Het belangrijkste blok van elke zender is dus de generator. Hoe stabiel en nauwkeurig de generator werkt, bepaalt of iemand het uitgezonden signaal kan oppikken en normaal kan ontvangen. Er zijn gewoon een heleboel verschillende bugcircuits op internet die gebruik maken van verschillende generatoren. Nu categoriseren we dit allemaal een beetje.

De classificaties van de onderdelen van alle gegeven circuits worden berekend rekening houdend met het feit dat de werkfrequentie van het circuit 60...110 MHz is (dat wil zeggen dat het ons favoriete VHF-bereik bestrijkt).

"Klassiekers van het genre."

De transistor is aangesloten volgens een gemeenschappelijk basiscircuit. De weerstandsspanningsdeler R1-R2 creëert een werkpuntverschuiving op de basis. Condensator C3 shunt R2 met hoge frequentie.

R3 is opgenomen in het emittercircuit om de stroom die door de transistor vloeit te beperken.

Condensator C1 en spoel L1 vormen een frequentie-instellende oscillerende schakeling.

Conder C2 zorgt voor de positieve feedback (POF) die nodig is voor het genereren.

Generatiemechanisme

Een vereenvoudigd diagram kan als volgt worden weergegeven:

In plaats van een transistor plaatsen we een bepaald “element met negatieve weerstand”. In wezen is het een versterkend element. Dat wil zeggen, de stroom aan de uitgang is groter dan de stroom aan de ingang (dus dat is lastig).

Op de ingang van dit element is een oscillatiecircuit aangesloten. Feedback wordt geleverd vanaf de uitgang van het element naar hetzelfde oscillatiecircuit (via condensator C2). Dus wanneer de stroom aan de ingang van het element toeneemt (de luscondensator wordt opgeladen), neemt ook de stroom aan de uitgang toe. Via feedback wordt het teruggekoppeld naar het oscillerende circuit - er vindt "voeding" plaats. Het resultaat is dat ongedempte trillingen zich in het circuit nestelen.

Alles bleek eenvoudiger dan gestoomde rapen (zoals altijd).

Rassen

Op het enorme internet kun je ook de volgende implementatie van dezelfde generator vinden:

Het circuit wordt "capacitieve driepunts" genoemd. Het werkingsprincipe is hetzelfde.

In al deze schema's kan het gegenereerde signaal rechtstreeks van de collector VT 1 worden verwijderd, of voor dit doel een koppelspoel gebruiken die is aangesloten op een lusspoel.

Ik kies dit schema en raad het u aan.

R1 – beperkt de generatorstroom
R2 – stelt de basisoffset in
C1, L1 – oscillerend circuit
C2 – condensator PIC

Spoel L1 heeft een aftakking waarop de emitter van de transistor is aangesloten. Deze kraan mag niet precies in het midden worden geplaatst, maar dichter bij het "koude" uiteinde van de spoel (dat wil zeggen degene die is aangesloten op de stroomdraad). Bovendien kun je helemaal geen kraan maken, maar een extra spoel opwinden, dat wil zeggen een transformator maken:

Deze schema's zijn identiek.

Generatiemechanisme:

Laten we, om te begrijpen hoe zo'n generator werkt, naar het tweede circuit kijken. In dit geval zal de linker (volgens het diagram) de secundaire wikkeling zijn, de rechter de primaire.

Wanneer de spanning op de bovenste plaat van C1 toeneemt (dat wil zeggen, de stroom in de secundaire wikkeling vloeit "omhoog"), wordt via de feedbackcondensator C2 een openingspuls aan de basis van de transistor toegevoerd. Hierdoor gaat de transistor stroom aan de primaire wikkeling leveren, deze stroom zorgt ervoor dat de stroom in de secundaire wikkeling toeneemt. Er vindt een aanvulling van energie plaats. Over het algemeen is alles ook vrij eenvoudig.

Rassen.

Mijn kleine knowhow: je kunt een diode tussen de gemeenschappelijke en de basis plaatsen:

Het signaal in al deze circuits wordt verwijderd van de emitter van de transistor of via een extra koppelspoel rechtstreeks uit het circuit.

Push-pull-generator voor de lui

Het eenvoudigste generatorcircuit dat ik ooit heb gezien:

In dit circuit zie je gemakkelijk de gelijkenis met een multivibrator. Ik zal je meer vertellen - dit is een multivibrator. Alleen in plaats van vertragingscircuits op een condensator en weerstand (RC-circuit) worden hier inductoren gebruikt. Weerstand R1 stelt de stroom door de transistors in. Bovendien zal generatie zonder dit simpelweg niet werken.

Generatiemechanisme:

Laten we zeggen dat VT1 opent, collectorstroom VT1 stroomt door L1. Dienovereenkomstig is VT2 gesloten en stroomt de openingsbasisstroom VT1 door L2. Maar aangezien de weerstand van de spoelen 100...1000 keer kleiner is dan de weerstand van weerstand R1, daalt de spanning erover tot een zeer kleine waarde tegen de tijd dat de transistor volledig is geopend, en sluit de transistor. Maar! Omdat voordat de transistor werd gesloten, er een grote collectorstroom door L1 stroomde, is er op het moment van sluiten een spanningsstoot (zelfinductie emf), die wordt toegevoerd aan de basis van VT2 en deze opent. Alles begint opnieuw, alleen met een andere generatorarm. En zo verder...

Deze generator heeft slechts één voordeel: fabricagegemak. De rest zijn nadelen.

