Danas je nabavljen generator RF signala frekvencije 50 MHz proizvođača RIZ (Radioindustrija Zagreb) s kraja 1960-tih godina.
Tvornica RIZ (Radio industrija Zagreb) nastala je 1948. godine. Proizvodni program tvrtke započet je proizvodnjom audio pojačala i zvučnika, a slijedili su gramofoni, radio i TV prijemnici te srednjevalni radio odašiljači. RIZ je također imao vlastitu proizvodnju elektronskih cijevi i tranzistora. U 1970-tim godinama RIZ je već potpuno prešao na tranzistorsku tehniku te proširuje proizvodnju na primopredajnike za vojne potrebe i potrebe civilnih državnih službi, razvija nove modele komercijalnih RTV prijemnika i kazetofona, također proizvodi svoje modele osciloskopa i kalkulatora. Na vrhuncu proizvodnje RIZ je zapošljavao 4000 radnika, a do 2020. godine proizvodnja tvrtke (RIZ-Odašiljači d.d.) svedena na KV i SV odašiljače, te brojila električne energije, kada je pokrenut stečajni postupak i za ovaj preostali ogranak tvrtke.
Uređaj naziva GENERATOR 50 MHz vjerojatno je namjenski izrađen servisni signal generator za potrebe testiranja nekih RIZ-ovih uređaja tijekom procesa proizvodnje istih. Vidimo da je riječ o vrlo jednostavnom uređaju koji generira RF signal na frekvenciji 50 MHz.
Čitav sklop se bazira na četiri tranzistora. Ono što odmah zamjećujemo to je kristal sa oznakama 49600 i 159,50 te oznakom tipa CR-77/U.
Već smo pisali u našim objavama da se kristali u praksi označavaju na različite načine. Najčešće se upisuje stvarna osnovna frekvencija kristala, ponekad se upisuje overtonska (viša harmonična) frekvencija, a ponekad se upisuje ona frekvencija koja odgovara izlaznoj frekvenciji specifičnog kruga koji se bazira na predmetnom kristalu. Frekvencije se vrlo često upisuju u skraćenom brojčanom obliku bez mjerne jedinice (kHz, MHz). Na nekim kristalima ćemo umjesto oznake frekvencije naći samo oznaku kanala nekog primopredajnika za koji je taj kristal predviđen. Stoga, ukoliko imamo neki kristal kojem ne znamo porijeklo ni očekivanu frekvenciju, a ista nije u cijelosti ispisana na tijelu kristala, teško ćemo iz same oznake moći zaključiti točnu frekvenciju kristala.
Ako se sad vratimo našem kristalu (49600, 159,50, CR-77/U), znamo da se kristali tipa CR-77/U izrađuju za frekvencije u rasponu 17-62 MHz pa možemo pretpostaviti da oznaka 49600 znači da naš kristal radi na osnovnoj frekvenciji od 49,600 MHz. No, otkuda onda urezana frekvencija od 159,50 MHz. Jedino logičko objašnjenje za ovu frekvenciju nalazimo u tome da je ovdje riječ o trećoj overtonskoj frekvenciji kristala (3 x 49,6 = 148,8 MHz) uvećanoj za vrijednost najčešće korištene MF za FM radio uređaje od 10,7 MHz (148,8 + 10,7 = 159,5 MHz). Radi se dakle o frekvenciji koja se očekuje na izlazu iz nekog sklopa koji uključuje ovaj kristal (VHF superheterodinski primopredajnik za 2-metarsko područje).
Sada znamo da se naš Generator 50 MHz bazira na kristalnom oscilatoru, no da bi saznali ulogu ostalih komponenti moramo nacrtati elektroničku shemu čitavog sklopa. Krenimo s napajanjem.
Mrežni transformator ima sekundarni namotaj od 24 V sa srednjim izvodom (2 x 12 V). Mrežna indikacijska žaruljica (pilot lampa) spojena je na izvode od 12 V, a preko ispravljačke diode ispravlja se puni izmjenični napon od 24 V. Tako dobivamo poluvalno ispravljen i kondenzatorom filtriran napon od 17 V. Ovaj napon dalje se vodi na tranzistorski stabilizator napona.
Stabilizator čini otpornik od 1,5 kΩ te tranzistor BC219 i zener dioda. Postoje dva osnovna tipa tranzistorskih stabilizatora napona: serijski (tranzistor serijski spojen s trošilom) i paralelni (tranzistor spojen paralelno s trošilom). Do sada smo u našim objavama redovno sretali serijske tranzistorske regulatore napona i ovo je prvi sklop gdje smo naišli na paralelni tranzistorski regulator napona koji se zbog načina rada još naziva i shunt regulator. Tranzistor u ovom krugu vrši regulaciju izlaznog napona na način da preuzima na sebe onoliko struje da preostala struja kroz trošilo daje konstantan napon (U=IR). Drugim riječima tranzistor se koristi kao promjenjivo opterećenje koje troši onaj višak struje koji bi uzrokovao porast napona na trošilu. Time napon na trošilu ostaje konstantan. Vidimo da tranzistor zapravo djeluje kao svojevrsni promjenjivi strujni shunt preko kojeg se višak struje odvodi na masu kako bi održao konstantan napon na korisnom opterećenju. Izlazni napon je jednak zbroju zener napona i BE napona tranzistora.
