ALLGEMEINE BESCHREIBUNG I
Die WAVETEK Funktionsgeneratoren Modell 101/102/103 und die 104/105 spannungsgesteuerten
Generatoren sind semipräzise Quellen für Wellenformen von Servo- bis zu Videofrequenzen. Diese
Geräte sind extrem robuste, vollständig transistorisierte, tragbare Geräte. Äußerst saubere und
stabile Wellenformsignale von .008 KHz bis 1Mc im 101/102/103 und von .0015 KHz bis KHz im
104/105 machen alle 5 Generatoren vielseitig einsetzbar, Allzweckgeräte für das Labor oder den
Feldeinsatz. Das Modell 101 bietet Rechteckwellen und Dreieckswellen. Die Modelle 102 und 104
bieten Rechteck-, Dreieck- und Sinuswellen. Die Modelle 101, 102 und 104 sind mit drei
Stromversorgungsoptionen erhältlich: Netzstrom, Trockenbatterie und wieder aufladbare NickelCadmium-Batterien mit integriertem Ladegerät.
Die Modelle 103 und 105 liefern 30 V p-p Dreieck-, Sinus- oder Rechteckwellen an eine 600-OhmLast. Die Modelle 103 und 105 sind nur in der Version mit Wechselstromversorgung erhältlich.
erhältlich.
Die Modelle 104 und 105 bieten die Möglichkeit, die Skala durch Anlegen einer externen Spannung
elektrisch zu verändern, ohne dass die Skala physisch bewegt werden muss. Als solche sind sie echte
Allzweck-F.M.-Modulatoren.
Der breite Frequenzbereich aller fünf Modelle macht sie nützlich für Niederfrequenzanwendungen
wie Servo- und elektromechanische Systeme sowie Audio- oder sogar Videoverstärker. Komplexe
Oszilloskope können mit diesem einzigen, vielseitigen und tragbaren Instrument vollständig auf
ordnungsgemäßen Betrieb im Feld oder auf der Reparaturbank überprüft werden.
Der VCG ist in der Lage, Sweep-Tests durchzuführen I.F.-Filter, Niederfrequenzfilter oder F.M. eines
Servo. Darüber hinaus ist es mit den richtigen Eingängen möglich, F.M. oder eine Dreieck-, Sinusoder Rechteckwelle zu wobbeln. Die sehr schnellen Anstiegs- und Abfallzeiten sind ausreichend für
die Ansteuerung von Hochgeschwindigkeits-Computerschaltungen.
Batterieversionen ermöglichen eine vollständige Isolierung von der Stromleitung und Masse. Dies ist
besonders nützlich bei Entwicklungsarbeiten für Niedrigpegel- oder Breitbandverstärker.
Die Modelle 101/102/103 haben drei Ausgänge mit unabhängigen Amplitudenreglern:
(1) 10 V p-p max. Rechteckwelle bei 600 Ohm Ausgangsimpedanz;
(2) 1 V p-p Rechteckwelle bei 50 Ohm Ausgangsimpedanz, Anstiegs- und Abfallzeit weniger als 5
Nanosekunden;
(3) Modell 101 Dreieckwelle 5 V p-p max.,
Modell 102 Dreieckwelle 5 V p-p oder 2 V rms Sinuswelle,
Modell 103 Dreieck, Sinus, oder Rechteckwellen 30V p-p max. in eine 600 Ohm Last.
Die Modelle 104 und 105 haben zwei Ausgänge mit unabhängigen Amplitudenreglern:
(1) 1 V p-p Rechteckwelle bei 50 Ohm Ausgangsimpedanz;
(2) Modell 104: Dreieckwelle 5 V p-p max., Sinuswelle bei 2 V rms oder Rechteckwelle 10 V p-p max.
bei 600 Ohm Ausgangsimpedanz;
Modell 105: Dreieck-, Sinus- oder Rechteckwelle 30 V p-p max. in eine 600 Ohm Last.
Der VCG-Eingang verfügt über eine Dämpfungsregelung, die eine minimale Eingangsimpedanz von 10
kOhm bietet. Ein Eingang von insgesamt 4,75 Volt liefert einen Frequenzbereich von 20:1, was der
vollen Spreizung der Skala entspricht. Der VCG-Eingangsabschwächer kann mit jeder Spannung bis zu
100 V betrieben werden, ohne das Instrument zu beschädigen.
ABSCHNITT II
BEDIENUNGSANLEITUNG
BEDIENELEMENTE UND ANSCHLÜSSE
1. Netzschalter.
Versorgt das Gerät mit Netzspannung oder Batteriestrom. In dem Fall wird das Gerät geladen, wenn
es eingeschaltet und das Netzkabel eingesteckt ist. Beim Modell 102 wählt dieser Schalter auch aus,
ob die Dreieck- oder Sinuswelle an den unteren linken Anschlüssen anliegt. Beim Modell 103 wählt
dieser Schalter Dreieck-, Sinus- oder Rechteckwelle für die unteren linken Klemmen aus. Bei den
Modellen 104 und 105 wählt dieser Schalter den Xl- oder X.3-Frequenzwahlmultiplikator.
2. Frequenzbereichsschalter.
Schaltet den entsprechenden Zeitsteuerungswiderstand und Kondensator für den richtigen
Frequenzbereich.
3. Frequenzskala.
Stellt den Eingang zum Verstärker für eine präzise Frequenzsteuerung innerhalb des vom
Bereichsschalter gesteuerten Bereichs ein.
4. 5. 6. Dreieck-, Sinus- und Rechteckwellen Amplitudensteuerung und Ausgangsklemmen.
Modell 101 und Modell 102: Die Dreieck- oder Sinuswelle, die an den Anschlüssen erscheint, hat eine
dynamische Impedanz von weniger als 5 Ohm und ist strombegrenzt, um eine Dreieckwelle von 5
Volt p-p oder eine Sinuswelle von 2 Volt rms an eine 600-Ohm-Last zu treiben. Die Amplitude wird
mit dem Potentiometer direkt neben diesen Anschlüssen eingestellt. Bei voller Amplitude ist die
Wellenform symmetrisch in Bezug auf die Masse. Bei minimaler Ausgangsleistung gibt es einen DCOffset von etwa 0,1 Volt. Die Masseanschlüsse aller Ausgänge sind intern miteinander verbunden.
Für eine optimale Wellenform ist die Erdungsklemme neben dem verwendeten Ausgang zu
verwenden. Es besteht eine leichte Wechselwirkung zwischen dem 600-Ohm-Rechteckausgang und
diesem Ausgang. Für eine optimale Sinus- oder Dreieckswellenform bei sehr hohen Frequenzen sollte
die Amplitude des 600-Ohm-Rechteckausgangs auf ein Minimum eingestellt werden. Wenn sehr
niedrige Amplituden benötigt werden, ist es am besten, den Ausgang mit einem Paar externer
Widerstände auf den gewünschten Pegel abzuschwächen und dann den internen Amplitudenregler
zur Feineinstellung zu verwenden. Dieses Verfahren ermöglicht eine genauere Steuerung der
Amplitude und bewahrt sehr saubere Wellenformen bei niedrigen Amplituden.
Modell 103 und Modell 105: Die dynamische Ausgangsimpedanz für die Dreieck-, Sinus- oder
Rechteckwelle beträgt 50 Ohm. Der Ausgang ist in der Lage, eine 600-Ohm-Last mit 30 Volt p-p zu
treiben. Der Ausgang ist strombegrenzt, um ~ 100 Milliampere in einen Kurzschluss zu treiben. Die
Amplitude wird durch das Poti direkt neben den Anschlüssen gesteuert. Bei voller Amplitude ist die
Wellenform in Bezug auf Masse symmetrisch. Bei minimaler Leistung beträgt der DC-Offset weniger
als 100 mV. Für sehr niedrige Amplituden wird empfohlen, wie oben beschrieben ein externes
Widerstandspaar zu verwenden.
Modell 104: Die Ausgangsimpedanz für die Dreieck-, Sinus- oder Rechteckwelle beträgt 600 Ohm.
Max. Leerlaufausgang ist: Dreieckwelle, 5 Volt p-p; Sinuswelle, 2 Volt rms; und Rechteckwelle, 10 Volt
p-p ~1 % mit einer Anstiegs- und Abfallzeit von weniger als 15 Nanosekunden. Der Anschluss ist über
einen 560-Ohm-Widerstand mit dem Schleifer eines 500-Ohm-Pots verbunden. Wenn das Poti
variiert wird, variiert die tatsächliche Ausgangsimpedanz zwischen 560 Ohm und 685 Ohm. Die
gemessene Rechteckwellen-Anstiegszeit unter Verwendung eines 30- MHz -Oszilloskops mit einer 10pF-Sonde beträgt etwa 20 Nanosekunden. Dies liegt an der kapazitiven Belastung der Sonde bei 600
Ohm Quellenimpedanz und der Anstiegszeit des Oszilloskops.
Modell 104 und Modell 105: Das koaxiale Potentiometer und der Schalter neben den Anschlüssen
bestimmen Funktion und Amplitude dieses Ausgangs.
