Princip činnosti HF generátoru. Generátor signálu: DIY generátor funkcí
RadioMir 2008 č. 9
Navrhovaný VF generátor je pokusem nahradit objemný průmyslový G4-18A menším a spolehlivějším zařízením. Obvykle je při opravách a nastavování KV zařízení nutné „položit“ KV pásma pomocí LC obvodů, zkontrolovat průchod signálu po vf a mezifrekvenčních cestách, upravit jednotlivé obvody do rezonance atd. Citlivost, selektivita, dynamický rozsah a další důležité parametry VF zařízení jsou dány obvodovým návrhem, takže není nutné, aby domácí laboratoř měla multifunkční a drahý RF generátor. Pokud má generátor poměrně stabilní frekvenci s „čistou sinusovkou“, je vhodný pro radioamatéra. Samozřejmě věříme, že do arzenálu laboratoře patří také měřič frekvence, RF voltmetr a tester. Bohužel většina obvodů VF generátoru, které jsem zkoušel, produkovala velmi zkreslenou sinusovku, kterou nebylo možné zlepšit bez zbytečného zkomplikování obvodu. Jako velmi dobrý se osvědčil VF generátor, sestavený podle zapojení na obr. 1 (výsledkem byla téměř čistá sinusovka v celém KV rozsahu). Diagram je převzat jako základ z. V mém obvodu se místo úpravy obvodů varikapem používá KPI a indikační část obvodu se nepoužívá.
Obr.1 Obvod RF generátoru
Tato konstrukce využívá variabilní kondenzátor typu KPV-150 a přepínač malého rozsahu PM (11P1N). S tímto KPI (10...150 pF) a tlumivkami L2...L5 je pokryt KV rozsah 1,7...30 MHz. Jak práce na návrhu postupovaly, byly do horní a spodní části řady přidány další tři okruhy (L1, L6 a L7). Při experimentech s KPI s kapacitou až 250 pF byl celý KV rozsah pokryt třemi obvody. VF generátor je osazen na desce plošných spojů z fóliového sklolaminátu tloušťky 2 mm a velikosti 50x80 mm (obr. 2). Dráhy a montážní místa jsou vyříznuty nožem a řezačkou. Fólie kolem dílů se neodstraňuje, ale používá se místo „broušení“. Na obrázku desky s plošnými spoji nejsou pro názornost tyto části fólie znázorněny. Samozřejmě si můžete vyrobit i desku plošných spojů zobrazenou v.
Obr.2 Platit
Celá konstrukce generátoru spolu se zdrojem (samostatná deska se stabilizátorem napětí 9 V dle libovolného obvodu) je umístěna na hliníkovém šasi a umístěna v kovové skříni vhodných rozměrů. Použil jsem kazetu ze starého zařízení o rozměrech 130x150x90 mm. Na předním panelu je zobrazen knoflík pro přepínání rozsahů, knoflík pro nastavení KPI, malý RF konektor (50 Ohm) a LED indikátor pro zapnutí. V případě potřeby lze nainstalovat regulátor výstupní úrovně (variabilní rezistor s odporem 430...510 Ohmů) a útlumový člen s přídavným konektorem a také odstupňovanou stupnici. Jako kostry cívek obvodu byly použity unifikované sekční rámy řad MF a DV ze zastaralých rádiových přijímačů. Počet závitů každé cívky závisí na kapacitě použitého KPI a zpočátku se bere „s rezervou“. Při nastavování ("pokládání" rozsahů) generátoru se některé závity odvíjejí. Řízení se provádí pomocí frekvenčního měřiče. Induktor L7 má feritové jádro M600-3 (NN) Ш2,8x14. Obrazovky nejsou instalovány na cívkách obvodu. Data vinutí cívek, hranice dílčích rozsahů a výstupní úrovně RF generátoru jsou uvedeny v tabulce.
| №№ | Rozsah, MHz | Cívka | Počet otáček | drát (průměr, mm) | Rám, jádro | Výstupní úroveň, V |
| 1 | 80...30 | L1 | 5 | PEV-2 (1,0) | Bezrámové o průměru 6 mm. L=12 mm | 0,4...0,6 |
| 2 | 31...16 | L2 | 12 | PEV-2 (0,6) | Průměr keramiky 6 mm, L=12 mm | 1,1...1,2 |
| 3 | 18...8 | L3 | 3x15 | PEL (0,22) | Jednotný 3-sekční |
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) | Jednotný 4-sekční |
1,7...2,2 |
V obvodu generátoru lze kromě uvedených tranzistorů použít polní tranzistory KP303E(G), KP307 a bipolární RF tranzistory BF324, 25S9015, BC557 atd. Je vhodné použít importované malé blokovací kontejnery. Vazební kondenzátor C5 o kapacitě 4,7...6,8 pF - typ KM, KT, KA s nízkými vf ztrátami. Jako KPI je velmi žádoucí používat kvalitní (na kuličkových ložiskách), ale je jich nedostatek. Regulační KPI typu KPV s maximální kapacitou 80...150 pF jsou dostupnější, ale snadno se rozbijí a mají znatelnou „hysterezi“ při otáčení vpřed i vzad. Pevnou instalací, vysoce kvalitními díly a zahříváním generátoru po dobu 10...15 minut však můžete dosáhnout „poklesu“ frekvence maximálně 500 Hz za hodinu při frekvencích 20...30 MHz (při stabilní pokojová teplota). Tvar signálu a výstupní úroveň vyrobeného RF generátoru byly zkontrolovány pomocí osciloskopu S1-64A. V konečné fázi seřízení jsou všechny induktory (kromě L1, který je na jednom konci připájen k tělu) upevněny lepidlem v blízkosti přepínače rozsahu a KPI.
Literatura:
1. Krátkovlnný GIR - Rádio, 2006, č. 11, s. 72.
A. PERUTSKY, Bendery, Moldavsko.
Jednoduchý indikátor heterodynní rezonance.
Při zkratované cívce L2 umožňuje GIR určit rezonanční frekvenci od 6 MHz
až 30 MHz. S připojenou cívkou L2 je rozsah měření frekvence od 2,5 MHz do 10 MHz.
Rezonanční frekvence je určena otáčením rotoru C1 a pozorováním na obrazovce osciloskopu
změna signálu.
Generátor vysokofrekvenčního signálu.
Generátor vysokofrekvenčního signálu je určen pro testování a nastavování různých vysokofrekvenčních zařízení. Rozsah generovaných frekvencí 2 ..80 MHz je rozdělen do pěti podrozsahů:
I - 2-5 MHz
II - 5-15 MHz
III - 15 - 30 MHz
IV - 30 - 45 MHz
V - 45 - 80 MHz
Maximální amplituda výstupního signálu při zátěži 100 Ohmů je cca 0,6 V. Generátor zajišťuje plynulé nastavení amplitudy výstupního signálu, stejně jako schopnost
amplitudová a frekvenční modulace výstupního signálu z externího zdroje. Generátor je napájen z externího zdroje stejnosměrného napětí 9...10 V.
Schéma generátoru je znázorněno na obrázku. Skládá se z hlavního RF oscilátoru vyrobeného na tranzistoru V3 a výstupního zesilovače na tranzistoru V4. Generátor je vyroben podle indukčního tříbodového obvodu. Požadovaný dílčí rozsah se volí přepínačem S1 a generátor je přestavěn s proměnným kondenzátorem C7. Z kolektoru tranzistoru V3 je vf napětí přiváděno do prvního hradla
tranzistor s efektem pole V4. V režimu FM je na druhé hradlo tohoto tranzistoru přivedeno nízkofrekvenční napětí.
