Širokopásmový RF generátor. Vysokofrekvenčný generátor je nepriateľom elektromerov

Pozor! Na poradí, v akom pridáte štítky, záleží! Začnite pridávať to najdôležitejšie. Vždy, keď je to možné, použite existujúce značky

HF generátory

Takže najdôležitejším blokom každého vysielača je generátor. Záleží na tom, ako stabilne a presne funguje generátor, či niekto dokáže zachytiť prenášaný signál a normálne ho prijať.

Na našom milovanom internete je len veľa rôznych schém chýb, v ktorých sa používajú rôzne generátory. Teraz to veľa klasifikujeme.

Hodnoty detailov všetkých vyššie uvedených obvodov sa vypočítavajú s prihliadnutím na skutočnosť, že prevádzková frekvencia obvodu je 60 ... 110 MHz (to znamená, že pokrýva náš obľúbený rozsah VHF).

"Klasika žánru".

Tranzistor je súčasťou spoločného základného obvodu. Rezistorový delič napätia R1-R2 vytvára posun pracovného bodu na základni. Kondenzátor C3 posúva R2 pri vysokej frekvencii.

R3 je súčasťou emitorového obvodu na obmedzenie prúdu pretekajúceho cez tranzistor.

Kondenzátor C1 a cievka L1 tvoria oscilačný obvod s nastavením frekvencie.

Conder C2 poskytuje pozitívnu spätnú väzbu (PIC) potrebnú na generovanie.

Generačný mechanizmus

Zjednodušene môže byť diagram znázornený takto:

Namiesto tranzistora vložíme akýsi „prvok so záporným odporom“. V skutočnosti ide o zosilňujúci prvok. To znamená, že prúd na jeho výstupe je väčší ako prúd na vstupe (a tak zložitý).

Na vstup tohto prvku je pripojený oscilačný obvod. Spätná väzba je privádzaná z výstupu prvku do rovnakého oscilačného obvodu (cez kondenzátor C2). Keď sa teda zvýši prúd na vstupe prvku (dobije sa slučkový kondenzátor), zvýši sa aj prúd na výstupe. Prostredníctvom spätnej väzby sa privádza späť do oscilačného obvodu - dochádza k "dobitiu". V dôsledku toho sa v obvode usadzujú trvalé oscilácie.

Všetko sa ukázalo byť jednoduchšie ako dusená repa (ako vždy).

Odrody

Na rozsiahlom internete stále nájdete takúto implementáciu toho istého generátora:

Obvod sa nazýva "kapacitný trojbodový". Princíp fungovania je rovnaký.

Vo všetkých týchto obvodoch môže byť generovaný signál odoberaný buď priamo z kolektora VT 1, alebo je na to možné použiť väzbovú cievku pripojenú k slučkovej cievke.

Vyberám si túto schému a radím vám.

R1 - obmedzuje prúd generátora,

R2 - nastavuje posun základne,

C1, L1 - oscilačný obvod,

C2 - Conder POS

Cievka L1 má odbočku, ku ktorej je pripojený emitor tranzistora. Tento kohútik by nemal byť umiestnený presne v strede, ale bližšie k "studenému" koncu cievky (to je ten, ktorý je pripojený k napájaciemu vodiču). Okrem toho nemôžete urobiť kohútik vôbec, ale navinúť ďalšiu cievku, to znamená vytvoriť transformátor:

Tieto obvody sú identické.

Generačný mechanizmus:

Aby sme pochopili, ako takýto generátor funguje, pozrime sa na druhý okruh. V tomto prípade bude ľavé (podľa schémy) vinutie sekundárne, pravé - primárne.

Keď sa napätie na hornej doske C1 zvýši (to znamená, že prúd v sekundárnom vinutí tečie "nahor"), potom sa na bázu tranzistora cez spätnoväzbový kondenzátor C2 privedie otvárací impulz. To vedie k tomu, že tranzistor dodáva prúd do primárneho vinutia, tento prúd spôsobuje zvýšenie prúdu v sekundárnom vinutí. Energia sa dopĺňa. Vo všeobecnosti je všetko tiež celkom jednoduché.

Odrody.

Moje malé know-how: medzi spoločnú a základňu môžete vložiť diódu:

Signál vo všetkých týchto obvodoch je odstránený z emitora tranzistora alebo cez prídavnú väzbovú cievku priamo z obvodu.

Push-pull generátor pre lenivých

Najjednoduchší obvod generátora, aký som kedy videl:

V tejto schéme je podobnosť s multivibrátorom ľahko zachytená. Poviem vám viac - toto je multivibrátor. Iba namiesto oneskorovacích reťazcov na kondenzátore a rezistore (RC-obvod) sa tu používajú tlmivky. Rezistor R1 nastavuje prúd cez tranzistory. Navyše, bez toho generácia jednoducho nebude fungovať.

Generačný mechanizmus:

Povedzme, že VT1 sa otvorí, kolektorový prúd VT1 preteká cez L1. V súlade s tým je VT2 zatvorený, otvárací základný prúd VT1 preteká cez L2. Ale pretože odpor cievok je 100 ... 1000 krát menší ako odpor odporu R1, potom v čase, keď je tranzistor úplne otvorený, napätie na nich klesne na veľmi malú hodnotu a tranzistor sa zatvorí. Ale! Keďže pred zatvorením tranzistora pretekal cez L1 veľký kolektorový prúd, potom v momente uzavretia dôjde k napäťovému rázu (EMF samoindukcie), ktorý sa privádza na základňu VT2 a otvorí ju. Všetko začína odznova, len s iným ramenom generátora. Atď…

Tento generátor má iba jedno plus - jednoduchosť výroby. Ostatné sú mínusy.

