Radio amatur perlu menerima pelbagai isyarat radio. Ini memerlukan kehadiran penjana frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Selalunya jenis peranti ini dipanggil penjana transistor kerana ciri reka bentuknya.

Maklumat tambahan. Penjana arus ialah peranti berayun sendiri yang dicipta dan digunakan untuk menjana tenaga elektrik dalam rangkaian atau menukar satu jenis tenaga kepada yang lain dengan kecekapan yang diberikan.

Peranti transistor berayun sendiri

Penjana transistor dibahagikan kepada beberapa jenis:

• mengikut julat frekuensi isyarat keluaran;
• mengikut jenis isyarat yang dihasilkan;
• mengikut algoritma tindakan.

Julat frekuensi biasanya dibahagikan kepada kumpulan berikut:

• 30 Hz-300 kHz – julat rendah, ditetapkan rendah;
• 300 kHz-3 MHz – julat sederhana, julat pertengahan yang ditetapkan;
• 3-300 MHz – julat tinggi, HF yang ditetapkan;
• lebih daripada 300 MHz – julat ultra tinggi, gelombang mikro yang ditetapkan.

Beginilah cara amatur radio membahagikan julat. Untuk frekuensi audio, mereka menggunakan julat 16 Hz-22 kHz dan juga membahagikannya kepada kumpulan rendah, sederhana dan tinggi. Frekuensi ini terdapat dalam mana-mana penerima bunyi isi rumah.

Pembahagian berikut adalah berdasarkan jenis output isyarat:

• sinusoidal - isyarat dikeluarkan dengan cara sinusoidal;
• berfungsi – isyarat keluaran mempunyai bentuk yang ditentukan khas, contohnya, segi empat tepat atau segi tiga;
• penjana bunyi - julat frekuensi seragam diperhatikan pada output; julat mungkin berbeza bergantung pada keperluan pengguna.

Penguat transistor berbeza dalam algoritma operasinya:

• RC – kawasan utama aplikasi – julat rendah dan frekuensi audio;
• LC - kawasan utama aplikasi - frekuensi tinggi;
• Pengayun menyekat - digunakan untuk menghasilkan isyarat nadi dengan kitaran tugas tinggi.

Gambar pada rajah elektrik

Mula-mula, mari kita pertimbangkan untuk mendapatkan isyarat jenis sinusoidal. Pengayun yang paling terkenal berdasarkan transistor jenis ini ialah pengayun Colpitts. Ini adalah pengayun induk dengan satu kearuhan dan dua kapasitor bersambung siri. Ia digunakan untuk menjana frekuensi yang diperlukan. Elemen selebihnya menyediakan mod operasi transistor yang diperlukan pada arus terus.

Maklumat tambahan. Edwin Henry Colpitz ialah ketua inovasi di Western Electric pada awal abad yang lalu. Beliau adalah perintis dalam pembangunan penguat isyarat. Buat pertama kalinya dia menghasilkan telefon radio yang membenarkan perbualan merentasi Atlantik.

Pengayun induk Hartley juga dikenali secara meluas. Ia, seperti litar Colpitts, agak mudah untuk dipasang, tetapi memerlukan kearuhan yang ditoreh. Dalam litar Hartley, satu kapasitor dan dua induktor yang disambung secara bersiri menghasilkan penjanaan. Litar ini juga mengandungi kapasiti tambahan untuk mendapatkan maklum balas positif.

Bidang utama penggunaan peranti yang diterangkan di atas ialah frekuensi sederhana dan tinggi. Ia digunakan untuk mendapatkan frekuensi pembawa, serta untuk menjana ayunan elektrik berkuasa rendah. Peranti penerima stesen radio isi rumah juga menggunakan penjana ayunan.

Semua aplikasi yang disenaraikan tidak bertolak ansur dengan penerimaan yang tidak stabil. Untuk melakukan ini, elemen lain dimasukkan ke dalam litar - resonator kuarza ayunan diri. Dalam kes ini, ketepatan penjana frekuensi tinggi menjadi hampir standard. Ia mencapai sepersejuta peratus. Dalam peranti penerima penerima radio, kuarza digunakan secara eksklusif untuk menstabilkan penerimaan.

Bagi penjana frekuensi rendah dan bunyi, terdapat masalah yang sangat serius di sini. Untuk meningkatkan ketepatan penalaan, peningkatan induktansi diperlukan. Tetapi peningkatan dalam induktansi membawa kepada peningkatan saiz gegelung, yang sangat mempengaruhi dimensi penerima. Oleh itu, litar pengayun Colpitts alternatif telah dibangunkan - pengayun frekuensi rendah Pierce. Tiada induktansi di dalamnya, dan sebagai gantinya resonator ayunan diri kuarza digunakan. Di samping itu, resonator kuarza membolehkan anda memotong had atas ayunan.

Dalam litar sedemikian, kapasitansi menghalang komponen malar pincang asas transistor daripada mencapai resonator. Isyarat sehingga 20-25 MHz, termasuk audio, boleh dijana di sini.

Prestasi semua peranti yang dipertimbangkan bergantung pada sifat resonan sistem yang terdiri daripada kapasitans dan induktansi. Ia berikutan bahawa kekerapan akan ditentukan oleh ciri-ciri kilang kapasitor dan gegelung.

Penting! Transistor ialah unsur yang diperbuat daripada semikonduktor. Ia mempunyai tiga keluaran dan mampu mengawal arus besar pada keluaran daripada isyarat masukan kecil. Kuasa unsur-unsur berbeza-beza. Digunakan untuk menguatkan dan menukar isyarat elektrik.

Maklumat tambahan. Pembentangan transistor pertama telah diadakan pada tahun 1947. Derivatifnya, transistor kesan medan, muncul pada tahun 1953. Pada tahun 1956 Hadiah Nobel dalam Fizik telah dianugerahkan untuk penciptaan transistor bipolar. Menjelang 80-an abad yang lalu, tiub vakum telah dipaksa keluar sepenuhnya daripada elektronik radio.

