Venované mladým rádioamatérom...

Predslov

Raz vytvorený rádiový signál sa prenáša do hlbín vesmíru rýchlosťou svetla... Táto fráza, ktorú som čítala v časopise „Mladý technik“ v mojom vzdialenom detstve, na mňa urobila veľmi silný dojem a už vtedy som pevne rozhodnutý, že určite pošlem svoj signál našim „bratom v mysli“, nech ma to stojí čokoľvek. Ale cesta od túžby k splneniu sna je dlhá a nepredvídateľná...

Keď som sa prvýkrát začal venovať rozhlasovému biznisu, veľmi som chcel vybudovať prenosnú rozhlasovú stanicu. Vtedy som si myslel, že pozostáva z reproduktora, antény a batérie. Stačí ich pospájať v správnom poradí a budete sa môcť rozprávať s kamarátmi, nech sú kdekoľvek... Nejeden zošit som naplnil možnými schémami, doplnil všelijaké žiarovky, cievky a rozvody. Dnes ma tieto spomienky už len rozosmievajú, no vtedy sa mi zdalo, že už len trochu viac a budem mať v rukách zázračný prístroj...

Pamätám si svoj prvý rádiový vysielač. V 7. ročníku som chodil do vyhľadávacieho krúžku športového rádia (tzv. lov na líšku). V jeden z krásnych jarných dní dala naša posledná „líška“ príkaz dlho žiť. Vedúci kruhu mi ho bez rozmýšľania podal so slovami - „...no, oprav si to tam...“. Bol som asi strašne hrdý a šťastný, že mi bolo zverené také čestné poslanie, ale moje znalosti elektroniky v tom čase nedosahovali „kandidátske minimum“. Vedel som rozlíšiť tranzistor od diódy a mal som približnú predstavu o tom, ako fungujú oddelene, ale to, ako fungujú spolu, bolo pre mňa záhadou. Keď som prišiel domov, s úžasom som otvoril malú kovovú škatuľku. Vo vnútri bola doska pozostávajúca z multivibrátora a RF generátora na tranzistore P416. Pre mňa to bol vrchol dizajnu obvodov. Najzáhadnejším detailom tohto zariadenia bola hlavná cievka oscilátora (3,5 MHz), navinutá na pancierovom jadre. Detská zvedavosť premohla zdravý rozum a ostrý kovový skrutkovač sa zaryl do pancierového plášťa cievky. „Uchopenie,“ ozvalo sa zaškrípanie a kus pancierového tela cievky s buchotom spadol na podlahu. Kým padal, moja predstavivosť si už vytvorila obraz, ako ma zastrelil vedúci nášho kruhu...

Tento príbeh mal šťastný koniec, hoci sa to stalo o mesiac neskôr. Nakoniec som „Fox“ opravil, aj keď presnejšie povedané, vyrobil som ho nanovo. Doska majáku, vyrobená z alobalového getinaxu, nevydržala mučenie mojou 100-wattovou spájkovačkou, stopy sa odlepovali neustálym prepájaním dielov... Dosku som musel vyrobiť znova. Ďakujem môjmu otcovi, že priniesol (odkiaľsi ťažko získaný) alobal getinax a mojej mame za drahý francúzsky červený lak na nechty, ktorým som natieral tabuľu. Nové pancierové jadro sa mi nepodarilo zohnať, no staré sa mi podarilo opatrne prilepiť lepidlom BF... Opravený rádiomaják radostne vysielal do éteru svoje slabé “PEEP-PEEP”, no pre mňa to bolo porovnateľné s vypustenie prvej umelej družice Zeme, ktorá rovnako prerušovaným signálom na frekvenciách 20 a 40 MHz oznámila ľudstvu začiatok éry prieskumu vesmíru. Tu je príbeh...

Schéma zariadenia

Vo svete existuje obrovské množstvo generátorových obvodov schopných generovať oscilácie rôznych frekvencií a výkonov. Zvyčajne to stačí komplexné zariadenia na diódach, lampách, tranzistoroch alebo iných aktívnych prvkoch. Ich montáž a konfigurácia si vyžaduje určité skúsenosti a drahé vybavenie. A čím vyššia je frekvencia a výkon generátora, tým zložitejšie a drahšie zariadenia sú potrebné, tým skúsenejší by mal byť rádioamatér v tejto téme.

