ГУК-1. Для тех, кто помнит.

Сегодня просматривал комменты к статье о радиоконструкторе Колос наткнулся на пост, который заставил потрясти свои закрома.

И в подвале нашел свой ГУК, которым не пользовался уже лет 15, а до этого это был мой рабочий прибор. Извините, что не отчистил до конца, а клавиша потерялась совсем :)

Рис. 1. Мой ГУК.

Он подвергся переделкам, что можно определить, сравнив его внешний вид со стандартным:

Рис. 2. Внешний вид ГУК-1 (фото с сайта https://ur8lv.com/1455197619)

Во- первых я заменил ручку перестройки частоты на бОльшую, уж очень неудобно перестраивать ГВЧ маленькой ручкой, могли бы сделать простейший фрикционный верньер. Выход НЧ (левый разъем на рис. 2) я перенес на заднюю стенку, а вместо него установил резистор подстройки частоты ГВЧ с помощью варикапа. Разъем ВЧ заменил на стандартный.

Вывинтив четыре винта по углам на передней панели можно вытащить все "потрошки", которые крепятся на дюралевой пластине. При этом становиться виден экран, закрывающий ГВЧ.

Рис. 3. Внутренняя часть корпуса. Виден экран.

На одной плате, установленной перпендикулярно передней панели, смонтирован генератор НЧ с фиксированными частотами 100, 500, 1000, 2500 и 5000 Гц.

Рис. 4. Плата генератора НЧ.

Конденсаторы частотозадающих цепей типа МБМ, только на диапазоне 5 кГц конденсаторы керамические. С помощью подстроечных резисторов можно корректировать значение частоты на каждом диапазоне, уровень выходного напряжения (около 0,5 В) и его форму.

Рис. 5.

У генератора ВЧ тоже 5 поддиапазонов : 150 — 340 кГц; 340 — 800 кГц; 800 — 1800 кГц; 4000 — 10200 кГц; 10200 — 28000 кГц. Максимальное выходное напряжение - 100 мВ. Перестройка по частоте - стандартным сдвоенным КПЕ от ламповых приемников с максимальной емкостью 495 пФ (использовалась одна секция).

Рис. 6. Внутреннее устройство ГУК-1.

К нижней части КПЕ я прикрепил пластину из фольгированного стеклотекстолита, на которой навесным способом, прорезав дорожки резцом, смонтировал справа стабилизатор на П214, а слева - дополнительный эмиттерный повторитель и усилитель, с выхода которого я подавал сигнал на самодельный частотомер на 155 серии с газоразрядными индикаторами (черный кабелек. примотанный к КПЕ).

ГУК комплектовался ВЧ- аттенюатором, простеньким,конечно, но он был, и с помощью его можно было получить ВЧ напряжение меньше 1 мкВ.

Рис. 7. Аттенюатор.

Ну а теперь о схеме этого прибора. Схема в инструкции к прибору приводит в уныние своей доступностью. Пришлось причесывать :)

Рис. 8. Схема гУК-1 из инструкции по эксплуатации.

Рис. 9. Схема генератора НЧ ГУК-1.

В основе лежит усилитель на транзисторе VT1, который охвачен ПОС по переменному току. Питание VT1 стабилизировано с помощью стабилитрона VD2. ПОС осуществляется через фазовращающую цепочку C1, R1 ,C2 ,R1 ,C3. Эта цепочка на определенной частоте поворачивает фазу сигнала точно на 180 град. Усилитель с ОЭ сдвигает фазу также на 180 град., а эмиттерный повторитель на VT2 имеет сдвиг фаз равный 0. Таким образом, на определенной частоте сдвиг фаз становиться равным 360 град. и возникает ПОС и генерация. Вот как это выглядит в LTspice:

Рис. 10. Возникновение генерации с использованием фазосдвигающей цепочки.

Амплитуда генерации зависит от тока VT1 (рис. 9), а он - от сопротивления резисторов R3, R4. Вот с помощью изменения сопротивления R3 и стабилизируется амплитуда колебаний НЧ.

