Generaattori on itsevärähtelevä järjestelmä, joka tuottaa sähkövirtapulsseja, joissa transistori toimii kytkentäelementtinä. Aluksi, keksinnöstä lähtien, transistori sijoitettiin vahvistuselementiksi. Ensimmäisen transistorin esitys tapahtui vuonna 1947. Kenttätransistorin esittely tapahtui hieman myöhemmin - vuonna 1953. Pulssigeneraattoreissa se toimii kytkimen roolissa ja vain vaihtovirtageneraattoreissa se toteuttaa vahvistimet ja osallistuu samalla positiivisen palautteen luomiseen tukena. värähtelevä prosessi.
Visuaalinen esitys taajuusalueen jaosta
Luokitus
Transistorigeneraattoreilla on useita luokituksia:
- lähtösignaalin taajuusalueen mukaan;
- lähtösignaalin tyypin mukaan;
- toimintaperiaatteen mukaan.
Taajuusalue on subjektiivinen arvo, mutta standardointia varten hyväksytään seuraava taajuusalueen jako:
- 30 Hz - 300 kHz – matala taajuus (LF);
- 300 kHz - 3 MHz – keskitaajuus (MF);
- 3 MHz - 300 MHz – korkea taajuus (HF);
- yli 300 MHz – ultrakorkea taajuus (mikroaalto).
Tämä on taajuusalueen jako radioaaltojen alalla. Äänen taajuusalue (AF) on 16 Hz - 22 kHz. Näin ollen, haluttaessa korostaa generaattorin taajuusaluetta, sitä kutsutaan esimerkiksi HF- tai LF-generaattoriksi. Äänialueen taajuudet puolestaan on jaettu myös HF, MF ja LF.
Lähtösignaalin tyypin mukaan generaattorit voivat olla:
- sinimuotoinen – sinimuotoisten signaalien tuottamiseen;
- toiminnallinen – erityismuotoisten signaalien itsevärähtelyyn. Erikoistapaus on suorakaiteen muotoinen pulssigeneraattori;
- kohinageneraattorit ovat laajan taajuusalueen generaattoreita, joissa tietyllä taajuusalueella signaalispektri on tasainen taajuusvasteen alemmasta yläosaan.
Generaattorien toimintaperiaatteen mukaan:
- RC-generaattorit;
- LC-generaattorit;
- Estogeneraattorit ovat lyhytpulssigeneraattoreita.
Perusrajoituksista johtuen RC-oskillaattoreita käytetään yleensä matalataajuus- ja äänialueilla ja LC-oskillaattoreita korkeataajuuksilla.
Generaattorin piirit
RC- ja LC-sinigeneraattorit
Yksinkertaisin tapa toteuttaa transistorigeneraattori on kapasitiivinen kolmipistepiiri - Colpitts-generaattori (kuva alla).
Transistorioskillaattoripiiri (Colpitts-oskillaattori)
Colpitts-piirissä elementit (C1), (C2), (L) ovat taajuusasettavia. Loput elementit ovat standardinmukaisia transistorijohdotuksia, jotta varmistetaan vaadittu DC-käyttötila. Induktiivisen kolmipistepiirin mukaan kootulla generaattorilla – Hartley-generaattorilla – on sama yksinkertainen piirirakenne (kuva alla).
Kolmipiste induktiivisesti kytketty generaattoripiiri (Hartley-generaattori)
Tässä piirissä generaattorin taajuuden määrää rinnakkaispiiri, joka sisältää elementit (C), (La), (Lb). Kondensaattori (C) on välttämätön positiivisen vaihtovirtapalautteen luomiseksi.
Tällaisen generaattorin käytännön toteutus on vaikeampaa, koska se vaatii induktanssin läsnäolon hanalla.
Molempia itsevärähtelygeneraattoreita käytetään ensisijaisesti keski- ja korkeataajuusalueilla, taajuutta asettavissa paikallisoskillaattoripiireissä ja niin edelleen. Myös radiovastaanottimien regeneraattorit perustuvat oskillaattorigeneraattoreihin. Tämä sovellus vaatii korkean taajuuden vakautta, joten piiriä täydennetään lähes aina kvartsivärähtelyresonaattorilla.
Kvartsiresonaattoriin perustuvassa päävirtageneraattorissa on itsevärähtelyt erittäin suurella tarkkuudella RF-generaattorin taajuusarvon asettelussa. Miljardit prosentit ovat kaukana rajasta. Radioregeneraattorit käyttävät vain kvartsitaajuuden stabilointia.
Generaattorien toiminta matalataajuisen virran ja äänitaajuuden alueella liittyy vaikeuksiin saavuttaa korkeita induktanssiarvoja. Tarkemmin sanottuna vaaditun kelan mitoissa.
Pierce-generaattoripiiri on muunnos Colpitts-piiristä, joka on toteutettu ilman induktanssia (kuva alla).
Lävistä generaattoripiiri ilman induktanssia
Pierce-piirissä induktanssi korvataan kvartsiresonaattorilla, joka eliminoi aikaa vievän ja tilaa vievän induktorin ja samalla rajoittaa värähtelyjen yläaluetta.