Penjana transistor berfungsi

Penjana berfungsi berdasarkan transistor ayunan sendiri dicipta untuk menghasilkan isyarat nadi berulang secara kaedah bagi bentuk tertentu. Bentuk mereka ditentukan oleh fungsi (nama keseluruhan kumpulan penjana serupa muncul akibat ini).

Terdapat tiga jenis impuls utama:

• segi empat tepat;
• segi tiga;
• gigi gergaji.

Multivibrator sering disebut sebagai contoh pengeluar LF paling mudah bagi isyarat segi empat tepat. Ia mempunyai litar paling mudah untuk pemasangan DIY. Jurutera elektronik radio selalunya bermula dengan pelaksanaannya. Ciri utama ialah ketiadaan keperluan ketat untuk penarafan dan bentuk transistor. Ini berlaku disebabkan oleh fakta bahawa kitaran tugas dalam multivibrator ditentukan oleh kapasitansi dan rintangan dalam litar elektrik transistor. Kekerapan pada multivibrator berjulat dari 1 Hz hingga beberapa puluh kHz. Adalah mustahil untuk mengatur ayunan frekuensi tinggi di sini.

Mendapatkan isyarat gigi gergaji dan segi tiga berlaku dengan menambahkan litar tambahan pada litar standard dengan denyutan segi empat tepat pada output. Bergantung pada ciri-ciri rantai tambahan ini, denyutan segi empat tepat ditukar kepada denyutan segi tiga atau gigi gergaji.

Menyekat penjana

Pada terasnya, ia adalah penguat yang dipasang berdasarkan transistor yang disusun dalam satu lata. Skop aplikasi adalah sempit - sumber isyarat nadi yang mengagumkan, tetapi sementara (tempoh dari perseribu hingga beberapa puluh mikrosaat) dengan maklum balas positif induktif yang besar. Kitaran tugas adalah lebih daripada 10 dan boleh mencapai beberapa puluh ribu nilai relatif. Terdapat ketajaman yang serius pada bahagian hadapan, boleh dikatakan tidak berbeza dari segi bentuk daripada segi empat tepat secara geometri. Ia digunakan dalam skrin peranti sinar katod (kineskop, osiloskop).

Penjana nadi berdasarkan transistor kesan medan

Perbezaan utama antara transistor kesan medan ialah rintangan input adalah setanding dengan rintangan tiub elektronik. Litar Colpitts dan Hartley juga boleh dipasang menggunakan transistor kesan medan, hanya gegelung dan kapasitor mesti dipilih dengan ciri teknikal yang sesuai. Jika tidak, penjana transistor kesan medan tidak akan berfungsi.

Litar yang menetapkan frekuensi tertakluk kepada undang-undang yang sama. Untuk penghasilan denyutan frekuensi tinggi, peranti konvensional yang dipasang menggunakan transistor kesan medan adalah lebih sesuai. Transistor kesan medan tidak memintas kearuhan dalam litar, jadi penjana isyarat RF beroperasi dengan lebih stabil.

Penjana semula

Litar LC penjana boleh digantikan dengan menambah perintang aktif dan negatif. Ini adalah cara penjanaan semula untuk mendapatkan penguat. Litar ini mempunyai maklum balas positif. Terima kasih kepada ini, kerugian dalam litar berayun diberi pampasan. Litar yang diterangkan dipanggil dijana semula.

Penjana bunyi

Perbezaan utama ialah ciri seragam frekuensi rendah dan tinggi dalam julat yang diperlukan. Ini bermakna tindak balas amplitud semua frekuensi dalam julat ini tidak akan berbeza. Ia digunakan terutamanya dalam peralatan pengukuran dan dalam industri ketenteraan (terutama pesawat dan roket). Di samping itu, bunyi yang dipanggil "kelabu" digunakan untuk melihat bunyi oleh telinga manusia.

Penjana bunyi DIY yang mudah

Mari kita pertimbangkan contoh paling mudah - monyet howler. Anda hanya memerlukan empat elemen: kapasitor filem, 2 transistor bipolar dan perintang untuk pelarasan. Beban akan menjadi pemancar elektromagnet. Bateri 9V yang ringkas sudah cukup untuk menghidupkan peranti. Pengendalian litar adalah mudah: perintang menetapkan pincang ke pangkal transistor. Maklum balas berlaku melalui kapasitor. Perintang penalaan menukar frekuensi. Beban mesti mempunyai rintangan yang tinggi.

Dengan pelbagai jenis, saiz dan reka bentuk elemen yang dipertimbangkan, transistor berkuasa untuk frekuensi ultra tinggi belum lagi dicipta. Oleh itu, penjana berdasarkan transistor ayunan sendiri digunakan terutamanya untuk julat frekuensi rendah dan tinggi.

Video

Penjana frekuensi tinggi digunakan untuk menjana ayunan arus elektrik dalam julat frekuensi daripada beberapa puluh kilohertz hingga ratusan megahertz. Peranti sedemikian dicipta menggunakan litar ayunan LC atau resonator kuarza, yang merupakan elemen untuk menetapkan frekuensi. Corak kerja tetap sama. Dalam sesetengah litar litar ayunan harmonik diganti.

Penjana HF

Peranti untuk menghentikan meter tenaga elektrik digunakan untuk membekalkan kuasa kepada peralatan elektrik rumah. Voltan keluarannya ialah 220 volt, penggunaan kuasa ialah 1 kilowatt. Jika peranti menggunakan komponen dengan ciri yang lebih berkuasa, maka peranti yang lebih berkuasa boleh dikuasakan daripadanya.

Peranti sedemikian dipalamkan ke soket isi rumah dan membekalkan kuasa kepada beban pengguna. Gambar rajah pendawaian elektrik tidak tertakluk kepada sebarang perubahan. Tidak perlu menyambungkan sistem pembumian. Meter berfungsi, tetapi mengambil kira kira-kira 25% daripada tenaga rangkaian.