Ale dnes by som chcel hovoriť o pomerne výkonnom RF generátore postavenom iba na jednom tranzistore. Navyše tento generátor môže pracovať na frekvenciách až 2 GHz a vyšších a generovať pomerne veľa výkonu - od jednotiek až po desiatky wattov, v závislosti od typu použitého tranzistora. Charakteristickým rysom tohto generátora je použitie symetrický dipólový rezonátor, druh otvoreného oscilačného obvodu s indukčnou a kapacitnou väzbou. Nezľaknite sa tohto názvu - rezonátor pozostáva z dvoch paralelných kovových pásikov umiestnených v krátkej vzdialenosti od seba.

Svoje prvé experimenty s generátormi tohto typu som uskutočnil začiatkom roku 2000, keď som mal k dispozícii výkonné RF tranzistory. Odvtedy som sa k tejto téme pravidelne vracal, až kým sa v polovici leta na stránke VRTP.ru neobjavila téma o využití výkonného jednotranzistorového generátora ako zdroja VF žiarenia na rušenie domácich spotrebičov (hudobné centrá, rádiomagnetofóny, televízory) usmerňovaním modulovaných vysokofrekvenčných prúdov v elektronických obvodoch týchto zariadení. Nahromadený materiál tvoril základ tohto článku.

Obvod výkonného RF generátora je pomerne jednoduchý a pozostáva z dvoch hlavných blokov:

1. Priamo samooscilátor HF na tranzistore;
2. Modulátor je zariadenie na periodickú manipuláciu (spúšťanie) RF generátora so zvukovým (akýmkoľvek iným) frekvenčným signálom.

Detaily a dizajn

„Srdcom“ nášho generátora je vysokofrekvenčný tranzistor MOSFET. Ide o pomerne drahý a zriedka používaný prvok. Dá sa kúpiť za rozumnú cenu v čínskych internetových obchodoch alebo nájsť vo vysokofrekvenčných rádiových zariadeniach - vysokofrekvenčných zosilňovačoch/generátoroch, konkrétne v doskách mobilných základňových staníc rôznych štandardov. Z väčšej časti boli tieto tranzistory vyvinuté špeciálne pre tieto zariadenia.
Takéto tranzistory sa vizuálne a štrukturálne líšia od tých, ktoré poznajú mnohí rádioamatéri z detstva. KT315 alebo MP38 a sú to „tehly“ s plochými vodičmi na silnom kovovom substráte. Dodávajú sa v malých a veľkých veľkostiach v závislosti od výkonu. Niekedy sú v jednom balení dva tranzistory na rovnakom substráte (zdroji). Takto vyzerajú:

Nižšie uvedené pravítko vám pomôže odhadnúť ich veľkosť. Na vytvorenie oscilátora je možné použiť ľubovoľné tranzistory MOSFET. Skúšal som nasledujúce tranzistory v generátore: MRF284, MRF19125, MRF6522-70, MRF9085, BLF1820E, PTFA211801E- všetky fungujú. Takto vyzerajú tieto tranzistory vo vnútri:

po druhé, potrebný materiál na výrobu tohto zariadenia je meď. Potrebujete dva pásy tohto kovu široké 1-1,5 cm. a 15-20 cm dlhé (pre frekvenciu 400-500 MHz). Rezonátory môžu byť vyrobené ľubovoľnej dĺžky v závislosti od požadovanej frekvencie generátora. Približne sa rovná 1/4 vlnovej dĺžky.
Použil som meď s hrúbkou 0,4 a 1 mm. Menej tenké pásiky nebudú dobre držať tvar, ale v zásade sú aj funkčné. Namiesto medi môžete použiť mosadz. Úspešne fungujú aj rezonátory vyrobené z alpaky (druh mosadze). V najjednoduchšej verzii môžu byť rezonátory vyrobené z dvoch kusov drôtu s priemerom 0,8-1,5 mm.

