Dedykowany młodym radioamatorom...
Raz wygenerowany sygnał radiowy jest przenoszony w głąb Wszechświata z prędkością światła... To zdanie, przeczytane w moim odległym dzieciństwie w czasopiśmie „Młody Technik”, wywarło na mnie bardzo silne wrażenie i już wtedy zdecydowanie zdecydowałem, że na pewno wyślę sygnał do naszych „braci”, bez względu na to, ile mnie to będzie kosztować. Ale droga od pragnienia do spełnienia marzeń jest długa i nieprzewidywalna...
Kiedy zaczynałem przygodę z radiem, bardzo chciałem zbudować przenośną stację radiową. Wtedy myślałem, że składa się z głośnika, anteny i baterii. Wystarczy, że połączysz je w odpowiedniej kolejności i będziesz mógł rozmawiać ze znajomymi gdziekolwiek się znajdują... Zapełniłem niejeden notatnik możliwymi schematami, dodałem wszelkiego rodzaju żarówki, cewki i okablowanie. Dziś te wspomnienia tylko wywołują u mnie uśmiech, ale potem wydawało mi się, że jeszcze trochę i będę miała w rękach cudowne urządzenie...
Pamiętam mój pierwszy nadajnik radiowy. W 7. klasie uczęszczałem do koła naprowadzania radia sportowego (tzw. polowanie na lisy). W jeden z pięknych wiosennych dni nasz ostatni „lis” dał rozkaz długiego życia. Szef koła, nie zastanawiając się dwa razy, wręczył mi go ze słowami - „...no cóż, tam to naprawisz...”. Pewnie byłem strasznie dumny i szczęśliwy, że powierzono mi tak zaszczytną misję, jednak moja wiedza z zakresu elektroniki nie sięgała wówczas „minimum kandydackiego”. Wiedziałem, jak odróżnić tranzystor od diody i miałem ogólne pojęcie o tym, jak działają osobno, ale to, jak współdziałają, było dla mnie zagadką. Po powrocie do domu z zachwytem otworzyłem małe metalowe pudełko. Wewnątrz znajdowała się płytka składająca się z multiwibratora i generatora RF na tranzystorze P416. Dla mnie był to szczyt projektowania obwodów. Najbardziej tajemniczym szczegółem tego urządzenia była cewka oscylatora głównego (3,5 MHz) nawinięta na pancerny rdzeń. Dziecięca ciekawość zwyciężyła nad zdrowym rozsądkiem i ostry metalowy śrubokręt wbił się w pancerną obudowę cewki. „Chwytanie” – rozległ się trzask i kawałek opancerzonego korpusu cewki spadł z głuchym łoskotem na podłogę. Kiedy spadał, w mojej wyobraźni pojawił się już obraz, jak zostałem postrzelony przez przywódcę naszego kręgu...
Ta historia miała szczęśliwe zakończenie, choć wydarzyło się to miesiąc później. W końcu naprawiłem „Liska”, choć mówiąc dokładniej, zrobiłem go od nowa. Płytka sygnalizacyjna, wykonana z folii getinax, nie wytrzymała tortur moją 100-watową lutownicą, ścieżki odpadły w wyniku ciągłego lutowania części... Musiałem zrobić płytkę od nowa. Dziękuję tacie za przyniesienie (zdobytej skądś z wielkim trudem) folii getinax, a mamie za drogi francuski czerwony lakier do paznokci, którym pomalowałam deskę. Nowego rdzenia pancerza nie udało mi się zdobyć, ale stary udało mi się ostrożnie przykleić klejem BF... Naprawiona radiolatarnia radośnie wysłała na antenę swoje słabe „PEEP-PEEP”, ale dla mnie było to porównywalne z wystrzelenie pierwszego sztucznego satelity Ziemi, który ogłosił ludzkości początek ery eksploracji kosmosu za pomocą tego samego przerywanego sygnału na częstotliwościach 20 i 40 MHz. Oto historia...