Tindakan peranti berhenti adalah untuk menyambungkan beban bukan ke bekalan utama, tetapi ke kapasitor. Caj kapasitor ini bertepatan dengan sinusoid voltan rangkaian. Pengecasan berlaku dalam denyutan frekuensi tinggi. Arus yang digunakan oleh pengguna daripada rangkaian terdiri daripada denyutan frekuensi tinggi.

Meter (elektronik) mempunyai penukar yang tidak sensitif kepada frekuensi tinggi. Oleh itu, penggunaan tenaga jenis nadi diambil kira oleh meter dengan ralat negatif.

Gambar rajah peranti

Komponen utama peranti: penerus, kapasitansi, transistor. Kapasitor disambungkan dalam litar bersiri dengan penerus, apabila penerus melakukan kerja pada transistor, ia dicas pada masa tertentu dengan saiz voltan talian kuasa.

Pengecasan dijalankan oleh denyutan frekuensi 2 kHz. Pada beban dan kapasiti, voltan hampir kepada sinus pada 220 volt. Untuk mengehadkan arus transistor semasa tempoh mengecas kapasitansi, perintang digunakan, disambungkan ke lata suis dalam litar bersiri.

Penjana dibuat pada elemen logik. Ia menghasilkan denyutan 2 kHz dengan amplitud 5 volt. Kekerapan isyarat penjana ditentukan oleh sifat unsur C2-R7. Sifat sedemikian boleh digunakan untuk mengkonfigurasi ralat maksimum dalam perakaunan penggunaan tenaga. Pencipta nadi dibuat pada transistor T2 dan T3. Ia direka untuk mengawal kekunci T1. Pencipta nadi direka supaya transistor T1 mula tepu apabila dibuka. Oleh itu, ia menggunakan sedikit kuasa. Transistor T1 juga ditutup.

Penerus, pengubah dan elemen lain mencipta bekalan kuasa sisi rendah litar. Bekalan kuasa ini beroperasi pada 36 V untuk cip penjana.

Mula-mula, periksa bekalan kuasa secara berasingan daripada litar voltan rendah. Unit mesti menghasilkan arus lebih besar daripada 2 ampere dan voltan 36 volt, 5 volt untuk penjana kuasa rendah. Seterusnya, penjana disediakan. Untuk melakukan ini, matikan bahagian kuasa. Denyutan dengan saiz 5 volt dan frekuensi 2 kilohertz harus datang dari penjana. Untuk penalaan, pilih kapasitor C2 dan C3.

Apabila diuji, penjana nadi mesti menghasilkan arus denyut pada transistor kira-kira 2 ampere, jika tidak transistor akan gagal. Untuk memeriksa keadaan ini, hidupkan shunt dengan litar kuasa dimatikan. Voltan nadi pada shunt diukur dengan osiloskop pada penjana yang sedang berjalan. Berdasarkan pengiraan, nilai semasa dikira.

Seterusnya, periksa bahagian kuasa. Pulihkan semua litar mengikut rajah. Kapasitor dimatikan dan lampu digunakan sebagai ganti beban. Apabila menyambungkan peranti, voltan semasa operasi normal peranti hendaklah 120 volt. Osiloskop menunjukkan voltan beban dalam denyutan dengan frekuensi yang ditentukan oleh penjana. Denyutan dimodulasi oleh voltan sinus rangkaian. Pada rintangan R6 - denyutan voltan diperbetulkan.

Jika peranti berfungsi dengan betul, kapasitans C1 dihidupkan, akibatnya voltan meningkat. Dengan pertambahan lagi saiz bekas C1 mencapai 220 volt. Semasa proses ini, anda perlu memantau suhu transistor T1. Apabila dipanaskan dengan kuat pada beban rendah, terdapat bahaya bahawa ia tidak memasuki mod tepu atau belum ditutup sepenuhnya. Kemudian anda perlu mengkonfigurasi penciptaan impuls. Dalam amalan, pemanasan sedemikian tidak diperhatikan.

Akibatnya, beban disambungkan pada nilai nominalnya, dan kapasitans C1 ditentukan untuk mempunyai nilai sedemikian sehingga menghasilkan voltan 220 volt untuk beban. Kapasitans C1 dipilih dengan berhati-hati, bermula dengan nilai yang kecil, kerana meningkatkan kapasitansi secara mendadak meningkatkan arus transistor T1. Amplitud denyutan semasa ditentukan dengan menyambungkan osiloskop kepada perintang R6 dalam litar selari. Arus nadi tidak akan naik melebihi apa yang dibenarkan untuk transistor tertentu. Jika perlu, arus dihadkan dengan meningkatkan nilai rintangan perintang R6. Penyelesaian yang optimum ialah memilih saiz kapasitans terkecil bagi kapasitor C1.

Dengan komponen radio ini, peranti ini direka untuk menggunakan 1 kilowatt. Untuk meningkatkan penggunaan kuasa, anda perlu menggunakan elemen kuasa yang lebih berkuasa bagi suis transistor dan penerus.

Apabila pengguna dimatikan, peranti menggunakan kuasa yang besar, yang diambil kira oleh meter. Oleh itu, adalah lebih baik untuk mematikan peranti ini apabila beban dimatikan.

Prinsip operasi dan reka bentuk penjana RF semikonduktor

Penjana frekuensi tinggi dibuat pada litar yang digunakan secara meluas. Perbezaan antara penjana terletak pada litar pemancar RC, yang menetapkan mod semasa untuk transistor. Untuk menjana maklum balas dalam litar penjana, output terminal dicipta daripada gegelung induktif. Penjana RF tidak stabil kerana pengaruh transistor pada ayunan. Sifat transistor boleh berubah disebabkan oleh turun naik suhu dan perbezaan potensi. Oleh itu, kekerapan yang terhasil tidak kekal malar, tetapi "terapung".