Na výrobu generátora budete potrebovať okrem RF tranzistora a medi aj mikroobvod 4093 - sú to 4 prvky 2I-NOT so Schmittovými spúšťačmi na vstupe. Môže byť nahradený mikroobvodom 4011 (4 prvky 2I-NOT) alebo jeho ruský ekvivalent - K561LA7. Na moduláciu môžete použiť aj iný generátor, napríklad namontovaný na časovač 555. Alebo môžete úplne vylúčiť modulačnú časť z obvodu a získať len RF generátor.

Ako kľúčový prvok sa používa kompozit pnp tranzistor TIP126(môžete použiť TIP125 alebo TIP127, líšia sa len maximálnym povoleným napätím). Podľa pasu vydrží 5A, ale veľmi sa zahrieva. Na jej chladenie je preto potrebný radiátor. Následne som použil P-kanálové tranzistory s efektom poľa ako napr IRF4095 alebo P80PF55.

Zostavenie zariadenia

Zariadenie je možné zostaviť ako vytlačená obvodová doska, a namontovanú inštaláciu v súlade s pravidlami pre VF inštaláciu. Topológia a typ mojej dosky sú zobrazené nižšie:

Táto doska je určená pre tranzistorový typ MRF19125 alebo PTFA211801E. Na to je v doske vyrezaný otvor zodpovedajúci veľkosti zdroja (doska chladiča).
Jedným z dôležitých bodov pri montáži zariadenia je zabezpečenie odvodu tepla zo zdroja tranzistora. Použil som rôzne radiátory podľa veľkosti. Na krátkodobé experimenty postačujú takéto radiátory. Pre dlhodobú prevádzku potrebujete radiátor dostatočne veľkej plochy alebo použitie ventilátorového okruhu.
Zapnutie zariadenia bez radiátora je plné rýchleho prehriatia tranzistora a zlyhania tohto drahého rádiového prvku.

Pre experimenty som vyrobil niekoľko generátorov s rôznymi tranzistormi. U páskových rezonátorov som vyrobil aj prírubové uchytenia, aby sa dali meniť bez neustáleho zahrievania tranzistora. Nižšie uvedené fotografie vám pomôžu pochopiť podrobnosti inštalácie.

Spustenie zariadenia

Pred spustením generátora musíte dvakrát skontrolovať, či sú jeho pripojenia správne, aby ste neskončili s pomerne drahou hromadou tranzistorov označených ako „Burnt“.


Prvé spustenie je vhodné vykonať s kontrolou odberu prúdu. Tento prúd možno obmedziť na bezpečnú úroveň použitím odporu 2-10 Ohm v napájacom obvode generátora (kolektor alebo kolektor modulačného tranzistora).
Činnosť generátora je možné kontrolovať rôznymi zariadeniami: vyhľadávacím prijímačom, skenerom, meračom frekvencie alebo jednoducho energeticky úspornou lampou. VF žiarenie s výkonom viac ako 3-5 W ho rozžiari.

VF prúdy ľahko zahrievajú niektoré materiály, ktoré s nimi prichádzajú do kontaktu, vrátane biologických tkanív. Takže Buďte opatrní, dotykom odkrytých rezonátorov sa môžete popáliť(najmä ak sú generátory zapnuté výkonné tranzistory). Dokonca aj malý generátor založený na tranzistore MRF284 s výkonom len asi 2 watty ľahko spáli pokožku rúk, ako môžete vidieť na tomto videu:

S určitými skúsenosťami a dostatočným výkonom generátora, na konci rezonátora, môžete zapáliť tzv. „pochodeň“ je malá plazmová guľa, ktorá bude poháňaná RF energiou z generátora. Ak to chcete urobiť, jednoducho prineste zapálenú zápalku na špičku rezonátora.

T.N. "pochodeň" na konci rezonátora.

Okrem toho je možné zapáliť RF výboj medzi rezonátormi. V niektorých prípadoch výboj pripomína drobnú guľôčku blesku, ktorá sa chaoticky pohybuje po celej dĺžke rezonátora. Ako to vyzerá si môžete pozrieť nižšie. Aktuálna spotreba sa o niečo zvyšuje a mnohé pozemné televízne kanály „vypadnú“ v celom dome))).