Kondensaattori (C3) ei salli transistorin kantaesijännityksen DC-komponentin siirtymistä kvartsiresonaattoriin. Tällainen generaattori voi tuottaa värähtelyjä jopa 25 MHz, mukaan lukien äänitaajuus.
Kaikkien edellä mainittujen generaattoreiden toiminta perustuu kapasitanssista ja induktanssista koostuvan värähtelyjärjestelmän resonanssiominaisuuksiin. Tämän mukaisesti värähtelytaajuus määräytyy näiden elementtien arvoilla.
RC-virtageneraattorit käyttävät vaihesiirron periaatetta resistiivis-kapasitiivisessa piirissä. Yleisimmin käytetty piiri on vaiheensiirtoketju (kuva alla).
RC-generaattoripiiri vaiheensiirtoketjulla
Elementit (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) suorittavat vaihesiirron saadakseen itsevärähtelyjen esiintymiseen tarvittavan positiivisen palautteen. Syntyminen tapahtuu taajuuksilla, joilla vaihesiirto on optimaalinen (180 astetta). Vaiheensiirtopiiri vaimentaa signaalia voimakkaasti, joten tällaisella piirillä on lisääntyneet vaatimukset transistorin vahvistukselle. Wien-sillalla varustettu piiri on vähemmän vaativa transistorin parametreille (kuva alla).
RC-generaattoripiiri Wien-sillalla
Kaksois-T-muotoinen Wien-silta koostuu elementeistä (C1), (C2), (R3) ja (R1), (R2), (C3) ja on värähtelytaajuudelle viritetty kapeakaistainen lovisuodatin. Kaikilla muilla taajuuksilla transistori on peitetty syvällä negatiivisella liitännällä.
Toiminnalliset virtageneraattorit
Toiminnalliset generaattorit on suunniteltu generoimaan tietyn muodon pulssisarja (muotoa kuvaa tietty toiminto - tästä nimi). Yleisimmät generaattorit ovat suorakulmaiset (jos pulssin keston suhde värähtelyjaksoon on ½, niin tätä sekvenssiä kutsutaan "meanderiksi"), kolmio- ja sahahammaspulssit. Yksinkertaisin suorakaiteen muotoinen pulssigeneraattori on multivibraattori, joka esitetään ensimmäisenä piirinä aloitteleville radioamatööreille omin käsin koottavaksi (kuva alla).
Multivibraattoripiiri - suorakulmainen pulssigeneraattori
Multivibraattorin erityispiirre on, että se voi käyttää melkein mitä tahansa transistoreita. Pulssien ja niiden välisten taukojen kesto määräytyy transistorien (Rb1), Cb1) ja (Rb2), (Cb2) kantapiireissä olevien kondensaattorien ja vastusten arvojen perusteella.
Virran itsevärähtelytaajuus voi vaihdella hertsien yksiköistä kymmeniin kilohertseihin. HF-itsevärähtelyjä ei voida toteuttaa multivibraattorissa.
Kolmiomaisten (sahahammas) pulssien generaattorit rakennetaan pääsääntöisesti suorakulmaisten pulssien generaattorien (masteroskillaattori) perusteella lisäämällä korjausketju (kuva alla).
Kolmion muotoinen pulssigeneraattoripiiri
Pulssien muodon, lähellä kolmion muotoisia, määrää kondensaattorin C levyillä oleva varaus-purkausjännite.
Estävä generaattori
Estogeneraattoreiden tarkoituksena on tuottaa voimakkaita virtapulsseja, joilla on jyrkät reunat ja pieni käyttösuhde. Taukojen kesto pulssien välillä on paljon pidempi kuin itse pulssien kesto. Estogeneraattoreita käytetään pulssinmuotoilijoissa ja vertailulaitteissa, mutta pääasiallinen sovellusalue on master-vaakaskannausoskillaattori katodisädeputkiin perustuvissa tiedonnäyttölaitteissa. Estogeneraattoreita käytetään menestyksekkäästi myös tehonmuunnoslaitteissa.
Kenttätransistoreihin perustuvat generaattorit
Kenttätransistorien ominaisuus on erittäin korkea tuloresistanssi, jonka järjestys on verrattavissa elektronisten putkien resistanssiin. Yllä luetellut piiriratkaisut ovat universaaleja, ne on yksinkertaisesti sovitettu erityyppisten aktiivisten elementtien käyttöön. Colpitts, Hartley ja muut generaattorit, jotka on valmistettu kenttätransistorilla, eroavat vain elementtien nimellisarvoista.
Taajuudensäätöpiireillä on samat suhteet. HF-värähtelyjen generoimiseksi yksinkertainen generaattori, joka on tehty kenttätransistorille käyttäen induktiivista kolmipistepiiriä, on jonkin verran parempi. Tosiasia on, että kenttätransistorilla, jolla on korkea tuloresistanssi, ei käytännössä ole vaihtovaikutusta induktanssiin, ja siksi suurtaajuusgeneraattori toimii vakaammin.