Часть напряжения с выхода эмиттерного повторителя через резистор R8 подается на выпрямитель на диоде VD1. Его нагрузкой является подстроечный резистор R7, а конденсатор С5 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. С движка резистора R7 часть выпрямленного напряжения подается на базу транзистора VT3, изменяя его сопротивление и меняя напряжение на базе VT1. При увеличении амплитуды колебаний на эмиттере VT2 напряжение на базе VT3 увеличивается и он открывается в бОльшей степени, уменьшая базовый ток VT1 и амплитуду генерируемых колебаний. Регулируя R3 и R7 можно установить определенный уровень колебаний и минимум искажений.

В основе генератора высокой частоты лежит несимметричный мультивибратор с эмиттерной связью, нагрузкой одного из транзисторов при этом является колебательный контур. Применение такой схемы позволило использовать контурные катушки без отвода. Я решил "прогнать" эту схему на LTspice.

Рис. 11. Схема несимметричного мультивибратора с эмиттерной связью.

Смоделировать схему полностью не представляется возможным, так как в эмуляторе имеются в наличии только кремниевые транзисторы, а в оригинале - германиевые (ГТ308 и П416). Схема простая: транзистор Q2 работает по схеме с ОБ, а Q1 - с общим коллектором. Сигнал ПОС с коллектора Q2 через С1 подается на базу Q1, а затем в общую эмиттерную цепь. На графике вверху фиолетовая кривая соответствует сигналу в точке КТ1, красная - в точке КТ2, а зеленая - в точке КТ3. Я подключил эмиттерный повторитель на Q3, чтобы не оказывать влияние на сигнал генератора. Как видно, в точке КТ1 имеют место колебания с ограничением сверху. так как напряжение в этой точке меньше, чем размах колебаний. В остальных контрольных точках колебания имеют чисто синусоидальную форму.

В ГУК-1 генератор высокой частоты имеет элементы стабилизатора амплитуды колебаний.

Рис. 12. Схема генератора высокой частоты прибора ГУК-1.

Сигнал с колебательного контура генератора на транзисторах Q1 и Q2 через резистор С5 подается на вход составного эмиттерного повторителя на транзисторах Q3 и Q4. Использование составного эмиттерного повторителя позволяет минимизировать влияние выходных цепей на частоту и форму сигнала генератора. Выходное сопротивление - 50 Ом.

Часть напряжения ВЧ с эмиттера Q4 через конденсатор С7 подается на выпрямитель . Мне пришлось поставить выпрямитель с удвоением напряжения, так как для кремниевых транзисторов нужно бОльшее регулирующее напряжение. Выпрямленное и сглаженное напряжения подается на базу Q5, который работает в качестве усилителя постоянного тока. Его нагрузкой является резистор R9, а начальное напряжение на его базе устанавливается делителем R11, R12. База регулирующего транзистора Q6 считывает напряжение с нагрузки УПТ и передает его для питания генератора.

При увеличении амплитуды колебаний генератора увеличивается напряжение на базе Q5, что приводит к его приоткрыванию и снижению напряжения на его коллекторе. Соответственно уменьшается напряжение питания генератора и снижается амплитуда его колебаний.

Кроме функций АРУ транзистор Q5 используется для амплитудной модуляции. Для этого на его базу через конденсатор подается напряжение низкой частоты с выхода внутреннего генератора. Изменяя его амплитуду, можно изменять глубину модуляции. Максимальная глубина модуляции - 30%.

Рис. 13. Амплитудная модуляция ГВЧ.

Конечно, ни о какой идеальной модуляции здесь речь не идет, но прибор предназначен для наладки радиоприемников, а е для измерения коэффициента нелинейных искажений :).

Питался прибор от батареи Крона, потребляемый ток - около 30 мА, а на самом деле - побольше. А Крона стоила 48 коп. .... Поэтому я и поставил в свой ГУК стабилизатор напряжения и питал его от сети.

Всем здоровья и успехов!