Keďže mu chýba jasné časové prepojenie (oscilačný obvod alebo RC obvod), je veľmi ťažké vypočítať frekvenciu takéhoto generátora. Bude to závisieť od vlastností použitých tranzistorov, od napájacieho napätia, od teploty atď. Vo všeobecnosti je lepšie nepoužívať tento generátor vo vážnych veciach. V mikrovlnnej rúre sa však používa pomerne často.

Dvojtaktný generátor pre tvrdo pracujúcich

Ďalším generátorom, ktorý zvážime, je tiež push-pull. Obsahuje však oscilačný obvod, vďaka čomu sú jeho parametre stabilnejšie a predvídateľnejšie. Aj keď v skutočnosti je to tiež celkom jednoduché.

čo tu vidíme?

Vidíme oscilačný obvod L1 C1,
A potom vidíme pár z každého tvora:
Dva tranzistory: VT1, VT2
Dva spätnoväzbové kondenzátory: C2, C3
Dva predpäťové rezistory: R1, R2

Skúsené oko (a nie veľmi skúsené) tiež nájde v tejto schéme podobnosť s multivibrátorom. Nuž - je to tak!

Čo je na tejto schéme pozoruhodné? Áno, skutočnosť, že vďaka použitiu push-pull spínania umožňuje vyvinúť dvojnásobný výkon v porovnaní s obvodmi 1-taktných generátorov pri rovnakom napájacom napätí a pri použití rovnakých tranzistorov. Ako! Vo všeobecnosti nemá takmer žiadne chyby :)

Generačný mechanizmus

Keď je kondenzátor prebitý v jednom alebo druhom smere, prúd tečie cez jeden zo spätnoväzbových kondenzátorov do zodpovedajúceho tranzistora. Tranzistor sa zapne a pridá energiu v "požadovanom" smere. To je všetka múdrosť.

Nevidel som špeciálne sofistikované verzie tejto schémy ...

Teraz trochu kreativity.

Generátor logických prvkov

Ak sa vám zdá použitie tranzistorov v generátore zastarané alebo ťažkopádne, prípadne neprijateľné z náboženských dôvodov, existuje cesta von! Namiesto tranzistorov môžete použiť mikroobvody. Zvyčajne sa používa logika: prvky NOT, AND-NOT, OR-NOT, menej často - Exclusive OR. Vo všeobecnosti sú potrebné iba NIE prvky, zvyšok sú excesy, ktoré len zhoršujú rýchlostné parametre generátora.

Vidíme hroznú schému.

Štvorce s otvorom na pravej strane sú invertory. No, alebo - "prvky NIE SÚ". Otvor len naznačuje, že signál je invertovaný.

Čo je prvok NOT z pohľadu banálnej erudície? Teda z hľadiska analógovej technológie? Správne, toto je spätný výstupný zosilňovač. Teda za zvyšujúci sa napätie na vstupe zosilňovača, výstupné napätie je úmerné klesá... Obvod meniča možno znázorniť takto (zjednodušene):

To je, samozrejme, príliš jednoduché. Ale je v tom kus pravdy.
To však pre nás zatiaľ nie je také dôležité.

Pozrime sa teda na obvod generátora. Máme:

Dva meniče (DD1.1, DD1.2)

Rezistor R1

Oscilačný obvod L1 C1

Všimnite si, že oscilačný obvod v tomto obvode je v sérii. To znamená, že kondenzátor a cievka sú vedľa seba. Ale toto je stále oscilačný obvod, počíta sa pomocou rovnakých vzorcov a nie je horší (a nie je lepší) ako jeho paralelný náprotivok.

Začať odznova. Prečo potrebujeme rezistor?

Rezistor vytvára negatívnu spätnú väzbu (OOS) medzi výstupom a vstupom prvku DD1.1. Je to potrebné na udržanie zosilnenia pod kontrolou - toto je jedna, a tiež - na vytvorenie počiatočného posunu na vstupe prvku - to sú dva. Ako to funguje, bude podrobne popísané inde v návode na analógovú techniku. Zatiaľ pochopme, že vďaka tomuto odporu sa na výstupe a vstupe prvku pri absencii vstupného signálu ustáli napätie rovnajúce sa polovici napájacieho napätia. Presnejšie - aritmetický priemer napätí logickej "nuly" a "jednotky". Nezaťažujme sa tým, ešte máme veľa práce...

Takže na jednom prvku sme dostali invertujúci zosilňovač. Teda zosilňovač, ktorý „obracia“ signál hore nohami: ak je veľa na vstupe, na výstupe je málo a naopak. Druhý prvok slúži na to, aby bol tento zosilňovač neinvertujúci. To znamená, že prehodí signál ešte raz. A v tejto forme sa zosilnený signál privádza na výstup, do oscilačného obvodu.

Dobre, pozeráme sa pozorne na oscilačný obvod? Ako sa zapína? Správny! Zapája sa medzi výstup a vstup zosilňovača. To znamená, že vytvára pozitívnu spätnú väzbu (PIC). Ako už vieme z úvah o predchádzajúcich generátoroch, pre generátor je potrebný PIC, ako valeriána pre mačku. Čo bez PIC nedokáže žiadny generátor? Presne tak – vzrušujte sa. A začnite generovať...