Melugeneraattorit
Kohinageneraattoreiden ominaisuus on taajuusvasteen tasaisuus tietyllä alueella, eli kaikkien tietylle alueelle sisältyvien taajuuksien värähtelyjen amplitudi on sama. Kohinageneraattoreita käytetään mittauslaitteissa testattavan reitin taajuusominaisuuksien arvioimiseksi. Äänikohinageneraattoreita täydennetään usein taajuusvasteen korjaimella, jotta ne mukautuvat ihmiskuulon subjektiiviseen äänenvoimakkuuteen. Tätä melua kutsutaan "harmaaksi".
Video
On edelleen useita alueita, joilla transistorien käyttö on vaikeaa. Nämä ovat tehokkaita mikroaaltogeneraattoreita tutkasovelluksissa, joissa tarvitaan erityisen tehokkaita korkeataajuisia pulsseja. Tehokkaita mikroaaltotransistoreja ei ole vielä kehitetty. Kaikilla muilla alueilla suurin osa oskillaattorista on valmistettu kokonaan transistoreista. Tähän on useita syitä. Ensinnäkin mitat. Toiseksi virrankulutus. Kolmanneksi luotettavuus. Lisäksi transistorit ovat rakenteensa luonteen vuoksi erittäin helppoja pienentää.
Ajatus tehdä edullinen VHF-generaattori kenttäkäyttöön syntyi, kun haluttiin mitata itse koottujen antennien parametreja kotitekoinen SWR-mittari. Tällainen generaattori oli mahdollista valmistaa nopeasti ja kätevästi vaihdettavilla moduulilohkoilla. Olen jo koonnut useita generaattoreita: lähetys 87,5 - 108 MHz, amatööriradio 144 - 146 MHz ja 430 - 440 MHz, mukaan lukien PRM (446 MHz) kaistat, maanpäällinen digitaalinen televisioalue 480 - 590 MHz. Tällainen mobiili ja yksinkertainen mittalaite mahtuu taskuun, eikä se ole joiltain osin huonompi kuin ammattimaiset mittauslaitteet. Asteikkopalkkia voidaan helposti täydentää muuttamalla useita arvoja piirissä tai modulaarisessa kortissa.
Lohkokaavio on sama kaikille käytetyille alueille.
Tämä pääoskillaattori(transistorilla T1) parametrisella taajuuden stabiloinnilla, joka määrittää vaaditun limitysalueen. Suunnittelun yksinkertaistamiseksi alueen viritys suoritetaan trimmauskondensaattorilla. Käytännössä tällaista kytkentäpiiriä, jolla oli sopivat arvot, standardoiduilla siruinduktoreilla ja sirukondensaattoreilla testattiin taajuus 1300 MHz.
 |
| Kuva 2. Generaattori alipäästösuodattimella taajuuksille 415 - 500 MHz ja 480 - 590 MHz. |
Alipäästösuodatin (LPF) vaimentaa korkeampia harmonisia yli 55 dB, tehty piireissä, joissa on induktanssit L 1, L 2, L 3. Induktanssien rinnalla olevat kondensaattorit muodostavat lovisuodattimia, jotka on viritetty paikallisoskillaattorin toiseen harmoniseen, mikä vaimentaa ylimääräisiä yliaaltoja paikallinen oskillaattori.
Lineaarinen vahvistin mikropiirissä on normalisoitu lähtöimpedanssi 50 ohmia ja tälle kytkentäpiirille se kehittää 15 - 25 mW tehon, joka riittää viritykseen ja antenniparametrien tarkistamiseen, mikä ei vaadi rekisteröintiä. Tämä on täsmälleen suurtaajuusgeneraattorin G4-176 lähtöteho Piirin yksinkertaisuuden vuoksi mikropiirin lähdössä ei ole alipäästösuodatinta, joten generaattorin korkeampien harmonisten vaimennus lähdössä on. heikentynyt 10 dB.
ADL 5324 -mikropiiri on suunniteltu toimimaan taajuuksilla 400 MHz - 4 GHz, mutta käytäntö on osoittanut, että se on varsin toimiva myös alemmilla VHF-taajuuksilla.
Virtalähde generaattoreille suoritetaan litiumakulla, jonka jännite on enintään 4,2 volttia. Laitteessa on liitin ulkoiseen virtalähteeseen ja akun lataukseen sekä suurtaajuusliitin ulkoisen mittarin liittämistä varten, ja itsetehty SWR-mittari voi toimia tasonilmaisimena.
Generaattorialue 87,5 - 108 MHz.
Vaihtoehdot. Varsinainen taajuuden viritys oli 75 – 120 MHz. Syöttöjännite V p = 3,3 – 4,2 V. Lähtöteho jopa 25 mW (V p = 4 V). Lähtövastus Rout = 50 ohm. Yli 40 dB korkeampien harmonisten vaimennus. Epätasaisuus taajuusalueella 87,5 – 108 MHz on alle 2 dB. Virrankulutus on enintään 100 mA (V p = 4 V).
 |
| Riisi. 1. Generaattorin alue 87,5 - 108 MHz. |
 |
| Riisi. 2. |
Generaattori radioamatöörialueelle 144 - 146 MHz.