7., 8. 50 Ohm Ausgang
50-Ohm-Rechteckwellen-Amplitudensteuerung und Ausgangsanschluss. Die an diesem Anschluss
anliegende Ausgangsspannung wird über das Poti direkt daneben geregelt. Es gibt eine leichte
Wechselwirkung mit dem 600-Ohm-Ausgang. Für eine optimale Wellenform halten Sie die 600-OhmAusgangssteuerung auf Minimum, wenn Sie den 50-Ohm-Ausgang verwenden. Aufgrund der extrem
schnellen Anstiegs- und Abfallzeiten (weniger als 5 Nanosekunden) sollte dieser Ausgang über ein 50Ohm-Kabel angeschlossen werden, das an der Last mit 50 Ohm abgeschlossen ist. Der
Ausgangsanschluss ist intern mit 50 Ohm terminiert, wodurch die Notwendigkeit entfällt, ihn an das
50-Ohm-Kabel anzupassen.
9., 10. Modelle 101/102/103. 600-Ohm-Rechteckwellen-Amplitudensteuerung und
Ausgangsklemme: Die Amplitude der Spannung, die an den Klemmen erscheint, wird durch das
unmittelbar danebenliegende Poti gesteuert. Bei maximaler Leistung beträgt die Rechteckwelle plus
und minus fünf Volt, + 1%. Die an diesem Punkt erzeugten Anstiegs- und Abfallzeiten betragen
weniger als 15 Nanosekunden. Der Anschluss ist über einen 560-Ohm-Widerstand mit dem Schleifer
eines 500-Ohm-Pots verbunden. Wenn das Poti variiert wird, variiert die tatsächliche
Ausgangsimpedanz zwischen 560 Ohm und 685 Ohm. Die gemessene Anstiegszeit unter Verwendung
eines 30-Mc-Oszilloskops mit einer 10-pf-Sonde beträgt ungefähr 20 Nanosekunden aufgrund der
kapazitiven Belastung der Sonde bei einer Impedanz von 600 Ohm und der Anstiegszeit außerhalb
des Oszilloskops.
Modelle 104/105. VCA-Eingangsanschlüsse und Eingangsabschwächer:
Diese Klemmen arbeiten elektrisch parallel zum Frequenzwahlpotentiometer. Das
Frequenzwahlpotentiometer erzeugt eine positive Gleichspannung. Je höher die Wähleinstellung
(max. Wert von 10), desto größer ist die positive Gleichspannung, die vom
Frequenzwahlpotentiometer erzeugt wird. Je niedriger die Wähleinstellung (min. 0,5), desto
niedriger ist die vom Frequenzwahlpotentiometer erzeugte positive Gleichspannung. Der Bediener
kann die Frequenzwahleinstellung elektrisch erhöhen oder verringern, indem er eine externe
Spannung an die Klemmen Nr. 10 anlegt. Dabei kann der Bediener die durch Anlegen einer sich
ändernden Spannung an die VCA-Eingangsanschlüsse erzeugte Frequenz FM oder wobbeln. Die
Frequenz dieser Modulation wird nur dort begrenzt, wo sie in Bezug auf die erzeugten
Trägerfrequenzen übermäßig ist und eine Trägerverzerrung resultiert. Tatsächlich kann die
Modulationsfrequenz die Trägerfrequenz überschreiten, was zu vielen interessanten Oszilloskop
Mustern führt.
Die VCA-Eingangsklemmen sind so kalibriert, dass bei der Steuerung auf minimale Dämpfung (CW
Most Position) ein externes Signal einstellen 1 Volt ändert die Frequenz um das Äquivalent von zwei
großen Skalenteilungen. Somit ändern 4,75 Volt die Frequenz um den vollen Skalenbereich von 0,5
bis 10. Die Beziehung zwischen der extern angelegten Spannung und der Frequenz ist innerhalb von ~
1 % linear.
Die Anschlüsse und die Wählscheibe arbeiten so zusammen, dass, wenn die extern angelegte
Modulationsspannung von Null auf eine gewisse positive Spannung geht, die Wählscheibe auf die
gewünschte minimale Frequenz eingestellt werden sollte, wobei die Modulationsspannung die
Wählscheibe elektrisch nach oben zieht. Wenn die Modulation wiederum von Null auf negativ geht,
sollte die Skala auf die maximal gewünschte Frequenz eingestellt werden. Wenn die
Modulationsspannung symmetrisch zur Erde ist, sollte der Regler auf die Mittenfrequenz eingestellt
werden. Der X1/X.3-Wählmultiplikator ist integriert, um das schlechte Überlappungsproblem zu
beseitigen, das bei Bereichsschritten von 10:1 und einer Wobbelfrequenzfähigkeit von maximal 20:1
bestehen würde.
Der schnellste Weg, den Betrieb des VCG-Eingangs zu demonstrieren, besteht darin, ihn an ein
Oszilloskop der Serie Tektronix 530 oder ein gleichwertiges Oszilloskop anzuschließen, indem der
Sägezahnausgang des Oszilloskops mit den VCG-Eingangsanschlüssen verbunden wird. Stellen Sie das
Einstellrad auf 0,5 in einem geeigneten Bereich wie X1K ein. Schalten Sie den VCGEingangsabschwächer auf etwa 8 Uhr zurück. Wenn das Oszilloskop auf 1 Millisekunde pro
Zentimeter eingestellt ist, wird ein 20:1-Sweep-Frequenzmuster auf dem Oszilloskop angezeigt, wenn
das VCG-Dämpfungsglied richtig eingestellt ist. Wenn das Dämpfungsglied zu niedrig eingestellt ist
(CCW), ergibt sich weniger als 20:1 Sweep. Wenn der Abschwächer zu hoch eingestellt ist, tritt die
maximale Wählfrequenz vor dem Ende des Sweep auf und der verbleibende Sweep hat dieselbe
maximale Frequenz. Dieses Wobbelfrequenzsignal kann an einen Filter usw. angelegt werden, und
die Ausgabe des Filters kann an das Oszilloskop angelegt werden, um automatisch die Eigenschaften
des Filters anzuzeigen. Eine Warnung: Je höher die Sweep-Geschwindigkeitseinstellung des
Oszilloskops, desto größer die Änderungsrate der Frequenz. Der VCG wird nicht durch sich schnell
ändernde Frequenzen beeinflusst, jedoch reagieren Filter mit hohem Q-Wert usw.
ALLGEMEINES
Alle Ausgänge mit ihren unabhängigen Reglern können gleichzeitig verwendet werden. Jeder
Ausgangsanschluss kann ohne Auswirkung auf die anderen Anschlüsse mit Masse kurzgeschlossen
werden. Die Wechselwirkung des 600-Ohm-Ausgangs auf die anderen Ausgänge ist ab einer
Frequenz von etwa 100 KHz aufwärts nur noch geringfügig wahrnehmbar. Die Signalmasse für alle
drei Ausgänge ist gemeinsam, aber vom Gehäuse isoliert, das mit dem dritten Pin des Netzkabels
verbunden ist.
ABSCHNITT III
THEORIE DER ARBEITSWEISE ALLGEMEINE THEORIE DER SCHWINGUNG
Abbildung III-3 ist ein Blockdiagramm der Modelle 104 und 105, die VCG-Versionen der Modelle 102
und 103 sind. Abbildung III-3 ist die gleiche wie Abbildung III-2, außer dass der Frequenzregler durch
eine Klemmschaltung ersetzt wurde bestehend aus zwei Dioden und zwei kaskadierte
Operationsverstärkern.
Die Generatoren verwenden einen vollständig transistorisierten, breitbandigen, chopper
stabilisierten Verstärker, um den breiten Frequenzbereich zu erhalten. Der Verstärker ist als
Integrator geschaltet. Eine konstante Spannung, die am Schleifer des Frequenzdrehpotentiometers
anliegt, bewirkt einen konstanten Stromfluss durch R. Aufgrund der hohen Verstärkung des
Verstärkers liegt der Eingang des Verstärkers im Wesentlichen auf Massepotential. Die
Eingangsimpedanz des Verstärkers ist extrem hoch; daher fließt im Wesentlichen der gesamte Strom
durch den Integrationskondensator C. Dies bewirkt eine lineare Änderung der Spannung an C und
erzeugt somit die lineare Dreieck-Ausgangsspannung. Der Ausgang des Verstärkers wird in einen
Hysterese-Schalter eingespeist, ein Flip-Flop mit vier Transistoren (wird später beschrieben), der so
vorgespannt ist, dass er in einem Zustand bleibt, bis die Eingangsspannung einen bestimmten
vorbestimmten Wert erreicht. Der Ausgang des Hysterese-Schalters ändert dann seinen Zustand.
Dieser Ausgang ist kapazitiv mit dem Ausgangsschalter gekoppelt, einem weiteren Vier-TransistorFlipflop. Der Ausgang des Ausgangsschalters ist somit eine Rechteckwelle, die zwischen etwa plus
und minus fünf Volt umschaltet. Dieser Ausgang wird dann in den Frequenzregler eingespeist. Eine
positive Spannung am Frequenzdrehknopf führt zu einer negativen Spannung am Ausgang des
Verstärkers (der Verstärker ist so gepolt, dass er den Eingang invertiert). Diese negative Spannung
bewirkt, dass der Hysterese Schalter auf einen positiven Ausgang umschaltet. Diese Umschaltung von
negativ auf positiv bewirkt, dass der Ausgangsschalter von positiv auf negativ umschaltet, wodurch
der Eingang des Verstärkers und damit die Steigung der Ausgangsspannung des Verstärkers
umgekehrt wird. Auf diese Weise schwingt das Gerät und erzeugt gleichzeitig eine Dreieckswelle und
eine Rechtecks Welle.
