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简易多功能定频扫频仪信号发生器测试仪

时间:2015-06-13 21:56来源:www.crystalradio.cn 作者:suhonggui 点击:
也为了自己业余爱好的需要,经过几个星期的劳作,今天终于完成了这台《多功能测试仪》,经过实际运用,已经达到了我理想中要求。但事物总是一分为二,在设计中总有不到之处,敬请各位坛友和老师指正。因本人近几天要忙着出远门,所以也没有很认真的审查,敬请原谅!
多 功 能 测 试 仪

465KC、10.7MC定频扫频仪
455—21MC连续扫频仪
455—21MC高频(调幅)信号发生器
85.5—108MC高频(调频)信号发生器
10.7MC中频(调频)信号发生器
1000Hz音频信号发生器

作者:suhonggui

扫频仪和信号发生器是无线电爱好者对收音机和有关的电子产品进行故障检测和精准调试的必备仪器,对于DIY者,有了该仪器就可制作出更加精良的电子作品。为此,本人制作了一台简易的多用途测试仪,具体介绍如下:
一、扫频仪、信号发生器基本参数
(由示波器1/10测量)
扫频输出电压:456KC       0—6V可调
              10.7MC       0—6V可调
              455KC—21MC   0—5V可调
高频信号输出电压:2.2— 7.24V
高频信号输出范围: 1波段  455—1600KC(可幅度调制)
                   2波段   1.6—5.7MC(可幅度调制)
                   3波段   5.7—21MC(可幅度调制)
                   4波段   85.5—108MC(可频率调制)
                   5中频   10.7MC(可频率调制)
音频信号输出电压:  0—3.41V可调
音频调制:          0—50%可调
二、功能简介
扫频仪功能
一)465KC、10.7MC定频扫频仪
1、可对465KC和10.7MC调幅调频收音机的中频曲线进行调试。
2、可对465KC和10.7MC中周变压器进行中频校正和品质检测。
3、可对465KC和10.7MC(两端、三端)陶瓷滤波器进行品质检测。
二)0.455—21MC连续扫频仪
1、可对455KC—21MC频段内任意频率扫频。
2、可对0.455—21MC内所有谐振元件进行检测和校正。
3、可对偏离标准中频很远的收音机的中频进行跟踪校正。
高频信号发生器功能
1、信号发生器可产生455KC—21MC、85.5—108MC高频调幅和调制信号,覆盖了收音机所有中频和调幅调频广播频段,可对调幅调频收音机频率覆盖进行校正和统调。
2、该信号发生器可产生455KC、465KC中频(调制)信号,可对455KC、465KC调幅收音机中频进行调试。
3、该信号发生器还可以产生85.5—108MC调频信号,覆盖了大多数国家的调频波段,可对多国的调频收音机进行覆盖校正和统调。
4、10.7MC中频(调频)信号是专为调频收音机设置的,在DIY调频收音机时,只要输入中频信号,就可以很方便的将调频收音机的中频调到10.7MC。
5、高频输出频率扩展应用,将频率调节在11—21MC利用高频输出的谐波可扩展频率输出为22—42MC。
6、该机可产生1000HZ音频信号,分别对各频道进行幅度调制和频率调制,可对收音机、功放机的低频放大部分的故障采用信号注入法查找故障部位。
三、电路设计概述
整机设计构思
将465KC扫频、 10.7MC定频扫频、不定频扫频、调幅高频信号、调频高频信号、AM、FM中频信号、音频信号整合在一起,实现一机多用。有了此仪器,就可对所有的收音机及谐振元件进行较精确的校正和检测。
