- ГЕНЕРАТОР ЧАСТОТОМЕР
- Принцип работы и конструкция полупроводникового генератора ВЧ
- Двухтактный генератор для ленивых
- Как сделать генератор сигнала низкой частоты, схема и описание
- Функциональный транзисторный генератор
- Детали и конструкция
- Генератор ВЧ (2-160 Мгц)
- Простой звуковой генератор своими руками
- Принципиальная схема
- Разновидности
- Индуктивная трехточка
- Самодельный генератор импульсов мощности своими руками
- Внутренний регулируемый искровой разрядник
- Элементы управления
- Запуск устройства
- Изображение на электрических схемах
- Ламповый ВЧ генератор
- Механизм генерации
- Обзор набора для сборки функционального генератора XR2206
- XR2206 Функции генератора функций
- Где купить?
- Распаковка XR2206 Генератор функций DIY Kit
- Сборка комплекта для сборки генератора функций XR2206
- Сборка акрилового футляра
- Тестирование комплекта для сборки генератора функций XR2206
- Завершение
ГЕНЕРАТОР ЧАСТОТОМЕР
В радиолюбительской лаборатории обязательно должно быть устройство для цифрового измерения и генерации высокочастотных сигналов. И если с низкими частотами проблем нет — до 20 кГц можно использовать вход — выход звуковой карты ноутбука, то на частоте выше 20 кГц потребуется отдельное устройство. Так что делаем все в одном корпусе: генератор, частотомер.
Идентификатор Число витков Проволока Тип намотки L1 585 ПЕЛШО 0,1 Многослойная L2 255 ПЕЛШО 0,12 Многослойная L3 100 ПЕЛШО 0,12 Многослойная L4 56,5 ПЕЛШО 0,12 Двухрядная, скругленная L5 22,5 ПЭВ 0, 27 Однорядная с шагом 0,15 L6 6,5 ПЭВ 0,55 Однорядная с шагом 0,5
Каркасы змеевиков изготовлены из пластика диаметром 5 и высотой 12 мм с внутренней резьбой M4. Диаметр катушек для катушек L1-L3 увеличен до 5,6 мм за счет двух слоев трансформаторной бумаги, приклеенных к раме для ее удлинения (для L1 до 20 мм, для L2, L3 до 15 мм).
Ферритовые сердечники 600HN используются в качестве подстроечных сердечников для катушек L1-L3 и карбонильных сердечников для L4-L6.
Весь диапазон разделен на 6 поддиапазонов (140–330; 315–780; 715–1800 кГц; 1,6–4,6; 4,4–12,5; 11,3–30 МГц).
На самом деле последних трех интервалов вполне достаточно для практики.
Напряжение генератора ВЧ 100 мВ. Частота НЧ-генератора (модулятора) 1000 Гц, выходное напряжение 0,5-0,6 В. Максимальная глубина модуляции на частотах до 11 МГц составляет 60%, выше 11 МГц — 80%. Изменение глубины модуляции плавное. Имеется отдельный выход низкочастотного генератора.
Фото готовой конструкции генератора частотомера:
Для питания генератора частотомера используем блок питания с трансформатором (но не импульсным генератором!), С обмотками на ток 0,5 А.
Принцип работы и конструкция полупроводникового генератора ВЧ
Генераторы высокой частоты выполнены по широко распространенной схеме. Различия между генераторами заключаются в цепочке RC-эмиттеров, которая задает режим тока на транзисторе. Для формирования обратной связи в цепи генератора от индуктивной катушки создается оконечный выход. ВЧ-генераторы на биполярных транзисторах работают нестабильно из-за влияния транзистора на колебания. Свойства транзистора могут изменяться при колебаниях температуры и разности потенциалов. Следовательно, результирующая частота не остается постоянной, а «плавает».
Чтобы транзистор не влиял на частоту, необходимо минимизировать связь колебательного контура с транзистором. Для этого необходимо уменьшить размеры емкостей. На частоту влияет изменение сопротивления нагрузки. Следовательно, необходимо активировать ретранслятор между нагрузкой и генератором. Для подачи напряжения на генератор используются источники постоянного питания с небольшими импульсами напряжения.
Генераторы, выполненные по указанной выше схеме, имеют максимальные характеристики, установленные на полевых рабочих. Во многих схемах генератора выходной ВЧ сигнал удаляется из колебательного контура через небольшой конденсатор, а также с электродов транзистора. Здесь следует учитывать, что вспомогательная нагрузка схемы качания меняет свои свойства и частоту срабатывания. Это свойство часто используется для измерения различных физических величин, для проверки технологических параметров.
