Post de radio - fă-o singur

Tehnologie pentru construirea și reglarea unei stații radio la 27 MHz + 8 structuri (modificări) cu o rază de acțiune de 2–4 km

Documentația este destinată radioamatorilor începători care proiectează independent posturi de radio portabile pentru uz individual.

În prima parte, sunt prezentate elementele de bază ale construirii unei stații de radio, sunt descrise blocurile funcționale ale receptorului și emițătorului și funcționarea acestora, este luată în considerare influența elementelor circuitului asupra funcționării stației de radio, sunt oferite recomandări pentru alegerea moduri optime. Accentul se pune pe principalele soluții de circuit.

A doua parte oferă diagrame practice ale posturilor de radio și descrierea acestora, precum și o tehnică de acordare. Sunt prezentate scheme de dispozitive asistente simple pentru acordarea și controlul posturilor de radio.

La întocmirea documentației s-a pornit de la faptul că marea majoritate a radioamatorilor, în special a celor începători, nu au la dispoziție astfel de dispozitive precum osciloscop, frecvențămetru etc., precum și de posibilitatea achiziționării de componente radio rare precum ca rezonatoare de cuarţ.

În procesul de elaborare a documentației, au fost testate multe scheme, dintre care au fost selectate, rafinate și testate cele mai potrivite pentru repetare. În același timp, s-a dovedit că majoritatea schemelor prezentate în literatură conțin inexactități, erori și defecte fundamentale și, ca urmare, nu sunt repetabile acasă.

Sperăm că materialele pregătite de noi vă vor fi utile și vă vor ajuta să faceți primii pași în lumea fascinantă a comunicațiilor radio.

1. Bazele construirii unui post de radio

1.1. Postul de radio este format dintr-un receptor și un transmițător.

Emițătorul radio transformă vibrațiile sonore (vorbire, muzică etc.) în vibrații electromagnetice emise de antenă. Aceste unde electromagnetice sunt primite de receptor și convertite înapoi în sunet.

Zilelor de radioamatori li se alocă mai multe benzi. Radiourile descrise în această documentație sunt proiectate să funcționeze pe banda de amatori de 10 metri la 27,120 MHz. Tipul de modulație utilizat în transmițător este cel mai simplu - modulația de amplitudine. Receptoarele sunt construite după o schemă super-regenerativă.

1.2. Principii generale funcţionarea unui receptor super-regenerativ.

Acest tip de receptor este cel mai potrivit pentru construirea de posturi radio simple:
- fara piese rare;
- un număr mic de elemente de circuit;
- simplitatea schemei;
- sensibilitate suficientă.

Mulți radioamatori începători, care colectau astfel de receptoare, au fost dezamăgiți.Receptorul fie nu a pornit deloc, fie a fost prea „capricios” în acord. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că, în multe publicații, soluțiile de circuite sunt foarte critice pentru evaluările elementelor, în special a tranzistorului.

Schemele prezentate în această documentație sunt de obicei executate imediat după asamblare.

Receptorul super-regenerativ (Fig. 1) este format din trei blocuri funcționale:
- circuit de intrare;
- super-regenerator;
- amplificator de joasa frecventa.

Circuitul de intrare este format dintr-o antenă și un filtru L1, C2, C3 și este conceput pentru a crește selectivitatea receptorului. Cert este că receptorul super-regenerativ are o bandă destul de largă (250-500 kHz). Prin urmare, dacă circuitul de intrare este exclus din receptor, atunci împreună cu semnalul principal pot fi auzite și alte posturi de radio care operează în acest interval. În plus, cu o sensibilitate suficient de mare a receptorului, pot fi induse diverse interferențe electrice. Circuitul de intrare în sine nu amplifică semnalul principal, dimpotrivă, slăbește oarecum, dar suprimă semnificativ stațiile radio care funcționează la frecvențele cele mai apropiate. Circuitul de intrare poate fi exclus, apoi condensatorul C1 este conectat direct la circuitul L2C5C7.

Orez. 1. Receptor super regenerativ.

Sarcina super-regeneratorului este de a amplifica și demodula semnalul de înaltă frecvență primit. Super-regeneratorul este proiectat ca un amplificator de feedback. Circuitul, atunci când este configurat corespunzător, are sensibilitatea maximă pe care o poate oferi tranzistorul VT1 cu parametri buni de înaltă frecvență. Cea mai acceptabilă și simplă metodă de selectare a tranzistoarelor „bune”, în absența dispozitivelor, este un test practic al funcționării acestora în funcție de circuit. Circuitul (Fig. 1) al super-regeneratorului face posibilă utilizarea aproape oricăror tranzistori de înaltă frecvență de putere joasă și medie cu conducție inversă sau directă fără modificări.

În acest din urmă caz, este necesar să se schimbe polaritatea sursei de alimentare.

Există trei tipuri de oscilații în super-regenerator:
- înaltă frecvență - egală cu frecvența recepționată (27,12 MHz);
- auxiliar - 30-50 kHz;
- joasă frecvenţă - corespunzătoare modulaţiei de amplitudine.

Pentru operatie normala Este necesar pentru receptor ca oscilațiile de înaltă frecvență ale super-regeneratorului să coincidă cu frecvența recepționată a emițătorului, iar frecvența oscilațiilor auxiliare să fie între 30-50 GHz.

Pentru a asigura regenerarea oscilațiilor de înaltă frecvență, frecvența de rezonanță a circuitului L2-C5-C7 trebuie să se potrivească cu frecvența emițătorului (setată de condensatorul C7), iar cu ajutorul lui C8 se obține feedback optim, adică. cea mai mare sensibilitate a super-regeneratorului chiar înainte de debutul autoexcitației. Cu o scădere a capacității C8 până la o anumită limită de 4-15 pF, sensibilitatea receptorului crește și apoi are loc întreruperea generației.

În plus, capacitatea joncțiunii colector-emițător a tranzistorului VT1 afectează și procesul de generare. Capacitatea joncțiunii formează un fel de condensator conectat în paralel cu C8. Dacă capacitatea joncțiunii VT1 este suficient de mare (20-30 pF), atunci prin reglarea condensatorului C8 nu este posibilă obținerea unei sensibilități ridicate a receptorului. Este posibil, în acest caz, excluderea completă a condensatorului C8, iar feedback-ul va fi efectuat numai datorită capacității joncțiunii „colector-emițător” a tranzistorului VT1. Frecvența oscilațiilor auxiliare este determinată în principal de lanțul R4C9.

Curentul de emițător al tranzistorului VT1, care curge prin rezistorul R4, încarcă simultan condensatorul C9. Emițătorul devine mai negativ și o tensiune de polarizare mai mică este aplicată la bază decât la emițător. Curentul tranzistorului scade și tranzistorul se oprește. În plus, condensatorul C9 începe să se descarce prin R4, tensiunea emițătorului scade și procesul se reia. Cu evaluările date R4-C9, frecvența este de la 30 la 50 kHz.

Inductorul Dr1 (20-60 MKGN) filtrează oscilațiile de înaltă frecvență, iar rămășițele sunt închise la pământ prin C9. Prin urmare, dacă modificați valorile lanțului R4-C9, nu trebuie să selectați C9 mai mic de 1000 pF, astfel încât rezistența la reziduurile RF să fie minimă.

Tranzistorul VT1 este conectat conform schemei cu o bază comună. Rezistoarele R1 R2 stabilesc punctul de funcționare al tranzistorului. Acest punct trebuie ales în așa fel încât să oscileze între modurile de amplificare și cele de autoexcitare.

Circuitul super-regenerator (Fig. 1) asigură o sensibilitate maximă a receptorului prin reglare simplă datorită condensatoarelor C7, C8. Dacă utilizați alte tipuri de tranzistoare, atunci poate fi necesar să selectați rezistorul R2 pentru a crește sensibilitatea.

La alegerea unui tranzistor VT1 cu caracteristici bune, sensibilitatea receptorului este adusă la 1-2 microvolți.

Lanțul R5-C10-C11 servește la separarea frecvențelor joase și auxiliare. Semnalul de joasă frecvență cu restul frecvenței auxiliare este transmis la R5.