Untuk mengelakkan transistor daripada menjejaskan frekuensi, adalah perlu untuk mengurangkan sambungan litar ayunan dengan transistor kepada minimum. Untuk melakukan ini, anda perlu mengurangkan saiz bekas. Kekerapan dipengaruhi oleh perubahan dalam rintangan beban. Oleh itu, anda perlu menyambungkan pengulang antara beban dan penjana. Untuk menyambung voltan ke penjana, bekalan kuasa kekal dengan denyutan voltan kecil digunakan.

Penjana yang dibuat mengikut litar yang ditunjukkan di atas mempunyai ciri maksimum dan dipasang pada. Dalam banyak litar pengayun, isyarat keluaran RF diambil dari litar berayun melalui kapasitor kecil, serta dari elektrod transistor. Di sini adalah perlu untuk mengambil kira bahawa beban tambahan litar ayunan mengubah sifat dan kekerapan operasinya. Sifat ini sering digunakan untuk mengukur pelbagai kuantiti fizikal dan untuk menyemak parameter teknologi.

Rajah ini menunjukkan pengayun frekuensi tinggi yang diubah suai. Nilai maklum balas dan keadaan pengujaan terbaik dipilih menggunakan elemen kemuatan.

Daripada jumlah litar penjana, varian dengan pengujaan kejutan menonjol. Mereka beroperasi dengan mengujakan litar ayunan dengan impuls yang kuat. Hasil daripada hentaman elektronik, ayunan terlembap sepanjang amplitud sinusoidal terbentuk dalam litar. Pengecilan ini berlaku disebabkan oleh kehilangan dalam litar ayunan harmonik. Kelajuan ayunan tersebut dikira oleh faktor kualiti litar.

Isyarat keluaran RF akan stabil jika denyutan mempunyai frekuensi tinggi. Penjana jenis ini adalah yang tertua daripada semua yang dipertimbangkan.

Penjana RF tiub

Untuk mendapatkan plasma dengan parameter tertentu, adalah perlu untuk membawa nilai yang diperlukan kepada nyahcas kuasa. Untuk pemancar plasma, operasi yang berdasarkan pelepasan frekuensi tinggi, litar bekalan kuasa digunakan. Rajah ditunjukkan dalam rajah.

Pada lampu, menukar tenaga arus terus elektrik kepada arus ulang alik. Elemen utama operasi penjana ialah tiub elektron. Dalam skim kami ini adalah tetrod GU-92A. Peranti ini ialah tiub elektron dengan empat elektrod: anod, grid pelindung, grid kawalan, katod.

Grid kawalan, yang menerima isyarat frekuensi tinggi amplitud rendah, menutup beberapa elektron apabila isyarat dicirikan oleh amplitud negatif, dan meningkatkan arus pada anod apabila isyarat positif. Grid perisai mewujudkan fokus aliran elektron, meningkatkan keuntungan lampu, dan mengurangkan kapasiti laluan antara grid kawalan dan anod berbanding dengan sistem 3-elektrod sebanyak beratus-ratus kali. Ini mengurangkan herotan frekuensi keluaran tiub apabila beroperasi pada frekuensi tinggi.

Penjana terdiri daripada litar:

1. Litar filamen dengan bekalan voltan rendah.
2. Kawal pengujaan grid dan litar kuasa.
3. Litar kuasa grid skrin.
4. Litar anod.

Terdapat pengubah RF antara antena dan output penjana. Ia direka untuk memindahkan kuasa kepada pemancar dari penjana. Beban litar antena tidak sama dengan kuasa maksimum yang diambil daripada penjana. Kecekapan pemindahan kuasa dari peringkat keluaran penguat ke antena boleh dicapai dengan pemadanan. Elemen padanan ialah pembahagi kapasitif dalam litar litar anod.

Transformer boleh bertindak sebagai elemen padanan. Kehadirannya diperlukan dalam pelbagai litar padanan, kerana tanpa pengubah pengasingan voltan tinggi tidak dapat dicapai.

Tulis komen, tambahan pada artikel, mungkin saya terlepas sesuatu. Lihatlah, saya akan gembira jika anda mendapati apa-apa lagi yang berguna pada saya.

RadioMir 2008 No. 9

Penjana RF yang dicadangkan adalah percubaan untuk menggantikan G4-18A perindustrian besar dengan peranti yang lebih kecil dan lebih dipercayai. Biasanya, apabila membaiki dan menyediakan peralatan HF, adalah perlu untuk "meletakkan" jalur HF menggunakan litar LC, periksa laluan isyarat di sepanjang laluan RF dan IF, laraskan litar individu kepada resonans, dsb. Sensitiviti, selektiviti, julat dinamik dan parameter penting lain peranti HF ditentukan oleh penyelesaian reka bentuk litar, jadi makmal rumah tidak perlu mempunyai penjana RF pelbagai fungsi dan mahal. Jika penjana mempunyai frekuensi yang agak stabil dengan "gelombang sinus tulen", maka ia sesuai untuk radio amatur. Sudah tentu, kami percaya bahawa senjata makmal juga termasuk meter frekuensi, voltmeter RF dan penguji. Malangnya, kebanyakan litar penjana HF HF yang saya cuba menghasilkan gelombang sinus yang sangat herot, yang tidak boleh diperbaiki tanpa merumitkan litar secara tidak perlu. Penjana HF, yang dipasang mengikut litar yang ditunjukkan dalam Rajah 1, terbukti sangat baik (hasilnya ialah gelombang sinus yang hampir tulen sepanjang keseluruhan julat HF). Rajah diambil sebagai asas daripada. Dalam litar saya, bukannya melaraskan litar dengan varicap, KPI digunakan, dan bahagian penunjuk litar tidak digunakan.