Na świecie istnieje ogromna liczba obwodów generatorów zdolnych do generowania oscylacji o różnych częstotliwościach i mocach. Zazwyczaj są to dość skomplikowane urządzenia oparte na diodach, lampach, tranzystorach lub innych elementach aktywnych. Ich montaż i konfiguracja wymaga pewnego doświadczenia i drogiego sprzętu. Im wyższa częstotliwość i moc generatora, tym bardziej złożone i droższe są urządzenia, tym bardziej doświadczony musi być radioamator w tym temacie.
Ale dzisiaj chciałbym porozmawiać o dość mocnym generatorze RF, zbudowanym na tylko jednym tranzystorze. Co więcej, generator ten może pracować na częstotliwościach do 2 GHz i wyższych i generować całkiem sporą moc - od jednostek do kilkudziesięciu watów, w zależności od rodzaju zastosowanego tranzystora. Charakterystyczną cechą tego generatora jest zastosowanie symetryczny rezonator dipolowy, rodzaj otwartego obwodu oscylacyjnego ze sprzężeniem indukcyjnym i pojemnościowym. Nie bójcie się tej nazwy – rezonator składa się z dwóch równoległych metalowych pasków umieszczonych w niewielkiej odległości od siebie.
Pierwsze eksperymenty z generatorami tego typu przeprowadziłem już na początku XXI wieku, kiedy stały się dla mnie dostępne potężne tranzystory RF. Od tego czasu okresowo powracałem do tego tematu, aż w środku lata na stronie VRTP.ru pojawił się temat dotyczący wykorzystania potężnego generatora jednotranzystorowego jako źródła promieniowania HF w celu zagłuszania urządzeń gospodarstwa domowego (centra muzyczne, magnetofony, telewizory) poprzez kierowanie modulowanych prądów HF w obwodach elektronicznych tych urządzeń. Zgromadzony materiał stał się podstawą niniejszego artykułu.
Obwód potężnego generatora RF jest dość prosty i składa się z dwóch głównych bloków:
„Sercem” naszego generatora jest Tranzystor MOSFET wysokiej częstotliwości. Jest to dość drogi i rzadko używany element. Można go kupić za rozsądną cenę w chińskich sklepach internetowych lub znaleźć w sprzęcie radiowym wysokiej częstotliwości - wzmacniaczach/generatorach wysokiej częstotliwości, a mianowicie w płytach komórkowych stacji bazowych o różnych standardach. W większości tranzystory te zostały opracowane specjalnie dla tych urządzeń.
Takie tranzystory różnią się wizualnie i strukturalnie od tych znanych wielu radioamatorom z dzieciństwa. KT315 Lub MP38 i są „cegłami” z płaskimi wyprowadzeniami na mocnym metalowym podłożu. Występują w małych i dużych rozmiarach, w zależności od mocy wyjściowej. Czasami w jednej obudowie znajdują się dwa tranzystory na tym samym podłożu (źródło). Oto jak wyglądają:
Poniższa linijka pomoże Ci oszacować ich rozmiary. Do stworzenia oscylatora można zastosować dowolne tranzystory MOSFET. Próbowałem w generatorze następujących tranzystorów: MRF284, MRF19125, MRF6522-70, MRF9085, BLF1820E, PTFA211801E- wszystkie działają. Tak wyglądają te tranzystory w środku:
Oprócz tranzystora RF i miedzi do wykonania generatora potrzebny będzie mikroukład 4093 - są to 4 elementy 2I-NOT z wyzwalaczami Schmitta na wejściu. Można go zastąpić mikroukładem 4011 (4 elementy 2I-NOT) lub jego rosyjski odpowiednik - K561LA7. Do modulacji można również użyć innego generatora, na przykład zmontowanego minutnik 555. Możesz też całkowicie wykluczyć część modulującą z obwodu i po prostu zaopatrzyć się w generator RF.
Kluczowym elementem jest kompozytowy tranzystor p-n-p WSKAZÓWKA126(możesz użyć TIP125 lub TIP127, różnią się one tylko maksymalnym dopuszczalnym napięciem). Według paszportu wytrzymuje 5A, ale robi się bardzo gorąco. Dlatego do jego ochłodzenia potrzebny jest grzejnik. Następnie zastosowałem tranzystory polowe z kanałem P, takie jak IRF4095 Lub P80PF55.
