Устройство для проверки кварцевых резонаторов

Предлагаемая радиолюбителям для повторения конструкция предназначена для проверки кварцевых и пьезокерамических резонаторов, а также как управляемый генератор частот до 80 МГц.

На интегральной микросхеме DD1 типа КР531ГГ1 построен задающий генератор. Эта микросхема представляет собой два управляемых генератора, частота работы которых задается подключенными к ее выводам С1, С2 кварцевыми, пьезокерамическими резонаторами или конденсаторами. В этом устройстве используется только один генератор этой микросхемы. Подключенный к выводам С1, С2 резистор R1 облегчает запуск генератора с резонаторами с рабочей частотой менее 4 МГц. Все проверяемые резонаторы будут возбуждаться на частоте основного резонанса - первой гармонике. Это следует учитывать при проверке резонаторов, предназначенных для работы в радиоприемных и радиопередающих устройствах. Например, гармониковые кварцы на частоту 27 МГц (третья гармоника) будут возбуждаться на частоте 9 МГц.

На микросхеме DD2 собран делитель частоты на 2 и 4. Сигнал высокой частоты с выхода F DD1.1 через резистор R1 поступает на вход С D-триггера DD2.1, включенным делителем частоты на 2, с выхода этого триггера сигнал с частотой вдвое меньшей частоты задающего генератора поступает на второй D-триггер DD2.1, включенным аналогичным образом. В итоге, на выходе делителя частоты получается сигнал с частотой в 4 раза меньшей частоты задающего генератора. Светодиод HL2 сигнализирует своим свечением то, что проверяемый резонатор возбуждается. Микросхема DD3 используется в качестве буферных элементов, что устраняет влияние подключенной нагрузки на стабильность работы DD1, DD2. К прибору для контроля частоты можно подключить частотомер, способный измерять сигналы с частотой не менее 80 МГц. На частотомер можно подавать сигнал как с частотой работы задающего генератора DD1, так и с частотой вдвое или вчетверо меньшей, что может быть полезным при использовании выносного щупа частотомера и соединительного кабеля с недостаточной полосой пропускания. Все примененные интегральные цифровые микросхемы получают питание от источника стабильного напряжения, построенного на стабилизаторе DA1. При возбуждении генератора на частоте 48 МГц устройство потребляет от источника питания ток около 90 мА. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии напряжения питания. Диод VD1 защищает устройство от подачи напряжения питания обратной полярности.

В авторском варианте монтаж элементов выполнен навесным способом тонким монтажным проводом, при этом весь слой фольги используется как общий провод. Следует заметить, что разводка цепей питания и сигнальных цепей требует аккуратности и понимания, поскольку микросхемы серий КР531, 74F весьма высокочастотны и при неудачном монтаже могут генерировать помехи с широким спектром частот.

Детали. Вместо микросхемы КР531ГГ1 можно применить КР1531ГГ1, К531ГГ1П. Возможно, существует импортный аналог из серии 74F124N. Импортную микросхему MC74F74N можно заменить любой из серии 74F74N или отечественной КР531ТМ2. Немного изменив принципиальную схему, можно на месте этой микросхемы установить делитель на 10, например, собранный на микросхеме КР531ИЕ9, 74F160N с любым префиксом. Можно использовать и другие ТТЛ или КМОП делители частоты, способные работать на частоте не менее 80 МГц при напряжении питания +5 В. Микросхему MC74F00N можно заменить любой из серии 74F00N или отечественной КР531ЛАЗ, КР1531ЛАЗ. При применении отечественных микросхем потребляемый устройством ток может немного возрасти. Если не удастся приобрести такие микросхемы, то можно временно вместо DD2 и DD3 установить соответствующие микросхемы серии КР1533, при этом рабочий диапазон частот устройства снизится до 50...70 МГц. Вместо интегрального стабилизатора на фиксированное выходное напряжение +5 В типа L7805ACV можно установить любой из серии 7805 в корпусе ТО-220 или отечественную ИМС КР142ЕН5А, КР142ЕН5В. При использовании некоторых стабилизаторов нижняя граница минимального напряжения питания может увеличиться с 7 В до 8 В. Микросхему стабилизатора напряжения устанавливают на небольшой теплоотвод. Диод 1N4001 можно заменить любым из серий 1 N4001-1 N4007, КД243, КД226. Вместо диодов 1N4148 подойдут диоды серий КД503, КД409, 2Д419. Светодиоды подойдут любого типа общего применения.

Оксидные конденсаторы К50-35, К53-19, К53-30 или импортные аналоги. Неполярные конденсаторы - керамические К10-17 или аналогичные импортные. Резисторы любого типа малогабаритные, например С1-4, С2-23, МЛТ. Для проверки резонаторов с разным диаметром выводов установлены две различные панельки. Длина проводников от выводов С1, С2 DD1 должна быть как можно короче. Если вместо резонатора ZQ1 к панелькам подключить малогабаритный переменный конденсатор емкостью 20...540 пФ, то частоту работы генератора можно изменять от 12 МГц до 760 кГц. Устройство можно усовершенствовать, если на место ZQ1 будет подключен частотозадающий конденсатор, вход Е DD1.2 соединяется с общим проводом, выход F DD1.2 соединяется с входом Uд или Uc DD1.1, к выводам 12 и 13 DD1 подключают конденсатор емкостью 0,22 мкФ. После всего этого генератор DD1.2 будет работать на частоте 2 кГц, а на выходе F DD1.1, вывод 7, будет частотно модулированный сигнал. Кроме того, на входы Uд, Uc можно одновременно подавать противофазные модулирующие сигналы, например, с выхода F DD1.1 и выхода инвертора DD3.1. Для уменьшения девиации частоты модулирующие сигналы можно подавать через подстроечные резисторы сопротивлением по 220...470 Ом. В качестве резонаторов можно использовать не только кварцевые или пьезокерамические резонаторы, но и пьезокерамические фильтры, например генератор, очень хорошо возбуждается с фильтрами на 10,7 МГц от УКВ радиоприемников. Устройство можно использовать не только для проверки резонаторов, но и как калибратор, микропередатчик, генератор звуковых эффектов, измеритель емкости конденсаторов. Область применения микросхемы КР531ГГ1 не ограничивается только рассказанными в этой статье вариантами, а дешевизна и доступность этой микросхемы позволяет провести с ней множество экспериментов, что способствует разнообразию радиолюбительских будней и расширению интересов.

Радiоаматор №1, 2009г.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}