Die Frequenz der Oszillation wird durch den Wert C in der Schaltung und die Stellung des
Frequenzdrehpotentiometers bestimmt. Ein großer R bewirkt, dass weniger Strom fließt, was zu
einer geringeren Änderungsrate der Spannung an C und damit zu einer niedrigeren Frequenz führt.
Ein großes C bei gegebenem Strom führt zu einer geringeren Änderungsrate der Spannung an C und
damit zu einer niedrigeren Frequenz. Wenn der Schleifer des Frequenzdrehpotentiometers näher an
die Masse bewegt wird, liegt an dem Schleifer weniger Spannung an, so dass weniger Strom durch R
fließt, was wiederum zu einer niedrigeren Frequenz der Schwingung führt.
Die spannungsgesteuerten Generatoren der Modelle 104 und 105 verwenden anstelle eines
einfachen Potentiometers eine Klemmschaltung zur Steuerung der Amplitude der Rechteckwelle.
Abbildung III-3 zeigt den Ausgangsschalter, der über einen Widerstand zu den Klemmdioden und von
dort zum Zeitsteuerwiderstand R führt. Die beiden kaskadierten Operationsverstärker steuern die an
die beiden Klemmdioden angelegten Vorspannungen. Der zweite Verstärker hat eine
Nettoverstärkung von genau -1. Wenn die an den ersten Verstärker angelegte Eingangsspannung von
Null auf eine positive Spannung erhöht wird, erhöht sich der Ausgang des ersten Verstärkers auf eine
negative Spannung und der Ausgang des zweiten Verstärkers auf eine positive Spannung erhöht. Auf
diese Weise werden die Klemmenspannungen von der Masse gespreizt und die Amplitude der
Rechteckwelle, die am Übergang der beiden Dioden entsteht Dioden erscheint, wird größer. Der
Effekt ist der gleiche wie das Anheben des Schleifers des Potentiometers am Modell 103. Die beiden
Verstärker stellen sehr steife, niederohmige Vorspannungsquellen für die beiden Dioden. Sie werden
über den Frequenzregler Potentiometer, das jetzt ein Gleichstromregler ist, und dem externen VCGEingang angesteuert. Der Regler arbeitet parallel zum externen Eingang.
Die Amplitude der Dreieckswelle würde sich ändern, wenn sich die Zündpunkte des Hysterese
Schalters ändern. Dieser Zündpunkt wird jedoch über den gesamten Frequenzbereich des Geräts sehr
stabil gehalten, vorausgesetzt, die Versorgungsspannungen bleiben konstant. Sollten sich die
Versorgungsspannungen ändern, würde sich die Amplitude der Rechteckwelle, die in das
Frequenzdrehpotentiometer eingespeist wird, ändern. Um dies zu kompensieren, wird der
Zündpunkt des Hysterese Schalters direkt proportional verändert, so dass die Frequenz konstant
bleibt. Bei einer Änderung der Versorgungsspannung um ca. 20 % schwankt die Frequenz der
Schwingung um ca. 1 %. Die Versorgungsspannung wird durch den Regler auf ~ 1 % gehalten. Der
verwendete Wert C wird über den Frequenzbereichsschalter gesteuert. Um die gesamten 8 Dekaden
Bereiche abzudecken, werden 3 Widerstände (4.64K, 46.4K und 464K) und 4 Kondensatoren (100 pF,
.001 μF, .1 μF und 10 μF) verwendet. Der Frequenzregler ist ein 1K-Potentiometer. Der 4.64KWiderstand belastet dieses Potentiometer leicht. Um diese Belastung zu kompensieren, wird der
4.64K-Widerstand vom Schleifer des Potis auf Masse geschaltet, wenn die 46.4K- und 464KWiderstände verwendet werden. Auf diese Weise bleibt die Kalibrierung der Frequenzskala für alle
Bereiche genau. Der Dreieckwellenausgang des Verstärkers (oder die Sinuswelle) wird über den
Dreieck- (Sinus-) Amplitudenregler zu einem Super-Emitter-Folger an den Ausgangsanschluss geleitet.
Der strombegrenzte Super-Emitter-Folger wird verwendet, um eine niedrige dynamische Impedanz
zu erreichen. Der Rechteckwellenausgang wird über einen Push-Pull-Emitter Emitterfolger zum 600Ohm-Amplitudenregler und zur Ausgangsklemme geleitet.
Abbildung III-4 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des Vier-Transistor-Schalters, der als Hysterese
Schalter und Ausgangsschalter verwendet wird. Der Schalter besteht aus zwei Transistorpaaren,
wobei jedes Paar aus einem NPN- und einem PNP-Transistor besteht. Die Paare sind so verdrahtet,
dass entweder das obere oder das untere Paar in Sättigung ist, während das gegenüberliegende Paar
ausgeschaltet ist. Jedes Paar ist so verdrahtet, dass der Kollektor des NPN-Transistors den PNPTransistor mit Basisstrom versorgt und der PNP-Kollektor den NPN-Transistor mit Basisstrom. Der
Schalter mit vier Transistoren ist zwischen den Plus- und Minusleitungen angeschlossen. Der Ausgang
des Schalters ist der gemeinsame Emitter Punkt der mittleren NPN- und PNP-Transistoren. Dieser
gemeinsame Emitter Punkt schaltet auf die eine oder die andere Versorgungsspannung, je nachdem,
welches Paar eingeschaltet ist. Die Basen und Emitter der beiden mittleren Transistoren sind
miteinander verbunden. Da der eine ein PNP- und der andere ein NPN-Transistor ist, können sie nicht
gleichzeitig eingeschaltet sein. Diese einzigartige Konfiguration ermöglicht extrem schnelle
Schaltgeschwindigkeiten, wobei im Wesentlichen der gesamte Strom der Stromversorgung durch die
an den gemeinsamen Emitter angeschlossene Last fließt. Der Hysterese Schalter unterscheidet sich
vom Ausgangsschalter dadurch, dass die äußeren Emitter nicht direkt mit den Stromversorgungen
verbunden sind, sondern mit einem Widerstandsnetzwerk. Die Basen der äußeren Transistoren
werden mit Dioden und einem Widerstandsnetzwerk vorgespannt. Diese Netzwerke kompensieren
den Hysterese-Schaltpunkt bei wechselnden Versorgungsspannungen, so dass die
Schwingungsfrequenz konstant bleibt. Es ist mit äußerster Vorsicht vorzugehen, um zu vermeiden,
dass dieser Schalter mit Werkzeugen usw. kurzgeschlossen wird, wenn die Stromversorgung
eingeschaltet ist, da jeder Kurzschluss dazu führen kann, dass ein Transistor direkt über die
Stromversorgung kurzgeschlossen wird.
VERSTÄRKER
Abbildung III-5 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild des Verstärkers. Der breitbandige, Chopperstabilisierte Gleichstromverstärker besteht aus zwei Verstärkern. Der obere Verstärker ist ein
Breitband-Gleichstromverstärker mit einer offenen Schleifenverstärkung von etwa 2000. Der untere
Verstärker ist ein Trägerverstärker, der für zusätzliche Gleichstromverstärkung und
Gleichstromstabilität sorgt. Der Trägerverstärker ist notwendig, um die hohe DC-Eingangsimpedanz
für den niedrigsten Frequenzbereich zu gewährleisten, in dem der R-Wert 464K oder 952K beträgt.
Der Eingangstransistor, Q21, des Breitbandverstärkers ist ein Emitterfolger. Dieser treibt einen
weiteren Emitterfolger, Q23, an. Der Kollektor von Q21 ist mit einem Bootstrap versehen, um die
Eingangsimpedanz zu erhöhen. Q23 steuert das Longtail-Paar Q25 und Q26, wobei die Basis von Q26
geerdet ist. Q26 steuert Q32. Der größte Teil der Spannungsverstärkung im Verstärker wird durch
Q32 erreicht. Q31 liefert eine niederohmige Emittervorspannung für Q32. Der Ausgang von Q32
steuert den Emitterfolger Q33. Der Gesamtverstärker hat eine Bandbreite von etwa 20 MHz. Die im
Schaltplan gezeigten zusätzlichen Komponenten sind Abschwächungsnetzwerke und Filter, die zur
Vermeidung von Schwingungen bei sehr hohen Frequenzen vorgesehen sind. Der
Gleichstromeingang an der Basis von Q21 wird durch den Ausgang des Trägerverstärkers und R66
bereitgestellt, der damit der Verstärker auf genau null Volt DC eingestellt werden kann bei null Volt
DC-Eingang eingestellt werden kann.