Urządzenie można montować albo na płytce drukowanej, albo poprzez montaż natynkowy zgodnie z zasadami montażu RF. Topologię i typ mojej płytki pokazano poniżej: 
Ta płytka jest przeznaczona dla typu tranzystorowego MRF19125 lub PTFA211801E. W tym celu w płycie wycina się otwór odpowiadający wielkości źródła (płyty radiatora).
Jednym z ważnych punktów montażu urządzenia jest zapewnienie odprowadzania ciepła ze źródła tranzystora. Użyłem różnych grzejników w zależności od rozmiaru. Do krótkotrwałych eksperymentów wystarczą takie grzejniki. Do długotrwałej pracy potrzebny jest grzejnik o odpowiednio dużej powierzchni lub zastosowanie obwodu wentylatora.
Włączenie urządzenia bez grzejnika jest obarczone szybkim przegrzaniem tranzystora i awarią tego drogiego elementu radiowego.
Do eksperymentów wykonałem kilka generatorów z różnymi tranzystorami. Wykonałem także mocowania kołnierzowe do rezonatorów linii paskowej, aby można je było wymieniać bez ciągłego nagrzewania tranzystora. Poniższe zdjęcia pomogą Państwu zrozumieć szczegóły instalacji.
Przed uruchomieniem generatora należy jeszcze raz sprawdzić poprawność jego połączeń, aby nie skończyć z bardzo kosztowną wiązką tranzystorów oznaczonych jako „Spalony”. 
Zaleca się wykonanie pierwszego uruchomienia z kontrolą poboru prądu. Prąd ten można ograniczyć do bezpiecznego poziomu, stosując rezystor 2-10 omów w obwodzie zasilania generatora (kolektor lub dren tranzystora modulującego).
Działanie generatora można sprawdzić za pomocą różnych urządzeń: odbiornika wyszukiwania, skanera, miernika częstotliwości lub po prostu lampy energooszczędnej. Promieniowanie HF o mocy powyżej 3-5 W sprawia, że świeci.
Prądy HF z łatwością podgrzewają niektóre materiały, które mają z nimi kontakt, w tym tkanki biologiczne. Więc Zachowaj ostrożność, dotykając odsłoniętych rezonatorów możesz doznać poparzenia termicznego(zwłaszcza gdy generatory działają na mocnych tranzystorach). Nawet niewielki generator oparty na tranzystorze MRF284, o mocy zaledwie około 2 watów, łatwo poparzy skórę dłoni, co widać na tym filmie:
Mając pewne doświadczenie i wystarczającą moc generatora, na końcu rezonatora można zapalić tzw. „pochodnia” to mała kula plazmy, która będzie zasilana energią RF z generatora. Aby to zrobić, po prostu przyłóż zapaloną zapałkę do końcówki rezonatora.
T.N. „pochodnia” na końcu rezonatora.
Dodatkowo istnieje możliwość zapłonu wyładowania RF pomiędzy rezonatorami. W niektórych przypadkach wyładowanie przypomina małą kulę błyskawicy poruszającą się chaotycznie na całej długości rezonatora. Poniżej możesz zobaczyć, jak to wygląda. Pobór prądu nieco wzrasta i wiele kanałów telewizji naziemnej „wychodzi” w całym domu))).
Ponadto nasz generator może służyć do badania wpływu promieniowania RF na różne urządzenia, domowy sprzęt audio i radiowy w celu zbadania ich odporności na zakłócenia. I oczywiście za pomocą tego generatora można wysłać sygnał w przestrzeń kosmiczną, ale to już inna historia…
P.S. Tego samooscylatora RF nie należy mylić z różnymi urządzeniami zakłócającymi EMP. Generowane są tam impulsy wysokiego napięcia, a nasze urządzenie generuje promieniowanie o wysokiej częstotliwości.
Generatory wysokiej częstotliwości służą do generowania oscylacji prądu elektrycznego w zakresie częstotliwości od kilkudziesięciu kiloherców do setek megaherców. Urządzenia takie tworzone są przy użyciu obwodów oscylacyjnych LC lub rezonatorów kwarcowych, które są elementami do ustawiania częstotliwości. Schematy pracy pozostają takie same. W niektórych obwodach wymieniane są obwody oscylacji harmonicznych.
