DIY širokopásmový RF generátor. Výkonný RF generátor s MOSFET tranzistorom

Navrhovaný generátor vysokofrekvenčného signálu zaujme jednoduchosťou konštrukcie a zabezpečuje stabilizáciu výstupného napätia v širokom frekvenčnom pásme.

Požiadavky na generátor širokopásmového signálu sú dobre známe. V prvom rade ide o dostatočne malú hodnotu výstupného odporu, ktorá umožňuje, aby jeho výstup zodpovedal charakteristickej impedancii koaxiálneho kábla (zvyčajne 50 Ohm), a prítomnosť automatického nastavenia amplitúdy výstupného napätia, ktoré udržuje jeho úroveň. takmer konštantný bez ohľadu na zmenu frekvencie výstupného signálu. Pre mikrovlnný rozsah (nad 30 MHz) má veľký význam jednoduché a spoľahlivé prepínanie rozsahov, ako aj racionálna konštrukcia generátora.

Vysokofrekvenčný signál z generátora cez kondenzátor C4 sa privádza do brány tranzistora VT3 s efektom poľa. To zaisťuje takmer dokonalú izoláciu medzi záťažou a generátorom. Na nastavenie predpätia tranzistorov VT3 a VT4 sa používajú odpory R7, R8 a aktuálny režim stupňa je určený odpormi R12 - R 14. Na zvýšenie stupňa izolácie sa výstupné vysokofrekvenčné napätie odstráni z kolektorový okruh VT4.

Na stabilizáciu úrovne sa RF signál privádza cez kondenzátor C9 do usmerňovača so zdvojnásobením napätia vykonávaného na prvkoch VD1, VD2, C10, C11, R15. Usmernené napätie úmerné amplitúde výstupného signálu je dodatočne zosilnené v riadiacom obvode pri VT5 a VT6. Pri absencii signálu je RF tranzistor VT6 úplne otvorený; v tomto prípade je maximálne napájacie napätie privádzané do hlavného generátora. V dôsledku toho sú uľahčené podmienky pre samobudenie generátora a v počiatočnom okamihu je stanovená veľká amplitúda jeho kmitov. Toto vysokofrekvenčné napätie cez usmerňovač však otvára VT5, zatiaľ čo napätie na báze VT6 sa zvyšuje, čo vedie k zníženiu napájacieho napätia generátora a v konečnom dôsledku k stabilizácii amplitúdy jeho kmitov. Rovnovážny stav sa vytvorí, keď je amplitúda vysokofrekvenčného signálu na kolektore VT4 o niečo vyššia ako 400 mV.

Variabilný odpor R17 (zobrazený ako potenciometer) je vlastne RF atenuátor a pri absencii záťaže na jeho výstupe dosahuje maximálne napätie štvrtinu vstupného napätia, t.j. 100 mV. Pri zaťažení koaxiálneho kábla odporom 50 Ohm (ktorý je potrebný pre jeho prispôsobenie vo frekvenčnom rozsahu 50 až 160 MHz a viac) sa na výstupe generátora nastaví RF napätie cca 50 mV, ktoré je možné znížiť. na požadovanú úroveň nastavením atenuátora.

Ako regulátor R17 v obvode generátora bol použitý 50-ohmový atenuátor Prech. Ak niektoré špecifické aplikácie nevyžadujú úpravu úrovne výstupného napätia, atenuátor R17 možno nahradiť pevným 50 ohmovým odporom.

Aj v tomto prípade je však možné upraviť úroveň RF napätia v rámci určitých limitov: na tento účel nie je kondenzátor C9 pripojený ku kolektoru VT4, ale k jeho emitoru, pričom sa berie do úvahy malá zmena (zníženie). v úrovni signálu pri vyšších frekvenciách prevádzkového rozsahu. Potom je záťaž pre VT4 tvorená atenuátorom R17 a odpormi R11, R12. Zvýšenie amplitúdy výstupného vysokofrekvenčného napätia je možné dosiahnuť uzavretím odporu R11 drôtenou prepojkou, ale ak je potrebné znížiť amplitúdu výstupného napätia, potom je rezistor R11 ponechaný v zariadení a kondenzátory C7, C8 sú odspájkované. Ešte väčší pokles úrovne výstupného signálu možno dosiahnuť znížením hodnoty odporu R17, ale v tomto prípade už nebude koordinácia s káblom a pri frekvenciách nad 50 MHz je to neprijateľné!

