Кварцевый прибор Хрональный отклонений.

Ярослав · 25 мая 2016 г., 08:03:42

Здравствуйте. Сегодня закончил свой прибор измерения хрональных отклонения. Спешу разочаровать вас ни чего нового не придумал. Проста одна из версий Диссонанса кварцевых генераторов. Расчет чисто техника-практически.

Схему прилагаю.

Схема проста и малозатратна. Состоит из внутреннего блока с кварцем, с переменным конденсатором для регулировки внутренних биений. И Усилителем для наушников. Вторая часть просто выносной кварцевый датчик. Питание усилителя (LM386) и кварцевых генераторов(VT1,VT2) разделено, что бы не влиять на их точность. Наушники подойдут простые. Диод кд532 кд321 1N4148 по логике подойдет почти вообще любой. Батарейки две кроны. Резистор R5 1 килоом обязательно. Так потребление падает и риск самовозбуждения практически исчезает. Кварц 16 мгц для большей чувствительности. Если после пайки вы переменным конденсатором так и не сможете настроится на нулевые биение (будет писк - изменяемый тон, просто поменяйте местами кварцы) Вращением КПЕ найдите пороговую величину что б генератор вот вот начнет поджужывать.
С уважением Ярослав.

Grey · 25 мая 2016 г., 14:41:30

Цитата: Ярослав от 25 мая 2016 г., 08:03:42
Кварц 16 мгц для большей чувствительности.

Для большей чувтвительности нужно ещё более высокочастотный кварц.
И отклонение частоты может быть доли герца. На слух не определишь, нужен хороший частотомер.
И всю схему нужно экранировать. провод питания выносного блока тоже экранировать.
И подключить паралельно 2 батареи конденсаторы, электролитический и керамический.

ЛУТ · 25 мая 2016 г., 16:35:06

Основная проблема этой схемы в том что отсутствует развязка между генераторами смесителем и усилителем . От этого куча бед - влияние емкости кабеля на выносной генератор + взаимное влияние генераторов друг на друга , от этого синхронизация частоты, что сильно понижает чувствительность к изменению частоты одного из кварцев.
Надо либо логику поставить как буфер , либо полевики как повторитель сигнала , между каждым генератором и смесителем.

deep gnome · 25 мая 2016 г., 21:09:55

Удивляет отсутствие блокировочных конденсаторов по питанию. И резистор R1 - просто песня! Уж если он так нужен (а зачем?!) - так после него электролит просто необходим. Как может работать нормально микросхема усилителя, если "внутреннее" сопротивление источника питания - 1 килоом?!
Зачем два диода перед смесителем? Как может работать конденсатор С8, если последовательно с ним стоят пикофарадные конденсаторы, а диоды не позволяют ему нормально заряжаться и разряжаться? :o
Какой смысл в этом конденсаторе вообще? :o
Откуда взялась такая большая емкость конденсатора для настройки частоты? Ведь при 16 мегагерц достаточно пары десятков пикофарад! А все, что больше - просто работать не будет! Указанная максимальная емкость - это для относительно низкой частоты. Это не для УКВ, Это для средних волн. По простому говоря - будет очень неудобная настройка. Вначале поворота ручки частота будет резко изменяться, а потом - ручка будет крутиться вхолостую. Тут надо использовать конденсатор от импортного радиоприемника, имеющего FM - диапазон. В таких конденсаторах предусмотрена специальная секция, имеющая небольшую емкость.
В принципе, это типичная схема простого металлоискателя, работающего по схеме нулевых биений. Подобные конструкции разработаны и отработаны уже поколениями радиолюбителей. Соответственно - ничего нового тут уже практически не изобрести. Зачем же было так мудрить (и с точки зрения электроники неудачно и местами - просто нелепо) ?

ЛУТ · 25 мая 2016 г., 23:44:35

Думаю автору было просто лень рисовать блокировочные кондёры , я и сам их не всегда рисую (это и так понятно)если схема для себя .

deep gnome · 26 мая 2016 г., 00:10:43

Цитата: ЛУТ от 25 мая 2016 г., 23:44:35
Думаю автору было просто лень рисовать блокировочные кондёры , я и сам их не всегда рисую (это и так понятно)если схема для себя .

