Допустим, что при полностью выведенном сердечнике катушки ток 7 мА. Затем с помощью отвертки, сделанной из изоляционного материала, будем постепенно вводить сердечник в катушку, наблюдая одновременно за величиной тока. В какой-то момент ток упадет до 5 мА. Это должно произойти в течение одного оборота сердечника. Если нет падения тока, то это значит, что контур не настроен на резонансную частоту кварцевого резонатора и, следовательно, катушка или конденсатор контура подобраны неправильно. В случае сильной связи с каскадом усилителя мощности ВЧ контур задающего генератора шунтирован и уменьшение тока едва заметно. Таким образом, для эффективной работы всего устройства нужен правильный подбор связи между кварцевым генератором и усилителем мощности ВЧ (катушки L1 и L2, см. рис. 14.12). Часто трудно установить резонансную точку, поскольку ток изменяется постепенно, причем в значительном диапазоне перестройки контура кварцевого генератора. В этом случае следует применять волномер, который поможет определить правильную настройку кварцевого генератора. Если значительная расстройка контура не вызывает срыва в работе кварцевого генератора, та это значит, что данный генератор работает без стабилизации на другой частоте, что случается часто. Не следует путать уменьшение тока в этом случае с уменьшением потребления тока генератором в момент перехода из состояния покоя в состояние генерирования (когда генератор вырабатывает колебания ВЧ, уменьшение тока равно примерно 25%) Поэтому первой контрольной операцией после включения питания является проверка наличия генерации и лишь затем надо настраивать контур в резонанс.
Если ток минимален, то сердечник катушки установлен правильно, а колебания, вырабатываемые генератором, самые мощные (измеритель напряженности поля, включенный так, как было сказано выше, должен иметь тогда наибольшие отклонения стрелки). На этом заканчивают настройку задающего генератора передатчика.
Для проверки работы каскада усилителя мощности ВЧ располагают все узлы передатчика в корпусе и подключают рабочую антенну или ее эквивалент. Затем включают питание, контролируя ток миллиамперметром, имеющим предел измерения до 100 мА. Следя за суммарным потреблением тока, которое при 6 В напряжения должно быть примерно равно 25 мА, вращают сердечник катушки или изменяют емкость конденсатора контура усилителя мощности ВЧ. В какойто момент времени величина тока должна внезапно уменьшится до 15 мА. Чем лучше подобрана индуктивность катушки или емкость конденсатора, тем более резким будет падение потребления тока.
При этой регулировке удобнее измерять величину тока косвенно, т. е. путем измерения падения напряжения на резисторе нагрузки в эмиттере или коллекторе транзистора усилителя мощности ВЧ. Вольтметр включают с добавочным резистором сопротивлением 500—1000 Ом. На практике нет надобности вычислять величину потребляемого тока, достаточно настроить контур по минимальному напряжению, показываемому вольтметром.
Затем устанавливают измеритель напряженности поля на таком расстоянии, чтобы после включения передатчика стрелка отклонялась на половину шкалы. Подстраивая выходной контур, наблюдают за показаниями миллиамперметра (вольтметра) и измерителя напряженности поля. Вращая сердечник катушки контура, определяют минимальное значение потребления тока, затем конденсатором связи с антенной или сердечником удлинительной катушки получают максимальные показания измерителя напряженности поля. Настройку производят «методом последовательных приближений», поворачивая сердечник каждый раз не более чем на 1/10 оборота. При настройке передатчик держат обеими руками вместе с антенной и не изменяют своего положения. В момент получения наибольших показаний измерителя напряженности поля при минимальном потреблении тока обоими каскадами ВЧ передатчика настройку считают законченной. Иногда может оказаться необходимой небольшая поправка установки сердечника в катушке контура задающего генератора.
После этого включают полное напряжение питания и еще раз проверяют настройку. При описанных операциях вблизи передатчика не должно быть никаких проводов, например шнура паяльника или настольной лампы, так как это вызвало бы погрешности в результатах настройки.
Для облегчения в работе по регулированию и настройке передатчика можно использовать приборы со схемами, показанными на рис. 13.3. Один из этих приборов (рис. 13.3 а) предусмотрен для двухтактного каскада мощности ВЧ. RC-элементы заменяют при этом базовые цепи обоих выходных транзисторов.
После включения задающего генератора (см. рис. 14.12), регулируя конденсатор С1 (при другом решении — сердечник катушки L1), получают настройку контура L1C1 на частоту кварцевого резонатора. Это будет видно по максимальным отклонениям стрелки измерительного прибора. После этого устанавливают с помощью потенциометра R1 коллекторный ток транзистора Т1 около 6 мА и еще раз проверяют настройку контура L1C1.
Показания приборов обоих трактов измерительной схемы не должны различаться больше чем на 10—20%. В противном случае следует соответственно подобрать количество витков в половинах катушки L2.
Настройка каскада мощности ВЧ сводится к нагрузке катушки антенной связи (например, L4 на рис. 14.12) безындуктивным резистором 50—60 Ом1 к которому параллельно присоединяют прибор, представленный на рис. 13.3 б. Настраивая выходной контур передатчика (катушка L3, см. рис. 14.12), получим в момент резонанса максимальные отклонения стрелки измерительного прибора.