Všetky časti generátora sú umiestnené na malej doske s plošnými spojmi. Tlmivky generátora L1 - L3 sú navinuté na rámoch s priemerom 7,5 mm. Ich indukčnosti sú vyladené nízkostratovými feritovými jadrami navrhnutými na prevádzku v rozsahu VHF. Cievka L3 má 62 závitov, L2 - 15 a L1 - 5 závitov drôtu PEL 0,2 (navíjanie všetkých cievok v jednej vrstve). Indukčnosť WL1 je vytvorená vo forme slučky, ktorá je na jednej strane pripevnená k prepínaču rozsahu a na druhej strane k variabilnému kondenzátoru C1. Rozmery slučky sú znázornené na obr. 2. Je vyrobený z 1,5 mm postriebreného medeného drôtu; na upevnenie vzdialeností medzi jeho vodičmi sa používajú tri dosky z izolačného materiálu s nízkymi stratami (napríklad fluoroplast), v ktorých sú vyvŕtané dva otvory s priemerom 1,5 mm, umiestnené vo vzdialenosti 10 a 2,5 mm ( Obr. 2).

Celé zariadenie je umiestnené v kovovom puzdre s rozmermi 45x120x75 mm. Ak sú atenuátor a RF konektor nainštalované v puzdre na opačnej strane, než na ktorej je umiestnená doska plošných spojov, potom je v puzdre zariadenia stále dostatok miesta pre napájacie jednotky: 1 W napájací transformátor so sieťou pokles napätia na 15 V, usmerňovací mostík a mikroobvod 7812 (domáci analóg - KR142EN8B). Do krytu je možné umiestniť aj miniatúrny merač frekvencie s preddeličkou. V tomto prípade by mal byť vstup deliča pripojený ku kolektoru VT4 a nie k výstupnému konektoru, čo umožní čítanie frekvencie pri akomkoľvek RF napätí odobratom z atenuátora R17.

Zmenou indukčnosti cievky obvodu alebo kapacity kondenzátora C1 je možné zmeniť frekvenčný rozsah zariadenia. Pri rozširovaní frekvenčného rozsahu smerom k vyšším frekvenciám by sa mali znížiť straty ladiacej slučky (použitím kondenzátora so vzduchovým dielektrikom a keramickou izoláciou ako C1, tlmivky s nízkymi stratami). Okrem toho diódy VD1 a VD2 musia spĺňať tento rozšírený frekvenčný rozsah, inak sa so zvyšujúcou sa frekvenciou zvýši výstupné napätie generátora, čo sa vysvetľuje znížením účinnosti stabilizačného obvodu.

Na uľahčenie ladenia sa paralelne s C 1 pripája prídavný variabilný kondenzátor malej kapacity (elektrický nónius), prípadne sa k ladiacemu kondenzátoru používa mechanický nónius s prevodovým pomerom 1:3 - 1:10.

Od redaktora. V tomto dizajne môžu byť tranzistory BF199 nahradené domácimi - KT339 s akýmkoľvek písmenovým indexom a pri rozširovaní rozsahu generátora smerom k vyšším frekvenciám - KT640, KT642, KT643. Namiesto tranzistora s efektom poľa BFW11 je prípustná inštalácia KP307G alebo KP312 a namiesto tranzistora VS252S možno použiť KT3107 s indexmi Zh, I, K alebo L. Mikrovlnné detektorové diódy napr. 2A201 , 2A202A, možno použiť ako diódy. Ak generátor pracuje pri frekvenciách nepresahujúcich 100 MHz, potom je možné použiť diódy typu GD507A (s korekciou odporu rezistora R11). Prepínač SA1 - PGK. Výkon rezistorov je 0,125 alebo 0,25 W.

Kondenzátor C1 musí byť so vzduchovým dielektrikom a musí mať keramickú alebo kremennú izoláciu oboch dosiek statora od telesa a dosiek rotora od osi; jeho maximálna kapacita je najlepšie obmedzená na 50 pF. Atenuátory typu použitého v generátore nie sú vyrábané v našom odvetví. Namiesto toho je dovolené použiť hladký regulátor v automatickom riadiacom obvode a konvenčný krokový tlmič s prepojkami v tvare P alebo T na výstupe.

RadioMir 2008 №9

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

Väčšinou pri opravách a úpravách KV zariadení je 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.

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.

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.

