Генератори ВЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Початківцю радіоаматору

 Коментарі до статті

Отже, найголовніший блок будь-якого передавача – це генератор. Від того, наскільки стабільно і точно працює генератор, залежить, чи зможе хтось упіймати переданий сигнал і нормально його приймати.

У нашому ненаглядному Інтернеті валяється просто безліч різних схем жучків, в яких використовуються різні генератори. Зараз ми трохи класифікуємо цю безліч.

Номінали деталей всіх наведених схем розраховані з огляду на те, що робоча частота схеми становить 60…110 МГц (тобто, перекриває наш улюблений УКХ-диапазон).

"Класика жанру"

Транзистор включений за схемою із загальною базою. Резисторний дільник напруги R1-R2 створює з урахуванням зміщення робочої точки. Конденсатор C3 шунтує R2 за високою частотою.

R3 включений в емітерний ланцюг для обмеження струму, що протікає через транзистор.

Конденсатор C1 і котушка L1 утворюють частотний коливальний контур.

Кондер C2 забезпечує позитивний зворотний зв'язок (ПОС), необхідну для генерації.

Механізм генерації

Спрощено схему можна так:

Замість транзистора ми ставимо якийсь "елемент із негативним опором". По суті – підсилювальний елемент. Тобто струм на його виході більше, ніж струм на вході (так хитро).

До входу цього елемента підключено коливальний контур. З виходу елемента цей же коливальний контур подано зворотний зв'язок (через кондер C2). Таким чином, коли на вході елемента струм збільшується (відбувається перезаряджання контурного конденсатора), струм збільшується і на виході. Через зворотний зв'язок, він подається назад на коливальний контур - відбувається "підживлення". В результаті, в контурі устаканюються незатухаючі коливання.

Все виявилося простіше пареної ріпи (як завжди).

різновиди

У безкрайньому інеті можна ще зустріти таку реалізацію цього ж генератора:

Схема називається "ємнісна триточка". Принцип роботи – той самий.

У всіх цих схемах згенерований сигнал можна знімати безпосередньо з колектора VT 1, або використовувати для цього котушку зв'язку, пов'язану з контурною котушкою.

Індуктивна триточка

Цю схему вибираю я і раджу вам.

R1 - обмежує струм генератора,

R2 - задає зсув бази,

C1, L1 - коливальний контур,

C2 - кондер ПІС

Котушка L1 має відвід, якого підключений емітер транзистора. Цей відвід повинен бути розташований не рівно посередині, а ближче до "холодного" кінця котушки (тобто з'єднаний з проводом живлення). Крім того, можна взагалі не робити відведення, а намотати додаткову котушку, тобто зробити трансформатор:

Ці схеми ідентичні.

Механізм генерації:

Для розуміння того, як працює такий генератор, розглянемо саме другу схему. При цьому, ліва (за схемою) обмотка буде вторинною, права – первинною.

Коли верхній обкладці C1 збільшується напруга (тобто, струм у вторинної обмотці тече "вгору"), то базу транзистора через конденсатор зворотний зв'язок C2 подається відкриваючий імпульс. Це призводить до того, що транзистор подає первинну обмотку струм, цей струм викликає збільшення струму у вторинній обмотці. Відбувається підживлення енергією. Взагалі - все теж досить просто.

різновиди

Моє невелике ноу-хау: можна поставити між загальним та базою діод:

Цей діод прискорює перезаряд C2, що призводить до збільшення потужності сигналу, що генерується. Проте, водночас, це вносить у сигнал нелінійні спотворення, отже, на виході доведеться ставити фільтри НЧ для придушення паразитних гармонік.

Сигнал у всіх цих схемах знімаємо з емітера транзистора або через додаткову котушку зв'язку безпосередньо з контуру.

Двотактний генератор для лінивих

Найпростіша схема генератора, яку мені доводилося коли-небудь бачити:

У цій схемі легко вловлюється схожість із мультивібратором. Я вам скажу більше – це і є мультивібратор. Тільки замість ланцюжків затримки на конденсаторі та резисторі (RC-ланцюги), тут використовуються котушки індуктивності. Резистор R1 встановлює струм через транзистори. Крім того, без нього генерація просто не піде.