На этой схеме показан модифицированный ВЧ-генератор. Значение обратной связи и наилучшие условия возбуждения выбираются с помощью емкостных элементов.
Среди общего количества схем генератора выделяются варианты с ударным возбуждением. Они работают, возбуждая колебательный контур сильным импульсом. В результате воздействия электрона в контуре образуются затухающие колебания синусоидальной амплитуды. Это затухание связано с потерями в гармонической цепи. Скорость этих колебаний рассчитывается исходя из добротности контура.
Выходной РЧ-сигнал будет стабильным, если импульсы имеют высокую частоту. Этот тип генератора является самым старым из всех рассмотренных.
Двухтактный генератор для ленивых
Самая простая схема генератора, которую я когда-либо видел:
В этой схеме легко уловить сходство с мультивибратором. Скажу больше: это мультивибратор. Только здесь вместо цепей задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепь) используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто не будет работать.
Механизм генерации:
Допустим, VT1 открывается, коллекторный ток VT1 течет через L1. В результате VT2 замыкается, ток размыкания VT1 протекает через L2. Но поскольку сопротивление катушек в 100… 1000 раз меньше сопротивления резистора R1, то при полном открытии транзистора напряжение на них падает до очень небольшого значения и транзистор закрывается. Но! Так как до закрытия транзистора через L1 протекал большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит повышение напряжения (ЭДС самоиндукции), которое поступает на базу VT2, открывает его. Все начинается сначала, только с другим плечом генератора. Так далее…
У этого генератора есть только одно преимущество — простота изготовления. Остальные против.
Поскольку четкой временной связи (колебательный контур или RC-цепь) нет, вычислить частоту такого генератора очень сложно. Это будет зависеть от свойств используемых транзисторов, напряжения питания, температуры и т.д. В целом этот генератор в серьезных делах лучше не использовать. Однако в микроволновом поле он используется довольно часто.
Как сделать генератор сигнала низкой частоты, схема и описание
Важной частью любительской радиолаборатории является низкочастотный генератор. С его помощью можно проверять, ремонтировать и настраивать самодельное или промышленное звуковое оборудование.
Рекомендуется использовать НЧ-генератор в сочетании с частотомером (для точного определения частоты) и осциллографом (для проверки параметров сигнала, проходящего по аудиотракту). Амплитуда выходного синусоидального напряжения AF может плавно и плавно регулироваться в широком диапазоне.
Генератор формирует сигналы в четырех частотных диапазонах:
Функциональный транзисторный генератор
Регулятор напряжения транзисторный
Функциональные генераторы на основе автоколебательных транзисторов изобретены для получения методично повторяющихся сигнальных импульсов заданной формы. Их форма задается функцией (в результате появилось название всей группы таких генераторов).
Есть три основных типа импульсов:
- прямоугольная;
- треугольная;
- пилообразный.
Мультивибратор часто приводится в качестве примера простейшего генератора прямоугольных сигналов низкой частоты. Имеет самую простую схему сборки своими руками. Радиоэлектроники часто начинают с его реализации. Главная особенность — отсутствие жестких требований к классификации и форме транзисторов. Это связано с тем, что рабочий цикл в мультивибраторе определяется емкостями и сопротивлениями в электрической цепи транзисторов. Частота на мультивибраторе находится в диапазоне от 1 Гц до нескольких десятков кГц. Здесь невозможно организовать высокочастотные колебания.
Пилообразные и треугольные сигналы получаются добавлением дополнительной цепочки к типовой схеме с прямоугольными выходными импульсами. В зависимости от характеристик этой дополнительной цепи прямоугольные импульсы преобразуются в треугольные или пилообразные.
Детали и конструкция
Сердце нашего генератора — высокочастотный полевой МОП-транзистор. Это довольно дорогой и редко используемый предмет. Его можно приобрести по разумной цене в китайских интернет-магазинах или найти в высокочастотном радиооборудовании — усилителях / генераторах ВЧ, то есть в платах базовых станций различных стандартов. По большей части эти транзисторы были разработаны специально для этих устройств.