Urządzenie zatrzymujące licznik energii elektrycznej służy do zasilania domowych urządzeń elektrycznych. Jego napięcie wyjściowe wynosi 220 woltów, pobór mocy wynosi 1 kilowat. Jeśli w urządzeniu zastosowano podzespoły o większej mocy, wówczas można z niego zasilać urządzenia o większej mocy.
Takie urządzenie podłącza się do gniazdka domowego i dostarcza energię do odbiornika. Schemat połączeń elektrycznych nie podlega zmianom. Nie ma potrzeby podłączania systemu uziemiającego. Licznik działa, ale uwzględnia około 25% energii sieciowej.
Działanie urządzenia zatrzymującego polega na podłączeniu obciążenia nie do zasilania sieciowego, ale do kondensatora. Ładunek tego kondensatora pokrywa się z sinusoidą napięcia sieciowego. Ładowanie odbywa się w impulsach o wysokiej częstotliwości. Prąd pobierany przez odbiorców z sieci składa się z impulsów o wysokiej częstotliwości.
Mierniki (elektroniczne) posiadają przetwornik, który nie jest wrażliwy na wysokie częstotliwości. Dlatego też pobór energii typu impulsowego jest uwzględniany przez licznik z błędem ujemnym.
Główne elementy urządzenia: prostownik, pojemność, tranzystor. Kondensator łączy się szeregowo z prostownikiem, gdy prostownik wykonuje pracę na tranzystorze, jest on w zadanym czasie ładowany do wielkości napięcia sieciowego.
Ładowanie odbywa się za pomocą impulsów o częstotliwości 2 kHz. Przy obciążeniu i pojemności napięcie jest bliskie sinusowi przy 220 woltach. Aby ograniczyć prąd tranzystora w okresie ładowania pojemności, stosuje się rezystor połączony szeregowo z kaskadą przełączników.
Generator zbudowany jest na elementach logicznych. Wytwarza impulsy o częstotliwości 2 kHz i amplitudzie 5 woltów. Częstotliwość sygnału generatora jest określona przez właściwości elementów C2-R7. Właściwości te można wykorzystać do skonfigurowania maksymalnego błędu w rozliczaniu zużycia energii. Kreator impulsów wykonany jest na tranzystorach T2 i T3. Przeznaczony jest do sterowania kluczem T1. Kreator impulsów jest zaprojektowany w taki sposób, że tranzystor T1 zaczyna się nasycać po otwarciu. Dlatego zużywa mało energii. Tranzystor T1 również się zamyka.
Prostownik, transformator i inne elementy tworzą zasilanie obwodu po stronie niskiego napięcia. Ten zasilacz działa przy napięciu 36 V dla układu generatora.
Najpierw sprawdź zasilanie oddzielnie od obwodu niskiego napięcia. Urządzenie musi wytwarzać prąd większy niż 2 ampery i napięcie 36 woltów, a w przypadku generatora małej mocy 5 woltów. Następnie konfigurowany jest generator. Aby to zrobić, wyłącz sekcję zasilania. Z generatora powinny pochodzić impulsy o napięciu 5 woltów i częstotliwości 2 kiloherców. Do strojenia wybierz kondensatory C2 i C3.
Podczas testowania generator impulsów musi wytwarzać na tranzystorze prąd impulsowy o wartości około 2 amperów, w przeciwnym razie tranzystor ulegnie awarii. Aby sprawdzić ten stan, należy włączyć bocznik przy wyłączonym obwodzie zasilania. Napięcie impulsowe na boczniku mierzy się za pomocą oscyloskopu na pracującym generatorze. Na podstawie obliczeń obliczana jest wartość bieżąca.