扫频仪设计特点
#p#分页标题#e#1、为了频率的稳定性,两通道扫频仪及其频标电路采用了两通道分别独立结构,并采用电源开关来控制各自的工作状态,克服了用波段开关切换高频振荡所带来的高频泄露、频率漂移和高频自激等问题。
2、为了提高扫频信号的线性,一是采用了NE555作锯齿波发生器的电路,采用11.3V供电,能输出10.3V且线性良好的锯齿波电压。二是锯齿波电压与变容二极管采用直接耦合方式,避免了采用阻容耦合所造成的线性失真现象。
3、为了使面板上的各信号输出接口能尽可能与各电路板相应的输出接口缩短连线距离,由于机箱内平面限制,所以各工作单元板都独立制作,方便在机内固定在相应位置,充分利用了机箱内空间,避免了信号线连线过长而产生的自激和频率漂移现象。
4、该扫频仪部分还增加了测试中周和两端、三端滤波器的功能,通过开关转换和端口插座输出,非常方便的对中周及滤波器进行检测。
5、在设计、制作和试用过程中,又在高频信号发生器的基础上增加了0.455—21MC不定频扫频,可很方便的检测校正21MC内自制的任何LC组件和成品滤波器的谐振频率。对偏离标准中频很远的收音机可以很方便的将中频校正到正确的中频点。
高频信号发生器设计特点
1、调幅高频信号发生器采用双管震荡电路,该电路的优点是振荡线圈不用抽头,切换频道简洁,并可在较宽的频率范围内工作,而且各频段连续波形较稳定,缺点是该电路采用波段开关切各电感更换频段,由于连接线过长,会影响频率稳定性或造成自激。
2、调幅高频信号发生器增加了一级放大,高频信号输出电压可达7V以上,在调整收音机时不需连线注入信号,在信号输出端口不插入信号输出线时,灵敏度高的收音机可在1米内收到高频信号,在插入信号输出线时,在7米范围内可收到高频信号。
3、调频信号发生器采用调频收音机采用的LC振荡电路,后级增加了一级放大和一级射极跟随,提高了调频信号的输出功率和稳定性。
4、音频震荡电路采用了三节RC网络组成的振荡器,频率约为1KHz,为了提高电路的稳定性,后级采用了变压器耦合形式的射极跟随电路。
四、主要调试点
一)扫频电路的调试
1、该振荡电路的特点是随振荡频率的改变需要改变R37和R20的阻值,震荡的频率越高该阻值就越小,在465KC时大约在1M左右,在10.7MC时大约在100K以下,调整R20时请用470K电位器代替该电阻进行调试,直到电路能起振且波形正常为止,再测电位器的阻值更换固定电阻。
2、该电路的放大和射极跟随部分也是决定波形是否正常的关键,要调整R21 、R24、R40、R42的阻值,使其波形良好。
3、锯齿波频率的调整,锯齿波一般采用15Hz到25Hz,C23、C32、C46影响锯齿波线的性和震荡频率,我是采用0.5u,其震荡频率为22Hz。千万注意该电容一定要采用漏电小的电容器,如漏电大的电容会造成锯齿波起始点向下弯曲,使线性变差。晶体管BG2、BG7、BG28的放大倍数与其偏流电阻的大小也影响锯齿波的振荡频率,放大倍数越大,振荡频率越高,可根据三极管放大倍数的大小,适当调整三者的数值。
4、LC组件的调整,L4和L5是决定扫频振荡频率的关键元件,L4可用成品465KC中周代替,但要去掉或断开次级线圈,如中周有原配的200p谐振电容也应去掉,请更换100p左右的谐振电容,如利用原谐振电容器,可以将中周线圈减少50圈左右。因为该电路中存在晶体管的结电容和一只变容二极管共同并在LC谐振网络中,更换该电容后,断开变容二极管与锯齿波输出端的结点,开机测试振荡频率,调整中周磁芯使其振荡频率在465Kz左右,待整机调试时再进行精确调整。如频率偏离过多,根据偏离频率的高低,可更换大小合适的谐振电容。
