Старые конструкции. Генератор 500 кГц.

У меня в запаснике лежит много различных плат, которые я делал давно и не очень :). Вот сегодня я наткнулся на одну такую плату. В начале 90-х я переделывал свой "Электроника Контур-80" в многодиапазонную конструкцию. При перепайке я случайно уронил кварц на 500 кГц и он умер :((. Я очень опечалился, нашел выход: купил на Царицынском радиорынке десяток кварцев на 5 МГц. и собрал вот такую платку:

Рис. 1.

На легендарной 155ЛА3 собран кварцевый генератор, а на счетчике 555ИЕ2 - делитель на 10. Вот схема:

Рис. 2.

Рис. 3.

Элементы И-НЕ NAND1, NAND2 путем объединения входов превращены в инверторы, а включенные параллельно им резисторы R1, R2 переводят их в режим усилителей. В цепь положительной обратной связи включен кварцевый резонатор, который на частоте последовательного резонанса имеет малое сопротивление и на этой частоте в генераторе и возникают колебания. Конденсатор С3 корректирует в небольших пределах частоту колебания, в принципе вместо него можно поставить подстроечный конденсатор. Форма колебаний на входе NAND1 (красная кривая) отличается от формы колебаний на выходе NAND2 (белая кривая).

Рис. 4.

Амплитуды колебаний равны, но на входе NAND1 форма близка к синусоиде, а на выходе NAND2 близка к меандру.

Еще два элемента NAND3 и NAND4 являются буферными, они уменьшают влияние делителя и улучшают форму сигнала. Если с генератором все просто, и он заводится без труда. то в делителе есть секреты. Откроем легендарную книгу "Популярные цифровые микросхемы" В.Л. Шило.

Рис. 5.

Внутри микросхемы 4 JK-триггера, каждый из которых может находится в двух состояния, т.е. максимальный коэффициент деления составляет 16. Для делителя на 10 многовато выходит. Но путем установления соответствующих связей и введением дополнительного элемента 2И-НЕ три триггера (DD1.4, DD1.5 и DD1.6) превращаются ..... в делитель на 5. И теперь оказывается, что в микросхеме у нас два делителя: один - на 2, а другой - на 5. Входы S1, S2 служат для установки всех триггеров в состояние 0, а R1, R2 - в состояние 9. Для установки нужно подать на этот вход импульс с высоким логическим уровнем.

Для работы в режиме делителя (а не счетчика импульсов) на не нужно делать какие либо установки, поэтому все эти входы можно соединить с общим проводом (подать на них низкий логический уровень).

Теперь, чтобы организовать из двух делителей один (:10), нужно всего-навсего соединить выход одного с входом другого. А вот какой счетчик поставить первым, а какой - вторым? Если мы первым поставим делитель на 5, а за ним делитель на 2, то на его выходе сигнал будет иметь форму меандра (скважность 2), если первым поставить делитель на 2, то на выходе будут прямоугольные импульсы со скважностью 5. Так как частота импульсов в обоих случая будет одинаковая, то вроде и говорить-то не о чем.

А если мы будем подавать импульсы с выхода делителя на ключевой смеситель приемника, то разница будет большая. Ведь чем больше скважность импульсов, тем больше в них гармоник, поэтому меандр и только меандр.

А теперь давайте взглянем на форму импульсов в нашем генераторе.

Рис. 6.

На осциллограмме работа делителя на 5, а ниже - работа делителя на два.

Рис. 7.

Видно, что независимо от скважности входных импульсов, на выходе делителя на 2 всегда будет меандр.

А теперь - делитель на 10.

Рис. 8.

На входе частота 5,00017 МГц, на выходе - 500,017 кГц. Все совпадает, вплоть до Герца. И здесь выявляется еще одна особенность использования генератора с делителем: если мы сдвинем частоту сигнала генератор на 1000 Гц, то на выходе сигнал сдвинется всего всего на 100 Гц.

Всем здоровья и успехов!