Vaihtoehdot. Varsinainen taajuuden viritys oli 120 – 170 MHz. Syöttöjännite V p = 3,3 – 4,2 V. Lähtöteho 20 mW asti (V p = 4 V). Lähtövastus Rout = 50 ohm. Yli 45 dB korkeampien harmonisten vaimennus. Taajuusalueen epätasaisuus on alle 1 dB. Virrankulutus on enintään 100 mA (V p = 4 V).
Generaattorissa induktorikela pienennetään 10 kierrokseen (karan halkaisija 4 mm, langan halkaisija 0,5 mm). Alipäästösuodattimen kondensaattorien arvot ovat laskeneet.
Generaattori radioamatöörialueelle 430 - 440 MHz.
Vaihtoehdot. Todellinen viritysalue ilmoitetuilla arvoilla oli 415 – 500 MHz. Syöttöjännite V p = 3,3 – 4,2 V. Lähtöteho 15 mW asti (V p = 4 V). Lähtövastus Rout = 50 ohm. Yli 45 dB korkeampien harmonisten vaimennus. Epätasaisuus taajuusalueella 430 – 440 MHz on alle 1 dB. Virrankulutus on enintään 95 mA (V p = 4 V).
 |
| Kuva 6. Generaattorin suunnittelu taajuuksille 415 - 500 MHz ja 480 - 590 MHz. |
Maanpäällisen digitaalisen television generaattori taajuudella 480 – 590 MHz.
Vaihtoehdot. Todellinen viritysalue ilmoitetuilla arvoilla oli 480 – 590 MHz. Syöttöjännite V p = 3,3 – 4,2 V. Lähtöteho 15 mW asti (V p = 4 V). Lähtövastus Rout = 50 ohm. Yli 45 dB korkeampien harmonisten vaimennus. Taajuusalueen epätasaisuus on alle 1 dB. Virrankulutus on enintään 95 mA (V p = 4 V).
 |
| Kuva 3 Generaattorin alue 480 - 490 MHz. Generaattorin alue 415-500 MHz. Lg = 47 nH. C3, C4 -5,6 pF. |
Koostuu 3,5 osasta ja tuottaa useita watteja tehoa 400-500 megahertsin taajuudella, mikä riittää valaisemaan kaasupurkauslaitteita, kuten neonvaloja, polttamaan hieman sormesi ja ilmoittamaan taajuusmittareita.
Oikeilla transistoreilla, RF-levyjen suunnittelutekniikoiden ymmärtämisellä ja tuurilla voit vahvistaa tätä rakennetta merkittävästi lisäämällä tehoa 40-50 wattiin samalla taajuudella.
Tällaisilla taajuuksilla ja tehoilla toimivat transistorit eroavat jo merkittävästi kolmijalkaisista TO-247:stä, TO-220:sta ja muista monille vaatimattoman blogini lukijoille tutuista tapauksista sekä "tiileistä". Niiden pakkausten muodon sanelee suurelta osin signaalien käyttäytyminen korkeilla taajuuksilla. Yleensä se on neliö tai suorakulmio, jolla on tyypillinen valkoinen sävy, jonka kahdella tai neljällä sivulla on melko vaikuttavan paksuiset kullatut johdot. Nämä transistorit maksavat myös huomattavasti enemmän kuin tehoinvertteritransistorit, ja hinta nousee suhteessa sekä tehoon että taajuuteen ja voi nousta satoihin dollareihin kappaleelta ja enemmän.
Tätä mallia varten RF-transistori, joka on merkitty MRF 6522-70, juotettiin huolellisesti puretusta GSM-tukiasemalevystä. Kuten voit helposti nähdä tietolomakkeesta, se voi tuottaa jopa 70 wattia 900 megahertsin taajuudella. Tähän tilaan asettaminen edellyttää kuitenkin, että levy suunnitellaan varsin huolella - kaikki nämä korkeille taajuuksille tyypilliset raitojen mutkat, galvaanisesti toisiinsa kytkemättömät folionpalat ja muut omituiset omituisuudet, jotka eivät vaikuta erityisen merkityksellisiltä, mutta itse asiassa vaikuttavat signaalin käyttäytyminen, ovat jo täysin välttämättömiä. Pienemmillä tehoilla ja taajuuksilla voit lyödä ne sisään ja tehdä laudan banaalilla rakojen kaiverrusmenetelmällä.
Suunnittelussa ei ole perustavanlaatuisia eroja edellä mainitusta. Ehkä kaksi tietyn pituista ja kokoista kuparinauhaa otetaan resonaattoriksi (niiden välinen etäisyys, leveys ja pituus määräävät resonanssin itseoskillaattoripiirin L ja C - ne ovat sekä induktanssia että kapasitanssia).
Generaattori kuluttaa 18 volttia tulossa jopa 4 ampeerin virralla ja lämmittää jäähdyttimen melko selvästi. Pakkojäähdytys on sen toiminnan kannalta ehdottoman välttämätöntä, kun otetaan huomioon hyötysuhde 50-60%. Patterin lisäksi sormet lämpenevät melko hyvin, jos ne tuodaan lähemmäs kupariresonaattoria. Lämmitysperiaate on tässä sama kuin ruoan kohdalla mikroaaltouunissa (joka vakuuttavasti kumoaa hölynpölyn vesimolekyylien resonanssiilmiöistä, joita oletetaan esiintyvän sen toimintataajuudella). Jos sytytät taskulampun resonaattorin päässä, se pysyy siellä onnistuneesti pitkään - pieni hehkuva plasmapallo, jonka reunat ovat epäselvät, halkaisijaltaan 3-5 millimetriä.