Každý asi pozná takú vec: ak pripojíte mikrofón na vstup zosilňovača a reproduktor na výstup, potom keď privediete mikrofón k reproduktoru, začne škaredé „pískanie“. Toto nie je nič iné ako generácia. Na vstup posielame signál z výstupu zosilňovača. Vznikne PIC. Výsledkom je, že zosilňovač začne generovať.

Stručne povedané, pomocou LC-reťazca v našom generátore sa vytvorí PIC, čo vedie k budeniu generátora na rezonančnej frekvencii oscilačného obvodu.

No, je to ťažké?
Ak(tvrdé)
{
škrabanie (repa);
prečítajte si to znova;
}

Teraz hovorme o odrodách takýchto generátorov.

Po prvé, namiesto oscilačného obvodu môžete zapnúť kremeň. Získate stabilizovaný oscilátor pracujúci na frekvencii kremeňa:

Ak do obvodu OS prvku DD1.1 zahrniete namiesto rezistora oscilačný obvod, môžete spustiť generátor založený na kremenných harmonických. Na získanie akejkoľvek harmonickej je potrebné, aby rezonančná frekvencia obvodu bola blízka frekvencii tejto harmonickej:

RF generátor

Navrhovaný RF generátor je pokusom nahradiť objemný priemyselný G4-18A kompaktnejším a spoľahlivejším zariadením. Väčšinou je pri opravách a úpravách KV zariadení potrebné „osadiť“ KV pásma pomocou LC obvodov, skontrolovať tok signálu po KV a IF dráhach, upraviť jednotlivé obvody do rezonancie a pod. Citlivosť, selektivita, dynamický rozsah a ďalšie dôležité parametre VF zariadení sú určené obvodovým riešením, takže pre domáce laboratórium nie je potrebný multifunkčný a drahý RF generátor. Ak má generátor dostatočne stabilnú frekvenciu s "čistou sínusoidou", potom je vhodný pre rádioamatérov. Samozrejme veríme, že do arzenálu laboratória patrí aj merač frekvencie, RF voltmeter a tester. Bohužiaľ väčšina testovaných obvodov HF generátora v rozsahu HF produkovala veľmi skreslenú sínusoidu, ktorá sa nedala vylepšiť bez zbytočnej komplikácie obvodu. RF generátor zostavený podľa obvodu znázorneného na obr. 1 sa veľmi dobre osvedčil (v celom KV rozsahu bola získaná takmer čistá sínusoida)

V tomto prevedení je použitý variabilný kondenzátor typu KPV-150 a prepínač rozsahu PM malej veľkosti (11P1N). S daným KPE (10 ... 150 pF) a tlmivkami L2 ... L5 sa úsek KV rozsahu 1,7 ... 30 MHz prekrýva. Tri ďalšie cesty (L1, L6 a L7) boli pridané v priebehu prác na dizajne v hornej a dolnej časti rozsahu. Pri pokusoch s KPE s kapacitou až 250 pF bol celý HF rozsah pokrytý tromi okruhmi.

RF generátor je namontovaný na doske plošných spojov z fóliou potiahnutej sklolaminátovej dosky s hrúbkou 2 mm a rozmermi 50 x 80 mm. Dráhy a montážne "záplaty" sú rezané nožom a rezačkou. Fólia okolo dielov sa neodstraňuje, ale používa sa namiesto "zeminy". Kvôli prehľadnosti nie sú tieto časti fólie na obrázku dosky s plošnými spojmi kvôli prehľadnosti znázornené.

Celá konštrukcia generátora spolu so zdrojom (samostatná doska so stabilizátorom napätia pre 9 V podľa ľubovoľnej schémy) je umiestnená na duralovom šasi a uložená v kovovom puzdre vhodných rozmerov. Na prednom paneli je zobrazený gombík voliča rozsahu, gombík nastavenia KPE, malý HF konektor (50 Ohm) a LED dióda zapnutia. V prípade potreby môžete nainštalovať regulátor výstupnej úrovne (variabilný odpor s odporom 430 ... 510 Ohm) a atenuátor s prídavným konektorom, ako aj odstupňovanú stupnicu. Ako rámy cievok obvodu boli použité jednotné sekčné rámy pásiem MW a LW zo zastaraných rádiových prijímačov. Počet závitov každej cievky závisí od kapacity použitého KPI a spočiatku sa berie "s rezervou". Pri nastavovaní ("pokladaní" rozsahov) generátora sa časť závitov odvíja. Riadenie sa vykonáva frekvenčným meračom. Induktor L7 má feritové jadro М600-3 (НН) Ш2,8х14. Obrazovky nie sú inštalované na cievkach obvodov. Údaje o vinutí cievok, hranice subpásiem a výstupné úrovne RF generátora sú uvedené v tabuľke.

V obvode generátora je možné okrem uvedených tranzistorov použiť poľom riadené KP303E (G), KP307 a bipolárne HF tranzistory BF324, 25S9015, VS557 atď. Väzbový kondenzátor C5 s kapacitou 4,7 ... 6,8 pF - typ KM, KT, KA s nízkymi RF stratami. Ako KPE je žiaduce použiť kvalitné (na guľôčkových ložiskách). S tuhou inštaláciou, vysokokvalitnými dielmi a zahrievaním generátora na 10 ... 15 minút môžete dosiahnuť frekvenčný "drift" nie viac ako 500 Hz za hodinu pri frekvenciách 20 ... 30 MHz. Tvar signálu a výstupná úroveň vyrobeného RF generátora boli kontrolované pomocou osciloskopu S1-64A. V záverečnej fáze nastavenia sú všetky tlmivky (okrem L1, ktorý je na jednom konci prispájkovaný k telu) upevnené lepidlom v blízkosti prepínača rozsahu a KPI.

