Кварцевый калибратор своими руками
Кварцевый калибратор есть вещь редко, но
нужная, особенно при конструировании самодельной техники - нарисовать шкалу,
проверить настройку как ГПД-содержащих аппаратов, так и синтезаторов,
частотомеров и т.п. И для проверки промышленного оборудования калибратор может
быть полезным. Написано про КК в литературе достаточно, сделать его можно
буквально за пару часов из подручного материала - выпаянных микросхем и мусорных
кварцев, пересчитав только необходимые коэффициенты деления счётчиков. Мало
того, даже счётчики не нужны,
как нам
это доказал уважаемый RA3AAE, и даже микросхемы могут не понадобится. Но это
уже мелочи, вот только никто не выкладывает в Интернет своих готовых конструкций
для ознакомления, только схемки, да и то большей частью не свои...
В моём случае было дано: кварц 20 МГц, кучка логики 155-й
серии, трансформатор от китайской магнитолы и корпус блока питания от пиплметра.
Рисуем схему из того, что попалось:
Может возникнуть вопрос: почему в первом счётчике ИЕ5 не используется один триггер, а вместо него включена половина ТМ2? Дело в том, что по паспорту К155ИЕ5 работает ниже 10 МГц. Из наличествующих у меня микросхем на частотах выше 15 МГц на их выходе была цена на апельсины где-то в районе Альфы Центавра, а вот К155ТМ2, выпаянные из советской вычислительной техники, прекрасно шуршали на частотах до 30 МГц. Поэтому и было решено начинать счёт с половинки ТМ2, а уж дальше делить на пять с помощью ИЕ5. Использование второй половинки ТМ2 обусловлено банальной жалостью ;)
На схеме пропущена нумерация некоторых выводов 155ИЕ5: Q0 - 12, Q1 - 9.
Поскольку на разных выходных частотах у нас используются разные по своему типу микросхемы, то и форма импульсов у нас получается абсолютно разная. На 1 МГц имеем нормальный меандр с выхода триггера ТМ2:
На частоте 100 кГц видим классический выходной импульс давно снятой с производства 155ИЕ1:
На частоте 10 кГц у нас импульсы сброса счёта 155ИЕ5:
Форма разная, но она нас интересует гораздо менее, чем получаемая сетка гармоник.
Сразу замечание: если в качестве переключателя применяем галетник или подобный,
то выходной разделительный конденсатор можно использовать один. Если применяется
П2К (как у меня), то лучше использовать три разделительных конденсатора между
переключателем и микросхемами, а то вдруг внезапно подойдёт детёныш и нажмет нам
две кнопки сразу, чем спалит выходы микросхем. После фотографирования готовый
экземпляр калибратора был так и переделан.
Размещаем готовое в корпусе. Используем монтажку вместо скушного ваяния печатной
платы.
И оформляем мордочку корпуса с минимальными слесарными работами:
В качестве выхода применено обычное гнездо, для того чтобы проще вставлять в него кусок провода в качестве излучающей антенны. Или, как вариант, срощенные вместе штекер и антенну от телефона (ну и куда же без синей изоленты!):
Единственное, что нам осталось - настроить калибратор с использованием поверенного частотомера, хорошего нового современного трансивера или по сигналам с эфира, принимая станцию точного времени. Можно с помощью компьютера и программы редактирования звука, но точность установки частоты тут будет гораздо меньше:
Модификация калибратора.
Как было отмечено выше, есть два недостатка, которые не дают спокойно жить - разные формы выходных импульсов по поддиапазонам и возможность закорачивания входов/выходов микросхем из-за применения переключателя П2К. Поэтому немного модифицируем схему.
Для защиты от одновременного нажатия нескольких клавиш ставим между выходами микросхем и переключателем токоограничивающие резисторы. В реальной схеме применены 100 Ом, но, исходя из простых расчётов, желательно 240-270 Ом. На нормальную работу они не влияют, а при нажатии пары клавиш ограничивают ток короткого замыкания до 10 мА, что безопасно для микросхем.
Также один из триггеров ТМ2 переставлен в "хвост" схемы, а переключение поддиапазонов производится перед ним, на удвоенной частоте. В результате на выходе конструкции всегда будет меандр. Это нам ещё понадобится для дальнейшей модификации калибратора и превращения его в универсальный измерительный прибор, но это будет уже другая история...