Простий широкосмуговий генератор сигналів ВЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Вимірювальна техніка

 Коментарі до статті

Пропонований високочастотний генератор сигналів приваблює простотою конструкції та забезпечує стабілізацію вихідної напруги у широкій смузі частот.

Загальновідомі вимоги до широкосмугового генератора сигналів. У першу чергу, це досить мала величина вихідного опору, що дозволяє узгодити його вихід з хвильовим опором коаксіального кабелю (зазвичай 50 Ом), і наявність автоматичного регулювання амплітуди вихідної напруги, що підтримує рівень практично постійним незалежно від зміни частоти вихідного сигналу. Для діапазону НВЧ (вище 30 МГц) велике значення мають проста та надійна комутація діапазонів, а також раціональна конструкція генератора.

Принципова схема пристрою представлена ​​на рис. 1. Транзистори VT1, VT2 разом із змінним конденсатором установки частоти С1 та індуктивностями L1 - L4 утворюють генератор, що задає (діапазон частот 2...160 МГц). Дільник R1R5 задає напругу усунення цих транзисторів по постійному струму. Резистори, що мають малу величину опору, включені в кола бази (затвора) транзисторів VT1 - VT4; вони служать придушення паразитної генерації високочастотних транзисторів. Регулюванням струму, що протікає через загальний резистор R6 ланцюга емітерів транзисторів VT1 і VT2, може бути встановлений режим синусоїдальних коливань з малими спотвореннями при амплітуді напруги в кілька вольт.

(Натисніть для збільшення)

Високочастотний сигнал із генератора через конденсатор С4 надходить на затвор польового транзистора VT3. Цим забезпечується майже ідеальна розв'язка навантаження та генератора. Для встановлення напруги усунення транзисторів VT3 і VT4 служать резистори R7, R8, а струмовий режим каскаду визначають резистори R12 - R 14. Для збільшення ступеня розв'язки вихідна високочастотна напруга знімається з колекторного ланцюга VT4.

Для стабілізації рівня сигнал ВЧ через конденсатор С9 підводиться до випрямляча з подвоєнням напруги, виконаного на елементах VD1, VD2, С10, С11, R15. Пропорційне амплітуді вихідного сигналу випрямлену напругу додатково посилюється в ланцюзі управління на VT5 та VT6. За відсутності сигналу ВЧ, транзистор VT6 повністю відкритий; при цьому до генератора, що задає, надходить максимальна напруга живлення. Внаслідок цього полегшуються умови самозбудження генератора і в початковий момент встановлюється велика амплітуда його коливань. Але це напруга ВЧ через випрямляч відкриває VT5, при цьому напруга на базі VT6 збільшується, що призводить до зменшення напруги живлення генератора і в кінцевому підсумку стабілізації амплітуди його коливань. Рівноважний стан встановлюється при амплітуді сигналу ВЧ на колекторі VT4 трохи вище 400 мВ.

Змінний резистор R17 (показаний як потенціометр) насправді являє собою ВЧ аттенюатор і за відсутності навантаження на його виході максимальна напруга досягає чверті вхідного, тобто. 100 мВ. При навантаженні коаксіального кабелю на опір 50 Ом (що є необхідним для його узгодження в частотному діапазоні від 50 до 160 МГц і вище) на виході генератора встановлюється напруга ВЧ близько 50 мВ, яке регулюванням атенюатора може бути зменшено до необхідного рівня.

Як регулятор R17 у схемі генератора був використаний 50-омний атенюатор фірми Prech. Якщо для деяких конкретних застосувань не потрібне регулювання рівня вихідної напруги, атенюатор R17 може бути замінений фіксованим резистором з опором 50 Ом.