Механізм генерації

Припустимо, VT1 відкривається, через L1 тече колекторний струм VT1. Відповідно, VT2 закритий, через L2 тече відкриваючий базовий струм VT1. Але оскільки опір котушок разів у 100…1000 менше опору резистора R1, то на момент повного відкриття транзистора, напруга ними падає дуже малого значення, і транзистор закривається. Але! Оскільки до закриття транзистора через L1 тек великий колекторний струм, то в момент закриття відбувається викид напруги (ЕРС самоіндукції), який подається на базу VT2 відкриває його. Все починається по новій, тільки з іншим плечем генератора. І так далі…

Цей генератор має лише один плюс – простота виготовлення. Решта – мінуси.

Оскільки в ньому відсутня чітка ланка, що час задає (коливальний контур або RC-ланцюг), то частоту такого генератора розрахувати дуже складно. Вона залежатиме від властивостей застосовуваних транзисторів, від напруги живлення, температури і т.д. Загалом, у серйозних речах цей генератор краще не використовувати. Однак, у діапазоні НВЧ його застосовують досить часто.

Двотактний генератор для працьовитих

Інший генератор, який ми розглянемо – теж двотактний. Однак, він містить коливальний контур, що робить його параметри більш стабільними та прогнозованими. Хоча, по суті, він також досить простий.

Ось він

Що ми тут бачимо?

Бачимо коливальний контур L1 C1,

А далі бачимо кожній тварюці по парі:

Два транзистори: VT1, VT2

Два конденсатори зворотного зв'язку: С2, С3

Два резистори зміщення: R1, R2

Досвідчене око (та й не дуже досвідчене), виявить і в цій схемі схожість з мультивібратором. Ну що ж, воно так і є!

Чим примітна дана схема? Та тим, що через використання двотактного включення, вона дозволяє розвивати подвійну потужність, у порівнянні зі схемами 1-тактних генераторів, при тій же напрузі живлення та за умови застосування тих самих транзисторів. ВО як! Ну, загалом у неї майже немає недоліків :)

Механізм генерації

При перезаряді конденсатора в один або інший бік, через один із конденсаторів зворотного зв'язку надходить струм на відповідний транзистор. Транзистор відкривається і додає енергію в "потрібному" напрямку. Ось і вся премудрість.

Особливо витончених варіантів виконання цієї схеми я не зустрічав.

Тепер трохи креативу.

Генератор на логічних елементах

Якщо використання транзисторів у генераторі здається вам несучасним чи громіздким чи неприпустимим з релігійних міркувань – вихід є! Можна використовувати замість транзисторів мікросхеми. Зазвичай використовується логіка: елементи НЕ, І-НЕ, АБО-НЕ, рідше - Виключає АБО. Взагалі кажучи, потрібні тільки елементи НЕ, решта - надмірності, тільки погіршують швидкісні параметри генератора.

дивимося:

Бачимо страшну схему.

Квадратики з дірочкою у правому боці – це інвертери. Ну чи - "елементи НЕ". Дірочка вказує на те, що сигнал інвертується.

Що таке елемент НЕ з погляду банальної ерудиції? Ну, тобто з погляду аналогової техніки? Правильно, це підсилювач із зворотним виходом. Тобто, при збільшенні напруги на вході підсилювача, напруга на виході пропорційна зменшується . Схему інвертера можна зобразити приблизно так (спрощено):

Це, звичайно, занадто просто. Але частка правди у цьому є.

Втім, нам поки що це не так важливо.

Отже, дивимось схему генератора. Маємо:

Два інвертери (DD1.1, DD1.2)

Резистор R1

Коливальний контур L1 C1

Зауважте, що коливальний контур у цій схемі – послідовний. Тобто конденсатор і котушка стоять один за одним. Але це все одно коливальний контур, він розраховується за тими ж формулами, і нітрохи не гірше (і не краще) свого паралельного побратима.

Почнемо спочатку. Навіщо нам потрібний резистор?

Резистор створює негативний зворотний зв'язок (ООС) між виходом та входом елемента DD1.1. Це треба для того, щоб контролювати коефіцієнт посилення - це раз, а також - щоб створити на вході елемента початкове зміщення - це два. Як це працює, докладно ми розглянемо десь в навчальній по аналоговій техніці. Поки що усвідомимо, що завдяки цьому резистору, на виході та вході елемента, без вхідного сигналу, устаканивается напруга, що дорівнює половині напруги живлення. Точніше - середнього арифметичного напруження логічних "нуля" і "одиниці". Не будемо поки що на цьому морочитися, у нас ще багато справ.

