Нередко возникает ситуация когда требуется подобрать кварцевые резонаторы по частоте или по установленной разности частот. Это бывает в случаях, когда маркировка на одном из кварцев стерта или есть сомнения в генерируемой им частоте.
Предлагаемая конструкция индикатора для подбора кварцевых резонаторов проста в сборке и дает возможность проверить на годность два кварца в диапазоне частот 1 – 10 МГц и при этом позволяет определить сигналы толчков между частотами резонанса. Такая функциональность схемы помогает производить отбор кварцев с близкими друг другу частотами или по установленной разности частот. Схема индикатора состоит из двух микросхем логики, пары транзисторов и нескольких светодиодов.
Перейдем к схеме индикатора проверки кварцевых резонаторов:
Чтобы знать, как проверить кварцевый резонатор нужно иметь представление о работе устройства и из чего оно состоит. В основе конструкции заложены два задающих генератора. Первый с кварцевым резонатором ZQ1 основан на транзисторе VT1 и резисторов R1, R3, задающих постоянный токовый режим транзистору. В случае, когда резонатор отключен на коллекторе транзистора установится напряжение 0,8 – 1,1 В, зависит от температуры и коэффициента усиления транзистора. Это напряжение будет охарактеризовано микросхемой DD1 как сигнал низкого уровня – 0. Данный сигнал пройдет через цепочку DD1.1 – DD1.3 при этом на выходе DD1.2 будет лог. 0, а на выходе DD1.3 лог. 1. С выхода DD1.3 сигнал поступает на катод светодиода HL1, на анод светодиода через резистор R6 поступает этот же сигнал, в результате ток не протекает через светодиод. На выходе инвертора DD1.2 присутствует низкий уровень, пройдя через элементы 2И-НЕ DD2.1 и DD2.2 он принуждает их выходы находиться в состоянии высокого уровня. Светодиод HL4 не светится. Работу второго генератора на транзисторе VT2 рассматривать не будем, он собран, так же как и первый.
Провести диагностику устройства очень просто, только делать это нужно поэтапно. Для начала необходимо нажать кнопку SB1, при этом на базе транзистора VT1 напряжение упадет до нуля и транзистор закроется, на коллекторе напряжение возрастет и элементы DD1.1, DD1.2, DD1.3 изменят свое состояние, и светодиод HL1 вспыхнет. По полной аналогии проверяется второй генератор, отличие только в том, что нажать нужно кнопку SB2 и должен засветиться HL2. Для проверки работоспособности остальных элементов схемы необходимо нажать одновременно кнопки SB1 и SB2, должны загореться индикаторы HL1, HL2, HL4. А светодиод HL3 играет роль индикатора присутствия питающего напряжения.
Когда кварц ZQ1 подключен конденсаторы C1, C3, C5 способствуют возникновению колебаний точной частоты. На диапазоне частот 1 – 10 МГц при условии исправного резонатора происходит балансировка фаз и амплитуд. С коллектора транзистора VT1 снимаются ВЧ колебания, их амплитуда позволяет переключать инвертор DD1.1. В таком режиме работы инверторы DD1.1, DD1.2, DD1.3 выступают в роли усилителей и формируют сигнал. С выхода элемента DD1.3 ВЧ сигнал периодической формы поступает на светодиод HL1, чем вызывает равномерное свечение последнего. Генератор, собранный на кварцевом резонаторе ZQ2 работает по полной аналогии.
Чтобы сравнить частоты двух генераторов выходные сигналы с инверторов DD1.2, DD1.5 поступают на входы 2И-НЕ элементов DD2.1, DD2.2. Во время работы генераторов на выходах этих элементов возникает сигнал с широтно-импульсной модуляцией и частотой приравненной к разности частот двух генераторов. Наглядно увидеть биения позволяет светодиод HL4, подключенный к выходу DD2.1. Такая индикация будет исключительно полезной, когда частота сигнала биений будет находиться ниже порога звуковых частот, примерно 20 Гц. Если нужно проконтролировать сигналы с частотой звукового диапазона и выше, придется воспользоваться наушниками или осциллографом, или частотомером подключенными к выходу устройства. На выход устройства поступает сигнал, прошедший с выхода DD2.2 через цепочку R5, C9, R7, C10.
Для случаев, когда частоты кварцевых резонаторов отличаются на килогерцы, чтобы определить какой именно кварц работает с высокой частотой, в схему первого генератора параллельно конденсатору C1 введена кнопка SB3. При нажатии на нее происходит незначительное уменьшение частоты колебаний ZQ1 и если тон биений становится ниже, то резонатор ZQ1 имеет более высокую частоту чем ZQ2, а если тон становится выше, то частота ZQ1, ниже чем ZQ2.
Печатная плата устройства не предлагается, так как схема несложная и ее собрать можно на макетной плате. Детали, в частности светодиоды и транзисторы можно заменить аналогами. В схеме используются малогабаритные резисторы. Конденсаторы C1 – C6 высокочастотные керамические.
Правильно собранное устройство из заведомо годных деталей в наладке не нуждается и начинает работать сразу. В качестве источника питания можно использовать любой подходящий блок питания на 4,5 – 5,2 В или набор батарей, или аккумуляторов. Устройство потребляет не более 45 мА. При желании потребляемый ток можно снизить до 15 мА, если микросхемы заменить на К555 или К1533, сопротивление резисторов R6, R8, R9 , R10 увеличить в несколько раз и между конденсатором C12 и ножкой 3 микросхемы DD2 поставить импульсный диод из серий КД503, КД520, КД521 и КД 522 анодом к конденсатору.