Aplikácia zariadenia

Okrem toho môže byť náš generátor použitý na štúdium účinkov RF žiarenia na rôzne zariadenia, domáce audio a rádiové zariadenia s cieľom študovať ich odolnosť voči hluku. A samozrejme, s pomocou tohto generátora môžete poslať signál do vesmíru, ale to je iný príbeh...

P.S. Tento RF samooscilátor by sa nemal zamieňať s rôznymi EMP-rušičkami. Vznikajú tam impulzy vysoké napätie a naše zariadenie generuje vysokofrekvenčné žiarenie.

Vysokofrekvenčné generátory sa používajú na generovanie oscilácií elektrického prúdu vo frekvenčnom rozsahu od niekoľkých desiatok kilohertz až po stovky megahertzov. Takéto zariadenia sú vytvorené pomocou LC oscilačných obvodov alebo kremenných rezonátorov, ktoré sú prvkami na nastavenie frekvencie. Pracovné schémy zostávajú rovnaké. V niektorých obvodoch sú harmonické obvody nahradené.

HF generátor

Zariadenie na zastavenie elektromera sa používa na napájanie domácich elektrických spotrebičov. Jeho výstupné napätie je 220 voltov, spotreba energie je 1 kilowatt. Ak zariadenie používa komponenty s výkonnejšími charakteristikami, potom z neho môžu byť napájané výkonnejšie zariadenia.

Takéto zariadenie je zapojené do domácej zásuvky a dodáva energiu do spotrebiteľskej záťaže. Schéma elektrického zapojenia nepodlieha žiadnym zmenám. Nie je potrebné pripojiť uzemňovací systém. Merač funguje, ale berie do úvahy približne 25 % energie siete.

Úlohou zastavovacieho zariadenia je pripojiť záťaž nie k sieťovému napájaniu, ale ku kondenzátoru. Nabitie tohto kondenzátora sa zhoduje so sínusoidou sieťového napätia. Nabíjanie prebieha vo vysokofrekvenčných impulzoch. Prúd spotrebovaný spotrebiteľmi zo siete pozostáva z vysokofrekvenčných impulzov.

Merače (elektronické) majú prevodník, ktorý nie je citlivý na vysoké frekvencie. Spotreba energie pulzného typu je preto meračom zohľadnená so zápornou chybou.

Schéma zariadenia

Hlavné komponenty zariadenia: usmerňovač, kapacita, tranzistor. Kondenzátor je zapojený do sériového obvodu s usmerňovačom, keď usmerňovač vykonáva prácu na tranzistore, nabíja sa v danom čase na veľkosť sieťového napätia.

Nabíjanie prebieha frekvenčnými impulzmi 2 kHz. Pri zaťažení a kapacite je napätie blízke sínusu pri 220 voltoch. Na obmedzenie prúdu tranzistora počas doby nabíjania kondenzátora sa používa odpor, zapojený do kaskády spínačov v sériovom obvode.

Generátor je vyrobený na logických prvkoch. Vytvára 2 kHz impulzy s amplitúdou 5 voltov. Frekvencia signálu generátora je určená vlastnosťami prvkov C2-R7. Takéto vlastnosti možno použiť na konfiguráciu maximálnej chyby pri účtovaní spotreby energie. Tvorca impulzov je vyrobený na tranzistoroch T2 a T3. Je určený na ovládanie tlačidla T1. Tvorca impulzov je navrhnutý tak, aby sa tranzistor T1 pri otvorení začal sýtiť. Preto spotrebuje málo energie. Tranzistor T1 sa tiež uzavrie.

Usmerňovač, transformátor a ďalšie prvky vytvárajú nízke napájanie obvodu. Tento napájací zdroj pracuje pri 36 V pre čip generátora.

Najprv skontrolujte napájanie oddelene od obvodu s nízke napätie. Jednotka musí produkovať prúd väčší ako 2 ampéry a napätie 36 voltov, 5 voltov pre generátor s nízkym výkonom. Ďalej je nastavený generátor. Ak to chcete urobiť, vypnite napájaciu časť. Z generátora by mali vychádzať impulzy s veľkosťou 5 voltov a frekvenciou 2 kilohertz. Na ladenie vyberte kondenzátory C2 a C3.