L5可采用10.7Mc成品中周,但谐振电容也需更换,如利用原谐振电容器,可以将线圈减少两圈。也可以用高频磁芯自制,如果是收音机的短波震荡LTF磁芯骨架,可用0.1mm的漆包线绕6圈,配谐振电容为82p,如果是电视机用10K型中周,可用0.1mm漆包线绕12圈,三槽每槽4圈,调整方法与上相同。
二)频标电路的调整
频标电路与扫频电路除了锯齿波电路之外,其它电路完全与扫频电路一样,所以其调整方法与扫频电路调整一样进行。
三)高频信号发生器的调整
调幅信号发生器的调整
1、L1、L2、L3及C6是决定高频信号发生器频率的关键元件,L1用465KC中频磁芯和骨架,L2和L3采用短波振荡磁芯和骨架自行绕制,配用双联差容可变电容器(两联并联为540p)用0.1mm漆包线,L1绕200圈,L2绕20圈,L3绕6圈。
2、三极管应采用结电容小的高频管,如果结电容过大会影响频率的覆盖,我试验过9011,其结电容约有10多p,使其中波频率覆盖高端只能达到950KC,离规定的1600KC差很远的距离。
3、R3、R36影响振荡波形,R7影响输出功率,请适当调整。
调频信号发生器的调整
1、为了频率的稳定性,振荡线圈采用0.8—1.0mm的漆包线在直径8mm圆柱上绕3—4圈脱胎成空心线圈,这要根据可变电容器的容量大小而定,容量小的绕4圈,容量大的绕3圈。
2、调整振荡管集电极电流在1.5mA左右,后级调整偏流使波形不失真即可。
3、W6决定变容二极管的电压工作区,经试验,此电压调整在输入电压的4/5区域时,对振荡频率影响最小。为使变容二极管正常工作,此电压不能调在电压最高处,也不能调到电压最低处。W5的调整也遵循此法则 
五、音频震荡的调整
1、该电路采用三节RC网络,振荡频率在1000Hz左右,如果需要改变振荡频率,可调整R10。
2、R12和R15决定振荡波形,请适当调整。
3、耦合变压器采用3V晶体管收音机的推挽输入变压器,次级的中心抽头4丢开,只用3、5端作为射极跟随器的输入。
六、电源的调整
电源调整很简单,主要是要根据变压器输出的交流电压的高低来调整R1的阻值,使其D5稳压二极管导通电流在5mA左右即可。但变压器次级交流电压输出不能低于10V,也不能高于20V,输入电压过低会造成直流稳压不工作,输入电压过高,会引起稳压二极管和调整管过载。
七、整机调整
只要各单元板工作正常,正确无误的联机后一般都能工作。主要调整的是频标:一是要校准频标频率。465KC和10.7MC一定要尽可能的校准,因为他决定扫频的中心频率准确性。二是校准频标在示波器的显示屏中心位置。在频标频率准确的情况下,调整扫频单元的L4和L5使其频标在中心位置。三是调整频标的大小,调整微调电阻W1和W2使465KC和10.7MC输出幅度一致再调整微调电阻W4使频标大小合适。
八、频率刻度盘的调整和绘制
绘制刻度盘是一项细致的工作,首先要用一片厚度为1.5mm左右的透明的有机玻璃做成适当的形状的指针片(参考我的成品机式样),再将指针片与旋钮底座用502胶水粘结,最后用特细的红色记号笔在指针片正中画一红线作为指针。再用一张硬度高的白纸固定在面板刻度盘的位置,(前提是高频信号发生器已装机就位,可变电容器已安装固定在面板上)然后装上指针,再将高频信号发生器与示波器或频率计连接,然后从低端开始调整带指针的旋钮并观察示波器或频率计显示的频率值,将需要标志在刻度盘上的度数用笔绘逐步绘制在白纸上作样稿,然后将样稿进行扫描成JPG图像文件,再将此文件输入电脑用制图软件进行精准制作,并与整个面板合成设计。校正和绘制刻度盘一般要有两次审核过程,最后采用热传印办法印制在面板上。我是采用photoshop软件制作的,也可以用CAD,您会什么图片编辑软件就用什么软件吧。#p#分页标题#e#
七、制作详情请看图