Rajah 1 Litar penjana RF

Reka bentuk ini menggunakan jenis kapasitor berubah KPV-150 dan suis julat PM bersaiz kecil (11P1N). Dengan KPI (10...150 pF) dan induktor L2...L5 ini, julat HF ​​1.7...30 MHz dilindungi. Semasa kerja pada reka bentuk berlangsung, tiga lagi litar (L1, L6 dan L7) telah ditambah pada bahagian atas dan bawah julat. Dalam eksperimen dengan KPI dengan kapasitansi sehingga 250 pF, keseluruhan julat HF ​​diliputi oleh tiga litar. Penjana RF dipasang pada papan litar bercetak yang diperbuat daripada lamina gentian kaca foil dengan ketebalan 2 mm dan dimensi 50x80 mm (Gamb. 2). Jejak dan tempat pelekap dipotong dengan pisau dan pemotong. Kerajang di sekeliling bahagian tidak dikeluarkan, tetapi digunakan sebagai ganti "tanah". Dalam rajah papan litar bercetak, untuk kejelasan, bahagian kerajang ini tidak ditunjukkan. Sudah tentu, anda juga boleh membuat papan litar bercetak yang ditunjukkan dalam.

Rajah.2 bayar

Keseluruhan struktur penjana, bersama-sama dengan bekalan kuasa (papan berasingan dengan penstabil voltan 9 V mengikut mana-mana litar) diletakkan pada casis aluminium dan diletakkan dalam bekas logam dengan dimensi yang sesuai. Saya menggunakan kaset dari peralatan lama dengan dimensi 130x150x90 mm. Panel hadapan memaparkan tombol suis julat, tombol pelarasan KPI, penyambung RF bersaiz kecil (50 Ohm) dan penunjuk LED untuk menghidupkan kuasa. Jika perlu, anda boleh memasang pengatur tahap output (perintang pembolehubah dengan rintangan 430...510 Ohms) dan pengecil dengan penyambung tambahan, serta skala bergraduat. Rangka keratan bersatu julat MF dan DV daripada penerima radio usang digunakan sebagai bingkai gegelung litar. Bilangan lilitan setiap gegelung bergantung pada kapasiti KPI yang digunakan dan pada mulanya diambil "dengan rizab". Apabila menyediakan ("meletakkan" julat) penjana, beberapa selekoh dilepaskan. Kawalan dijalankan menggunakan meter frekuensi. Induktor L7 mempunyai teras ferit M600-3 (NN) Ш2.8x14. Skrin tidak dipasang pada gegelung litar. Data penggulungan gegelung, sempadan subjulat dan tahap keluaran penjana RF diberikan dalam jadual.

Dalam litar penjana, sebagai tambahan kepada transistor yang ditunjukkan, anda boleh menggunakan transistor kesan medan KP303E(G), KP307 dan bipolar RF BF324, 25S9015, BC557, dsb. Adalah dinasihatkan untuk menggunakan bekas penyekat bersaiz kecil yang diimport. Kapasitor gandingan C5 dengan kapasiti 4.7...6.8 pF - jenis KM, KT, KA dengan kehilangan RF yang rendah. Adalah sangat wajar untuk menggunakan yang berkualiti tinggi (pada galas bebola) sebagai KPI, tetapi ia adalah kekurangan. Kawal selia KPI jenis KPV dengan kapasiti maksimum 80...150 pF lebih mudah diakses, tetapi ia mudah pecah dan mempunyai "histeresis" yang ketara apabila berputar ke hadapan dan ke belakang. Walau bagaimanapun, dengan pemasangan tegar, bahagian berkualiti tinggi dan memanaskan penjana selama 10...15 minit, anda boleh mencapai "penurunan" frekuensi tidak lebih daripada 500 Hz sejam pada frekuensi 20...30 MHz (pada suhu bilik yang stabil). Bentuk isyarat dan tahap keluaran penjana RF yang dihasilkan telah diperiksa menggunakan osiloskop S1-64A. Pada peringkat akhir persediaan, semua induktor (kecuali L1, yang dipateri pada satu hujung badan) dipasang dengan gam berhampiran suis julat dan KPI.

kesusasteraan:
1. Gelombang Pendek GIR - Radio, 2006, No. 11, P. 72.

A. PERUTSKY, Bendery, Moldova.

Penjana ialah sistem berayun sendiri yang menjana denyutan arus elektrik, di mana transistor memainkan peranan sebagai elemen pensuisan. Pada mulanya, dari saat penciptaannya, transistor diletakkan sebagai elemen penguat. Pembentangan transistor pertama berlaku pada tahun 1947. Pembentangan transistor kesan medan berlaku sedikit kemudian - pada tahun 1953. Dalam penjana nadi ia memainkan peranan sebagai suis dan hanya dalam penjana arus ulang-alik sahaja ia menyedari sifat penguatannya, pada masa yang sama mengambil bahagian dalam penciptaan maklum balas positif untuk menyokong proses berayun.

Ilustrasi visual pembahagian julat frekuensi

Pengelasan

Penjana transistor mempunyai beberapa klasifikasi:

• mengikut julat frekuensi isyarat keluaran;
• mengikut jenis isyarat keluaran;
• mengikut prinsip operasi.

Julat frekuensi adalah nilai subjektif, tetapi untuk penyeragaman pembahagian julat frekuensi berikut diterima:

• dari 30 Hz hingga 300 kHz - frekuensi rendah (LF);
• dari 300 kHz hingga 3 MHz - kekerapan purata (MF);
• dari 3 MHz hingga 300 MHz – frekuensi tinggi (HF);
• melebihi 300 MHz – frekuensi ultra tinggi (gelombang mikro).

Ini adalah pembahagian julat frekuensi dalam bidang gelombang radio. Terdapat julat frekuensi audio (AF) - dari 16 Hz hingga 22 kHz. Oleh itu, ingin menekankan julat frekuensi penjana, ia dipanggil, sebagai contoh, penjana HF atau LF. Frekuensi julat bunyi, seterusnya, juga dibahagikan kepada HF, MF dan LF.