Oba tipa regulatora, serijski i paralelni, imaju svoje prednosti i nedostatke. Kod paralelnog regulatora znatan dio struje osim kroz trošilo teče i kroz sam regulator pa se na njemu troši puno snage i stvaraju neželjeni gubici. Stoga se paralelni regulatori obično koriste za stabilizaciju napona samo na trošilima vrlo male snage gdje je apsorbirana snaga zanemariva. Dobra je strana što paralelni regulatori sami po sebi čine zaštitu od kratkog spoja (prevelike struje kroz trošilo), no teško je izvesti varijabilnu regulaciju izlaznog napona. Paralelni regulatori se zbog niske korisnosti i težeg dobivanja točno željenog napona daleko rjeđe koriste u praksi od serijskih regulatora. Vidio sam ih u nekim pomoćnim sklopovima za dobivanje referentnih napona (kod mjernih instrumenata), no nikad za stabilizaciju napona napajanja kao kod ovog našeg uređaja.
Nastavimo sa crtanjem sheme samog generatora RF signala…
Odmah se uočavaju tri osnovna sklopa: kristalni VF oscilator, NF oscilator i modulator. Čini se dakle da je naš uređaj dizajniran za generiranje fazno moduliranog RF signala frekvencije 50 MHz. No, krenimo redom.
Kristalni oscilator bazira se na prvom tranzistoru BF266 i vidimo da je riječ o kristalnom oscilatoru sa titrajnim krugom (C1-L1). Titrajni krug se podešava na frekvenciju kristala kako bi oscilacije bile najjače. VF signal 50 MHz sa kristalnog oscilatora uzima se preko namota L2. Vidimo da je kristalni oscilator potpuno samostalan, radi na osnovnoj frekvenciji kristala, izlazna sprega je induktivna i modulacija se ne vrši na samom oscilatoru. Sve ovo osigurava vrlo stabilan rad VF oscilatora.
Donji sklop sa tranzistorom BF241 izgleda kao inačica RC oscilatora sa faznim pomakom. Znamo da je oscilator zapravo pojačalo sa pozitivnom povratnom spregom. Signal doveden na bazu tranzistora izlazi na kolektoru pojačan ali i fazno pomaknut za 180°. Kako bi ostvarili pozitivnu povratnu spregu i time oscilacije, dio signala sa izlaza moramo vratiti ponovno na ulaz (bazu) tranzistora, no taj signal mora biti u fazi sa ulaznim, dakle moramo ga ponovno zakrenuti za 180°. Ovo se postiže RC mrežom i to obično trostrukom gdje svaki stupanj zakreće fazu za 60°. U našem slučaju iza baze tranzistora možemo uočiti te trostruke RC elemente preko kojih se signal sa kolektora vraća na bazu tranzistora, no donekle u netipičnom spoju. Posebno zbunjuje što je ovdje upotrijebljen VF tranzistor. Naime, RC oscilatori sa faznim pomakom u praksi stabilno rade do frekvencija cca 200 kHz, u najboljem slučaju do 1 MHz, a preko toga se već obavezno javljaju neželjene harmonične oscilacije. Ovo bi po svemu sudeći trebao biti NF (audio) oscilator modulacijske frekvencije ne veće od 1 kHz, no isti u našem slučaju ne radi i ne možemo to praktično provjeriti. Izvadili smo kristal i time isključili bilo kakav utjecaj VF oscilatora, no ni u jednoj točki nismo potvrdili rad ovog NF oscilatora. Izlaz iz oscilatora vodi se na podesive RC filtre, diodu i mjernu točku gdje se prema natpisu mjeri istosmjerna komponenta napona od -3,2 V i izmjenična od 0,55 Veff. S obzirom da RC oscilator ne radi nismo mogli ispitati funkciju trimer-potenciometara i pripadajuće sklopke, no sasvim sigurno se radi o regulaciji izlazne amplitude signala za dobivanje željene dubine modulacije.
Modulacija se kao što vidimo ne vrši na samom oscilatoru, nego na posebnom stupnju iza oscilatora, pa ovdje onda ne govorimo o frekvencijskoj nego o faznoj modulaciji. Fazni modulator u našem slučaju djeluje na induktivitete L2 i L3 koji su podešeni na frekvenciju 50 MHz na način da u određenoj mjeri pomiče njihovu rezonantnu frekvenciju u ritmu signala iz modulacijskog NF oscilatora. Ti mali pomaci frekvencije (devijacija) iznad i ispod 50 MHz zapravo se očituju kao promjene faze izlaznog VF signala u ritmu modulacije. Jačina devijacije frekvencije ovisi o amplitudi i visini modulacijskog NF signala, a također i o dobroti (Q-faktoru) titrajnih krugova.
Iako na prvi pogled djeluje kao neugledan i posve nezanimljiv elektronički uređaj ovaj Generator 50 MHz može nas podsjetiti mnogo čemu zaboravljenom glede regulacije napona i modulacije VF signala. Frekvencijska i fazna modulacija najčešće se vrše pomoću varikap dioda koje djeluju kao promjenjivi kapacitet, no ovdje smo vidjeli i jedan primjer modulacije pomoću promjenjivog induktiviteta što se jednako rijetko viđa kao i paralelni tranzistorski regulator napona. Iako ne znamo za koju namjenu je RIZ izradio ovaj (pomoćni) uređaj i bez obzira što isti nije u funkciji, opet je bilo lijepo pozabaviti se još jednim primjerkom dobre stare elektronike i podsjetiti se na neke zaboravljene elektroničke sklopove 🙂