图1 双通道扫频仪电路图修改.jpg 
图2扫频部分PCB.jpg 
图3 扫频部分丝印层.jpg 
图4  频标PCB.jpg 
图5 频标PCB丝印层.jpg 
图6-1 高频 信号发生器PCB.jpg 
图6-2 高频信号发生器PCB丝印层.jpg 
图6-3 10.7MC调频中频PCB.jpg 
图6-4  10.7MC调频中频信号丝印层.jpg 
图6-5  85.5-108MC信号发生器PCB.jpg 
图6-6 85.5-108MC信号发生器丝印层.jpg 
图7-1音频发生器PCB.jpg 
图7-2音频发生器PCB丝印层.jpg 
图8 电源PCB.jpg 
图9 电源PCB丝印层.jpg 


图10-1 机箱面板设计图.jpg 
图10-2 后面板设计图.jpg 
图11-1 各单元装入机箱整体图.jpg 
图11 各单元装入机箱整体图.jpg 
图15-4  机箱内展示.jpg 
图12-1  调幅部分面板内部布置图.jpg 
图12 两块扫频单元板在机箱中位置图.jpg 
图13 双频标电路板在机箱位置图.jpg #p#分页标题#e#
图14-1高频信号发生器增加了的功放.jpg 
图14-2高频信号发生器附加扫频功能.jpg 
图14 高频信号发生器在机箱位置图.jpg 
图15-1电源部分布置图2.jpg 
图15-2 稳压电路板.jpg 
图15-3  电源变压器与电源开关.jpg


图25 高频信号发生器部分面板控制布置图.jpg 
图16 音频信号发生器在机箱位置图.jpg 
图17 双联可变电容器安装图.jpg 
图18 高频信号发生器转换开关盒音频幅度电位器位置图.jpg 
图19 扫频控制开关及输出端口图.jpg 
图20-1  调频信号发生器1.jpg 
图20-2 调频信号发生器2.jpg 
图20-3 调频信号发生器3.jpg 
图20-4 10.7MC中频信号输出端口.jpg 
图20-5 10,7MC中频信号电路板.jpg 
图20 机箱正面图.jpg 
图21-1整机外观图2.jpg 
图22 整机外观右视图.jpg 
图23 扫频部分的面板控制布置图.jpg 
图24  高频信号刻度图.jpg


图26  频率刻度盘特写.jpg 
图27-1  后面板1.jpg 
图27-2  后面板10.7控制图.jpg 
图27-3  后面板调频信号控制图.jpg 
图27-4  调频刻度盘.jpg 
图27-5 整机后视图1.jpg 
图27-6 整机后视图2.jpg 
图27-7  整机前视图.jpg 
图28-1  整机顶视图.jpg#p#分页标题#e#

图33-1 信号发生器在1600KC波形图.jpg (170.64 KB, 下载次数: 40)

 

图33-1 信号发生器在1600KC波形图.jpg

 

图29 信号发生器在455KC波形图.jpg (164.72 KB, 下载次数: 29)

 

图29 信号发生器在455KC波形图.jpg

 

图30 准备测465KC波形.jpg (155.47 KB, 下载次数: 37)

 

图30  准备测465KC波形.jpg

 

图31 信号发生器在465KC的波形.jpg (174.62 KB, 下载次数: 28)

 

图31 信号发生器在465KC的波形.jpg

 

图32-1 600KC的波形.jpg (161.04 KB, 下载次数: 35)

 

图32-1  600KC的波形.jpg

 

图32 600KC波形特写.jpg (151.18 KB, 下载次数: 32)

 

图32  600KC波形特写.jpg


图36信号发生器在6.5MC波形图.jpg 
图33 信号发生器在1600KC波形图.jpg 
图34-1准备侧2.0MC波形图.jpg 
图34信号发生器在2.0MC波形图.jpg 
图35-1准备测3.0MC波形图.jpg 
图35信号发生器在3.0MC波形图.jpg图36-1  准备测6.5MC波形.jpg