Это понятно - если для себя.
Но извините - а все остальное? Ставить последовательно с источником питания резистор 1 килоом? Для предотвращения самовозбуждения ? И что бы уменьшить потребление тока?! Ладно бы все питалось от одной батарейки и кварцевые генераторы через килоомный резистор с конденсатором (RC - цепочку ) подключались. Но усилитель?! А конденсатор С8 как работает? Через диоды?
Ну ведь чепуха получается. :(

ЛУТ · 26 мая 2016 г., 00:35:07

Схема смесителя конечно не корректно сделана , но самое интересно что какие то гармоники из за нелинейности диода на выходе будут .
Что касается большойемкости конденсаторов в генераторах - возможно кварцы гармониковые и при неправильных емкостях они возбуждаются на частоте в несколько раз ниже .
В общем как ни странно но эта схема возможно будет работать ( биения разности частот можно услышать), но пользоваться ей как инструментом исследования - это сомнительно.

Ярослав · 26 мая 2016 г., 07:31:19

deep gnome У вас глупые вопросы но я постараюсь на них ответить. Хотя не понимаю для чего тут критика если прибор данный неплохо работает. Про конденсаторы между + и -. Они не нарисованы.
Резистор 1 килоом нужен для уменьшенного питания LM 386 так как чувствительность данной схемы не требуется. А необходима развязка для наушников. Последовательно конденсаторы с С8 не стоят. Вы просто не сильны в электронике. Дело в том что Диод данный является смесителем. На него приходят два ВЧ сигнал через разделительные емкости 100 пф. На диоде они складываются (или вычитаются) в результате с диода выходит уже ЗЧ сигнал от 0 - 2 кгц в зависимости от разности кварцев и КПЕ. Дальше данный сигнал через уже С8 поступает в усилитель (коэф. около 20) и потом в наушники.

Про КПЕ. Вот соберите любой кварцевый генератор и КПЕ как вы говорите 20 пикофарад и посмотрите насколько сможете поменять его частоту. (герц на 200 ) Зачастую разнос "одинаковых" кварцев" сопоставляет 1-2 кгц. Вот и выправляйте 20 пикофарадами.

И конечно же это не типичная схема металлоискателя. Потому что основной принцип металлоискателя основан на изменении индуктивности катушки (колебательно контура) при приближении металлического объекта. Тут никаких катушек нет.

deep gnome Это не чепуха. Чепуху как раз вы городите со совоими конденсаторами на средние волны %))) как будто КПЕ знает что он предназначен для средних волн. Он имеет лишь емкость.

Кварцевый генератор излучает на частоте 16 мгц. Кварц ни когда не заведется на второй гармонике (8 мгц) если уж кварц и заработал то на 16 мгц (проверенно по трансиверу) никаких ощутимых гармоник на 8 мгц тут нету. Схема рабочая и нормальная. Сперва спаяйте проверьте а потом уж пишите билеберду всякую. С одним согласен и родился второй замысел создать тоже самое только на более высокочастотном кварце. На 455 мгц например.

Но и эта схема имеет перспективы. Разнос искать не по биением а по унисону. Уже опробовано чувствительность повышается на порядке. Так что перспективы есть еще у этой схемы. я просто думал тут грамотные электронщики поэтому думаю особо мне тут не стоит публиковать а тихо работать в свое удовольствие.

Faustino · 26 мая 2016 г., 08:51:20

Кварцы тоже "гуляют" из-за не термостабильности, так что этот прибор "ни о чем".

ЛУТ · 26 мая 2016 г., 09:57:59

Цитата: Ярослав от 26 мая 2016 г., 07:31:19
...не стоит публиковать а тихо работать в свое удовольствие.

Если вы будете работать с такими схемами то это действительно будет только для удовольствия.
Прислушайтесь к советам тех кто создавал приборы на этом принципе и эти приборы работали в экспедициях а не дома на столе.
Без хорошей развязки меду генераторами , эта схема абсолютно непригодна для использования , послушать биения можно, но мы же тут о приборах для полевых исследований говорим а не о удовольствие от того что схема как-то работает.