Такие транзисторы визуально и конструктивно отличаются от знакомых с детства многим радиолюбителям КТ315 или МП38 и представляют собой «кирпичики» с плоскими проводниками на мощной металлической подложке. Они бывают маленькими и большими в зависимости от выходной мощности. Иногда в пакете находятся два транзистора на одной подложке (истоке). Вот как они выглядят:
Приведенная ниже линейка поможет вам оценить их размер. Для создания генератора можно использовать любой MOSFET-транзистор. Я пробовал в генераторе следующие транзисторы: MRF284, MRF19125, MRF6522-70, MRF9085, BLF1820E, PTFA211801E — все работают. Вот как выглядят эти транзисторы внутри:
Внутренняя структура высокомощного полевого МОП-транзистора PTFA211801E
Второй материал, необходимый для изготовления этого устройства, — медь. Вам понадобятся две полоски этого металла шириной 1-1,5 см и длиной 15-20 см (для частоты 400-500 МГц). Вы можете сделать резонаторы любой длины, в зависимости от желаемой частоты генератора. Примерно он равен 1/4 длины волны.
Я использовал медь толщиной 0,4 и 1 мм. Менее тонкие полоски: они плохо держат форму, но в принципе тоже работоспособны. Вместо меди также можно использовать латунь. Также успешно работают резонаторы из альпаки (разновидность латуни). В простейшем виде резонаторы могут быть выполнены из двух отрезков проволоки диаметром 0,8-1,5 мм.
Помимо ВЧ-транзистора и меди для изготовления генератора требуется микросхема 4093: это 4 элемента 2И-НЕ с триггером Шмитта на входе. Его можно заменить на микросхему 4011 (4 элемента 2И-НЕ) или ее российский аналог — К561ЛА7. Также можно использовать другой генератор для модуляции, например собранный на таймере 555. Или можно полностью исключить модулирующую часть из схемы и получить просто ВЧ-генератор.
В качестве ключевого элемента используется составной pnp-транзистор TIP126 (можно использовать TIP125 или TIP127, они отличаются только максимально допустимым напряжением). По паспорту выдерживает 5А, но очень сильно греется. Поэтому для его охлаждения нужен радиатор. Затем я использовал полевые транзисторы с каналом P, такие как IRF4095 или P80PF55.
Генератор ВЧ (2-160 Мгц)
Генератор ВЧ работает в диапазоне частот от 2 МГц до 160 МГц и предназначен для настройки высокочастотного радиооборудования, включая приемники, передатчики, трансиверы, беспроводные микрофоны, устройства дистанционного радиоуправления и т.д.
Для более точной настройки частоты основной частотный диапазон разделен на шесть поддиапазонов: четыре в диапазоне HF и два в диапазоне VHF.
Уровень выходного напряжения постепенно регулируется антенной в диапазоне 1 мВ, 10 мВ, 100 мВ и 1 В.
Схема ВЧ-генератора очень проста в повторении и состоит из трех основных модулей :
1. Высокочастотный автогенератор собран по индукционной трехточечной схеме на индукторах VT1 и транзисторах КТ345. Параметры индуктивностей L1-L6 для поддиапазонов указаны в таблице.
Номер катушки | Поддиапазон МГц | Индуктивность мкГн | Диаметр провода | Количество кругов | Способ упаковки |
L1 | 2-5 | 106 | 0,2 | 90 | Цикл за циклом. Частный. Диаметр рамки 8 мм с ферритовым сердечником.
Ветка — от 30 оборотов. |
L2 | 5-10 | 17 | 0,3 | 50 | Цикл за циклом. Частный. Диаметр рамки 8 мм с ферритовым сердечником. Ветка — с 17 тура. |
L3 | 10-20 | 4.3 | 0,4 | тридцать | Цикл за циклом. Частный. Диаметр рамки 8 мм с ферритовым сердечником. Ветка — от 10 оборотов. |
L4 | 20-50 | 1.2 | 0,6 | 15 | Цикл за циклом. Частный. Диаметр рамки 8 мм с ферритовым сердечником. Ветка — от 50 оборотов. |
L5 | 50-90 | 0,18 | 0,8 | 6 | Шаг 1,3 мм.Частный. Диаметр рамки 8 мм без ферритового сердечника. Ветка — от 2х витков. |
L6 | 90–160 | 0,055 | 1.0 | 2 | Шаг 2,5 мм. Частный. Диаметр рамки 8 мм без ферритового сердечника. Ветка — от 1 оборота. |
Конденсатор предназначен для грубой настройки, С4 — для точной настройки. Калибровать генератор удобнее с помощью цифрового частотомера. Значения частоты в МГц показаны на шкале C3 для каждого поддиапазона.
2. ВЧ усилитель, построенный на транзисторах VT2 и VT3 КТ361.
