Кварцовий хаотичний генератор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Побудова автогенераторів з "хаотичним поведінкою" ґрунтується на взаємодії взаємопов'язаних лінійного та нелінійного осциляторів.

Схема "хаотичного" автогенератора зазвичай містить три основні елементи:

• лінійний коливальний контур;
• взаємопов'язаний з лінійним нелінійний коливальний контур, що містить pn-перехід (найчастіше це варакторний діод);
• підсилювач з обмежувальної характеристикою, що забезпечує самозбудження системи (будь-яка схема підсилювача, що використовується у звичайних автогенераторах).

Характер процесів у нелінійному контурі хаотичного автогенератора визначається як частотою, і амплітудою на нього. Складні сигнали на виході нелінійного контуру після проходження ланцюгом зворотного зв'язку автогенератора стають джерелом обурення того ж самого нелінійного контуру. При багаторазовій циркуляції сигналу динаміка такого автогенератора стає хаотичною.

Схема кварцового хаотичного автогенератора, де як лінійних контурів використовуються кварці, представлена ​​на рис.1. Тут лінійний коливальний контур утворений кварцами, а нелінійний елементами L1-VD1. Залежно від полярності та рівня ВЧ-напруги, прикладеного до варакторного діода VD1, його ємність змінюється, отже, власна (резонансна) частота контуру L1-VD1 також змінюється.

Рис.1. Принципова схема кварцового хаотичного автогенератора

При певних параметрах системи (номіналах радіодеталей) коливання в ній стають хаотичними, а дискретний до цього моменту спектр коливань (рис.2) – безперервним (рис.3).

Рис.2. Дискретний спектр коливань

Рис.3. Безперервний спектр коливань

Для побудови хаотичного автогенератора використовувалася відома класична схема ємнісної "трьохточки". Транзистор VT2 утворює буферний каскад, який необхідний для розв'язування автогенератора на VT1 та його навантаження (наприклад, вимірювальних приладів з 50-омними входами).

У схемі на рис.1 використовуються два кварці. Це спричинено наступним. Як показали попередні експерименти, хаотичні коливання реалізуються за наявності контуру L1-VD1 та всього одного кварцу, проте такий режим роботи автогенератора виявляється вкрай нестійким.

При вимиканні живлення та його подальшому включенні автогенератор перестає працювати в хаотичному режимі та стає "звичайним" кварцовим генератором. Повернення в хаотичний режим можливе в цьому випадку короткочасним підключенням другого кварцу до працюючого в автогенераторі.

При паралельному включенні кількох кварців та відсутності нелінійного контуру L1-VD1, у схемі відбуваються складні (багаточастотні), але детерміновані коливання. Підключивши до виходу автогенератора спектроаналізатор, можна побачити в цьому випадку лише кілька піків різної висоти (рис.2). За наявності двох кварців з різними частотами коливання одного кварцу модулюють коливання іншого через нелінійність підсилювача на VT1. У результаті виходить АМ-сигнал та ряд гармонік. Чим складніша форма коливань, які впливають лінійний контур L1-VD1, тим паче ймовірний хаотичний режим. Слід врахувати, що тип корпусу та виконання кварців має бути ідентичним, а відрізнятися вони повинні лише частотою - це одна з умов того, що автогенератор генеруватиме відразу на частотах встановлених у нього кварців.

Частоти кварців повинні відрізнятися приблизно 1,3...1,5 разу. При цьому необхідно використовувати кварці з відношенням частот, близьким до ірраціонального числа. Іншими словами, бажано використовувати кварци з несумірними частотами.

Для отримання хаотичних коливань за необхідності слід підібрати індуктивність L1 (як L1 автор використовував дросель промислового виготовлення краплеподібної форми з двома висновками). Якщо хаотичні коливання все ж таки не виходять, слід спробувати підібрати конденсатори С2 і C3, або змінити режим транзистора VT1 по постійному струму за допомогою R1.