Omdat er geen duidelijke timinglink is (oscillerend circuit of RC-circuit), is het erg moeilijk om de frequentie van een dergelijke generator te berekenen. Het zal afhangen van de eigenschappen van de gebruikte transistors, de voedingsspanning, temperatuur, enz. Over het algemeen is het beter om deze generator niet voor serieuze zaken te gebruiken. In het magnetronbereik wordt het echter vrij vaak gebruikt.

Push-pull-generator voor harde werkers

De andere generator die we zullen overwegen, is ook een push-pull-generator. Het bevat echter een oscillerend circuit, waardoor de parameters stabieler en voorspelbaarder worden. Hoewel het in wezen ook vrij eenvoudig is.

Wat zien we hier?

Een ervaren oog (en niet een heel ervaren oog) zal in deze schakeling ook een gelijkenis met een multivibrator vinden. Nou, zo is het!

Wat is er bijzonder aan deze regeling? Ja, want door het gebruik van push-pull-schakeling kun je dubbel vermogen ontwikkelen, vergeleken met circuits van 1-taktgeneratoren, bij dezelfde voedingsspanning en op voorwaarde dat dezelfde transistors worden gebruikt. Wauw! Over het algemeen heeft ze bijna geen gebreken :)

Generatiemechanisme

Wanneer de condensator in de ene of de andere richting wordt opgeladen, vloeit er stroom door een van de terugkoppelcondensatoren naar de overeenkomstige transistor. De transistor gaat open en voegt energie toe in de ‘juiste’ richting. Dat is alle wijsheid.

Ik heb geen bijzonder geavanceerde versies van dit schema gezien...

Nu een beetje creativiteit.

Generator voor logische elementen

Als het gebruik van transistors in een generator u verouderd of omslachtig lijkt, of om religieuze redenen onaanvaardbaar lijkt, is er een uitweg! In plaats van transistoren kunnen microschakelingen worden gebruikt. Meestal wordt logica gebruikt: de elementen NOT, AND-NOT, OR-NOT, minder vaak - Exclusief OR. Over het algemeen zijn alleen NIET-elementen nodig, de rest zijn excessen die de snelheidsparameters van de generator alleen maar verslechteren.

We zien een verschrikkelijk plan.

De vierkanten met een gat aan de rechterkant zijn inverters. Nou ja, of – “elementen NIET”. Het gat geeft alleen aan dat het signaal omgekeerd is.

Wat is het element NIET vanuit het oogpunt van banale eruditie? Nou ja, dat wil zeggen, vanuit het oogpunt van analoge technologie? Dat klopt, dit is een versterker met een omgekeerde uitgang. Dat wil zeggen, wanneer toenemend spanning aan de ingang van de versterker, de uitgangsspanning is evenredig met neemt af. Het invertercircuit kan ongeveer als volgt worden weergegeven (vereenvoudigd):

Dit is natuurlijk te simpel. Maar hier zit een kern van waarheid in.
Voor ons is dit voorlopig echter niet zo belangrijk.

Laten we dus naar het generatorcircuit kijken. Wij hebben:

Twee omvormers (DD1.1, DD1.2)

Weerstand R1

Oscillerend circuit L1 C1

Merk op dat het oscillerende circuit in dit circuit serieel is. Dat wil zeggen, de condensator en de spoel bevinden zich naast elkaar. Maar dit is nog steeds een oscillerend circuit, het wordt berekend met dezelfde formules en is niet slechter (en niet beter) dan zijn parallelle tegenhanger.

Laten we beginnen vanaf het begin. Waarom hebben we een weerstand nodig?

De weerstand creëert negatieve feedback (NFB) tussen de uitgang en ingang van element DD1.1. Dit is nodig om de versterking onder controle te houden - dit is er één, en ook - om een ​​initiële bias te creëren aan de ingang van het element - dit is twee. Hoe dit werkt, zullen we ergens in de tutorial over analoge technologie in detail bekijken. Laten we voorlopig begrijpen dat dankzij deze weerstand, aan de uitgang en ingang van het element, bij afwezigheid van een ingangssignaal een spanning gelijk aan de helft van de voedingsspanning neerkomt. Meer precies, het rekenkundig gemiddelde van de spanningen van logische "nul" en "één". Laten we ons daar voorlopig geen zorgen over maken, we hebben nog veel te doen...

Dus op één element kregen we een inverterende versterker. Dat wil zeggen een versterker die het signaal op zijn kop ‘zet’: als er veel aan de ingang is, is er weinig aan de uitgang, en omgekeerd. Het tweede element dient om deze versterker niet-inverterend te maken. Dat wil zeggen, het draait het signaal opnieuw om. En in deze vorm wordt het versterkte signaal aan de uitgang geleverd, aan het oscillerende circuit.

Laten we eens goed naar het oscillerende circuit kijken? Hoe wordt het ingeschakeld? Rechts! Deze wordt aangesloten tussen de uitgang en ingang van de versterker. Dat wil zeggen, het creëert positieve feedback (POF). Zoals we al weten uit het beoordelen van eerdere generatoren, is POS nodig voor een generator zoals valeriaan dat is voor een kat. Wat kan geen enkele generator doen zonder POS? Dat klopt - raak opgewonden. En begin met genereren...

Waarschijnlijk weet iedereen dit wel: als je een microfoon aansluit op de ingang van een versterker en een luidspreker op de uitgang, dan begint er een akelig "fluit" wanneer je de microfoon naar de luidspreker brengt. Dit is niets anders dan generatie. We voeren het signaal van de uitgang van de versterker naar de ingang. Er verschijnt een POS. Als gevolg hiervan begint de versterker te genereren.