Цитата: Ярослав от 26 мая 2016 г., 07:31:19
Кварц ни когда не заведется на второй гармонике (8 мгц) если уж кварц и заработал то на 16 мгц

Кварцевые генераторы на гармониках http://nice.artip.ru/kvarcevye-generatory-na-garmonikah

Используя схемы бесконтурных кварцевых генераторов (КГ) автора [1, 2], можно получить генерацию не только на первой (основной) гармонике кварца, но и на его третьей гармонике. При этом интересно отметить, что в этих схемах на третьей гармонике работают как специально предназначенные для генерации на гармониках кварцы (так называемые гармониковые), так и обычные.

Если ваш кварц на 16 мгц гармониковый - то при неправильных ёмкостях в обвязке генератора (слишком больших) он заработает на основной частоте которая скорее всего в три раза меньше. А в трансивере будет сигнал и на 16 мгц и на остальных гармониках .
Если же кварц не гармониковый то с такими ёмкостями генератор будет работать неустойчиво .

Ярослав · 26 мая 2016 г., 10:35:45

А предложите схему которая более менее

И еще объясните в чем по вашему заключается развязка. И как они по вашему мнению влияют друг на друга ??? Они вообще не влияют друг на друга.

ALBA · 26 мая 2016 г., 10:57:24

Цитата: Ярослав от 26 мая 2016 г., 10:35:45
А предложите схему которая более менее

Присоединяюсь.

Особенно хочу почитать от Фаустино. Раз "прибор ни о чем", значит может предложить что-то более стОящее.

ЛУТ · 26 мая 2016 г., 12:41:54

deep gnome как то выкладывал схему выносного генератора на кварце , и там развязка и согласование с экранированным кабелем (надо отдать ему должное) было выполнено на высоком уровне.
Так сходу я эту схему тут не найду , может быт позже.

Есть очень простой способ получить хорошие параметры генератора - используя готовые кварцевые генераторы , там и термокомпенсация и развязка по сигналу и питанию. Правда нет возможности подстраивать частоту , надо либо подбирать два экземпляра которые будут давать нулевые биения, либо сковырнуть корпус у одного и там должен быть подстроечный кондёр (я так делал ::) )
Вот пример такой схемы. Ещё там смеситель выполнен на полевиках , что возможно уменьшает синхронизацию сигналов в смесителе.

Сама статья тут - http://jnaudin.free.fr/html/tsd.htm на буржуйском но по схематике всё понятно.

Про синхронизацию генераторов и синхронизацию в смесителе - в "двух словах"
Это приводит к тому что изменения фазы частоты одного генератора, при водит к изменению фазы другой частоты , и в результате биения нулевые. Зависит от многих параметров , может так получиться что при изменении частоты одного КГ даже на десяток герц , на выходе будут нулевые биения. Но даже при идеальной реализации метода - смешения двух часто ,есть порог - изменения частоты ниже 1Гц останутся незаметными. При частоте КГ в 16 мГц нужна точность измерения ухода частоты гораздо выше , и единственный вариант увеличивать частоту , но там ещё больше подводных камней...

ЛУТ · 26 мая 2016 г., 13:36:37

Нашёл схему http://forum.kosmopoisk.ru/index.php?topic=5441.msg60581#msg60581
Что мне в ней нравиться так это отдельный стабилизатор питания , и согласование с экранированным кабелем , а также продуманно экранирование - раздельное для питания и сигнала.

deep gnome · 26 мая 2016 г., 22:52:59

Ярослав! Первый полностью оформленный и испытанный прибор данного типа я спаял в 2000 году ;)
После этого делал еще несколько. Я не говорю, что с их помощью были найдены какие - то аномалии. Я лично не нашел. Были сведения, что один - два раза что-то находил Космопоиск (я делал по личному заказу В. Черноброва.
Но как бы то не было - приборы при стендовых испытаниях работали. Я использовал парные кварцы на 8 или 10 мегагерц (в разных экземплярах). Генераторы были на 155 микросхемах. В качестве смесителя использовался триггер ТМ2. Измерялись частоты генераторов и на выходе триггера была арифметическая разность частот. Грубая настройка генератора осуществлялась изменением емкости подстроечного конденсатора на 20 пикофарад, включенного последовательно с кварцем. И частота изменялась очень неплохо, скажу я Вам! На сотни Герц!. Тонкая настройка в некоторых экземплярах приборов происходила путем незначительного изменения напряжения питания - от 4,8 до 5,2 вольта. Практически тот экземпляр прибора, которым я лично пользовался, при частоте кварцев 8 мегагерц обеспечивал в течении 5 минут после подстройки на выходе смесителя разность частот всего несколько герц. При этом никакой термостабилизации не было.
Практически работать с прибором было очень просто: Подстроил переменным резистором частоту - и 5 минут гуляешь. Потом если нужна большая точность - подкручиваешь еще раз.
Ничего оригинального я не изобрел - все на основании радиолюбительских справочников примерно 90 - х годов. ;D
Если порыться - можно найти и всю схему. Она есть в интернете.
Теперь о грамотности..