Amplificatorul de joasă frecvență este simplu, nu necesită reglare și oferă suficientă putere de ieșire. În plus, lanțul R5-C10-C11 este un filtru care atenuează trecerea frecvenței auxiliare C10 la ULF, nu trebuie setat la mai mult de 2 microfarad.

1.3. Principii generale pentru proiectarea transmițătoarelor.

Transmițătorul radio constă dintr-un generator de înaltă frecvență (HHF), un amplificator de putere de înaltă frecvență (UMHF), un etaj terminal și un modulator.

1.3.1 Generator de înaltă frecvență (HFG).

Baza oricărui transmițător este GHF (Fig. 2). Sarcina principală a GHF este generarea de oscilații de înaltă frecvență, principala caracteristică este stabilitatea frecvenței. Stabilitatea este înțeleasă ca o abatere, o modificare a frecvenței MHF față de una dată. Pentru cazul nostru, o stabilitate satisfăcătoare de 0,01 - 0,001% abatere, i.e. este permisă abaterea de la frecvența de 27,120 MHz cu cel mult 27,12 kHz. Mai mult, o astfel de stabilitate ar trebui menținută cu schimbări de temperatură, tensiune de alimentare, umiditate și alți factori negativi. Punctul de funcționare al tranzistorului VT1 este stabilit de rezistențele R1, R2. Condensatorul C3 și circuitul oscilator L1-C2-C1 determină frecvența purtătoare a generatorului. Pentru a asigura funcționarea fiabilă a transmițătorului, MHF este reglat până la punctul de stabilitate maximă a oscilației prin reglarea circuitului oscilator. Stabilizarea temperaturii GHF este asigurată de circuitul R3-C4, feedback-ul este C5.

Orez. 2. Generator de înaltă frecvență.

Să luăm în considerare principalele motive care cauzează instabilitatea MHF (Fig. 2).

unu). Instabilitatea este cauzată de o modificare a parametrilor tranzistorului VT1, în principal din cauza fluctuațiilor de temperatură și tensiune de alimentare. Tranzistoarele de siliciu în acest sens sunt mai preferabile decât cele cu germaniu. În plus, atunci când alegeți un tranzistor VT1, este necesar, conform datelor de referință, să selectați tranzistorul cu o frecvență limită de 200 MHz sau mai mult, precum și cu capacități de joncțiune internă posibil mai mici. Cu cât acești parametri sunt mai buni, cu atât MHF funcționează mai stabil, cu mai puțină distorsiune. În timpul funcționării, tranzistorul se încălzește, iar acesta, la rândul său, își modifică parametrii (curenți inversi ai tranzistorului etc.) și poate provoca o deviere semnificativă a frecvenței.

Pentru a preveni acest proces, tranzistorul trebuie selectat în termeni de putere și curent de colector cu o marjă. În acest caz, VT1 va funcționa în modul de lumină - încălzirea internă va fi minimă, curentul colectorului VT1 este optim - de 8-10 ori mai puțin decât referința maximă, respectiv, în ceea ce privește puterea.

2). Un element foarte important al GHF, care afectează stabilitatea frecvenței, este un circuit oscilator format dintr-un inductor L1 și condensatori C1, C2.

Stabilitatea frecvenței este mai mare, cu atât factorul de calitate al circuitului oscilator este mai mare, iar acest lucru depinde atât de inductorul L1, cât și de tipul și dimensiunea capacităților C1, C2.

Factorul de calitate al unui inductor este determinat de rezistența materialului (sârmă), de dimensiunea și forma bobinei și de tipul miezului. Bobinele imprimate au stabilitate ridicată, în principal datorită capacității minime între tururi. Se recomandă ca diametrul interior (întorsătură mai mică) al bobinei imprimate să fie de cel puțin 10 mm, lățimea conductorului este de cel puțin 0,5 mm, distanța dintre spire este de cel puțin 0,3 mm. O bobină suficient de stabilă poate fi făcută și din obișnuit sârmă de cupru.

A). Nu vă străduiți să miniaturizați bobina. Diametrul interior trebuie să fie de cel puțin 8 mm.

b). Rezistența intrinsecă a conductorului ar trebui să fie minimă și, prin urmare, diametrul firului este între 1-1,5 mm. Material - cupru (sârmă marca PEV, PYL).
Dacă este posibil să utilizați un fir placat cu argint sau să aplicați singur o peliculă de argint pe fir, de exemplu, folosind un fixator uzat, acest lucru va crește și mai mult factorul de calitate al bobinei.

în). Este de dorit să folosiți bobine fără cadru, iar dacă se folosește un cadru, atunci ceramică. Odată cu fluctuațiile de temperatură, cadrul se poate extinde și, în consecință, modifica geometria bobinei, iar aceasta, la rândul său, modifică inductanța și frecvența.

G). Bobinele cu un singur strat cu pas forțat se caracterizează printr-o stabilitate ridicată. Acest lucru se datorează faptului că cu cât spirele sunt mai aproape una de cealaltă, cu atât capacitatea și interconectarea lor sunt mai mari. Și acest lucru înrăutățește caracteristicile circuitului.

e). La așezarea bobinei pe placă, trebuie să se țină cont de faptul că alte elemente de circuit situate în apropierea (5-10 mm) de bobină pot provoca instabilitate. În special, nu este recomandat să plasați piese precum condensatoare electrolitice, tranzistoare metalice de la capetele bobinei. Condensatorul C1 este mai bine să utilizați ceramică dielectric de aer(capacitate C1 - 4/20 pF, C2 - 10 pF), condensatorul C2 este ceramic și servește la suprimarea armonicilor.

e). Pentru a stabiliza frecvența, puterea GHF este aleasă mică (5-10 MW), iar sarcina este menținută slabă. Puterea principală este obținută de un amplificator de putere de înaltă frecvență. Dacă aveți la dispoziție un rezonator cu cuarț la o frecvență de 27,12 MHz, atunci acesta poate fi inclus în circuit în locul lui C3 GHF (Fig. 2). Acest lucru va oferi o stabilitate excelentă.
și). Este recomandabil să scurtați conductoarele care conectează elementele circuitului, fără a suprapune firele de montare.

1.3.2 Amplificator de putere de înaltă frecvență (UMHF) și filtru de înaltă frecvență.

Scopul principal al UMHF este de a amplifica puterea oscilațiilor de înaltă frecvență, iar filtrul este să se potrivească cu antena și transmițătorul pentru o radiație mai eficientă. oscilații electromagneticeși suprimarea emisiilor nocive.

UHF și un filtru pot fi combinate într-o singură unitate, utilizarea tranzistoarelor moderne de siliciu permite utilizarea simplă a UHF cu o singură etapă pentru a obține o putere de radiație la antenă de până la 600 MW, iar aceasta oferă o rază de comunicare de până la 2-5 km. Când construiți transmițătoare cu UHF, este necesară o ajustare atentă a filtrului pentru a suprima emisiile parasite (armonici), altfel transmițătorul va interfera cu echipamentele casnice și cu alte echipamente de televiziune și radio. Luați în considerare funcționarea UMHF și cascada finală conform schemei din Fig. 3.

Orez. 3. Amplificator de putere de înaltă frecvență.

Oscilațiile de înaltă frecvență sunt alimentate la baza tranzistorului VT1, al cărui punct de funcționare este selectat și fixat de un divizor rigid R1, R2. Semnalul de înaltă frecvență este amplificat de tranzistorul VT1 și este alocat inductorului Dr1, care are o rezistență ridicată la înaltă frecvență. Pentru o funcționare mai stabilă, în locul șocului Dr1, este necesară pornirea circuitului oscilator LC, reglat la frecvența purtătoare principală (27.120 MHz). Pentru a compensa influența regimului de temperatură al tranzistorului VT1, circuitul R3-C1 este conectat la emițător. Odată cu o scădere a rezistenței R3, curentul colectorului VT1 crește și, în consecință, puterea UHMW. Trebuie amintit în același timp că prea mult curent de colector determină încălzirea tranzistorului.

