Stazione radio: fai da te

Tecnologia per costruire e sintonizzare una stazione radio a 27 MHz + 8 strutture (modifiche) con una portata di 2–4 km

La documentazione è destinata ai radioamatori principianti che progettano autonomamente stazioni radio portatili per uso individuale.

Nella prima parte vengono fornite le basi per la costruzione di una stazione radio, vengono descritti i blocchi funzionali del ricevitore e del trasmettitore e il loro funzionamento, viene considerata l'influenza degli elementi del circuito sul funzionamento della stazione radio, vengono fornite raccomandazioni per la scelta del modalità ottimali. L'enfasi è sulle principali soluzioni circuitali principali.

La seconda parte fornisce diagrammi pratici delle stazioni radio e la loro descrizione, nonché una tecnica di sintonizzazione. Vengono forniti schemi di semplici dispositivi di assistenza per la sintonizzazione e il controllo delle stazioni radio.

Nella compilazione della documentazione si è partiti dal fatto che la stragrande maggioranza dei radioamatori, soprattutto principianti, non ha a disposizione dispositivi come oscilloscopio, frequenzimetro, ecc., oltre alla possibilità di acquisire scarsi componenti radio come come risonatori al quarzo.

Nel processo di sviluppo della documentazione sono stati testati molti schemi, dai quali sono stati selezionati, perfezionati e testati i più adatti alla ripetizione. Allo stesso tempo, si è scoperto che la maggior parte degli schemi forniti in letteratura contiene imprecisioni, errori e difetti fondamentali e, di conseguenza, non sono ripetibili a casa.

Ci auguriamo che i materiali da noi preparati ti siano utili e ti aiutino a muovere i primi passi nell'affascinante mondo delle radiocomunicazioni.

1. Nozioni di base sulla costruzione di una stazione radio

1.1. La stazione radio è composta da un ricevitore e un trasmettitore.

Il trasmettitore radio converte le vibrazioni sonore (parlato, musica, ecc.) in vibrazioni elettromagnetiche emesse dall'antenna. Queste onde elettromagnetiche vengono ricevute dal ricevitore e riconvertite in suono.

I giorni di comunicazione radioamatoriale sono assegnati a diverse bande. Le radio descritte in questa documentazione sono progettate per funzionare sulla banda amatoriale dei 10 metri a 27.120 MHz. Il tipo di modulazione utilizzato nel trasmettitore è il più semplice: modulazione di ampiezza. I ricevitori sono costruiti secondo uno schema super rigenerativo.

1.2. Principi generali funzionamento di un ricevitore super rigenerativo.

Questo tipo di ricevitore è più adatto per la costruzione di semplici stazioni radio:
- assenza di parti scarse;
- un piccolo numero di elementi del circuito;
- semplicità dello schema;
- sufficiente sensibilità.

Molti radioamatori alle prime armi, raccogliendo tali ricevitori, sono rimasti delusi: il ricevitore o non si avviava affatto o era troppo "capriccioso" nella sintonizzazione. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che in molte pubblicazioni le soluzioni circuitali sono molto critiche per le valutazioni degli elementi, in particolare del transistor.

Gli schemi forniti in questa documentazione vengono generalmente eseguiti immediatamente dopo il montaggio.

Il ricevitore super rigenerativo (Fig. 1) è costituito da tre blocchi funzionali:
- circuito di ingresso;
- super rigeneratore;
- amplificatore a bassa frequenza.

Il circuito di ingresso è costituito da un'antenna e da un filtro L1, C2, C3 ed è progettato per aumentare la selettività del ricevitore. Il fatto è che il ricevitore super rigenerativo ha una banda abbastanza ampia (250-500 kHz). Pertanto, se il circuito di ingresso è escluso dal ricevitore, insieme al segnale principale possono essere ascoltate altre stazioni radio che operano in questa gamma. Inoltre, con una sensibilità del ricevitore sufficientemente elevata, possono essere indotte varie interferenze elettriche. Il circuito di ingresso stesso non amplifica il segnale principale, al contrario, si indebolisce leggermente, ma sopprime in modo significativo le stazioni radio che operano alle frequenze più vicine. Il circuito di ingresso può essere escluso, quindi il condensatore C1 viene collegato direttamente al circuito L2C5C7.

Riso. 1. Ricevitore super rigenerativo.

Il compito del super-rigeneratore è quello di amplificare e demodulare il segnale ad alta frequenza ricevuto. Il super-rigeneratore è progettato come un amplificatore di feedback. Il circuito, se opportunamente configurato, ha la massima sensibilità che può fornire il transistor VT1 con buoni parametri ad alta frequenza. Il metodo più accettabile e più semplice per selezionare i transistor "buoni", in assenza di dispositivi, è un test pratico del loro funzionamento in base al circuito. Il circuito (Fig. 1) del super-rigeneratore consente di utilizzare quasi tutti i transistor ad alta frequenza di bassa e media potenza con conduzione inversa o diretta senza modifiche.

In quest'ultimo caso è necessario cambiare la polarità dell'alimentazione.

Ci sono tre tipi di oscillazioni nel super-rigeneratore:
- alta frequenza - uguale alla frequenza ricevuta (27,12 MHz);
- ausiliario - 30-50 kHz;
- bassa frequenza - corrispondente alla modulazione di ampiezza.

Per operazione normaleÈ necessario per il ricevitore che le oscillazioni ad alta frequenza del super-rigeneratore coincidano con la frequenza ricevuta dal trasmettitore e la frequenza delle oscillazioni ausiliarie sia compresa tra 30 e 50 GHz.

Per garantire la rigenerazione delle oscillazioni ad alta frequenza, la frequenza di risonanza del circuito L2-C5-C7 deve corrispondere alla frequenza del trasmettitore (impostata dal condensatore C7) e con l'aiuto di C8 si ottiene un feedback ottimale, ad es. la massima sensibilità del super-rigeneratore appena prima dell'inizio dell'autoeccitazione. Con una diminuzione della capacità C8 fino a un certo limite di 4-15 pF, la sensibilità del ricevitore aumenta e quindi si verifica un'interruzione della generazione.

Inoltre, anche la capacità della giunzione collettore-emettitore del transistor VT1 influisce sul processo di generazione. La capacità di giunzione forma una specie di condensatore collegato in parallelo con C8. Se la capacità della giunzione VT1 è abbastanza grande (20-30 pF), regolando il condensatore C8 non è possibile ottenere un'elevata sensibilità del ricevitore. È possibile, in questo caso, escludere del tutto il condensatore C8 e il feedback sarà effettuato solo per la capacità della giunzione "collettore-emettitore" del transistor VT1. La frequenza delle oscillazioni ausiliarie è determinata principalmente dalla catena R4C9.

La corrente di emettitore del transistor VT1, che scorre attraverso il resistore R4, carica contemporaneamente il condensatore C9. L'emettitore diventa più negativo e viene applicata una tensione di polarizzazione inferiore alla base rispetto all'emettitore. La corrente del transistor diminuisce e il transistor si spegne. Inoltre, il condensatore C9 inizia a scaricarsi attraverso R4, la tensione dell'emettitore diminuisce e il processo riprende. Con le valutazioni fornite R4-C9, la frequenza va da 30 a 50 kHz.

L'induttore Dr1 (20-60 MKGN) filtra le oscillazioni ad alta frequenza e i resti sono chiusi a terra attraverso C9. Pertanto, se si modificano i valori della catena R4-C9, non è necessario selezionare C9 inferiore a 1000 pF in modo che la resistenza ai residui RF sia minima.

Il transistor VT1 è collegato secondo lo schema con una base comune. I resistori R1 R2 impostano il punto di funzionamento del transistor. Questo punto deve essere scelto in modo tale che oscilli tra modalità di amplificazione e modalità di autoeccitazione.

Il circuito del super-rigeneratore (Fig. 1) fornisce la massima sensibilità del ricevitore mediante una semplice regolazione grazie ai condensatori C7, C8. Se si utilizzano altri tipi di transistor, potrebbe essere necessario selezionare il resistore R2 per aumentare la sensibilità.