3. Модулятор — построен на базе RC-генератора на VT4 КТ315 с частотой колебаний в районе 1 кГц. С помощью переключателя SB2 его при желании можно выключить.
Питание ВЧ-генератора стабилизировано на 12 В.
Простой звуковой генератор своими руками
Рассмотрим простейший пример — крикун. Требуется всего четыре элемента: пленочный конденсатор, 2 биполярных транзистора и подстроечный резистор. Нагрузкой будет электромагнитный излучатель. Для питания устройства достаточно простой батареи на 9 В. Работа схемы проста: резистор задает смещение на базе транзистора. Обратная связь происходит через конденсатор. Подстроечный резистор изменяет частоту. Нагрузка должна быть высокой прочности.
Схема звукового генератора
При всем разнообразии типов, размеров и воплощений рассматриваемых элементов мощные транзисторы на сверхвысокие частоты еще не изобретены. Поэтому автогенераторы на базе транзисторов в основном используются для низких и высоких частот.
Принципиальная схема
Максимальный выходной уровень (положение 1/1 S2) синусоидального напряжения (RMS) составляет 3,1 В. Следовательно, в других положениях S2 максимальный выходной сигнал (RMS) составляет 310 мВ и 31 мВ. Генератор питается от сети через источник питания, встроенный в маломощный силовой трансформатор.
Схема генератора представляет собой УНЧ с двухтактным выходным каскадом, покрытым положительной обратной связью от RC-цепи моста Винна. Частота определяется переменными резисторами R2 1 и R2.2, которые являются частью двойного переменного резистора, используемого в качестве элемента управления переменной частотой в выбранном диапазоне. А конденсаторы переключаются двойным переключателем S1.1-S1.2.
При установке переменные резисторы необходимо припаять так, чтобы при повороте ручки их сопротивления изменялись одинаково (при неправильном повороте ручки сопротивление одного переменного резистора будет уменьшаться, а сопротивление другого увеличиваться).
Коэффициент нелинейных искажений составляет не более 0,3% во всем частотном диапазоне (при условии тщательной настройки генератора и небольшого расстояния между конденсаторами и резисторами плеч моста Винна).
При наличии только одного моста Винна схема усилителя (генератора) перейдет в режим ограничения сигнала. То есть в данном случае это перегрузка, которая срежет вершины синусоид, и сигнал будет больше похож на прямоугольник, чем на синусоидальную волну.
Разновидности
На просторах интернета еще можно найти такую реализацию того же генератора:
Схема называется «трехточечной емкостной». Принцип работы такой же.
Во всех этих схемах генерируемый сигнал можно снимать непосредственно с коллектора VT 1 или использовать катушку связи, соединенную с кольцевой катушкой.
Индуктивная трехточка
Выбираю эту схему и рекомендую вам.
R1 — ограничивает ток генератора
R2 — устанавливает базовое смещение
C1, L1 — колебательный контур
C2 — конденсаторный поз
Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот кран следует размещать не точно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть к тому, который подключен к шнуру питания). Также можно вообще не делать скрутку, а намотать дополнительную катушку, то есть сделать трансформатор:
Эти схемы идентичны.
Механизм генерации:
Чтобы понять, как работает такой генератор, давайте рассмотрим вторую схему. В этом случае левая обмотка (по схеме) будет вторичной, правая — первичной.
Когда напряжение на верхней пластине C1 возрастает (т. Е. Ток во вторичной обмотке течет «вверх»), импульс открытия подается на базу транзистора через конденсатор C2 обратной связи. Это приводит к тому, что транзистор подает ток на первичную обмотку, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Пополняется энергия. В общем, тоже все довольно просто.
Самодельный генератор импульсов мощности своими руками
Многоцелевой генератор импульсов мощности, способный управлять катушками Тесла и другими катушками большой мощности.Это устройство основано на проекте Homemade Tesla Coil и использует улучшенную версию схемы драйвера катушки зажигания для генерации высокого напряжения.
Это устройство может очень легко генерировать сильноточные импульсы переменной частоты и ширины. Это устройство использует генератор прямоугольных сигналов, показанный в разделе устройств DIY, в качестве основного источника сигнала, но также может быть подключен к любому другому источнику сигнала. Входной сигнал усиливается матрицей из девяти силовых транзисторов 2N3055 (T2), способных пропускать огромные мощности количества мощности.
ВНИМАНИЕ: в этом проекте используется высокое напряжение! |
Переключатель позволяет подавать питание на внешние катушки для низковольтных приложений, или внутренние катушки зажигания могут получать питание для зарядки большого высоковольтного конденсатора импульсного разряда.
