【参赛】简易多功能测试仪

suhonggui · 发表于 2013-11-4 14:22:23

为了参与矿坛第五届DIY大赛，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！

suhonggui · 发表于 2016-5-15 08:18:27

cpyip 发表于 2016-5-14 21:17
在苏老师处买了中频扫频仪套件，手头只有10.7Mz陶瓷三端滤波器，试了一下，可见到其曲线了，想请教一下苏老 ...

扫频的输出幅度是可以调整的，扫频幅度越高，被测的滤波器曲线就越高，这没有具体的定量，只能在同等扫频幅度情况下，被测元件的曲线幅度越高就说明其品质越好。

suhonggui · 发表于 2013-11-4 14:23:31

本帖最后由 suhonggui 于 2013-11-4 15:32 编辑

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
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。
七、制作详情请看图

独自漫步 · 发表于 2014-7-1 08:23:13

本帖最后由独自漫步于 2014-7-1 08:26 编辑

suhonggui 发表于 2014-6-30 22:12
465Khz的扫频电路的中周不需要重新绕线，只要把谐振电容减小就可以了。

谢谢苏老师，那中周用什么型号的中周，我测了几个中周的电感量。有580UF配200P的，有189uf配510P的。而有的朋友一般说中周讲的是什么TF10,TF2之类的，我找的中周从旧收音机上拆的，没标型号，里面也没有电容。

我找的中周从旧收音机上拆的，没标型号，里面也没有电容，是不是不用拆中周外壳，只要将谐振电容加在外面的初级1，3脚上（初级好象有3脚，中间有抽头）？我看您图上L4,L6旁边的150P, 200P是不是就是中周改小后的并联电容？

另外，昨天的锯齿波电路，用示波器看好象只有7V左右，感觉小了点，到时候扫描宽度可能不大，我看您能达到10V左右。我调了R36只能对频率进行调整，电压幅度好象是由NE555控制的，不知对不对？怎么调才能达到10V?好象频率高一点可以提高输出幅度。