Frekvenční modulace se provádí pomocí varicap VI, který je v režimu FM napájen nízkofrekvenčním napětím. Na výstupu generátoru je vf napětí plynule regulováno odporem R7.
Generátor je sestaven v pouzdře z jednostranné fólie sklolaminátu o tloušťce 1,5 mm, rozměry 130X90X48 mm. Instaluje se na přední panel generátoru
spínače S1 a S2 typu P2K, rezistor R7 typu PTPZ-12, proměnný kondenzátor S7 typu KPE-2V z rádiového přijímače Alpinist-405, který využívá obě sekce.
Cívka L1 je navinutá na feritovém magnetickém jádru M1000NM (K10X6X X4,b) a obsahuje (7+20) závitů drátu PELSHO 0,35. Cívky L2 a L3 jsou navinuty na rámech o průměru 8 a délce 25 mm s karbonylem oříznutými jádry o průměru 6 a délce 10 mm. Cívka L2 se skládá z 5 + 15 závitů drátu PELSHO 0,35, L3 - ze 3 + 8 závitů. Cívky L4 a L5 jsou bezrámové
o průměru 9 mm, jsou navinuty drátem PEV-2, 1,0. Cívka L4 obsahuje 2 + 4 závity a L5 - 1 + 3 závity.
Nastavení generátoru začíná kontrolou instalace Poté se přivede napájecí napětí a pomocí RF voltmetru se zkontroluje přítomnost generace na všech dílčích pásmech. Hranice
rozsahy se vyjasní pomocí frekvenčního měřiče a v případě potřeby se vyberou kondenzátory C1-C4 (C6), upraví se jádra cívek L2, L3 a změní se vzdálenost mezi závity cívek L4 a L5.
Multimetr-HF milivoltmetr.
V dnešní době je cenově nejdostupnějším a nejrozšířenějším radioamatérským zařízením digitální multimetr řady M83x.
Zařízení je určeno pro obecná měření, a proto nemá žádné specializované funkce. Mezitím, pokud jste zapojeni do rádiového přijímacího nebo vysílacího zařízení, musíte měřit
malá RF napětí (lokální oscilátor, výstup ze zesilovacího stupně atd.), upravte obvod. K tomu je třeba multimetr doplnit jednoduchou dálkovou měřicí hlavicí obsahující
vysokofrekvenční detektor využívající germaniové diody. Vstupní kapacita RF hlavy je menší než 3 pF, což umožňuje její přímé připojení k místnímu oscilátoru nebo kaskádovému obvodu. Můžete použít diody D9, GD507 nebo D18, nejvyšší citlivost (12 mV) měly diody D18. RF hlavice je osazena ve stíněném pouzdře, na kterém jsou umístěny svorky pro připojení sondy nebo vodičů k měřenému obvodu. Komunikace s multimetrem pomocí stíněného televizního kabelu RK-75.
Měření malých kapacit multimetrem
Mnoho radioamatérů používá ve svých laboratořích multimetry, z nichž některé umí měřit i kapacity kondenzátorů. Ale jak ukazuje praxe, tato zařízení nemohou měřit kapacitu až do 50 pF a až 100 pF - velká chyba. Tento nástavec je navržen tak, aby vám umožnil měřit malé nádoby. Po připojení set-top boxu k multimetru je třeba nastavit hodnotu na indikátoru na 100pf, nastavením C2. Nyní, když připojíte kondenzátor 5 pf, zařízení ukáže 105. Zbývá odečíst číslo 100
Skrytý vyhledávač kabeláže
Poměrně jednoduchý hledač vyrobený se třemi tranzistory pomůže určit umístění skrytých elektrických rozvodů ve stěnách místnosti (obr. 1). Multivibrátor je sestaven na dvou bipolárních tranzistorech (VT1, VT3) a elektronický spínač je namontován na tranzistoru s efektem pole (VT2).
Princip činnosti hledáčku je založen na tom, že se kolem elektrického drátu vytváří elektrické pole, které je zachycováno hledáčkem. Pokud je stisknuto tlačítko spínače SB1, ale v oblasti anténní sondy WA1 není žádné elektrické pole nebo je hledáček daleko od síťových vodičů, tranzistor VT2 je otevřený, multivibrátor nefunguje a LED HL1 je vypnuto. Stačí přiblížit anténní sondu připojenou k obvodu polní brány
tranzistoru, k vodiči s proudem nebo jednoduše k síťovému vodiči, tranzistor VT2 se uzavře, bočník základního obvodu tranzistoru VT3 se zastaví a multivibrátor začne působit. LED dioda začne blikat. Pohybem anténní sondy u stěny lze snadno vysledovat trasu síťových vodičů v ní.
Zařízení umožňuje najít místo přerušení fázového vodiče. Chcete-li to provést, musíte zapojit zátěž, například stolní lampu, do zásuvky a posunout anténní sondu zařízení podél kabeláže. V místě, kde LED přestane blikat, je třeba hledat poruchu.
Tranzistor s efektem pole může být jakýkoli jiný ze série uvedené v diagramu a bipolární tranzistory mohou být jakékoli ze série KT312, KT315. Vše
rezistory - MLT-0,125, oxidové kondenzátory - K50-16 nebo jiné malé, LED - libovolný z řady AL307, zdroj - baterie Krona nebo dobíjecí baterie s napětím 6...9 V, tlačítkový spínač SB1 - KM-1 nebo podobný. Některé části zařízení jsou osazeny na desce (obr. 2) z jednostranné fólie ze sklolaminátu. Tělo hledáčku může být plastové pouzdro (obr. 3)
pro uložení školních počítacích tyčinek. Deska je namontována v horní přihrádce a baterie je umístěna ve spodní přihrádce. Vypínač a LED jsou připevněny k boční stěně horní komory a anténní sonda je připevněna k horní stěně. Je to kuželovitý
Plastové víčko obsahující uvnitř kovovou tyč se závitem. Tyč je připevněna k tělu maticemi zevnitř těla, na tyči je umístěn kovový plátek, který je spojen pružným montážním vodičem s rezistorem R1 na desce. Anténní sonda může mít jinou konstrukci, například ve formě smyčky z kusu silného (5 mm) vysokonapěťového drátu používaného v TV. Délka
segmentu 80...100 mm, jeho konce jsou protaženy otvory v horní přihrádce skříně a připájeny k odpovídajícímu bodu na desce. Požadovanou frekvenci kmitání multivibrátoru a tím i frekvenci blikání LED lze nastavit volbou rezistorů RЗ, R5 nebo kondenzátorů C1, C2. K tomu je třeba dočasně odpojit výstup zdroje od rezistorů RЗ a R4.
levý tranzistor a sepněte kontakty spínače. Pokud se při hledání přerušeného fázového vodiče ukáže citlivost zařízení jako nadměrná, lze ji snadno snížit zmenšením délky anténní sondy nebo odpojením vodiče spojujícího sondu s plošným spojem. Hledáček lze sestavit i podle trochu jiného schématu (obr. 4) pomocí bipolárních tranzistorů různých struktur - je na nich vyroben generátor. Tranzistor s efektem pole (VT2) stále řídí činnost generátoru, když anténní sonda WA1 vstoupí do elektrického pole síťového vodiče.
Tranzistor VT1 může být sériový
KT209 (s indexy A-E) nebo KT361,
VT2 - jakákoli řada KP103, VT3 - jakákoli řada KT315, KT503, KT3102. Rezistor R1 může mít odpor 150...560 Ohmů, R2 - 50 kOhm...1,2 MOhm, R3 a R4 s odchylkou od hodnot uvedených v diagramu o ±15%, kondenzátor C1 - s kapacitou 5...20 μF. Plošný spoj u této verze hledáčku je rozměrově menší (obr. 5), ale provedení je téměř stejné jako u předchozí verze.