Pri testovaní musí generátor impulzov produkovať impulzný prúd na tranzistore asi 2 ampéry, inak tranzistor zlyhá. Ak chcete skontrolovať tento stav, zapnite bočník s vypnutým napájací obvod. Impulzné napätie na bočníku sa meria osciloskopom na bežiacom generátore. Na základe výpočtu sa vypočíta aktuálna hodnota.

Ďalej skontrolujte výkonovú časť. Obnovte všetky obvody podľa schémy. Kondenzátor sa vypne a namiesto záťaže sa použije lampa. Pri pripájaní zariadenia by napätie počas normálnej prevádzky zariadenia malo byť 120 voltov. Osciloskop zobrazuje záťažové napätie v impulzoch s frekvenciou určenou generátorom. Impulzy sú modulované sínusovým napätím siete. Pri odpore R6 - usmernené napäťové impulzy.

Ak zariadenie funguje správne, kapacita C1 je zapnutá, v dôsledku čoho sa napätie zvyšuje. S ďalším zväčšením veľkosti nádoby C1 dosiahne 220 voltov. Počas tohto procesu musíte sledovať teplotu tranzistora T1. Pri silnom zahrievaní pri nízkej záťaži existuje nebezpečenstvo, že neprešiel do režimu nasýtenia alebo sa úplne nezatvoril. Potom musíte nakonfigurovať vytváranie impulzov. V praxi sa takéto zahrievanie nedodržiava.

Výsledkom je, že záťaž je pripojená na svoju nominálnu hodnotu a kapacita C1 je určená tak, aby mala takú hodnotu, aby pre záťaž vytvorila napätie 220 voltov. Kapacita C1 sa vyberá opatrne, počnúc malými hodnotami, pretože zvýšenie kapacity prudko zvyšuje prúd tranzistora T1. Amplitúda prúdových impulzov je určená pripojením osciloskopu k rezistoru R6 v paralelnom obvode. Impulzný prúd nestúpne nad to, čo je povolené pre konkrétny tranzistor. V prípade potreby sa prúd obmedzí zvýšením hodnoty odporu odporu R6. Optimálnym riešením by bolo zvoliť najmenšiu veľkosť kapacity kondenzátora C1.

S týmito rádiovými komponentmi je zariadenie navrhnuté na spotrebu 1 kilowatt. Pre zvýšenie spotreby energie je potrebné použiť výkonnejšie výkonové prvky tranzistorového spínača a usmerňovača.

Keď sú spotrebitelia vypnutí, zariadenie spotrebuje značnú energiu, čo počítadlo zohľadňuje. Preto je lepšie vypnúť toto zariadenie, keď je záťaž vypnutá.

Princíp činnosti a konštrukcia polovodičového RF generátora

Vysokofrekvenčné generátory sa vyrábajú na široko používanom obvode. Rozdiely medzi generátormi spočívajú v obvode RC emitora, ktorý nastavuje režim prúdu pre tranzistor. Pre vzdelanie spätná väzba v obvode generátora z indukčnej cievky sa vytvorí koncový výstup. RF generátory sú nestabilné v dôsledku vplyvu tranzistora na oscilácie. Vlastnosti tranzistora sa môžu meniť v dôsledku kolísania teploty a rozdielov potenciálov. Výsledná frekvencia preto nezostáva konštantná, ale „pláva“.

Aby tranzistor neovplyvňoval frekvenciu, je potrebné zredukovať spojenie oscilačného obvodu s tranzistorom na minimum. Aby ste to dosiahli, musíte zmenšiť veľkosť nádob. Frekvencia je ovplyvnená zmenami odporu záťaže. Preto musíte medzi záťaž a generátor pripojiť opakovač. Na pripojenie napätia ku generátoru sa používajú trvalé napájacie zdroje s malými napäťovými impulzmi.

Generátory vyrobené podľa vyššie uvedeného obvodu majú maximálne charakteristiky a sú namontované. V mnohých obvodoch oscilátora sa výstupný signál RF odoberá z oscilačného obvodu cez malý kondenzátor, ako aj z elektród tranzistora. Tu je potrebné vziať do úvahy, že pomocná záťaž oscilačného obvodu mení svoje vlastnosti a frekvenciu prevádzky. Táto vlastnosť sa často využíva na meranie rôznych fyzikálnych veličín a na kontrolu technologických parametrov.