Prin urmare, este necesar:

unu). Alegeți puterea tranzistorului VT1, care este de 2-5 ori mai mare decât cea reală. Acesta este determinat de curentul maxim al colectorului, de datele de referință ale tranzistorului și măsurat efectiv.

2). Pentru a elimina căldura de la tranzistor, trebuie folosite radiatoare.

Semnalul amplificat prin condensatorul C2 este alimentat la filtrul P C3-L1-C4 și mai departe, prin bobina L2 la antenă. Semnalul de înaltă frecvență amplificat conține nu numai frecvența fundamentală, ci și armonicile sale. Puterea armonicilor este adesea comparabilă cu puterea frecvenței fundamentale. Pentru a le suprima, trebuie să selectați cu atenție evaluările și să reglați filtrul P. Elementele de circuit ale filtrului P trebuie selectate individual pentru fiecare transmițător, deoarece caracteristicile acestuia depind de tranzistorul VT1, precum și de rezistența și capacitatea antenei. De obicei, este suficient să reglați miezurile bobinelor L2, L1.

La domiciliu, cea mai aproximativă estimare a eficacității suprimării armonice cu un filtru P poate fi echipamentul TV și radio.

1.3.3. Modulare.

După cum am menționat deja, aceste radiouri utilizează modulația de amplitudine. Oscilații de înaltă frecvență, amplitudinea (valoarea) acestora se modifică proporțional cu oscilațiile de joasă frecvență. Oscilațiile de joasă frecvență de la microfon sunt amplificate de ULF și controlează magnitudinea oscilațiilor de înaltă frecvență (Fig. 4).

Orez. 4. Oscilație de înaltă frecvență modulată în amplitudine.

Pe fig. 4-a prezintă oscilații purtătoare de înaltă frecvență nemodulate de 27,12 MHz, iar amplitudinea este UHF constantă (a-c). Nu există suprapunere de vibrații de joasă frecvență și nu se transmite nicio informație.

Oscilațiile modulate în amplitudine (Fig. 4-c) ale unui semnal de înaltă frecvență se modifică în conformitate cu oscilațiile de joasă frecvență (Fig. 4-b).

Amplitudinea oscilațiilor de înaltă frecvență (Fig. 4-c) se modifică după valoarea UHF (a-c) și UHF (b-d), adică. există o componentă UHF (c-d) nemodulată care nu se modifică. Valoarea variației amplitudinii ca procent se numește adâncimea de modulație. Cu modularea în amplitudine, este foarte important să se obțină adâncimea maximă (100%) de modulare. În caz contrar, chiar și cu radiații puternice de oscilații de înaltă frecvență, raza de acțiune a postului de radio va fi semnificativ limitată. Se poate considera că puterea emițătorului, din cauza căreia este furnizată componenta nemodulată, se pierde pur și simplu. De exemplu, dacă puterea emițătorului este de 100 MW la o adâncime de modulație de 30%, atunci aceasta este echivalentă cu o putere a transmițătorului de 30 MW și o adâncime de modulație de 100%.

Cel mai într-un mod simplu modulația de amplitudine este modulația de putere. Dacă MHF este furnizată mai puțină putere, atunci amplitudinea oscilațiilor de înaltă frecvență generate de MHF scade în mod corespunzător. Prin urmare, sursa de alimentare a MHF este modificată în conformitate cu modificarea semnalului de joasă frecvență, putem modula oscilațiile de înaltă frecvență.

Orez. 5. Circuit modulator.

Circuitul modulator (Fig. 5) constă dintr-un ULF pe tranzistoarele VT1, VT2 și un tranzistor modulat VT3. Prin condensatorul de decuplare C4, oscilațiile amplificate de joasă frecvență sunt alimentate la baza tranzistorului VT3. Rezistorul R5 setează amestecul bazei VT3 astfel încât curentul din punctul (A) să fie egal cu jumătate din curent dacă minus GHF este conectat direct la minus sursa. În acest caz, mărimea amplitudinii oscilațiilor HF va fi, de asemenea, egală cu aproximativ jumătate din maxim. În acest caz, semiundele pozitive ale oscilațiilor de joasă frecvență vor deschide VT3, iar cele negative, dimpotrivă, se vor închide. În consecință, amplitudinea oscilațiilor RF va crește și va scădea proporțional. Pentru a obține o modulație de 100%, este necesar să selectați o astfel de putere a semnalului de joasă frecvență, astfel încât VT3 să se deschidă complet cu o jumătate de undă pozitivă și să se închidă complet cu o jumătate de undă negativă. Dacă puterea semnalului de joasă frecvență este insuficientă, atunci semiunda pozitivă nu va deschide complet tranzistorul VT3, ceea ce înseamnă că amplitudinea semnalului de înaltă frecvență nu va atinge maximul. În consecință, semiunda negativă nu se va închide complet VT3 și semnalul RF nu va atinge minimul său, atunci cu o putere insuficientă a semnalului de joasă frecvență, intervalul de amplitudine a oscilațiilor de înaltă frecvență este limitat.

Dacă semnalul de joasă frecvență, dimpotrivă, este prea puternic, atunci apare supramodularea. În acest caz, tranzistorul VT3 este complet deschis chiar înainte ca semnalul de joasă frecvență să atingă maximul. Și cu o creștere suplimentară a amplitudinii LF, amplitudinea oscilațiilor HF nu crește. Aceasta limitează amplitudinea de sus. În consecință, există o limitare de jos. Butonul S1 este folosit pentru un apel cu ton intermitent.

2. Metoda de acordare a postului de radio.

2.1. Configurarea emițătorului.

Pentru a testa performanța emițătorului, a-l configura și a-l controla, este necesar să se realizeze un receptor simplu detector. Acasă, în absența dispozitivelor și a experienței cu acestea, receptorul detector vă va permite să reglați transmițătorul la o frecvență de 27,12 MHz cu abateri admise, să evaluați puterea radiației și adâncimea de modulație. Receptorul detectorului (Fig. 6) trebuie să fie reglat la o frecvență de 27,120 MHz.

Orez. 6. Receptor detector.

Este de dorit să reglați receptorul folosind un generator de semnal standard (GSS). După setarea frecvenței GSS la 27,120 MHz, reglați receptorul cu condensatorul C1 în funcție de semnalul maxim din căști. În acest caz, receptorul trebuie mutat treptat mai departe de GSS, ajustând receptorul. După reglare, nu puteți schimba antena. În loc de GSS, puteți utiliza un GHF auto-realizat, stabilizat de un rezonator cu cuarț (Fig. 2). Dacă acest lucru nu este posibil, atunci este necesar să faceți mai atent bobina L1 și antena și înlocuiți condensatorul C1 cu unul constant, cu o capacitate de 30 pF. În acest caz, abaterea de la frecvența de 27,12 MHz va fi acceptabilă, adică. în gama de amatori, bobina L1 este fără cadru, cu un diametru interior de 8 mm, numărul de spire este de 17, pasul este de 0,5 mm, diametrul firului este de 1 mm. Antenă - fir cu diametrul de 1 mm, lungime - 25 cm.

Transmițătorul este configurat în următoarea ordine:
1. setarea modulatorului.
2. setarea MHF la o frecvență de 27,12 MHz.
3. Setare UMHF pentru câștig maxim și armonici minime.
4. setarea modulatorului la adâncimea de modulație de 100%.
5. reglarea emițătorului asamblat.

Pentru a verifica modulatorul, trebuie să conectați căști în loc de GHF (Fig. 5) și să aplicați putere la modulatorul de 9 V. În acest caz, modulatorul ar trebui să funcționeze ca un ULF obișnuit. Sensibilitatea este reglată prin selectarea rezistorului R1. Apelul este verificat prin închiderea contactelor comutatorului S1, în timp ce trebuie auzit un semnal sonor intermitent (tonul este schimbat de capacitatea C5).

Pentru a configura GHF, trebuie să îl conectați la modulator, să fixați (porniți) butonul de apel S1 și să lipiți o bucată de sârmă de 5-7 cm lungime și 0,5-0,7 mm în diametru ca antenă la condensatorul GHF. C6 (Fig. 2), porniți alimentarea. HHF-ul dvs. va funcționa ca un transmițător cu o frecvență purtătoare de aproximativ 27 MHz și modulat cu un semnal de ton.