Następnie sprawdź część zasilającą. Przywróć wszystkie obwody zgodnie ze schematem. Kondensator jest wyłączony, a zamiast obciążenia używana jest lampa. Podczas podłączania urządzenia napięcie podczas normalnej pracy urządzenia powinno wynosić 120 woltów. Oscyloskop pokazuje napięcie obciążenia w impulsach o częstotliwości określonej przez generator. Impulsy są modulowane przez napięcie sinusoidalne sieci. Przy rezystancji R6 - wyprostowane impulsy napięcia.
Jeśli urządzenie działa prawidłowo, włącza się pojemność C1, w wyniku czego wzrasta napięcie. Wraz z dalszym wzrostem wielkości pojemnika C1 osiąga 220 woltów. Podczas tego procesu należy monitorować temperaturę tranzystora T1. Podczas silnego nagrzewania przy małym obciążeniu istnieje niebezpieczeństwo, że nie wejdzie w tryb nasycenia lub nie zostanie całkowicie zamknięty. Następnie musisz skonfigurować tworzenie impulsów. W praktyce takiego ogrzewania nie obserwuje się.
W rezultacie obciążenie jest podłączone do jego wartości nominalnej, a pojemność C1 jest określana jako taka, aby wytworzyć napięcie 220 woltów dla obciążenia. Pojemność C1 dobiera się ostrożnie, zaczynając od małych wartości, ponieważ zwiększenie pojemności gwałtownie zwiększa prąd tranzystora T1. Amplituda impulsów prądu wyznaczana jest poprzez podłączenie oscyloskopu do rezystora R6 w obwodzie równoległym. Prąd impulsowy nie wzrośnie powyżej dopuszczalnego dla konkretnego tranzystora. W razie potrzeby prąd ogranicza się zwiększając wartość rezystancji rezystora R6. Optymalnym rozwiązaniem byłoby wybranie najmniejszej pojemności kondensatora C1.
Dzięki tym komponentom radiowym urządzenie ma zużywać 1 kilowat. Aby zwiększyć pobór mocy, należy zastosować mocniejsze elementy mocy przełącznika tranzystorowego i prostownika.
Gdy odbiorniki są wyłączone, urządzenie zużywa znaczną ilość energii, co jest uwzględniane przez licznik. Dlatego lepiej jest wyłączyć to urządzenie, gdy obciążenie jest wyłączone.
Generatory wysokiej częstotliwości są wykonane w powszechnie używanym obwodzie. Różnice między generatorami leżą w obwodzie emitera RC, który ustala tryb prądu dla tranzystora. Aby wygenerować sprzężenie zwrotne w obwodzie generatora, z cewki indukcyjnej tworzone jest wyjście końcowe. Generatory RF są niestabilne ze względu na wpływ tranzystora na oscylacje. Właściwości tranzystora mogą się zmieniać ze względu na wahania temperatury i różnice potencjałów. Dlatego wynikowa częstotliwość nie pozostaje stała, ale „pływa”.
Aby zapobiec wpływowi tranzystora na częstotliwość, konieczne jest ograniczenie do minimum połączenia obwodu oscylacyjnego z tranzystorem. Aby to zrobić, musisz zmniejszyć rozmiar pojemników. Na częstotliwość wpływają zmiany rezystancji obciążenia. Dlatego należy podłączyć wzmacniacz między obciążeniem a generatorem. Do podłączenia napięcia do generatora stosuje się zasilacze stałe o małych impulsach napięcia.
Generatory wykonane zgodnie z powyższym obwodem mają maksymalne właściwości i są montowane. W wielu obwodach oscylatorów sygnał wyjściowy RF jest pobierany z obwodu oscylacyjnego przez mały kondensator, a także z elektrod tranzystora. Należy tu wziąć pod uwagę, że obciążenie pomocnicze obwodu oscylacyjnego zmienia jego właściwości i częstotliwość pracy. Właściwość ta jest często wykorzystywana do pomiaru różnych wielkości fizycznych i sprawdzania parametrów technologicznych.
Ten schemat przedstawia zmodyfikowany oscylator wysokiej częstotliwości. Wartość sprzężenia zwrotnego i najlepsze warunki wzbudzenia dobierane są za pomocą elementów pojemnościowych.