Схема низкого напряжения в этом устройстве похожа на самодельный драйвер катушки Тесла, но с некоторыми важными отличиями. Сильные импульсы тока от свинцово-кислотных аккумуляторов делают генератор сигналов нестабильным в исходной конструкции. В новой версии используется полностью независимый источник сигнала с собственной батареей, чтобы минимизировать помехи. Также имеется дополнительная буферная схема для защиты транзисторов 2N3055 от скачков напряжения, вызванных индуктивной отдачей от катушек самовоспламенения.
Вся силовая электроника размещена в алюминиевом корпусе с панельными индикаторами, портами ввода / вывода и переключателями. Схема генератора сигналов размещена в независимом блоке с собственной батареей 9 В. Ее можно подключить к основному блоку через экранированный кабель, что позволяет им нужно управлять с безопасного расстояния.
Высокое напряжение на выходе катушек зажигания выпрямляется некоторыми большими высоковольтными диодами (D2), разработанными для рентгеновских аппаратов.
Выпрямленный выход подключен к большому конденсатору (C1) для сглаживания выхода постоянного тока. Катушка индуктивности (L1) и дополнительный «де-Q-диод» (D3) были добавлены от сглаживающего конденсатора к цепи зарядки, чтобы предотвратить попадание сигнала переменного тока от первичной катушки TC на сглаживающий конденсатор. Они также помогают защитить выпрямитель от коротких замыканий, дуговых токов и возможных обратных ЭДС или переходных процессов.
SW1 | Переключатель низкого напряжения |
SW2 | Lz |
TR1 | Четыре катушки зажигания, соединенные параллельно |
RC1 | Пиковый фильтр |
Т1 | Транзистор BFY 51 (предусилитель) |
Т2 | 2n3055 (девять параллельно) |
D1 | Диод высокой мощности |
Re2 | Выпрямитель высокого напряжения |
RE3 | Диод de-Q-ing |
Do1 | Сглаживающий конденсатор высокого напряжения |
Do2 | Конденсатор импульсного разряда |
L1 | Самодельный индуктор |
ИК1 | Регулируемый искровой разрядник |
Здесь используются разъемы стандартного бананового типа».
Они не предназначены для использования под высоким напряжением и поэтому пропускают мало энергии из-за ионизации окружающего воздуха. |
Основная высоковольтная передняя панель на коробке имеет выходные гнезда высокого напряжения постоянного тока, внутренний высоковольтный конденсатор импульсного разряда и внутренний искровой разрядник. Это позволяет настраивать цепи высокого напряжения по-разному без необходимости переподключать какие-либо внутренние компоненты.
На изображении справа показано, как панель подключена к катушке Тесла. Искровой разрядник можно отрегулировать с помощью ручки на боковой стороне корпуса. В зависимости от резонансной частоты управляемого трансформатора может потребоваться регулировка емкости. Это можно сделать, просто добавив несколько конденсаторов параллельно или используя отдельный.
На этом изображении показаны соединенные между собой выводы катушек зажигания. Катушки зажигания подключены параллельно, чтобы обеспечить более высокий выходной ток.
Все высоковольтные кабели внутри коробки помещены внутри гибких пластиковых трубок для дополнительной изоляции, здесь вы можете видеть, что низковольтные соединения катушек зажигания также закрыты трубками для дополнительной защиты.
Каркас заземляется путем подключения толстого провода к длинному металлическому столбу, вбитому в землю. Все заземляющие соединения для внутренних цепей также подключены к шасси.
При использовании драйвера катушки Тесла требуется соединение корпуса с заземляющим контактом. Это связано с тем, что катушка Тесла (TC) будет генерировать радиочастотные (RF) токи, которые в противном случае присутствовали бы во всей цепи. Без хорошего RF-заземления вы, вероятно, получите небольшие толчки от элементов управления при использовании катушки Тесла.
Внутренний регулируемый искровой разрядник
Этот новый искровой разрядник состоит из трех сферических электродов в диэлектрическом корпусе с высоким К.
Двойное покрытие искрового промежутка снижает общий шум и позволяет легировать воздушный поток другими газами. Анод и катод находятся дальше друг от друга, чем может произойти скачок напряжения, и третья сфера может входить в пространство и выходить из него через длинный стержень из стекловолокна, позволяя плавно регулировать искровой промежуток в любом месте между коротким и открытым, пока он активен.
