Самодельный OCXO.

ВВЕДЕНИЕ


Мои спонтанные эксперименты с термостабилизацией генераторов на ДВ закончились ничем, а необходимость продолжать изыскания отпала вместе с TCXO, который подарил RN3AGC. Еще раз огромное спасибо, Андрей. И только этой холодной зимой что-то сподвигло меня на продолжение...

Самое быстрое и, на мой взгляд, правильное решение проблемы термостабилизации описал В. Прокофьев (RA3ACE) в журнале «Радио» №2, 1988 г. в своей публикации «Простой термостат для автогенератора». После изучения этого материала понял главную свою ошибку в прошлых экспериментах.

Итак, задача все та же: сделать термостат из того, что есть под рукой, провести испытания в условиях моего ДВ шека с его температурным непостоянством.


СХЕМА


В основе схемотехники этого простого термостата лежит конструкция RA3ACE с небольшими изменениями, а именно:

Питание усилителя постоянного тока на УД6 выполнено на стабилизаторе 7805 с подпоркой на стабилитроне на 4.7В и составляет примерно 10 вольт. Образцовое напряжение 5В подается с выхода стабилизатора на LP2951, имеющего очень высокую (порядка 50ррм/С) температурную стабильность, на неинвертирующий вход УД6. На другой вход УПТ включен датчик температуры на КТ209 с соответствующими цепями смещения. Применение LP2951 продиктовано тем, что такие стабилизаторы были у меня в наличии и лежали без дела. Т. е., теоретически вместо стабилизатора можно поставить и обычный делитель на двух резисторах: один на питание 10В, а другой на общий провод с 3-го вывода УПТ, но я этот вариант не проверял. На этапе настройки полезно цепи установки рабочей точки датчика температуры сделать по схеме, указанной на сноске, с подстроечным многооборотным резистором. В качестве нагревателя применен КТ837, опять же из соображения наличия. Я отказался от мощных ограничивающих (нагревающих) резисторов в эмиттерной цепи и решил греть радиатор приоткрытым транзистором. При указанных номиналах пусковой ток получился порядка 400 мА, а выход на режим происходит менее 10 минут.

Термостатируемый генератор никаких особенностей не имеет — обычная емкостная трехточка.


КОНСТРУКЦИЯ


Удобство применения p-n-p транзисторов в качестве нагревателя очевидно — коллектор соединяется с радиатором без изолирующих прокладок. Для экспериментов я выбрал алюминиевый радиатор от отслужившего компьютерного БП. Ближе к центру установлен транзистор-нагреватель. Контроллер нагревателя собран по-быстрому, на куске монтажной платы и припаян к радиатору.

Думаю, что применение достаточно большого радиатора, примерно 8х6 см, является ключевым моментом, чего я не учел в предыдущих попытках термостатировать генератор в 2008 году.

Транзистор — термодатчик с резисторами и конденсатором установлен с обратной стороны, намазан термопастой и прижат лепестком к радиатору. Датчик должен быть максимально приближен к термостатируемому элементу, в нашем случае кварцевому резонатору. Генератор выполнен на SMD элементах, это мои капризы, не обращайте внимания. Кварц установлен с обратной стороны платы генератора и через термопасту прижат к радиатору в непосредственной близости к датчику. Генератор я приклеил какой-то автомобильной двухкомпонентной шпатлевкой. Не эстетично, зато сохнет быстро и можно отковырять, если что :)

Места на таком радиаторе предостаточно для размещения и других узлов (DDS, делителя для гетеродина конвертера и т. д.).

Настройка особенностей не имеет. Проверяем монтаж и питающие напряжения. Отключаем резистор 1К от базы нагревателя. Подсоединяем термостат к 12В. Подстраивая подстроечный резистор на датчике, устанавливаем на 2-м выводе операционника напряжение 5В. Подключаем резистор 1К обратно на базу КТ837. Одновременно контролируя потребляемый ток и нагрев радиатора, аккуратно уводим подстроечный резистор в сторону нагрева. Устанавливаем желаемую температуру в успокоенном состоянии.

У меня настроено примерно на 35 градусов из соображений, что в протопленном шеке может быть до 25. Температуру смотрел по китайскому мультиметру с термопарой. И на ощупь пойдет :)

Настроенный термостат помещаем в пенопластовый кожух.

Как уже упоминалось, пусковой ток примерно 400 мА. После 10 минутного прогрева ток термостата зависит от температуры окружающей среды. В гараже при -21С потреблялось чуть более 200 мА. В помещении при +20С 80 мА.

Подключение этого OCXO к DDS и проверка в режиме QRSS60 показала очень хорошую стабильность.

73! EW6GB

Highslide JS
Схема OCXO
Highslide JS
Вид на контроллер и нагреватель.
Highslide JS
Термодатчик и генератор
Highslide JS
Генератор
Highslide JS
OCXO в кожухе