Mengikut jenis isyarat keluaran, penjana boleh:

• sinusoidal – untuk menjana isyarat sinusoidal;
• berfungsi – untuk ayunan sendiri isyarat bentuk khas. Kes khas ialah penjana nadi segi empat tepat;
• penjana hingar ialah penjana pelbagai frekuensi, di mana, dalam julat frekuensi tertentu, spektrum isyarat adalah seragam dari bahagian bawah ke bahagian atas tindak balas frekuensi.

Mengikut prinsip operasi penjana:

• Penjana RC;
• penjana LC;
• Penjana penyekat ialah penjana nadi pendek.

Disebabkan oleh batasan asas, pengayun RC biasanya digunakan dalam julat frekuensi rendah dan audio, dan pengayun LC dalam julat frekuensi tinggi.

Litar penjana

Penjana sinusoidal RC dan LC

Cara paling mudah untuk melaksanakan penjana transistor adalah dalam litar tiga titik kapasitif - penjana Colpitts (Rajah di bawah).

Litar pengayun transistor (pengayun Colpitts)

Dalam litar Colpitts, elemen (C1), (C2), (L) adalah tetapan frekuensi. Elemen yang tinggal adalah pendawaian transistor standard untuk memastikan mod pengendalian DC yang diperlukan. Penjana yang dipasang mengikut litar tiga titik induktif—penjana Hartley—mempunyai reka bentuk litar ringkas yang sama (Rajah di bawah).

Litar penjana gandingan induktif tiga mata (penjana Hartley)

Dalam litar ini, frekuensi penjana ditentukan oleh litar selari, yang merangkumi elemen (C), (La), (Lb). Kapasitor (C) diperlukan untuk mencipta maklum balas AC yang positif.

Pelaksanaan praktikal penjana sedemikian adalah lebih sukar, kerana ia memerlukan kehadiran induktansi dengan paip.

Kedua-dua penjana ayunan sendiri digunakan terutamanya dalam julat frekuensi pertengahan dan tinggi sebagai penjana frekuensi pembawa, dalam litar pengayun tempatan penetapan frekuensi, dan sebagainya. Penjana semula penerima radio juga berdasarkan penjana pengayun. Aplikasi ini memerlukan kestabilan frekuensi tinggi, jadi litar hampir selalu ditambah dengan resonator ayunan kuarza.

Penjana arus induk berdasarkan resonator kuarza mempunyai ayunan sendiri dengan ketepatan yang sangat tinggi untuk menetapkan nilai frekuensi penjana RF. Berbilion peratus jauh dari had. Penjana semula radio hanya menggunakan penstabilan frekuensi kuarza.

Operasi penjana di kawasan arus frekuensi rendah dan frekuensi audio dikaitkan dengan kesukaran dalam merealisasikan nilai kearuhan yang tinggi. Untuk menjadi lebih tepat, dalam dimensi induktor yang diperlukan.

Litar penjana Pierce ialah pengubahsuaian litar Colpitts, dilaksanakan tanpa menggunakan induktansi (Rajah di bawah).

Litar penjana tebuk tanpa menggunakan kearuhan

Dalam litar Pierce, induktansi digantikan oleh resonator kuarza, yang menghilangkan induktor yang memakan masa dan besar dan, pada masa yang sama, mengehadkan julat atas ayunan.

Kapasitor (C3) tidak membenarkan komponen DC pincang asas transistor untuk dihantar ke resonator kuarza. Penjana sedemikian boleh menjana ayunan sehingga 25 MHz, termasuk frekuensi audio.

Operasi semua penjana di atas adalah berdasarkan sifat resonan sistem ayunan yang terdiri daripada kemuatan dan kearuhan. Sehubungan itu, kekerapan ayunan ditentukan oleh penarafan unsur-unsur ini.

Penjana arus RC menggunakan prinsip anjakan fasa dalam litar kapasitif-perintang. Litar yang paling biasa digunakan ialah rantai peralihan fasa (Rajah di bawah).

Litar penjana RC dengan rantai peralihan fasa

Elemen (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) melakukan anjakan fasa untuk mendapatkan maklum balas positif yang diperlukan untuk berlakunya ayunan diri. Penjanaan berlaku pada frekuensi yang mana peralihan fasa adalah optimum (180 darjah). Litar peralihan fasa memperkenalkan pengecilan isyarat yang kuat, jadi litar sedemikian telah meningkatkan keperluan untuk keuntungan transistor. Litar dengan jambatan Wien kurang menuntut pada parameter transistor (Rajah di bawah).

Litar penjana RC dengan jambatan Wien

Jambatan Wien berbentuk T berganda terdiri daripada elemen (C1), (C2), (R3) dan (R1), (R2), (C3) dan merupakan penapis takuk jalur sempit yang ditala kepada frekuensi ayunan. Untuk semua frekuensi lain, transistor dilindungi oleh sambungan negatif yang mendalam.

Penjana arus berfungsi

Penjana berfungsi direka bentuk untuk menjana urutan denyutan bentuk tertentu (bentuk diterangkan oleh fungsi tertentu - oleh itu namanya). Penjana yang paling biasa adalah segi empat tepat (jika nisbah tempoh nadi kepada tempoh ayunan ialah ½, maka jujukan ini dipanggil "meander"), denyutan segi tiga dan gigi gergaji. Penjana nadi segi empat tepat yang paling mudah ialah multivibrator, yang dibentangkan sebagai litar pertama untuk amatur radio pemula untuk dipasang dengan tangan mereka sendiri (Rajah di bawah).

Litar multivibrator - penjana nadi segi empat tepat

Ciri khas multivibrator ialah ia boleh menggunakan hampir semua transistor. Tempoh denyutan dan jeda di antara mereka ditentukan oleh nilai kapasitor dan perintang dalam litar asas transistor (Rb1), Cb1) dan (Rb2), (Cb2).

Kekerapan ayunan sendiri arus boleh berbeza dari unit hertz hingga berpuluh kilohertz. Ayunan sendiri HF tidak dapat direalisasikan pada multivibrator.