Отже, на одному елементі ми отримали підсилювач, що інвертує. Тобто, підсилювач, який "перевертає" сигнал нагору ногами: якщо на вході багато - на виході мало, і навпаки. Другий елемент служить для того, щоб зробити цей підсилювач неінвертуючим. Тобто він перевертає сигнал ще раз. І в такому вигляді посилений сигнал подається на вихід, на коливальний контур.

Ану, дивимося уважно на коливальний контур? Як він увімкнений? Правильно! Він включений між виходом та входом підсилювача. Тобто він створює позитивний зворотний зв'язок (ПОС). Як ми вже знаємо з розгляду попередніх генераторів, ПІС потрібна для генератора, як валеріанка для кота. Без ПІС жоден генератор не зможе що? Правильно – збудитися. І розпочати генерацію…

Всі напевно знають таку річ: якщо до входу підсилювача підключити мікрофон, до виходу - динамік, то при піднесенні мікрофона до динаміка починається неприємний "свист". Це – ні що інше як генерація. Ми подаємо сигнал з виходу підсилювача на вхід. Виникає ПІС. Як наслідок, підсилювач починає генерувати.

Ну, коротше, за допомогою LC-ланцюжка в нашому генераторі створюється ПІО, що призводить до збудження генератора на резонансній частоті коливального контуру.

Ну що складно?

Якщо (складно)

{

чешем (ріпу);

читаємо ще раз;

}

Тепер поговоримо про різновиди подібних генераторів.

По-перше, замість коливального контуру можна включити кварц. Вийде стабілізований генератор, який працює на частоті кварцу:

Якщо ланцюг ОС елемента DD1.1 включити замість резистора коливальний контур - можна завести генератор на гармоніках кварцу. Для отримання будь-якої гармоніки потрібно, щоб резонансна частота контуру була близька до частоти цієї гармоніки:

Якщо генератор робиться з елементів І-НЕ або АБО-НЕ, входи цих елементів потрібно запаралелити, і включати як звичайний інвертор. Якщо використовуємо Виключне АБО, то один із входів кожного елемента садиться на + живлення.

Пара слів про мікросхеми.

Переважно використовувати логіку ТТЛШ або швидкодіючий КМОП.

Серії ТТЛШ: К555, К531, КР1533

Наприклад, мікросхема К1533ЛН1 - 6 інверторів.

Серії КМОП: КР1554, КР1564 (74 AC, 74 HC ), наприклад - КР1554ЛН1

На крайній випадок – стара добра серія К155 (ТТЛ). Але її частотні параметри залишають бажати кращого, тож - я не став би використовувати цю логіку.

Розглянуті тут генератори - далеко не все, що можуть зустрітися вам у цьому нелегкому житті. Але знаючи основні принципи роботи цих генераторів, буде набагато простіше зрозуміти роботу інших, приборкати їх і змусити працювати на себе :)

Публікація: radiokot.ru

Дивіться інші статті розділу Початківцю радіоаматору.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Шум транспорту затримує зростання пташенят 06.05.2024

Звуки, що оточують нас у сучасних містах, стають дедалі пронизливішими. Однак мало хто замислюється про те, як цей шум впливає на тваринний світ, особливо на таких ніжних створінь, як пташенята, які ще не вилупилися з яєць. Недавні дослідження проливають світло на цю проблему, вказуючи на серйозні наслідки для їхнього розвитку та виживання. Вчені виявили, що вплив транспортного шуму на пташенят зебрового діамантника може призвести до серйозних порушень у розвитку. Експерименти показали, що шумова забрудненість може суттєво затримувати їх вилуплення, а ті пташенята, які все ж таки з'являються на світ, стикаються з низкою здоровотворних проблем. Дослідники також виявили, що негативні наслідки шумового забруднення сягають і дорослого віку птахів. Зменшення шансів на розмноження та зниження плодючості говорять про довгострокові наслідки, які транспортний шум чинить на тваринний світ. Результати дослідження наголошують на необхідності ...>>