Quando si sceglie un transistor VT1 con buone caratteristiche, la sensibilità del ricevitore viene portata a 1-2 microvolt.

La catena R5-C10-C11 serve a separare le frequenze basse e ausiliarie. Il segnale a bassa frequenza con il resto della frequenza ausiliaria viene inviato a R5.

L'amplificatore a bassa frequenza è semplice, non richiede sintonizzazione e fornisce una potenza di uscita sufficiente. Inoltre la catena R5-C10-C11 è un filtro che attenua il passaggio della frequenza ausiliaria C10 all'ULF, non deve essere impostato su più di 2 microfarad.

1.3. Principi generali per la progettazione dei trasmettitori.

Il trasmettitore radio è costituito da un generatore ad alta frequenza (HHF), un amplificatore di potenza ad alta frequenza (UMHF), uno stadio terminale e un modulatore.

1.3.1 Generatore ad alta frequenza (HFG).

La base di ogni trasmettitore è il GHF (Fig. 2). Il compito principale del GHF è la generazione di oscillazioni ad alta frequenza, la caratteristica principale è la stabilità della frequenza. La stabilità è intesa come una deviazione, un cambiamento nella frequenza dell'MHF da una data. Nel nostro caso, una stabilità soddisfacente di 0,01 - 0,001% di deviazione, ovvero è consentita una deviazione dalla frequenza di 27,120 MHz non superiore a 27,12 kHz. Inoltre, tale stabilità dovrebbe essere mantenuta con variazioni di temperatura, tensione di alimentazione, umidità e altri fattori avversi. Il punto operativo del transistor VT1 è impostato dai resistori R1, R2. Il condensatore C3 e il circuito oscillatorio L1-C2-C1 determinano la frequenza portante del generatore. Per garantire un funzionamento affidabile del trasmettitore, l'MHF è sintonizzato sul punto di massima stabilità dell'oscillazione regolando il circuito oscillatorio. La stabilizzazione della temperatura del GHF è fornita dal circuito R3-C4, il feedback è C5.

Riso. 2. Generatore ad alta frequenza.

Consideriamo le ragioni principali che causano l'instabilità del MHF (Fig. 2).

uno). L'instabilità è causata da una modifica dei parametri del transistor VT1, principalmente a causa delle fluttuazioni della temperatura e della tensione di alimentazione. I transistor al silicio a questo riguardo sono più preferibili di quelli al germanio. Inoltre, quando si sceglie un transistor VT1, è necessario, in base ai dati di riferimento, selezionare il transistor con una frequenza limite di 200 MHz o più, nonché con capacità di giunzione interne possibilmente inferiori. Migliori sono questi parametri, più stabile, con minore distorsione, funziona l'MHF. Durante il funzionamento, il transistor si riscalda e questo, a sua volta, modifica i suoi parametri (correnti inverse del transistor, ecc.) E può causare una significativa deriva di frequenza.

Per evitare questo processo, il transistor deve essere selezionato in termini di potenza e corrente di collettore con un margine. In questo caso, VT1 funzionerà in modalità luce: il riscaldamento interno sarà minimo, la corrente del collettore VT1 è ottimale - rispettivamente 8-10 volte inferiore al riferimento massimo in termini di potenza.

2). Un elemento molto importante del GHF, che influisce sulla stabilità della frequenza, è un circuito oscillatorio costituito da un induttore L1 e dai condensatori C1, C2.

Maggiore è la stabilità di frequenza, maggiore è il fattore di qualità del circuito oscillatorio, e ciò dipende sia dall'induttore L1 che dal tipo e dimensione delle capacità C1, C2.

Il fattore di qualità di un induttore è determinato dalla resistenza del materiale (filo), dalle dimensioni e dalla forma della bobina e dal tipo di nucleo. Le bobine stampate hanno un'elevata stabilità, principalmente a causa della minima capacità di interturn. Si raccomanda che il diametro interno (giro più piccolo) della bobina stampata sia di almeno 10 mm, la larghezza del conduttore sia di almeno 0,5 mm, la distanza tra le spire sia di almeno 0,3 mm. Una bobina sufficientemente stabile può anche essere realizzata da ordinario filo di rame.

un). Non cercare di miniaturizzare la bobina. Il diametro interno deve essere di almeno 8 mm.

b). La resistenza intrinseca del conduttore dovrebbe essere minima e, quindi, il diametro del filo è compreso tra 1 e 1,5 mm. Materiale: rame (marca filo PEV, PYL).
Se è possibile utilizzare un filo argentato o applicare da soli una pellicola d'argento sul filo, ad esempio utilizzando un fissatore usato, ciò aumenterà ulteriormente il fattore di qualità della bobina.

in). È preferibile utilizzare bobine senza cornice e, se viene utilizzata una cornice, la ceramica. Con le fluttuazioni di temperatura, il telaio può espandersi e di conseguenza modificare la geometria della bobina, e questo, a sua volta, cambia l'induttanza e la frequenza.

G). Le bobine monostrato a passo forzato sono caratterizzate da un'elevata stabilità. Questo perché più le spire sono vicine tra loro, maggiore è la loro capacità e interconnessione. E questo peggiora le caratteristiche del circuito.

e). Quando si posiziona la bobina sulla scheda, si deve tenere conto che altri elementi circuitali posti in prossimità (5-10 mm) della bobina possono causare instabilità. In particolare, non è consigliabile posizionare parti come condensatori elettrolitici, transistor metallici dalle estremità della bobina. È meglio usare il condensatore C1 con la ceramica dielettrico dell'aria(capacità C1 - 4/20 pF, C2 - 10 pF), il condensatore C2 è ceramico e serve a sopprimere le armoniche.

e). Per stabilizzare la frequenza, la potenza del GHF viene scelta piccola (5-10 MW) e il carico viene mantenuto debole. La potenza principale è ottenuta da un amplificatore di potenza ad alta frequenza. Se hai a disposizione un risonatore al quarzo con una frequenza di 27,12 MHz, allora può essere incluso nel circuito al posto del C3 GHF (Fig. 2). Ciò fornirà un'eccellente stabilità.
e). Si consiglia di accorciare i conduttori che collegano gli elementi del circuito, senza sovrapporre i fili di montaggio.

1.3.2 Amplificatore di potenza ad alta frequenza (UMHF) e filtro ad alta frequenza.

Lo scopo principale dell'UMHF è amplificare la potenza delle oscillazioni ad alta frequenza e il filtro è quello di abbinare l'antenna e il trasmettitore per una radiazione più efficiente oscillazioni elettromagnetiche e soppressione delle emissioni spurie.

UHF e un filtro possono essere combinati in un'unica unità, l'uso di moderni transistor al silicio consente di utilizzare semplici UHF monostadio per ottenere una potenza di radiazione sull'antenna fino a 600 MW e ciò fornisce un raggio di comunicazione fino a 2-5 km. Quando si costruiscono trasmettitori con UHF, è necessaria un'attenta regolazione del filtro per sopprimere le emissioni spurie (armoniche), altrimenti il trasmettitore interferirà con le apparecchiature televisive e radiofoniche domestiche e di altro tipo. Considerare il funzionamento dell'UMHF e la cascata finale secondo lo schema di Fig. 3.

Riso. 3. Amplificatore di potenza ad alta frequenza.

Le oscillazioni ad alta frequenza vengono alimentate alla base del transistor VT1, il cui punto operativo è selezionato e fissato da un divisore rigido R1, R2. Il segnale ad alta frequenza è amplificato dal transistor VT1 ed è allocato all'induttore Dr1, che ha un'elevata resistenza all'alta frequenza. Per un funzionamento più stabile, al posto dell'induttanza Dr1, è necessario attivare il circuito oscillatorio LC, sintonizzato sulla frequenza portante principale (27.120 MHz). Per compensare l'influenza del regime di temperatura del transistor VT1, il circuito R3-C1 è collegato all'emettitore. Con una diminuzione del resistore R3, aumenta la corrente di collettore VT1 e, di conseguenza, la potenza dell'UHMW. Va ricordato allo stesso tempo che troppa corrente di collettore provoca il riscaldamento del transistor.