Širokopásmový generátor

Generovaný frekvenčný rozsah -10Hz-100mhz

Výstupné napätie -50mV

Napájacie napätie - 1,5V

Spotrebovaný prúd je 1,6 mA

Doska plošných spojov a rámček

Vzhľad

Jednoduchý RF generátor

Pre kvalitné nastavenie prijímacieho zariadenia je potrebný generátor RF signálu. Na obrázku je znázornená schéma takéhoto generátora pracujúceho v dvoch rozsahoch 1,6-7 MHz a 7-30 MHz. Hladké ladenie - trojdielny variabilný kondenzátor C1 so vzduchovým dielektrikom.

Schottkyho dióda VD1 slúži na stabilizáciu výstupného RF napätia v širokom rozsahu frekvenčného ladenia.

Maximálne výstupné napätie 4 V, variabilnéodpor R4.

Cievky L1 a L2 sú navinuté na feritových tyčiach dlhých 2,8 mm a 12 mm z feritu 100NN. L1 - 12 otáčok SEV 0,12, L2 -48 otáčok SEV 0,12. Obyčajné vinutie. Cievka L3 je navinutá na 7 mm feritovom krúžku, celkovo 200 závitov PEV 0,12 vo veľkom.

HF generátor

Rádioamatéri potrebujú prijímať rôzne rádiové signály. To si vyžaduje prítomnosť LF a HF generátora. Tento typ zariadenia sa často nazýva tranzistorový generátor pre jeho konštrukčnú vlastnosť.

Ďalšie informácie. Prúdový generátor je samooscilačné zariadenie vytvorené a používané na objavenie sa elektrickej energie v sieti alebo na premenu jedného typu energie na iný s danou účinnosťou.

Samooscilačné tranzistorové zariadenia

Tranzistorový generátor je rozdelený do niekoľkých typov:

• frekvenčným rozsahom výstupného signálu;
• podľa typu vydaného signálu;
• podľa akčného algoritmu.

Frekvenčný rozsah je zvyčajne rozdelený do nasledujúcich skupín:

• 30 Hz-300 kHz - nízky rozsah, indikovaný nízkymi frekvenciami;
• 300 kHz-3 MHz - stredný rozsah, označený stredom;
• 3-300 MHz - vysoký rozsah, indikovaný HF;
• viac ako 300 MHz - ultravysoký rozsah, indikovaný mikrovlnnou rúrou.

Takto si rádioamatéri rozdeľujú dosahy. Pre audio frekvencie sa používa medzera 16 Hz-22 kHz a tiež sa delí na nízke, stredné a vysoké skupiny. Tieto frekvencie sa nachádzajú v každom prijímači zvuku v domácnosti.

Nasledujúce rozdelenie je založené na type výstupu signálu:

• sínusový - na výstupe je sínusový signál;
• funkčné - na výstupe majú signály špeciálne špecifikovaný tvar, napríklad obdĺžnikový alebo trojuholníkový;
• generátor šumu - na výstupe je pozorovaný jednotný frekvenčný rozsah; rozsahy sa môžu líšiť v závislosti od potrieb spotrebiteľa.

Tranzistorové zosilňovače sa líšia v algoritme činnosti:

• RC - hlavná oblasť použitia - nízky rozsah a zvukové frekvencie;
• LC - hlavná oblasť použitia - vysoké frekvencie;
• Blokovací generátor - Používa sa na vytváranie impulzných signálov s vysokým pracovným cyklom.

Obrázok na elektrických schémach

Najprv sa pozrime na získanie sínusového typu signálu. Najznámejším tranzistorovým generátorom tohto typu je Colpitzov oscilátor. Jedná sa o hlavný oscilátor s jednou indukčnosťou a dvoma kondenzátormi zapojenými do série. Pomocou neho sa generujú požadované frekvencie. Zvyšné prvky poskytujú požadovaný režim činnosti tranzistora pri konštantnom prúde.

Ďalšie informácie. Edwin Henry Kolpitz bol začiatkom minulého storočia vedúcim inovácií vo Western Electric. Bol priekopníkom vo vývoji zosilňovačov signálu. Prvýkrát vyrobený rádiotelefón, ktorý umožňuje hovoriť cez Atlantik.

Všeobecne známy je aj hlavný oscilátor Hartley. Rovnako ako Kolpitzov obvod je pomerne jednoduchý na zostavenie, je však potrebná indukčnosť s odbočkou. V Hartleyho obvode jeden kondenzátor a dve induktory zapojené do série vytvárajú osciláciu. V obvode je tiež dodatočná kapacita na získanie pozitívnej spätnej väzby.

Hlavnou oblasťou použitia vyššie uvedených zariadení sú stredné a vysoké frekvencie. Používajú sa na získanie nosných frekvencií, ako aj na generovanie elektrických oscilácií s nízkym výkonom. Domáce rozhlasové prijímače využívajú aj oscilátory.