Z całkowitej liczby obwodów generatora wyróżniają się warianty z wzbudzeniem udarowym. Działają poprzez wzbudzanie obwodu oscylacyjnego silnym impulsem. W wyniku uderzenia elektronicznego w obwodzie powstają tłumione oscylacje o amplitudzie sinusoidalnej. Tłumienie to następuje na skutek strat w obwodzie drgań harmonicznych. Prędkość takich oscylacji jest obliczana na podstawie współczynnika jakości obwodu.
Sygnał wyjściowy RF będzie stabilny, jeśli impulsy będą miały wysoką częstotliwość. Ten typ generatora jest najstarszym ze wszystkich rozważanych.
Aby uzyskać plazmę o określonych parametrach, konieczne jest doprowadzenie wymaganej wartości do wyładowania mocy. W przypadku emiterów plazmy, których działanie opiera się na wyładowaniu wysokiej częstotliwości, stosuje się obwód zasilający. Schemat pokazano na rysunku.
W lampach przekształca energię elektryczną prądu stałego w prąd przemienny. Głównym elementem pracy generatora była lampa elektronowa. W naszym schemacie są to tetrody GU-92A. Urządzenie to jest lampą elektronową z czterema elektrodami: anodą, siatką ekranującą, siatką sterującą i katodą.
Siatka sterująca, która odbiera sygnał o niskiej amplitudzie i wysokiej częstotliwości, zamyka część elektronów, gdy sygnał charakteryzuje się ujemną amplitudą, i zwiększa prąd na anodzie, gdy sygnał jest dodatni. Siatka ekranująca skupia przepływ elektronów, zwiększa wzmocnienie lampy i setki razy zmniejsza pojemność przejścia pomiędzy siatką sterującą a anodą w porównaniu z układem 3-elektrodowym. Zmniejsza to zniekształcenie częstotliwości wyjściowej lampy podczas pracy przy wysokich częstotliwościach.
Pomiędzy anteną a wyjściem generatora znajduje się transformator RF. Przeznaczony jest do przekazywania mocy z generatora do emitera. Obciążenie obwodu anteny nie jest równe maksymalnej mocy pobieranej z generatora. Efektywność przenoszenia mocy ze stopnia wyjściowego wzmacniacza do anteny można osiągnąć poprzez dopasowanie. Elementem pasującym jest dzielnik pojemnościowy w obwodzie obwodu anodowego.
Transformator może pełnić funkcję elementu dopasowującego. Jego obecność jest konieczna w różnych obwodach dopasowujących, ponieważ bez transformatora nie można osiągnąć izolacji wysokiego napięcia.
Piszcie komentarze, uzupełnienia do artykułu, może coś przeoczyłem. Zajrzyj, będzie mi miło, jeśli znajdziesz coś jeszcze przydatnego na moim.
Proponowane generatory wysokiej częstotliwości przeznaczone są do wytwarzania oscylacji elektrycznych w zakresie częstotliwości od kilkudziesięciu kHz do kilkudziesięciu, a nawet setek MHz. Takie generatory z reguły są wykonane przy użyciu obwodów oscylacyjnych LC lub rezonatorów kwarcowych, które są elementami ustalającymi częstotliwość. Zasadniczo nie zmienia to znacząco obwodów, dlatego generatory LC o wysokiej częstotliwości zostaną omówione poniżej. Należy zauważyć, że w razie potrzeby obwody oscylacyjne w niektórych obwodach generatora (patrz na przykład ryc. 12.4, 12.5) można łatwo zastąpić rezonatorami kwarcowymi.