Pertanto è necessario:

uno). Scegli la potenza del transistor VT1, che è 2-5 volte superiore a quella effettiva. Questa è determinata dalla massima corrente di collettore, dai dati di riferimento del transistor ed effettivamente misurata.

2). Per rimuovere il calore dal transistor, è necessario utilizzare i radiatori.

Il segnale amplificato attraverso il condensatore C2 viene inviato al filtro P C3-L1-C4 e ulteriormente, attraverso la bobina L2, all'antenna. Il segnale amplificato ad alta frequenza contiene non solo la frequenza fondamentale, ma anche le sue armoniche. La potenza delle armoniche è spesso paragonabile alla potenza della frequenza fondamentale. Per sopprimerli, è necessario selezionare attentamente le valutazioni e regolare il filtro P. Gli elementi del circuito del filtro P devono essere selezionati individualmente per ciascun trasmettitore, poiché le sue caratteristiche dipendono dal transistor VT1, nonché dalla resistenza e capacità dell'antenna. Di solito è sufficiente regolare i nuclei delle bobine L2, L1.

A casa, la stima più approssimativa dell'efficacia della soppressione armonica con un filtro P può essere la tua apparecchiatura TV e radio.

1.3.3. Modulazione.

Come già accennato, queste radio utilizzano la modulazione di ampiezza. Oscillazioni ad alta frequenza, la loro ampiezza (valore) cambia in proporzione alle oscillazioni a bassa frequenza. Le oscillazioni a bassa frequenza del microfono sono amplificate dall'ULF e controllano l'entità delle oscillazioni ad alta frequenza (Fig. 4).

Riso. 4. Oscillazione ad alta frequenza modulata in ampiezza.

Sulla fig. 4-a mostra oscillazioni portanti ad alta frequenza non modulate di 27,12 MHz e l'ampiezza è costante UHF (a-c). Non c'è sovrapposizione di vibrazioni a bassa frequenza e non vengono trasmesse informazioni.

Oscillazioni modulate in ampiezza (Fig. 4-c) di un segnale ad alta frequenza cambiano in base alle oscillazioni a bassa frequenza (Fig. 4-b).

L'ampiezza delle oscillazioni ad alta frequenza (Fig. 4-c) cambia del valore di UHF (a-c) e UHF (b-d), cioè c'è una componente UHF (c-d) non modulata che non cambia. Il valore dell'ampiezza variabile in percentuale è chiamato profondità di modulazione. Con la modulazione di ampiezza, è molto importante ottenere la massima profondità di modulazione (100%). Altrimenti, anche con potenti radiazioni di oscillazioni ad alta frequenza, la portata della stazione radio sarà notevolmente limitata. Si può considerare che la potenza del trasmettitore, a causa della quale viene fornito il componente non modulato, viene semplicemente persa. Ad esempio, se la potenza del trasmettitore è di 100 MW a una profondità di modulazione del 30%, ciò equivale a una potenza del trasmettitore di 30 MW e una profondità di modulazione del 100%.

Più in modo semplice la modulazione di ampiezza è la modulazione di potenza. Se viene fornita meno potenza all'MHF, l'ampiezza delle oscillazioni ad alta frequenza generate dall'MHF diminuisce di conseguenza. Pertanto, l'alimentazione dell'MHF viene modificata in base alla variazione del segnale a bassa frequenza, possiamo modulare le oscillazioni ad alta frequenza.

Riso. 5. Circuito modulatore.

Il circuito modulatore (Fig. 5) è costituito da un ULF sui transistor VT1, VT2 e un transistor modulato VT3. Attraverso il condensatore di disaccoppiamento C4, le oscillazioni amplificate a bassa frequenza vengono alimentate alla base del transistor VT3. La resistenza R5 imposta la miscelazione della base VT3 in modo che la corrente nel punto (A) sia uguale alla metà della corrente se il GHF negativo è collegato direttamente all'alimentazione negativa. In questo caso, anche l'ampiezza dell'ampiezza delle oscillazioni HF sarà pari a circa la metà del massimo. In questo caso, le semionde positive delle oscillazioni a bassa frequenza apriranno VT3 e quelle negative, al contrario, si chiuderanno. Di conseguenza, l'ampiezza delle oscillazioni RF aumenterà e diminuirà proporzionalmente. Per ottenere una modulazione del 100%, è necessario selezionare una tale potenza del segnale a bassa frequenza in modo che VT3 si apra completamente con una semionda positiva e si chiuda completamente con una semionda negativa. Se la potenza del segnale a bassa frequenza è insufficiente, la semionda positiva non aprirà completamente il transistor VT3, il che significa che l'ampiezza del segnale ad alta frequenza non raggiungerà il suo massimo. Di conseguenza, la semionda negativa non chiuderà completamente VT3 e il segnale RF non raggiungerà il suo minimo, quindi con una potenza insufficiente del segnale a bassa frequenza, l'intervallo dell'ampiezza delle oscillazioni ad alta frequenza è limitato.

Se il segnale a bassa frequenza, al contrario, è troppo forte, si verifica una sovramodulazione. In questo caso, il transistor VT3 è completamente aperto anche prima che il segnale a bassa frequenza raggiunga il suo massimo. E con un ulteriore aumento dell'ampiezza dell'LF, l'ampiezza delle oscillazioni HF non aumenta. Questo limita l'ampiezza dall'alto. Di conseguenza, c'è una limitazione dal basso. Il pulsante S1 viene utilizzato per una chiamata a tono intermittente.

2. Metodo di sintonizzazione della stazione radio.

2.1. Configurazione del trasmettitore.

Per testare le prestazioni del trasmettitore, configurarlo e controllarlo, è necessario realizzare un semplice ricevitore rivelatore. A casa, in assenza di dispositivi ed esperienza con essi, il ricevitore del rivelatore consentirà di sintonizzare il trasmettitore su una frequenza di 27,12 MHz con deviazioni consentite, valutare la potenza di radiazione e la profondità di modulazione. Il ricevitore del rivelatore (Fig. 6) deve essere sintonizzato su una frequenza di 27,120 MHz.

Riso. 6. Ricevitore del rivelatore.

È auspicabile sintonizzare il ricevitore utilizzando un generatore di segnali standard (GSS). Dopo aver impostato la frequenza GSS su 27.120 MHz, sintonizzare il ricevitore con il condensatore C1 in base al segnale massimo in cuffia. In questo caso è necessario allontanare gradualmente la ricevente dal GSS, regolando la ricevente. Dopo la sintonizzazione, non è possibile cambiare l'antenna. Al posto del GSS, puoi utilizzare un GHF autocostruito stabilizzato da un risonatore al quarzo (Fig. 2). Se ciò non è possibile, è necessario realizzare più accuratamente la bobina L1 e l'antenna e sostituire il condensatore C1 con uno costante, con una capacità di 30 pF. La deviazione dalla frequenza di 27,12 MHz in questo caso sarà accettabile, ad es. nella gamma amatoriale, la bobina L1 è frameless, con un diametro interno di 8 mm, il numero di spire è 17, il passo è 0,5 mm, il diametro del filo è 1 mm. Antenna - filo con un diametro di 1 mm, lunghezza - 25 cm.

Il trasmettitore è configurato nel seguente ordine:
1. impostazione del modulatore.
2. impostando l'MHF su una frequenza di 27,12 MHz.
3. Impostazione UMHF su guadagno massimo e armoniche minime.
4. impostando il modulatore al 100% di profondità di modulazione.
5. regolazione del trasmettitore assemblato.

Per controllare il modulatore, è necessario collegare le cuffie al posto del GHF (Fig. 5) e alimentare il modulatore da 9 V. In questo caso, il modulatore dovrebbe funzionare come un normale ULF. La sensibilità si regola selezionando la resistenza R1. La chiamata viene verificata chiudendo i contatti dell'interruttore S1, mentre si dovrebbe udire un segnale acustico intermittente (il tono viene modificato dalla capacità C5).

Per configurare il GHF, è necessario collegarlo al modulatore, fissare (accendere) il pulsante di chiamata del tono S1 e saldare un pezzo di filo lungo 5-7 cm e 0,5-0,7 mm di diametro come antenna al condensatore GHF C6 (Fig. 2), accendere l'alimentazione. Il tuo HHF funzionerà come un trasmettitore con una frequenza portante di circa 27 MHz e modulato con un segnale a tono.