Așezați receptorul aproape (10-20 cm) de MHF. GHF este reglat la o frecvență de 27,12 MHz de către condensatorul C1 (Fig. 2). Când este reglat la 27,120 MHz, ar trebui să se audă un ton de apel.

După aceea, puteți regla adâncimea de modulare, este mai bine să o faceți împreună: unul vorbește în microfonul modulator și schimbă rezistența R5 (Fig. 5), iar celălalt controlează audibilitatea prin receptor, cea mai inteligibilă audibilitate corespunde la modularea profundă.

Următorul bloc este configurat UMHF. Pentru aceasta trebuie să activați schema completa transmițător cu antenă.

O modalitate ușoară de a controla reglajul emițătorului putere maxima- consumul maxim de curent al emițătorului. Porniți ampermetrul dintre sursa de alimentare și transmițător, controlând cantitatea de curent în UMHF (Fig. 3). În primul rând, dacă ați conectat un circuit în loc de o șoke, reglați circuitul rezonant LC la rezonanță ajustând condensatorul. Apoi, alegeți punctul optim de funcționare al divizorului tranzistorului R1 R2. Controlul reglajului este estimat provizoriu în funcție de consumul curent. Reglarea filtrului de suprimare armonică este efectuată de nucleele bobinei L1 L2 cu antena conectată. Eficacitatea suprimării este controlată de absența interferențelor pe toate canalele TV și radio. După reglarea filtrului, emisiile parasite sunt de obicei bine suprimate, dar suprimarea 100% nu este garantată. Pentru a face acest lucru, trebuie să verificați transmițătorul pe trasorul curbei.

2.2. Configurarea receptorului.

Pentru a regla receptorul, este necesar să existe o sursă de radiație de oscilații de înaltă frecvență modulate. Este mai bine să utilizați GSS, în absența acestuia, puteți înlocui GHF sau un transmițător deja reglat la o frecvență de 27,12 MHz. Înainte de a configura receptorul, asigurați-vă că funcționează. Pentru a face acest lucru, este suficient să aplicați putere și, prin ajustarea valorii de feedback (condensator C8 - Fig. 1), să obțineți aspectul de zgomot în căști. După aceea, acordarea receptorului este efectuată împreună cu transmițătorul sau GSS. Configurarea este simplă. Prin reglarea condensatoarelor C7 și C8, este necesar să se obțină semnalul maxim în căștile receptorului, îndepărtându-se treptat de transmițător. Acordul trebuie efectuat cu antena care va fi pe postul dvs. de radio. Modificarea lungimii și formei antenei va necesita o nouă reglare a receptorului. Frecvența receptorului este reglată de condensatorul C7, iar sensibilitatea este C8. Dacă receptorul conține un circuit de intrare, atunci condensatorul C2 ajustează circuitul de intrare la o frecvență de 27,120 MHz.

Intervalul este determinat de următoarele funcții principale:
- puterea emițătorului;
- sensibilitatea receptorului;
- conditii de mediu.

Puterea emițătoarelor simple dintr-o stație radio (Fig. 7) poate fi mărită până la 250-300 MW fără modificări semnificative. Acest lucru se realizează prin:

a) înlocuirea tranzistorului VT1 cu un tranzistor de putere medie KT603, KT608, KT645, KT630 cu cel mai mare câștig posibil;

b) creșterea tensiunii de alimentare la 12 V furnizată emițătorului (nu trebuie schimbată sursa de alimentare a receptorului);

c) întărirea conexiunii circuitului oscilator L1-C2-C5 cu antena (cu cât antena este mai aproape de colectorul VT1, cu atât este mai puternică legătura și puterea radiată pe antenă);

d) reducerea rezistenței rezistenței R3 (în acest caz crește curentul de colector VT1 și amplitudinea oscilațiilor RF).

Efectuarea modificărilor la transmițător necesită ajustarea frecvenței purtătoarei cu condensatorul C5. Uneori, la înlocuirea VT1, este necesară reglarea divizorului R1 R2. Odată cu creșterea puterii emițătorului, puterea de radiație a armonicilor crește, creând interferențe în aer. Parțial, acest lucru poate fi eliminat prin selectarea unei lungimi de antenă potrivite și creșterea capacității condensatorului de la 2 la 30 pF.

Dacă, totuși, nu este posibil să scăpați de interferență, atunci este necesar să conectați suplimentar un filtru II, adică. porniți bobinele L1, L2 și condensatoarele C3, C4 (Fig. 3).

Un mijloc mai „inofensiv” de a mări raza de acțiune este creșterea sensibilității receptorului. Aceasta se realizează:
1) reglarea mai precisă a sensibilității prin condensatoare C19, C20 (Fig. 7);
2) înlocuirea tranzistorului VT5 cu GT311Zh, KT311I, KT325V, KT3102, KT3102E etc.;
3) selectarea mai precisă a valorii rezistorului R10.

Lungimea și forma antenei afectează foarte mult atât sensibilitatea receptorului, cât și puterea de radiație a emițătorului. Atunci când alegeți antenele bici, lungimea antenei de 125 cm (1/8 lungime de undă) este considerată cea mai acceptabilă.

2.4. Detalii si design.

În posturile de radio, ale căror scheme sunt prezentate mai jos, se folosesc în mare parte părți similare din punct de vedere funcțional.

Bobinele cu o inductanță de 0,8 MKH sunt executate conform descrierii de la punctul 3.1. pentru un receptor detector, plus puterea (în toate circuitele) este conectată la tura mijlocie a bobinei și un semnal de înaltă frecvență este luat din a 5-a tură, numărând de la colectorul tranzistorului.

În UMHF (Fig. 3), bobinele sunt realizate pe un cadru de polistiren cu diametrul de 7 mm cu un trimmer din fier carbon. Bobina L1 conține 9 spire, iar L2 - 15 spire de sârmă de cupru cu diametrul de 0,8 mm. Designul bobinelor transmițătorului (Fig. 9), inclusiv L2 cu o inductanță de 0,8 µH, este descris mai sus, iar L4 este înfășurat peste L2 și constă din 4 spire de sârmă cu un diametru de 0,8 mm, distribuite uniform pe L2. bobina. În mod similar, bobinele L2, L1 sunt realizate în transmițător (Fig. 8). Bobina L3 (Fig. 9) este înfășurată pe un cadru de polistiren cu un diametru de 7 mm cu un trimmer din fier de carbon, numărul de spire este de 10, diametrul firului este de 0,5 mm.

Ca antenă se folosește o tijă sau un fir flexibil de 50-150 cm lungime.

Telefoanele TON-2M sunt folosite ca microfon și telefon. Când utilizați un microfon diferit, va trebui să reglați prima etapă a modulatorului. Alte ULF-uri pot fi utilizate în receptor, inclusiv cele proiectate pentru capete dinamice, dar prima etapă a receptorului ULF nu trebuie schimbată.

Orez. 7.

Orez. opt.

Orez. 9.

Orez. zece.

Orez. unsprezece.

Orez. 12.

Orez. 13.

Orez. paisprezece.

R11 - 75 ohmi, 2 x 33 ohmi introduși, trebuie conectat în serie.
C14 - 30 pf, investit 2 până la 68 pf, ar trebui să fie incluse în serie.
R16 R8 este selectat în timpul ajustării.

Antena este conectată la contactul inferior al comutatorului P1.2 (vezi desenul de ansamblu).

Instalați jumperii 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5 pe placă. Instalare conform schemei si desenului de montaj.

Configurarea și reglarea postului de radio se efectuează conform documentației.

Comutatoarele P1.1 și P1.2 sunt pornite în același timp pentru a intra în modul de transmisie. Comutatorul P3 în modul de transmisie permite apelul prin ton.

Comutatorul P2 poate fi de orice tip, în funcție de designul carcasei dvs.

Rezistoare tip MLT-0.125.

Condensatoare tip KD, KN, KPK, K50-6.

Desen de ansamblu placă de circuit imprimat radio de 27 MHz

Compilat de: Patlakh V.V.