Der Trägerverstärker ist in seinem Aufbau dem Breitbandverstärker sehr ähnlich. Das Eingangssignal
wird an beide Verstärker angelegt. Der Trägerverstärker hat eine hohe DC-Gegenkopplung vom
Kollektor von Q30 zur Basis von Q22, die von den beiden Widerständen und dem Filterkondensator
bereitgestellt wird. Frequenzen oberhalb von etwa 50 KHz werden über den Koppelkondensator an
die Basis von Q21 geleitet. Frequenzen unter etwa 50 KHz werden über das Filternetzwerk an den
Halbleiter-Chopper Q19 geleitet. Die Basis von Q19 wird durch den Chopper-Oszillator mit einer
Frequenz von etwa 1.5 KHz angesteuert. Wenn die Basis positiv ist, ist Q19 eingeschaltet und der
Spannungsabfall zwischen Emitter und Kollektor beträgt etwa 2 mV. Wenn die Basis negativ ist, ist
Q19 ausgeschaltet und das Eingangssignal wird über den Koppelkondensator an die Basis von Q22
angelegt. Q22, 24, 27, 28, 29 und 30 arbeiten auf ähnliche Weise wie der Breitbandverstärker. Ein
kleines Eingangssignal erzeugt ein kleines Rechtecksignal mit einer Frequenz von 1,5 KHz. Dieses
Signal wird verstärkt und erzeugt ein großes Rechtecksignal am Kollektor von Q30. Der Kollektor von
Q30 wird über den Widerstand und den Kondensator an den Emitter von Q34 geleitet. Q34 ist als
Halbleiter-Chopper geschaltet, der sich ähnlich wie Q19 verhält, mit dem Unterschied, dass der
Ausgang als PNP- und nicht als NPN-Schaltung gegen Masse geklemmt wird, wenn die Spannung des
Chopper-Oszillators negativ ist. Das resultierende Signal am Emitter von Q34 ist eine Rechteckwelle,
deren eine Seite an Masse geklemmt ist. Wenn das Eingangssignal positiv ist, ist das am Emitter von
Q34 erscheinende Rechtecksignal positiv, und wenn das Signal negativ ist, ist das Rechtecksignal
negativ. Der Verstärker, Q22 - Q30, invertiert das Signal. Die Verwendung eines NPN- und eines PNPChoppers invertiert das Signal ebenfalls, so dass das Nettoergebnis ein positiver Ausgang für einen
positiven Eingang ist. Die am Emitter von Q34 auftretende Rechteckwelle wird mit einer
Grenzfrequenz von etwa 50 Hz gefiltert und an die Basis von Q21 geleitet. Bei sehr niedrigen
Frequenzen haben beide Verstärker eine Verstärkung. Die resultierende offene Schleife Verstärkung
beträgt über 100 dB.
CHOPPER-OSZILLATOR
Der Chopper-Oszillator ist ein Standard-Multivibrator, der so modifiziert wurde, dass der Ausgang
eine relativ saubere Rechteckwelle ist und dass Oszillationen immer beginnen, selbst bei langsamem
Anlegen von Versorgungsspannungen. Die Dioden CR7 und CR8 ermöglichen, dass die Spannung an
den Kollektoren von Q16 und Q20 sofort auf –6 Volt zurückkehrt, wenn die Transistoren abschalten.
Dies liefert eine gute Rechteckwellenausgabe. Die Widerstände R50 und R53 werden über CR7 und
CR8 zu ihren eigenen Kollektoren zurückgeführt, anstatt zu -6 Volt. Sollten sich beide Transistoren
einschalten, steht ihnen nicht genügend Basisstrom zur Verfügung, um eingeschaltet zu bleiben; Eine
der Einheiten schaltet sich somit aus und die Oszillation beginnt.
AUSFALLSICHERER SCHALTKREIS
Es ist möglich, dass der hier beschriebene Oszillator blockiert und nicht oszilliert. Dies geschieht,
wenn der Hysterese Schalter und der Ausgangsschalter nicht beide eingeschaltet sind, in
entgegengesetzter Phase. Um diese Möglichkeit zu vermeiden, wird ein ausfallsicheres Netzwerk,
bestehend aus R35, R36, R37, R41, R43, R48, R102, C13, C16, C37, CR5 und CR6, bereitgestellt. Wenn
der Hysterese Schalter und der Ausgangsschalter nicht beide in entgegengesetzter Phase
eingeschaltet sind, liegt die Verbindungsstelle von R41 und R48 nicht auf Masse. Wenn die Spannung
an der Verbindungsstelle von R41 und R48 positiv ist, leitet CR5 und liefert eine Rechteckwelle mit
entgegengesetzter Phase zum normalen Signal an die Basis von Q22, wodurch der Emitter von Q34
negativ wird und der Ausgang des Verstärkers positiv wird der Ausgang des Hysterese Schalters
negativ. Wenn am Verbindungspunkt von R41 und R48 eine negative Spannung auftritt, leitet CR6
und der Ausgang des Verstärkers wird umgekehrt, der Ausgang des Hysterese Schalters schaltet auf
negativ, schaltet den Ausgangsschalter auf positiv und die Oszillation beginnt.
SPANNUNGSREGLER
Der Spannungsregler ist konventionell aufgebaut. Q3 und Q6 sind Durchgangstransistoren, Q4 und
Q5 Spannungsverstärker, Q1 und Q2 Konstantstromtreiber für die Basen der Durchgangstransistoren.
Die negative Versorgung ist eng auf die von CR3 erzeugte Zenerspannung bezogen. Die positive
Versorgung ist eng an CR12 referenziert. Die Einstellung von R8 steuert direkt -6 Volt und geringfügig
+6 Volt. Die Einstellung von R11 steuert +6 Volt direkt und -6 Volt leicht. R5 und R6 verringern die
Verlustleistung in den zwei Durchgangstransistoren.
Sinusformungsschaltung und Verstärker
Die Modelle 102, 103, 104 und 105 enthalten eine Leiterplatte zur Umwandlung der Dreieckwelle in
eine Sinuswelle. Schaltungsdetails und Wellenformen finden Sie im Schaltplan des Sinuswandlers in
Abschnitt VI. Die zu formende Dreieckswelle wird an eine Diodenbegrenzungsschaltung angelegt, die
aus den Dioden CR501 bis CR506 und den Widerständen R506, R509 und R522 besteht. Die Dioden
werden durch die Transistoren Q502, 3, 4, 6, 7 und 8 vorgespannt. Die Diodenvorspannungen
werden durch die Basisspannungen der Transistoren bestimmt. Um Masse symmetrische PNP- und
NPN-Transistoren werden verwendet, so dass Emitterbereiche mit ähnlichen Bereichen der
Begrenzungsdioden verbunden sind.
Die Temperatureigenschaften der Basis-Emitter-Übergänge des Transistors sind gleich, aber in der
Polarität entgegengesetzt zu den jeweiligen Dioden. Der resultierende Gesamtspannungsabfall von
der Basis des Transistors zum Verbindungspunkt der Diode bleibt bei Temperaturänderungen
konstant.
Die Spannungen, bei denen die Dioden leiten, werden durch die Einstellungen R523, 4, 5 bestimmt.
Wenn die über R506 angelegte Eingangsspannung gegenüber Masse positiv ansteigt, leiten die
Dioden CR502, CR503 und schließlich CR501. Da diese wiederum leiten, nimmt die Steigung der
Ausgangsspannung allmählich ab. Diskontinuität in der Wellenform wird minimiert, da die Dioden bei
niedrigen Pegeln betrieben werden und die charakteristische Krümmung der Diode die Wellenform
glättet. Die resultierende Wellenform an der Verbindungsstelle von R506 und R537 ist eine saubere
Sinuswelle, mit Ausnahme von Spitzen an Maximal- und Minimalpunkten, die durch die dynamische
Impedanz der Dioden CR501 und CR505 verursacht werden. Um diese Spitzen zu eliminieren, wird
der gesamte Transistor-Kollektorstrom (Umkehrwert des Diodenstroms) durch R501 und R502
gezogen. Dieses Signal wird durch Q505 und Q501 verstärkt und invertiert. Das resultierende Signal,
das an diesen Kollektoren erscheint, ist das um 180 Grad phasenverschobene Spitzensignal. Diese
Welle wird über R520 zusammen mit der verzerrten Sinuswelle über R537 summiert, um eine genaue
Sinuswelle am Eingang des Verstärkers darzustellen. Wellenformen sind auf dem Schaltplan
dargestellt.
Die gesamte Schaltung ist vollständig symmetrisch zur Erde. Die Kondensatoren C501 bis C506 sind
vorgesehen, um feste Basisspannungen bei hohen Frequenzen aufrechtzuerhalten. Die resultierende
saubere Sinuswelle, die an der Verbindungsstelle von R537 und R520 erscheint, beträgt ungefähr 2 V
p-p. Diese Spannung wird durch Q509, 10, 11, 12 auf etwa 5,6 V p-p verstärkt.
Der Verstärker ist ein potentiometrischer Gegentaktverstärker. Die Rückmeldung erfolgt über R529.
Die Verstärkung des Verstärkers hängt hauptsächlich vom Verhältnis von R529 zu R531 ab. R527 und
R536 werden für den DC-Ausgleich und die richtige Gesamtspannungsausgabe ausgewählt. Optimale
Sinuswellentreue wird durch die 1%-Widerstände bereitgestellt, die in der Sinusformungsschaltung
verwendet werden. Die typische Verzerrung beträgt weniger als 0,5 %.
