Генератор предназначен для использования в качестве гетеродина радиотракта, работающего в диапазоне 27 МГц. Он обеспечивает перестройку частоты в диапазоне протяженностью 150 кГц, и отличается высокой стабильностью. Выходной сигнал в диапазоне 27,0...27,15 МГц получают сложением в диодном смесителе опорной частоты 24 МГц, стабилизированной кварцевым резонатором, с частотой генератора, перестраиваемого в пределах 3,0...3,15 МГц.
Таким образом, абсолютная нестабильность выходного сигнала в пределах 27,0...27,15 МГц практически равна нестабильности перестраиваемого генератора, и её легко сделать очень малой. В результате, генератор, при своей простоте, по стабильности частоты приближается к более сложным конструкциям. Недостатком схемы, кроме узкого диапазона перестройки, является малая амплитуда сигнала на выходе (50-80 mV).
Оба генератора (кварцевый и перестраиваемый) выполнены на элементах логической микросхемы D1, выведенных в линейный режим резисторами R1-R4. Опорный генератор (элементы D1.1, D1.3, D1.5) возбуждается на третьей гармонике кварцевого резонатора Q1. Контур L2C1 препятствует возбуждению на частоте основного резонанса. Сигнал снимается с выхода D1.5. Перестраиваемый генератор (элементы D1.2, D1.4, D1.6) возбуждается на частоте, определяемой контуром L1 С3 С4, причем С4 служит органом настройки. Для увеличения стабильности контур включен в схему частично (отвод катушки L1). Два сигнала в противофазе снимаются с выводов D1.4 и D1.6.
Смеситель выполнен на диодах VD1 и VD2 с нагрузкой в виде резонансного контура L3 С7, настроенного на частоту 27 МГц. Сигналы от генераторов подаются через токоограничивающие резисторы R5, R6, R7. Таким образом, полезный сигнал диапазона 27 МГц выделяется на резонансном контуре, а паразитные составляющие большей частью задерживаются на резисторах.
Полезный сигнал на выходе смесителя (верхний вывод L4) еще слишком мал (единицы mV), и его необходимо усилить. Для этого служит каскад на транзисторе VT1. Его нагрузка — контур L5 С10, настроенный на частоту 27,15 МГц. Таким образом, контуры L3 С7 и L5 С10 настроены на противоположные границы диапазона, и при перестройке генератора амплитуда напряжения на его выходе изменяется слабо. Выходной сигнал снимается с катушки связи L6.
Усилительный каскад на транзисторе VT1 и генератор на микросхеме развязаны по цепям питания цепочками VD4 С12 и VD3 С8. Напряжение питания должно быть стабилизировано.
Катушка L1 имеет каркас диаметром 6 мм с подстроечным ферритовым сердечником диаметром 2,5 мм и длиной 10 мм. Содержит 43 витка провода диаметром 0,2 мм. Обмотка однослойная на длине 10 мм. Отвод от середины. Катушка L2 — бескаркасная, на оправке диаметром 7 мм, 10 витков провода 0 0,75 мм. Катушка L3 — бескаркасная, на оправке диаметром 7 мм, содержит 15 витков провода 0 0,75 мм. Отвод от 8-го витка с любого конца.
Катушка L4 — бескаркасная, такого же диаметра как L3, располагается вплотную к L3 на одной оси.Содержит 3 витка провода 0 0,75мм. Катушка L5 — такая же как L3, катушка L6 такая же как L4, располагается вплотную к L5 на одной оси.
Настройка. Сначала нужно убедиться в том, что опорный генератор возбудился именно на третьей гармонике резонатора. Удобно это сделать с помощью частотомера, подключив его к выходу D1.5, или при помощи осциллографа. Если генератор работает не на третьей гармонике резонатора, следует подобрать С1, подстроить L2 сжатием-растяжением или изменением числа витков, и таким образом вывести генерацию на третью гармонику.
Далее устанавливают диапазон перестраиваемого генератора, путем подстройки катушки L1 и подбора емкости С3. Частоту контролируют частотомером на выходе D1.6. При необходимости можно заузить диапазон перестройки, подключив последовательно с С4 конденсатор на 15-20 пФ.
После этого подключают осциллограф к выходу схемы и настраивают контуры L3 С7 и L5 С10, ориентируясь на максимум полезного сигнала и минимуму паразитных составляющих. Настройку производят при крайних положениях С4, — в одном положении настраивают один контур, в противоположном — другой. Для уменьшения габаритов конструкции автор не использовал здесь подстроечных элементов, поэтому настройку осуществляют сжатием-растяжением витков катушек и подбором емкостей конденсаторов. Катушку L3 нужно подстраивать так, чтобы она оставалась симметричной относительно отвода.
Несколько слов о возможных изменениях. Разумеется, схема может быть выполнена на какой-либо другой диапазон, с соответствующим изменением параметров катушек и конденсаторов в резонансных контурах.
Если в опорном генераторе применяется кварц, основная частота которого равна необходимой выходной частоте опорного генератора, то контур L2 С1 не нужен. Но следует иметь в виду, что для высокочастотных "гармониковых" кварцев основная частота в 3 или 5 раз меньше той, которая указана на его корпусе, и для таких кварцев контур L2 С1 необходим. Отличить "гармониковые" кварцы, кажется, можно по тому, что у них частота на корпусе указывается в МГц, а у "нормальных" — в кГц (разумеется, имеются в виду отечественные изделия).
Отдача диодного смесителя максимальна в том случае, когда на него поступают не очень сильно различающиеся частоты, и быстро падает по мере увеличения этого различия. Поэтому, не следует увлекаться, пытаясь повысить стабильность частоты путем уменьшения частоты частоты перестраиваемого генератора, — амплитуда сигнала на выходе может стать неприемлемо малой. Кроме того, становится все труднее с помощью широкополосных контуров L3 С7 и L5 С10 отстроиться от паразитных помех (особенно от сигнала опорного генератора), так как они все больше приближаются к рабочему диапазону.
С другой стороны, при повышении частоты перестраиваемого генератора амплитуда выходного сигнала увеличивается. От помех отстроиться как будто легче, но уменьшается стабильность. Кроме того в рабочий диапазон могут "залезть" паразитные составляющие с частотами 2Fопорная - N*Fпepecтp. В данной схеме это частоты 2*24-3=45 МГц, 2*24-6=42 МГц и т.п. По мере увеличения N их амплитуда быстро падает, но при высокой частоте перестраиваемого генератора в рабочем диапазоне могут оказаться самые опасные сигналы с N=1 или N=2. Таким образом, отношение частот вспомогательного и перестраиваемого генератора как 7...10/1 наверное, является близким к оптимальному.
Смеситель может работать не только на сложение частот, но и на вычитание (с учетом соображений, изложенных выше). Для увеличения стабильности перестраиваемый генератор может быть выполнен на полевом транзисторе, с каскадом предварительного усиления и трансформаторным выходом, а опорный генератор — на одном биполярном транзисторе. Данная конструкция была выполнена на логической микросхеме из соображений упрощения конструкции.