Tento diagram ukazuje upravený vysokofrekvenčný oscilátor. Hodnota spätnej väzby a najlepšie podmienky budenia sa vyberajú pomocou kapacitných prvkov.

Z celkového počtu obvodov generátora vynikajú varianty s rázovým budením. Pracujú tak, že vybudia oscilačný obvod silným impulzom. V dôsledku elektronického nárazu sa v obvode vytvárajú tlmené oscilácie pozdĺž sínusovej amplitúdy. K tomuto útlmu dochádza v dôsledku strát v obvode harmonických kmitov. Rýchlosť takýchto kmitov sa vypočíta z faktora kvality obvodu.

RF výstupný signál bude stabilný, ak budú mať impulzy vysokú frekvenciu. Tento typ generátora je najstarší zo všetkých uvažovaných.

Rúrkový RF generátor

Na získanie plazmy s určitými parametrami je potrebné priviesť požadovanú hodnotu do výkonového výboja. Pre plazmové žiariče, ktorých činnosť je založená na vysokofrekvenčnom výboji, sa používa napájací obvod. Schéma je znázornená na obrázku.

Na lampách premieňa elektrickú energiu jednosmerného prúdu na striedavý prúd. Hlavným prvkom činnosti generátora bola elektrónka. V našej schéme sú to tetrody GU-92A. Toto zariadenie je vákuová trubica na štyroch elektródach: anóda, tieniaca mriežka, riadiaca mriežka, katóda.

Riadiaca mriežka, ktorá prijíma vysokofrekvenčný signál s nízkou amplitúdou, uzavrie časť elektrónov, keď je signál charakterizovaný zápornou amplitúdou, a zvýši prúd na anóde, keď je signál pozitívny. Tieniaca mriežka vytvára ohnisko toku elektrónov, zvyšuje zisk výbojky a znižuje kapacitu prechodu medzi riadiacou mriežkou a anódou v porovnaní s 3-elektródovým systémom stonásobne. To znižuje skreslenie výstupnej frekvencie elektrónky pri prevádzke na vysokých frekvenciách.

Generátor pozostáva z obvodov:

1. Vláknový obvod s nízkonapäťovým napájaním.
2. Riadenie budenia siete a napájacieho obvodu.
3. Napájací obvod mriežky obrazovky.
4. Anódový obvod.

Medzi anténou a výstupom generátora je RF transformátor. Je určený na prenos energie do vysielača z generátora. Zaťaženie anténneho obvodu sa nerovná maximálnemu výkonu odoberanému z generátora. Efektívnosť prenosu výkonu z koncového stupňa zosilňovača do antény je možné dosiahnuť prispôsobením. Prispôsobovacím prvkom je kapacitný delič v obvode anódového obvodu.

Transformátor môže pôsobiť ako zodpovedajúci prvok. Jeho prítomnosť je nevyhnutná v rôznych prispôsobovacích obvodoch, pretože bez transformátora nie je možné dosiahnuť vysokonapäťovú izoláciu.

Píšte komentáre, doplnky k článku, možno mi niečo uniklo. Pozri sa, budem rád, ak nájdeš na mojom ešte niečo užitočné.

Navrhované vysokofrekvenčné generátory sú navrhnuté tak, aby produkovali elektrické oscilácie vo frekvenčnom rozsahu od desiatok kHz do desiatok a dokonca stoviek MHz. Takéto generátory sa spravidla vyrábajú pomocou LC oscilačných obvodov alebo kremenných rezonátorov, ktoré sú prvkami na nastavenie frekvencie. V zásade to výrazne nemení obvody, takže o vysokofrekvenčných LC generátoroch sa bude diskutovať nižšie. Všimnite si, že v prípade potreby možno oscilačné obvody v niektorých obvodoch generátora (pozri napr. obr. 12.4, 12.5) jednoducho nahradiť kremennými rezonátormi.