MODELL 103/105 LEISTUNGSVERSTÄRKER
Die Modelle 103 und 105 enthalten einen Operationsverstärker, der ausschließlich
Siliziumtransistoren verwendet, um entweder die Dreieck-, Sinus- oder Rechteckwelle auf 30 V p-p zu
verstärken. Die Konfiguration dieses Verstärkers ist der des zuvor beschriebenen Grundverstärkers
sehr ähnlich. Einzelheiten entnehmen Sie bitte dem Schema in Abschnitt VI. Die Verstärkung des
Verstärkers wird durch das Verhältnis von R607 (und R608) zu R601 bestimmt. Q601 und Q602
arbeiten als Long-Tail-Paar. Die Ausgabe von Q602 wird wiederum von Q603 verstärkt. Q604 und
Q605 arbeiten als Gegentakt-Emitterfolger. CR601 und CR602 liefern eine Vorspannung, um die
Basis-Emitter-Spannungen von Q604 und Q605 auszugleichen. Der Gesamtabfall der beiden Dioden
ist etwas geringer als der Gesamtabfall der beiden Basis-Emitter-Übergänge. CR601 und CR602 sind
Germaniumdioden für geringen Vorwärtsabfall. R612 und R613 sind Strombegrenzungswiderstände,
die den maximalen Ausgangsstrom im Kurzschlussfall auf 2: begrenzen. 100 Mil. Der Verstärker ist so
ausgelegt, dass, wenn es notwendig ist, eine Impedanz von weniger als 600 Ohm zu treiben, der
Eingang des Verstärkers durch Einstellen von R20 so eingestellt werden kann, dass eine saubere
Wellenform über Lasten von nur 10 Ohm entwickelt werden kann. Infolgedessen kann der Verstärker
als Spannungsverstärker verwendet werden, der bis zu 30 V p-p über eine 600-Ohm-Last liefert, oder
als Stromverstärker, der Lasten mit sehr niedriger Impedanz ansteuert. R113, R114 und R115 sind
werkseitig so getrimmt, dass alle drei Wellenformen mit dem gleichen Maximum von 30 V p-p an 600
Ohm ausgegeben werden. C603 ist ein Trimmkondensator für optimalen Frequenzgang. Dieser
Verstärker ist zusammen mit seiner Stromversorgung im Stromversorgungsteil des Generators
montiert.
MODELL 104/105 VCG VERSTÄRKERPLATINE
Die VCG-Verstärkerplatine enthält zwei kaskadierte Operationsverstärker, die im Wesentlichen
schaltungsgleich sind. Der erste Verstärker hat eine Nettoverstärkung von etwa –2. Der zweite
Verstärker hat eine Nettoverstärkung von genau -1. Die Verstärker sind geradlinig, wobei ein Paar mit
langem Ende ein anderes Paar mit langem Ende antreibt, das einen Emitterfolger am Ausgang
antreibt. Angepasste Transistoren werden für die Eingangspaare mit langen Enden für minimalen DCOffset verwendet. Die Klemmdioden CR802 und CR804 arbeiten im Leerlauf ohne Rückkopplung um
sie herum. Um dies zu kompensieren, wird eine angepasste Diode in die Rückkopplungsschleife
eingesetzt. CR801 wird verwendet, um CR802 zu kompensieren, und CR805 wiederum kompensiert
CR804. Das Feedback für den ersten Verstärker wird von der Kathode CR801 genommen. Somit ist
CR801 an CR802 angepasst. Außerdem sind R816 und R817 vorgesehen, damit der Strom durch
CR801 immer dem Strom durch CR802 entspricht, wenn es leitet. Auf diese Weise wird die
Begrenzungsspannung an der Kathode von CR802 immer mit der Summe der über R801 und R802
zugeführten Eingangsspannungen in Übereinstimmung gebracht.
Der zweite Verstärker arbeitet genau wie der erste und ist so ausgelegt, dass er die gleiche und
entgegengesetzte Klemmspannung für die Rechteckwelle liefert. Für diese Symmetrie wird R820 oder
R824 gewählt. Der Ausgangsemitterfolger des zweiten Ausgangsverstärkers Q810 ist eher ein PNP als
ein NPN (Q805), da die Klemmdiode CR804 umgekehrt ist. Wiederum ist CR805 an CR804 angepasst
und funktioniert wie zuvor beschrieben. Im Betrieb wird eine 5,2-Volt-Rechteckwelle, die an den
gelben Elco-Stiften erscheint, über R832 zu den Klemmdioden geleitet. Die am Verbindungspunkt der
Dioden erscheinende Rechteckwelle ist symmetrisch zur Masse, und die Amplitude wird durch die
Eingangsspannungen an R801 und R802 gesteuert. Diese geklemmte Rechteckwelle wird dem im
Blockdiagramm gezeigten Integrationswiderstand R zugeführt. Die gesamte Schaltung ist auf einen
Betriebsbereich von ±. O. 15 Volt (Skaleneinstellung von 0,5), bis.!. 3,0 Volt (Skaleneinstellung von
10). Eine Übersteuerung des Eingangs zu R802 verursacht keinen Schaden, verursacht jedoch eine
übermäßige Verzerrung der Ausgangswellenformen. Die Modelle 104 und 105 arbeiten innerhalb der
Spezifikationen nur über den Frequenzbereich, der von den Skaleneinteilungen abgedeckt wird.
ABSCHNITT IV
WARTUNGSAKZE BATTERIEERSATZ
Die Batterien müssen ausgetauscht oder, im Fall der Modelle 101R, 102R und 104R, neu aufgeladen
werden, wenn die maximale Ausgangsleistung der 600-OhITl-Rechteckwelle unter 10 Volt fällt. Um
die Batterien auszutauschen, schalten Sie zuerst das Gerät aus und entfernen Sie die Abdeckung.
Schieben Sie die Batterieplattenbaugruppe etwa zur Hälfte aus dem Gerät nach oben. Die
Batteriebaugruppe wird relativ festgehalten, rutscht aber nach oben. Entfernen Sie die drei durch
Elco-Stifte verbundenen Batteriekabel und achten Sie darauf, die Batterien nicht kurzzuschließen.
Entfernen Sie die Batteriebaugruppe aus dem Instrument und ersetzen Sie die Batterien. Für die
Modelle 101B, 102B und 104B werden Taschenlampenbatterien vom Industrietyp für eine längere
Lebensdauer empfohlen. Bei den Modellen lOIR, 102R und 104R müssen für einen ordnungsgemäßen
Betrieb Batterien eingelegt sein.
AUSTAUSCH DER SICHERUNGEN
Sollte das Gerät nicht funktionieren, überprüfen Sie zuerst die Batterien und die Sicherungen.
Schalten Sie das Gerät aus, bevor Sie versuchen, Sicherungen auszutauschen, um einen möglichen
Kurzschluss der Batterien zu vermeiden. Trennen Sie bei netzbetriebenen Geräten das Gerät vom
Netz. Die 1/4-Ampere-Sicherungen sind 8-AG-Instrumentensicherungen. 8AG UL sind kein
zufriedenstellender Ersatz. Für die 3/8-Ampere-Sicherungen gilt das Umgekehrte. Die richtige
Sicherung ist 8AG UL.
DEMONTAGE
Sollten Detailarbeiten am Gerät erforderlich sein, empfiehlt es sich, das Gerät zunächst zu zerlegen.
Entfernen Sie nach dem Entfernen der Abdeckung die Batterien und dann die beiden linken
Schlitzleisten, die die Platinen halten. Entfernen Sie die Stromversorgungskabel, die zu den
Sicherungen führen. Als nächstes schwenken Sie die Platte, auf der das Netzteil montiert ist, nach
hinten, um die Schalterwelle freizugeben, und aus dem Chassis heraus. Die Hauptplatine
(einschließlich Sinusplatine) kann entfernt werden, indem die 13 Drähte entfernt werden, die durch
Elco-Stifte verbunden sind. Die Elco-Stifte sind farbcodiert, um den Drähten für eine
ordnungsgemäße Wiedermontage zu entsprechen. Zum Ausbau der Hauptplatine diese nach links
schieben, nach hinten schwenken und herausziehen. Die Hauptplatine kann nun unabhängig vom
Rest des Instruments gewartet werden, wie später beschrieben wird. Um Zugang zur Reglerplatine
direkt hinter der Frontplatte zu erhalten, löten Sie zuerst den 470-Ohm-Widerstand, der nur an 101,
102 und 103 mit dem Frequenzwahlpotentiometer verbunden ist, aus. Als nächstes entfernen Sie die
drei Muttern, die das Gerät an Ort und Stelle halten. Die gedruckte Schaltungsplatine kann nun von
der Unterplatte weggeklappt werden und ein ausreichender Zugang zum Ersetzen irgendeiner
Komponente auf der Platine erlangt werden. Es wird nicht empfohlen, diese Platine zu
Wartungszwecken vollständig zu entfernen. Es wird auch nicht empfohlen, das Subpanel zu
Wartungszwecken zu entfernen.
ANPASSUNGEN
Beim Modell 101 usw. stehen für normale Wartungszwecke vier Einstellungen zur Verfügung. Bevor
Sie Einstellungen vornehmen, überprüfen Sie die Batteriespannung auf mindestens plus und minus
7,2 Volt. Die beiden auf der Regler Platine montierten Trimmpotentiometer steuern die beiden
Versorgungsspannungen. Das linke Trimmpoti ist R8 und steuert die -6-V-Versorgung. Das rechte
Trimmpoti ist R11 und steuert die +6-V-Versorgung. Zwischen diesen beiden Einstellungen gibt es
eine Wechselwirkung, so dass es notwendig sein kann, mehrmals hin und her zu gehen, um die
richtige Einstellung zu erhalten. Um diese Potis einzustellen, schalten Sie das Gerät ein und stellen Sie
es auf eine Frequenz von ca. 0,05 KHz ein. Stellen Sie den 600-Ohm-Ausgangsregler auf Maximum ein
und messen Sie den Ausgang mit einem genauen Voltmeter (besser als 1 %). Stellen Sie R8 und R11
so ein, dass der gesamte Rechteckwellenausgang genau 10 V beträgt und die +6 V- und -6 VVersorgungen gleich sind. Wenn die beiden 6-V-Versorgungen genau gleich eingestellt sind, hat der
600-Ohm-Rechteckwellenausgang einen leichten DC-Offset von Masse. Ein typischer Satz von
Messwerten, wenn die Anpassungen richtig vorgenommen wurden, sind: +5,02 V, -4,98 V; +6,17 Volt
und -6,17 Volt.
