Построив генератор, частотомер, радиовещательный приемник либо другое устройство, нуждающееся в градуировке шкалы по частоте, Вы непременно будете искать наиболее популярный измерительный прибор — генератор стандартных сигналов (ГСС). Однако во многих случаях неплохие результаты получатся с более простым прибором — калибратором. Правда, в отличие от ГСС его частота не перестраивается, но зато сигнал калибратора помимо основной фиксированной частоты содержит множество гармоник, кратных по частоте основной. Иначе говоря, выходной сигнал калибратора представляет собой «частокол» сигналов, «отстоящих» друг от друга на одинаковой частоте. Аналогично будут отстоять и метки на шкале проверяемого устройства.

Наибольшее распространение получили кварцевые калибраторы, в которых используется кварцевый резонатор. Благодаря резонатору калибратор обладает весьма высокой стабильностью частоты выходного сигнала и, кроме того, большим числом гармоник, исчисляемых десятками и даже сотнями. К примеру, кварцевый калибратор, о котором пойдет рассказ, с резонатором на 100 кГц способен выдавать выходной сигнал частотой 50 МГц, т. е. в 500 раз (!) большей по сравнению с исходной.

А теперь о самом калибраторе. Это универсальный измерительный прибор, позволяющий проверять как радиочастотные, так и низкочастотные устройства. Его структурная схема приведена на рис. К-1. На указанном резонаторе собран кварцевый генератор. Сигнал с него поступает на импульсный усилитель, обеспечивающий большое число гармоник (колебаний, кратных по частоте основной, — 100 кГц), а затем на гнездо «Вых. РЧ» — с него снимают немодулированный радиочастотный сигнал. Одновременно с усилителя сигнал подается на модулятор и смеситель. С гнезда «Вых. РЧ мод.» снимают амплитудно-модулированный сигнал, используемый, например, для проверки и калибровки шкалы вещательного радиоприемника. При проверке же низкочастотных устройств сигнал на них подают с гнезда «Вых. ЗЧ», соединенного с генератором ЗЧ калибратора.

Для градуировки различных генераторов Р4 в калибраторе стоит смеситель, на который подаются исследуемый сигнал с гнезда «Вход Р4» и сигнал кварцевого генератора. Разностный сигнал звуковой частоты, образующийся в результате биений поданных на смеситель сигналов, усиливается и поступает на головной телефон через гнездо «Тлф».

Принципиальная схема калибратора приведена на рис. К-2. Высоко-стабильные колебания прямоугольной формы вырабатывает генератор, собранный по схеме несимметричного мультивибратора на транзисторах VT1, VT2. 4астота колебаний мультивибратора определяется частотой кварцевого резонатора ZQ1, включенного в цепи обратной связи.

Номиналы деталей мультивибратора выбраны такими, чтобы на нагрузке мультивибратора (резистор R4) было возможно большее число гармоник.

Выходной сигне генератора поступает далее через дифференцирующую цепочку C4R6 на базу транзистора VT3 импульсного усилителя. Применение дифференцирующей цепочки также способствует получению большего числа гармоник. Выходной сигнал усилителя подается на гнездо XS1 «Вых. РЧ» через делитель R8R9 и конденсатор С5.

Через конденсатор С7 выходной сигнал усилителя подается на смеситель, собранный на транзисторе VT4. Исследуемый сигнал поступает через гнездо XS2 и конденсатор С6 на базу транзистора. К нагрузке смесителя (резистор R11) подключен усилитель ЗЧ, выполненный на транзисторе VT5. В эмиттерную цепь транзистора включается нагрузка — головной телефон, вилку которого вставляют в гнездо разъема XS6.

Для подавления радиочастотных сигналов, проникающих на нагрузку смесителя, установлены фильтрующие конденсаторы С8 и С9.