Kortom, door middel van een LC-circuit wordt er een PIC gecreëerd in onze generator, wat leidt tot excitatie van de generator op de resonantiefrequentie van het oscillatiecircuit.

Nou, is het moeilijk?
Als(moeilijk)
{
we krabben (raap);
lees opnieuw;
}

Laten we het nu hebben over de soorten van dergelijke generatoren.

Ten eerste kun je in plaats van een oscillerend circuit kwarts inschakelen. Het resultaat is een gestabiliseerde generator die werkt op de kwartsfrequentie:

Als u in het OS-circuit van het DD1.1-element een oscillerend circuit in plaats van een weerstand opneemt, kunt u een generator starten met behulp van kwartsharmonischen. Om een ​​harmonische te verkrijgen, is het noodzakelijk dat de resonantiefrequentie van het circuit dicht bij de frequentie van deze harmonische ligt:

Als de generator is gemaakt van AND-NOT- of NOR-NOT-elementen, moeten de ingangen van deze elementen parallel worden geschakeld en worden ingeschakeld als een gewone omvormer. Als we Exclusive OR gebruiken, dan is één van de ingangen van elk element aangesloten op + voeding.

Een paar woorden over microschakelingen.
Het verdient de voorkeur om TTLSH-logica of snelle CMOS te gebruiken.

TTLSH-serie: K555, K531, KR1533
Bijvoorbeeld een microschakeling K1533LN1– 6 omvormers.
CMOS-serie: KR1554, KR1564(74 AC, 74 HC), bijvoorbeeld – KR1554LN1
Als laatste redmiddel: de goede oude serie K155(TTL). Maar de frequentieparameters laten veel te wensen over, dus ik zou deze logica niet gebruiken.

De hier besproken generatoren zijn niet het enige dat u in dit moeilijke leven tegen kunt komen. Maar als je de basisprincipes van de werking van deze generatoren kent, zal het veel gemakkelijker zijn om het werk van anderen te begrijpen, te temmen en voor je te laten werken :)

Bestaat uit 3,5 delen en levert meerdere watt vermogen met een frequentie van 400-500 megahertz, voldoende om gasontladingsapparaten zoals neonlichten te verlichten, uw vingers lichtjes te verbranden en frequentiemeters te informeren.

Met de juiste transistors, inzicht in de ontwerptechnieken van RF-borden en een beetje geluk kun je dit ontwerp aanzienlijk versterken, waardoor het vermogen wordt verhoogd tot 40-50 watt bij dezelfde frequentie.

Transistoren die op dergelijke frequenties en vermogens werken, verschillen al aanzienlijk van de driepotige TO-247, TO-220 en andere gevallen die veel lezers van mijn bescheiden blog kennen, maar ook van 'stenen'. De vorm van hun verpakking wordt grotendeels bepaald door het gedrag van de signalen bij hoge frequenties. Meestal is het een vierkant of rechthoek, met een karakteristieke witte tint, met vergulde stiften van tamelijk indrukwekkende dikte aan twee of vier zijden. Deze transistors kosten ook aanzienlijk meer dan transistors met vermogensinvertoren, en de prijs stijgt in verhouding tot zowel het vermogen als de frequentie, en kan oplopen tot honderden dollars per stuk en meer.

Voor dit ontwerp werd een RF-transistor met het label MRF 6522-70 zorgvuldig gesoldeerd vanaf het gedemonteerde GSM-basisstationbord. Zoals u gemakkelijk kunt zien in de datasheet, kan hij tot 70 watt leveren bij een frequentie van 900 megahertz. Om het echter in deze modus te zetten, is het noodzakelijk om het bord behoorlijk zorgvuldig te ontwerpen - al deze bochten van de sporen, kenmerkend voor hoge frequenties, stukjes folie die nergens galvanisch met elkaar verbonden zijn, en andere vreemde eigenaardigheden die niet bijzonder betekenisvol lijken , maar in feite het gedrag van het signaal beïnvloeden, zijn al volledig noodzakelijk. En bij lagere vermogens en frequenties kun je ze erin hameren en het bord maken met behulp van de banale methode van het graveren van slots.

Er zijn geen fundamentele verschillen in ontwerp met het hierboven genoemde. Misschien worden twee koperen strips van een bepaalde lengte en grootte als resonator genomen (de afstand daartussen, hun breedte en lengte bepalen de L en C van het resonante zelfoscillatorcircuit - ze zijn zowel inductantie als capaciteit).

De generator verbruikt 18 volt aan de ingang met een stroomsterkte van maximaal 4 ampère, en verwarmt de radiator merkbaar merkbaar. Geforceerde koeling is absoluut noodzakelijk voor de werking ervan, gezien het rendement van 50-60%. Naast de radiator worden je vingers behoorlijk warm als je ze dichter bij de koperen resonator brengt. Het verwarmingsprincipe is hier hetzelfde als voor voedsel in een magnetron (wat op overtuigende wijze onzin weerlegt over resonantieverschijnselen in watermoleculen die zogenaamd optreden bij de werkfrequentie ervan). Als je aan het uiteinde van de resonator een fakkel aansteekt, zal deze daar met succes lange tijd blijven - een kleine gloeiende plasmabal met vage randen, met een diameter van 3-5 millimeter.

