Raadioamatöörid peavad vastu võtma erinevaid raadiosignaale. Selleks on vaja madal- ja kõrgsagedusgeneraatori olemasolu. Sageli nimetatakse seda tüüpi seadet selle disainifunktsiooni tõttu transistorgeneraatoriks.

Lisainformatsioon. Voolugeneraator on isevõnkuv seade, mis on loodud ja mida kasutatakse võrgus elektrienergia tootmiseks või ühe energialiigi teisendamiseks etteantud kasuteguriga.

Isevõnkuvad transistorseadmed

Transistorgeneraator on jagatud mitmeks tüübiks:

• vastavalt väljundsignaali sagedusvahemikule;
• genereeritud signaali tüübi järgi;
• vastavalt tegevusalgoritmile.

Sagedusvahemik jaguneb tavaliselt järgmistesse rühmadesse:

• 30 Hz-300 kHz – madal vahemik, tähistatud madal;
• 300 kHz-3 MHz – keskmine ulatus, määratud kesksagedus;
• 3-300 MHz – kõrge leviala, tähistatud HF;
• üle 300 MHz – ülikõrge ulatus, määratud mikrolaineahjuks.

Nii jagavad raadioamatöörid vahemikke. Helisageduste jaoks kasutavad nad vahemikku 16 Hz–22 kHz ning jagavad selle ka madalateks, keskmisteks ja kõrgeteks rühmadeks. Need sagedused on olemas igas majapidamises kasutatavas helivastuvõtjas.

Järgmine jaotus põhineb signaali väljundi tüübil:

• sinusoidne – signaal väljastatakse sinusoidselt;
• funktsionaalne – väljundsignaalid on spetsiaalselt määratud kujuga, näiteks ristküliku- või kolmnurksed;
• mürageneraator – väljundis jälgitakse ühtlast sagedusvahemikku; vahemikud võivad olenevalt tarbija vajadustest erineda.

Transistorvõimendid erinevad oma tööalgoritmi poolest:

• RC – peamine kasutusala – madal vahemik ja helisagedused;
• LC – peamine kasutusala – kõrged sagedused;
• Blokeeriv ostsillaator – kasutatakse kõrge töötsükliga impulsssignaalide tootmiseks.

Pilt elektriskeemidel

Esiteks kaalume siinuse tüüpi signaali saamist. Kõige kuulsam seda tüüpi transistoril põhinev ostsillaator on Colpittsi ostsillaator. See on peaostsillaator, millel on üks induktiivsus ja kaks järjestikku ühendatud kondensaatorit. Seda kasutatakse vajalike sageduste genereerimiseks. Ülejäänud elemendid tagavad transistori nõutava töörežiimi alalisvoolul.

Lisainformatsioon. Edwin Henry Colpitz oli eelmise sajandi alguses Western Electricu innovatsioonijuht. Ta oli signaalivõimendite väljatöötamise pioneer. Esimest korda valmistas ta raadiotelefoni, mis võimaldas vestlusi üle Atlandi ookeani.

Hartley peaostsillaator on samuti laialt tuntud. Seda, nagu Colpittsi vooluringi, on üsna lihtne kokku panna, kuid see nõuab koputatud induktiivsust. Hartley ahelas toodavad genereerimist üks kondensaator ja kaks järjestikku ühendatud induktiivpoolit. Ahel sisaldab ka täiendavat mahtuvust positiivse tagasiside saamiseks.

Ülalkirjeldatud seadmete peamine rakendusala on keskmised ja kõrged sagedused. Neid kasutatakse kandesageduste saamiseks, samuti väikese võimsusega elektriliste võnkumiste tekitamiseks. Ka koduraadiojaamade vastuvõtuseadmetes kasutatakse võnkegeneraatoreid.

Kõik loetletud rakendused ei talu ebastabiilset vastuvõttu. Selleks sisestatakse ahelasse veel üks element - isevõnkumiste kvartsresonaator. Sellisel juhul muutub kõrgsagedusgeneraatori täpsus peaaegu standardseks. See ulatub protsendi miljondikeni. Raadiovastuvõtjate vastuvõtuseadmetes kasutatakse kvartsi eranditult vastuvõtu stabiliseerimiseks.

Mis puudutab madalsageduslikke ja heligeneraatoreid, siis siin on väga tõsine probleem. Häälestamise täpsuse suurendamiseks on vaja suurendada induktiivsust. Kuid induktiivsuse suurenemine toob kaasa mähise suuruse suurenemise, mis mõjutab suuresti vastuvõtja mõõtmeid. Seetõttu töötati välja alternatiivne Colpittsi ostsillaatoriahel - Pierce madalsageduslik ostsillaator. Selles puudub induktiivsus ja selle asemel kasutatakse kvartsist isevõnkuvat resonaatorit. Lisaks võimaldab kvartsresonaator ära lõigata võnkumiste ülemise piiri.