K monitorování činnosti zapalovacího systému automobilu lze použít kterýkoli z popsaných vyhledávačů. Přivedením anténní sondy hledáčku k vysokonapěťovým drátům, blikáním LED, určí obvody, které nepřijímají vysoké napětí, nebo najdou vadnou svíčku.
Časopis "Rozhlas", 1991, č. 8, s. 76
Ne zcela obyčejný GIR diagram je na obrázku. Rozdíl je ve vzdálené smyčce komunikace. Smyčka L1 je vyrobena z měděného drátu o průměru 1,8 mm, průměr smyčky je cca 18 mm, délka jejích vývodů je 50 mm.
Smyčka se vkládá do zásuvek umístěných na konci těla. L2 je navinuta na standardní žebrované tělo a obsahuje 37 závitů drátu o průměru 0,6 mm s odbočkami z 15, 23, 29 a 32 závitů Rozsah - od 5,5 do 60 MHz
Jednoduchý měřič kapacity
Měřič kapacity umožňuje měřit kapacitu kondenzátorů od 0,5 do 10000pF.
Na TTL logických prvcích D1.1 D1.2 je namontován multivibrátor, jehož frekvence závisí na odporu rezistoru připojeného mezi vstup D1.1 a výstup D1.2. Pro každý limit měření je pomocí S1 nastavena určitá frekvence, jejíž jedna sekce spíná odpory R1-R4 a druhá kondenzátory C1-C4.
Impulzy z výstupu multivibrátoru jsou přiváděny do výkonového zesilovače D1.3 D1.4 a dále přes reaktanci měřeného kondenzátoru Cx do jednoduchého střídavého voltmetru na mikroampérmetru P1.
Hodnoty zařízení závisí na poměru aktivního odporu rámu zařízení a R6 a reaktance Cx. V tomto případě Cx závisí na kapacitě (čím větší, tím nižší odpor).
Zařízení je kalibrováno na každém limitu pomocí trimovacích odporů R1-R4, měřicích kondenzátorů se známými kapacitami. Citlivost indikátoru zařízení lze nastavit volbou odporu rezistoru R6.
Literatura RK2000-05
Jednoduchý generátor funkcí
V radioamatérské laboratoři musí být funkční generátor povinným atributem. Upozorňujeme na funkční generátor schopný generovat sinusové, čtvercové a trojúhelníkové signály s vysokou stabilitou a přesností. V případě potřeby lze výstupní signál modulovat.
Frekvenční rozsah je rozdělen do čtyř dílčích pásem:
1. 1Hz-100Hz,
2. 100Hz-20kHz,
3. 20 kHz-1 MHz,
4. 150KHz-2 MHz.
Přesnou frekvenci lze nastavit pomocí potenciometrů P2 (hrubý) a P3 (jemný)
Regulátory a spínače generátoru funkcí:
P2 - hrubé nastavení frekvence
P3 - jemné doladění frekvence
SW1 - přepínač rozsahu
SW2 - Sinusový/trojúhelníkový signál
SW3 - Sinusová (trojúhelníková) / čtvercová vlna
Pro ovládání frekvence generátoru může být signál odstraněn přímo z pinu 11.
Parametry:
Sinusová vlna:
Zkreslení: méně než 1 % (1 kHz)
Plochost: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz
Čtvercová vlna:
Amplituda: 8V (bez zátěže) s napájením 9V
Doba náběhu: méně než 50 ns (při 1 kHz)
Doba pádu: méně než 30 ns (při 1 kHz)
Nevyváženost: méně než 5 % (1 kHz)
Trojúhelníkový signál:
Amplituda: 0 - 3V s napájením 9V
Nelinearita: méně než 1 % (až 100 kHz)
Síťová přepěťová ochrana
Poměr kapacit C1 a složených kapacit C2 a C3 ovlivňuje výstupní napětí. Výkon usměrňovače stačí pro paralelní připojení 2-3 relé typu RP21 (24V)
Generátor pro 174x11
Obrázek ukazuje generátor založený na mikroobvodu K174XA11, jehož frekvence je řízena napětím. Změnou kapacity C1 z 560 na 4700 pF lze získat široký rozsah frekvencí, přičemž frekvence se upravuje změnou odporu R4. Autor například zjistil, že při C1 = 560pF lze pomocí R4 měnit frekvenci generátoru z 600Hz na 200kHz a při kapacitě C1 4700pF z 200Hz na 60kHz.
Výstupní signál je odebírán z vývodu 3 mikroobvodu s výstupním napětím 12V autor doporučuje přivádět signál z výstupu mikroobvodu přes proud omezující rezistor s odporem 300 Ohmů.
Měřič indukčnosti
Navržené zařízení umožňuje měřit indukčnost cívek na třech mezích měření - 30, 300 a 3000 μH s přesností ne horší než 2 % hodnoty stupnice. Naměřené hodnoty nejsou ovlivněny vlastní kapacitou cívky a jejím ohmickým odporem.
Na prvcích 2I-NOT mikroobvodu DDI je sestaven generátor pravoúhlých impulsů, jehož opakovací frekvence je určena kapacitou kondenzátoru C1, C2 nebo S3 v závislosti na meze měření zapnuté spínačem SA1. Tyto impulsy jsou prostřednictvím jednoho z kondenzátorů C4, C5 nebo C6 a diody VD2 přiváděny do měřené cívky Lx, která je připojena na svorky XS1 a XS2.
Po ukončení dalšího pulsu během pauzy, v důsledku akumulované energie magnetického pole, proud cívkou nadále protéká ve stejném směru přes diodu VD3, jeho měření se provádí samostatným zesilovačem proudu namontovaným na tranzistory T1, T2 a ukazatel PA1. Kondenzátor C7 vyhlazuje zvlnění proudu. Dioda VD1 slouží k vázání úrovně impulsů přiváděných do cívky.
Při nastavování zařízení je nutné použít tři referenční cívky s indukčnostmi 30, 300 a 3000 μH, které se střídavě zapojují místo L1 a odpovídající proměnný rezistor R1, R2 nebo R3 nastavuje ukazatel zařízení na maximální stupnici. divize. Za provozu měřiče stačí zkalibrovat proměnným rezistorem R4 na hranici měření 300 μH, pomocí cívky L1 a sepnutím spínače SB1. Mikroobvod je napájen z libovolného zdroje s napětím 4,5 - 5 V.
Proudový odběr každé baterie je 6 mA. Pro miliampérmetr nemusíte sestavovat proudový zesilovač, ale paralelně s kondenzátorem C7 zapojte mikroampérmetr se stupnicí 50 μA a vnitřním odporem 2000 Ohmů. Indukčnost L1 může být složená, ale pak by měly být jednotlivé cívky umístěny vzájemně kolmo nebo co nejdále od sebe.
Pro snadnou instalaci jsou všechny připojovací vodiče vybaveny zástrčkami a na deskách jsou instalovány odpovídající zásuvky.
Jednoduchý indikátor radioaktivity
Indikátor rezonance loterodynu
G. Gvozditsky
Schematický diagram navrženého GIR je na obr. 1. Obr. Jeho lokální oscilátor je vyroben na polním tranzistoru VT1, zapojeném podle obvodu se společným zdrojem. Rezistor R5 omezuje odběrový proud tranzistoru s efektem pole. Tlumivka L2 je prvek oddělující lokální oscilátor od napájecího zdroje při vysoké frekvenci.
