Самодельный ВЧ генератор с одной шкалой
Схема простого ВЧ генератора 0,4 — 30 MHz
Представленная ниже, схема компактного ВЧ генератора покрывает весь диапазон частот от 0,4 до 30 MHz в одну шкалу.
Выход 50 Ом, напряжение 300mV по всему диапазону частот.
Большинство генераторов сигналов используют несколько диапазонов для того, чтобы покрыть весь спектр частот. Схема этого генератора немного отличается, он настраивает весь ВЧ диапазон от 400 кГц до более 30 МГц в одном диапазоне. Он был сконструирован для того, чтобы испытать входные части приемника и фильтры HF, должен быть компактен.
Уровень выхода генератора около 300mV 50 Ом также позволяет ему быть использованным как временный генератор для испытания смесительного диода.
Описание схемы генератора
Невозможно сразу покрыть весь ВЧ диапазон в одном ряде с традиционным LC генератором. Однако, смешивая генератор, работающий на более высокой частоте с генератором с более низкой частотой, можно достичь требуемого диапазона.
Это показано на схеме, ниже:
Генератор, контролируемый напряжением тока (VCO) работает от 48 MHz до 85 MHz. Выход VCO (100-150mVpp 50 Ом) смешан с выходом кварцевого генератора 48 MHz в смесителе диода для того, чтобы дать необходимый выход частоты.
С помощью варикапа (varicap) происходит перестройка частоты по всему диапазон. Устройство, которое я использовал взято из старого тюнера видеомагнитофона. Другие варикапы широкого диапазона, такие как Motorola MV104 или Philips BB911, также будут хорошо работать.
48 МГц кварцевый генератор является типичным, его можно найти в старом принтере, видеокарте и т.п. Они генерируют сигнал прямоугольных TTL-уровня (5 В). Я нашел два пластиковых осциллятора 48 МГц в старом принтере Epson.
Выход кварцевого генератора, который я использовал, не мог напрямую управлять диодным смесителем, но комбинация серии C5 и R3, керамический конденсатор 1000pF и резистор 100 Ом, работала хорошо. Выход прямоугольной волны также идеален для смесителей диода.
Использование генератора 48 МГц, в результате чего ГУН диапазона, во многом зависит от наличия соответствующей части. Если Вы хотите заменить детали и изменить конструкцию в соответствии с требованиями, частота выхода должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить требуемый диапазон 30 МГц в пределах одного диапазона. Маловероятно, что какой-либо более низкий частотный диапазон будет успешным.Кроме того, кварцевый генератор, который устанавливает нижнюю частотную границу диапазона должен быть достаточно далеко от верхней выходной частоты 30 МГц, чтобы простой 3-х полюсный фильтр нижних частот мог фильтровать любой остаточный сигнал генератора 48 МГц, а также суммарный компонент выхода смесителя. Данная схема генератора выдает до 35 МГц с выходом около 3 дБ.
SRA-1 двойной сбалансированный микшер (дБм) M1. Здесь отлично будут работать различные варианты диодного типа, в том числе из диодов 1N4148 и пары ферритовых колец.
Желаемый (разностный) выход фильтруется с помощью 3-полюсного эллиптического фильтра.
Отфильтрованный выходной сигнал усиливается на 20 дБ ERA-5 — монолитный интегральный усилитель, чтобы дать выходе уровень сигнала 300 – 400 мВ на 50 Ом. Я использовал версию усилителя ERA-5 для поверхностного монтажа.
Питание схемы 12В 100mA.
Вид внутри
Детали припаяны навесным монтажом.
Корпус спаян из жестяной банки, используемой для формирования стенок коробки.
Настройка генератора
Ручная настройка в широком диапазоне спектра частот требует многовиткового прецизионного переменного проволочного резистора.
Чтобы добавить ручку управления, я использовал части потенциометра регулировки громкости AM/FM-радио. Большинство из этих потенциометров громкости, похожи, имеют тонкую ручку с регулировкой по краю, которая навинчивается крошечным винтом на латунный стержень.
Монтаж
Собирается схема непосредственно на небольшом куске фольгированного текстолита всего за несколько часов. Генератор 48 MHz (от Epson SG-615) был установлен на плате вверх ногами. Ферритовые кольца используются в качестве высокочастотных дросселей для питания на каждом этапе схемы.