Generatoarele de înaltă frecvență sunt proiectate pentru a produce oscilații electrice în intervalul de frecvență de la zeci de kHz la zeci și chiar sute de MHz. Astfel de generatoare, de regulă, sunt realizate folosind circuite oscilatoare LC sau rezonatoare cu cuarț, care sunt elemente de setare a frecvenței. În mod fundamental, circuitele nu se modifică semnificativ de la aceasta, prin urmare, generatoarele LC de înaltă frecvență vor fi luate în considerare mai jos. Rețineți că, dacă este necesar, circuitele oscilatoare din unele circuite oscilatoare (vezi, de exemplu, Fig. 12.4, 12.5) pot fi înlocuite cu ușurință cu rezonatoare de cuarț.

(Fig. 12.1, 12.2) sunt realizate după schema tradițională și bine dovedită în practică „inductiv în trei puncte”. Ele diferă prin prezența unui circuit emițător RC care stabilește modul de funcționare al tranzistorului (Fig. 12.2) în funcție de curent continuu. Pentru a crea feedback în generator, se realizează un robinet din inductor (Fig. 12.1, 12.2) (de obicei din partea sa de 1/3 ... 1/5, numărând de la ieșirea cu împământare). Instabilitatea funcționării generatoarelor de înaltă frecvență pe tranzistoarele bipolare se datorează efectului de șuntare vizibil al tranzistorului însuși asupra circuitului oscilator. Când temperatura și/sau tensiunea de alimentare se modifică, proprietățile tranzistorului se schimbă semnificativ, astfel încât frecvența de generare „plutește”. Pentru a slăbi influența tranzistorului asupra frecvenței de funcționare de generare, este necesar să slăbiți cât mai mult posibil conexiunea circuitului oscilator cu tranzistorul, reducând capacitatea de tranziție la minimum. În plus, modificarea rezistenței la sarcină afectează în mod vizibil frecvența de generare. Prin urmare, este extrem de necesar să dezactivați emițătorul (sursă) urmăritor dintre generator și rezistența de sarcină.

Generatoarele ar trebui să fie alimentate de surse de alimentare stabile cu ondulație de joasă tensiune.

Generatoarele realizate pe tranzistoare cu efect de câmp (Fig. 12.3) au caracteristici mai bune.

Asamblate conform schemei „capacitive în trei puncte” pe tranzistoare bipolare și cu efect de câmp, sunt prezentate în fig. 12.4 și 12.5. În mod fundamental, în ceea ce privește caracteristicile lor, circuitele în trei puncte „inductiv” și „capacitiv” nu diferă, cu toate acestea, în circuitul „capacitiv în trei puncte”, nu este necesar să se tragă o concluzie suplimentară din inductor.

În multe circuite generatoare (Fig. 12.1 - 12.5 și alte circuite), semnalul de ieșire poate fi preluat direct din circuitul oscilator printr-un condensator mic sau printr-o bobină de cuplare inductivă potrivită, precum și de la neîmpământat. curent alternativ electrozii elementului activ (tranzistor). În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că sarcina suplimentară a circuitului oscilator își modifică caracteristicile și frecvența de funcționare. Uneori, această proprietate este folosită „pentru bine” - în scopul măsurării diferitelor cantități fizice și chimice, controlând parametrii tehnologici.

Pe fig. 12.6 prezintă o diagramă a unei versiuni ușor modificate a generatorului RF - un „capacitiv în trei puncte”. Adâncimea feedback-ului pozitiv și condițiile optime de excitare a generatorului sunt selectate folosind elemente de circuit capacitiv.

Circuitul generatorului prezentat în fig. 12.7, este operabil într-o gamă largă de valori ale inductanței bobinei circuitului oscilator (de la 200 μGh la 2 H) [R 7 / 90-68]. Un astfel de generator poate fi utilizat ca un generator de semnal de înaltă frecvență cu gamă largă sau ca un convertor de măsurare a cantităților electrice și neelectrice în frecvență, precum și într-un circuit pentru măsurarea inductanțelor.

Generatoarele bazate pe elemente active cu un CVC în formă de N (diode tunel, diode lambda și analogii lor) conțin de obicei

sursă de curent, element activ și element de reglare a frecvenței (circuit LC) cu conexiune în paralel sau în serie. Pe fig. 12.8 prezintă o diagramă a unui generator RF pe un element cu o caracteristică curent-tensiune în formă de lambda. Frecvența sa este controlată prin modificarea capacității dinamice a tranzistorilor atunci când curentul care trece prin ele se modifică.

LED-ul HL1 stabilizează punctul de funcționare și indică starea de pornire a generatorului.

Un generator bazat pe un analog al unei diode lambda, realizat pe tranzistoare cu efect de câmp și cu stabilizarea punctului de funcționare printr-un analog al unei diode zener - un LED, este prezentat în fig. 12.9. Dispozitivul funcționează până la o frecvență de 1 MHz și mai mare atunci când se utilizează tranzistoarele indicate în diagramă.

Ma Fig. 12.10, pentru a compara circuite în funcție de gradul lor de complexitate, se prezintă un circuit practic al unui generator RF bazat pe o diodă tunel. O joncțiune cu polarizare directă a unei diode cu germaniu de înaltă frecvență a fost folosită ca stabilizator de tensiune joasă a semiconductorilor. Acest generator este posibil să funcționeze în regiunea celor mai înalte frecvențe - până la câțiva GHz.

Un generator de înaltă frecvență, conform schemei care amintește foarte mult de Fig. 12.7, dar realizat folosind un tranzistor cu efect de câmp, este prezentat în fig. 12.11 [RL 7/97-34].

Prototipul oscilatorului RC prezentat în fig. 11.18 este circuitul generatorului din fig. 12.12.

Generatorul de note se distinge prin stabilitatea înaltă a frecvenței, capacitatea de a lucra într-o gamă largă de modificări ale parametrilor elementelor de setare a frecvenței. Pentru a reduce efectul sarcinii asupra frecvenței de funcționare a generatorului, în circuit a fost introdusă o etapă suplimentară - un emițător adept realizat pe un tranzistor bipolar VT3. Generatorul este capabil să funcționeze până la frecvențe de peste 150 MHz.

Dintre diferitele scheme de generatoare, este deosebit de necesar să se evidențieze generatoarele cu excitație de șoc. Munca lor se bazează pe excitarea periodică a unui circuit oscilator (sau a altui element rezonant) cu un impuls puternic de curent scurt. Ca urmare a „impactului electronic” în circuitul oscilator excitat în acest fel, apar oscilații periodice de formă sinusoidală care se atenuează treptat în amplitudine. Atenuarea oscilațiilor în amplitudine se datorează pierderilor ireversibile de energie în circuitul oscilator. Rata de amortizare a oscilațiilor este determinată de factorul de calitate (calitatea) circuitului oscilator. Semnalul de înaltă frecvență de ieșire va fi stabil în amplitudine dacă impulsurile de excitație urmează la o frecvență înaltă. Acest tip de generatoare este cel mai vechi dintre cele considerate și este cunoscut încă din secolul al XIX-lea.

Schema practică a generatorului de oscilații de înaltă frecvență de excitare a șocului este prezentată în fig. 12,13 [R 9/76-52; 3/77-53]. Impulsurile de excitație de șoc sunt alimentate circuitului oscilator L1C1 prin dioda VD1 de la un generator de frecvență joasă, de exemplu, un multivibrator sau alt generator de impulsuri dreptunghiulare (GPI), discutat mai devreme în capitolele 7 și 8. Marele avantaj al excitării șocului generatoare este că funcționează folosind circuite oscilatoare de aproape orice fel și orice frecvență de rezonanță.

Un alt tip de generatoare sunt generatoarele de zgomot, ale căror circuite sunt prezentate în Fig. 12.14 și 12.15.