Dioda VD1, připojená ke svorkám brány a zdroje tranzistoru, zlepšuje tvar generovaného napětí a přibližuje jej sinusovému. Bez diody bude kladná půlvlna svodového proudu zkreslená v důsledku zvýšení zesílení tranzistoru se zvyšujícím se napětím hradla, což nevyhnutelně vede k výskytu rovnoměrných harmonických ve spektru signálu místního oscilátoru.
Přes kondenzátor C5 je vysokofrekvenční napětí přiváděno na vstup vysokofrekvenčního voltmetru-indikátoru, sestávajícího z detektoru, jehož diody VD2 a VD4 jsou zapojeny podle obvodu pro zdvojení napětí, což zvyšuje citlivost detektoru a stabilitu stejnosměrný zesilovač na tranzistoru VT2 s mikroampérmetrem PA1 v terčíku kolektoru. Dioda VD3 stabilizuje referenční napětí na diodách VD2, VD4. Pomocí proměnného odporu R3 v kombinaci s vypínačem SA1 nastavte šipku mikroampérmetru PA1 do původní polohy na značku na stupnici úplně vpravo.
Varianty cívek vyrobených na rámech z laboratorních zkumavek pro odběr krve jsou uvedeny na fotografii (obr. 2) a jsou vybrány radioamatérem pro požadovaný rozsah
Indukčnost cívky smyčky a kapacita smyčky, s přihlédnutím k přídavnému kondenzátoru, lze vypočítat pomocí vzorce
LC = 25330/f2
kde C je v pikofaradech, L je v mikrohenry, f je v megahertzech.
Při určování rezonanční frekvence studovaného obvodu přibližte cívku GIR co nejblíže k ní a pomalým otáčením knoflíku bloku KPI sledujte hodnoty indikátoru. Jakmile se jeho šipka vychýlí doleva, označte odpovídající polohu rukojeti KPI. Dalším otáčením nastavovacího knoflíku se šipka nástroje vrátí do původní polohy. Tato značka na stupnici, kde je pozorován maximální *pokles* šipky, bude přesně odpovídat rezonanční frekvenci zkoumaného obvodu
Popisovaný GIR nemá přídavný stabilizátor napájecího napětí, proto se při práci s ním doporučuje použít zdroj se stejnou hodnotou stejnosměrného napětí - optimálně síťový zdroj se stabilizovaným výstupním napětím.
Je nepraktické vytvořit jednu společnou stupnici pro všechny rozsahy kvůli složitosti takové práce. Navíc přesnost výsledné stupnice s různými hustotami ladění aplikovaných obrysů bude komplikovat použití zařízení.
Cívky L1 jsou impregnovány epoxidovým lepidlem nebo HH88. U HF rozsahů je vhodné je omotat postříbřeným měděným drátem o průměru 1,0 mm.
Konstrukčně je každá obrysová cívka umístěna na základně společného konektoru SG-3. Je vlepen do rámu navijáku.
Zjednodušená verze GIR
Od GIR G. Gvozditsky se liší tím, o čem již bylo v článku psáno - přítomnost středního vývodu výměnné cívky L1, je použit Teslova variabilní kondenzátor s pevným dielektrikem, chybí dioda tvořící sinusovku signál. Neexistuje žádný zdvojovač RF napětí a UPT, což snižuje citlivost zařízení.
Na pozitivní straně je třeba poznamenat přítomnost „natahovacích“ přepínatelných kondenzátorů C1, C2 a jednoduchého noniusu v kombinaci se dvěma spínacími stupnicemi, které lze kalibrovat tužkou, napájení se zapíná pouze tlačítkem měření, což šetří baterii.
Pro napájení Geigerova čítače B1 je potřeba napětí 400V, toto napětí generuje zdroj na blokovacím generátoru na tranzistoru VT1. Impulzy z navyšovacího vinutí T1 jsou usměrněny usměrňovačem na VD3C2. Napětí na C2 je přivedeno do B1, jehož zátěží je odpor R3. Při průchodu ionizující částice B1 se v ní objeví krátký proudový impuls. Tento impuls je zesílen zesilovačem pro tvarování impulsů na VT2VT3. Výsledkem je, že F1-VD1 protéká delší a silnější proudový impuls - LED bliká a v kapsli F1 je slyšet cvaknutí.
Geigerův čítač lze vyměnit za jakýkoli podobný, F1 s jakýmkoli elektromagnetickým nebo dynamickým odporem 50 Ohmů.
T1 je navinut na feritovém kroužku o vnějším průměru 20 mm, primární vinutí obsahuje 6+6 závitů drátu PEV 0,2, sekundární vinutí obsahuje 2500 závitů drátu PEV 0,06. Mezi vinutí je třeba položit izolační materiál z lakované tkaniny. Nejprve se navine sekundární vinutí a na něj se rovnoměrně navine sekundární plocha.
Zařízení pro měření kapacity
Zařízení má šest podrozsahů, jejichž horní limity jsou 10pF, 100pF, 1000pF, 0,01 µF, 0,1 µF a 1 µF, v tomto pořadí.
Kapacita se odečítá pomocí lineární stupnice mikroampérmetru.
Princip činnosti zařízení je založen na měření střídavého proudu protékajícího studovaným kondenzátorem. Na operačním zesilovači DA1 je namontován obdélníkový pulzní generátor. Opakovací frekvence těchto impulsů závisí na kapacitě jednoho z kondenzátorů C1-C6 a poloze trimru rezistoru R5. V závislosti na dílčím pásmu se pohybuje od 100 Hz do 200 kHz. Trimovacím rezistorem R1 nastavíme na výstupu generátoru symetrický tvar kmitání (čtvercová vlna).
Požadovaný podrozsah měření se nastavuje přepínačem SA1. Jednou skupinou kontaktů spíná frekvenční kondenzátory C1-C6 v generátoru, druhou trimovací odpory v indikátoru. Pro napájení zařízení je nutný stabilizovaný bipolární zdroj o napětí 8 až 15V.
Jmenovité hodnoty frekvenčně nastavitelných kondenzátorů C1-C6 se mohou lišit o 20 %, ale samotné kondenzátory musí mít dostatečně vysokou teplotní a časovou stabilitu.
Nastavení zařízení se provádí v následujícím pořadí. Za prvé, v prvním dílčím pásmu je dosaženo symetrických oscilací pomocí rezistoru R1. Posuvník odporu R5 by měl být ve střední poloze. Poté, po připojení referenčního kondenzátoru 10pF na svorky „Cx“, použijte trimovací rezistor R5 k nastavení jehly mikroampérmetru na dílek odpovídající kapacitě referenčního kondenzátoru (při použití zařízení 100 μA na konečný dílek stupnice) .
Schéma set-top boxuNástavec k frekvenčnímu měřiči pro stanovení kmitočtu ladění obvodu a jeho předběžné ladění. Set-top box je funkční v rozsahu 400 kHz-30 MHz.
T1 a T2 mohou být KP307, BF 245
LY2BOK
Radioamatéři potřebují přijímat různé rádiové signály. To vyžaduje přítomnost nízkofrekvenčního a vysokofrekvenčního generátoru. Tento typ zařízení se často nazývá tranzistorový generátor kvůli jeho konstrukční vlastnosti. Další informace.
Generátor proudu je samooscilační zařízení vytvořené a používané k výrobě elektrické energie v síti nebo přeměně jednoho typu energie na jiný s danou účinností.