ЦитироватьРезистор 1 килоом нужен для уменьшенного питания LM 386 так как чувствительность данной схемы не требуется. А необходима развязка для наушников.

- резистором в данной схеме можно ограничить максимальный ток, протекающий через микросхему LM386. И соответственно - через наушники. Но вот напряжение на микросхеме будет прыгать. Потому что нагрузка в данном случае не постоянна.

ЦитироватьИ конечно же это не типичная схема металлоискателя. Потому что основной принцип металлоискателя основан на изменении индуктивности катушки (колебательно контура) при приближении металлического объекта. Тут никаких катушек нет.

deep gnome Это не чепуха. Чепуху как раз вы городите со совоими конденсаторами на средние волны %))) как будто КПЕ знает что он предназначен для средних волн. Он имеет лишь емкость.

Вы не поверите, но схема очень близка именно к металлоискателю на биениях. Какая разница на чем собраны генераторы - на кварцах или на LC контуре? Принцип один - выделение разности частот двух генераторов. Они могут быть не обязательно на кварцах - сделайте оба на контурах и что измениться кроме точности? ;)
В описании приборов, которые использовал Варламов, есть упоминание и о таких приборах.

ЦитироватьПро КПЕ. Вот соберите любой кварцевый генератор и КПЕ как вы говорите 20 пикофарад и посмотрите насколько сможете поменять его частоту. (герц на 200 ) Зачастую разнос "одинаковых" кварцев" сопоставляет 1-2 кгц. Вот и выправляйте 20 пикофарадами.

Таки собирал и не один раз. Работают и изменяется частота весьма неплохо! Вы не поверите, но если Вы знаете слово варикап.. С помощью этой радиодетали свободно настраивали УКВ - приемники! На нужную частоту. Вы наберите в поисковике микросборку КХА058.. Готовый практически радиоприемник. (Сам паял несколько штук). Который настраивался на радиостанцию с помощью одного - единственного варикапа. КВ121. Который отнюдь не имел емкость до 200 пикофарад. ;)

ЦитироватьА предложите схему которая более менее

И еще объясните в чем по вашему заключается развязка. И как они по вашему мнению влияют друг на друга ??? Они вообще не влияют друг на друга.

Да предложить могу. А вот доказать Вам, что два генератора, работающие на практически одинаковой частоте, имеют свойство синхронизироваться.. Вот выдержка из книги бааальших практиков Осипова и Щедрина, которые подробно описывают схемы металлоискателей и именно вот это - как раз ответ Вам.

ЦитироватьСпособ выделения небольшой по величине разности частот двух генераторов порождает существенную техническую проблему в виде явления захвата фазы. Оно заключается в том, что два генератора, настроенные на очень близкие частоты, имеют тенденцию к паразитной взаимной синхронизации. Эта синхронизация проявляется в том, что при попытке приблизить каким-либо путем разностную частоту двух генераторов к нулю, по достижению разностной частотой некоторого порога, происходит скачкообразный переход к состоянию генераторов, когда их частоты совпадают. Генераторы становятся синхронизированными. Физически, явление захвата фазы объясняется нелинейностями, неизбежно присутствующими в любом генераторе, и паразитньм проникновением сигнала одного генератора в другой (по цепям питания, через паразитные емкости и т.д.). Как показывает практика, если не прибегать к специальным ухищрениям типа оптоэлектронной развязки генераторов, то реально получить для разностной частоты порог наступления паразитной синхронизации порядка 10^(-4)