Liitteenä generaattorikaavio:
Mutta mielenkiintoisin asia, syy miksi aloin kertoa tästä kaikesta, ovat ilmiöt, joita esiintyy harvinaisilla kaasuilla sellaisilla taajuuksilla. Plasmaköyden käyttäytyminen alkaa poiketa jyrkästi kymmenien ja satojen kilohertsien taajuuksille tyypillisistä tavallisista mutkista, joita käytin aiemmin (työskennellessäni laadukkaalla laitteella jne.). Kaikkien erojen kuvaileminen tekstin avulla kestäisi kauan. Katso vain kuvagalleria ja liitteenä olevat videot. Mielenkiintoisin käyttäytyminen on tietysti ksenon, krypton ja niiden seokset lisäaineiden kanssa. Hämmästyttävät sävyjen, muotojen ja liikkeiden yhdistelmät luovat tunteen, että pullossa tai pullossa on elävä olento, joka on tullut meille suoraan Lovecraftin mytologiasta tai jostain vastaavasta. Lonkerot, imevät, terävät ja samalla pehmeät liikkeet, vihertävän aavemaiset sävyt näyttävät elävältä havainnollistukselta tarinoihin Cthulhusta ja muista syvyyksien asukkaista.
Kaikki neljä videota ovat erittäin katsomisen arvoisia. Suosittelen sitä lämpimästi.
Radioamatöörit tarvitsevat erilaisia radiosignaaleja. Tämä edellyttää matalataajuisen ja korkeataajuisen generaattorin läsnäoloa. Usein tämän tyyppistä laitetta kutsutaan transistorigeneraattoriksi sen suunnitteluominaisuuden vuoksi.
Lisätietoja. Virtageneraattori on itsevärähtelevä laite, joka on luotu ja jota käytetään tuottamaan sähköenergiaa verkossa tai muuttamaan yhden tyyppisen energian toiseksi tietyllä hyötysuhteella.
Itsevärähtelevät transistorilaitteet
Transistorigeneraattori on jaettu useisiin tyyppeihin:
- lähtösignaalin taajuusalueen mukaan;
- generoidun signaalin tyypin mukaan;
- toiminta-algoritmin mukaan.
Taajuusalue on yleensä jaettu seuraaviin ryhmiin:
- 30 Hz-300 kHz – alhainen alue, merkitty matalaksi;
- 300 kHz-3 MHz – keskialue, nimetty keskialue;
- 3-300 MHz – korkea kantama, merkitty HF;
- yli 300 MHz – erittäin korkea kantama, nimetty mikroaaltouuniksi.
Näin radioamatöörit jakavat kantamat. Äänitaajuuksille he käyttävät 16 Hz - 22 kHz aluetta ja jakavat sen myös matalaan, keskitasoon ja korkeaan ryhmään. Nämä taajuudet ovat kaikissa kodin äänivastaanottimissa.
Seuraava jako perustuu signaalilähdön tyyppiin:
- sinimuotoinen – signaali annetaan sinimuotoisella tavalla;
- toiminnallinen – lähtösignaaleilla on erityisesti määritelty muoto, esimerkiksi suorakaiteen tai kolmion muotoinen;
- kohinageneraattori – lähdössä havaitaan tasainen taajuusalue; vaihteluvälit voivat vaihdella kuluttajien tarpeiden mukaan.
Transistorivahvistimet eroavat toiminta-algoritmistaan:
- RC - pääsovellusalue - matala alue ja äänitaajuudet;
- LC - pääsovellusalue - korkeat taajuudet;
- Estooskillaattori - käytetään tuottamaan pulssisignaaleja korkealla käyttöjaksolla.
Kuva sähkökaavioista
Harkitse ensin sinimuotoisen signaalin saamista. Tunnetuin tämän tyyppiseen transistoriin perustuva oskillaattori on Colpitts-oskillaattori. Tämä on pääoskillaattori, jossa on yksi induktanssi ja kaksi sarjaan kytkettyä kondensaattoria. Sitä käytetään tarvittavien taajuuksien luomiseen. Loput elementit tarjoavat transistorin vaaditun toimintatilan tasavirralla.
Lisätietoja. Edwin Henry Colpitz oli Western Electricin innovaatiopäällikkö viime vuosisadan alussa. Hän oli edelläkävijä signaalivahvistimien kehittämisessä. Ensimmäistä kertaa hän tuotti radiopuhelimen, joka mahdollisti keskustelut Atlantin yli.
Hartley-mestarioskillaattori on myös laajalti tunnettu. Se, kuten Colpitts-piiri, on melko yksinkertainen koota, mutta vaatii kierretyn induktanssin. Hartley-piirissä yksi kondensaattori ja kaksi sarjaan kytkettyä kelaa tuottavat tuotantoa. Piiri sisältää myös lisäkapasitanssin positiivisen palautteen saamiseksi.