Samooscilační tranzistorová zařízení
- Tranzistorový generátor je rozdělen do několika typů:
- podle frekvenčního rozsahu výstupního signálu;
- podle typu generovaného signálu;
podle akčního algoritmu.
- Frekvenční rozsah je obvykle rozdělen do následujících skupin:
- 30 Hz-300 kHz – nízký rozsah, označený jako nízký;
- 300 kHz-3 MHz – střední rozsah, označení střední;
- 3-300 MHz – vysoký rozsah, označení HF;
více než 300 MHz – ultravysoký rozsah, označený jako mikrovlnka.
Takto si radioamatéři rozdělují dosahy. Pro audio frekvence využívají rozsah 16 Hz-22 kHz a také jej rozdělují na nízké, střední a vysoké skupiny. Tyto frekvence jsou přítomny v každém domácím zvukovém přijímači.
- Následující rozdělení je založeno na typu výstupu signálu:
- sinusový – signál je vydáván sinusovým způsobem;
- generátor šumu – na výstupu je dodržen jednotný frekvenční rozsah; rozsahy se mohou lišit v závislosti na potřebách spotřebitelů.
Tranzistorové zesilovače se liší svým operačním algoritmem:
- RC – hlavní oblast použití – nízký rozsah a zvukové frekvence;
- LC – hlavní oblast použití – vysoké frekvence;
- Blokovací oscilátor – používá se k vytváření pulzních signálů s vysokým pracovním cyklem.
Obrázek na elektrických schématech
Nejprve uvažujme získání sinusového typu signálu. Nejznámějším tranzistorovým oscilátorem tohoto typu je Colpittsův oscilátor. Jedná se o hlavní oscilátor s jednou indukčností a dvěma sériově zapojenými kondenzátory. Slouží ke generování požadovaných frekvencí. Zbývající prvky zajišťují požadovaný provozní režim tranzistoru při stejnosměrném proudu.
Radioamatéři potřebují přijímat různé rádiové signály. To vyžaduje přítomnost nízkofrekvenčního a vysokofrekvenčního generátoru. Tento typ zařízení se často nazývá tranzistorový generátor kvůli jeho konstrukční vlastnosti. Edwin Henry Colpitz byl na začátku minulého století vedoucím inovací ve společnosti Western Electric. Byl průkopníkem ve vývoji zesilovačů signálu. Poprvé vyrobil radiotelefon, který umožňoval rozhovory přes Atlantik.
Hartley master oscilátor je také široce známý. Jeho montáž, stejně jako Colpittsův obvod, je poměrně jednoduchá, ale vyžaduje závitovou indukčnost. V Hartleyově obvodu jeden kondenzátor a dvě induktory zapojené do série vytvářejí generaci. Obvod také obsahuje přídavnou kapacitu pro získání kladné zpětné vazby.
Hlavní oblastí použití výše popsaných zařízení jsou střední a vysoké frekvence. Používají se k získání nosných frekvencí a také ke generování elektrických oscilací s nízkým výkonem. Přijímací zařízení domácích rozhlasových stanic také využívají oscilační generátory.
Všechny uvedené aplikace netolerují nestabilní příjem. K tomu je do obvodu zaveden další prvek - křemenný rezonátor vlastních oscilací. V tomto případě se přesnost vysokofrekvenčního generátoru stává téměř standardní. Dosahuje miliontin procenta. V přijímacích zařízeních rádiových přijímačů se křemen používá výhradně ke stabilizaci příjmu.
Co se týče nízkofrekvenčních a zvukových generátorů, je zde velmi vážný problém. Pro zvýšení přesnosti ladění je zapotřebí zvýšení indukčnosti. Ale zvýšení indukčnosti vede ke zvětšení velikosti cívky, což značně ovlivňuje rozměry přijímače. Proto byl vyvinut alternativní obvod Colpittsova oscilátoru - nízkofrekvenční oscilátor Pierce. Není v něm indukčnost a místo něj je použit křemenný samokmitací rezonátor. Křemenný rezonátor navíc umožňuje odříznout horní hranici oscilací.
V takovém obvodu kapacita brání konstantní složce předpětí báze tranzistoru dosáhnout rezonátoru. Zde lze generovat signály až do 20-25 MHz včetně zvuku.
Výkon všech uvažovaných zařízení závisí na rezonančních vlastnostech systému skládajícího se z kapacit a indukčností. Z toho vyplývá, že frekvence bude určena továrními charakteristikami kondenzátorů a cívek.
Důležité! Tranzistor je prvek vyrobený z polovodiče. Má tři výstupy a je schopen řídit velký proud na výstupu z malého vstupního signálu. Síla živlů se liší. Používá se k zesílení a spínání elektrických signálů.
Radioamatéři potřebují přijímat různé rádiové signály. To vyžaduje přítomnost nízkofrekvenčního a vysokofrekvenčního generátoru. Tento typ zařízení se často nazývá tranzistorový generátor kvůli jeho konstrukční vlastnosti. Prezentace prvního tranzistoru se konala v roce 1947. Jeho derivát, tranzistor s efektem pole, se objevil v roce 1953. V roce 1956 Za vynález bipolárního tranzistoru byla udělena Nobelova cena za fyziku. V 80. letech minulého století byly elektronky zcela vytlačeny z rádiové elektroniky.
Funkční tranzistorový generátor
Funkční generátory založené na samooscilačních tranzistorech jsou vynalezeny tak, aby produkovaly metodicky se opakující pulzní signály daného tvaru. Jejich forma je určena funkcí (v důsledku toho se objevil název celé skupiny podobných generátorů).
Existují tři hlavní typy impulsů:
- obdélníkový;
- trojúhelníkový;
- pilový zub.
Multivibrátor je často uváděn jako příklad nejjednoduššího nízkofrekvenčního producenta obdélníkových signálů. Má nejjednodušší obvod pro vlastní montáž. Inženýři radioelektroniky často začínají s jeho implementací. Hlavním rysem je absence přísných požadavků na hodnocení a tvar tranzistorů. K tomu dochází v důsledku skutečnosti, že pracovní cyklus v multivibrátoru je určen kapacitami a odpory v elektrickém obvodu tranzistorů. Frekvence na multivibrátoru se pohybuje od 1 Hz do několika desítek kHz. Zde není možné uspořádat vysokofrekvenční oscilace.
K získání pilových a trojúhelníkových signálů dochází přidáním přídavného obvodu ke standardnímu obvodu s pravoúhlými impulsy na výstupu. V závislosti na vlastnostech tohoto přídavného řetězu jsou obdélníkové impulsy převedeny na trojúhelníkové nebo pilové impulsy.
Blokovací generátor
V jádru se jedná o zesilovač sestavený na bázi tranzistorů uspořádaných do jedné kaskády. Oblast použití je úzká - zdroj působivých, ale v čase přechodných (trvání od tisícin do několika desítek mikrosekund) pulzních signálů s velkou indukční kladnou zpětnou vazbou. Pracovní cyklus je více než 10 a může dosáhnout několika desítek tisíc relativních hodnot. Je zde patrná vážná ostrost čel, prakticky se tvarem neliší od geometricky pravidelných obdélníků. Používají se v obrazovkách katodových zařízení (kinoskop, osciloskop).
Pulzní generátory založené na tranzistorech s efektem pole
Hlavní rozdíl mezi tranzistory s efektem pole je ten, že vstupní odpor je srovnatelný s odporem elektronek. Obvody Colpitts a Hartley mohou být také sestaveny pomocí tranzistorů s efektem pole, pouze cívky a kondenzátory musí být vybrány s odpovídajícími technickými vlastnostmi. Jinak tranzistorové generátory s efektem pole nebudou fungovat.