Astfel de generatoare sunt utilizate pe scară largă pentru a regla diverse circuite electronice. Semnalele generate de astfel de dispozitive ocupă o bandă de frecvență extrem de largă - de la unități de Hz la sute de MHz. Pentru a genera zgomot, sunt utilizate joncțiuni inversate ale dispozitivelor semiconductoare care funcționează în condițiile limită ale defalcării avalanșei. Pentru această zi, pot fi utilizate joncțiuni de tranzistor (Fig. 12.14) [Рl 2/98-37] sau diode zener (Fig. 12.15) [Р 1/69-37]. Pentru a regla modul în care tensiunea zgomotului generat este maximă, reglați curentul de funcționare prin elementul activ (Fig. 12.15).

Rețineți că rezistențele combinate cu amplificatoare cu mai multe trepte de joasă frecvență, receptoare super-regenerative și alte elemente pot fi, de asemenea, utilizate pentru a genera zgomot. Pentru a obține amplitudinea maximă a tensiunii de zgomot, de regulă, este necesară o selecție individuală a elementului cel mai zgomotos.

Pentru a crea generatoare de zgomot în bandă îngustă, un filtru LC sau RC poate fi inclus la ieșirea circuitului generatorului.

generatoare de joasă frecvență.

Generatoare de joasă frecvență sau generatoare frecvente joase(LFO), sunt surse ale unui semnal sinusoidal în diferite game de frecvență: F<20 Гц (инфразвуковые), 20 Гц... 20 кГц (звуковые), 20...200 кГц (ультразвуковые). Диапазон частот может быть расширен до F>200 kHz. În unele tipuri de instrumente, împreună cu un semnal sinusoidal, este generat un semnal numit meandre.

Orez. 2.1. Schema structurala LFO analogic

LFO-urile sunt folosite pentru un studiu cuprinzător al traseelor receptoarelor radio, pentru alimentarea punților de curent alternativ etc.

Oscilatorul principal determină forma și toți parametrii de frecvență ai semnalului: domeniul de frecvență, eroarea de setare a frecvenței, instabilitatea frecvenței, factorul de distorsiune neliniară.

Dacă forma de undă nu este indicată pe panoul frontal al dispozitivului, atunci este întotdeauna sinusoidală. Generatoare de tip rc, al cărui sistem oscilator constă în fazare RC- lanțuri. Întregul interval de frecvență al generatorului este împărțit în 3-4 subdomeni. Fiecare subgamă corespunde unei anumite valori a rezistenței rezistorului (Fig. 2.2), care vă permite să schimbați discret frecvența.

Orez. 2.2. Principiul setarii frecventei oscilatorului principal

Setarea netedă a frecvenței este efectuată de un condensator variabil, care deservește toate sub-benzile. Oscilatoarele master de tip RC sunt simple, ieftine, au un coeficient scăzut de distorsiune neliniară și dimensiuni de gabarit reduse.

Formula de tip oscilator RC:

În unele LFO, controlul discret al frecvenței nu este efectuat de un rezistor, ci de un condensator. Apoi este furnizată o setare uniformă a frecvenței rezistor variabil-potentiometru. Amplificatorul slăbește influența blocurilor ulterioare asupra oscilatorului principal, îmbunătățind parametrii de frecvență, asigură amplificarea semnalului în termeni de tensiune (putere) și vă permite să schimbați fără probleme tensiunea de ieșire.

Transformatorul de potrivire este proiectat pentru potrivirea treptată a impedanței de ieșire a generatorului cu rezistența de sarcină conectată.

Prezența unui punct de mijloc (s.t.) în transformator vă permite să obțineți două tensiuni de ieșire identice în valoare, dar opuse în fază (Fig. 2.3).

Orez. 2.3. Electric schema circuitului transformator de potrivire a punctului central

Transformatorul de potrivire de ieșire este utilizat la generatoarele cu un nivel crescut de putere de ieșire. Majoritatea generatoarelor de joasă frecvență nu au un transformator de ieșire.

Comutatorul de sarcină asigură potrivirea impedanței de ieșire D afară generator cu rezistență la sarcină R n. Dacă nu se realizează coordonarea, atunci tensiunea de ieșire nu corespunde cu cea setată de indicatorul generatorului, generatorul poate chiar să defecteze. Cele mai comune valori D afară sunt 5, 50, 600 și 6000 ohmi. Pentru a potrivi rezistențele la ieșirea 1, o sarcină specială de 50 Ohm cu un cablu este furnizată împreună cu dispozitivul.

Controlul tensiunii de ieșire este asigurat de un voltmetru electronic tip U-D sau un voltmetru electromecanic al sistemului redresor. Indicatorul de tensiune de ieșire arată întotdeauna valoarea RMS a unui semnal sinusoidal.

Atenuatorul asigură că tensiunile de ieșire sunt diferite ca valoare și variază discret. În acest caz, rezistențele de intrare și de ieșire ale atenuatorului nu se modifică și potrivirea nu este încălcată. Uneori, atenuarea este indicată nu în volți, ci în decibeli.

Atenuarea introdusă de atenuator se calculează prin formula:

, (2.2)

Unde U in(B) - tensiunea la intrarea atenuatorului; Ieși(B) - tensiune la ieșirea atenuatorului.

Să luăm în considerare două exemple.

Exemplul 1. Determinați tensiunea la ieșirea generatorului în volți dacă este 1 V la intrare și U = 60 dB la ieșire. Pe baza formulei scriem:

Exemplul 2. Determinați valoarea de atenuare introdusă de atenuatorul generatorului, dacă tensiunea la intrarea acestuia este de 1 V, iar la ieșire 100 mV.

Pe baza formulei, scriem

LFO digital.

LFO-urile digitale, în comparație cu cele analogice, au caracteristici metrologice mai bune: eroare de instalare mai mică și instabilitate de frecvență, coeficient mai scăzut de distorsiune neliniară, stabilitate a nivelului semnalului de ieșire.

Astfel de generatoare devin din ce în ce mai răspândite în comparație cu cele analogice datorită vitezei mai mari, simplificării setării frecvenței, eliminării erorilor subiective în setarea parametrilor semnalului de ieșire. Datorită microprocesorului încorporat în LFO-urile digitale, este posibil să reglați automat frecvența semnalului în funcție de un program dat.

Funcționarea LFO-urilor digitale se bazează pe principiul generării unui cod numeric și apoi al convertirii acestuia într-un semnal armonic analogic, care este aproximat printr-o funcție modelată folosind un convertor digital-analogic (DAC). Schema bloc a LFO-ului digital este prezentată în fig. 2.4.

Orez. 2.4. Diagrama bloc a unui LFO digital

Generatorul de impulsuri master cu stabilizare a frecvenței de cuarț generează impulsuri scurte într-o secvență periodică, care sunt alimentate divizorului de frecvență. La ieșirea unui divizor de frecvență cu un raport de divizare reglabil, se formează o secvență de impulsuri cu o perioadă de repetare dată, care determină pasul de eșantionare.

Contorul numără impulsurile care ajung la el, combinația de cod a impulsurilor acumulate în contor este alimentată la convertorul digital-analogic, care generează tensiunea corespunzătoare. După depășire, contorul este resetat la zero și este gata să înceapă formarea perioadei următoare.

Subiectul 2.2. Generatoare de semnal RF

Generatoarele de înaltă frecvență și de microunde, sau generatoarele de înaltă și de microunde (HF și SHHF), sunt surse de semnal sinusoidal și cel puțin un semnal modulat de orice parametru (modulat în amplitudine - semnal AM, modulat în frecvență - semnal FM) cu parametrii. Forma de undă la ieșirea MHF este prezentată în fig. 2.5.

Orez. 6.5. Semnale sinusoidale (a) și modulate de amplitudine (b) la ieșirea MHF

Dacă forma de undă nu este indicată pe panoul frontal al dispozitivului, atunci este întotdeauna un semnal sinusoidal și AM.

Semnalele date sunt caracterizate următorii parametri: f- purtătoare (modulată) de înaltă frecvență, F- modulare de joasă frecvență, M-coeficientul de modulare a amplitudinii.

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

GHF și SHHF acoperă următoarele intervale de frecvență purtătoare: 200 kHz ... 30 MHz (înaltă) și f> 30 MHz (ultra mare). Gama de frecvențe poate fi extinsă până la 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.