Het generatordiagram is bijgevoegd:

Maar het meest interessante, de reden waarom ik dit allemaal begon te vertellen, zijn de verschijnselen die optreden bij ijle gassen bij dergelijke frequenties. Het gedrag van het plasmatouw begint scherp te verschillen van de standaardbochten die kenmerkend zijn voor frequenties van tientallen en honderden kilohertz, die ik eerder gebruikte (bij het werken met een kwaliteitsapparaat, enz.). Het zou veel tijd kosten om alle verschillen met behulp van tekst te beschrijven; kijk maar naar de afbeeldingengalerij en de bijgevoegde video's. Het meest interessante gedrag is natuurlijk xenon, krypton en hun mengsels met additieven. De opvallende combinaties van tinten, vormen en bewegingen creëren het gevoel dat er een levend wezen in de fles of kolf zit dat rechtstreeks uit de mythologie van Lovecraft of iets dergelijks naar ons toe kwam. Tentakels, zuignappen, scherpe en tegelijkertijd vloeiende bewegingen, groenachtig spookachtige tinten lijken een levende illustratie te zijn voor verhalen over Cthulhu en andere bewoners van de diepte.

Alle vier de video's zijn zeer de moeite waard om te bekijken. Ik raad het ten zeerste aan.

RadioMir 2008 nr. 9

De voorgestelde RF-generator is een poging om de omvangrijke industriële G4-18A te vervangen door een kleiner en betrouwbaarder apparaat. Meestal is het bij het repareren en instellen van HF-apparatuur noodzakelijk om HF-banden te "leggen" met behulp van LC-circuits, de signaaldoorgang langs de RF- en IF-paden te controleren, individuele circuits aan te passen aan resonantie, enz. Gevoeligheid, selectiviteit, dynamisch bereik en andere belangrijke parameters van HF-apparaten worden bepaald door het circuitontwerp, dus het is niet nodig dat een thuislaboratorium over een multifunctionele en dure RF-generator beschikt. Als de generator een redelijk stabiele frequentie heeft met een “zuivere sinusgolf”, dan is deze geschikt voor een radioamateur. Uiteraard zijn wij van mening dat het arsenaal van het laboratorium ook een frequentiemeter, een RF-voltmeter en een tester omvat. Helaas produceerden de meeste HF HF-generatorcircuits die ik probeerde een zeer vervormde sinusgolf, die niet kon worden verbeterd zonder het circuit onnodig ingewikkeld te maken. De HF-generator, samengesteld volgens de schakeling van figuur 1, bleek zeer goed te zijn (het resultaat was een vrijwel zuivere sinusgolf over het gehele HF-bereik). Het diagram is als basis genomen. In mijn circuit wordt in plaats van de circuits aan te passen met een varicap, een KPI gebruikt en wordt het indicatorgedeelte van het circuit niet gebruikt.

Afb.1 RF-generatorcircuit

Dit ontwerp maakt gebruik van een variabele condensator van het type KPV-150 en een kleine PM-bereikschakelaar (11P1N). Met deze KPI (10...150 pF) en inductoren L2...L5 wordt het HF-bereik van 1,7...30 MHz afgedekt. Naarmate het werk aan het ontwerp vorderde, werden er nog drie circuits (L1, L6 en L7) toegevoegd aan de bovenste en onderste secties van de serie. In experimenten met KPI's met een capaciteit tot 250 pF werd het gehele HF-bereik gedekt door drie circuits. De HF-generator is gemonteerd op een printplaat gemaakt van glasvezelfolielaminaat van 2 mm dik en 50x80 mm groot (Fig. 2). De rails en montagepunten worden uitgesneden met een mes en een cutter. De folie rondom de onderdelen wordt niet verwijderd, maar gebruikt in plaats van “geslepen”. In de figuur van de printplaat zijn deze gedeelten van de folie voor de duidelijkheid niet weergegeven. Uiteraard kunt u ook de printplaat maken die hier afgebeeld is.

Afb.2 Betalen

De gehele structuur van de generator, samen met de voeding (een apart bord met een 9 V-spanningsstabilisator volgens elk circuit) wordt op een aluminium chassis geplaatst en in een metalen behuizing van geschikte afmetingen geplaatst. Ik gebruikte een cassette van een oud apparaat met afmetingen van 130x150x90 mm. Op het voorpaneel bevinden zich een bereikschakelknop, een KPI-instelknop, een kleine RF-connector (50 Ohm) en een LED-indicator voor verbinding met het netwerk. Indien nodig kunt u een uitgangsniveauregelaar (variabele weerstand met een weerstand van 430...510 Ohm) en een verzwakker met een extra connector installeren, evenals een schaalverdeling. Uniforme sectionele frames van de MF- en DV-reeksen van verouderde radio-ontvangers werden gebruikt als de frames van de circuitspoelen. Het aantal windingen van elke spoel is afhankelijk van de capaciteit van de gebruikte KPI en wordt in eerste instantie “met reserve” afgenomen. Bij het opzetten ("leggen" van de bereiken) van de generator worden sommige windingen afgewikkeld. De controle wordt uitgevoerd met behulp van een frequentiemeter. Inductor L7 heeft een ferrietkern M600-3 (NN) Ø2,8x14. Schermen worden niet op circuitspoelen geïnstalleerd. De wikkelgegevens van de spoelen, de grenzen van de deelbereiken en de uitgangsniveaus van de RF-generator staan ​​in de tabel.