Встановивши поруч із досліджуваним автогенератором багатодіапазонний приймач з АМ-діапазонами і підключивши до виходу генератора відрізок дроту довжиною 10...20 см, який служить в даному випадку антеною, прослуховуємо роботу генератора, щоб визначити - перейшов він у хаотичний режим роботи чи ні. Наявність сильного шуму у широкій смузі частот зі "вставками" дуже потужних несучих свідчить у тому, що реалізовано саме хаотичний режим роботи.

Замість приймача можна використовувати спеціальний прилад, що дозволяє контролювати навіть момент переходу від детермінованих хаотичних коливань. Схема такого приладу - індикатора хаотичних коливань (рис.4) - є детекторним приймачем АМ-сигналів з 50-омним входом по ВЧ і високочутливим УЗЧ, навантаженим на головні телефони.

Рис.4. Схема приладу-індикатора хаотичних коливань

Індикатор налагоджують, підбираючи номінал резистора R5 до отримання напруги +4...8 на колекторі VT2. Вхід індикатора підключається до виходу генератора. За наявності хаотичних коливань в автогенераторі, що досліджується, в головних телефонах чутний дуже гучний шум, що нагадує "суперний шум" надгенеративного приймача.

Як показали експерименти, у смузі частот 1 ...25 МГц потужність шумів кварцового хаотичного автогенератора 10⁴... 10⁶ раз більше потужності шумів класичної схеми генератора шуму на стабілітроні! Це дозволяє використовувати кварцовий хаотичний автогенератор як надпотужний шумовий генератор при проведенні різних вимірювань.

література

1. Мун Ф. Хаотичні коливання. Вступний курс для науковців та інженерів. - М: Мир, 1990.
2. Чайка Ю.Д. Детермований хаос – до арсеналу радіоаматора. - Радіоаматор, 1998, N9, С.12, 13.
3. Максимов Н.А., Кислов В.Я. Хаотична та регулярна динаміка автономних автоколивальних систем, що містять р-n-перехід. - Радіотехніка та електроніка, 1997, N12, С.1487-1492.
4. Артеменко В. SSB-мінітрансівер з ЕМФ на 160 м - KB журнал, 1997, N6, С.13-21.
5. Чайка Ю.Д. Сімейство автогенераторів шумових коливань. - Радіоаматор, 2002, N8, С.53-55.
6. Давидович М.В. Бістабільний підсилювач на ефект стохастичного резонансу для малих вхідних відносин сигнал/шум. - Радіотехніка та електроніка, 1996, N11, С.1332-1339.

Автор: В.Артеменко, UT5UDJ, м.Київ; Публікація: radioradar.net

Дивіться інші статті розділу Вимірювальна техніка.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Зірка з унікальною структурою магнітного поля 07.12.2019 Нейтронна зірка в системі GRO J2058+42 була відкрита майже чверть століття тому американською обсерваторією Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) і належить до особливого класу - рентгенівським пульсарам, що спалахують (або транзієнтним). З того часу цей об'єкт неодноразово спостерігався різними інструментами та нічим особливим не виділявся. Недавні спостереження за допомогою американської космічної обсерваторії NuSTAR, що володіє видатною комбінацією високого енергетичного дозволу (<400 еВ) і найширшого робочого діапазону енергій (3-79 кеВ), дозволили "розглянути" особливості випромінювання цього пульсара і дали можливість стверджувати, нового сімейства об'єктів.

Інші цікаві новини:

▪ Вирощені кровоносні судини

▪ Добриво з відходів кисломолочних бактерій

▪ Дрон, що формує хмари та викликає опади

▪ MAX30205 - медичний цифровий датчик температури

▪ Медичний нано-гель

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електромонтажні роботи. Добірка статей

▪ стаття Дивись в обидва! Крилатий вислів

▪ стаття Чому блискавку супроводжує грім? Детальна відповідь

▪ стаття Тригери. Радіо - початківцям

▪ стаття Виготовлення шкали саморобних стрілочних приладів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття УМЗЧ для автомобільної радіоапаратури 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