Rádioamatéri si takto 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 Hartley master oscilátor. 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

Táto kniha skúma vlastnosti obvodových riešení používaných pri vytváraní miniatúrnych tranzistorových rádiových vysielacích zariadení. Príslušné kapitoly poskytujú informácie o princípoch činnosti a vlastnostiach fungovania jednotlivých jednotiek a kaskád, schematické nákresy, ako aj ďalšie informácie potrebné pre samostatný návrh jednoduchých rádiových vysielačov a rádiových mikrofónov. Samostatná kapitola je venovaná úvahám o praktických návrhoch tranzistorových mikrovysielačov pre komunikačné systémy krátkeho dosahu.

Kniha je určená pre začínajúcich rádioamatérov, ktorí sa zaujímajú o zvláštnosti obvodových riešení pre uzly a kaskády miniatúrnych tranzistorových rádiových vysielacích zariadení.

V predtým uvažovaných obvodových riešeniach LC generátorov bol ako aktívny prvok použitý bipolárny tranzistor. Pri vývoji miniatúrnych rádiových vysielačov a rádiových mikrofónov sa však široko používajú obvody s aktívnymi prvkami založené na tranzistoroch s efektom poľa. Hlavnou výhodou tranzistorov s efektom poľa, často nazývaných kanálové alebo unipolárne tranzistory, je ich vysoká vstupná impedancia, úmerná vstupnej impedancii elektrónok. Špeciálnu skupinu tvoria tranzistory s efektom poľa s izolovaným hradlom.

Vzhľadom na striedavý prúd môže byť poľom riadený tranzistor aktívneho prvku vysokofrekvenčného generátora zapnutý so spoločným zdrojom, so spoločným hradlom alebo so spoločným kolektorom. Pri vývoji mikroprenášačov sa často používajú obvodové riešenia, v ktorých je striedavý tranzistor s efektom poľa zapojený podľa spoločného kolektorového obvodu. Takýto obvod na spínanie tranzistora s efektom poľa je podobný spínaciemu obvodu so spoločným kolektorom pre bipolárny tranzistor. V aktívnom prvku vyrobenom na tranzistore s efektom poľa, zapojenom podľa obvodu so spoločným kolektorom, je záťaž pripojená k zdrojovému obvodu tranzistora a výstupné napätie je odstránené zo zdroja vzhľadom na zbernicu skrine.

Napäťové zosilnenie takéhoto stupňa, často nazývaného sledovač zdroja, je blízko jednote, to znamená, že výstupné napätie sa prakticky rovná vstupnému napätiu. V tomto prípade nedochádza k fázovému posunu medzi vstupným a výstupným signálom. Zdrojové zosilňovače sa vyznačujú relatívne nízkou vstupnou impedanciou so zvýšenou vstupnou impedanciou. Okrem toho sa takéto stupne vyznačujú nízkou vstupnou kapacitou, čo vedie k zvýšeniu vstupnej impedancie pri vysokých frekvenciách.

Jedným z kritérií klasifikácie LC-generátorov na tranzistoroch s efektom poľa, ako aj generátorov na bipolárnych tranzistoroch, je návrh obvodu s kladnou spätnou väzbou. V závislosti od použitej schémy zapojenia PIC sa takéto generátory delia na generátory s indukčnou väzbou, kapacitnou väzbou a trojbodové generátory (tzv. trojbodové). V generátoroch s indukčnou väzbou je obvod kladnej spätnej väzby medzi vstupnou a výstupnou elektródou tranzistora tvorený indukčnou väzbou a v generátoroch s kapacitnou väzbou je kapacitný. V trojbodových VF generátoroch, ktoré sú zase rozdelené na indukčné a kapacitné trojbodové, je rezonančný obvod spojený s aktívnym prvkom v troch bodoch.

Malo by sa uznať, že pri vývoji vysokofrekvenčných generátorov pre miniatúrne rádiové vysielacie zariadenia sú obzvlášť populárne obvodové riešenia s tranzistormi s efektom poľa založené na použití indukčného trojbodu (obvod Hartley). Faktom je, že pri vysokých frekvenciách je komplexná vstupná impedancia tranzistora s efektom poľa veľká. Preto tranzistor prakticky neobchádza rezonančný obvod, to znamená, že nemá žiadny vplyv na jeho parametre. Schematický diagram jedného z variantov vysokofrekvenčného LC-generátora, vyrobeného podľa Hartleyho schémy na tranzistore s efektom poľa zapojenom striedavým prúdom podľa obvodu so spoločným odberom, je znázornený na obr. 3.10.