№№	Bereik, MHz	Spoel	Aantal beurten	Draad (diameter, mm)	Kader, kern	Uitgangsniveau, V
1	80...30	L1	5	PEV-2 (1,0)	Frameloos met een diameter van 6 mm. L=12mm	0,4...0,6
2	31...16	L2	12	PEV-2 (0,6)	Keramiek diameter 6 mm, L=12 mm	1,1...1,2
3	18...8	L3	3x15	PEL (0,22)	Verenigd 3-delig	1,5...1,6
4	8,1...3,6	L4	3x35	PEL (0,22)	-=-	1,7...1,9
5	3,8...1,7	L5	3x55	PEL (0,22)	-=-	1,9...2,0
6	1,75...0,75	L6	3x75	PEL (0,22)	-=-	1,8...2,2
7	1,1...0,46	L7	4x90	PEL (0,15)	Verenigd 4-sectie	1,7...2,2

In het generatorcircuit kunt u, naast de aangegeven transistors, veldeffect-transistors KP303E(G), KP307 en bipolaire RF-transistors BF324, 25S9015, BC557, enz. gebruiken. Het is raadzaam om geïmporteerde kleine blokkeercontainers te gebruiken. Koppelcondensator C5 met een capaciteit van 4,7...6,8 pF - type KM, KT, KA met lage RF-verliezen. Het is zeer wenselijk om hoogwaardige (op kogellagers) te gebruiken als KPI’s, maar deze zijn schaars. Regelende KPI's van het KPV-type met een maximale capaciteit van 80...150 pF zijn toegankelijker, maar breken gemakkelijk en hebben een merkbare “hysteresis” bij het vooruit en achteruit draaien. Met een rigide installatie, hoogwaardige onderdelen en het gedurende 10...15 minuten opwarmen van de generator kunt u echter een frequentiedaling van niet meer dan 500 Hz per uur bereiken bij frequenties van 20...30 MHz (bij een stabiele kamertemperatuur). De signaalvorm en het uitgangsniveau van de vervaardigde RF-generator werden gecontroleerd met behulp van een S1-64A-oscilloscoop. In de laatste fase van de aanpassing worden alle inductoren (behalve L1, die aan één uiteinde aan het lichaam is gesoldeerd) met lijm bevestigd nabij de bereikschakelaar en KPI.

Literatuur:
1. Kortegolf GIR - Radio, 2006, nr. 11, blz. 72.

A. PERUTSKY, Bendery, Moldavië.

Dit boek bespreekt de kenmerken van circuitoplossingen die worden gebruikt bij het maken vanraten. De overeenkomstige hoofdstukken geven informatie over de werkingsprincipes en kenmerken van de werking van individuele eenheden en cascades, schakelschema's en andere informatie die nodig is voor de onafhankelijke constructie van eenvoudige radiozenders en radiomicrofoons. Een apart hoofdstuk is gewijd aan de beschouwing van praktische ontwerpen van transistormicrotransmitters voorn.

Het boek is bedoeld voor beginnende radioamateurs die geïnteresseerd zijn in de kenmerken van circuitontwerpoplossingen voor eenheden en cascades vanraten.

In de eerder besproken schakeloplossingen voor LC-generatoren werd een bipolaire transistor als actief element gebruikt. Bij de ontwikkeling van miniatuurradiozenders en radiomicrofoons worden echter op grote schaal circuits van actieve elementen gemaakt op veldeffecttransistors gebruikt. Het belangrijkste voordeel van veldeffecttransistors, vaak kanaal- of unipolair genoemd, is hun hoge ingangsweerstand, vergelijkbaar met de ingangsweerstand van elektronische buizen. Een speciale groep bestaat uit veldeffecttransistoren met een geïsoleerde poort.

Voor wisselstroom kan de veldeffecttransistor van het actieve element van de hoogfrequente generator worden aangesloten op een gemeenschappelijke bron, op een gemeenschappelijke poort of op een gemeenschappelijke afvoer. Bij het ontwikkelen van microtransmitters worden vaker circuitoplossingen gebruikt waarbij de AC-veldeffecttransistor is aangesloten in een circuit met een gemeenschappelijke drain. Dit aansluitcircuit voor een veldeffecttransistor is vergelijkbaar met het aansluitcircuit met een gemeenschappelijke collector voor een bipolaire transistor. In een actief element gemaakt van een veldeffecttransistor aangesloten in een circuit met een gemeenschappelijke drain, is de belasting verbonden met het broncircuit van de transistor en wordt de uitgangsspanning van de bron verwijderd ten opzichte van de chassisbus.

De spanningsversterking van een dergelijke trap, vaak een bronvolger genoemd, ligt dicht bij de eenheid, dat wil zeggen dat de uitgangsspanning vrijwel gelijk is aan de ingangsspanning. In dit geval is er geen faseverschuiving tussen de ingangs- en uitgangssignalen. Bronvolgers onderscheiden zich door een relatief lage ingangsimpedantie met een hoge ingangsimpedantie. Bovendien worden dergelijke trappen gekenmerkt door een lage ingangscapaciteit, wat leidt tot een toename van de ingangsweerstand bij hoge frequenties.

Een van de classificatiecriteria voor LC-generatoren op basis van veldeffecttransistors, evenals generatoren op basis van bipolaire transistors, is het circuitontwerp van het positieve feedbackcircuit. Afhankelijk van het toegepaste PIC-schakelschema worden dergelijke generatoren onderverdeeld in generatoren met inductieve koppeling, capacitieve koppeling en driepuntsgeneratoren (de zogenaamde driepuntsgeneratoren). Bij inductief gekoppelde generatoren wordt het positieve feedbackcircuit tussen de ingangs- en uitgangselektroden van de transistor gevormd door inductieve koppeling, en bij capacitief gekoppelde generatoren door capacitieve koppeling. Bij driepunts RF-generatoren, die op hun beurt zijn onderverdeeld in inductieve en capacitieve driepuntsgeneratoren, is het resonantiecircuit op drie punten met het actieve element verbonden.