Sellises vooluringis takistab mahtuvus transistori baaspinge konstantse komponendi jõudmist resonaatorini. Siin saab genereerida kuni 20-25 MHz signaale, sealhulgas heli.

Kõikide vaadeldavate seadmete jõudlus sõltub mahtuvustest ja induktiivsustest koosneva süsteemi resonantsomadustest. Sellest järeldub, et sagedus määratakse kondensaatorite ja mähiste tehaseomaduste järgi.

Tähtis! Transistor on pooljuhist valmistatud element. Sellel on kolm väljundit ja see suudab väikese sisendsignaali väljundis juhtida suurt voolu. Elementide võimsus on erinev. Kasutatakse elektriliste signaalide võimendamiseks ja ümberlülitamiseks.

Lisainformatsioon. Esimese transistori esitlus toimus 1947. aastal. Selle tuletis, väljatransistor, ilmus 1953. aastal. 1956. aastal Nobeli füüsikaauhind anti bipolaarse transistori leiutamise eest. Eelmise sajandi 80. aastateks sunniti vaakumtorud raadioelektroonikast täielikult välja.

Funktsionaalne transistori generaator

Isevõnkuvatel transistoridel põhinevad funktsionaalsed generaatorid on leiutatud etteantud kujuga metoodiliselt korduvate impulsssignaalide tootmiseks. Nende vormi määrab funktsioon (selle tulemusena ilmus kogu sarnaste generaatorite rühma nimi).

Impulsse on kolm peamist tüüpi:

• ristkülikukujuline;
• kolmnurkne;
• saehammas.

Multivibraatorit nimetatakse sageli lihtsaima ristkülikukujuliste signaalide LF-tootja näiteks. Sellel on kõige lihtsam vooluring isetegemiseks. Raadioelektroonika insenerid alustavad sageli selle rakendamisega. Peamine omadus on rangete nõuete puudumine transistoride reitingutele ja kujule. See tuleneb asjaolust, et multivibraatori töötsükli määravad transistoride elektriahela mahtuvused ja takistused. Multivibraatori sagedus on vahemikus 1 Hz kuni mitukümmend kHz. Siin on võimatu korraldada kõrgsageduslikke võnkeid.

Sae- ja kolmnurksignaalid saadakse standardahelale lisaahela lisamisega, mille väljundis on ristkülikukujulised impulsid. Sõltuvalt selle lisaketi omadustest muudetakse ristkülikukujulised impulsid kolmnurkseteks või saehammasteks.

Blokeeriv generaator

Oma tuumaks on võimendi, mis on kokku pandud ühte kaskaadi paigutatud transistoride baasil. Kasutusala on kitsas – muljetavaldavate, kuid ajaliselt mööduvate (kestvus tuhandendikest kuni mitmekümne mikrosekundini) impulsssignaalide allikas suure induktiivse positiivse tagasisidega. Töötsükkel on üle 10 ja võib suhteliste väärtustega ulatuda mitmekümne tuhandeni. Esikülgedel on tõsine teravus, praktiliselt ei erine kuju geomeetriliselt korrapärastest ristkülikutest. Neid kasutatakse katoodkiirseadmete (kineskoop, ostsilloskoop) ekraanidel.

Väljatransistoridel põhinevad impulssgeneraatorid

Peamine erinevus väljatransistoride vahel on see, et sisendtakistus on võrreldav elektrooniliste torude takistusega. Colpittide ja Hartley ahelaid saab kokku panna ka väljatransistoride abil, valida tuleb ainult vastavate tehniliste omadustega mähised ja kondensaatorid. Vastasel juhul väljatransistoride generaatorid ei tööta.

Sagedusi määravad ahelad alluvad samadele seadustele. Kõrgsageduslike impulsside tootmiseks sobib paremini tavapärane väljatransistoride abil kokkupandud seade. Väljatransistor ei lähe ahelates induktiivsusest mööda, seega töötavad RF signaali generaatorid stabiilsemalt.

Regeneraatorid

Generaatori LC-ahelat saab asendada aktiivse ja negatiivse takisti lisamisega. See on taastav viis võimendi saamiseks. Sellel vooluringil on positiivne tagasiside. Tänu sellele kompenseeritakse kaod võnkeahelas. Kirjeldatud vooluringi nimetatakse regenereeritud.