Obvody, které nastavují frekvenci, podléhají stejným zákonům. Pro výrobu vysokofrekvenčních impulsů se lépe hodí konvenční zařízení sestavené pomocí tranzistorů s efektem pole. Tranzistor s efektem pole neobchází indukčnost v obvodech, takže generátory RF signálu pracují stabilněji.
Regenerátory
LC obvod generátoru lze nahradit přidáním aktivního a negativního odporu. Jedná se o regenerativní způsob získání zesilovače. Tento obvod má pozitivní zpětnou vazbu. Díky tomu jsou kompenzovány ztráty v oscilačním obvodu. Popsaný obvod se nazývá regenerovaný.
Generátor hluku
Hlavním rozdílem jsou jednotné charakteristiky nízkých a vysokých frekvencí v požadovaném rozsahu. To znamená, že amplitudová odezva všech frekvencí v tomto rozsahu se nebude lišit. Používají se především v měřicích zařízeních a ve vojenském průmyslu (zejména v leteckém a raketovém průmyslu). Kromě toho se k vnímání zvuku lidským uchem používá takzvaný „šedý“ šum.
Jednoduchý DIY zvukový generátor
Vezměme si nejjednodušší příklad - vřešťana. Potřebujete pouze čtyři prvky: filmový kondenzátor, 2 bipolární tranzistory a rezistor pro nastavení. Zátěž bude představovat elektromagnetický emitor. K napájení zařízení stačí obyčejná 9V baterie. Činnost obvodu je jednoduchá: rezistor nastavuje předpětí na bázi tranzistoru. Zpětná vazba probíhá přes kondenzátor. Ladicí odpor mění frekvenci. Zátěž musí mít vysokou odolnost.
Se vší rozmanitostí typů, velikostí a konstrukcí uvažovaných prvků nebyly dosud vynalezeny výkonné tranzistory pro ultra vysoké frekvence. Proto se generátory na bázi samooscilačních tranzistorů používají především pro nízkofrekvenční a vysokofrekvenční rozsahy.
Video
Generátor je samooscilační systém, který generuje impulsy elektrického proudu, ve kterém tranzistor hraje roli spínacího prvku. Zpočátku, od okamžiku svého vynálezu, byl tranzistor umístěn jako zesilovací prvek. Prezentace prvního tranzistoru se konala v roce 1947. K představení tranzistoru s efektem pole došlo o něco později - v roce 1953. V pulzních generátorech plní roli spínače a teprve u generátorů střídavého proudu realizuje své zesilovací vlastnosti, přičemž se současně podílí na vytváření kladné zpětné vazby pro podporu oscilační proces.
Vizuální ilustrace rozdělení frekvenčního rozsahu
Klasifikace
Tranzistorové generátory mají několik klasifikací:
- podle frekvenčního rozsahu výstupního signálu;
- podle typu výstupního signálu;
- podle provozního principu.
Frekvenční rozsah je subjektivní hodnota, ale pro standardizaci je akceptováno následující rozdělení frekvenčního rozsahu:
- od 30 Hz do 300 kHz – nízkofrekvenční (LF);
- od 300 kHz do 3 MHz – průměrná frekvence (MF);
- od 3 MHz do 300 MHz – vysokofrekvenční (HF);
- nad 300 MHz – ultravysoká frekvence (mikrovlnná).
Jedná se o rozdělení frekvenčního rozsahu v oblasti rádiových vln. K dispozici je zvukový frekvenční rozsah (AF) - od 16 Hz do 22 kHz. Chceme-li tedy zdůraznit frekvenční rozsah generátoru, nazývá se například HF nebo LF generátor. Frekvence zvukového rozsahu jsou zase rozděleny na HF, MF a LF.
Podle typu výstupního signálu mohou být generátory:
- sinusový – pro generování sinusových signálů;
- funkční – pro vlastní kmitání signálů speciálního tvaru. Speciálním případem je obdélníkový pulzní generátor;
- šumové generátory jsou generátory širokého frekvenčního rozsahu, ve kterých je v daném frekvenčním rozsahu spektrum signálu rovnoměrné od spodní k horní části frekvenční charakteristiky.
Podle principu činnosti generátorů:
- RC generátory;
- LC generátory;
- Blokovací generátory jsou generátory krátkých impulsů.
Kvůli zásadním omezením se RC oscilátory obvykle používají v oblasti nízkých frekvencí a zvuku a oscilátory LC ve vysokofrekvenční oblasti.
Obvody generátoru
RC a LC sinusové generátory
Nejjednodušší způsob realizace tranzistorového generátoru je v kapacitním tříbodovém obvodu - Colpitts generátor (obr. níže).
Obvod tranzistorového oscilátoru (Colpittsův oscilátor)
V Colpittsově obvodu prvky (C1), (C2), (L) nastavují frekvenci. Zbývající prvky jsou standardní tranzistorové zapojení pro zajištění požadovaného stejnosměrného pracovního režimu. Generátor, sestavený podle indukčního tříbodového obvodu - Hartleyho generátor (obr. níže) má stejně jednoduchou konstrukci obvodu.
Tříbodový indukčně vázaný generátorový obvod (Hartleyův generátor)
V tomto obvodu je frekvence generátoru určena paralelním obvodem, který obsahuje prvky (C), (La), (Lb). Kondenzátor (C) je nezbytný pro vytvoření kladné zpětné vazby AC.
Praktická realizace takového generátoru je obtížnější, protože vyžaduje přítomnost indukčnosti s odbočkou.
Oba generátory vlastní oscilace se primárně používají ve středních a vysokých frekvencích jako generátory nosné frekvence, v obvodech lokálních oscilátorů s nastavováním frekvence a tak dále. Regenerátory rádiových přijímačů jsou také založeny na generátorech oscilátorů. Tato aplikace vyžaduje vysokou frekvenční stabilitu, proto je obvod téměř vždy doplněn o quartzový oscilační rezonátor.
Hlavní generátor proudu na bázi křemenného rezonátoru má vlastní oscilace s velmi vysokou přesností nastavení hodnoty frekvence RF generátoru. Miliardy procent jsou daleko od limitu. Rádiové regenerátory používají pouze křemennou frekvenční stabilizaci.
Provoz generátorů v oblasti nízkofrekvenčního proudu a zvukové frekvence je spojen s obtížemi při realizaci vysokých hodnot indukčnosti. Přesněji řečeno v rozměrech potřebné tlumivky.
Obvod Pierceova generátoru je modifikací Colpittova obvodu, realizovaný bez použití indukčnosti (obr. níže).
Propíchněte obvod generátoru bez použití indukčnosti
V zapojení Pierce je indukčnost nahrazena křemenným rezonátorem, čímž odpadá zdlouhavá a objemná indukčnost a zároveň se omezuje horní rozsah kmitů.
Kondenzátor (C3) nedovolí, aby stejnosměrná složka základního předpětí tranzistoru prošla do křemenného rezonátoru. Takový generátor může generovat oscilace až do 25 MHz, včetně audio frekvence.
Činnost všech výše uvedených generátorů je založena na rezonančních vlastnostech oscilačního systému složeného z kapacity a indukčnosti. V souladu s tím je frekvence oscilací určena hodnocením těchto prvků.
RC proudové generátory využívají principu fázového posunu v odporově-kapacitním obvodu. Nejčastěji používaným obvodem je řetězec s fázovým posunem (obr. níže).