Všetky tieto oblasti použitia netolerujú nestabilný príjem. Na tento účel sa do obvodu zavedie ďalší prvok - samooscilačný kremenný rezonátor. V tomto prípade sa presnosť vysokofrekvenčného generátora stáva prakticky referenčnou. Dosahuje milióntiny percenta. V prijímacích zariadeniach rádiových prijímačov sa na stabilizáciu príjmu používa výlučne kremeň.

Pokiaľ ide o nízkofrekvenčné a zvukové generátory, je tu veľmi vážny problém. Na zvýšenie presnosti ladenia je potrebné zvýšiť indukčnosť. Ale zvýšenie indukčnosti vedie k zvýšeniu veľkosti cievky, čo výrazne ovplyvňuje rozmery prijímača. Preto bola vyvinutá alternatívna schéma generátora Colpitz - nízkofrekvenčný generátor Pierce. Nie je v ňom žiadna indukčnosť a namiesto neho je použitý samooscilačný kremenný rezonátor. Okrem toho kremenný rezonátor umožňuje odrezanie hornej hranice vibrácií.

V takomto obvode kapacita nedovoľuje, aby konštantná zložka predpätia bázy tranzistora dosiahla rezonátor. Tu je možné generovať signály do 20-25 MHz vrátane zvukových signálov.

Výkon všetkých uvažovaných zariadení závisí od rezonančných vlastností systému pozostávajúceho z kondenzátorov a induktorov. Z toho vyplýva, že frekvencia bude určená výrobnými charakteristikami kondenzátorov a cievok.

Dôležité! Tranzistor je prvok vyrobený z polovodiča. Má tri výstupy a je schopný ovládať veľký výstupný prúd z malého privádzaného vstupného signálu. Sila živlov je iná. Používa sa na zosilnenie a spínanie elektrických signálov.

Ďalšie informácie. Prezentácia prvého tranzistora sa uskutočnila v roku 1947. Jeho derivát, tranzistor s efektom poľa, sa objavil v roku 1953. V roku 1956. Nobelova cena za fyziku bola udelená za vynález bipolárneho tranzistora. V 80. rokoch minulého storočia boli vákuové elektrónky úplne nahradené rádiovou elektronikou.

Funkčný tranzistorový generátor

Funkčné oscilátory na báze samooscilačných tranzistorov sú vynájdené na výrobu metodicky sa opakujúcich signálových impulzov daného tvaru. Ich tvar je daný funkciou (v dôsledku toho sa objavil názov celej skupiny takýchto generátorov).

Existujú tri hlavné typy impulzov:

• obdĺžnikový;
• trojuholníkový;
• pílový zub.

Ako príklad najjednoduchšieho nízkofrekvenčného výrobcu štvorcových signálov sa často uvádza multivibrátor. Má najjednoduchší diagram na zostavenie vlastnými rukami. Inžinieri rádioelektroniky často začínajú s jeho implementáciou. Hlavnou črtou je absencia prísnych požiadaviek na hodnotenie a tvar tranzistorov. Je to spôsobené tým, že pracovný cyklus v multivibrátore je určený kapacitami a odpormi v elektrickom obvode tranzistorov. Frekvencia na multivibrátore je v rozsahu od 1 Hz do niekoľkých desiatok kHz. Nie je možné tu organizovať vysokofrekvenčné vibrácie.

Pílové a trojuholníkové signály sa získajú pridaním ďalšieho reťazca do typického obvodu s pravouhlými impulzmi na výstupe. V závislosti od charakteristík tejto prídavnej reťaze sa pravouhlé impulzy konvertujú na trojuholníkové alebo pílovité impulzy.

Blokovací generátor

V podstate ide o zosilňovač zostavený na báze tranzistorov umiestnených v jednom stupni. Oblasť použitia je úzka - zdroj pôsobivých, ale v čase prechodných (trvanie od tisícin do niekoľkých desiatok mikrosekúnd) impulzných signálov s veľkou indukčnou kladnou spätnou väzbou. Pracovný cyklus je viac ako 10 a môže dosiahnuť niekoľko desiatok tisíc v relatívnom vyjadrení. Je tu vážna ostrosť predných plôch, ktoré sa svojou formou prakticky nelíšia od geometricky pravidelných obdĺžnikov. Používajú sa v obrazovkách zariadení s elektrónovým lúčom (kinoskop, osciloskop).

Generátory tranzistorových impulzov s efektom poľa

Hlavný rozdiel medzi tranzistormi s efektom poľa je v tom, že vstupný odpor je úmerný odporu elektronických elektrónok. Obvody Colpitz a Hartley môžu byť tiež zostavené na tranzistoroch s efektom poľa, musia sa vybrať iba cievky a kondenzátory s príslušnými technickými charakteristikami. V opačnom prípade generátory na tranzistoroch s efektom poľa nebudú fungovať.

Frekvenčné reťazce sa riadia rovnakými zákonmi. Na výrobu vysokofrekvenčných impulzov je vhodnejšie konvenčné zariadenie zostavené pomocou tranzistorov s efektom poľa. FET neznižuje indukčnosť v obvodoch, takže generátory RF signálu sú stabilnejšie.

Regenerátory

LC obvod na generátore je možné nahradiť pridaním aktívneho a negatívneho odporu. Toto je regeneračný spôsob, ako získať zosilňovač. Tento obvod má pozitívnu spätnú väzbu. Vďaka tomu sú straty v oscilačnom obvode kompenzované. Opísaný obvod sa nazýva regenerovaný.