Müra generaator

Peamine erinevus on madalate ja kõrgete sageduste ühtsed omadused vajalikus vahemikus. See tähendab, et kõigi selle vahemiku sageduste amplituudreaktsioon ei erine. Neid kasutatakse peamiselt mõõteseadmetes ja sõjatööstuses (eriti lennuki- ja raketitööstuses). Lisaks kasutatakse inimese kõrva poolt heli tajumiseks nn halli müra.

Lihtne DIY heligeneraator

Vaatleme kõige lihtsamat näidet – ulgumisahvi. Vaja läheb ainult nelja elementi: kilekondensaatorit, 2 bipolaarset transistorit ja reguleerimiseks takistit. Koormus on elektromagnetiline emitter. Seadme toiteks piisab lihtsast 9V akust. Ahela töö on lihtne: takisti seab eelpinge transistori alusele. Tagasiside toimub kondensaatori kaudu. Häälestustakisti muudab sagedust. Koormus peab olema suure takistusega.

Arvestades vaadeldavate elementide mitmesuguste tüüpide, suuruste ja kujundustega, pole ülikõrgete sageduste võimsaid transistore veel leiutatud. Seetõttu kasutatakse isevõnkuvatel transistoridel põhinevaid generaatoreid peamiselt madalate ja kõrgete sagedusvahemike jaoks.

Video

Kavandatav generaator töötab sagedusvahemikus 26560 kHz kuni 27620 kHz ja on ette nähtud CB-seadmete häälestamiseks. "Väljundi 1" signaali pinge on 0,05 V 50 oomi koormuse korral. Seal on ka "Out.2". mille külge saab vastuvõtjate seadistamisel ühendada sagedusmõõturi. Generaator annab võimaluse saada sagedusmoduleeritud võnkumisi. Selleks kasutage "Input mod.", millele edastatakse välisest helisagedusgeneraatorist madala sagedusega signaal. Generaatori toide on stabiliseeritud +12 V allikas Voolutarve ei ületa 20 mA. Peaostsillaator on valmistatud väljatransistoride VT1 abil. VT2. ühendatud vastavalt ahelale "ühine allikas - ühine värav".

Selle konstruktsiooni järgi kokku pandud generaator töötab hästi sagedustel 1 kuni 100 MHz. sest see kasutab väljatransistore, mille piirsagedus on >100 MHz. Vastavalt läbiviidud uuringutele. sellel generaatoril on lühiajaline sageduse ebastabiilsus (10 s) parem kui mahtuvuslikke ja induktiivseid kolmepunktiahelaid kasutades valmistatud generaatoritel. Generaatori sagedustriiv iga 30 minuti töötamise kohta pärast kahetunnist soojenemist, samuti teise ja kolmanda harmoonilise tase on väiksem kui kolmepunktilise vooluahela järgi valmistatud generaatoritel. Positiivset tagasisidet generaatoris teostab kondensaator C10. VT1 paisuahel sisaldab võnkeahelat C5...C8. L1. ahela genereerimissageduse määramine. Väikese mahtuvusega C9 on ahelaga ühendatud varikapmaatriks VD1. Söötes seda madala sagedusega signaaliga, muudame selle mahtuvust ja seeläbi teostame generaatori sagedusmodulatsiooni. Generaatori toiteallikat stabiliseerib lisaks VD2. Takistilt R6 eemaldatakse kõrgsageduslik signaal. kuuluvad transistoride lähteahelatesse. VT3 ja VT4 lairiba emitteri järgija on kondensaatori C 11 kaudu generaatoriga ühendatud. Sellise repiiteri eelised on toodud. Selle väljundiga on kondensaatori C 15 kaudu ühendatud pingejagur (R14.R15). Väljundtakistus "Väljund 1" juures on 50 oomi. seetõttu saab 50-oomise iseloomuliku takistusega koaksiaalkaablit kasutades ühendada sellega vooluringi, mille sisendtakistus on 50 oomi. näiteks RF atenuator. avaldatud [Z]. VT5 allika jälgija on ühendatud emitteri järgija väljundiga. See võimaldas täielikult välistada koormuste vastastikuse mõju. ühendatud "Out.1" ja "Out.2".