Posizionare il ricevitore vicino (10-20 cm) all'MHF. Il GHF è sintonizzato su una frequenza di 27,12 MHz dal condensatore C1 (Fig. 2). Quando è sintonizzato su 27,120 MHz, si dovrebbe sentire un segnale di linea.

Dopodiché, puoi regolare la profondità di modulazione, è meglio farlo insieme: uno parla nel microfono del modulatore e cambia la resistenza R5 (Fig. 5), e l'altro controlla l'udibilità attraverso il ricevitore, l'udibilità più intelligibile corrisponde alla modulazione profonda.

Il blocco successivo è configurato UMHF. Per questo è necessario abilitare schema completo trasmettitore con antenna.

Un modo semplice per controllare la sintonia del trasmettitore massima potenza- massimo assorbimento di corrente del trasmettitore. Accendere l'amperometro tra l'alimentatore e il trasmettitore, controllando la quantità di corrente nell'UMHF (Fig. 3). Innanzitutto, se hai collegato un circuito invece di un'induttanza, sintonizza il circuito risonante LC sulla risonanza regolando il condensatore. Quindi, scegli il punto operativo ottimale del divisore di transistor R1 R2. Il controllo dell'accordatura è provvisoriamente stimato in base al consumo di corrente. La regolazione del filtro di soppressione delle armoniche viene effettuata dai nuclei della bobina L1 L2 con l'antenna collegata. L'efficacia della soppressione è controllata dall'assenza di interferenze su tutti i canali della TV e della radio. Dopo la regolazione del filtro, le emissioni spurie sono generalmente ben soppresse, ma la soppressione del 100% non è garantita. Per fare ciò, è necessario controllare il trasmettitore sul tracciatore di curve.

2.2. Configurazione del ricevitore.

Per sintonizzare il ricevitore, è necessario disporre di una sorgente di radiazione di oscillazioni ad alta frequenza modulate. Meglio utilizzare il GSS, in sua assenza si può sostituire il GHF o un trasmettitore già sintonizzato su una frequenza di 27.12 MHz. Prima di configurare il ricevitore, assicurarsi che funzioni. Per fare ciò, è sufficiente applicare potenza e, regolando il valore di feedback (condensatore C8 - Fig. 1), ottenere la comparsa del rumore in cuffia. Successivamente, la sintonizzazione del ricevitore viene eseguita insieme al trasmettitore o al GSS. La configurazione è semplice. Regolando i condensatori C7 e C8, è necessario ottenere il massimo segnale nelle cuffie del ricevitore, allontanandosi gradualmente dal trasmettitore. La sintonizzazione deve essere eseguita con l'antenna che sarà sulla tua stazione radio. La modifica della lunghezza e della forma dell'antenna richiederà una nuova messa a punto del ricevitore. La frequenza del ricevitore è regolata dal condensatore C7 e la sensibilità è C8. Se il ricevitore contiene un circuito di ingresso, il condensatore C2 regola il circuito di ingresso su una frequenza di 27,120 MHz.

L'intervallo è determinato dalle seguenti funzioni principali:
- potenza del trasmettitore;
- sensibilità del ricevitore;
- condizioni ambientali.

La potenza di semplici trasmettitori in una stazione radio (Fig. 7) può essere aumentata fino a 250-300 MW senza alterazioni significative. Ciò si ottiene attraverso:

a) sostituzione del transistor VT1 con un transistor di media potenza KT603, KT608, KT645, KT630 con il massimo guadagno possibile;

b) aumentare la tensione di alimentazione a 12 V fornita al trasmettitore (non modificare l'alimentazione del ricevitore);

c) rafforzare la connessione del circuito oscillatorio L1-C2-C5 con l'antenna (più l'antenna è collegata al collettore VT1, più forte è la connessione e la potenza irradiata sull'antenna);

d) riducendo la resistenza del resistore R3 (in questo caso aumentano la corrente di collettore VT1 e l'ampiezza delle oscillazioni RF).

Per apportare modifiche al trasmettitore è necessario regolare la frequenza portante con il condensatore C5. A volte, quando si sostituisce VT1, è necessario regolare il divisore R1 R2. Con un aumento della potenza del trasmettitore, la potenza di radiazione delle armoniche aumenta, creando interferenze nell'aria. In parte, questo può essere eliminato selezionando una lunghezza dell'antenna adatta e aumentando la capacità del condensatore da 2 a 30 pF.

Se, tuttavia, non è possibile eliminare le interferenze, è necessario collegare ulteriormente un filtro II, ad es. accendere le bobine L1, L2 e i condensatori C3, C4 (Fig. 3).

Un mezzo più "innocuo" per aumentare la portata è aumentare la sensibilità del ricevitore. Ciò si ottiene:
1) regolazione più precisa della sensibilità mediante condensatori C19, C20 (Fig. 7);
2) sostituzione del transistor VT5 con GT311Zh, KT311I, KT325V, KT3102, KT3102E, ecc.;
3) selezione più accurata del valore del resistore R10.

La lunghezza e la forma dell'antenna influiscono notevolmente sia sulla sensibilità del ricevitore che sulla potenza di radiazione del trasmettitore. Quando si scelgono le antenne a frusta, la lunghezza dell'antenna di 125 cm (1/8 di lunghezza d'onda) è considerata la più accettabile.

2.4. Dettagli e design.

Nelle stazioni radio, i cui schemi sono riportati di seguito, vengono utilizzate parti per lo più funzionalmente simili.

Le bobine con un'induttanza di 0,8 MKH sono realizzate come descritto nel paragrafo 3.1. per un ricevitore rivelatore, più l'alimentazione (in tutti i circuiti) è collegata alla spira centrale della bobina e un segnale ad alta frequenza viene prelevato dalla 5a spira, contando dal collettore del transistor.

In UMHF (Fig. 3), le bobine sono realizzate su un telaio in polistirene con un diametro di 7 mm con un trimmer in ferro al carbonio. La bobina L1 contiene 9 spire e L2 - 15 spire di filo di rame con un diametro di 0,8 mm. Il progetto delle bobine del trasmettitore (Fig. 9), compreso L2 con un'induttanza di 0,8 µHN, è descritto sopra, e L4 è avvolto su L2 ed è costituito da 4 spire di filo con un diametro di 0,8 mm, uniformemente distribuito su L2 bobina. Allo stesso modo, le bobine L2, L1 sono realizzate nel trasmettitore (Fig. 8). La bobina L3 (Fig. 9) è avvolta su un telaio in polistirene con un diametro di 7 mm con un rifinitore in ferro al carbonio, il numero di giri è 10, il diametro del filo è 0,5 mm.

Come antenna viene utilizzata un'asta o un filo flessibile lungo 50-150 cm.

I telefoni TON-2M sono usati come microfono e telefono. Quando si utilizza un microfono diverso, sarà necessario regolare il primo stadio del modulatore. Nel ricevitore possono essere utilizzati altri ULF, compresi quelli progettati per teste dinamiche, ma il 1° stadio del ricevitore ULF non deve essere modificato.

Riso. 7.

Riso. otto.

Riso. 9.

Riso. dieci.

Riso. undici.

Riso. 12.

Riso. 13.

Riso. quattordici.

R11 - 75 ohm, 2 x 33 ohm inseriti, vanno collegati in serie.
C14 - 30 pf, investito da 2 a 68 pf, dovrebbe essere incluso in serie.
R16 R8 è selezionato durante la regolazione.

L'antenna è collegata al contatto inferiore dell'interruttore P1.2 (vedi disegno di montaggio).

Installare i ponticelli 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5 sul tabellone. Installazione secondo lo schema e il disegno di montaggio.

L'impostazione e la regolazione della stazione radio vengono eseguite in base alla documentazione.

Gli interruttori P1.1 e P1.2 vengono attivati contemporaneamente per accedere alla modalità di trasmissione. L'interruttore P3 in modalità di trasmissione abilita la chiamata a toni.