В двухтактных схемах симметричность работы обоих выходных транзисторов в усилит еле мощности ВЧ легче всего проверить, сравнивая постоянные напряжения на эмиттерных резисторах. Эти напряжения должны быть одинаковыми Если это не так, то надо подобрать соответствующие транзисторы.
Еще один способ настройки передатчика заключается в использовании осциллографа (рис. 13.3 в). В этом случае стремятся получить на экране как можно более широкую горизонтальную светящуюся полоску — изображение немодулированной несущей ВЧ.
Готовый передатчик (с модулятором) можно соединить двумя-тремя витками провода в поливинилхлоридной изоляции, намотанными ка основание антенны, непосредственно с пластинами вертикального отклонения осциллографа. При частоте развертки в 5—10 раз ниже модулирующей частоты на экране осциллографа должна появиться светящаяся полоса высотой 10—20 мм. Затем поочередно замыкают кнопки манипулятора и на экране следят за изменениями светящейся полосы под влиянием модуляции сигналом НЧ. Полоса может быть разделена на части или иметь синусоидальную огибающую, по которой можно сделать вывод о глубине модуляции (рис. 13.3 г).
Основным условием правильного измерения выходной мощности передатчика является согласование эквивалента антенны по сопротивлению. Хороша согласованная вертикальная антенна имеет входное сопротивление в нижней точке питания порядка 50—55 Ом. В качестве эквивалента антенны используют безцокольную лампочку, например, 3,8 В/0,07 А, сопротивление которой около 54 Ом, но только тогда, когда эта лампочка горит полной яркостью, т. е. при питании током мощностью около 250 мВт. При слабом свечении сопротивление лампочки значительно меньше. Поэтому лампочка не может быть достаточно хорошим эквивалентом антенны.
Измерительная схема выходной мощности, представленная на рис. 13.3 д, требует применения вольтметра постоянного тока с внутренним сопротивлением по меньшей мере 5 кОм/В и пределом измерения около 10 В (результаты представлены в табл. 13.1). В зависимости от внутреннего сопротивления вольтметра и значений его показаний в вольтах результаты измерения выходной мощности ВЧ передатчика получаются такими: первое измерение напряжения относится к немодулированной несущей, второе (в скобках) — к модулированной (глубина модуляции 80%).
Измеритель выходной мощности передатчика, представленный на рис. 13.3 д, состоит из конденсаторов, резисторов и диода, помещенных в металлическом корпусе, соединенном коаксиальным кабелем (60 Ом) длиной 100—150 мм с «корпусом» и антенным гнездом передатчика. Конденсаторы применяются керамические. Гнезда служат для подключения вольтметра, одно из них изолировано от корпуса. Резистор R состоит из четырех — шести непроволочных резисторов, соединенных параллельно. Поскольку прибор соответствует сопротивлению антенны 50 Ом, значения резисторов должны быть следующими: 4 резистора по 200 Ом, или 5 резисторов по 250 Ом, или 6 резисторов по 300 Ом.
Резисторы должны быть расположены вплотную друг к другу и быть спаянными у самого основания выводов.
Описанный выше прибор соединяют с антенным гнездом передатчика, и вольтметром после включения передатчик настраивают по показаниям максимальной выходной мощности или же на значение мощности, ограниченной правилами. При этом осциллографом проверяют форму модулированного сигнала ВЧ, поскольку максимальная мощность не всегда сочетается с наилучшей формой модулированного сигнала ВЧ.
Настройка антенного П-фильтра (см. рис. 4.3 а) производится с помощью конденсатора С1 в резонанс по минимуму тока в контуре, контролируя показания измерителя напряженности поля, собранного по схеме рис. 13.4. Емкость конденсатора С2 надо подобрать так, чтобы при минимальном значении коллекторного тока в выходной цепи передатчика и измерителя напряженности поля было максимальное отклонение стрелки индикатора. При этом передатчик должен работать со своей штыревой антенной.
В случае схемы с отдельным П-фильтром сначала настраивают в резонанс на минимум коллекторного тока выходную цепь передатчика с отключенным антенным фильтром. Затем подключают П-фильтр со стороны выходной цепи передатчика, первый конденсатор должен быть установлен на половину емкости (если это конденсатор переменной емкости). Поворачивая медленно его ручку влево и вправо, снова получают минимальное значение тока в выходной цепи передатчика. Затем подстраивают конденсатор П-фильтра, находящийся на стороне антенны. Если эта настройка не даст нужных результатов, то надо изменить число витков в катушке П-фильтра.
Настройку лучше всего выполнять на открытом воздухе, подальше от строительных объектов, электрических проводов и т. п. При настройке передатчик и измеритель напряженности электромагнитного поля и их антенны должны сохранять неизменное положение. Помощник, который наблюдает за показаниями по шкале измерителя, оснащенного короткой антенной, отстоит на 5,5 м (λ/2) от антенны передатчика и не должен передвигаться, а находится все время на одном и том же месте. Следует напомнить, что имея в передатчике антенный П-фильтр и настраиваемую антенну с удлинительной катушкой (см. рис. 4.2), регулируют только один из этих элементов — фильтр или антенну.
Методы настройки и регулирования передатчиков и их узлов с помощью соответствующих приборов представлены на рис. 13.5 и рис. 13.6.
Примечания
1. Нагрузочный резистор в данной схеме следует подключать к антенной катушке через разделительный конденсатор емкости 1000—10 000 пФ.