Üksikasjad. Kondensaatorid Sb...S 10 - tüüp KT6. Ülejäänud kondensaatorid: keraamilised - tüüp K10-7V. K10-17. elektrolüütiline - tüüp K50-35. Mähis L1 on keritud keraamilisele ribiraamile (ribi suurus - 15 mm) hõbetatud traadiga läbimõõduga 1 mm ja sammuga 2 mm. Pöörete arv on 6,75. Kerimine toimub pinge all kuumutatud traadiga. Drossel L2 - must-valgetest lampteleritest (võib kasutada ka teisi) induktiivsusega 100 kuni ZOOmkH. Takistid on MLT-0.125 tüüpi. Väljatransistore saab kasutada mis tahes KPZOZ-seeriast. veelgi parem – KP307 seeriast. Kõrgsageduslikud pistikud X1...XZ - tüüp SR50-73FV. Transistor VT3 - mis tahes kõrgsageduslik prp-tüüpi. VT4 - kõrgsageduslik rpr-tüüp.

Kirjandus
1. Kotienko D.. Turkin N. LC-generaator väljatransistoridel. - Raadio. 1990. N5. lk.59.
2. Lairibapinge repiiter. - Raadio. 1981. N4. lk 61.
3. RF-summuti. - Raadioamatöör. KB ja VHF. 1996. N10. lk 36.
4. Mukhin V. Induktiivpoolide ebastandardne käitumine kuumutamisel. - Raadioamatöör. 1996. N9. lk 13. 14.
5. Maslov E. Võnkeahela arvutamine venitatud häälestamisel. - Raadioamatöör, 1995. N6. Koos. 14-16.

Kavandatav kõrgsagedussignaali generaator on oma disaini lihtsuse tõttu atraktiivne ja tagab väljundpinge stabiliseerimise laias sagedusribas.

Nõuded lairiba signaaligeneraatorile on hästi teada. Esiteks on see väljundtakistuse piisavalt väike väärtus, mis võimaldab selle väljundit sobitada koaksiaalkaabli iseloomuliku impedantsiga (tavaliselt 50 oomi) ja väljundpinge amplituudi automaatse reguleerimise olemasoluga, mis hoiab oma taseme peaaegu konstantsena sõltumata väljundsignaali sageduse muutustest. Mikrolainevahemiku (üle 30 MHz) jaoks on väga oluline lihtne ja usaldusväärne vahemike vahetamine, samuti generaatori ratsionaalne disain.

Generaatorist kondensaatori C4 kaudu tulev kõrgsagedussignaal suunatakse väljatransistori VT3 väravasse. See tagab koormuse ja generaatori peaaegu täiusliku isolatsiooni. Transistoride VT3 ja VT4 eelpinge seadistamiseks kasutatakse takisteid R7, R8 ning kaskaadi voolurežiim määratakse takistitega R12 - R 14. Eraldusastme suurendamiseks eemaldatakse väljundist kõrgsageduslik pinge. kollektori ahel VT4.

Tase stabiliseerimiseks suunatakse RF-signaal läbi kondensaatori C9 alaldi, kahekordistades elementide VD1, VD2, C10, C11, R15 pinget. Proportsionaalselt väljundsignaali amplituudiga võimendatakse alaldatud pinget VT5 ja VT6 juhtahelas veelgi. RF-signaali puudumisel on transistor VT6 täielikult avatud; sel juhul antakse põhiostsillaatorile maksimaalne toitepinge. Selle tulemusel hõlbustatakse tingimusi generaatori iseergastamiseks ja alghetkel tekib selle võnkumiste suur amplituud. Kuid see RF-pinge avab alaldi kaudu VT5, samal ajal kui pinge VT6 põhjas suureneb, mis viib generaatori toitepinge vähenemiseni ja lõpuks selle võnkumiste amplituudi stabiliseerumiseni. Tasakaaluseisund tekib siis, kui RF-signaali amplituud VT4 kollektoris on veidi suurem kui 400 mV.

Muutuva takisti R17 (näidatud potentsiomeetrina) on tegelikult RF-summuti ja kui selle väljundis pole koormust, ulatub maksimaalne pinge veerandini sisendist, st. 100 mV. Kui koaksiaalkaabel on koormatud takistusega 50 oomi (mis on vajalik selle sobitamiseks sagedusvahemikus 50–160 MHz ja rohkem), luuakse generaatori väljundis raadiosageduslik pinge umbes 50 mV, mida saab vähendada. atenuaatori reguleerimisega vajalikule tasemele.

Generaatori ahelas kasutati regulaatorina R17 Prechi 50-oomist summutit. Kui mõned konkreetsed rakendused ei vaja väljundpinge taseme reguleerimist, võib atenuaatori R17 asendada fikseeritud 50-oomise takistiga.