Ryža. 3.10. Schematický diagram LC-generátora na tranzistore s efektom poľa podľa Hartleyho schémy

V uvažovanom obvode je aktívny prvok LC-generátora vyrobený na tranzistore VT1 s efektom poľa, ktorý sa zapína striedavým prúdom podľa obvodu sledovača zdroja, to znamená so spoločným odberom. Drenážna elektróda tranzistora je uzavretá k zbernici tela cez kondenzátor C2. Rezonančný obvod je tvorený paralelne zapojeným ladiacim kondenzátorom C1 a tlmivkou L1, ktorých parametre určujú frekvenciu generovaných kmitov. Tento obvod je pripojený k obvodu brány tranzistora VT1 s efektom poľa.

Kmity vznikajúce v rezonančnom obvode sú privádzané do brány tranzistora VT1. Pri kladnej polvlne vstupného signálu sa na bránu aplikuje zodpovedajúce kladné napätie, v dôsledku čoho sa zvyšuje vodivosť kanála a zvyšuje sa odtokový prúd. Pri zápornej polovičnej vlne oscilácie sa na bránu aplikuje zodpovedajúce záporné napätie, v dôsledku čoho sa vodivosť kanála znižuje a odtokový prúd klesá. Napätie odvedené zo zdrojovej elektródy tranzistora VT1 sa privádza do rezonančného obvodu, a to na výstup cievky L1, ktorá je vzhľadom na zdroj tranzistora zapojená podľa obvodu stupňovitého autotransformátora. . Takéto zahrnutie umožňuje zvýšiť koeficient prenosu obvodu s kladnou spätnou väzbou na požadovanú úroveň, to znamená, že zabezpečuje splnenie podmienky amplitúdovej rovnováhy. Splnenie podmienky fázovej rovnováhy je zabezpečené zapnutím tranzistora VT1 podľa schémy so spoločným odtokom.

Dodržanie podmienok pre vyváženie amplitúd a vyváženie fáz vedie k vzniku stabilných kmitov na rezonančnej frekvencii oscilačného obvodu. V tomto prípade je možné frekvenciu generovaného signálu meniť pomocou ladiaceho kondenzátora C1 oscilačného obvodu. Výstupný signál generovaný generátorom sa odoberá zo zdrojovej elektródy tranzistora VT1 s efektom poľa.

Pri navrhovaní vysokofrekvenčných generátorov pre mikrovysielače sa často používajú obvodové riešenia s tranzistormi s efektom poľa založené na použití kapacitného trojbodového (Kolpitzov obvod). Schematický diagram jedného z variantov vysokofrekvenčného LC-generátora, vyrobeného podľa Kolpitzovej schémy na tranzistore s efektom poľa zapojenom striedavým prúdom podľa obvodu so spoločným odberom, je znázornený na obr. 3.11.

Ryža. 3.11. Schematický diagram LC-generátora na tranzistore s efektom poľa podľa Kolpitzovej schémy

Aktívny prvok tohto LC-generátora je vyrobený na tranzistore VT1 s efektom poľa, ktorý sa zapína striedavým prúdom podľa obvodu so spoločným odberom. V tomto prípade je kolektorová elektróda tranzistora uzavretá k zbernici tela cez kondenzátor C5. Paralelný rezonančný obvod je tvorený tlmivkou L1 a kondenzátormi C1 - C4, ktorých parametre určujú frekvenciu generovaných kmitov. Tento obvod je súčasťou hradlového obvodu tranzistora s efektom poľa.

Kmity vznikajúce v rezonančnom obvode sú privádzané do brány tranzistora VT1. Napätie odvedené zo zdrojovej elektródy tranzistora VT1 je privádzané cez spätnoväzbový obvod do rezonančného obvodu, a to do miesta spojenia kondenzátorov C3 a C4, ktoré tvoria kapacitný delič. Voľba zodpovedajúcich hodnôt kapacít kondenzátorov C3 a C4, ako aj potrebného pomeru týchto hodnôt, vám umožňuje zvoliť takú úroveň prenosového koeficientu obvodu s kladnou spätnou väzbou, ktorá zaisťuje súlad s stav amplitúdovej rovnováhy. Splnenie podmienky fázovej rovnováhy je zabezpečené zapnutím tranzistora VT1 podľa schémy so spoločným odtokom.

Dodržanie podmienok pre vyváženie amplitúd a vyváženie fáz zabezpečuje vznik stabilných kmitov na rezonančnej frekvencii oscilačného obvodu. V tomto prípade je možné frekvenciu generovaného signálu meniť pomocou kondenzátora C2 (hrubé ladenie) a kondenzátora C1 (jemné ladenie). Výstupný signál s frekvenciou asi 5 MHz, generovaný generátorom, je odoberaný zo zdrojovej elektródy tranzistora VT1 s efektom poľa.