R32 ist das Trimmpotentiometer für die DC-Balance der Dreieckwelle und befindet sich oben auf der
Hauptplatine. Stellen Sie den Dreieckswellen-Ausgangsregler auf Maximum ein und stellen Sie den
R32 auf Balance in Bezug auf den Boden ein. Dies sollte erfolgen, nachdem R8 und R11 richtig
eingestellt sind. Bei den Modellen 102/103/104/105 kann R32 für minimale Sinuswellenverzerrung
neu getrimmt werden. Die Beschreibung dieses Verfahrens ist im Abschnitt über die
Sinuswelleneinstellungen enthalten. Die einzige Frequenzkalibrierungseinstellung, die normalerweise
erforderlich ist, ist C5, die sich auf der Reglerplatine in der Nähe der Oberseite des Instruments
befindet. Dies steuert nur die Genauigkeit der Skala des höchsten Frequenzbereichs. Stellen Sie bei
dieser Einstellung sicher, dass sich die gesamte Skala innerhalb der Kalibrierung befindet. Es ist
normal, dass das Zifferblatt bei 1 Megazyklus hoch und bei 500 KC bis 700 KC niedrig anzeigt. Stellen
Sie C5 so ein, dass diese beiden Punkte innerhalb der Spezifikation liegen.
Alle anderen Frequenzkalibrierungen gelten als fest. Es kann jedoch erforderlich sein, Anpassungen
vorzunehmen, da die Transistoren Q12 bis Q15 geändert oder der Frequenzregler R16 geändert
wurden. Sollte eine Einstellung erforderlich sein, wird empfohlen, diese im Werk durchführen zu
lassen. Da dies nicht praktikabel ist, wird das folgende Verfahren angegeben: R56 und R57 steuern
direkt die Skalengenauigkeit am unteren Ende der Skala (Anzeige von 1) und haben einen geringen
Einfluss auf höhere Skaleneinstellungen. Die Widerstände R21 und R22 steuern direkt die
Skalengenauigkeit am oberen Ende der Skalenscheibe und beeinflussen die gesamte Skalenscheibe
als Prozentsatz des Messwerts, nicht Skalenteilungen. Das Verfahren, um das Zifferblatt in die
Kalibrierung zu bringen, besteht darin, den X100-Bereich auszuwählen und gleichzeitig mit den vier
erwähnten Widerständen zu jonglieren, um das gesamte Zifferblatt in die Kalibrierung zu bringen. Für
den Fall, dass R16 ersetzt wurde, ist es manchmal notwendig, einen Widerstand zwischen dem
Schleifer und der niedrigen Seite des Skalenpotentiometers hinzuzufügen, um die gesamte
Skalenscheibe auf Kalibrierung zu bringen. „Typische Werte für diesen Widerstand sind 4,7 K bis 10 K.
Der Widerstand sollte mit kurzen Kabeln direkt am Topf montiert werden. Sollte ein bestimmter
Frequenzbereich oder mehrere Frequenzbereiche außer dem oberen Bereich definitiv nicht kalibriert
sein, sollte der entsprechende R oder C ersetzt werden. Die Modelle 102, 103, 104 und 105 verfügen
über zusätzliche Einstellungen für die Sinuswellenverzerrung. Die für die richtige Einstellung der
Sinuswelle erforderliche Ausrüstung ist ein Hewlett-Packard-Typ 330-Verzerrungsanalysator oder ein
gleichwertiges Gerät, ein gutes Allzweck-Oszilloskop, vorzugsweise mit zwei Spuren, und ein
Voltmeter mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %.
Bevor Sie mit den Einstellungen für die Sinuswellenverzerrung beginnen, muss die Stromversorgung
richtig eingestellt werden. Stellen Sie R8 (-6 V) und R11 (+6 V) wie zuvor beschrieben ein. Wenn die
unten beschriebenen Anpassungen der Sinuswellenverzerrung abgeschlossen sind, kann eine leichte
Verbesserung der Sinuswellenverzerrung durch geringfügiges Nachbessern von R8, R11 und R32
erreicht werden. Stellen Sie jedoch sicher, dass diese Ausbesserung die 10-VoltRechteckwellenamplitude nicht außerhalb der Spezifikation von ~ 1 % gebracht hat. Stellen Sie den
Bereichsschalter des Generators auf X100 und den Frequenzregler auf 10. Stellen Sie den
Funktionsschalter auf SINE und die Sinusamplitude auf Maximum beim 102/104 und 1/2 beim
103/105. Verbinden Sie den Sinuswellenausgang mit dem Eingang des Verzerrungsanalysators und
mit dem zweiten Kanal des Oszilloskops, wenn Zweikanal verwendet wird. Verbinden Sie den
Rechteckwellenausgang mit dem externen Triggereingang des Oszilloskops und triggern Sie das
Oszilloskop von diesem externen Trigger. Verbinden Sie den ersten Kanaleingang des Oszilloskops mit
dem Ausgang des Verzerrungsanalysators. Stimmen Sie den Verzerrungsanalysator auf etwa 1KC ab
und betreiben Sie den Verzerrungsanalysator gemäß den Standard-Betriebsverfahren. Beachten Sie,
dass es notwendig sein wird, zurückzugehen und SET LEVEL zurückzusetzen, um die endgültige
Verzerrungsmessung durchzuführen.
Wenn der Verzerrungsanalysator richtig abgestimmt und ausbalanciert und auf Verzerrung
eingestellt ist, stellen Sie R523, R524 und R525 auf minimale Verzerrung ein. Stellen Sie R32 auf der
Hauptplatine auf minimale harmonische Verzerrung ein. Für eine bestimmte Einstellung von R523
gibt es ein Optimum für R524 und R525. Wenn dies erreicht ist, notieren Sie die Verzerrung und
drehen Sie dann R523 einmal, entweder im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn, und stellen
Sie R524 und 525 für minimale Verzerrung neu ein. Beachten Sie, ob diese Verzerrung kleiner oder
größer als die vorherigen Messwerte ist. Nach mehreren Versuchen erreichen Sie die optimale
Einstellung für R523 sowie R524 und R525. Die resultierende Verzerrung sollte 0,5 % oder weniger
betragen. Stellen Sie den Frequenzregler des 102/103 auf 0,8 (104/105 auf 0,5) ein, stimmen Sie den
Verzerrungsanalysator auf ungefähr 80 (50) Zyklen ab und stellen Sie R66 auf der Hauptplatine auf
minimale Verzerrung ein. Stellen Sie zu diesem Zeitpunkt keine anderen Regler neu ein.
Überwachen Sie während dieses gesamten Vorgangs die Sinuswellenausgabe des Generators und die
Restausgabe des Verzerrungsanalysators am Oszilloskop. Verwenden Sie das Messgerät am
Verzerrungsanalysator, um die optimale Einstellung zu bestimmen, aber beachten Sie die
Restausgabe am Oszilloskop. Jeder Regler beeinflusst einen bestimmten Teil der Sinuswelle. Wenn
alle Einstellungen richtig vorgenommen wurden, besteht die am Oszilloskop beobachtete
Restausgabe hauptsächlich aus der elften Harmonischen. Die zweite harmonische Verzerrung bei 1KC
sollte praktisch nicht vorhanden sein. Das Modell 103/105 enthält eine zusätzliche Einstellung: C603,
die den Frequenzgang des Ausgangsverstärkers für einen optimalen Frequenzgang anpasst. Lassen
Sie bei dieser Einstellung das Gerät vollständig zerlegen und die Abdeckung entfernen. Stellen Sie
den Generator auf maximale Ausgangsleistung (30 V) ein und schließen Sie eine 600-Ohm-Last an.
Stellen Sie den Generator auf eine Ausgangsleistung von 100 KC ein. Stellen Sie C603 auf maximale
Anstiegszeit ohne Überschwingen ein. Überprüfen Sie die Anstiegszeit und vergewissern Sie sich,
dass sie innerhalb der Spezifikation von 100 Nanosekunden liegt. Es kann erforderlich sein, ein sehr
leichtes Überschwingen (1 %) zu haben, um die angegebene Anstiegszeit zu erhalten. Die Abfallzeit
(Plus-zu-Minus-Übergang) sollte nun gut innerhalb von 100 Nanosekunden liegen. Die VCGVerstärkerplatine der Modelle 104 und 105 enthält keine Anpassungen, obwohl es bei Änderung
eines Projekts notwendig werden kann, einige der zugehörigen Komponenten neu anzupassen oder
für den Betrieb auszuwählen.
KORREKTUR FÜR SCHWINGUNGSFEHLER
1. Überprüfen Sie die richtige Batteriespannung oder AC-Versorgungsspannung.