Kuid ka sel juhul on võimalik RF pingetaset teatud piirides reguleerida: selleks on kondensaator C9 ühendatud mitte kollektoriga VT4, vaid selle emitteriga ja tuleb arvestada väikese muutusega. (langus) signaali tasemes töövahemiku kõrgematel sagedustel. Seejärel moodustavad VT4 koormuse summuti R17 ja takistid R11, R12. Väljundi kõrgsageduspinge amplituudi suurendamine on saavutatav takisti R11 lühistamisega, kui on vaja väljundpinge amplituudi vähendada, siis jäetakse seadmesse takisti R11 ja kondensaatorid C7, C8 on maha joodetud. Väljundsignaali taseme veelgi suurema vähendamise saab saavutada takistuse R17 väärtuse vähendamisega, kuid sel juhul ei toimu enam kaabliga kooskõlastamist ja sagedustel üle 50 MHz on see vastuvõetamatu!

Kõik generaatori osad asuvad väikesel trükkplaadil. Generaatori induktiivpoolid L1 - L3 on keritud raamidele läbimõõduga 7,5 mm. Nende induktiivsust reguleeritakse väikese kadudega ferriitsüdamikega, mis on mõeldud kasutamiseks VHF-vahemikus. Mähisel L3 on 62 keerdu, L2 - 15 ja L1 - 5 pööret PEL 0,2 traati (kõik mähised ühte kihti). Induktiivsus WL1 on valmistatud silmuse kujul, mis on ühelt poolt kinnitatud vahemiku lüliti külge ja teiselt poolt muutuva kondensaatori C1 külge. Kaabli mõõtmed on näidatud joonisel fig. 2. See on valmistatud hõbetatud vasktraadist läbimõõduga 1,5 mm; Selle juhtmete vahekauguste fikseerimiseks kasutatakse kolme väikeste kadudega (näiteks fluoroplastist) isoleermaterjalist plaati, millesse puuritakse kaks 1,5 mm läbimõõduga auku, mis asuvad vastavalt 10 ja 2,5 mm kaugusel (joonis 2). 2).

Kogu seade asetatakse metallkorpusesse, mille mõõtmed on 45x120x75 mm. Kui atenuaator ja RF-pistik on paigaldatud korpusesse trükkplaadi asukoha vastasküljele, siis seadme korpuse sees on veel piisavalt ruumi toiteplokkide jaoks: 1 W toitetrafo koos trükkplaadiga. võrgupinge vähendamine 15 V-ni, alaldi sild ja mikroskeem 7812 (kodumaine ekvivalent - KR142EN8B). Korpusesse saab paigutada ka miniatuurse sagedusmõõturi koos sageduse eelskaalariga. Sel juhul tuleks jagaja sisend ühendada VT4 kollektoriga, mitte väljundpistikuga, mis võimaldab mõõta sagedust mis tahes atenuaatorist R17 eemaldatud raadiosagedusliku pinge korral.

Seadme sagedusvahemikku on võimalik muuta, muutes ahela pooli induktiivsust või kondensaatori C1 mahtuvust. Sagedusvahemiku laiendamisel kõrgemate sageduste suunas tuleks vähendada häälestusahela kadusid (kasutades õhudielektrilise ja keraamilise isolatsiooniga kondensaatorit C1-na, induktiivpoolid madalate kadudega). Lisaks peavad dioodid VD1 ja VD2 vastama sellele laiendatud sagedusvahemikule, vastasel juhul suureneb sageduse kasvades generaatori väljundpinge, mis on seletatav stabiliseerimisahela efektiivsuse vähenemisega.

Häälestamise hõlbustamiseks ühendatakse C 1-ga paralleelselt täiendav väikese võimsusega muutuv kondensaator (elektriline noonija) või kasutatakse häälestuskondensaatori külge mehaanilist noonust ülekandesuhtega 1:3 - 1:10.

Toimetaja käest. Selles konstruktsioonis saab BF199 transistoreid asendada kodumaistega - KT339 mis tahes täheindeksiga ja generaatori vahemiku laiendamisel kõrgemate sageduste suunas - KT640, KT642, KT643. Väljatransistori BFW11 asemel on lubatud paigaldada KP307G või KP312 ning transistori BC252S asemel sobivad KT3107 indeksid Zh, I, K või L Mikrolainedetektori dioodid, näiteks 2A201, 2A20A , saab kasutada dioodidena. Kui generaator töötab sagedustel, mis ei ületa 100 MHz, võib kasutada ka GD507A tüüpi dioode (koos takisti R11 takistuse korrigeerimisega). Lüliti SA1 - PGK. Takisti võimsus - 0,125 või 0,25 W.