Для улучшения прохождения воздуха через искровой разрядник установлена пара бесщеточных вентиляторов на 12 В постоянного тока. Это не улучшает закаливание, но снижает коррозию электрода из-за накопления озона в корпусе ловушки. К разъемам вентилятора добавлен дополнительный фильтрующий конденсатор, так как этот тип чувствителен к скачкам напряжения
Элементы управления
Схема управления, используемая для генерации управляющего сигнала, сделана с использованием схемы на основе 555. Эту схему можно найти на странице DIY Devices и она называется «Генератор сигналов с управлением по ширине импульса».
Эта схема размещена в небольшой переносной коробке с батареей 9 В. Ее можно подключить к генератору импульсов мощности с помощью вилки на конце кабеля устройства. Вы можете приобрести улучшенную версию этого источника сигнала здесь.
Различные катушки зажигания или трансформаторы будут иметь разные резонансные частоты. Использование этой схемы позволяет настраивать и управлять катушками зажигания до их резонансной частоты.
Внешние трансформаторы, катушки или соленоиды также могут работать на любой желаемой частоте в диапазоне таймера 555. Возможность широтно-импульсной модуляции схемы управления используется для управления уровнем мощности трансформаторов и других катушек. Эта функция также позволяет запитать большие или малые двигатели постоянного тока с переменной скоростью от 0% до 100%. Их также можно настроить на свою резонансную частоту.
Это устройство подходит для различных экспериментов и отлично подходит для любого исследователя, экспериментирующего с импульсной мощностью или резонансными приложениями.
Вы можете увидеть эксперименты, которые мы провели с катушками Тесла, используя это устройство, на странице экспериментов с катушками Тесла.
Запуск устройства
Перед запуском генератора необходимо дважды проверить правильность его подключения, чтобы у вас не осталось кучки очень дорогих транзисторов с надписью «Сгоревшие».
Первый пуск, желательно с контролем потребляемого тока. Этот ток можно ограничить до безопасного уровня, используя резистор 2-10 Ом в цепи питания генератора (коллектор или сток модулирующего транзистора).
Работу генератора можно проверить с помощью различных устройств: поискового приемника, сканера, частотомера или просто энергосберегающей лампы. ВЧ излучение мощностью более 3-5 Вт делает его ярким.
Высокочастотные токи легко нагревают некоторые контактирующие с ними материалы, в том числе биологические ткани. Так что будьте осторожны, прикоснувшись к оголенным резонаторам, вы можете получить термический ожог (особенно при использовании генераторов с мощными транзисторами). Даже небольшой генератор на транзисторе MRF284, мощностью всего около 2 Вт, легко обжигает кожу рук, как вы можете видеть на этом видео:
Имея некоторый опыт и достаточную мощность генератора, в конце резонатора можно включить т.н. «Факел» — небольшой плазменный шар, который будет питаться от высокочастотной энергии генератора. Для этого просто поднесите зажженную спичку к кончику резонатора.
Т н. «Факел» на конце резонатора.
Кроме того, между резонаторами может возникать ВЧ-разряд. В некоторых случаях разряд напоминает крошечный шар молнии, хаотически движущийся по всей длине резонатора. Вы можете увидеть, как это выглядит ниже. Немного возрастает энергопотребление и многие эфирные телеканалы «гаснут» по всему дому))).
Плазменная дуга между резонаторами ВЧ-генератора на транзисторе MRF284
Изображение на электрических схемах
Генератор блоков: как это работает
Сначала давайте посмотрим, как получить синусоидальный сигнал. Самый известный транзисторный генератор этого типа — генератор Колпица. Это основной генератор с индуктивностью и двумя последовательно включенными конденсаторами. С его помощью генерируются нужные частоты. Остальные элементы обеспечивают требуемый режим работы транзистора постоянного тока.
Дополнительная информация. Эдвин Генри Колпиц был руководителем отдела инноваций Western Electric на рубеже прошлого века. Он был пионером в разработке усилителей сигнала. Впервые изготовлен радиотелефон, позволяющий говорить через Атлантику.
Также широко известен основной осциллятор Хартли. Как и схема Колпица, ее довольно просто собрать, однако требуется индуктивность с отводом. В схеме Хартли конденсатор и две катушки индуктивности, соединенные последовательно, создают колебания. Также в схеме есть дополнительная емкость для получения положительной обратной связи.
Схемы транзисторных генераторов
Основная область применения вышеперечисленных устройств — средние и высокие частоты. Они используются для получения несущих частот, а также для генерации электрических колебаний малой мощности. В домашних радиоприемниках также используются генераторы.