Switch P2 può essere di qualsiasi tipo, a seconda del design del tuo case.

Tipo di resistori MLT-0.125.

Condensatori tipo KD, KN, KPK, K50-6.

disegno di montaggio scheda a circuito stampato Radio a 27 MHz

Compilato da: Patlakh VV

I generatori ad alta frequenza sono progettati per produrre oscillazioni elettriche nell'intervallo di frequenza da decine di kHz a decine e persino centinaia di MHz. Tali generatori, di regola, vengono eseguiti utilizzando circuiti oscillatori LC o risonatori al quarzo, che sono elementi di impostazione della frequenza. Fondamentalmente, i circuiti non cambiano in modo significativo da questo, quindi i generatori LC ad alta frequenza saranno considerati di seguito. Si noti che, se necessario, i circuiti oscillatori in alcuni circuiti oscillatori (vedi, ad esempio, Fig. 12.4, 12.5) possono essere facilmente sostituiti da risonatori al quarzo.

(Fig. 12.1, 12.2) sono realizzati secondo il tradizionale e collaudato schema "induttivo a tre punti". Si differenziano per la presenza di un circuito RC emettitore che imposta la modalità di funzionamento del transistor (Fig. 12.2) secondo corrente continua. Per creare un feedback nel generatore, viene eseguita una presa dall'induttore (Fig. 12.1, 12.2) (di solito dalla sua parte 1/3 ... 1/5, contando dall'uscita messa a terra). L'instabilità del funzionamento dei generatori ad alta frequenza sui transistor bipolari è dovuta al notevole effetto di shunt del transistor stesso sul circuito oscillatorio. Quando la temperatura e / o la tensione di alimentazione cambiano, le proprietà del transistor cambiano notevolmente, quindi la frequenza di generazione "fluttua". Per indebolire l'influenza del transistor sulla frequenza operativa di generazione, è necessario indebolire il più possibile la connessione del circuito oscillatorio con il transistor, riducendo al minimo le capacità di transizione. Inoltre, la variazione della resistenza di carico influisce notevolmente sulla frequenza di generazione. Pertanto, è estremamente necessario spegnere l'emettitore (sorgente) inseguitore tra il generatore e la resistenza di carico.

I generatori dovrebbero essere alimentati da alimentatori stabili con ondulazione a bassa tensione.

I generatori realizzati su transistor ad effetto di campo (Fig. 12.3) hanno caratteristiche migliori.

Assemblati secondo lo schema "capacitivo a tre punti" su transistor bipolari e ad effetto di campo, sono mostrati in fig. 12.4 e 12.5. Fondamentalmente, per le loro caratteristiche, i circuiti a tre punti "induttivo" e "capacitivo" non differiscono, tuttavia, nel circuito "a tre punti capacitivo", non è necessario trarre una conclusione in più dall'induttore.

In molti circuiti del generatore (Fig. 12.1 - 12.5 e altri circuiti), il segnale di uscita può essere prelevato direttamente dal circuito oscillatorio attraverso un piccolo condensatore o attraverso una bobina di accoppiamento induttivo corrispondente, nonché da corrente alternata elettrodi dell'elemento attivo (transistor). In questo caso, va tenuto conto del fatto che il carico aggiuntivo del circuito oscillatorio ne modifica le caratteristiche e la frequenza operativa. A volte questa proprietà viene utilizzata "per sempre" - allo scopo di misurare varie grandezze fisiche e chimiche, controllare i parametri tecnologici.

Sulla fig. 12.6 mostra un diagramma di una versione leggermente modificata del generatore RF - un "capacitivo a tre punti". La profondità del feedback positivo e le condizioni ottimali per l'eccitazione del generatore sono selezionate utilizzando elementi del circuito capacitivo.

Il circuito del generatore mostrato in fig. 12.7, è operabile in un ampio range di valori dell'induttanza della bobina del circuito oscillatorio (da 200 μGh a 2 H) [R 7/90-68]. Un tale generatore può essere utilizzato come generatore di segnali ad alta frequenza ad ampio raggio o come convertitore di misura di grandezze elettriche e non elettriche in frequenza, nonché in un circuito per misurare le induttanze.

I generatori basati su elementi attivi con CVC a forma di N (diodi a tunnel, diodi lambda e loro analoghi) contengono solitamente

sorgente di corrente, elemento attivo ed elemento di impostazione della frequenza (circuito LC) con collegamento in parallelo o in serie. Sulla fig. 12.8 mostra un diagramma di un generatore RF basato su un elemento con una caratteristica corrente-tensione a forma di lambda. La sua frequenza è controllata modificando la capacità dinamica dei transistor quando cambia la corrente che li attraversa.

Il LED HL1 stabilizza il punto di lavoro e indica lo stato di accensione del generatore.

In fig. 12.9. Il dispositivo funziona fino a una frequenza di 1 MHz e oltre quando si utilizzano i transistor indicati nel diagramma.

Ma Fig. 12.10, per confrontare i circuiti in base al loro grado di complessità, viene fornito un pratico circuito di un generatore RF basato su un diodo a tunnel. Una giunzione polarizzata in avanti di un diodo al germanio ad alta frequenza è stata utilizzata come stabilizzatore di tensione a bassa tensione a semiconduttore. Questo generatore è potenzialmente in grado di funzionare nella regione delle frequenze più alte, fino a diversi GHz.

Un generatore di alta frequenza, secondo lo schema che ricorda molto la Fig. 12.7, ma realizzato utilizzando un transistor ad effetto di campo, è mostrato in fig. 12.11 [RL 7/97-34].

Il prototipo dell'oscillatore RC mostrato in fig. 11.18 è il circuito del generatore di fig. 12.12.

Il generatore di note si distingue per la stabilità alle alte frequenze, la capacità di lavorare in un'ampia gamma di modifiche nei parametri degli elementi di impostazione della frequenza. Per ridurre l'effetto del carico sulla frequenza operativa del generatore, nel circuito viene introdotto uno stadio aggiuntivo: un inseguitore di emettitore realizzato su un transistor bipolare VT3. Il generatore è in grado di funzionare fino a frequenze superiori a 150 MHz.

Tra i vari schemi di generatori, è particolarmente necessario individuare i generatori con eccitazione d'urto. Il loro lavoro si basa sull'eccitazione periodica di un circuito oscillatorio (o altro elemento risonante) con un potente impulso di corrente breve. A seguito dell'"impatto elettronico" nel circuito oscillatorio così eccitato, si verificano oscillazioni periodiche di forma sinusoidale progressivamente smorzate in ampiezza. L'attenuazione delle oscillazioni in ampiezza è dovuta a perdite di energia irreversibili nel circuito oscillatorio. La velocità di smorzamento delle oscillazioni è determinata dal fattore di qualità (qualità) del circuito oscillatorio. Il segnale ad alta frequenza in uscita sarà stabile in ampiezza se gli impulsi di eccitazione seguono ad alta frequenza. Questo tipo di generatori è il più antico tra quelli considerati ed è noto fin dal XIX secolo.

Lo schema pratico del generatore di oscillazioni ad alta frequenza di eccitazione d'urto è mostrato in fig. 12.13 [R 9/76-52; 77/3-53]. Gli impulsi di eccitazione d'urto vengono inviati al circuito oscillatorio L1C1 attraverso il diodo VD1 da un generatore di bassa frequenza, ad esempio un multivibratore, o un altro generatore di impulsi rettangolare (GPI), discusso in precedenza nei capitoli 7 e 8. Il grande vantaggio dell'eccitazione d'urto generatori è che funzionano utilizzando circuiti oscillatori di quasi ogni tipo e qualsiasi frequenza di risonanza.

Un altro tipo di generatori sono i generatori di rumore, i cui circuiti sono mostrati in Fig. 12.14 e 12.15.

Tali generatori sono ampiamente utilizzati per sintonizzare vari circuiti elettronici. I segnali generati da tali dispositivi occupano una banda di frequenza estremamente ampia, da unità di Hz a centinaia di MHz. Per generare rumore, vengono utilizzate giunzioni polarizzate inversa di dispositivi a semiconduttore che operano nelle condizioni al contorno della rottura da valanga. Per questo giorno possono essere utilizzate giunzioni a transistor (Fig. 12.14) [Рl 2/98-37] o diodi zener (Fig. 12.15) [Р 1/69-37]. Per regolare la modalità in cui la tensione del rumore generato è massima, regolare la corrente di funzionamento attraverso l'elemento attivo (Fig. 12.15).