图38-2音频1000Hz波形.jpg 
图36信号发生器在6.5MC波形图.jpg 
图37-1 准备测10.7MC波形.jpg 
图37-2  10.7MC波形.jpg 
图37-3准备测20MC波形.jpg #p#分页标题#e#
图37-4 20MC的波形.jpg 
图37-5准备侧21MC的波形.jpg 
图37-6  21MC的波形.jpg 
图38-1  在线测试1000Hz音频信号波形图.jpg


图38-2音频1000Hz波形.jpg 
图38  1000Hz音频信号波形图.jpg 
图39 20%音频调制波形.jpg 
图40  50%音频调制波形.jpg 
图41 90%的调制波形.jpg 
图42 音频幅度可调1.jpg 
图43  音频幅度可调2.jpg 


图51-1 这台收音机进行中频通道图新调试.jpg 
图44-1  锯齿波采用示波器测试为10.30V.jpg 
图44  线性良好的24Hz锯齿波.jpg 
图45 左右线性良好的465频标.jpg图46 左右线性良好的10.7频标.jpg 
图47-1  456中周频带图形.jpg 
图47-210.7MC中周频带图形.jpg 
图48  对10.7中周检测的频带图形.jpg 
图50 这是高Q值10.7MC中周图形.jpg 


图51  这是经过调整后的中频曲线.jpg 
图52-1   这是一台成品兰陵牌小机,调整之前的中频曲线.jpg 
图52  这是通过调试后的中频曲线.jpg 
图53-1  仲夏套件机检测.jpg 
图53-2 仲夏机的中频曲线.jpg 
图53-3   Kchibo鉴频器S曲线.jpg 
图53-4  调频收音机的鉴频S曲线.jpg 
图53-5通过检测的四台收音机合影  .jpg 


图57 日本10.7滤波器带频标的波形.jpg 
图54 这是国产的465两端陶瓷滤波器波形.jpg #p#分页标题#e#
图55把扫频频率提高到501.8KC准备再测国产滤波器.jpg 
图56  将扫频频率提高到501KC时的国产滤波器的波形.jpg 
图57-1采用不定频方法对日产滤波器进行检测.jpg 
图57-2采用外接信号发生器和频率计作移动频标.jpg 
图57-3  1000MC的频标.jpg


图58  这是日产滤波器关掉频标时的波形.jpg 
图59 这是国产与日产滤波器实物对照.jpg 
图60—1 日产三端滤波器在线测试.jpg 
图60 日产三端滤波器的波形1.jpg 


图61-1检测电子管收音机321-1中周.jpg 
图61-2这是电子管收音机321-1中周单峰通带图形.jpg 
图61-3  检测电子管收音机633-1中周.jpg 
图61-4 这是633-1 中周单峰图形.jpg 
图61-5  这是312-1中周的双峰图形.jpg 
图61-6  这是633-1中周的双峰图形.jpg


图62-7该LC组件的谐振频率为4.2MC.jpg 
图62-1用全频段扫频对未知LC元件检测.jpg 
图62-2  对未知LC检测2.jpg 
图62-3  这是该LC件在14MC时的通带图形.jpg 
图62-4 LCJ件可调到10.7MC .jpg 
图62-5  这是该LC件在10.7MC时的频带图形.jpg


图65-2 中频10.7MC波形.jpg 
图64-1  测试FM段85.5MC波形.jpg 
图64-2  85.5MC波形.jpg 
图64-3 测试100MC波形.jpg 
图64-4 100MC波形.jpg 
图64-5  测试108MC波形.jpg 
图64-6  108MC波形.jpg 
图65-1  测试10.7MC波形.jpg#p#分页标题#e#


图65-3  测试10.7MC 调频信号波形.jpg图65-4 10.7MC波形.jpg 
图66-1  整机外观调幅扫频面 机箱正面图.jpg 
图66-2  整机外观调频部分 后面板1.jpg


 

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