Edellä kuvattujen laitteiden pääasiallinen käyttöalue on keski- ja korkeat taajuudet. Niitä käytetään kantoaaltotaajuuksien saamiseksi sekä pienitehoisten sähköisten värähtelyjen tuottamiseen. Kotitalouksien radioasemien vastaanottolaitteet käyttävät myös oskillaatiogeneraattoreita.
Kaikki luetellut sovellukset eivät siedä epävakaa vastaanottoa. Tätä varten piiriin tuodaan toinen elementti - itsevärähtelyjen kvartsiresonaattori. Tässä tapauksessa suurtaajuusgeneraattorin tarkkuudesta tulee melkein vakio. Se saavuttaa prosentin miljoonasosat. Radiovastaanottimien vastaanottolaitteissa kvartsia käytetään yksinomaan vastaanoton vakauttamiseksi.
Mitä tulee matalataajuisiin ja äänigeneraattoreihin, tässä on erittäin vakava ongelma. Viritystarkkuuden lisäämiseksi tarvitaan induktanssin lisääminen. Mutta induktanssin kasvu johtaa kelan koon kasvuun, mikä vaikuttaa suuresti vastaanottimen mittoihin. Siksi kehitettiin vaihtoehtoinen Colpitts-oskillaattoripiiri - Piercen matalataajuinen oskillaattori. Siinä ei ole induktanssia, ja sen sijaan käytetään kvartsi-itsevärähtelyresonaattoria. Lisäksi kvartsiresonaattorin avulla voit katkaista värähtelyjen ylärajan.
Tällaisessa piirissä kapasitanssi estää transistorin kantaesijännityksen vakiokomponenttia pääsemästä resonaattoriin. Täällä voidaan tuottaa 20-25 MHz signaaleja, mukaan lukien ääni.
Kaikkien tarkasteltujen laitteiden suorituskyky riippuu kapasitanssien ja induktanssien koostuvan järjestelmän resonanssiominaisuuksista. Tästä seuraa, että taajuus määräytyy kondensaattorien ja käämien tehdasominaisuuksien mukaan.
Tärkeää! Transistori on puolijohteesta valmistettu elementti. Siinä on kolme lähtöä ja se pystyy ohjaamaan suurta virtaa ulostulossa pienestä tulosignaalista. Elementtien teho vaihtelee. Käytetään sähköisten signaalien vahvistamiseen ja kytkemiseen.
Lisätietoja. Ensimmäisen transistorin esittely pidettiin vuonna 1947. Sen johdannainen, kenttätransistori, ilmestyi vuonna 1953. Vuonna 1956 Fysiikan Nobel-palkinto myönnettiin bipolaaritransistorin keksimisestä. Viime vuosisadan 80-luvulla tyhjiöputket pakotettiin kokonaan pois radioelektroniikasta.
Toimiva transistorigeneraattori
Itsevärähtelytransistoreihin perustuvat toiminnalliset generaattorit on keksitty tuottamaan menetelmällisesti toistuvia tietyn muotoisia pulssisignaaleja. Niiden muodon määrää toiminto (tämän seurauksena ilmestyi koko samanlaisten generaattorien ryhmän nimi).
Impulsseja on kolme päätyyppiä:
- suorakulmainen;
- kolmion muotoinen;
- sahahammas.
Multivibraattori mainitaan usein esimerkkinä yksinkertaisimmasta suorakaiteen muotoisten signaalien LF-tuottajasta. Siinä on yksinkertaisin piiri DIY-kokoonpanoon. Radioelektroniikkainsinöörit aloittavat usein sen toteuttamisesta. Tärkein ominaisuus on tiukkojen vaatimusten puuttuminen transistorien luokituksille ja muodosta. Tämä johtuu siitä, että multivibraattorin toimintajakso määräytyy transistorien sähköpiirin kapasitanssien ja vastusten perusteella. Multivibraattorin taajuus vaihtelee 1 Hz:stä useisiin kymmeniin kHz:eihin. Täällä on mahdotonta järjestää suurtaajuisia värähtelyjä.
Saha- ja kolmiosignaalien saaminen tapahtuu lisäämällä lisäpiiri vakiopiiriin, jonka lähdössä on suorakaiteen muotoisia pulsseja. Tämän lisäketjun ominaisuuksista riippuen suorakulmaiset pulssit muunnetaan kolmiomaisiksi tai sahahampaisiksi pulsseiksi.
Estävä generaattori
Pohjimmiltaan se on vahvistin, joka on koottu yhteen kaskadiin järjestettyjen transistorien pohjalta. Käyttöalue on kapea - vaikuttavien, mutta ajallisesti ohimenevien (kesto tuhannesosista useisiin kymmeniin mikrosekunteihin) pulssisignaalien lähde, joilla on suuri induktiivinen positiivinen palaute. Käyttösuhde on yli 10 ja suhteellisissa arvoissa voi olla useita kymmeniä tuhansia. Edessä on vakava terävyys, käytännössä se ei eroa muodoltaan geometrisesti säännöllisistä suorakulmioista. Niitä käytetään katodisädelaitteiden (kinescope, oskilloskooppi) näytöissä.