Si noti che i resistori combinati con amplificatori multistadio a bassa frequenza, ricevitori super rigenerativi e altri elementi possono essere utilizzati anche per generare rumore. Per ottenere l'ampiezza massima della tensione di disturbo, di norma, è necessaria una selezione individuale dell'elemento più rumoroso.

Per creare generatori di rumore a banda stretta, è possibile includere un filtro LC o RC all'uscita del circuito del generatore.

generatori a bassa frequenza.

Generatori a bassa frequenza, o generatori basse frequenze(LFO), sono sorgenti di un segnale sinusoidale in diverse gamme di frequenza: F<20 Гц (инфразвуковые), 20 Гц... 20 кГц (звуковые), 20...200 кГц (ультразвуковые). Диапазон частот может быть расширен до F>200 kHz. In alcuni tipi di strumenti, insieme a un segnale sinusoidale, viene generato un segnale chiamato meandro.

Riso. 2.1. Schema strutturale LFO analogico

Gli LFO vengono utilizzati per uno studio completo dei percorsi dei ricevitori radio, per l'alimentazione di ponti AC, ecc.

L'oscillatore principale determina la forma e tutti i parametri di frequenza del segnale: gamma di frequenza, errore di impostazione della frequenza, instabilità di frequenza, fattore di distorsione non lineare.

Se la forma d'onda non è indicata sul pannello frontale del dispositivo, è sempre sinusoidale. Generatori del tipo rc, il cui sistema oscillatorio è costituito da fasatura Rc- Catene. L'intera gamma di frequenza del generatore è suddivisa in 3-4 sottogamme. Ogni sottointervallo corrisponde a un certo valore della resistenza del resistore (Fig. 2.2), che consente di modificare la frequenza in modo discreto.

Riso. 2.2. Il principio di impostazione della frequenza dell'oscillatore principale

L'impostazione regolare della frequenza viene eseguita da un condensatore variabile, che serve tutte le sottobande. Gli oscillatori master del tipo RC sono semplici, economici, hanno un basso coefficiente di distorsione non lineare e un ingombro ridotto.

Formula del tipo di oscillatore Rc:

In alcuni LFO, il controllo della frequenza discreta non viene eseguito da un resistore, ma da un condensatore. Quindi viene fornita un'impostazione di frequenza regolare resistenza variabile-potenziometro. L'amplificatore indebolisce l'influenza dei blocchi successivi sull'oscillatore principale, migliorando i suoi parametri di frequenza, fornisce l'amplificazione del segnale in termini di tensione (potenza) e consente di modificare senza problemi la tensione di uscita.

Il trasformatore di adattamento è progettato per l'adattamento graduale dell'impedenza di uscita del generatore con la resistenza di carico collegata.

La presenza di un punto medio (s.t.) al trasformatore consente di ottenere due tensioni di uscita di fase identiche ma opposte (Fig. 2.3).

Riso. 2.3. Elettrico schema elettrico trasformatore di corrispondenza del punto centrale

Il trasformatore di adattamento dell'uscita viene utilizzato nei generatori con un livello maggiore di potenza di uscita. La maggior parte dei generatori a bassa frequenza non dispone di un trasformatore di uscita.

L'interruttore di carico fornisce l'adattamento dell'impedenza di uscita D fuori generatore con resistenza di carico R n. Se il coordinamento non viene eseguito, la tensione di uscita non corrisponde a quella impostata dall'indicatore del generatore, il generatore potrebbe anche guastarsi. I valori più comuni D fuori sono 5, 50, 600 e 6000 ohm. Per abbinare le resistenze all'uscita 1, viene fornito con il dispositivo un carico speciale di 50 Ohm con un cavo.

Il controllo della tensione di uscita è fornito da un voltmetro elettronico tipo U-D oppure un voltmetro elettromeccanico del sistema raddrizzatore. L'indicatore della tensione di uscita mostra sempre il valore efficace di un segnale sinusoidale.

L'attenuatore assicura che le tensioni di uscita abbiano un valore diverso e varino in modo discreto. In questo caso, le resistenze di ingresso e di uscita dell'attenuatore non cambiano e l'abbinamento non viene violato. A volte l'attenuazione è indicata non in volt, ma in decibel.

L'attenuazione introdotta dall'attenuatore è calcolata dalla formula:

, (2.2)

dove Tu dentro(B) - tensione all'ingresso dell'attenuatore; U fuori(B) - tensione all'uscita dell'attenuatore.

Consideriamo due esempi.

Esempio 1. Determinare la tensione all'uscita del generatore in volt se è 1 V in ingresso e U = 60 dB in uscita. In base alla formula scriviamo:

Esempio 2. Determinare il valore di attenuazione introdotto dall'attenuatore del generatore, se la tensione al suo ingresso è 1 V, e all'uscita 100 mV.

In base alla formula, scriviamo

LFO digitale.

Gli LFO digitali, rispetto a quelli analogici, hanno caratteristiche metrologiche migliori: minor errore di installazione e instabilità di frequenza, minor coefficiente di distorsione non lineare, stabilità del livello del segnale in uscita.

Tali generatori stanno diventando sempre più diffusi rispetto a quelli analogici grazie alla maggiore velocità, alla semplificazione dell'impostazione della frequenza, all'eliminazione dell'errore soggettivo nell'impostazione dei parametri del segnale di uscita. Grazie al microprocessore integrato negli LFO digitali, è possibile sintonizzare automaticamente la frequenza del segnale secondo un determinato programma.

Il funzionamento degli LFO digitali si basa sul principio di generare un codice numerico e quindi convertirlo in un segnale armonico analogico, che viene approssimato da una funzione modellata utilizzando un convertitore digitale-analogico (DAC). Lo schema a blocchi dell'LFO digitale è mostrato in fig. 2.4.

Riso. 2.4. Schema a blocchi di un LFO digitale

Il generatore di impulsi master con stabilizzazione della frequenza al quarzo genera brevi impulsi in una sequenza periodica, che vengono inviati al divisore di frequenza. All'uscita di un divisore di frequenza con rapporto di divisione regolabile, si forma una sequenza di impulsi con un determinato periodo di ripetizione, che determina il passo di campionamento.

Il contatore conta gli impulsi che gli arrivano, la combinazione di codici degli impulsi accumulati nel contatore viene inviata al convertitore digitale-analogico, che genera la tensione corrispondente. Dopo l'overflow, il contatore viene azzerato ed è pronto per iniziare la formazione del periodo successivo.

Argomento 2.2. Generatori di segnali RF

I generatori di alta frequenza e microonde, o generatori di frequenze alte e microonde (HF e SHHF), sono sorgenti di segnale sinusoidale e almeno un segnale modulato secondo un qualsiasi parametro (modulato in ampiezza - segnale AM, modulato in frequenza - segnale FM) con parametri noti. La forma d'onda all'uscita dell'MHF è mostrata in fig. 2.5.

Riso. 6.5. Segnali sinusoidali (a) e modulati in ampiezza (b) all'uscita dell'MHF

Se la forma d'onda non è indicata sul pannello frontale del dispositivo, si tratta sempre di un segnale sinusoidale e AM.

I segnali dati sono caratterizzati i seguenti parametri: f- alta frequenza portante (modulata), F- modulazione a bassa frequenza, M-coefficiente di modulazione di ampiezza.

M=(AB) 100%/(A+B) (2.3)

GHF e SHHF coprono le seguenti gamme di frequenza portante: 200 kHz ... 30 MHz (alto) e f> 30 MHz (altissima). La gamma di frequenza può essere estesa fino a f< 200 кГц. Такие генераторы применяются для всестороннего исследования высокочастотных трактов теле- и радиоприемных устройств, для питания схем напряжением высоких и сверхвысоких частот. Структурная схема ГВЧ приведена на рис. 2.6.

