Obvod řízení oscilátorů:
Pro ovládání YIG oscilátoru jsem vyvinul nový řídící obvod. YIG oscilátor má dvě řídící vinutí. Jedním je oscilátor laděn, druhé je určeno pro vstup modulace. Mnou použitý oscilátor je přeladitelný od 2 do 4GHz . Přelaďuje se proudem cca 46 – 100mA do ladícího vinutí.
Schéma řídícího obvodu:
Generátor pily je realizován OZ IC2D a IC2A. IC2D realizuje zdroj proudu, kterým je nabíjen kondenzátor C1, IC2A se stará o jeho vybíjení. Trimrem R13 se nastaví maximální kmitočet pily, potenciometrem R12 se provádí jeho změna. Impulsy pro řízení externích zařízení vyrábí komparátory IC1A a IC1B. Pilový signál na C1 se snímá sledovačem IC2B. Následuje obvod IC2C, kterým se přesně nastavuje symetrie pily. Dále pilový signál pokračuje do zesilovače IC3A. Zde se přesně nastavuje rozkmit pilového signálu. Rozkmit napětí by na jeho výstupu měl být okolo 22V. Sledovač IC3B vyrábí pilový signál pro řízení kanálu X osciloskopu a připadně dalších připojených začízení.
Za zesilovačem IC3A pila pokračuje do přepínače rozsahu rozmítání. Zde se rozděluje do dvou větví. První větev řídí rozmítání a ladění hlavního vinutí YIG, druhá větev jemné rozmítání modulačním vinutím.
První větev začíná děličem R24 – R34. Následuje oddělovací zesilovač IC5 a rozdílový zesilovač, který realizuje přelaďování oscilátoru. Ladící napětí se mění aripotem R45. Toto napětí je stabilizováno v kladné i záporné větvi stabilizátory IO1 a IO2. Na tomto místě by bylo možné použít běžné zenerovy diody 6V2, ale obával jsem se zvýšeného šumu, který by zenerovy diody mohly produkovat. Následuje zesilovač IC9 a T2, který vyrábí ladící proud pro hlavní vinutí YIG. Potřebný kladný ofset napětí se řídí trimrem R45, zisk větve trimrem R46.
Druhá větev je jednodušší. Začíná děličem R38 – R35 na který navazuje oddělovací sledovač IC4. Výstupní zesilovač vyrábí řídící proud cca +- 10mA pro modulační vinutí YIG. Takový proud stačí dodat přímo IC8 a není tedy třeba použít posilovací tranzistor jako u větve 1. Trimrem R59 se řídí zisk druhé větve.
Napájecí napětí –6,3V pro YIG oscilátor se vyrábí stabilizátorem IC7. Druhé napájecí napětí +20V je k oscilátoru přiváděno z bloku stabilizátorů.
Celý obvod je postaven na jednostranné DPS. Z větší části je použita technologie SMD. Zde především z rozměrových důvodů. Stabilizátor IC7 a výkonový tranzistor T2 jsou pájeny ze strany spojů tak, aby byly chladící plochou přitisknuty na podkladovou desku. Mezi součástku a chladící plochu je nutné vložit slídovou isolační podložku. Nad součástkou je pak vyfrézován obdélníkový montážní otvor aby byl přístup k šroubku, kterým je součástka přitisknuta na chladící desku. Pod výkonovým odporem R52 je rovněž vyfrézován otvor pro jeho lepší chlazení .
Osazovací schéma řídícího obvodu:
Nastavení řídícího obvodu není složité. Nejprve je nutné oživit generátor pily. Pokud kmitá, nastavíme nejprve maximální kmitočet pily tak, aby byla pila právě přes celou obrazovky osciloskopu. Ověříme, že lze kmitočet pily řídit potenciometrem na čelním panelu R12. Následuje předběžné seřízení symetrie pily trimrem R26. Nakonec nastavíme rozkmit pily. Nejprve trimrem R27 zvýšíme zisk IC3A tak, až OZ začne limitovat. Pak stáhneme zisk tak, aby byla amplituda cca 3V pod úrovní limitace. Pokud je vše v pořádku, měl by být rozkmit napětí cca 22 – 24V a pila symetrická kolem napětí 0V. Než připojíme YIG oscilátor, vyzkoušíme funkčnost celého obvodu tak, že na konektoru pro YIG zkratujeme špičky pro hlavní i vedlejší vinutí počítačovým jumperem. Tak můžeme obvody testovat, aniž bychom nevyzkoušeným obvodem ohrožovali cenný oscilátor. Proud procházející hlavním vinutím měříme na odporu R52 a proud modulačním vinutím na odporu R49. Nejprve ověříme přítomnost napětí –6,3V pro napájení YIG oscilátoru. Odpojíme konektor k přepínači kmitočet/dílek aby do následujících obvodů nevstupoval pilovitý signál. Ověříme, že na vývodu 6 IC5 je napětí 0V, na výstupu IC6 se musí napětí měnit od cca –13V do +13V při přelaďování aripotem R45 mezi krajními polohami. Trimrem R65 nastavíme ofset napětí tak, aby při –13V na výstupu IC6 tekl odporem R52 proud cca 46mA. Pak nastavíme zisk větve trimrem R46 tak aby při napětí +13V na na výstupu IC6 tekl odporem R52 proud cca 100mA. Tato dvě nastavení se vzájemně ovlivňují, takže je nutné je provádět opakovaně tak dlouho, až se trefíme do obou krajních hodnot. Uvedené hodnoty se samozřejmě týkají mnou použitého oscilátoru, který se ladí proudem od 46mA do 100mA. U druhé větvě prozatím jen zkontrolujeme, že při vyjmutém konektoru přepínačem S1 je na výstupu IC8 0V a při zasunutém konektoru s přepínačem v poloze 500kHz/dílek proud odporem R49 nepřesahuje hodnotu +-10mA.
Další nastavování provádíme až při hotovém SA a zapojeném YIG Oscilátoru. Připojíme generátor spektra kmitočtů po 50MHz. Na obrazovce vidíme čáry odpovídající jednotlivým kmitočtům generátorů. Přepínač přepneme do polohy 200MHz/dílek. a trimrem R46 nastavíme zisk první větve tak, aby na osciloskopu byly vidět přesně 4 čáry na dílek. Postupným přepínáním ověříme přesnost i na nižších rozsazích přepínače.
Pak přepneme na 500kHz/dílek a na generátoru naladíme nějaký kmitočet tak abychom viděli jeho spektrální čáru. Pak popoladíme o 1MHz. Spektrální čára se musí přesunout přesně o 2 dílky. Pokud se tak nestane, změníme podle potřeby zisk 2 větve trimrem R59 a znovy přeladíme o 1MHz. To opakujeme tak dlouho až se nám podaří nastavit 2 větev na přesně 500kHz/dílek Nakonec překontrolujeme přesnost i na nižších rozsazích.
Pokud nám uskakuje kmitočet při přepínání rozsahů, je nutné nastavit symetrii pily trimrem R26 tak, aby při přepnutí spektrální čára, která je uprostřed obrazovky zůstala stát na místě.