Kondensaator C1 peab olema õhudielektrikuga ja nii staatoriplaatide korpusest kui ka rootoriplaatide teljelt keraamilisest või kvartsist isolatsiooniga; Parem on piirata selle maksimaalset võimsust 50 pF-ni. Generaatoris kasutatavat tüüpi summuteid meie tööstus ei tooda. Selle asemel on lubatud kasutada automaatreguleerimise ahelas sujuvat regulaatorit ja väljundis U- või T-kujuliste linkidega tavalist astmesummutit.

Koosneb 3,5 osast ja annab mitu vatti võimsust sagedusel 400–500 megahertsi, millest piisab gaaslahendusseadmete, näiteks neoontulede valgustamiseks, sõrmede kergeks põletamiseks ja sagedusmõõturite teavitamiseks.

Õigete transistoride, RF-plaadi disainitehnikate mõistmise ja mõne õnnega saate seda disaini oluliselt tugevdada, suurendades samal sagedusel võimsust 40-50 vatini.

Sellistel sagedustel ja võimsustel töötavad transistorid erinevad juba oluliselt kolmejalgsetest TO-247, TO-220 ja muudest paljudele minu tagasihoidliku ajaveebi lugejatele tuttavatest korpustest, aga ka "tellistest". Nende pakendi kuju määrab suuresti signaalide käitumine kõrgetel sagedustel. Tavaliselt on see iseloomuliku valge tooniga ruut või ristkülik, mille kahel või neljal küljel on üsna muljetavaldava paksusega kullatud juhtmed. Need transistorid maksavad ka oluliselt rohkem kui toiteinverteri transistorid ning hind tõuseb proportsionaalselt nii võimsuse kui sagedusega ning võib ulatuda sadadesse dollaritesse tükk ja rohkemgi.

Selle konstruktsiooni jaoks joodeti lahtivõetud GSM-tugijaama plaadilt ettevaatlikult RF-transistor märgistusega MRF 6522-70. Nagu andmelehelt hõlpsasti näha, suudab see väljastada kuni 70 vatti sagedusel 900 megahertsi. Sellele režiimile panemiseks on aga vaja plaati üsna hoolikalt kujundada - kõik need kõrgetele sagedustele iseloomulikud radade kurvid, fooliumitükid, mis pole galvaaniliselt kuhugi ühendatud ja muud kummalised veidrused, mis ei tundu eriti tähendusrikkad, kuid tegelikult mõjutavad signaali käitumist, on juba täiesti vajalikud. Madalamate võimsuste ja sageduste korral saate need sisse lüüa ja plaati teha, kasutades banaalset pilude graveerimise meetodit.

Disainis ei ole põhimõttelisi erinevusi ülalmainituga võrreldes. Võib-olla võetakse resonaatoriks kaks teatud pikkuse ja suurusega vaskriba (nende vaheline kaugus, nende laius ja pikkus määravad resonantse iseostsillaatori ahela L ja C - need on nii induktiivsus kui ka mahtuvus).

Generaator tarbib sisendis 18 volti vooluga kuni 4 amprit ja soojendab radiaatorit üsna märgatavalt. Sundjahutus on selle tööks hädavajalik, arvestades efektiivsust 50-60%. Lisaks radiaatorile kuumenevad näpud päris hästi, kui viia need vaskresonaatorile lähemale. Kuumutamispõhimõte on siin sama, mis toidu puhul mikrolaineahjus (mis lükkab veenvalt ümber mõttetuse veemolekulide resonantsnähtuste kohta, mis väidetavalt esinevad selle töösagedusel). Kui süüdata resonaatori otsas tõrvik, jääb see sinna edukalt kauaks püsima – 3-5 millimeetrise läbimõõduga uduste servadega väike helendav plasmapall.

Generaatori skeem on lisatud:

Kuid kõige huvitavam, põhjus, miks ma seda kõike rääkima hakkasin, on nähtused, mis esinevad haruldaste gaaside puhul sellistel sagedustel. Plasmaköie käitumine hakkab järsult erinema kümnete ja sadade kilohertside sagedustele iseloomulikest tavapärastest painutustest, mida varem kasutasin (kvaliteetseadmega töötades jne). Kõikide erinevuste kirjeldamine teksti abil võtaks kaua aega, vaadake lihtsalt pildigaleriid ja lisatud videoid. Kõige huvitavam käitumine on muidugi ksenoon, krüptoon ja nende segud lisanditega. Silmatorkavad varjundite, kujundite ja liigutuste kombinatsioonid tekitavad tunde, et pudelis või kolvis on elusolend, kes jõudis meieni otse Lovecrafti või muu sarnase mütoloogiast. Kombitsad, imed, teravad ja samal ajal sujuvad liigutused, rohekas-kummituslikud varjundid näivad olevat elav illustratsioon lugudele Cthulhust ja teistest sügavuste elanikest.