Penjana denyutan segi tiga (gigi gergaji), sebagai peraturan, dibina berdasarkan penjana denyutan segi empat tepat (pengayun induk) dengan menambah rantai pembetulan (Rajah di bawah).

Litar penjana nadi segi tiga

Bentuk denyutan, hampir dengan segi tiga, ditentukan oleh voltan cas-nyahcas pada plat kapasitor C.

Menyekat penjana

Tujuan menyekat penjana adalah untuk menjana denyutan arus yang kuat dengan tepi curam dan kitaran tugas rendah. Tempoh jeda antara denyutan adalah lebih lama daripada tempoh denyutan itu sendiri. Penjana penyekat digunakan dalam pembentuk nadi dan peranti membandingkan, tetapi kawasan utama aplikasi ialah pengayun imbasan mendatar induk dalam peranti paparan maklumat berdasarkan tiub sinar katod. Penjana penyekat juga berjaya digunakan dalam peranti penukaran kuasa.

Penjana berdasarkan transistor kesan medan

Ciri transistor kesan medan ialah rintangan masukan yang sangat tinggi, susunannya setanding dengan rintangan tiub elektronik. Penyelesaian litar yang disenaraikan di atas adalah universal, ia hanya disesuaikan untuk penggunaan pelbagai jenis unsur aktif. Colpitts, Hartley dan penjana lain, dibuat pada transistor kesan medan, hanya berbeza dalam nilai nominal unsur.

Litar penetapan frekuensi mempunyai hubungan yang sama. Untuk menjana ayunan HF, penjana ringkas yang dibuat pada transistor kesan medan menggunakan litar tiga titik induktif adalah lebih baik. Hakikatnya ialah transistor kesan medan, mempunyai rintangan masukan yang tinggi, boleh dikatakan tidak mempunyai kesan shunting pada induktansi, dan, oleh itu, penjana frekuensi tinggi akan beroperasi dengan lebih stabil.

Penjana bunyi

Ciri penjana hingar ialah keseragaman tindak balas frekuensi dalam julat tertentu, iaitu amplitud ayunan semua frekuensi yang termasuk dalam julat tertentu adalah sama. Penjana bunyi digunakan dalam mengukur peralatan untuk menilai ciri frekuensi laluan yang diuji. Penjana bunyi audio sering ditambah dengan pembetulan tindak balas frekuensi untuk menyesuaikan diri dengan kenyaringan subjektif untuk pendengaran manusia. Bunyi ini dipanggil "kelabu".

Video

Masih terdapat beberapa kawasan di mana penggunaan transistor adalah sukar. Ini adalah penjana gelombang mikro yang berkuasa dalam aplikasi radar, dan di mana denyutan frekuensi tinggi yang sangat berkuasa diperlukan. Transistor gelombang mikro yang berkuasa masih belum dibangunkan. Di semua kawasan lain, sebahagian besar pengayun dibuat sepenuhnya dengan transistor. Terdapat beberapa sebab untuk ini. Pertama, dimensi. Kedua, penggunaan kuasa. Ketiga, kebolehpercayaan. Selain itu, transistor, kerana sifat strukturnya, sangat mudah untuk dikecilkan.

Penjana isyarat frekuensi tinggi yang dicadangkan adalah menarik kerana reka bentuknya yang mudah dan menyediakan penstabilan voltan keluaran pada jalur frekuensi yang luas.

Keperluan untuk penjana isyarat jalur lebar sudah diketahui umum. Pertama sekali, ini adalah nilai rintangan keluaran yang cukup kecil, yang memungkinkan untuk memadankan outputnya dengan impedans ciri kabel sepaksi (biasanya 50 Ohms), dan kehadiran pelarasan automatik amplitud voltan keluaran, yang mengekalkan tahapnya hampir malar tanpa mengira perubahan dalam kekerapan isyarat keluaran. Untuk julat gelombang mikro (melebihi 30 MHz), pensuisan julat yang mudah dan boleh dipercayai, serta reka bentuk penjana yang rasional, adalah amat penting.

Isyarat frekuensi tinggi dari penjana melalui kapasitor C4 dibekalkan ke pintu transistor kesan medan VT3. Ini memastikan pengasingan hampir sempurna beban dan penjana. Untuk menetapkan voltan pincang transistor VT3 dan VT4, perintang R7, R8 digunakan, dan mod semasa lata ditentukan oleh perintang R12 - R 14. Untuk meningkatkan tahap pengasingan, voltan frekuensi tinggi output dikeluarkan daripada litar pengumpul VT4.

Untuk menstabilkan tahap, isyarat RF dibekalkan melalui kapasitor C9 kepada penerus dengan menggandakan voltan yang dibuat pada elemen VD1, VD2, C10, C11, R15. Berkadar dengan amplitud isyarat keluaran, voltan diperbetulkan dikuatkan lagi dalam litar kawalan pada VT5 dan VT6. Sekiranya tiada isyarat RF, transistor VT6 terbuka sepenuhnya; dalam kes ini, voltan bekalan maksimum dibekalkan kepada pengayun induk. Akibatnya, keadaan untuk pengujaan diri penjana dipermudahkan dan pada saat awal amplitud besar ayunannya ditubuhkan. Tetapi voltan RF ini membuka VT5 melalui penerus, manakala voltan di pangkalan VT6 meningkat, yang membawa kepada penurunan voltan bekalan penjana dan akhirnya kepada penstabilan amplitud ayunannya. Keadaan keseimbangan diwujudkan apabila amplitud isyarat RF pada pengumpul VT4 lebih tinggi sedikit daripada 400 mV.

Perintang boleh ubah R17 (ditunjukkan sebagai potensiometer) sebenarnya adalah pengecil RF dan apabila tiada beban pada outputnya voltan maksimum mencapai satu perempat daripada input, i.e. 100 mV. Apabila kabel sepaksi dimuatkan dengan rintangan 50 Ohms (yang diperlukan untuk pemadanannya dalam julat frekuensi dari 50 hingga 160 MHz dan ke atas), voltan RF kira-kira 50 mV diwujudkan pada output penjana, yang boleh dikurangkan ke tahap yang diperlukan dengan melaraskan pengecil.