Obvod RC generátoru s řetězem fázového posunu
Prvky (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) provádějí fázový posun, aby získaly kladnou zpětnou vazbu nezbytnou pro vznik vlastních oscilací. Ke generování dochází při frekvencích, pro které je fázový posun optimální (180 stupňů). Obvod s fázovým posunem zavádí silný útlum signálu, takže takový obvod má zvýšené požadavky na zesílení tranzistoru. Obvod s Wienovým můstkem je méně náročný na parametry tranzistoru (obr. níže).
Obvod RC generátoru s Wien můstkem
Wienův můstek ve tvaru dvojitého T se skládá z prvků (C1), (C2), (R3) a (R1), (R2), (C3) a jedná se o úzkopásmový vrubový filtr naladěný na kmitočet oscilací. Pro všechny ostatní frekvence je tranzistor pokryt hlubokým záporným spojením.
Funkční generátory proudu
Funkční generátory jsou navrženy tak, aby generovaly sekvenci impulsů určitého tvaru (tvar je popsán určitou funkcí – odtud název). Nejběžnější generátory jsou obdélníkové (pokud je poměr trvání pulsu k periodě oscilace ½, pak se tato sekvence nazývá „meandr“), trojúhelníkové a pilové pulsy. Nejjednodušším pravoúhlým generátorem pulsů je multivibrátor, který je pro začínající radioamatéry prezentován jako první obvod k sestavení vlastníma rukama (obr. níže).
Multivibrátorový obvod - obdélníkový pulzní generátor
Zvláštností multivibrátoru je, že může používat téměř jakékoli tranzistory. Doba trvání impulsů a pauz mezi nimi je určena hodnotami kondenzátorů a rezistorů v základních obvodech tranzistorů (Rb1), Cb1) a (Rb2), (Cb2).
Frekvence vlastního kmitání proudu se může lišit od jednotek hertzů až po desítky kilohertzů. VF vlastní oscilace nelze na multivibrátoru realizovat.
Generátory trojúhelníkových (pilových) pulsů jsou zpravidla postaveny na bázi generátorů pravoúhlých pulsů (hlavní oscilátor) přidáním korekčního řetězce (obr. níže).
Obvod generátoru trojúhelníkových impulzů
Tvar pulsů, blízký trojúhelníku, je určen nabíjecím a vybíjecím napětím na deskách kondenzátoru C.
Blokovací generátor
Účelem blokovacích generátorů je generovat silné proudové impulsy se strmými hranami a nízkým pracovním cyklem. Trvání pauz mezi pulzy je mnohem delší než trvání samotných pulzů. Blokovací generátory se používají v pulzních tvarovačích a srovnávacích zařízeních, ale hlavní oblastí použití je hlavní horizontální skenovací oscilátor v informačních zobrazovacích zařízeních založených na katodových trubicích. Blokovací generátory se také úspěšně používají v zařízeních pro konverzi energie.
Generátory založené na tranzistorech s efektem pole
Charakteristickým znakem tranzistorů s efektem pole je velmi vysoký vstupní odpor, řádově srovnatelný s odporem elektronek. Výše uvedená obvodová řešení jsou univerzální, jsou jednoduše přizpůsobena pro použití různých typů aktivních prvků. Generátory Colpitts, Hartley a další, vyrobené na tranzistoru s efektem pole, se liší pouze jmenovitými hodnotami prvků.
Obvody pro nastavení frekvence mají stejné vztahy. Pro generování HF oscilací je poněkud výhodnější jednoduchý generátor vyrobený na tranzistoru s efektem pole pomocí indukčního tříbodového obvodu. Faktem je, že tranzistor s efektem pole, který má vysoký vstupní odpor, nemá prakticky žádný bočníkový účinek na indukčnost, a proto bude vysokofrekvenční generátor pracovat stabilněji.
Generátory hluku
Charakteristickým rysem generátorů šumu je rovnoměrnost frekvenční odezvy v určitém rozsahu, to znamená, že amplituda oscilací všech frekvencí zahrnutých v daném rozsahu je stejná. Generátory šumu se používají v měřicích zařízeních k vyhodnocení frekvenčních charakteristik testované cesty. Zvukové generátory jsou často doplněny korektorem frekvenční odezvy, aby se přizpůsobily subjektivní hlasitosti pro lidský sluch. Tento hluk se nazývá „šedý“.
Video
Stále existuje několik oblastí, ve kterých je použití tranzistorů obtížné. Jedná se o výkonné mikrovlnné generátory v radarových aplikacích a tam, kde jsou vyžadovány zvláště výkonné vysokofrekvenční impulsy. Výkonné mikrovlnné tranzistory ještě nebyly vyvinuty. Ve všech ostatních oblastech je naprostá většina oscilátorů vyrobena výhradně s tranzistory. Důvodů je několik. Za prvé, rozměry. Za druhé, spotřeba energie. Za třetí, spolehlivost. Kromě toho lze tranzistory vzhledem k povaze jejich struktury velmi snadno miniaturizovat.
Vysokofrekvenční generátory se používají ke generování oscilací elektrického proudu ve frekvenčním rozsahu od několika desítek kilohertzů do stovek megahertzů. Taková zařízení se vytvářejí pomocí LC oscilačních obvodů nebo křemenných rezonátorů, což jsou prvky pro nastavení frekvence. Pracovní vzory zůstávají stejné. V některých obvodech jsou nahrazeny obvody harmonických kmitů.
HF generátor
Zařízení pro zastavení elektroměru slouží k napájení domácích elektrických spotřebičů. Jeho výstupní napětí je 220 voltů, spotřeba energie je 1 kilowatt. Pokud zařízení používá komponenty s výkonnějšími charakteristikami, lze z něj napájet výkonnější zařízení.
Takové zařízení je zapojeno do domácí zásuvky a dodává energii spotřebitelské zátěži. Schéma elektrického zapojení nepodléhá žádným změnám. Není potřeba připojovat zemnící systém. Elektroměr funguje, ale bere v úvahu přibližně 25 % energie sítě.
Úkolem zastavovacího zařízení je připojit zátěž nikoli k síťovému napájení, ale ke kondenzátoru. Nabití tohoto kondenzátoru se shoduje se sinusoidou síťového napětí. Nabíjení probíhá vysokofrekvenčními impulsy. Proud odebíraný spotřebiteli ze sítě se skládá z vysokofrekvenčních impulsů.
Elektroměry (elektronické) mají převodník, který není citlivý na vysoké frekvence. Spotřeba energie pulzního typu je proto u měřiče zohledněna se zápornou chybou.
Schéma zařízení
Hlavní součásti zařízení: usměrňovač, kapacita, tranzistor. Kondenzátor je zapojen do sériového obvodu s usměrňovačem, když usměrňovač vykonává práci na tranzistoru, nabíjí se v daném čase na velikost napětí v elektrické síti.
Nabíjení se provádí frekvenčními impulsy 2 kHz. Při zátěži a kapacitě se napětí blíží sinusu při 220 voltech. Pro omezení proudu tranzistoru během doby nabíjení kapacity se používá rezistor, zapojený do kaskády spínačů v sériovém obvodu.
Generátor je vyroben na logických prvcích. Vytváří pulsy 2 kHz s amplitudou 5 voltů. Frekvence signálu generátoru je určena vlastnostmi prvků C2-R7. Tyto vlastnosti lze použít ke konfiguraci maximální chyby v účtování spotřeby energie. Tvůrce impulsů je vyroben na tranzistorech T2 a T3. Je určen pro ovládání klávesy T1. Tvůrce impulsů je navržen tak, aby se tranzistor T1 při otevření začal saturovat. Spotřebovává proto málo energie. Tranzistor T1 se také uzavře.