Однак і в цьому випадку зберігається можливість регулювання рівня напруги ВЧ в деяких межах: з цією метою конденсатор С9 приєднують не до колектора VT4, а до його емітера, при цьому доводиться враховувати невелику зміну (зменшення) сигналу рівня на вищих частотах робочого діапазону. Тоді навантаження VT4 утворюють атенюатор R17 і резистори R11, R12. Збільшення амплітуди вихідної високочастотної напруги може бути досягнуто замиканням резистора R11 дротяною перемичкою, якщо потрібно зменшити амплітуду вихідної напруги, то резистор R11 залишають у пристрої, а конденсатори С7, С8 випаюють. Ще більше зменшення рівня вихідного сигналу може бути отримано зниженням величини опору R17, але в цьому випадку вже не буде узгодження з кабелем, а на частотах вище 50 МГц це неприпустимо!

Усі деталі генератора розміщені на друкованій платі невеликих розмірів. Котушки індуктивності генератора L1 – L3 намотані на каркасах діаметром 7,5 мм. Їхні індуктивності підлаштовують феритовими сердечниками з малими втратами, призначеними для роботи в діапазоні УКХ. Котушка L3 має 62 витки, L2 - 15 і L1 - 5 витків проводу ПЕЛ 0,2 (намотка всіх котушок в один шар). Індуктивність WL1 виконана у вигляді шлейфу, який однією стороною прикріплений до перемикача діапазонів, а інший - до конденсатора С1 змінної ємності. Розміри шлейфу наведено на рис. 2. Він виконаний з мідного срібного дроту діаметром 1,5 мм; для фіксації відстаней між його провідниками застосовуються три пластини з ізоляційного матеріалу з малими втратами (наприклад фторопласту), в яких просвердлені по два отвори діаметром 1,5 мм, що знаходяться відповідно на відстані 10 та 2,5 мм (рис. 2).

Весь прилад розміщують у металевому корпусі розмірами 45х120х75 мм. Якщо атенюатор і ВЧ роз'єм встановлені в корпусі на стороні, протилежній тій, на якій знаходиться друкована плата, то всередині корпусу приладу залишається достатньо місця для вузлів блоку живлення: трансформатора живлення потужністю 1 Вт зі зниженням напруги мережі до 15 В, випрямного мосту і мікросхеми 7812 (вітчизняний аналог-КР142ЕН8Б). У корпусі може бути розміщений мініатюрний частотомір з попереднім дільником частоти. При цьому вхід дільника слід підключити до колектора VT4, а не до вихідного роз'єму, що дозволить робити відлік частоти при будь-якій напрузі ВЧ, що знімається з атенюатора R17.

Можлива зміна частотного діапазону приладу шляхом зміни індуктивності котушки контуру або ємності конденсатора С1. При розширенні частотного діапазону у бік вищих частот слід зменшувати втрати контуру налаштування (застосування як С1 конденсатора з повітряним діелектриком та керамічною ізоляцією, котушок індуктивності з малими втратами). Крім того, діоди VD1 і VD2 повинні відповідати цьому розширеному діапазону частот, інакше зі збільшенням частоти вихідна напруга генератора буде збільшуватися, що пояснюється зменшенням ефективності ланцюга стабілізації.

Для полегшення налаштування паралельно З 1 підключають додатковий змінний конденсатор малої ємності (електричний верньер) або застосовують механічний верньер до конденсатора налаштування з передатним ставленням 1:3 - 1:10.

У цій конструкції транзистори BF199 можуть бути замінені вітчизняними – КТ339 з будь-яким буквеним індексом, а при розширенні діапазону генератора у бік більш високих частот – КТ640, КТ642, КТ643. Замість польового транзистора BFW11 допустимо встановити КП307Г або КП312, а замість транзистора ВС252С підійде КТ3107 з індексами Ж, І, К або Л. Як діоди можна застосувати детекторні діоди НВЧ, наприклад, 2А201, 2А202. Якщо генератор працює на частотах, що не перевищують 100 МГц, то можуть бути використані і діоди типу ГД507А (з корекцією опору резистора R11). Перемикач SA1 – ПГК. Потужність резисторів – 0,125 або 0,25 Вт.