Atenuator 50-ohm dari Prech digunakan sebagai pengawal selia R17 dalam litar penjana. Jika sesetengah aplikasi khusus tidak memerlukan pelarasan paras voltan keluaran, pengecil R17 boleh digantikan dengan perintang tetap 50 ohm.

Walau bagaimanapun, walaupun dalam kes ini, masih mungkin untuk menyesuaikan tahap voltan RF dalam had tertentu: untuk tujuan ini, kapasitor C9 tidak disambungkan ke pengumpul VT4, tetapi kepada pemancarnya, dan perlu mengambil kira sedikit perubahan. (penurunan) dalam tahap isyarat pada frekuensi yang lebih tinggi daripada julat pengendalian. Kemudian beban untuk VT4 dibentuk oleh attenuator R17 dan perintang R11, R12. Peningkatan amplitud voltan frekuensi tinggi output boleh dicapai dengan memendekkan perintang R11 dengan pelompat wayar; jika perlu untuk mengurangkan amplitud voltan keluaran, maka perintang R11 ditinggalkan dalam peranti, dan kapasitor C7, C8 dipateri padam. Pengurangan yang lebih besar dalam tahap isyarat output boleh diperolehi dengan mengurangkan nilai rintangan R17, tetapi dalam kes ini tidak akan ada lagi penyelarasan dengan kabel, dan pada frekuensi melebihi 50 MHz ini tidak boleh diterima!

Semua bahagian penjana terletak pada papan litar bercetak kecil. Induktor penjana L1 - L3 dililit pada bingkai dengan diameter 7.5 mm. Kearuhan mereka dilaraskan dengan teras ferit kehilangan rendah yang direka untuk operasi dalam julat VHF. Gegelung L3 mempunyai 62 lilitan, L2 - 15 dan L1 - 5 lilitan wayar PEL 0.2 (menggulung semua gegelung dalam satu lapisan). Kearuhan WL1 dibuat dalam bentuk gelung, yang dilampirkan pada satu sisi ke suis julat, dan di sisi lain ke kapasitor pembolehubah C1. Dimensi kabel ditunjukkan dalam Rajah. 2. Ia diperbuat daripada dawai tembaga bersalut perak dengan diameter 1.5mm; Untuk menetapkan jarak antara konduktornya, tiga plat bahan penebat dengan kehilangan rendah (contohnya, fluoroplastik) digunakan, di mana dua lubang dengan diameter 1.5 mm digerudi, masing-masing terletak pada jarak 10 dan 2.5 mm (Rajah). . 2).

Keseluruhan peranti diletakkan dalam bekas logam dengan dimensi 45x120x75 mm. Jika attenuator dan penyambung RF dipasang di perumah di sisi bertentangan dengan papan litar bercetak, maka di dalam badan peranti masih terdapat ruang yang cukup untuk unit bekalan kuasa: pengubah kuasa 1 W dengan pengurangan voltan sesalur kepada 15 V, jambatan penerus dan litar mikro 7812 (bersamaan domestik - KR142EN8B). Meter frekuensi kecil dengan prescaler frekuensi juga boleh diletakkan di dalam perumahan. Dalam kes ini, input pembahagi harus disambungkan kepada pengumpul VT4, dan bukan kepada penyambung output, yang akan membolehkan frekuensi diukur pada mana-mana voltan RF yang dikeluarkan dari attenuator R17.

Ia adalah mungkin untuk menukar julat frekuensi peranti dengan menukar kearuhan gegelung litar atau kapasitansi kapasitor C1. Apabila mengembangkan julat frekuensi ke arah frekuensi yang lebih tinggi, kerugian litar penalaan harus dikurangkan (menggunakan kapasitor dengan dielektrik udara dan penebat seramik sebagai C1, induktor dengan kerugian yang rendah). Di samping itu, diod VD1 dan VD2 mesti sepadan dengan julat frekuensi lanjutan ini, jika tidak, apabila frekuensi meningkat, voltan keluaran penjana akan meningkat, yang dijelaskan oleh penurunan kecekapan litar penstabilan.

Untuk memudahkan penalaan, kapasitor pembolehubah berkapasiti rendah tambahan (vernier elektrik) disambungkan selari dengan C 1, atau vernier mekanikal digunakan kepada kapasitor penalaan dengan nisbah pemindahan 1:3 - 1:10.

Daripada editor. Dalam reka bentuk ini, transistor BF199 boleh digantikan dengan yang domestik - KT339 dengan mana-mana indeks huruf, dan apabila mengembangkan julat penjana ke arah frekuensi yang lebih tinggi - KT640, KT642, KT643. Daripada transistor kesan medan BFW11, ia dibenarkan untuk memasang KP307G atau KP312, dan bukannya transistor BC252S, KT3107 dengan indeks Zh, I, K atau L adalah sesuai. Diod pengesan gelombang mikro, contohnya, 2A201, 2A202A , boleh digunakan sebagai diod. Jika penjana beroperasi pada frekuensi tidak melebihi 100 MHz, maka diod jenis GD507A (dengan pembetulan rintangan perintang R11) juga boleh digunakan. Suis SA1 - PGK. Kuasa perintang - 0.125 atau 0.25 W.

Kapasitor C1 mestilah dengan dielektrik udara dan mempunyai penebat seramik atau kuarza kedua-dua plat pemegun dari perumah dan plat pemutar dari paksi; Adalah lebih baik untuk mengehadkan kapasiti maksimumnya kepada 50 pF. Atenuator jenis yang digunakan dalam penjana tidak dihasilkan oleh industri kami. Sebaliknya, ia dibenarkan menggunakan pengatur licin dalam litar auto-regulasi dan pengecil langkah konvensional dengan pautan berbentuk U atau T pada output.