Generatory wysokiej częstotliwości (ryc. 12.1, 12.2) wykonane są zgodnie z tradycyjnym „indukcyjnym trzypunktowym obwodem”, który sprawdził się w praktyce. Różnią się obecnością obwodu emitera RC, który ustawia tryb pracy tranzystora (ryc. 12.2) dla prądu stałego. Aby wytworzyć sprzężenie zwrotne w generatorze, wykonuje się zaczep z cewki indukcyjnej (ryc. 12.1, 12.2) (zwykle od 1/3... 1/5 jego części, licząc od zacisku uziemionego). Niestabilność generatorów wysokiej częstotliwości wykorzystujących tranzystory bipolarne wynika z zauważalnego efektu bocznikowego samego tranzystora na obwodzie oscylacyjnym. Kiedy zmienia się temperatura i/lub napięcie zasilania, właściwości tranzystora zmieniają się zauważalnie, przez co częstotliwość generacji „pływa”. Aby osłabić wpływ tranzystora na częstotliwość roboczą generacji, należy maksymalnie osłabić połączenie obwodu oscylacyjnego z tranzystorem, redukując do minimum pojemności przejściowe. Ponadto na częstotliwość generacji zauważalny wpływ mają zmiany rezystancji obciążenia. Dlatego niezwykle konieczne jest włączenie wtórnika emitera (źródła) pomiędzy generatorem a rezystancją obciążenia.
Do zasilania agregatów prądotwórczych należy stosować stabilne źródła prądu z niskimi tętnieniami napięcia.
Najlepsze właściwości mają generatory wykonane z tranzystorów polowych (ryc. 12.3).
Generatory wysokiej częstotliwości zmontowane przy użyciu „pojemnościowego obwodu trójpunktowego” z wykorzystaniem tranzystorów bipolarnych i polowych pokazano na ryc. 12.4 i 12.5. Zasadniczo pod względem właściwości obwody trzypunktowe „indukcyjny” i „pojemnościowy” nie różnią się, jednak w obwodzie trójpunktowym „pojemnościowym” nie ma potrzeby wykonywania dodatkowego zacisku na cewce indukcyjnej.
W wielu obwodach generatorów (ryc. 12.1 - 12.5 i inne obwody) sygnał wyjściowy można pobrać bezpośrednio z obwodu oscylacyjnego przez mały kondensator lub przez pasującą indukcyjną cewkę sprzęgającą, a także z elektrod elementu aktywnego (tranzystora) które nie są uziemione przez prąd przemienny. Należy wziąć pod uwagę, że dodatkowe obciążenie obwodu oscylacyjnego zmienia jego charakterystykę i częstotliwość pracy. Czasami tę właściwość wykorzystuje się „na dobre” – do pomiaru różnych wielkości fizycznych i chemicznych oraz monitorowania parametrów technologicznych.
Na ryc. Rysunek 12.6 pokazuje schemat nieco zmodyfikowanej wersji generatora RF - „pojemnościowego trzypunktowego”. Głębokość dodatniego sprzężenia zwrotnego i optymalne warunki wzbudzenia generatora dobiera się za pomocą elementów obwodu pojemnościowego.
Obwód generatora pokazany na ryc. 12.7, działa w szerokim zakresie wartości indukcyjności cewki obwodu oscylacyjnego (od 200 μH do 2 H) [R 7/90-68]. Generator taki może być stosowany jako szerokopasmowy generator sygnału wysokiej częstotliwości lub jako przetwornik pomiarowy wielkości elektrycznych i nieelektrycznych na częstotliwość, a także w obwodzie pomiaru indukcyjności.
Generatory oparte na elementach aktywnych o charakterystyce prądowo-napięciowej w kształcie litery N (diody tunelowe, diody lambda i ich analogi) zawierają zwykle źródło prądu, element aktywny i element zadający częstotliwość (obwód LC) z połączeniem równoległym lub szeregowym. Na ryc. Rysunek 12.8 przedstawia obwód generatora RF oparty na elemencie o charakterystyce prądowo-napięciowej w kształcie lambda. Jego częstotliwość jest kontrolowana poprzez zmianę pojemności dynamicznej tranzystorów, gdy zmienia się przepływający przez nie prąd.
Dioda NI stabilizuje punkt pracy i wskazuje, że generator jest włączony.
Generator oparty na analogu diody lambda, wykonany na tranzystorach polowych i ze stabilizacją punktu pracy analogiem diody Zenera - diodą LED, pokazano na rys. 12.9. Urządzenie pracuje do częstotliwości 1 MHz i wyższej przy zastosowaniu tranzystorów wskazanych na schemacie.