Kenttätransistoreihin perustuvat pulssigeneraattorit
Suurin ero kenttätransistorien välillä on, että tuloresistanssi on verrattavissa elektronisten putkien resistanssiin. Colpitt- ja Hartley-piirit voidaan koota myös kenttätransistoreilla, vain kelat ja kondensaattorit tulee valita asianmukaisin teknisin ominaisuuksin. Muuten kenttätransistorigeneraattorit eivät toimi.
Taajuuden asettaviin piireihin sovelletaan samoja lakeja. Korkeataajuisten pulssien tuotantoon soveltuu paremmin tavanomainen kenttätransistoreilla koottu laite. Kenttätransistori ei ohita piirien induktanssia, joten RF-signaaligeneraattorit toimivat vakaammin.
Regeneraattorit
Generaattorin LC-piiri voidaan korvata lisäämällä aktiivinen ja negatiivinen vastus. Tämä on regeneratiivinen tapa hankkia vahvistin. Tällä piirillä on positiivinen palaute. Tämän ansiosta värähtelypiirin häviöt kompensoidaan. Kuvattua piiriä kutsutaan regeneroiduksi.
Melugeneraattori
Suurin ero on matalien ja korkeiden taajuuksien yhtenäiset ominaisuudet vaaditulla alueella. Tämä tarkoittaa, että kaikkien tämän alueen taajuuksien amplitudivaste ei ole erilainen. Niitä käytetään pääasiassa mittalaitteissa ja sotilasteollisuudessa (erityisesti lentokoneissa ja rakettiteollisuudessa). Lisäksi niin sanottua "harmaata" kohinaa käytetään ihmisen korvan äänen havaitsemiseen.
Yksinkertainen DIY-äänigeneraattori
Tarkastellaan yksinkertaisinta esimerkkiä - ulvoa apinaa. Tarvitset vain neljä elementtiä: kalvokondensaattorin, 2 bipolaarista transistoria ja vastuksen säätöä varten. Kuorma on sähkömagneettinen lähetin. Yksinkertainen 9 V akku riittää laitteen virtalähteeseen. Piirin toiminta on yksinkertainen: vastus asettaa biasin transistorin kantaan. Palaute tapahtuu kondensaattorin kautta. Viritysvastus muuttaa taajuutta. Kuormalla on oltava korkea vastus.
Kaikilla tarkasteltavien elementtien tyypeillä, kooilla ja malleilla, tehokkaita transistoreita ultrakorkeille taajuuksille ei ole vielä keksitty. Siksi itsevärähteleviin transistoreihin perustuvia generaattoreita käytetään pääasiassa matala- ja korkeataajuusalueilla.
Video
Äskettäin he toivat sen minulle korjattavaksi generaattori GUK-1. Ei väliä mitä ajattelin myöhemmin, vaihdoin välittömästi kaikki elektrolyytit. Voi ihme! Kaikki toimi. Generaattori on neuvostoajasta, ja kommunistien asenne radioamatööreihin oli sellainen X... ettei halua muistaa.
Tässä generaattori haluaisi olla parempi. Tietenkin tärkein haitta on suurtaajuisen generaattorin taajuuden asettaminen. Ainakin he asensivat yksinkertaisen noonien, joten minun piti lisätä ylimääräinen trimmauskondensaattori ilmadielektrisellä (kuva 1). Totta puhuen valitsin sille paikan erittäin huonosti, minun olisi pitänyt siirtää sitä vähän. Luulen, että otat tämän huomioon.
Kahvan asentamiseksi piti pidentää trimmerin akselia, kuparilankaa, jonka halkaisija oli 3 mm. Kondensaattori on kytketty rinnan pääohjausyksikön kanssa joko suoraan tai "venytyskondensaattorin" kautta, mikä lisää entisestään RF-generaattorin virityksen sujuvuutta. Kasaa varten vaihdoin myös lähtöliittimet - sukulaiseni olivat jo kyynelissä. Tämä viimeistelee korjauksen. En tiedä mistä generaattoripiiri tuli, mutta näyttää siltä, että kaikki sopii yhteen. Ehkä siitä on hyötyä myös sinulle.
Universaalin yhdistetyn generaattorin GUK-1 kytkentäkaavio on esitetty kuvassa 1. Laite sisältää kaksi generaattoria, matalataajuisen generaattorin ja suurtaajuusgeneraattorin.
TEKNISET TIEDOT
1. HF-generaattorin taajuusalue 150 kHz - 28 MHz katetaan viidellä alialueella, joilla on seuraavat taajuudet:
1 osakaista 150 - 340 kHz
II 340 - 800 kHz
III 800 - 1800 kHz
IV 4,0 - 10,2 MHz
V 10,2 - 28,0 MHz
2. HF-asennusvirhe enintään ±5 %.
3. RF-generaattori tarjoaa tasaisen lähtöjännitteen säädön välillä 0,05 mV - 0,1 V.
4. Generaattori tarjoaa seuraavan tyyppisiä töitä:
a) jatkuva tuotanto;
b) sisäinen amplitudimodulaatio sinimuotoisella jännitteellä taajuudella 1 kHz.