Usměrňovač, transformátor a další prvky tvoří nízkonapěťové napájení obvodu. Tento napájecí zdroj pracuje při 36 V pro čip generátoru.
Nejprve zkontrolujte napájecí zdroj odděleně od nízkonapěťového obvodu. Jednotka musí produkovat proud větší než 2 ampéry a napětí 36 voltů, 5 voltů pro generátor s nízkým výkonem. Dále je nastaven generátor. Chcete-li to provést, vypněte napájecí část. Z generátoru by měly vycházet impulsy o velikosti 5 voltů a frekvenci 2 kilohertz. Pro ladění zvolte kondenzátory C2 a C3.
Při zkoušce musí generátor impulsů produkovat impulsní proud na tranzistoru asi 2 ampéry, jinak tranzistor selže. Chcete-li zkontrolovat tento stav, zapněte bočník s vypnutým napájecím obvodem. Pulzní napětí na bočníku se měří osciloskopem na běžícím generátoru. Na základě výpočtu se vypočítá aktuální hodnota.
Dále zkontrolujte výkonovou část. Obnovte všechny obvody podle schématu. Kondenzátor se vypne a místo zátěže se použije lampa. Při připojování zařízení by mělo být napětí při normálním provozu zařízení 120 voltů. Osciloskop zobrazuje napětí zátěže v pulzech s frekvencí určenou generátorem. Impulzy jsou modulovány sinusovým napětím sítě. Na odporu R6 - usměrněné napěťové impulsy.
Pokud zařízení funguje správně, kapacita C1 se zapne, v důsledku toho se napětí zvýší. S dalším zvětšením velikosti nádoby C1 dosáhne 220 voltů. Během tohoto procesu je třeba sledovat teplotu tranzistoru T1. Při silném zahřívání při nízké zátěži hrozí nebezpečí, že nepřešel do režimu saturace nebo se úplně neuzavřel. Poté je třeba nakonfigurovat vytváření impulsů. V praxi se takové zahřívání nedodržuje.
V důsledku toho je zátěž připojena na její nominální hodnotu a kapacita C1 je určena jako taková, aby vytvořila pro zátěž napětí 220 voltů. Kapacita C1 se volí opatrně, začíná se s malými hodnotami, protože zvýšením kapacity se prudce zvyšuje proud tranzistoru T1. Amplituda proudových impulsů je určena připojením osciloskopu k rezistoru R6 v paralelním obvodu. Pulzní proud se nezvýší nad to, co je povoleno pro konkrétní tranzistor. V případě potřeby je proud omezen zvýšením hodnoty odporu rezistoru R6. Optimálním řešením by byla volba nejmenší kapacitní velikosti kondenzátoru C1.
S těmito rádiovými komponenty je zařízení navrženo na spotřebu 1 kilowatt. Pro zvýšení spotřeby je třeba použít výkonnější výkonové prvky tranzistorového spínače a usměrňovače.
Když jsou spotřebitelé vypnuti, zařízení spotřebovává značnou energii, která je zohledněna měřičem. Proto je lepší toto zařízení vypnout, když je zátěž vypnutá.
Princip činnosti a konstrukce polovodičového RF generátoru
Vysokofrekvenční generátory jsou vyrobeny na široce používaném obvodu. Rozdíly mezi generátory spočívají v obvodu RC emitoru, který nastavuje režim proudu pro tranzistor. Pro generování zpětné vazby v obvodu generátoru je z indukční cívky vytvořen koncový výstup. RF generátory jsou nestabilní kvůli vlivu tranzistoru na oscilace. Vlastnosti tranzistoru se mohou měnit vlivem teplotních výkyvů a rozdílů potenciálů. Výsledná frekvence tedy nezůstává konstantní, ale „pluje“.
Aby tranzistor neovlivňoval frekvenci, je nutné zredukovat spojení oscilačního obvodu s tranzistorem na minimum. Chcete-li to provést, musíte zmenšit velikost nádob. Frekvence je ovlivněna změnami odporu zátěže. Proto musíte mezi zátěž a generátor připojit opakovač. Pro připojení napětí ke generátoru se používají trvalé napájecí zdroje s malými napěťovými impulsy.
Generátory vyrobené podle výše uvedeného obvodu mají maximální charakteristiky a jsou namontovány. V mnoha obvodech oscilátoru je výstupní RF signál odebírán z oscilačního obvodu přes malý kondenzátor, stejně jako z elektrod tranzistoru. Zde je nutné počítat s tím, že pomocná zátěž oscilačního obvodu mění své vlastnosti a frekvenci provozu. Tato vlastnost se často využívá k měření různých fyzikálních veličin a ke kontrole technologických parametrů.
Tento diagram ukazuje upravený vysokofrekvenční oscilátor. Hodnota zpětné vazby a nejlepší podmínky buzení se volí pomocí kapacitních prvků.
Z celkového počtu obvodů generátoru vynikají varianty s rázovým buzením. Fungují tak, že buzení oscilačního obvodu silným impulsem. V důsledku elektronického nárazu se v obvodu vytvoří tlumené oscilace podél sinusové amplitudy. K tomuto útlumu dochází v důsledku ztrát v obvodu harmonických kmitů. Rychlost takových oscilací je vypočítána jakostním faktorem obvodu.
RF výstupní signál bude stabilní, pokud budou mít impulsy vysokou frekvenci. Tento typ generátoru je nejstarší ze všech uvažovaných.
Trubkový RF generátor
Pro získání plazmatu s určitými parametry je nutné přivést požadovanou hodnotu do výkonového výboje. U plazmových zářičů, jejichž činnost je založena na vysokofrekvenčním výboji, se používá napájecí obvod. Schéma je znázorněno na obrázku.
U lamp převádí elektrickou energii stejnosměrného proudu na střídavý proud. Hlavním prvkem činnosti generátoru byla elektronka. V našem schématu se jedná o tetrody GU-92A. Toto zařízení je elektronka se čtyřmi elektrodami: anoda, stínící mřížka, řídicí mřížka, katoda.
Řídicí mřížka, která přijímá vysokofrekvenční signál s nízkou amplitudou, uzavře některé elektrony, když je signál charakterizován zápornou amplitudou, a zvýší proud na anodě, když je signál pozitivní. Stínící mřížka vytváří ohnisko toku elektronů, zvyšuje zisk výbojky a snižuje kapacitu průchodu mezi řídící mřížkou a anodou ve srovnání s 3-elektrodovým systémem stokrát. To snižuje zkreslení výstupní frekvence elektronky při provozu na vysokých frekvencích.
Generátor se skládá z obvodů:
- Vláknový obvod s nízkonapěťovým zdrojem.
- Řízení buzení sítě a silového obvodu.
- Síťový napájecí obvod obrazovky.
- Anodový obvod.
Mezi anténou a výstupem generátoru je vf transformátor. Je určen k přenosu energie do emitoru z generátoru. Zatížení anténního obvodu se nerovná maximálnímu výkonu odebranému z generátoru. Účinnosti přenosu výkonu z koncového stupně zesilovače do antény lze dosáhnout přizpůsobením. Přizpůsobovacím prvkem je kapacitní dělič v obvodu anodového obvodu.
Transformátor může fungovat jako přizpůsobovací prvek. Jeho přítomnost je nezbytná v různých přizpůsobovacích obvodech, protože bez transformátoru nelze dosáhnout vysokonapěťové izolace.
Pište komentáře, doplnění článku, možná mi něco uniklo. Podívejte se, budu rád, když na mě najdete něco dalšího užitečného.