Na ryc. 12.10, w celu porównania obwodów ze względu na stopień ich złożoności, podano praktyczny obwód generatora RF opartego na diodzie tunelowej. Przewodzące złącze diody germanowej wysokiej częstotliwości służy jako półprzewodnikowy stabilizator napięcia niskiego napięcia. Generator ten potencjalnie może pracować na najwyższych częstotliwościach – do kilku GHz.
Generator częstotliwości wysokiej częstotliwości, obwód bardzo przypomina ryc. 12.7, ale wykonany przy użyciu tranzystora polowego, pokazano na ryc. 12,11 [Rl 7/97-34].
Prototypowy oscylator RC pokazany na rys. 11.18 to obwód generatora na ryc. 12.12.
Generator ten wyróżnia się dużą stabilnością częstotliwościową oraz możliwością pracy w szerokim zakresie zmian parametrów elementów zadających częstotliwość. Aby zmniejszyć wpływ obciążenia na częstotliwość roboczą generatora, do obwodu wprowadza się dodatkowy stopień - wtórnik emitera wykonany na tranzystorze bipolarnym VT3. Generator może pracować na częstotliwościach powyżej 150 MHz.
Wśród różnych obwodów generatorów na szczególną uwagę zasługują generatory z wzbudzeniem udarowym. Ich praca polega na okresowym wzbudzaniu obwodu oscylacyjnego (lub innego elementu rezonansowego) silnym krótkim impulsem prądowym. W wyniku „uderzenia elektronicznego” w wzbudzonym w ten sposób obwodzie oscylacyjnym pojawiają się okresowe oscylacje sinusoidalne o kształcie sinusoidalnym. Tłumienie oscylacji amplitudy wynika z nieodwracalnych strat energii w obwodzie oscylacyjnym. Szybkość zaniku oscylacji jest określona przez współczynnik jakości (jakość) obwodu oscylacyjnego. Wyjściowy sygnał wysokiej częstotliwości będzie miał stabilną amplitudę, jeśli impulsy wzbudzenia będą następować z dużą częstotliwością. Ten typ generatora jest najstarszy spośród rozważanych i jest znany od XIX wieku.
Praktyczny obwód generatora oscylacji wzbudzenia uderzeniowego o wysokiej częstotliwości pokazano na rys. 12,13 [R 9/76-52; 3/77-53]. Impulsy wzbudzenia szoku są dostarczane do obwodu oscylacyjnego L1C1 przez diodę VD1 z generatora niskiej częstotliwości, na przykład multiwibratora lub innego generatora fali prostokątnej (RPU), omówionego wcześniej w rozdziałach 7 i 8. Wielka zaleta szoku generatory wzbudzenia polegają na tym, że działają one wykorzystując obwody oscylacyjne niemal dowolnego typu i o dowolnej częstotliwości rezonansowej.
Innym rodzajem generatorów są generatory szumu, których obwody pokazano na ryc. 12.14 i 12.15.
Takie generatory są szeroko stosowane do konfiguracji różnych obwodów radioelektronicznych. Sygnały generowane przez takie urządzenia zajmują niezwykle szerokie pasmo częstotliwości – od kilku Hz do setek MHz. Do generowania szumu wykorzystuje się złącza spolaryzowane zaporowo urządzeń półprzewodnikowych pracujących w warunkach brzegowych przebicia lawinowego. Można w tym celu zastosować przejścia tranzystorów (Rys. 12.14) [Rl 2/98-37] lub diod Zenera (Rys. 12.15) [Rl 1/69-37]. Aby skonfigurować tryb, w którym generowane napięcie szumu jest maksymalne, dostosowuje się prąd roboczy przez element aktywny (ryc. 12.15).
Należy pamiętać, że do generowania szumu można również użyć rezystorów w połączeniu z wielostopniowymi wzmacniaczami niskiej częstotliwości, odbiornikami superregeneracyjnymi i innymi elementami. Aby uzyskać maksymalną amplitudę napięcia szumowego, zwykle konieczne jest indywidualne wybranie elementu najbardziej hałaśliwego.
Aby utworzyć wąskopasmowe generatory szumu, na wyjściu obwodu generatora można umieścić filtr LC lub RC.
Literatura: Shustov M.A. Praktyczny projekt obwodów (Księga 1), 2003