Бездротова колонка Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

У світі сучасної технології звуку виробники прагнуть не тільки бездоганної якості звучання, але й поєднання функціональності з естетикою. Одним із останніх інноваційних кроків у цьому напрямку є нова бездротова акустична система Samsung Music Frame HW-LS60D, представлена ​​на заході 2024 World of Samsung. Samsung HW-LS60D – це не просто акустична система, це мистецтво звуку у стилі рамки. Поєднання 6-динамічної системи з підтримкою Dolby Atmos та стильного дизайну у формі фоторамки робить цей продукт ідеальним доповненням до будь-якого інтер'єру. Нова колонка Samsung Music Frame оснащена сучасними технологіями, включаючи функцію адаптивного звуку, яка забезпечує чіткий діалог на будь-якому рівні гучності, а також автоматичну оптимізацію приміщення для насиченого звукового відтворення. За допомогою з'єднань Spotify, Tidal Hi-Fi і Bluetooth 5.2, а також інтеграцією з розумними помічниками, ця колонка готова задовольнити ...>>

Новий спосіб управління та маніпулювання оптичними сигналами 05.05.2024

Сучасний світ науки та технологій стрімко розвивається, і з кожним днем ​​з'являються нові методи та технології, які відкривають перед нами нові перспективи у різних галузях. Однією з таких інновацій є розробка німецькими вченими нового способу керування оптичними сигналами, що може призвести до значного прогресу фотоніки. Нещодавні дослідження дозволили німецьким ученим створити регульовану хвильову пластину всередині хвилеводу із плавленого кремнезему. Цей метод, заснований на використанні рідкокристалічного шару, дозволяє ефективно змінювати поляризацію світла через хвилевід. Цей технологічний прорив відкриває нові перспективи розробки компактних і ефективних фотонних пристроїв, здатних обробляти великі обсяги даних. Електрооптичний контроль поляризації, що надається новим методом, може стати основою створення нового класу інтегрованих фотонних пристроїв. Це відкриває широкі можливості для застосування. ...>>

Випадкова новина з Архіву Реверсив-контрацептив 19.01.2016 Якось німецький тесляр Клеменс Бімек (Clemens Bimek) побачив по телевізору передачу про анатомію людини, яка навела його на ідею радикально нового вирішення питання чоловічої контрацепції. У 2000 році він довів свою розробку до патентування, а в 2009 році імплантував (за допомогою хірурга, природно) собі цей пристрій для випробувань. Система під назвою Bimek SLV використовує два перекриваючі клапани, які імплантуються в шкірно-м'язовий орган-мішечок. Кожен клапан зроблений з немагнітних металевих компонентів та біосумісного полімеру, що використовується в медичних імплантатах. Клапани прикріплюються до парної сім'явивідної протоки і врізаються в кожен канал. Після імплантації процес відкриття та закриття клапана відбувається шляхом натискання вимикача через шкіру. При закритому клапані сперматозоїди відводяться від протоки і викидаються в навколишню тканину, де вони теорії повинні поглинатися. Для того, щоб не відбулося випадкового відкриття клапана і, відповідно, непередбаченого викиду рідини у пристрої передбачено запобіжник, який потрібно тримати у натиснутому положенні, щоб відкрити клапан. Операцію на винахіднику було проведено під місцевою анестезією, і він міг спостерігати за процесом. Всі минулі з моменту імплантації шість років прилад працює добре, а сперміограма показує, що його нативний еякулят не містить сперматозоїдів. Коли чутка про пристрій поширилася в масах, до винахідника звернулися 200 чоловіків, які готові брати участь у дослідах. Зараз Бімек разом із лікарями готує прилад для клінічних випробувань, які мають розпочатися цього року за участю 25 добровольців. Однак багато урологів висловлюють побоювання щодо безпеки пристрою. Деякі припускають реакцію відторгнення, незважаючи на те, що матеріали, використані у пристрої, давно використовуються в імплантатах. Інші говорять про те, що в місцях з'єднання каналів з приладом може утворюватися рубцева тканина, яка перешкоджатиме руху еякуляту. Та й сама рідина може загуснути і стати малорухливою, якщо клапани будуть довго перебувати в закритому положенні.

Інші цікаві новини:

▪ Відновлено духи фараонів

▪ Бездротова колонка Huawei Sound Joy

▪ Комп'ютер із душком

▪ Адаптер для передачі 4K-відео через USB 3.0

▪ Індикатор свіжості продуктів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей

▪ стаття Тяжко у навчанні, легко у бою. Крилатий вислів

▪ стаття Як обґрунтовують свою мету прихильники Руху за добровільне зникнення людства? Детальна відповідь

▪ стаття Всюдихід-пневмохід. Особистий транспорт

▪ стаття Автоматизація аероіонізатора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття ЧМ приймач на мікросхемі TDA7088T Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024