2. Sicherungen prüfen.
3. Auf etwa plus 6,2 Volt am roten Draht, der zur Hauptplatine geht, und etwa minus 6,2 Volt am
braunen Draht, der zur Hauptplatine geht, prüfen. Sollte dies nicht der Fall sein, kann der Regler
unabhängig überprüft werden, indem diese Leitungen von der Hauptplatine getrennt und jeweils
eine Last von 62 Ohm an Masse angeschlossen wird (siehe Service-Kit). Wenn der ordnungsgemäße
Betrieb des Reglers nicht erreicht werden kann, beheben Sie den Fehler im Regler anhand der
Demontageanweisungen. Sollte der Regler korrekt funktionieren, wenn er an eine Dummy-Last
angeschlossen ist, aber nicht, wenn er an die Hauptplatine angeschlossen ist, entfernen Sie die
Hauptplatine wie unter Demontage beschrieben und suchen Sie den Kurzschluss.
SERVICE-KIT
Abbildung IV-1 zeigt alle Prüfvorrichtungen, aus denen der Service-Kit mit der Teilenummer SK-102
besteht. Dieser Satz enthält alle Prüfvorrichtungen, die für eine vollständige Überprüfung oder
Reparatur der Hauptplatine und der Sinusplatine erforderlich sind, wobei das Gerät zerlegt und für
eine einfache Wartung zugänglich ist. Der Service-Kit ist komplett bei Wavetek erhältlich oder kann
im Notfall auch leicht vor Ort hergestellt werden.
Vorrichtung 1 ist eine Dummy-Last für den auf dem Subpanel montierten Stromversorgungsregler.
Vorrichtung 2 ist ein Verlängerungskabel für den Anschluss des Reglers an die Hauptplatine, wenn die
Hauptplatine aus dem Gehäuse entfernt ist.
Vorrichtung 3 ist ein ohmsches Eingangsrückkopplungsnetzwerk für den Betrieb des Integrators als
Verstärker, wenn das Gerät nicht schwingt.
Vorrichtung 4 ist das Integrator Netzwerk für den Betrieb des Geräts als Oszillator über den
Frequenzbereich von 6,5 KHz bis 10 KHz.
Vorrichtung 5 ist eine Dummy-Last für den Ausgangsschalter und den Push-Pull-Emitterfolger.
Vorrichtung 6 ist eine Anschlussklemme für den Anschluss des Ausgangsschalters an den Integrator.
Halterung 7 ist das Integrator Netzwerk für den Betrieb des Geräts als Oszillator bei 100 KHz und 1
MHz.
Vorrichtung 8 ist eine Dummy-Last für den Verstärker der Sinuskarte.
ÜBERPRÜFUNG DER HAUPTPLATINE
Für den Fall, dass das Gerät nicht oder mit einer schlechten Wellenform oszilliert und festgestellt
wurde, dass die Versorgungsspannungen korrekt sind, kann die Hauptplatine unabhängig vom Rest
des Geräts vollständig überprüft werden. Erforderlich sind das Service-Kit SK-102 (oder ein
gleichwertiges Gerät), ein gutes DC-Oszilloskop und ein Oszillator. Am besten ist es, das Gerät
zunächst im Leerlauf zu betreiben. Dies geschieht am besten, indem man den Verstärker mit einer
ohmschen Rückkopplung verbindet und den Verstärker von einem externen Oszillator ansteuert. Auf
diese Weise kann zunächst festgestellt werden, ob der Verstärker ordnungsgemäß arbeitet, und falls
nicht, können Korrekturen vorgenommen werden. Sobald festgestellt wird, dass der Verstärker
ordnungsgemäß funktioniert, kann der ordnungsgemäße Betrieb des Hysterese Schalters und des
Ausgangsschalters ermittelt werden. Wenn alle drei Schalter ordnungsgemäß funktionieren, wird das
Gerät richtig schwingen.
Schließen Sie die Hauptplatine mit Halterung 2 an die Stromversorgung an. Befestigen Sie Halterung
3 am den Verstärker und Halterung 5 an den Ausgangsschalter und den Emitterfolger. Verbinden Sie
das Oszilloskop mit Punkt B und Masse (schwarzer Elko-Pin). Verbinden Sie Punkt A mit Hilfe von
Halterung 6 an Masse. Schalten Sie den Strom ein. Punkt B sollte innerhalb von 0,1 Volt von der Erde
liegen. Schalten Sie das Gerät aus und entfernen Sie Halterung 6. Schließen Sie den Oszillator an
Punkt A und Masse. Stellen Sie den Oszillator auf 1 KHz (Sinus oder Dreieck) und 0,7 Volt SpitzeSpitze-Ausgang. Der Oszillator muss einen symmetrischen Ausgang haben. Wenn dies nicht der Fall
ist, verbinden Sie den Oszillator mit Punkt A über einen Kondensator von 0,1 uF, oder einen größeren
Kondensator und schließen Sie einen 10K-Widerstand zwischen Punkt A und Masse. Schalten Sie die
Stromversorgung ein. Der Verstärkerausgang an Punkt B sollte 7 Volt p-p symmetrisch zur Masse.
Wenn der Verstärker nicht richtig funktioniert, überprüfen Sie zuerst den Chopper Oszillator. Die
Wellenform am Kollektor von Q16 sollte eine Rechteckwelle mit 1500 Zyklen seine Rechteckwelle mit
einer Amplitude von plus sechs und minus sechs Volt sein. Die Wellenform am Kollektor von Q20
sollte plus sechs und minus drei Volt betragen. Die Wellenform am Emitter von Q34 sollte eine 1500Zyklen-Welle sein, von der eine Hälfte sehr nahe an Masse geklemmt ist. Die andere Hälfte der
"Rechteckwelle" wird gekrümmt sein, sollte aber im Durchschnitt etwa ein halbes Volt verlieren.
Wenn das der Fall ist, zeigt dies an, dass der Zerhacker-Verstärker ordnungsgemäß arbeitet, aber der
Breitbandverstärker nicht. Eine große Rechteckwelle am Emitter von Q34 sollte etwa ein Volt
Gleichstrom über C28 erzeugen. Wenn dies nicht der Fall ist, prüfen Sie auf Unterbrechungen oder
Kurzschlüsse. Wenn am Emitter von Q34 keine Rechteckwelle erscheint, arbeitet der ChopperVerstärker nicht richtig. Wenn die Rechteckwelle groß ist, Lösen Sie ein Ende von C37, das die FailSafe-Schaltung verbindet. Wenn der Verstärker nun ordnungsgemäß funktioniert, liegt das Problem
im Hysterese Schalter, der Ausgangsschalter oder die Fail-Safe-Schaltung. Wenn es notwendig wird
Q19 zu ändern, müssen R105 und R106 so geändert werden, dass kein sichtbarer Unterschied am
Emitter von Q34 zu bemerken ist, wenn der grüne Stift abwechselnd geöffnet oder Kurzschließen des
grünen Stifts des Breitbandverstärkers gegen Masse.
Wenn festgestellt wird, dass der Zerhacker-Verstärker ordnungsgemäß funktioniert, der
Breitbandverstärker jedoch nicht, verfolgen Sie das Signal, um den Fehler zu ermitteln.
R66 wird so eingestellt, dass der Breitbandverstärker bei einem Eingang von Null einen Ausgang von
Null hat. Wenn der Eingang (Punkt A) mit Masse kurzgeschlossen ist, sollte der Ausgang (Punkt B)
innerhalb von 0,1 Volt von Masse liegen. Wenn R66 nicht richtig eingestellt ist, wird die Symmetrie
des normalen Dreiecksausgangs nicht rechtzeitig ausgeglichen. Eine übermäßige Krümmung der
Dreieckswelle wird durch eine geringe Verstärkung verursacht.
Sobald festgestellt wurde, dass der Verstärker ordnungsgemäß funktioniert, können der Hysterese
Schalter und der Ausgangsschalter auf ordnungsgemäße Funktion überprüft werden. Eine Sinuswelle,
die an den Eingang des Verstärkers angelegt wird, sollte eine Sinuswelle am Ausgang des Verstärkers
erzeugen. Auf dieser Ausgangssinuswelle sollte ein Störimpuls zu erkennen sein, der bei etwa plus
und minus 2,5 Volt auftritt. Dies tritt beim Zünden der Hysterese- und Ausgangsschalter auf. Das
Ausgangsrechteck des Hysterese-Schalters kann durch einen Blick über R34 beobachtet werden. Sie
sollte zwischen plus und minus 4 Volt liegen. Das Ausgangssignal des Ausgangsschalters kann am
Punkt C beobachtet werden. Er sollte ungefähr plus und minus 5,3 Volt betragen. Seien Sie äußerst
vorsichtig, um Punkt C nicht kurzzuschließen. Vergewissern Sie sich vor der Prüfung auf einen Fehler
im Ausgangsschalter, dass der Hysterese-Schalter richtig funktioniert.
Kurzgeschlossene Transistoren können im Schaltkreis mit einem batteriebetriebenen
Niederspannung Ohmmeter, wie z. B. einem Triplett oder einem Simpson, festgestellt werden. Ein
netzbetriebenes VTVM wird nicht empfohlen, da die durch den Anschluss an das Transienten, die
durch den Anschluss an die Stromleitung verursacht werden, können die Transistoren beschädigen.
Die Hauptplatine kann als Oszillator betrieben werden, sobald sichergestellt ist, dass der Verstärker,
der Hysterese Schalter und der Ausgangsschalter ordnungsgemäß funktionieren. Tauschen Sie
Vorrichtung 3 gegen Vorrichtung 4 aus. Verbinden Sie Punkt C mit Punkt D mit Vorrichtung 6.