Все эти области применения плохо переносят нестабильный прием. Для этого в схему вводится еще один элемент — автоколебательный кварцевый резонатор. В этом случае точность высокочастотного генератора практически становится эталоном. Достигает миллионных долей процентного пункта. В приемных устройствах радиоприемников для стабилизации приема используется только кварц.
Что касается низкочастотных и тональных генераторов, здесь возникает очень серьезная проблема. Для повышения точности настройки необходимо увеличить индуктивность. Но увеличение индуктивности приводит к увеличению размеров катушки, что сильно влияет на размер приемника. Поэтому была разработана альтернативная схема генератора Колпица — низкочастотный генератор Пирса. В нем нет индуктивности и вместо него используется автоколебательный кварцевый резонатор. Кроме того, кварцевый резонатор исключает верхний предел вибрации.
В такой схеме емкость не позволяет постоянной составляющей смещения базы транзистора достигать резонатора. Здесь можно формировать сигналы до 20-25 МГц, в том числе звуковые.
Работоспособность всех рассмотренных устройств зависит от резонансных свойств системы, состоящей из конденсаторов и катушек индуктивности. Отсюда следует, что частота будет определяться заводскими характеристиками конденсаторов и катушек.
Важно! Транзистор — это элемент, состоящий из полупроводника. Он имеет три выхода и способен управлять большим выходным током при наличии небольшого входного сигнала. Сила стихий разная. Используется для усиления и переключения электрических сигналов.
Дополнительная информация. Презентация первого транзистора состоялась в 1947 году. Его производная, полевой транзистор, появился в 1953 году. В 1956 году за изобретение биполярного транзистора была присуждена Нобелевская премия по физике. В 80-х годах прошлого века электронные лампы полностью заменила радиоэлектроника.
Ламповый ВЧ генератор
Для получения плазмы с определенными параметрами необходимо довести мощность разряда до требуемого значения. Для плазменных эмиттеров, работа которых основана на высокочастотном разряде, используется схема питания. Схема представлена на рисунке.
Усилитель мощности лампы преобразует электрическую энергию постоянного тока в переменный ток. Основным элементом работы генератора была электронная лампа. В нашей схеме это тетроды ГУ-92А. Этот прибор представляет собой электронную лампу с четырьмя электродами: анодом, экранирующей сеткой, управляющей сеткой, катодом.
Управляющая сетка, которая принимает низкоамплитудный высокочастотный сигнал, закрывает часть электронов, когда сигнал имеет отрицательную амплитуду, и увеличивает анодный ток, когда сигнал положительный. Экранирующая сетка создает фокус электронного луча, увеличивает усиление лампы и уменьшает пропускную способность между управляющей сеткой и анодом в сотни раз по сравнению с 3-электродной системой. Это уменьшает выходное искажение частот лампы при использовании на высоких частотах.
Механизм генерации
Вместо транзистора мы ставим своего рода «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути, это элемент усиления. То есть ток на его выходе больше тока на входе (а так сложно).
Ко входу этого элемента подключен колебательный контур. Обратная связь отправляется с выхода элемента в тот же колебательный контур (через конденсатор С2). Следовательно, когда ток на входе элемента увеличивается (перезаряжается кольцевой конденсатор), ток на выходе также увеличивается. По обратной связи он возвращается в колебательный контур — происходит «подзарядка». В результате в контуре стабилизируются устойчивые колебания.
Все оказалось проще репы на пару (как всегда).
Обзор набора для сборки функционального генератора XR2206
В этом посте мы рассмотрим комплект для сборки генератора функций XR2206. Функциональный генератор может быть дорогостоящим оборудованием, особенно для энтузиастов электроники или новичков. Но, к счастью, есть несколько действительно недорогих наборов для самостоятельной сборки, подобных тому, который мы собираемся вам показать, которые могут быть полезны как новичкам, так и энтузиастам электроники.
Рекомендуемая литература: Обзор цифрового осциллографа DSO150
XR2206 Функции генератора функций
Комплект генератора функций XR2006 может генерировать сигналы от 1 Гц до 1 МГц с регулируемой амплитудой. Наиболее важные особенности этого набора:
- Он основан на микросхеме XR2206;
- Диапазон частот: 1 Гц — 1 МГц
- Регулируемая амплитуда и частота
- Источник питания: 9-12 В (не входит в комплект)
Где купить?
Монтажный комплект функционального генератора XR2206 стоит от 4 до 12 долларов.