Er moet worden erkend dat bij de ontwikkeling van hoogfrequente generatoren voor miniatuurradiozendapparaten vooral circuitoplossingen met veldeffecttransistors gebaseerd op het gebruik van een inductief driepuntscircuit (Hartley-circuit) populair zijn. Feit is dat bij hoge frequenties de complexe ingangsweerstand van de veldeffecttransistor groot is. Daarom shunt de transistor het resonantiecircuit praktisch niet, dat wil zeggen dat hij geen enkel effect heeft op zijn parameters. Een schematisch diagram van een van de varianten van een hoogfrequente LC-generator, gemaakt volgens het Hartley-circuit op een veldeffecttransistor aangesloten via wisselstroom volgens een circuit met een gemeenschappelijke afvoer, wordt getoond in Fig. 3.10.

Rijst. 3.10. Schematisch diagram van een LC-oscillator gebaseerd op een veldeffecttransistor volgens het Hartley-circuit

In het beschouwde circuit is het actieve element van de LC-generator gemaakt van veldeffecttransistor VT1, die is verbonden volgens wisselstroom volgens het bronvolgcircuit, dat wil zeggen met een gemeenschappelijke afvoer. De afvoerelektrode van de transistor is via condensator C2 met de behuizingsbus verbonden. Het resonantiecircuit wordt gevormd door een afstemcondensator Cl en een parallel geschakelde inductor L1, waarvan de parameters de frequentie van de gegenereerde oscillaties bepalen. Deze schakeling is verbonden met de poortschakeling van veldeffecttransistor VT1.

De trillingen die in het resonantiecircuit ontstaan, worden naar de poort van transistor VT1 gevoerd. Bij een positieve halve golf van het ingangssignaal wordt een overeenkomstige positieve spanning op de poort aangelegd, waardoor de geleidbaarheid van het kanaal toeneemt en de afvoerstroom toeneemt. Bij een negatieve halve trillingsgolf wordt een overeenkomstige negatieve spanning op de poort aangelegd, waardoor de geleidbaarheid van het kanaal afneemt en de afvoerstroom afneemt. De spanning die wordt afgenomen van de bronelektrode van transistor VT1 wordt toegevoerd aan het resonantiecircuit, namelijk aan de uitgang van spoel L1, die ten opzichte van de bron van de transistor is verbonden volgens een step-up autotransformatorcircuit. Met deze opname kunt u de transmissiecoëfficiënt van het positieve feedbackcircuit verhogen tot het vereiste niveau, dat wil zeggen dat het zorgt voor naleving van de amplitudebalansvoorwaarde. De vervulling van de fasebalansvoorwaarde wordt verzekerd door de transistor VT1 in te schakelen volgens een circuit met een gemeenschappelijke afvoer.

Naleving van de voorwaarden van amplitudebalans en fasebalans leidt tot het optreden van stabiele oscillaties bij de resonantiefrequentie van het oscillerende circuit. In dit geval kan de frequentie van het gegenereerde signaal worden gewijzigd met behulp van de afstemcondensator Cl van het oscillatiecircuit. Het door de generator gegenereerde uitgangssignaal wordt verwijderd van de bronelektrode van de veldeffecttransistor VT1.

Bij het ontwerpen van hoogfrequente generatoren voor microtransmitters worden vaak circuitoplossingen met veldeffecttransistors gebaseerd op het gebruik van een capacitief driepuntscircuit (Colpitts-circuit) gebruikt. Een schematisch diagram van een van de varianten van een hoogfrequente LC-generator, gemaakt volgens het Colpitts-circuit op een veldeffecttransistor aangesloten via wisselstroom volgens een circuit met een gemeenschappelijke afvoer, wordt getoond in Fig. 3.11.

Rijst. 3.11. Schematisch diagram van een LC-generator gebaseerd op een veldeffecttransistor volgens het Colpitts-circuit

Het actieve element van deze LC-generator bestaat uit veldeffecttransistor VT1, die voor wisselstroom is aangesloten volgens een circuit met een gemeenschappelijke afvoer. In dit geval is de afvoerelektrode van de transistor via condensator C5 naar de behuizingsbus gesloten. Het parallelle resonantiecircuit wordt gevormd door inductor L1 en condensatoren C1 - C4, waarvan de parameters de frequentie van de gegenereerde oscillaties bepalen. Deze schakeling is opgenomen in de poortschakeling van de veldeffecttransistor.

De trillingen die in het resonantiecircuit ontstaan, worden naar de poort van transistor VT1 gevoerd. De spanning die wordt afgenomen van de bronelektrode van transistor VT1 wordt via het feedbackcircuit naar het resonantiecircuit gevoerd, namelijk naar het verbindingspunt van de condensatoren C3 en C4, waardoor een capacitieve deler wordt gevormd. Door de juiste waarden van de capaciteiten van de condensatoren C3 en C4 te selecteren, evenals de vereiste verhouding van deze waarden, kunt u een niveau van transmissiecoëfficiënt van het positieve feedbackcircuit selecteren dat naleving van de amplitudebalansvoorwaarde garandeert. De vervulling van de fasebalansvoorwaarde wordt verzekerd door de transistor VT1 in te schakelen volgens een circuit met een gemeenschappelijke afvoer.

Het voldoen aan de voorwaarden van amplitudebalans en fasebalans zorgt voor het optreden van stabiele oscillaties bij de resonantiefrequentie van het oscillatiecircuit. In dit geval kan de frequentie van het gegenereerde signaal worden gewijzigd met behulp van condensator C2 (grove afstemming) en condensator C1 (fijnafstemming). Een uitgangssignaal met een frequentie van ongeveer 5 MHz, gegenereerd door de generator, wordt verwijderd van de bronelektrode van de veldeffecttransistor VT1.