Orez. 2.6. Diagrama structurală a GHF

Oscilatorul principal I determină valoarea frecvenței purtătoare și a formei de undă. Un generator de acest tip este folosit ca generator principal. LC, al cărui sistem oscilator este un circuit paralel format dintr-un inductor L si condensator DIN. Frecvența de oscilație este exprimată prin formula:

(2.4)

Întregul interval de frecvență al GHF este împărțit în sub-benzi, al căror număr poate fi de până la opt. Fiecare subgamă corespunde unui inductor specific, iar setarea netedă a frecvenței (în limitele subdomeniului) este efectuată folosind un condensator variabil. GHF are două ieșiri: microvolt și un volt.

De la ieșirea oscilatorului principal I, tensiunea este furnizată la două canale: principal și auxiliar. Canalul principal conține un amplificator-modulator și un atenuator de înaltă frecvență (ieșire „µV”). Din această ieșire este luată o oscilație de înaltă frecvență regulată, nemodulată, sinusoidală sau modulată, calibrată în funcție de tensiune. Ca și în cazul LFO, indicatorul arată valoarea RMS a tensiunii sinusoidale.

Canalul auxiliar conține un amplificator și o ieșire „1V”. Din această ieșire, o tensiune de înaltă frecvență necontrolată, modulată (adică sinusoidală), nereglată de 1 ... 2 V este îndepărtată la sarcina de potrivire.

Intrarea AM este destinată conectării unui oscilator modulator extern (oscilator master I) când comutatorul este setat pe „Ext”. sau oscilator modulator intern (oscilator master II) cu comutatorul basculant în poziția „Int”. De obicei, valoarea frecvenței de modulare este fixă (400 sau 1000 Hz). Dacă nu este indicat pe panoul frontal, atunci se presupune că este de 1000 Hz.

O caracteristică a SHHF este utilizarea dispozitivelor speciale de amplificare cu microunde: klystroni, lămpi BWO cu undă inversă, diode cu avalanșă, diode Gunn, magnetroni, precum și sisteme oscilatoare pe un rezonator cu cavitate sau un segment de sfert de undă al unui ghid de undă, o linie coaxiala.

La ieșirea calibrată a SHVCH, puterea nu depășește câțiva microwați, iar la ieșirea necalibrată - câțiva wați. Pe lângă semnalul sinusoidal, SHVCH poate produce un semnal modulat cu puls (semnal PM).

Subiectul 2.3. Generatoare de semnal de impulsuri

Generatoarele de impulsuri sau generatoarele de impulsuri (GI) au găsit aplicație în reglare și reglare circuite de impulsuri utilizat în televiziune și comunicații, computere, radare etc. Generatoarele care furnizează tensiuni dreptunghiulare sunt utilizate pe scară largă. Parametrii semnalului de puls pot fi ajustați pe o gamă largă.

GI este o sursă de două semnale: principal și suplimentar (impulsuri sincronizate - SI). Parametrii principali ai acestor semnale, reglabili pe o gamă largă (Fig. 2.7), includ U m- valoarea amplitudinii tensiunii, t si- durata pulsului, t3- timpul de întârziere (decalaj temporal) al impulsurilor principale în raport cu impulsurile de ceas, T- perioada de repetare a pulsului.

Orez. 2.7. Parametrii de ieșire GOP

Parametrii indirecti (secundari) ai semnalelor GI includ - ciclu de lucru, care trebuie să fie ≥ 2 și se calculează prin formula:

, (2.5)

Unde F = 1/T- frecvența de repetare a pulsului.

Schema bloc a GI este prezentată în fig. 2.8.

>

Orez. 2.8. Diagrama structurală a GI

Oscilatorul principal generează impulsuri scurte cu o frecvență F și poate funcționa în modurile auto-oscilante (poziția tastei „1”) sau standby (poziția tastei „2”). În modul de declanșare extern, rata de repetiție a pulsului este determinată de un generator extern conectat la mufa „Intrare”. Pornirea unică este asigurată prin apăsarea butonului dispozitivului extern și unică pornire.

Blocul pentru formarea impulsurilor de sincronizare (SI) asigură forma necesară de SI.

Blocul de întârziere creează o schimbare a timpului în timp t impulsurile principale în raport cu SI provenind de la oscilatorul principal.

Blocul de formare a impulsurilor principale asigură primirea pe o ieșire a impulsurilor de forma și durata necesară.

Amplificatorul mărește amplitudinea impulsurilor, vă permite să schimbați polaritatea acestora și efectuează potrivirea rezistenței cu sarcina furnizată cu generatorul.

Atenuatorul reduce amplitudinea impulsurilor de un număr fix de ori.

Unitatea de măsură este un voltmetru care controlează valoarea amplitudinii semnalului de impuls.

Principalele caracteristici metrologice ale generatoarelor pe care trebuie să le cunoașteți atunci când alegeți un dispozitiv includ următoarele:

Forma de undă;

Gama de reglare a parametrilor;

Eroare permisă de setare a fiecărui parametru;

Instabilitatea temporală maximă admisă a parametrilor;

Distorsiunea permisă a formei de undă.

Generatoarele de înaltă frecvență propuse sunt proiectate să producă oscilații electrice în intervalul de frecvență de la zeci de kHz la zeci și chiar sute de MHz. Astfel de generatoare, de regulă, sunt realizate folosind circuite oscilatoare LC sau rezonatoare cu cuarț, care sunt elemente de setare a frecvenței. În mod fundamental, circuitele nu se modifică semnificativ de la aceasta, prin urmare, generatoarele LC de înaltă frecvență vor fi luate în considerare mai jos. Rețineți că, dacă este necesar, circuitele oscilatoare din unele circuite oscilatoare (vezi, de exemplu, Fig. 12.4, 12.5) pot fi înlocuite cu ușurință cu rezonatoare de cuarț.

Generatoarele de înaltă frecvență (Fig. 12.1, 12.2) sunt realizate conform schemei tradiționale și bine dovedite în practică „inductiv în trei puncte”. Ele diferă prin prezența unui circuit emițător RC care setează modul de funcționare al tranzistorului (Fig. 12.2) în curent continuu. Pentru a crea feedback în generator, se realizează un robinet din inductor (Fig. 12.1, 12.2) (de obicei din partea sa de 1/3 ... 1/5, numărând de la ieșirea cu împământare). Instabilitatea funcționării generatoarelor de înaltă frecvență pe tranzistoarele bipolare se datorează efectului de șuntare vizibil al tranzistorului însuși asupra circuitului oscilator. Când temperatura și/sau tensiunea de alimentare se modifică, proprietățile tranzistorului se schimbă semnificativ, astfel încât frecvența de generare „plutește”. Pentru a slăbi influența tranzistorului asupra frecvenței de funcționare de generare, este necesar să slăbiți cât mai mult posibil conexiunea circuitului oscilator cu tranzistorul, reducând capacitatea de tranziție la minimum. În plus, modificarea rezistenței la sarcină afectează semnificativ frecvența de generare. Prin urmare, este imperativ să includeți un emițător (sursă) urmăritor între generator și rezistența de sarcină.

Generatoarele ar trebui să fie alimentate de surse de alimentare stabile cu ondulație de joasă tensiune.

Generatoarele realizate pe tranzistoare cu efect de câmp (Fig. 12.3) au caracteristici mai bune.

În fig. 12.4 și 12.5. În mod fundamental, în ceea ce privește caracteristicile lor, circuitele în trei puncte „inductiv” și „capacitiv” nu diferă, cu toate acestea, în circuitul „capacitiv în trei puncte”, nu este necesar să se tragă o concluzie suplimentară din inductor.

În multe circuite generatoare (Fig. 12.1 - 12.5 și alte circuite), semnalul de ieșire poate fi preluat direct din circuitul oscilator printr-un condensator mic sau printr-o bobină de cuplare inductivă potrivită, precum și de la electrozii elementului activ (tranzistor). ) care nu sunt împământate în curent alternativ. În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că sarcina suplimentară a circuitului oscilator își modifică caracteristicile și frecvența de funcționare. Uneori, această proprietate este folosită „pentru bine” - în scopul măsurării diferitelor cantități fizice și chimice, controlând parametrii tehnologici.