Generátor hluku

Hlavným rozdielom je rovnomerná odozva LF a HF frekvencií v požadovanom rozsahu. To znamená, že amplitúdové charakteristiky všetkých frekvencií v tomto rozsahu sa nebudú líšiť. Používajú sa najmä v meracej technike a vo vojenskom priemysle (najmä v lietadlách - a raketovej). Okrem toho sa používa na vnímanie zvuku ľudským uchom – takzvaný „sivý“ šum.

Jednoduchý zvukový generátor typu „urob si sám“.

Uvažujme o najjednoduchšom príklade - vrešťan. Potrebné sú len štyri prvky: filmový kondenzátor, 2 bipolárne tranzistory a ladiaci odpor. Záťaž bude elektromagnetický žiarič. Na napájanie zariadenia stačí obyčajná 9V batéria. Činnosť obvodu je jednoduchá: rezistor nastavuje posun na základňu tranzistora. Spätná väzba prebieha cez kondenzátor. Ladiaci odpor mení frekvenciu. Zaťaženie musí mať vysoký odpor.

So všetkou rozmanitosťou typov, veľkostí a foriem prevedenia uvažovaných prvkov ešte neboli vynájdené výkonné tranzistory pre ultravysoké frekvencie. Preto sa oscilátory na báze samooscilačných tranzistorov používajú hlavne pre nízko a vysokofrekvenčné rozsahy.

Video

RadioMir 2008 №9

Navrhovaný RF generátor je pokusom nahradiť objemný priemyselný G4-18A kompaktnejším a spoľahlivejším zariadením.

Väčšinou je pri opravách a úpravách KV zariadení potrebné „osadiť“ KV pásma pomocou LC obvodov, skontrolovať tok signálu po KV a IF dráhach, upraviť jednotlivé obvody do rezonancie a pod. Citlivosť, selektivita, dynamický rozsah a ďalšie dôležité parametre VF zariadení sú určené obvodovým riešením, takže pre domáce laboratórium nie je potrebný multifunkčný a drahý RF generátor. Ak má generátor dostatočne stabilnú frekvenciu s "čistou sínusoidou", potom je vhodný pre rádioamatérov. Samozrejme veríme, že do arzenálu laboratória patrí aj merač frekvencie, RF voltmeter a tester. Bohužiaľ, väčšina obvodov HF HF generátora, ktoré som skúšal, produkovala veľmi skreslenú sínusoidu, ktorá sa nedala zlepšiť bez zbytočnej komplikácie obvodu. Vysokofrekvenčný generátor zostavený podľa zapojenia na obr. 1 sa veľmi dobre osvedčil (v celom KV rozsahu bola získaná takmer čistá sínusoida). Schéma je prevzatá ako základ z. V mojom obvode sa namiesto úpravy obrysov varikapom používa KPI a indikačná časť obvodu sa nepoužíva.

V tomto prevedení je použitý variabilný kondenzátor typu KPV-150 a prepínač rozsahu PM malej veľkosti (11P1N). S daným KPE (10 ... 150 pF) a tlmivkami L2 ... L5 sa úsek KV rozsahu 1,7 ... 30 MHz prekrýva. Tri ďalšie cesty (L1, L6 a L7) boli pridané v priebehu prác na dizajne v hornej a dolnej časti rozsahu. Pri pokusoch s KPE s kapacitou až 250 pF bol celý HF rozsah pokrytý tromi okruhmi.

RF generátor je namontovaný na doske plošných spojov z fóliou potiahnutých sklolaminátov s hrúbkou 2 mm a rozmermi 50x80 mm (obr. 2). Dráhy a montážne "záplaty" sú rezané nožom a rezačkou. Fólia okolo dielov sa neodstraňuje, ale používa sa namiesto "zeminy". Kvôli prehľadnosti nie sú tieto časti fólie na obrázku dosky s plošnými spojmi kvôli prehľadnosti znázornené. Samozrejme si môžete vyrobiť aj dosku plošných spojov zobrazenú v.

Celá konštrukcia generátora spolu so zdrojom (samostatná doska so stabilizátorom napätia pre 9 V podľa ľubovoľnej schémy) je umiestnená na duralovom šasi a uložená v kovovom puzdre vhodných rozmerov. Použil som kazetu zo starého zariadenia s rozmermi 130x150x90 mm. Na prednom paneli je zobrazený gombík voliča rozsahu, gombík nastavenia KPE, malý HF konektor (50 Ohm) a LED dióda zapnutia. V prípade potreby môžete nainštalovať regulátor výstupnej úrovne (variabilný odpor s odporom 430 ... 510 Ohm) a atenuátor s prídavným konektorom, ako aj odstupňovanú stupnicu.

Ako rámy cievok obvodu boli použité jednotné sekčné rámy pásiem MW a LW zo zastaraných rádiových prijímačov. Počet závitov každej cievky závisí od kapacity použitého KPI a spočiatku sa berie "s rezervou". Pri nastavovaní ("pokladaní" rozsahov) generátora sa časť závitov odvíja. Riadenie sa vykonáva frekvenčným meračom.

Induktor L7 má feritové jadro М600-3 (НН) Ш2,8х14. Obrazovky nie sú inštalované na cievkach obvodov. Údaje o vinutí cievok, hranice subpásiem a výstupné úrovne RF generátora sú uvedené v tabuľke.