Чтобы получить модулированные по амплитуде колебания РЧ, сигнал с выхода импульсного усилителя подается через конденсатор С10 на делитель R14R15. Параллельно резистору R15 подключен транзистор VT6, выполняющий роль электронного ключа, управляемого симметричным мультивибратором, выполненным на транзисторах VT7, VT8. Когда открывается транзистор VT7, сопротивление участка коллектор-эмиттер транзистора резко падает, и резистор R15 практически шунтируется им. Амплитуда сигнала на гнезде XS3 «Вых. РЧ мод.» уменьшается. При закрывании транзистора VT7 амплитуда сигнала вновь возрастает. Сигнал звуковой частоты с мультивибратора выводится через конденсатор С14 на гнездо XS4 «Вых. ЗЧ».

Питается калибратор от источника GB1 напряжением 9 В — им может быть батарея «Крона» либо две последовательно соединенные батареи 3336. Питание подается через кнопочный выключатель SB1. На кварцевый генератор питание поступает через параметрический стабилизатор, составленный из стабилитрона VD1 и балластного резистора R7.

В калибраторе могут быть использованы резисторы МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25, конденсатор С15 — любой малогабаритный, на номинальное напряжение не ниже 10 В, остальные конденсаторы — К10-7В, КМ, КЛС. Транзисторы — практически любые из серии КТ315.

Под эти детали и рассчитаны печатные платы, чертежи которых приведены на рис. К-3. На одной плате смонтирован кварцевый генератор с усилителем (узел А1), на другой — смеситель и генератор звуковой частоты с модулятором (узел А2).

Платы укрепляют внутри корпуса прибора (рис. К-4). Там же устанавливают источник питания. На верхней стенке размещают, выключатель SB1 (П2К или аналогичный), на передней стенке — гнезда и разъем под головной телефон типа ТМ-2. Для подключения к проверяемым радиоустройствам используют проводники с вилками на концах.

При правильном монтаже калибратор, как правило, начинает работать сразу. Но желательно уточнить основную частоту кварцевого генератора. Для этого на гнездо XS2 следует подать сигнал РЧ с образцового генератора сигналов, а к разъему XS6 подключить головной телефон. Перестраивая частоту образцового генератора, находят по нулевым биениям (минимальной громкости или пропаданию звука в телефоне) два соседних сигнала калибратора и определяют по генератору разность частот между ними — она и будет значением основной частоты калибратора. Если эта частота отличается от 100 кГц, ее можно установить более точно подбором конденсатора С3.

Если Вы захотите упростить калибратор, можно вообще отказаться от узла А2 и собрать только А1. В этом случае с калибратора будете снимать только немодулированный сигнал РЧ (с гнезда «Вых. РЧ»). Конечно, гнездо XS5 «Общ.» должно остаться, как и источник питания с выключателем.

Установив в калибратор кварцевый резонатор с другой частотой, получите и другие частотные метки на выходном гнезде. Примером может служить кварцевый калибратор, выполненный целиком на цифровых микросхемах (рис. К-5). На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен опорный генератор по схеме мультивибратора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи. Частоту генерируемых колебаний можно установить точно равной 10 МГц подстроечным конденсатором С1.

Инверторы DD1.3 и DD1.4 формируют импульсы прямоугольной формы, которые поступают на гнездо XS1 «Вых. 10 МГц» и два десятичных делителя частоты, собранных на микросхемах DD2 и DD3. Поэтому с выходов делителей снимают сигналы частотой в 10 (гнездо XS3) и в 100 (гнездо XS5) раз меньше. Кроме того, с гнезд XS2 и XS4 можно снимать импульсы частотой следования 5 МГц и 500 кГц. Питать калибратор можно от четырех последовательно соединенных аккумуляторов Д-0,2 или, в крайнем случае, батареи 3336. Большинство деталей калибратора монтируют на печатной плате (рис. К-6), которую укрепляют в корпусе подходящих размеров. Внешне этот калибратор может выглядеть аналогично предыдущей конструкции.