Circuitul generatorului prezentat în fig. 12.7, este operabil într-o gamă largă de valori ale inductanței bobinei circuitului oscilator (de la 200 μH la 2 H) [R 7 / 90-68]. Un astfel de generator poate fi utilizat ca un generator de semnal de înaltă frecvență cu gamă largă sau ca un convertor de măsurare a cantităților electrice și neelectrice în frecvență, precum și într-un circuit pentru măsurarea inductanțelor.

Generatoarele bazate pe elemente active cu un CVC în formă de N (diode tunel, diode lambda și analogii lor) conțin de obicei o sursă de curent, un element activ și un element de reglare a frecvenței (circuit LC) cu conexiune în paralel sau în serie. Pe fig. 12.8 prezintă o diagramă a unui generator RF pe un element cu o caracteristică curent-tensiune în formă de lambda. Frecvența sa este controlată prin modificarea capacității dinamice a tranzistorilor atunci când curentul care trece prin ele se modifică.

LED-ul NI stabilizează punctul de funcționare și indică starea de pornire a generatorului.

Pe fig. 12.10, pentru a compara circuite în funcție de gradul lor de complexitate, se prezintă un circuit practic al unui generator RF bazat pe o diodă tunel. O joncțiune cu polarizare directă a unei diode cu germaniu de înaltă frecvență a fost folosită ca regulator de tensiune joasă a semiconductorilor. Acest generator este posibil să funcționeze în regiunea celor mai înalte frecvențe - până la câțiva GHz.

frecventa inalta generator de frecvență, care este foarte asemănător cu Fig. 12.7, dar realizat folosind un tranzistor cu efect de câmp, este prezentat în fig. 12.11 [RL 7/97-34].

Prototipul oscilatorului RC prezentat în fig. 11.18 este circuitul generatorului din fig. 12.12.

Acest generator se distinge prin stabilitatea de înaltă frecvență, capacitatea de a funcționa într-o gamă largă de parametri ai elementelor de setare a frecvenței. Pentru a reduce efectul sarcinii asupra frecvenței de funcționare a generatorului, a fost introdusă o cascadă suplimentară în circuit - un emițător adept, realizat pe tranzistor bipolar VT3. Generatorul este capabil să funcționeze până la frecvențe de peste 150 MHz.

Un alt tip de generatoare sunt generatoarele de zgomot, ale căror circuite sunt prezentate în Fig. 12.14 și 12.15.

Astfel de generatoare sunt utilizate pe scară largă pentru a regla diverse circuite electronice. Semnalele generate de astfel de dispozitive ocupă o bandă de frecvență extrem de largă - de la unități de Hz la sute de MHz. Pentru a genera zgomot, sunt utilizate joncțiuni inversate ale dispozitivelor semiconductoare care funcționează în condițiile limită ale defalcării avalanșei. Pentru aceasta se pot folosi joncțiuni de tranzistor (Fig. 12.14) [Рl 2/98-37] sau diode zener (Fig. 12.15) [Р 1/69-37]. Pentru a regla modul în care tensiunea zgomotului generat este maximă, reglați curentul de funcționare prin elementul activ (Fig. 12.15).

Pentru a crea generatoare de zgomot în bandă îngustă, un filtru LC sau RC poate fi inclus la ieșirea circuitului generatorului.

Literatură: Shustov M.A. Practical Circuitry (Cartea 1), 2003

Am considerat una dintre varietățile de generatoare care utilizează un circuit oscilator. Astfel de generatoare sunt utilizate în principal numai la frecvențe înalte, dar utilizarea unui generator LC poate fi dificil de generat la frecvențe mai mici. De ce? Să ne amintim formula: frecvența generatorului KC este calculată prin formula

Adică: pentru a reduce frecvența de generare, este necesară creșterea capacității condensatorului principal și a inductanței inductorului, iar acest lucru, desigur, va presupune o creștere a dimensiunii.
Prin urmare, pentru a genera frecvențe relativ joase, Generatoare RC
principiul de funcționare al căruia îl vom avea în vedere.

Diagrama celui mai simplu generator RC(se mai numește și circuit trifazat), este prezentat în figură:

Diagrama arată că acesta este doar un amplificator. Mai mult, este acoperit de feedback pozitiv (POS): intrarea sa este conectată la ieșire și, prin urmare, este în mod constant în autoexcitare. Și frecvența generatorului RC este controlată de așa-numitul lanț de defazare, care constă din elementele C1R1, C2R2, C3R3.
Cu ajutorul unui lanț al unui rezistor și al unui condensator, se poate obține o schimbare de fază de cel mult 90º. În realitate, deplasarea este aproape de 60º. Prin urmare, pentru a obține o schimbare de fază de 180º, trebuie setate trei lanțuri. De la ieșirea ultimului circuit RC, semnalul este alimentat la baza tranzistorului.

Funcționarea începe în momentul în care sursa de alimentare este pornită. Impulsul de curent al colectorului care apare în acest caz conține un spectru de frecvență larg și continuu, în care frecvența de generare necesară va fi în mod necesar. În acest caz, oscilațiile frecvenței la care este reglat circuitul de defazare vor deveni neamortizate. Frecvența de oscilație este determinată de formula:

În acest caz, trebuie îndeplinită următoarea condiție:

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

Astfel de generatoare pot funcționa numai la o frecvență fixă.

Pe lângă utilizarea unui circuit de defazare, există o altă opțiune, mai comună. Generatorul este construit și pe un amplificator cu tranzistor, dar în loc de un lanț cu defazare, se folosește așa-numita punte Vin-Robinson (numele lui Vin este scris cu un „H” !!). Cam asa arata:

Partea stângă a circuitului este un filtru pasiv RC cu trecere în bandă, în punctul A, tensiunea de ieșire este eliminată.
Partea dreaptă este ca un divizor independent de frecvență.
Este în general acceptat că R1=R2=R, C1=C2=C. Apoi frecvența de rezonanță va fi determinată de următoarea expresie:

În acest caz, modulul de câștig este maxim și egal cu 1/3, iar defazarea este zero. Dacă câștigul divizorului este egal cu câștigul filtrului trece-bandă, atunci la frecvența de rezonanță tensiunea dintre punctele A și B va fi zero, iar PFC la frecvența de rezonanță sare de la -90º la +90º. În general, trebuie îndeplinită următoarea condiție:

R3=2R4

Dar există o singură problemă: toate acestea pot fi luate în considerare numai pentru conditii ideale. În realitate, totul nu este atât de simplu: cea mai mică abatere de la condiția R3 = 2R4 va duce fie la o întrerupere a generației, fie la saturarea amplificatorului. Pentru a fi mai clar, haideți să conectăm un pod Wien la op-amp:

În general, această schemă nu poate fi utilizată în acest fel, deoarece în orice caz va exista o răspândire în parametrii podului. Prin urmare, în locul rezistenței R4, se introduce un fel de rezistență neliniară sau controlată.
De exemplu, un rezistor neliniar: rezistență controlată folosind tranzistori. Sau puteți înlocui și rezistorul R4 cu o lampă incandescentă de microputere, a cărei rezistență dinamică crește odată cu creșterea amplitudinii curentului. Filamentul are o inerție termică suficient de mare, iar la frecvențe de câteva sute de herți practic nu afectează funcționarea circuitului într-o singură perioadă.

Oscilatoarele Wien au o proprietate bună: dacă R1 și R2 sunt înlocuite cu variabile (dar doar dublate), atunci va fi posibilă reglarea frecvenței de generare în anumite limite.
Este posibil să împărțiți capacitățile C1 și C2 în secțiuni, apoi va fi posibil să comutați intervalele și să reglați fără probleme frecvența în intervale cu un rezistor dublu variabil R1R2.

Un circuit aproape practic al unui oscilator RC cu o punte Wien din figura de mai jos:

Aici: cu comutatorul SA1 puteți comuta domeniul, iar cu un rezistor dublu R1 puteți regla frecvența. Amplificatorul DA2 este utilizat pentru a potrivi generatorul cu sarcina.