Riso. 2.6. Schema strutturale del GHF

L'oscillatore master I determina il valore della frequenza portante e la forma d'onda. Un generatore del tipo viene utilizzato come generatore principale. LC, il cui sistema oscillatorio è un circuito parallelo costituito da un induttore l e condensatore DA. La frequenza di oscillazione è espressa dalla formula:

(2.4)

L'intera gamma di frequenze del GHF è suddivisa in sottobande, il cui numero può arrivare fino a otto. Ciascun sottointervallo corrisponde a un induttore specifico e l'impostazione regolare della frequenza (entro i limiti del sottointervallo) viene eseguita utilizzando un condensatore variabile. GHF ha due uscite: microvolt e un volt.

Dall'uscita dell'oscillatore master I, la tensione viene fornita a due canali: principale e ausiliario. Il canale principale contiene un amplificatore-modulatore e un attenuatore ad alta frequenza (uscita “µV”). Da questa uscita viene prelevata un'oscillazione ad alta frequenza regolata sinusoidale non modulata o modulata, calibrata in tensione. Come per l'LFO, l'indicatore mostra il valore efficace della tensione sinusoidale.

Il canale ausiliario contiene un amplificatore e un'uscita "1V". Da questa uscita, una tensione ad alta frequenza non controllata, modulata (cioè sinusoidale) non regolata di 1 ... 2 V viene trasferita al carico corrispondente

L'ingresso AM è destinato al collegamento di un oscillatore modulante esterno (oscillatore principale I) quando l'interruttore a levetta è impostato su "Ext". o oscillatore modulante interno (master oscillator II) con l'interruttore a levetta in posizione "Int". Solitamente il valore della frequenza modulante è fisso (400 o 1000 Hz). Se non è indicato sul pannello frontale, si presume che sia 1000 Hz.

Una caratteristica del GSHF è l'uso di speciali dispositivi di amplificazione a microonde: klystron, lampade BWO a onda inversa, diodi a valanga-span, diodi Gunn, magnetron, nonché sistemi oscillatori su un risonatore a cavità o un segmento a quarto d'onda di una guida d'onda, una linea coassiale.

All'uscita calibrata dell'SHVCH, la potenza non supera alcuni microwatt e all'uscita non calibrata - alcuni watt. Oltre al segnale sinusoidale, SHVCH può produrre un segnale modulato a impulsi (segnale PM).

Argomento 2.3. Generatori di segnali a impulsi

I generatori di impulsi, o generatori di impulsi (GI), hanno trovato applicazione nella messa a punto e nella regolazione circuiti a impulsi utilizzato in televisione e comunicazioni, computer, radar, ecc. I generatori che forniscono tensioni rettangolari sono ampiamente utilizzati. I parametri del segnale a impulsi possono essere regolati su un'ampia gamma.

GI è una sorgente di due segnali: principale e aggiuntivo (impulsi sincronizzati - SI). I parametri principali di questi segnali, regolabili su un ampio intervallo (Fig. 2.7), includono Uhm- valore di ampiezza della tensione, t e- durata dell'impulso, t3- tempo di ritardo (time shift) degli impulsi principali rispetto agli impulsi di clock, T- periodo di ripetizione dell'impulso.

Riso. 2.7. Parametri di uscita GOP

I parametri indiretti (secondari) dei segnali GI includono - ciclo di lavoro, che deve essere ≥ 2 e si calcola con la formula:

, (2.5)

dove F = 1/T- frequenza di ripetizione degli impulsi.

Lo schema a blocchi del GI è mostrato in fig. 2.8.

>

Riso. 2.8. Schema strutturale di GI

L'oscillatore master genera brevi impulsi con una frequenza F e può funzionare in modalità auto oscillante (posizione chiave "1") o standby (posizione chiave "2"). Nella modalità trigger esterno, la frequenza di ripetizione dell'impulso è determinata da un generatore esterno collegato alla presa "Input". L'avvio una tantum viene fornito premendo il pulsante del dispositivo di avvio esterno e una tantum.

Il blocco per la formazione degli impulsi di sincronizzazione (SI) fornisce la forma necessaria di SI.

Il blocco di ritardo crea uno spostamento temporale in base al tempo t gli impulsi principali relativi a SI provenienti dall'oscillatore master.

Il blocco di formazione degli impulsi principali provvede a ricevere su un'uscita di impulsi della forma necessaria e della durata.

L'amplificatore aumenta l'ampiezza degli impulsi, consente di cambiarne la polarità ed esegue l'adattamento della resistenza al carico fornito con il generatore.

L'attenuatore riduce l'ampiezza degli impulsi di un numero fisso di volte.

L'unità di misura è un voltmetro che controlla il valore dell'ampiezza del segnale a impulsi.

Le principali caratteristiche metrologiche dei generatori che è necessario conoscere quando si sceglie un dispositivo includono quanto segue:

Forma d'onda;

Intervallo di regolazione dei parametri;

Errore consentito nell'impostazione di ogni parametro;

Massima instabilità temporale ammissibile dei parametri;

Distorsione consentita della forma d'onda.

I generatori di alta frequenza proposti sono progettati per produrre oscillazioni elettriche nella gamma di frequenze da decine di kHz a decine e persino centinaia di MHz. Tali generatori, di regola, vengono eseguiti utilizzando circuiti oscillatori LC o risonatori al quarzo, che sono elementi di impostazione della frequenza. Fondamentalmente, i circuiti non cambiano in modo significativo da questo, quindi i generatori LC ad alta frequenza saranno considerati di seguito. Si noti che, se necessario, i circuiti oscillatori in alcuni circuiti oscillatori (vedi, ad esempio, Fig. 12.4, 12.5) possono essere facilmente sostituiti da risonatori al quarzo.

I generatori di alta frequenza (Fig. 12.1, 12.2) sono realizzati secondo il tradizionale e collaudato schema "induttivo a tre punti". Si differenziano per la presenza di un circuito RC emettitore che imposta la modalità di funzionamento del transistor (Fig. 12.2) in corrente continua. Per creare un feedback nel generatore, viene eseguita una presa dall'induttore (Fig. 12.1, 12.2) (di solito dalla sua parte 1/3 ... 1/5, contando dall'uscita messa a terra). L'instabilità del funzionamento dei generatori ad alta frequenza sui transistor bipolari è dovuta al notevole effetto di shunt del transistor stesso sul circuito oscillatorio. Quando la temperatura e / o la tensione di alimentazione cambiano, le proprietà del transistor cambiano notevolmente, quindi la frequenza di generazione "fluttua". Per indebolire l'influenza del transistor sulla frequenza operativa di generazione, è necessario indebolire il più possibile la connessione del circuito oscillatorio con il transistor, riducendo al minimo le capacità di transizione. Inoltre, la variazione della resistenza di carico influisce in modo significativo sulla frequenza di generazione. Pertanto, è imperativo includere un inseguitore di emettitore (sorgente) tra il generatore e la resistenza di carico.

I generatori dovrebbero essere alimentati da alimentatori stabili con ondulazione a bassa tensione.

I generatori realizzati su transistor ad effetto di campo (Fig. 12.3) hanno caratteristiche migliori.

In fig. 12.4 e 12.5. Fondamentalmente, per le loro caratteristiche, i circuiti a tre punti "induttivo" e "capacitivo" non differiscono, tuttavia, nel circuito "a tre punti capacitivo", non è necessario trarre una conclusione in più dall'induttore.

In molti circuiti del generatore (Fig. 12.1 - 12.5 e altri circuiti), il segnale di uscita può essere prelevato direttamente dal circuito oscillatorio attraverso un piccolo condensatore o attraverso una bobina di accoppiamento induttivo corrispondente, nonché dagli elettrodi dell'elemento attivo (transistor ) che non sono collegati a terra in corrente alternata. In questo caso, va tenuto conto del fatto che il carico aggiuntivo del circuito oscillatorio ne modifica le caratteristiche e la frequenza operativa. A volte questa proprietà viene utilizzata "per sempre" - allo scopo di misurare varie grandezze fisiche e chimiche, controllare i parametri tecnologici.