Конденсатор С1 повинен бути з повітряним діелектриком і мати керамічну або кварцову ізоляцію статорних пластин від корпусу, так і роторних від осі; його максимальну ємність краще обмежити 50 пФ. Атенюатор типу, який застосований в генераторі, нашою промисловістю не випускаються. Замість нього допускається використовувати плавний регулятор у ланцюзі авторегулювання та звичайний ступінчастий атенюатор з П або Т-подібними ланками на виході.

Можна спробувати також самим виготовити атенюатор з плавним регулюванням вихідної напруги, доопрацювавши для цієї мети стандартні змінні резистори. Зазначимо, що діапазон регулювання вихідного рівня саморобних атенюаторів можна суттєво збільшити, якщо виготовити їх на основі повзункового змінного резистора, до провідного шару якого з одного боку по всій довжині прикріплена вузька металева смужка. Її з'єднують із загальним проводом та корпусом.

література

1. Funkschau, 1981 №25/26, с. 134-136
2. Радіо №6/1997

Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

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 Медичні датчики Maxim MAX30208 та MAXM86161 12.09.2019 Носімі медичні та фітнес-прилади часто вимірюють такі життєво важливі показники, як температура тіла та частота серцевих скорочень. При конструюванні мініатюрних пристроїв розробники обмежені такими факторами, як низька ємність дискового елемента живлення та малі габарити корпусу натільного пристрою. Два нові медичні датчики Maxim - MAX30208 та MAXM86161 - забезпечують більш високу точність вимірювань та ідеально підходять для безперервного моніторингу життєво важливих показників, таких як температура тіла, частота серцевих скорочень та насиченість крові киснем (SpO2). Цифровий датчик температури MAX30208 забезпечує клінічну точність вимірювання температури (±0,1°C) та здатний швидко реагувати на її зміну. Пристрій також відповідає строгим вимогам до споживаної енергії та розмірам, що пред'являються мініатюрним пристроям, таким як смарт-годинник і медичні датчики у вигляді пластиру. Порівняно з конкуруючими виробами, прилад дуже простий у використанні і допускає підключення кількох датчиків до однієї шини, може бути встановлений на звичайну або гнучку друковану плату (FPC), має малий самонагрів та споживає лише половину енергії за типових умов експлуатації. Монітор частоти серцевих скорочень і пульсоксиметрії MAXM86161 є на сьогоднішній день найменшим комплексним рішенням на ринку, що забезпечує високоточні вимірювання частоти серцевих скорочень і SpO2 для програм, що носяться. Призначений для застосування в навушниках, цей прилад пропонує найкращий у галузі малий форм-фактор (на 40% менше, ніж у найближчого конкурента), а також найкраще співвідношення сигнал-шум (SNR 100 дБ). MAXM86161 ефективно бореться із зовнішнім засвіченням завдяки найвищій у галузі точності вимірювань. Він споживає приблизно на 35% менше енергії, ніж конкуруючі продукти, що ефективно продовжує термін служби акумуляторів пристроїв (менше 10 мкА@25sps). Крім того, пристрій включає закінчений аналоговий інтерфейс (AFE), усуваючи необхідність зовнішніх мікросхем або оптичних модулях AFE.

Інші цікаві новини:

▪ Палички для їжі змінюють її смак

▪ Обчислено смертельну дозу шоколаду

▪ Цифрова камера із вбудованим радіоприймачем

▪ Пологи у космосі

▪ Ультрабюджетний смартфон Infinix Smart 7 HD

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Автомобіль. Добірка статей

▪ стаття Історія медицини. Конспект лекцій

▪ стаття Назви яких валют походять від заходів ваги? Детальна відповідь

▪ стаття Слюсар механозбірних робіт. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Дистанційне керування освітленням. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття М'яч у мішку. Секрет фокусу

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