Een generator is een zelf-oscillerend systeem dat elektrische stroompulsen opwekt, waarbij de transistor de rol van schakelelement speelt. Aanvankelijk werd de transistor vanaf het moment van zijn uitvinding gepositioneerd als een versterkend element. De presentatie van de eerste transistor vond plaats in 1947. De presentatie van de veldeffecttransistor vond iets later plaats - in 1953. Bij pulsgeneratoren speelt hij de rol van een schakelaar en alleen bij wisselstroomgeneratoren realiseert hij zich zijn versterkende eigenschappen, terwijl hij tegelijkertijd deelneemt aan het creëren van positieve feedback ter ondersteuning het oscillerende proces.

Een visuele illustratie van de verdeling van het frequentiebereik

Classificatie

Transistorgeneratoren hebben verschillende classificaties:

• per frequentiebereik van het uitgangssignaal;
• per type uitgangssignaal;
• volgens het werkingsprincipe.

Het frequentiebereik is een subjectieve waarde, maar voor standaardisatie wordt de volgende indeling van het frequentiebereik geaccepteerd:

• van 30 Hz tot 300 kHz – lage frequentie (LF);
• van 300 kHz tot 3 MHz – gemiddelde frequentie (MF);
• van 3 MHz tot 300 MHz – hoge frequentie (HF);
• boven 300 MHz – ultrahoge frequentie (magnetron).

Dit is de verdeling van het frequentiebereik op het gebied van radiogolven. Er is een audiofrequentiebereik (AF) - van 16 Hz tot 22 kHz. Om dus het frequentiebereik van de generator te benadrukken, wordt deze bijvoorbeeld een HF- of LF-generator genoemd. De frequenties van het audiobereik zijn op hun beurt ook onderverdeeld in HF, MF en LF.

Afhankelijk van het type uitgangssignaal kunnen generatoren zijn:

• sinusoïdaal – voor het genereren van sinusoïdale signalen;
• functioneel – voor zelfoscillatie van signalen van een speciale vorm. Een speciaal geval is een rechthoekige pulsgenerator;
• ruisgeneratoren zijn generatoren met een breed frequentiebereik, waarbij binnen een bepaald frequentiebereik het signaalspectrum uniform is van het onderste tot het bovenste gedeelte van de frequentierespons.

Volgens het werkingsprincipe van generatoren:

• RC-generatoren;
• LC-generatoren;
• Blokkeergeneratoren zijn kortepulsgeneratoren.

Vanwege fundamentele beperkingen worden RC-oscillatoren meestal gebruikt in het lage frequentie- en audiobereik, en LC-oscillatoren in het hoge frequentiebereik.

Generatorcircuits

RC- en LC-sinusoïdale generatoren

De eenvoudigste manier om een ​​transistorgenerator te implementeren is in een capacitief driepuntscircuit - de Colpitts-generator (figuur hieronder).

Transistor-oscillatorcircuit (Colpitts-oscillator)

In het Colpitts-circuit zijn de elementen (C1), (C2), (L) frequentie-instelling. De overige elementen zijn standaard transistorbedrading om de vereiste DC-bedrijfsmodus te garanderen. De generator, samengesteld volgens een inductief driepuntscircuit - de Hartley-generator (Fig. hieronder) heeft hetzelfde eenvoudige circuitontwerp.

Driepunts inductief gekoppeld generatorcircuit (Hartley-generator)

In dit circuit wordt de generatorfrequentie bepaald door een parallel circuit, dat de elementen (C), (La), (Lb) omvat. De condensator (C) is nodig om positieve AC-feedback te creëren.

De praktische implementatie van een dergelijke generator is moeilijker, omdat hiervoor de aanwezigheid van een inductie met een aftakking vereist is.

Beide zelfoscillatiegeneratoren worden voornamelijk gebruikt in het midden- en hoge frequentiebereik als draaggolffrequentiegeneratoren, in frequentie-instellende lokale oscillatorcircuits, enzovoort. Regeneratoren voor radio-ontvangers zijn ook gebaseerd op oscillatorgeneratoren. Deze toepassing vereist een hoge frequentiestabiliteit, daarom wordt de schakeling vrijwel altijd aangevuld met een kwartsoscillatieresonator.

De masterstroomgenerator op basis van een kwartsresonator heeft zelfoscillaties met een zeer hoge nauwkeurigheid bij het instellen van de frequentiewaarde van de RF-generator. Miljarden procenten zijn verre van de limiet. Radioregeneratoren gebruiken alleen kwartsfrequentiestabilisatie.

De werking van generatoren in het gebied van laagfrequente stroom en audiofrequentie gaat gepaard met moeilijkheden bij het realiseren van hoge inductantiewaarden. Om preciezer te zijn, in de afmetingen van de benodigde inductor.

Het Pierce-generatorcircuit is een aanpassing van het Colpitts-circuit, geïmplementeerd zonder het gebruik van inductie (figuur hieronder).

Doorboor het generatorcircuit zonder gebruik van inductie

In het Pierce-circuit wordt de inductantie vervangen door een kwartsresonator, die de tijdrovende en omvangrijke inductor elimineert en tegelijkertijd het bovenste bereik van oscillaties beperkt.

De condensator (C3) laat niet toe dat de gelijkstroomcomponent van de basisvoorspanning van de transistor naar de kwartsresonator gaat. Zo’n generator kan oscillaties tot 25 MHz genereren, inclusief audiofrequentie.

De werking van alle bovengenoemde generatoren is gebaseerd op de resonantie-eigenschappen van een oscillerend systeem dat bestaat uit capaciteit en inductie. Dienovereenkomstig wordt de oscillatiefrequentie bepaald door de beoordelingen van deze elementen.