У нас есть наш комплект на eBay. Он также доступен на Banggood или Amazon.
Распаковка XR2206 Генератор функций DIY Kit
Когда вы получите комплект генератора функций, вы найдете пластиковый пакет со всем необходимым:
- Одна печатная плата;
- Акриловые детали для сборки кузова;
- Электронная биржа;
- И инструкция по эксплуатации.
На изображении ниже показаны все детали, входящие в комплект.
В этот комплект входят только проходные компоненты. Это означает, что их легко припаять к печатной плате, даже если у вас нет большого опыта пайки. Кроме того, на печатной плате есть маркировка, показывающая, где вы должны паять каждый компонент.
Сборка комплекта для сборки генератора функций XR2206
Собрать комплект функционального генератора несложно, достаточно припаять несколько компонентов.
Начните с пайки более коротких компонентов, а затем более высоких. Это упростит сварку.
Начнем с пайки резисторов:
- Определите номинал каждого резистора, используя мультиметр или цветовую таблицу резисторов.
- См. Руководство по эксплуатации, чтобы определить этикетку для каждого резистора
- Поместите резисторы на плату
- Припаиваем резисторы к плате
- Обрежьте нити с обратной стороны
Далее припаиваем электролитические конденсаторы, обратите внимание на полярность этих конденсаторов. Белая линия на конденсаторе должна находиться внутри белого полукруга, как показано на рисунке ниже.
Следующим шагом будет пайка керамических конденсаторов. У этих конденсаторов есть идентификационный номер.
Сравните их со своим руководством по эксплуатации, чтобы увидеть, где они должны быть размещены на печатной плате. Например, этот керамический конденсатор следует разместить на этикетке C6, как показано ниже.
Наконец, припаяйте оставшиеся части.Будьте осторожны при установке XR2206. Убедитесь, что полукруг находится в правильной ориентации, как показано на рисунке ниже.
Наконец, вот как должна выглядеть ваша печатная плата:
Сборка акрилового футляра
В комплект входят акриловые детали для крепления корпуса. Хотя корпус не сложно собрать, может быть немного сложно сделать все правильно.
Начните с удаления малярного скотча перед сборкой деталей, иначе потом будет сложнее.
Поставляемые винты немного малы и могут выглядеть неуместно, но это так. Необходимо приложить легкое давление, чтобы вытянуть винты вниз. Это немного сложная задача.
В качестве альтернативы вы можете использовать горячий клей, чтобы склеить кусочки вместе.
После сборки комплекта у вас должно получиться:
Генератор частоты имеет три ручки. Один предназначен для настройки амплитуды, а два других — для точной и грубой настройки частоты. Чтобы выбрать частотный диапазон, нужно изменить положение перемычки. Другая перемычка должна быть установлена правильно в соответствии с сигналом, принимаемым на выходе.
Тестирование комплекта для сборки генератора функций XR2206
Давайте проверим генератор функций. Подайте напряжение от 9 до 12 В. Для проверки этого комплекта вам понадобится осциллограф. Мы протестировали его на недорогом цифровом осциллографе DSO150.
Функциональный генератор работал достаточно хорошо, чтобы формировать сигналы синусоидальной, квадратной и треугольной формы.
Вот синусоида.
И треугольный знак.
При тестировании набора мы заметили, что нельзя регулировать амплитуду прямоугольной волны.
Завершение
Так что это хорошее оборудование по цене. Менее чем за 10 долларов вы можете получить функциональный генератор с регулируемой амплитудой и частотой.
Самый дешевый комплект, который мы нашли на eBay, стоит около 4 долларов.
Монтажный комплект генератора функций XR2206 отлично подходит для любителей электроники для ремонта и отладки схем, а также для образовательных целей. В комплект входят компоненты со сквозными отверстиями, которые легко сваривать и собирать. Вы можете собрать его примерно за полчаса.
Однако учтите, что он не заменяет «настоящий» генератор функций. Если вы профессионал или ученый, вам следует обзавестись высококлассным генератором функций.
Одним из основных недостатков этого набора является отсутствие дисплея. Итак, вы не знаете значений перестраиваемых. Вам понадобится осциллограф, чтобы увидеть генерируемые волны. Осциллограф может быть дорогим инструментом, но есть и недорогие осциллографы, сделанные своими руками, подходящие для любителей, например цифровой осциллограф DSO150.
Однако это отличный комплект, который можно использовать для генерации различных сигналов: синусоидальных, квадратных и треугольных с регулируемой частотой и амплитудой.