Navrhovaný generátor pracuje vo frekvenčnom rozsahu od 26560 kHz do 27620 kHz a je určený na ladenie CB zariadení. Napätie signálu z "Out. 1" je 0,05 V do záťaže 50 Ohm. K dispozícii je tiež "Out.2". ku ktorému môžete pripojiť merač frekvencie pri nastavovaní prijímačov. Generátor poskytuje možnosť získať frekvenčne modulované oscilácie. Na tento účel sa používa „In. Mod.“ do ktorého sa privádza nízkofrekvenčný signál z externého generátora audio frekvencie. Generátor je napájaný zo stabilizovaného zdroja + 12V.Prúdový odber nepresahuje 20mA. Hlavný generátor je vyrobený na tranzistoroch VT1 s efektom poľa. VT2. zahrnuté podľa schémy "spoločný zdroj - spoločná brána".

Generátor zostavený podľa tejto schémy funguje dobre pri frekvenciách od 1 do 100 MHz. pretože používa tranzistory s efektom poľa s medznou frekvenciou > 100 MHz. Podľa výskumu. tento generátor má krátkodobú frekvenčnú nestabilitu (po dobu 10 s) lepšiu ako generátory vyrobené podľa kapacitných a indukčných trojbodových obvodov. Posun frekvencie generátora za každých 30 minút prevádzky po dvojhodinovom zahrievaní, ako aj úrovne druhej a tretej harmonickej, sú menšie ako u generátorov vyrobených podľa trojbodovej schémy. Kladnú spätnú väzbu v generátore zabezpečuje kondenzátor C10. V obvode brány VT1 je zahrnutý oscilačný obvod C5 ... C8. L1. určenie frekvencie generovania obvodu. Matica varicap VD1 je pripojená k obvodu cez malú kapacitu C9. Privedením nízkofrekvenčného signálu naň meníme jeho kapacitu a tým vykonávame frekvenčnú moduláciu generátora. Napájanie generátora je dodatočne stabilizované VD2. Vysokofrekvenčný signál sa odoberá z odporu R6. zahrnuté v zdrojových obvodoch tranzistorov. Širokopásmový emitorový sledovač pre VT3 a VT4 je pripojený ku generátoru cez kondenzátor C 11. Výhody takéhoto opakovača sú uvedené v. Cez kondenzátor C 15 je na jeho výstup pripojený delič napätia (R14.R15). Výstupná impedancia pre "Out.1" je 50 Ohm. preto je možné k nemu pripojiť 50-ohmový koaxiálny kábel s 50-ohmovou vstupnou impedanciou. napríklad RF atenuátor. uverejnené v [З]. Zdrojový sledovač k VT5 je pripojený k výstupu vysielacieho sledovača. To umožnilo úplne eliminovať vzájomné ovplyvňovanie záťaží. pripojený k "Out.1" a "Out.2".

Podrobnosti. Kondenzátory Sb ... S 10 - typ KT6. Zvyšok kondenzátorov: keramický - typ K10-7V. K10-17. elektrolytický - typ K50-35. Cievka L1 je navinutá na keramickom rebrinovom ráme (veľkosť rebier - 15 mm) s postriebreným drôtom o priemere 1 mm s rozstupom 2 mm. Počet otočení je 6,75. Navíjanie sa vykonáva pomocou vyhrievaného drôtu s "tesnosťou". Tlmivka L2 - z čiernobielych trubicových televízorov (môžete použiť aj iné) s indukčnosťou od 100 do ZOOmkHn. Rezistory - typ MLT-0,125. Tranzistory s efektom poľa je možné použiť s ktorýmkoľvek zo série KPZOZ. ešte lepšie - zo série KP307. Vysokofrekvenčné konektory X1 ... XZ - typ SR50-73FV. Tranzistor VT3 - akýkoľvek vysokofrekvenčný typ prp. VT4 - vysokofrekvenčný typ rpr.

Literatúra
1. Kotienko D .. Turkin N. LC-generátor na tranzistoroch s efektom poľa. - Rádio. 1990. N5. str.59.
2. Širokopásmový sledovač napätia. - Rádio. 1981. N4. str.61.
3. RF atenuátor. - Rádioamatér. KB a VHF. 1996. N10. str. 36.
4. Mukhin V. Neštandardné správanie indukčných cievok pri zahrievaní. - Rádioamatér. 1996. N9. strana 13. štrnásť.
5. Maslov E. Výpočet oscilačného obvodu pre natiahnuté ladenie. - Rádioamatér, 1995. N6. s 14-16.