RC-stroomgeneratoren gebruiken het principe van faseverschuiving in een resistief-capacitief circuit. Het meest gebruikte circuit is een faseverschuivende keten (Fig. hieronder).

RC-generatorcircuit met faseverschuivende ketting

Elementen (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) voeren een faseverschuiving uit om de positieve feedback te verkrijgen die nodig is voor het optreden van zelfoscillaties. Generatie vindt plaats bij frequenties waarvoor de faseverschuiving optimaal is (180 graden). Het faseverschuivingscircuit introduceert een sterke verzwakking van het signaal, dus een dergelijk circuit stelt hogere eisen aan de versterking van de transistor. Een circuit met een Wien-brug stelt minder eisen aan transistorparameters (figuur hieronder).

RC-generatorcircuit met Wien-brug

De dubbele T-vormige Wien-brug bestaat uit elementen (C1), (C2), (R3) en (R1), (R2), (C3) en is een smalbandig notch-filter afgestemd op de oscillatiefrequentie. Voor alle andere frequenties is de transistor bedekt met een diepe negatieve verbinding.

Functionele stroomgeneratoren

Functionele generatoren zijn ontworpen om een ​​reeks pulsen met een bepaalde vorm te genereren (de vorm wordt beschreven door een bepaalde functie - vandaar de naam). De meest voorkomende generatoren zijn rechthoekig (als de verhouding van de pulsduur tot de oscillatieperiode ½ is, dan wordt deze reeks een "meander" genoemd), driehoekige en zaagtandpulsen. De eenvoudigste rechthoekige pulsgenerator is een multivibrator, die wordt gepresenteerd als het eerste circuit dat beginnende radioamateurs met hun eigen handen kunnen monteren (figuur hieronder).

Multivibratorcircuit - rechthoekige pulsgenerator

Bijzonder aan de multivibrator is dat hij vrijwel alle transistors kan gebruiken. De duur van de pulsen en pauzes ertussen wordt bepaald door de waarden van de condensatoren en weerstanden in de basiscircuits van transistors (Rb1), Cb1) en (Rb2), (Cb2).

De frequentie van zelfoscillatie van de stroom kan variëren van eenheden van hertz tot tientallen kilohertz. HF-zelfoscillaties kunnen niet worden gerealiseerd op een multivibrator.

Generatoren van driehoekige (zaagtand) pulsen worden in de regel gebouwd op basis van generatoren van rechthoekige pulsen (hoofdoscillator) door een correctieketen toe te voegen (figuur hieronder).

Driehoekig pulsgeneratorcircuit

De vorm van de pulsen, bijna driehoekig, wordt bepaald door de laad-ontlaadspanning op de platen van condensator C.

Blokkeergenerator

Het doel van het blokkeren van generatoren is het genereren van krachtige stroompulsen met steile flanken en een lage inschakelduur. De duur van de pauzes tussen de pulsen is veel langer dan de duur van de pulsen zelf. Blokkeergeneratoren worden gebruikt in pulsvormers en vergelijkingsapparaten, maar het belangrijkste toepassingsgebied is de master horizontale scanoscillator in informatieweergaveapparaten op basis van kathodestraalbuizen. Blokkeergeneratoren worden ook met succes gebruikt in apparaten voor stroomconversie.

Generatoren op basis van veldeffecttransistors

Een kenmerk van veldeffecttransistoren is een zeer hoge ingangsweerstand, waarvan de orde vergelijkbaar is met de weerstand van elektronische buizen. De hierboven genoemde circuitoplossingen zijn universeel, ze zijn eenvoudigweg aangepast voor het gebruik van verschillende soorten actieve elementen. Colpitts, Hartley en andere generatoren, gemaakt op een veldeffecttransistor, verschillen alleen in de nominale waarden van de elementen.

Frequentie-instelcircuits hebben dezelfde relaties. Om HF-oscillaties te genereren verdient een eenvoudige generator, gemaakt op een veldeffecttransistor met behulp van een inductieve driepuntsschakeling, enigszins de voorkeur. Feit is dat de veldeffecttransistor, die een hoge ingangsweerstand heeft, vrijwel geen shunteffect heeft op de inductantie, en daarom zal de hoogfrequente generator stabieler werken.

Geluidsgeneratoren

Een kenmerk van ruisgeneratoren is de uniformiteit van de frequentierespons in een bepaald bereik, dat wil zeggen dat de amplitude van oscillaties van alle frequenties in een bepaald bereik hetzelfde is. Ruisgeneratoren worden gebruikt in meetapparatuur om de frequentiekarakteristieken van het geteste pad te evalueren. Audioruisgeneratoren worden vaak aangevuld met een frequentieresponscorrector om zich aan te passen aan de subjectieve luidheid voor het menselijk gehoor. Dit geluid wordt “grijs” genoemd.

Video

Er zijn nog steeds verschillende gebieden waarop het gebruik van transistoren moeilijk is. Dit zijn krachtige microgolfgeneratoren in radartoepassingen, en waar bijzonder krachtige hoogfrequente pulsen nodig zijn. Krachtige microgolftransistoren zijn nog niet ontwikkeld. Op alle andere gebieden wordt de overgrote meerderheid van de oscillatoren volledig met transistors gemaakt. Hiervoor zijn verschillende redenen. Ten eerste de afmetingen. Ten tweede het stroomverbruik. Ten derde: betrouwbaarheid. Bovendien zijn transistors, vanwege de aard van hun structuur, heel gemakkelijk te miniaturiseren.