100 кОм
Резистор МЛТ-0,125 470 Ом
Светодиод
Переключатель или кнопка с фиксацией
Колодка под батарейку типа "Крона"
Зажим "крокодил" - 2шт.
Пластиковый прозрачный контейнер для мелочей
Стеклотекстолит фольгированный
Провод монтажный многожильный
Припой
Канифоль
Поролон
Клей
Растворитель 646
Ветошь
Инструменты:
Паяльник 25-40 Вт
Кусачки
Ножницы
Нож
Шило
Пинцет
Пассатижи
Лобзик
Напильник
Мини дрель с насадками
Перманентный фломастер
Линейка
Лупа
Швейная иголка
Мультиметр
Процесс изготовления.
Шаг 1.
Изготовление платы.
В качестве заготовки я решил использовать самодельную плату из фольгированного стеклотекстолита, которую я изготовил много лет назад. На ней были собраны макеты нескольких устройств. Хороша она тем, что имеются небольшие кружочки "пятачки", окруженные фольгой, выполняющей функцию общего провода. Такая плата идеально подходит для изготовления ВЧ устройств, каковым и является данный прибор. Также на этой плате имеется провод питания в виде дорожки. Если у Вас подобной платы нет, её легко изготовить, вырезав кружочки при помощи мини дрели с насадкой наподобие зубоврачебного бора. Или при помощи линейки и резака изготовленного из ножовочного полотна. В этом случае надо вырезать не кружочки, а квадратики.
Шаг 2.
Монтаж деталей на плату.
Залудив выводы деталей, я распаял их на плате, как показано на фотографиях. При монтаже старался выводы деталей сделать по возможности короткими, это важно для ВЧ устройств. Затем лобзиком аккуратно отпилил с двух сторон ненужные части платы и обработал края напильником. Конечно, это неправильно, эти операции нужно делать до монтажа деталей. Но всё дело в том, что я точно не знал, сколько деталей и каких потребуется для этой самоделки. Определился в процессе работы. Используя лупу осмотрел монтаж, особое внимание уделил отсутствию замыканий "пятачков" с окружающей их фольгой. При помощи швейной иголки и тряпочки смоченной растворителем очистил плату от остатков канифоли. В результате у меня получилась плата размерами 65 х 40 мм.
Здесь обозначение выводов транзисторов, в том положении, как они распаяны на плате. Также обозначены аноды диода, светодиода и плюсовые выводы электролитических конденсаторов.
Шаг 3.
Изготовление корпуса.
Сначала я хотел изготовить или подобрать готовый металлический корпус. Но мне попался на глаза небольшой пластиковый контейнер для мелочей. Вот такой.
Решил его использовать. У него 4 небольших и одно большое отделение. Прикинул, что в одном отделении можно будет разместить плату, в другом батарейку, в третьем выключатель питания, в четвёртом зажимы с проводами и подключенным кварцем. В пятом (большом) отделении можно разместить набор резонаторов. Кроме того, корпус полупрозрачный, поэтому не надо будет думать, где и как разместить светодиод, чтобы он был виден с разных сторон. Корпус будет свободно пропускать радиоволны, излучаемые прибором, при этом можно будет закрыть крышку, никакие провода снаружи болтаться не будут и можно будет легко перемещать прибор в нужное место.
Первым делом я наметил маркером место отверстия для крепления выключателя питания и три места прорезей для проводов. Сделал отверстие и прорези.
Шаг 4.
Для того,чтобы батарейка и набор кварцев не болтались в корпусе, вырезал 4 подкладки из поролона.
И приклеил их на соответствующие места.
Шаг 5.
Монтаж всего прибора.
Отмерил необходимое количество провода,чтобы соединить плату с колодкой и выключателем, а также зажимы "крокодил" с платой. Провода взял разных цветов. Спаял согласно схеме. Провода свил между собой.
Шаг 6.
Сборка в корпусе.
Закрепил выключатель питания гайкой, плату закреплять не стал, она хорошо держится в своём отделении корпуса. Уложил провода в соответствующие прорези. Прибор готов!
Шаг 7.
Проверка работоспособности прибора.
Результаты испытаний.
Прибором было проверено большое количество кварцевых резонаторов в диапазоне частот от 1,000 МГц до 79,000 МГц, самого разного конструктивного исполнения. Разных лет изготовления, начиная с 1961 года. Прибор чётко определил неисправные резонаторы. Кроме того, один исправный кварц был умышленно выведен из строя. Для этого на пластину была нанесена капля клея. Прибор показал, что резонатор неисправен.
Излучаемый прибором сигнал (при частоте кварца 24,200 МГц) фиксировался простейшим индикатором поля на расстоянии 10 см, а радиоприёмником (на третьей гармонике) на расстоянии не менее 15 м.
Работоспособность прибора сохранялась при снижении напряжения батареи питания до 4,0 Вольт (с уменьшением яркости свечения индикатора).
Потребляемый ток при напряжении питания 9,0 В составлял 10-13 мА.
В дальнейшем я планирую усовершенствовать это изделие.
1) Сделать выход для подключения частотомера.
2) Сделать отключаемую модуляцию сигналом звуковой частоты (встроенный генератор).
Свободного места в корпусе для этого достаточно.
Я доволен своей самоделкой и активно пользуюсь ей. Также давал на время знакомому радиолюбителю. Отзыв положительный.
Надеюсь, эта статья будет Вам полезна.
Буду рад Вашим комментариям и пожеланиям.
С уважением, R555.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