Vysokofrekvenčné generátory (obr. 12.1, 12.2) sú vyrobené podľa tradičného „indukčného trojbodového“ zapojenia, ktoré sa v praxi osvedčilo. Líšia sa prítomnosťou RC emitorového obvodu, ktorý nastavuje prevádzkový režim tranzistora (obr. 12.2) podľa DC. Na vytvorenie spätnej väzby v generátore sa vytvorí odbočka z tlmivky (obr. 12.1, 12.2) (zvyčajne z 1/3... 1/5 jej časti, počítajúc od uzemnenej svorky). Nestabilita vysokofrekvenčných generátorov používajúcich bipolárne tranzistory je spôsobená výrazným posunovacím efektom samotného tranzistora na oscilačný obvod. Pri zmene teploty a/alebo napájacieho napätia sa vlastnosti tranzistora výrazne menia, takže frekvencia generovania „pláva“. Na oslabenie vplyvu tranzistora na pracovnú frekvenciu generovania by sa malo spojenie oscilačného obvodu s tranzistorom čo najviac oslabiť, čím sa znížia prechodové kapacity na minimum. Okrem toho je frekvencia generovania výrazne ovplyvnená zmenami odporu zaťaženia. Preto je mimoriadne potrebné zaradiť medzi generátor a odpor záťaže emitorový (zdrojový) sledovač.

Na napájanie generátorov by sa mali používať stabilné zdroje energie s nízkym napätím.

Najlepšie charakteristiky majú generátory vyrobené s použitím tranzistorov s efektom poľa (obr. 12.3).

Vysokofrekvenčné generátory zostavené pomocou „kapacitného trojbodového“ obvodu s použitím bipolárnych tranzistorov a tranzistorov s efektom poľa sú znázornené na obr. 12.4 a 12.5. V zásade sa „indukčné“ a „kapacitné“ trojbodové obvody z hľadiska ich charakteristík nelíšia, avšak v „kapacitnom trojbodovom“ obvode nie je potrebné robiť ďalšiu svorku na induktore.

V mnohých obvodoch generátora (obr. 12.1 - 12.5 a iných obvodoch) môže byť výstupný signál odoberaný priamo z oscilačného obvodu cez malý kondenzátor alebo cez indukčnú väzbovú cievku, ako aj z neuzemnených obvodov. striedavý prúd elektródy aktívneho prvku (tranzistora). Malo by sa vziať do úvahy, že dodatočné zaťaženie oscilačného obvodu mení jeho charakteristiky a prevádzkovú frekvenciu. Niekedy sa táto vlastnosť používa „na dobro“ - na účely merania rôznych fyzikálnych a chemických veličín a sledovania technologických parametrov.

Na obr. Obrázok 12.6 ukazuje schému mierne upravenej verzie RF generátora - „kapacitného trojbodového“. Hĺbka pozitívnej spätnej väzby a optimálne podmienky pre budenie generátora sa vyberajú pomocou prvkov kapacitného obvodu.

Obvod generátora znázornený na obr. 12.7, pracuje v širokom rozsahu hodnôt indukčnosti cievky oscilačného obvodu (od 200 μH do 2 H) [R 7/90-68]. Takýto generátor môže byť použitý ako širokorozsahový generátor vysokofrekvenčného signálu alebo ako merací prevodník elektrických a neelektrických veličín na frekvenciu, ako aj v obvode merania indukčnosti.

Generátory na báze aktívnych prvkov s prúdovo-napäťovou charakteristikou v tvare písmena N (tunelové diódy, lambda diódy a ich analógy) zvyčajne obsahujú zdroj prúdu, aktívny prvok a prvok na nastavenie frekvencie (LC obvod) s paralelným alebo sériovým zapojením. Na obr. Obrázok 12.8 znázorňuje obvod RF generátora na základe prvku s charakteristikou prúdového napätia v tvare lambda. Jeho frekvencia je riadená zmenou dynamickej kapacity tranzistorov pri zmene prúdu, ktorý nimi prechádza.

NI LED stabilizuje pracovný bod a indikuje, že generátor je zapnutý.

Generátor založený na analógu lambda diódy, vyrobený na tranzistoroch s efektom poľa, a so stabilizáciou pracovného bodu analógom zenerovej diódy - LED, je znázornený na obr. 12.9. Zariadenie pracuje do frekvencie 1 MHz a vyššej pri použití tranzistorov uvedených v schéme.