Schalten Sie den Strom ein. Die Hauptplatine sollte mit etwa 10 KHz schwingen. Beobachten Sie die
Dreieckswelle an Punkt H und die Rechteckwelle an den Punkten C und 1. Stellen Sie R32 so ein, dass
die Dreieckswelle symmetrisch zur Masse ist. Das obere Ende der Frequenzskala (Ablesung von 10)
wird simuliert, indem Punkt C mit den Punkten D, E und F verbunden wird.
Das untere Ende der Skala (Ablesung 0,8) wird simuliert, indem Punkt G mit den Punkten D, E und F
verbunden wird. durch Verbinden von Punkt G mit den Punkten D, E und F. Zum Einstellen von R66
wird das Oszilloskop an Punkt I an und beobachten Sie die zeitliche Symmetrie der beiden Hälften der
Rechteckwelle. Verbinden Sie Punkt G nacheinander mit den Punkten D, E und F und stellen Sie R66
für die beste Zeitsymmetrie für alle drei Fälle. Wenn R66 richtig eingestellt ist eingestellt ist, sollten
alle drei Rechteckwellen eine Zeitsymmetrie innerhalb von 1 % aufweisen.
Mit den Vorrichtungen 4 und 7 wird der Ausgang des Integrators mit dem Superemitterfolger
verbunden. Beobachte den Ausgang des Superemitterfolgers, indem du das Oszilloskop an den
grauen Elko-Pin auf der Hauptplatine anschließt. Vorrichtung 7 lässt die Hauptplatine bei 100 KHz
und 1 MHz schwingen. Ersetzen Sie Vorrichtungen 4 durch Vorrichtungen 7. Verbinden Sie Punkt C
mit Punkt J. Das Gerät schwingt bei 100 KHz, wenn die lose Klemme mit Punkt K verbunden ist. auf
eine saubere Dreieckswellenform bei 100 KHz.
ÜBERPRÜFUNG DER SINUSPLATINE
Die Sinusplatine kann außerhalb des Gehäuses überprüft werden. Befestigen Sie die Sinusplatine an
der Hauptplatine und schließen Sie die vier Leitungen an. Schließen Sie die Vorrichtungen 2, 4 und 5
an. Verbinden Sie Punkt C mit Punkt D. Schließen Sie Vorrichtung 8 an und beobachten Sie den
Sinusausgang an Punkt L. Da die Sinusplatine nun zugänglich ist, kann sie leicht bearbeitet werden.
Wenn eine übermäßige Verzerrung aufgrund einer defekten Diode, eines Transistors oder eines
Widerstands im Sinusformungsschaltkreis auftritt, kann dies mit Hilfe eines Verzerrungsanalysators
und der Beobachtung des Restausgangs leicht festgestellt werden. Jede Komponente im
Sinusformungsschaltkreis hat eine vorherrschende Wirkung auf einen bestimmten Teil der
Sinuswelle. Wenn ein Transistor im Sinusverstärker ausgetauscht wurde, kann es notwendig sein,
R527 und/oder R536 zu ändern.
LEISTUNGSVERSTÄRKER MODELL 103
Im Falle eines Ausfalls des Ausgangs einer Funktion dieses Verstärkers sollte zunächst festgestellt
werden, ob ein Eingang vorhanden ist. Verwenden Sie ein Oszilloskop, prüfen Sie zunächst den
Schleifer von SW2 auf Dreieck-, Sinus- oder Rechteckwellen, abhängig von der Einstellung von SW2.
Als nächstes sollte R20 in ähnlicher Weise geprüft werden. gleichen Weise geprüft werden. Am
Verstärker selbst sollten die Kollektoren von Q601 und Q602 auf ein vorhandenes Signal untersucht
werden. Wenn Q601 oder Q602 verändert werden, ist es R602 auf einen DC-Offset von weniger als
0,1 Volt eingestellt werden und R608 sollte auf einen vollen Ausgang von 30 V p-p mit einem Dreieck
von 5,2 V p-p eingestellt werden
Eingang von R20. Sollten andere Komponenten geändert werden, sollten die DC-Offset und
Verstärkungseinstellungen durchgeführt werden. Sollte die Ausgangswellenform bei mittlerer
Netzspannung und 600 Ohm Leerlauflast an der Spitze des Ausgangs übersteuert seine Last, liegt die
Ursache höchstwahrscheinlich bei einem der fünf Transistoren.
VCG AIPLIFIER BOARD
Die VCG-Verstärkerplatine enthält zwei Operationsverstärker in Kaskade und Klemmdioden.
Normalerweise ist keine Einstellung erforderlich. Sollte das Gerät nicht ordnungsgemäß
funktionieren, gehen Sie wie folgt vor. Entfernen Sie die Hauptplatine – VCG-Platine – Sinusplatine
aus der Gehäusebaugruppe. Demontieren Sie die Sinusplatine von der Hauptplatine. Verbinden Sie
die Stromversorgungskabel von der Gehäusebaugruppe mit der Hauptplatine (mit montierter VCGPlatine) mit Vorrichtung 2. Verbinden Sie den Schleifer des Frequenzwahlpotentiometers mit dem
grauen Stift auf der VCG-Platine mit Halterung 9. Verbinden Sie Vorrichtung 10 mit dem VCG und der
Hauptplatine.
Befestigen Sie Vorrichtung 11 am Ende von C19 neben R64. Überprüfen Sie, dass alle anderen losen
Stifte frei von Kurzschlüssen sind und dass die Stromversorgungskabel frei und sauber sind. Drehen
Sie mit einem Kreuzschlitzschraubendreher Nr. 2 den Schalterwafer am Netzteil, um das Gerät
einzuschalten. Durch abwechselndes Verbinden des Elco-Pin-Endes von Vorrichtung 11 mit den roten
(+6 V) und braunen (-6 V) Elco-Pins am linken Ende der Hauptplatine wird der Der Integrator kann auf
einen Minus- und einen Plus-Ausgang gezwungen werden, was wiederum den Ausgangsschalter (Q12
- Q15, gelber Elco-Pin) auf -5,2 V und +5 zwingt. 2v bzw. Die Eingangsspannung der kaskadierten
Verstärker wird durch die Drehreglereinstellung bestimmt und über den grauen Elco-Pin angelegt.
Die Position des Einstellrads steuert die Spannung am grauen Stift, der wiederum die
Klemmspannung am weißen Stift steuert. Das Verschieben von Vorrichtung 11 zwischen +6 V und –6
V schaltet den weißen Pin auf die Minus-Klemmspannung und die Plus-Klemmspannung. Wenn der
VCG richtig arbeitet, sind die Plus- und die Minus-Klemmspannung gleich. Bei einer Skaleneinstellung
von 0,5 sollte die Spannung am grauen Pin sein ca. 0,3 V, was am weißen Pin eine Spannung von ca. ~
0,15 V verursachen sollte. Eine Skaleneinstellung von 10 erzeugt eine Spannung am grauen Pin von
ungefähr 5,8 V, was eine Spannung am weißen Pin von ~ 3 V erzeugt. R820 und R824 werden für
gleiche Spannungen am unteren Rand des Zifferblatts (0,15 V) ausgewählt. Das Verhältnis von R818
zu R825 bestimmt das Gleichgewicht der Spannungen auf der hohen Seite des Zifferblatts (3 V). Die
Plus- und Minusspannungen sollten innerhalb von 1 % übereinstimmen.
BATTERIE-LADEGERÄTE MODELL 101R, 102R und 104R
Das Batterieladegerät ist eine einfache Konstant Stromquelle, die den für den Betrieb des Generators
erforderlichen Strom sowie den Ladenstrom der Batterien liefert. Das Ladegerät lädt die beiden
Batterien in Reihe. Masse ist der Mittelpunkt der beiden Batterien, daher sind sie für den
ordnungsgemäßen Betrieb des Generators erforderlich. Die Plus-Sechs- und Minus-Sechs-VoltLeitungen ziehen den gleichen Strom. Die Kombination aus Ladegerät und Akku ist für den Betrieb in
drei Modi ausgelegt. (1) Instrument ausgeschaltet, aber an die Wechselstromleitung angeschlossen:
Eine Erhaltungsladung von etwa 5 mA lädt die Batterie auf voller Ladung.
(2) Instrument angeschlossen und eingeschaltet. Batterien werden mit einem normalen Ladegerät
von 30 mA geladen (einstellbar auf 100 mA).
(3) Gerät eingeschaltet, aber nicht angeschlossen, Batterien betreiben das Gerät maximal 8 Stunden.
Das Ladegerät ist normalerweise so eingestellt, dass es 140 mA, 110 mA an den Generator und 30
mA an die Batterien liefert Bei dieser Einstellung werden für eine vollständige Ladung 40 Stunden
benötigt, die Batterien werden jedoch durch kontinuierliches Laden nicht beschädigt. Das Ladegerät
kann so eingestellt werden, dass es 110 mA an den Generator und 100 mA an die Batterien liefert.
Nur mit dieser Einstellung Für eine vollständige Aufladung sind vierzehn Stunden erforderlich, es
sollte jedoch darauf geachtet werden, ein Überladen zu vermeiden. Um den Ladestrom einzustellen,
schließen Sie ein Amperemeter entweder in Reihe mit dem roten oder braunen Kabel an die
Batterien an und stellen Sie R401 auf den richtigen Ladestrom ein. entweder 30 mA oder 100 mA.
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