	Rozsah, MHz		Počet otáčok	Drôt (priemer, mm)	Rám, jadro	Výstupná úroveň, V
					Bezrámové s priemerom 6 mm. L = 12 mm
					Keramika s priemerom 6 mm, L = 12 mm
					Jednotný 3-sekcia
					Jednotný 4-sekcia

V obvode generátora je možné okrem uvedených tranzistorov použiť poľom riadené KP303E (G), KP307 a bipolárne HF tranzistory BF324, 25S9015, VS557 atď. Je vhodné použiť malé dovážané zámkové nádrže.

Väzbový kondenzátor C5 s kapacitou 4,7 ... 6,8 pF - typ KM, KT, KA s nízkymi RF stratami. Je veľmi žiaduce použiť ako KPI kvalitné (guličkové ložisko), ale je ich nedostatok. Dostupnejšie nastavovacie KPE typu KPV s maximálnou kapacitou 80 ... 150 pF, ale ľahko sa zlomia a majú znateľnú "hysterézu" pri otáčaní dopredu a dozadu.

Napriek tomu je pri tuhej inštalácii, vysokokvalitných dieloch a zahrievaní generátora po dobu 10 ... 15 minút možné dosiahnuť frekvenčný "drift" nie viac ako 500 Hz za hodinu pri frekvenciách 20 ... 30 MHz (pri stabilnej izbovej teplote).

Tvar signálu a výstupná úroveň vyrobeného RF generátora boli kontrolované pomocou osciloskopu S1-64A.

V záverečnej fáze nastavenia sú všetky tlmivky (okrem L1, ktorý je na jednom konci prispájkovaný k telu) upevnené lepidlom v blízkosti prepínača rozsahu a KPI.

Literatúra:
1. Krátkovlnný GIR - Rádio, 2006, č. 11, S.72.

A. PERUTSKY, Bendery, Moldavsko.

Navrhované vysokofrekvenčné generátory sú určené na generovanie elektrických kmitov vo frekvenčnom rozsahu od desiatok kHz do desiatok a dokonca stoviek MHz. Takéto generátory sa spravidla vykonávajú pomocou LC-oscilačných obvodov alebo kremenných rezonátorov, ktoré sú prvkami na nastavenie frekvencie. V zásade sa obvody od toho výrazne nemenia, preto sa nižšie zvážia vysokofrekvenčné LC-generátory. Všimnite si, že v prípade potreby možno oscilačné obvody v niektorých obvodoch generátora (pozri napr. obr. 12.4, 12.5) bez problémov nahradiť kremennými rezonátormi.

Vysokofrekvenčné generátory (obr. 12.1, 12.2) sa vyrábajú podľa tradičnej a v praxi osvedčenej "indukčnej trojbodovej" schémy. Líšia sa prítomnosťou emitorového RC-reťazca, ktorý nastavuje prevádzkový režim tranzistora (obr. 12.2) pre jednosmerný prúd. Na vytvorenie spätnej väzby v generátore sa z induktora vytvorí odbočka (obr. 12.1, 12.2) (zvyčajne z 1/3 ... 1/5 jeho časti, počítajúc od uzemnenej svorky). Nestabilita prevádzky vysokofrekvenčných generátorov na bipolárnych tranzistoroch je spôsobená výrazným posunovacím efektom samotného tranzistora na oscilačný obvod. Keď sa zmení teplota a / alebo napájacie napätie, vlastnosti tranzistora sa výrazne zmenia, takže frekvencia generovania "pláva". Na oslabenie vplyvu tranzistora na pracovnú frekvenciu generovania by sa malo spojenie oscilačného obvodu s tranzistorom čo najviac oslabiť, čím sa znížia prechodové kapacity na minimum. Okrem toho zmena odporu záťaže tiež výrazne ovplyvňuje frekvenciu generovania. Preto je nevyhnutné zapnúť sledovač emitora (zdroja) medzi generátorom a odporom záťaže.

Na napájanie generátorov by sa mali používať stabilné napájacie zdroje s nízkym zvlnením.

Najlepšie charakteristiky majú generátory vyrobené na tranzistoroch s efektom poľa (obr. 12.3).

Vysokofrekvenčné generátory zostavené podľa "kapacitnej trojbodovej" schémy na bipolárnych a poľných tranzistoroch sú znázornené na obr. 12.4 a 12.5. V princípe sa svojimi charakteristikami "indukčný" a "kapacitný" trojbodový obvod nelíši, avšak pri "kapacitnom trojbodovom" obvode nie je potrebné robiť extra záver na tlmivke.

V mnohých obvodoch generátora (obr. 12.1 - 12.5 a iných obvodoch) môže byť výstupný signál odvádzaný priamo z oscilačného obvodu cez malý kondenzátor alebo cez indukčnú väzbovú cievku, ako aj z elektród aktívneho prvku (tranzistora) ktoré nie sú uzemnené striedavým prúdom. Treba mať na pamäti, že dodatočné zaťaženie oscilačného obvodu mení jeho charakteristiky a prevádzkovú frekvenciu. Niekedy sa táto vlastnosť využíva „na dobro“ – za účelom merania rôznych fyzikálnych a chemických veličín, kontroly technologických parametrov.

Na obr. 12.6 je znázornená schéma mierne upravenej verzie VF generátora - "kapacitný trojbodový". Hĺbka kladnej spätnej väzby a optimálne podmienky pre budenie generátora sa vyberajú pomocou kapacitných prvkov obvodu.