Na obr. 12.10 je uvedené poradie porovnania obvodov podľa ich stupňa zložitosti praktická schéma RF generátor založený na tunelovej dióde. Ako polovodičový nízkonapäťový stabilizátor napätia sa používa predpätý prechod vysokofrekvenčnej germániovej diódy. Tento generátor je potenciálne schopný pracovať na najvyšších frekvenciách – až niekoľko GHz.

Vysokofrekvenčný frekvenčný generátor, obvod veľmi pripomína obr. 12.7, ale vyrobený pomocou tranzistora s efektom poľa, je znázornený na obr. 12,11 [Rl 7/97-34].

Prototyp RC oscilátora znázornený na obr. 11.18 je obvod generátora na obr. 12.12.

Tento generátor sa vyznačuje vysokou frekvenčnou stabilitou a schopnosťou pracovať v širokom rozsahu zmien parametrov prvkov nastavenia frekvencie. Na zníženie vplyvu záťaže na prevádzkovú frekvenciu generátora sa do obvodu zavedie ďalší stupeň - emitorový sledovač vyrobený na bipolárny tranzistor VT3. Generátor je schopný pracovať pri frekvenciách nad 150 MHz.

Medzi rôznymi obvodmi generátorov stojí za to vyzdvihnúť najmä generátory s rázovým budením. Ich práca je založená na periodickom budení oscilačného obvodu (alebo iného rezonančného prvku) silným krátkym prúdovým impulzom. V dôsledku „elektronického nárazu“ sa v takto vybudenom oscilačnom obvode objavujú periodické sínusové kmity sínusového tvaru. Tlmenie kmitov v amplitúde je spôsobené nevratnými stratami energie v oscilačnom obvode. Rýchlosť tlmenia kmitov je určená faktorom kvality (kvality) oscilačného obvodu. Výstupný vysokofrekvenčný signál bude stabilný v amplitúde, ak budú budiace impulzy nasledovať pri vysokej frekvencii. Tento typ generátora je najstarší spomedzi uvažovaných a je známy už od 19. storočia.

Praktický obvod generátora vysokofrekvenčných rázových budiacich kmitov je na obr. 12,13 [R 9/76-52; 3/77-53]. Nárazové budiace impulzy sa privádzajú do oscilačného obvodu L1C1 cez diódu VD1 z nízkofrekvenčného generátora, napríklad multivibrátora alebo iného generátora. pravouhlé impulzy(GPI), diskutované skôr v kapitolách 7 a 8. Veľkou výhodou generátorov rázového budenia je, že pracujú s použitím oscilačných obvodov takmer akéhokoľvek typu a akejkoľvek rezonančnej frekvencie.

Ďalším typom generátorov sú generátory šumu, ktorých obvody sú znázornené na obr. 12.14 a 12.15 hod.

Takéto generátory sa široko používajú na konfiguráciu rôznych rádioelektronických obvodov. Signály generované takýmito zariadeniami zaberajú extrémne široké frekvenčné pásmo – od niekoľkých Hz do stoviek MHz. Na generovanie šumu sa používajú spätne vychýlené spoje polovodičových zariadení pracujúcich v okrajových podmienkach lavínového rozpadu. K tomu možno použiť prechody tranzistorov (obr. 12.14) [Rl 2/98-37] alebo zenerových diód (obr. 12.15) [Rl 1/69-37]. Pre konfiguráciu režimu, v ktorom je generované šumové napätie maximálne, sa upraví prevádzkový prúd cez aktívny prvok (obr. 12.15).

Všimnite si, že na generovanie šumu môžete použiť aj odpory kombinované s viacstupňovými nízkofrekvenčnými zosilňovačmi, superregeneračnými prijímačmi a ďalšími prvkami. Na získanie maximálnej amplitúdy šumového napätia je zvyčajne potrebné individuálne vybrať najhlučnejší prvok.

Aby sa vytvorili generátory úzkopásmového šumu, môže byť na výstupe obvodu generátora zahrnutý LC alebo RC filter.

Literatúra: Shustov M.A. Praktický návrh obvodov (kniha 1), 2003