Kõik neli videot on vaatamist väärt. Soovitan soojalt.

Kavandatavad kõrgsagedusgeneraatorid on ette nähtud elektriliste võnkumiste tekitamiseks sagedusvahemikus kümnetest kHz kuni kümnete ja isegi sadade MHz. Sellised generaatorid valmistatakse reeglina LC-võnkeahelate või kvartsresonaatorite abil, mis on sageduse seadistuselemendid. Põhimõtteliselt ei muuda see vooluahelaid oluliselt, seetõttu käsitletakse kõrgsageduslike LC-generaatoreid allpool. Pange tähele, et vajadusel saab mõne generaatori ahela võnkeahelaid (vt nt joon. 12.4, 12.5) lihtsalt asendada kvartsresonaatoritega.

Kõrgsagedusgeneraatorid (joonis 12.1, 12.2) on valmistatud traditsioonilise "induktiivse kolmepunktilise" ahela järgi, mis on end praktikas tõestanud. Need erinevad RC-emitterahela olemasolust, mis määrab alalisvoolu jaoks transistori töörežiimi (joonis 12.2). Generaatoris tagasiside tekitamiseks tehakse induktiivpoolist (joon. 12.1, 12.2) kraan (tavaliselt 1/3... 1/5 selle osast, lugedes maandatud klemmist). Bipolaarseid transistore kasutavate kõrgsagedusgeneraatorite ebastabiilsus on tingitud transistori enda märgatavast manööverdusefektist võnkeahelale. Temperatuuri ja/või toitepinge muutumisel muutuvad transistori omadused märgatavalt, mistõttu genereerimissagedus “ujub”. Et nõrgendada transistori mõju genereerimise töösagedusele, tuleks võnkeahela ühendust transistoriga võimalikult palju nõrgendada, vähendades ülemineku mahtuvusi miinimumini. Lisaks mõjutavad genereerimissagedust märgatavalt koormustakistuse muutused. Seetõttu on äärmiselt vajalik lisada generaatori ja koormustakistuse vahele emitteri (allika) järgija.

Toitegeneraatorite jaoks tuleks kasutada madala pinge pulsatsiooniga stabiilseid toiteallikaid.

Väljatransistoride abil valmistatud generaatorid (joon. 12.3) on parimate omadustega.

Kõrgsageduslikud generaatorid, mis on kokku pandud "mahtuvusliku kolmepunktilise" ahela abil, kasutades bipolaarseid ja väljatransistore, on näidatud joonisel fig. 12,4 ja 12,5. Põhimõtteliselt ei erine "induktiivsed" ja "mahtuvuslikud" kolmepunktilised ahelad oma omaduste poolest, kuid "mahtuvusliku kolmepunktilise" ahela puhul pole vaja induktiivpoolile lisaklemmi teha.

Paljudes generaatoriahelates (joonis 12.1 - 12.5 ja muud ahelad) saab väljundsignaali võtta otse võnkeahelast läbi väikese kondensaatori või läbi sobiva induktiivse ühenduspooli, samuti aktiivse elemendi (transistori) elektroodidelt. mis ei ole vahelduvvooluga maandatud. Tuleb arvestada, et võnkeahela lisakoormus muudab selle omadusi ja töösagedust. Mõnikord kasutatakse seda omadust "heaks" - erinevate füüsikaliste ja keemiliste suuruste mõõtmiseks ning tehnoloogiliste parameetrite jälgimiseks.

Joonisel fig. Joonisel 12.6 on kujutatud RF-generaatori veidi muudetud versiooni diagrammi - "mahtuvuslikku kolmepunkti". Positiivse tagasiside sügavus ja optimaalsed tingimused generaatori käivitamiseks valitakse mahtuvuslike vooluahela elementide abil.

Joonisel fig. 12.7, töötab võnkeahela mähise laias induktiivsuse väärtustes (alates 200 μH kuni 2 H) [R 7/90-68]. Sellist generaatorit saab kasutada laia ulatusega kõrgsagedusliku signaaligeneraatorina või elektriliste ja mitteelektriliste suuruste sageduseks mõõtmise muundurina, samuti induktiivsuse mõõteahelas.

N-kujulise voolu-pinge karakteristikuga aktiivelementidel põhinevad generaatorid (tunneldioodid, lambda-dioodid ja nende analoogid) sisaldavad tavaliselt vooluallikat, aktiivelementi ja paralleel- või jadaühendusega sageduse seadistuselementi (LC-ahel). Joonisel fig. Joonisel 12.8 on kujutatud RF-generaatori ahelat, mis põhineb lambda-kujulise voolu-pinge karakteristikuga elemendil. Selle sagedust juhitakse transistoride dünaamilise mahtuvuse muutmisega, kui neid läbiv vool muutub.