5. Modulaatiosyvyys vähintään 30 %.
6. RF-generaattorin lähtöresistanssi on enintään 200 ohmia.
7. Matalataajuinen generaattori tuottaa 5 kiinteää taajuutta: 100 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 5 kHz, 15 kHz.
8. LF-generaattorin sallittu taajuuspoikkeama on enintään ±10 %.
9. Matalataajuisen generaattorin lähtöresistanssi on enintään 600 ohmia.
10. LF-lähtöjännite on säädettävissä tasaisesti välillä 0 - 0,5 V.
11. Laitteen itsekuumenemisaika on 10 minuuttia.
12. Laite saa virtansa 9 V:n Krona-akusta.
MATATAAJUINEN GENERAATTORI
Matalataajuinen generaattori kootaan käyttämällä transistoreja VT1 ja VT3. Generoinnin syntymiseen tarvittava positiivinen takaisinkytkentä poistetaan vastuksesta R10 ja syötetään transistorin VT1 kantapiiriin kondensaattorin C1 ja vastaavan kytkimellä B1 valitun vaiheensiirtopiirin kautta (esimerkiksi C2, C3, C12.). Yksi ketjun vastuksista on viritysvastus (R13), jolla voit säätää matalataajuisen signaalin generointitaajuutta. Vastus R6 asettaa alkubiasin transistorin VT1 perusteella. Transistori VT2 sisältää piirin generoitujen värähtelyjen amplitudin stabiloimiseksi. Sinimuotoinen lähtöjännite C1:n ja R1:n kautta syötetään säädettävälle vastukselle R8, joka säätelee matalataajuisen generaattorin lähtösignaalia ja säätelee korkeataajuisen generaattorin amplitudimodulaation syvyyttä.
KORKEATAAJUINEN GENERAATTORI
RF-generaattori on toteutettu transistoreilla VT5 ja VT6. Generaattorin lähdöstä C26:n kautta signaali syötetään vahvistimeen, joka on koottu transistoreille VT7 ja VT8. RF-signaalimodulaattori kootaan käyttämällä transistoreja VT4 ja VT9. Samoja transistoreita käytetään lähtösignaalin amplitudin stabilointipiirissä. Ei olisi huono idea tehdä tälle generaattorille vaimennin, joko T- tai P-tyyppinen. Tällaiset vaimentimet voidaan laskea käyttämällä sopivia laskimia laskettaessa ja. Siinä näyttää olevan kaikki. Hyvästi. K.V.Yu.
Lataa kaavio.
RF-generaattorin piirilevypiirros
LAY-muotoisen piirustuksen tarjosi ystävällisesti Igor Rozhkov, josta kiitän häntä itsestäni ja niille, joille tämä piirros on hyödyllinen.
Alla oleva arkisto sisältää Igor Rozhkovin tiedoston teollisesta amatööriradiogeneraattorista, jossa on viisi HF-kaistaa - GUK-1. Levy on esitetty *.lay-muodossa ja sisältää muunnelman piiristä (kuudes kytkin taajuudelle 1,8 - 4 MHz), joka on julkaistu aiemmin Radio 1982 -lehdessä, nro 5, s. 55
Lataa PCB-piirustus.
GUK-1-generaattorin muutos
FM-modulaatio GUK-1-generaattorissa.
Toinen idea GUK-1-generaattorin modernisointi, En ole kokeillut, koska minulla ei ole omaa generaattoria, mutta teoriassa kaiken pitäisi toimia. Tämän muunnoksen avulla voit konfiguroida sekä vastaanotto- että lähetyslaitteiden solmut, jotka toimivat taajuusmodulaatiolla, esimerkiksi CB-radioasemilla. Ja, mikä ei ole merkityksetöntä, voit säätää kantoaaltotaajuutta käyttämällä vastusta Rп. Varikapeiden esijännittämiseen käytettävä jännite on stabiloitava. Näihin tarkoituksiin voit käyttää yksisiruiset kolminapaiset stabilisaattorit 5 V jännitteeseen ja itse stabilisaattorin pieneen jännitehäviöön. Viimeisenä keinona voit koota parametrisen stabilisaattorin, joka koostuu vastuksesta ja KS156A zener-diodista. Arvioidaan Zener-diodipiirin vastuksen arvo. KS156A:n stabilointivirta vaihtelee välillä 3mA - 55mA. Valitaan Zener-diodin alkuvirta 20 mA. Tämä tarkoittaa, että 9 V:n syöttöjännitteellä ja 5,6 V:n zener-diodin stabilointijännitteellä vastuksen pitäisi pudota 20 mA virralla 9 - 5,6 = 3,4 V. R = U/I = 3,4/0,02 = 170 ohmia. Tarvittaessa vastuksen arvoa voidaan muuttaa. Modulaatiosyvyyttä säätelee sama säädettävä vastus R8 - matalataajuinen lähtöjännitteen säädin. Jos haluat muuttaa modulaatiosyvyyden säätörajoja, voit valita vastuksen R* arvon.