Il circuito del generatore mostrato in fig. 12.7, è operabile in un ampio range di valori dell'induttanza della bobina del circuito oscillatorio (da 200 μH a 2 H) [R 7/90-68]. Un tale generatore può essere utilizzato come generatore di segnali ad alta frequenza ad ampio raggio o come convertitore di misura di grandezze elettriche e non elettriche in frequenza, nonché in un circuito per misurare le induttanze.

I generatori basati su elementi attivi con CVC a forma di N (diodi a tunnel, diodi lambda e loro analoghi) contengono solitamente una sorgente di corrente, un elemento attivo e un elemento di impostazione della frequenza (circuito LC) con collegamento in parallelo o in serie. Sulla fig. 12.8 mostra un diagramma di un generatore RF su un elemento con una caratteristica corrente-tensione a forma di lambda. La sua frequenza è controllata modificando la capacità dinamica dei transistor quando cambia la corrente che li attraversa.

Il LED NI stabilizza il punto di lavoro e indica lo stato di accensione del generatore.

In fig. 12.9. Il dispositivo funziona fino a una frequenza di 1 MHz e oltre quando si utilizzano i transistor indicati nel diagramma.

Sulla fig. 12.10, per confrontare i circuiti in base al loro grado di complessità, viene fornito un pratico circuito di un generatore RF basato su un diodo a tunnel. Una giunzione polarizzata in avanti di un diodo al germanio ad alta frequenza è stata utilizzata come regolatore di tensione a bassa tensione a semiconduttore. Questo generatore è potenzialmente in grado di funzionare nella regione delle frequenze più alte, fino a diversi GHz.

alta frequenza generatore di frequenza, che è molto simile alla Fig. 12.7, ma realizzato utilizzando un transistor ad effetto di campo, è mostrato in fig. 12.11 [RL 7/97-34].

Il prototipo dell'oscillatore RC mostrato in fig. 11.18 è il circuito del generatore di fig. 12.12.

Questo generatore si distingue per la stabilità alle alte frequenze, la capacità di operare in un'ampia gamma di parametri degli elementi di impostazione della frequenza. Per ridurre l'effetto del carico sulla frequenza operativa del generatore, è stata introdotta nel circuito un'ulteriore cascata: un inseguitore di emettitore, realizzato su transistor bipolare VT3. Il generatore è in grado di funzionare fino a frequenze superiori a 150 MHz.

Un altro tipo di generatori sono i generatori di rumore, i cui circuiti sono mostrati in Fig. 12.14 e 12.15.

Tali generatori sono ampiamente utilizzati per sintonizzare vari circuiti elettronici. I segnali generati da tali dispositivi occupano una banda di frequenza estremamente ampia, da unità di Hz a centinaia di MHz. Per generare rumore, vengono utilizzate giunzioni polarizzate inversa di dispositivi a semiconduttore che operano nelle condizioni al contorno della rottura da valanga. Per questo possono essere utilizzate giunzioni transistor (Fig. 12.14) [Рl 2/98-37] o diodi zener (Fig. 12.15) [Р 1/69-37]. Per regolare la modalità in cui la tensione del rumore generato è massima, regolare la corrente di funzionamento attraverso l'elemento attivo (Fig. 12.15).

Per creare generatori di rumore a banda stretta, è possibile includere un filtro LC o RC all'uscita del circuito del generatore.

Letteratura: Shustov M.A. Circuito pratico (Libro 1), 2003

Abbiamo considerato una delle varietà di generatori che utilizzano un circuito oscillatorio. Tali generatori sono utilizzati principalmente solo alle alte frequenze, ma l'uso di un generatore LC può essere difficile da generare a frequenze più basse. Come mai? Ricordiamo la formula: la frequenza del generatore KC è calcolata dalla formula

Cioè: per ridurre la frequenza di generazione, è necessario aumentare la capacità del condensatore principale e l'induttanza dell'induttore e questo, ovviamente, comporterà un aumento delle dimensioni.
Pertanto, per generare frequenze relativamente basse, Generatori RC
il principio di funzionamento di cui considereremo.

Schema del generatore RC più semplice(è anche chiamato circuito di fasatura trifase), è mostrato in figura:

Il diagramma mostra che questo è solo un amplificatore. Inoltre è coperto da feedback positivo (POS): il suo ingresso è collegato all'uscita e quindi è costantemente in autoeccitazione. E la frequenza del generatore RC è controllata dalla cosiddetta catena di sfasamento, che consiste negli elementi C1R1, C2R2, C3R3.
Con l'aiuto di una catena di un resistore e di un condensatore, è possibile ottenere uno sfasamento non superiore a 90º. In realtà, lo spostamento è vicino ai 60º. Pertanto, per ottenere uno sfasamento di 180º, è necessario impostare tre catene. Dall'uscita dell'ultimo circuito RC, il segnale viene inviato alla base del transistor.

Il funzionamento inizia nel momento in cui viene attivata l'alimentazione. L'impulso di corrente del collettore che si verifica in questo caso contiene uno spettro di frequenza ampio e continuo, in cui sarà necessariamente la frequenza di generazione richiesta. In questo caso, le oscillazioni della frequenza su cui è sintonizzato il circuito di sfasamento non saranno smorzate. La frequenza di oscillazione è determinata dalla formula:

In questo caso deve essere soddisfatta la seguente condizione:

R1=R2=R3=R
C1=C2=C3=C

Tali generatori possono funzionare solo a frequenza fissa.

Oltre all'utilizzo di un circuito di sfasamento, esiste un'altra opzione più comune. Il generatore è anche costruito su un amplificatore a transistor, ma al posto di una catena di sfasamento viene utilizzato il cosiddetto ponte Vin-Robinson (il cognome di Vin è scritto con una "H" !!). Ecco come appare:

Il lato sinistro del circuito è un filtro RC passa-banda passivo, nel punto A la tensione di uscita viene rimossa.
Il lato destro è come un divisore indipendente dalla frequenza.
È generalmente accettato che R1=R2=R, C1=C2=C. Quindi la frequenza di risonanza sarà determinata dalla seguente espressione:

In questo caso, il modulo di guadagno è massimo e uguale a 1/3 e lo sfasamento è zero. Se il guadagno del divisore è uguale al guadagno del filtro passa-banda, alla frequenza di risonanza la tensione tra i punti A e B sarà zero e il PFC alla frequenza di risonanza salta da -90º a +90º. In generale, deve essere soddisfatta la seguente condizione:

R3=2R4

Ma c'è solo un problema: tutto questo può essere considerato solo per condizioni ideali. In realtà, non tutto è così semplice: la minima deviazione dalla condizione R3 = 2R4 porterà o a un'interruzione della generazione o alla saturazione dell'amplificatore. Per renderlo più chiaro, colleghiamo un ponte Wien all'amplificatore operazionale:

In generale, questo schema non può essere utilizzato in questo modo, poiché in ogni caso ci sarà uno spread nei parametri del ponte. Pertanto, al posto del resistore R4, viene introdotta una sorta di resistenza non lineare o controllata.
Ad esempio, un resistore non lineare: resistenza controllata tramite transistor. Oppure puoi anche sostituire il resistore R4 con una lampada a incandescenza di micropotenza, la cui resistenza dinamica aumenta con l'aumentare dell'ampiezza della corrente. Il filamento ha un'inerzia termica sufficientemente grande e a frequenze di diverse centinaia di hertz praticamente non influisce sul funzionamento del circuito entro un periodo.

Gli oscillatori del ponte di Vienna hanno una buona proprietà: se R1 e R2 vengono sostituiti da variabili (ma solo raddoppiate), allora sarà possibile regolare la frequenza di generazione entro certi limiti.
È possibile dividere le capacità C1 e C2 in sezioni, quindi sarà possibile cambiare le gamme e regolare dolcemente la frequenza nelle gamme con un doppio resistore variabile R1R2.

Un circuito quasi pratico di un oscillatore RC con un ponte Wien nella figura seguente:

Ecco: con l'interruttore SA1 puoi cambiare la gamma, e con una doppia resistenza R1 puoi regolare la frequenza. L'amplificatore DA2 viene utilizzato per abbinare il generatore al carico.