NI LED stabiliseerib tööpunkti ja näitab, et generaator on sisse lülitatud.

Joonisel fig. 12.9. Diagrammil näidatud transistorite kasutamisel töötab seade kuni 1 MHz ja kõrgema sageduseni.

Joonisel fig. 12.10 on toodud ahelate võrdlemise järjekorras nende keerukusastme järgi tunneldioodil põhineva RF-generaatori praktiline skeem. Kõrgsagedusliku germaaniumdioodi päripingestusega ristmikku kasutatakse pooljuhtide madalpinge pinge stabilisaatorina. See generaator on potentsiaalselt võimeline töötama kõrgeimatel sagedustel - kuni mitu GHz.

Kõrgsageduslik sagedusgeneraator, vooluahel meenutab väga joonist fig. 12.7, kuid valmistatud väljatransistori abil, on näidatud joonisel fig. 12.11 [Rl 7/97-34].

RC-ostsillaatori prototüüp, mis on näidatud joonisel fig. 11.18 on generaatori ahel joonisel fig. 12.12.

Seda generaatorit eristab kõrge sageduse stabiilsus ja võime töötada sageduse seadistuselementide parameetrite mitmesugustes muutustes. Koormuse mõju vähendamiseks generaatori töösagedusele viiakse ahelasse täiendav etapp - bipolaarsele transistorile VT3 valmistatud emitteri järgija. Generaator on võimeline töötama sagedustel üle 150 MHz.

Erinevatest generaatoriahelatest tasub eriti esile tõsta põrutusergutusega generaatoreid. Nende töö põhineb võnkeahela (või muu resoneeriva elemendi) perioodilisel ergutamisel võimsa lühivooluimpulsiga. Nii ergastatud võnkeahelasse tekivad “elektroonilise löögi” tulemusena amplituudis järk-järgult nõrgenevad sinusoidse kujuga perioodilised siinusvõnked. Amplituudi võnkumiste sumbumine on tingitud pöördumatutest energiakadudest võnkeahelas. Võnkumiste vaibumiskiiruse määrab võnkeahela kvaliteeditegur (kvaliteet). Väljundkõrgsageduslik signaal on amplituudilt stabiilne, kui ergastusimpulsid järgnevad kõrgel sagedusel. Seda tüüpi generaatorid on vaadeldavatest kõige iidsemad ja tuntud alates 19. sajandist.

Kõrgsageduslike löökide ergastuse võnkumiste generaatori praktiline skeem on näidatud joonisel fig. 12.13 [R 9/76-52; 3/77-53]. Löökergutusimpulsid antakse võnkeahelasse L1C1 läbi dioodi VD1 madalsagedusgeneraatorist, näiteks multivibraatorist või mõnest muust ruutlainegeneraatorist (RPU), millest on juttu varem peatükkides 7 ja 8. Löögi suur eelis ergastusgeneraatorid on see, et nad töötavad peaaegu igat tüüpi ja mis tahes resonantssagedusega võnkeahelate abil.

Teist tüüpi generaatorid on mürageneraatorid, mille ahelad on näidatud joonisel fig. 12.14 ja 12.15.

Selliseid generaatoreid kasutatakse laialdaselt erinevate raadioelektrooniliste ahelate konfigureerimiseks. Selliste seadmete genereeritud signaalid hõivavad äärmiselt laia sagedusriba - mõnest Hz-st kuni sadade MHz-deni. Müra tekitamiseks kasutatakse laviini purunemise piirtingimustes töötavate pooljuhtseadmete pöördpingestusega ristmikke. Selleks võib kasutada transistoride (joon. 12.14) [Rl 2/98-37] või zeneri dioodide (joonis 12.15) üleminekuid [Rl 1/69-37]. Maksimaalse tekitatava müra pinge režiimi seadistamiseks reguleeritakse aktiivset elementi läbivat töövoolu (joonis 12.15).

Pange tähele, et müra tekitamiseks võite kasutada ka takisteid kombineerituna mitmeastmeliste madalsagedusvõimendite, superregeneratiivsete vastuvõtjate ja muude elementidega. Mürapinge maksimaalse amplituudi saamiseks on tavaliselt vaja individuaalselt valida kõige mürarikkam element.

Kitsaribaliste mürageneraatorite loomiseks võib generaatoriahela väljundisse lisada LC- või RC-filtri.

Kirjandus: Shustov M.A. Praktiline vooluringi projekteerimine (1. raamat), 2003.a