Obvod generátora znázornený na obr. 12.7 je účinný v širokom rozsahu hodnôt indukčnosti cievky oscilačného obvodu (od 200 μH do 2 H) [R 7 / 90-68]. Takýto generátor je možné použiť ako širokorozsahový generátor vysokofrekvenčného signálu alebo ako merací prevodník elektrických a neelektrických veličín na frekvenciu, ako aj v obvode na meranie indukčností.

Generátory na báze aktívnych prvkov s I - V charakteristikou v tvare písmena N (tunelové diódy, lambda diódy a ich analógy) zvyčajne obsahujú zdroj prúdu, aktívny prvok a prvok na nastavenie frekvencie (LC obvod) s paralelným alebo sériovým zapojením. Na obr. 12.8 je znázornená schéma vysokofrekvenčného generátora na báze prvku s lambda-podobnou voltampérovou charakteristikou. Jeho frekvencia je riadená zmenou dynamickej kapacity tranzistorov pri zmene prúdu, ktorý nimi prechádza.

NI LED stabilizuje pracovný bod a indikuje zapnutý stav generátora.

Generátor založený na analógu lambda diódy, vyrobený na tranzistoroch s efektom poľa, a so stabilizáciou pracovného bodu analógom zenerovej diódy - LED, je znázornený na obr. 12.9. Zariadenie pracuje do frekvencie 1 MHz a vyššej s použitím tranzistorov uvedených v schéme.

Na obr. 12.10 je v poradí porovnania schém podľa stupňa ich zložitosti znázornený praktický obvod RF generátora na báze tunelovej diódy. Ako polovodičový nízkonapäťový stabilizátor napätia sa používa predpätý prechod vysokofrekvenčnej germániovej diódy. Tento generátor je potenciálne schopný pracovať na najvyšších frekvenciách – až niekoľko GHz.

Vysokofrekvenčný frekvenčný generátor, v obvode veľmi podobnom obr. 12.7, ale vyrobený pomocou tranzistora s efektom poľa, je znázornený na obr. 12,11 [Rl 7/97-34].

Prototyp RC generátora znázornený na obr. 11.18 je schéma generátora na obr. 12.12.

Tento generátor sa vyznačuje vysokou frekvenčnou stabilitou, schopnosťou pracovať v širokom rozsahu parametrov prvkov nastavenia frekvencie. Na zníženie vplyvu záťaže na prevádzkovú frekvenciu generátora sa do obvodu zavedie ďalší stupeň - emitorový sledovač vyrobený na bipolárnom tranzistore VT3. Generátor je schopný pracovať až do frekvencií nad 150 MHz.

Spomedzi všetkých druhov generátorových obvodov je potrebné vyzdvihnúť najmä generátory s rázovým budením. Ich práca je založená na periodickom budení oscilačného obvodu (alebo iného rezonančného prvku) silným krátkym prúdovým impulzom. V dôsledku „dopadu elektrónov“ v takto vybudenom oscilačnom obvode vznikajú periodické sínusové kmity s postupným poklesom amplitúdy. Tlmenie kmitov v amplitúde je spôsobené nevratnými stratami energie v oscilačnom obvode. Rýchlosť tlmenia kmitov je určená faktorom kvality (kvality) oscilačného obvodu. Vysokofrekvenčný výstupný signál bude amplitúdovo stabilný, ak budú budiace impulzy nasledovať pri vysokej frekvencii. Tento typ generátora je najstarší v uvažovanej sérii a je známy už od 19. storočia.

Praktická schéma generátora vysokofrekvenčných kmitov rázového budenia je na obr. 12,13 [P 9/76-52; 3 / 77-53]. Impulzy nárazového budenia sú privádzané do oscilačného obvodu L1C1 cez diódu VD1 z nízkofrekvenčného generátora, napríklad multivibrátora alebo iného generátora pravouhlých impulzov (PWG), o ktorom sa hovorí skôr v kapitolách 7 a 8. Veľká výhoda generátorov rázového budenia je, že pracujú s použitím oscilačných obvodov takmer akéhokoľvek druhu a akejkoľvek rezonančnej frekvencie.

Ďalším typom generátorov sú generátory šumu, ktorých obvody sú znázornené na obr. 12.14 a 12.15 hod.

Takéto generátory sa široko používajú na ladenie rôznych elektronických obvodov. Signály generované takýmito zariadeniami zaberajú extrémne široké frekvenčné pásmo – od niekoľkých Hz do stoviek MHz. Na generovanie šumu sa používajú spätne predpäté spoje polovodičových zariadení pracujúcich v okrajových podmienkach lavínového rozpadu. Na to možno použiť prechody tranzistorov (obr. 12.14) [Rl 2 / 98-37] alebo zenerových diód (obr. 12.15) [R 1 / 69-37]. Pre nastavenie režimu, v ktorom je napätie generovaného šumu maximálne, upravte prevádzkový prúd cez aktívny prvok (obr. 12.15).

Všimnite si, že na generovanie šumu možno použiť aj odpory kombinované s viacstupňovými nízkofrekvenčnými zosilňovačmi, superregeneračnými prijímačmi a ďalšími prvkami. Na získanie maximálnej amplitúdy šumového napätia je spravidla potrebný individuálny výber najhlučnejšieho prvku.

Aby sa vytvorili generátory úzkopásmového šumu, môže byť na výstupe obvodu oscilátora zahrnutý LC alebo RC filter.

Literatúra: Shustov M.A. Praktický obvod (kniha 1), 2003