Многовитковый триммер приклеивается к печатной плате немного выше, чтобы можно было одеть ручку настройки и она свободно вращалась.
Коробка была изготовлена из оловянной пластины, разрезана на полосу шириной 18 мм и припаяна по краю печатной платы. Макет передней панели был разработан в CorelDraw, распечатан и покрыт контактным пластиком, чтобы сделать его более прочным.
Моточные данные катушек
L1 — 8 витков провода 24SWG намотанной на 5 мм каркасе с ферритовым стержнем для подсторйки..
L2 — 8 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
L3 — 7 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
T1 — 10 витков в два провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
Заключение
Генератор не сложен и быстр для построения. Схема использует не большое количество доступных деталей. Многие компоненты могут быть заменены. Чтобы проверить это, я построил другую версию, используя LM375 IC в качестве VCO (это устаревший чип, похожий на MC1648 Motorola). Самодельный смеситель, сделанный с диодами 1N4148 и дискретный широкополосный усилитель 20 dB. Всё это дало аналогичные результаты.
Стабильность схемы не эквивалентна кварцевому или синтезированному осциллятору, а настройка в определенных диапазонах получилась сжатая, но она подходит для большинства измерений. Если Вы хотите, можно добавить дополнительный элемент управления «тонкая настройка».
Автор: ZL2PD — Single Span HF Test Oscillator
ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Точечная сварка своими руками из … микроволновки!
- Гидравлический электроклапан своими руками
- Автоматическая западня для ловли птиц своими руками
Ранее мы писали: что можно сделать из старой микроволновой печи. Сегодня давайте подробно рассмотрим, как сделать аппарат для точечной сварки своими руками из высоковольтного трансформатора или МОТ (Microwave Oven Tranformer – трансформатор микроволновой печи) от старой не годной микроволновки. Конечно, при условии, что ВВ трансформатор исправен (хотя бы его первичная обмотка), а неисправно что-то другое: магнетрон, шлейф, плата управления и т.д.
Для мастера бывает необходимость в точечной сварке. Данная точечная сварка даёт ток до 800 Ампер, чего вполне достаточно для сварки листового металла до 1,5мм.
Подробнее…
Переделка клапана от стиральной машины на питание напряжением 12 вольт постоянного тока
Для автоматического управления различными гидравлическими системами необходимы электрические клапаны. Готовые изделия достаточно дороги. Поищем решение подешевле.
Подробнее…
Западня и боек
Одним из самых классических орудий лова является — западня. Как правило, все начинающие охотники-любители начинали именно с западни.
Но западня не только классическое орудие лова, она является универсальным автоматическим орудием лова. В принципе западня представляет собой небольшую клетку (обычно с куполом), к которой в рамках одной конструкции приделаны по бокам два небольших клеточных отсека с большими автоматически захлопывающимися дверцами.
Подробнее…
Популярность: 5 116 просм.
Мощный ВЧ-генератор | Катушки Тесла и все-все-все
Довольно давно я уже писал о простейшем «СВЧ-генераторе», состоящем из 3.5 деталей и выдающем несколько ватт мощности на частоте в 400-500 мегагерц, достаточных для того, чтобы засвечивать газоразрядные приборы типа неонок, слегка обжигать пальцы и сообщать о себе частотомерам.При наличии правильных транзисторов, понимания методик составления ВЧ плат и некотором везении можно значительно усилить эту конструкцию, подняв мощность до 40-50 ватт на той же частоте.
Транзисторы, которые работают на таких частотах и мощностях, уже значительно отличаются от привычных многим читателям моего скромного блога трёхногих TO-247, TO-220, и других корпусов, равно как и от «кирпичей». Форма их корпусирования в значительной степени диктуется поведением сигналов на высоких частотах. Обычно это квадрат или прямоугольник, характерного белого оттенка, с расположенными с двух или четырёх сторон позолоченными выводами довольно внушительной толщины. Стоят эти транзисторы также значительно дороже силовых инверторных, причём цена растёт пропорционально как мощности, так и частоте, и может доходить до сотен долларов за штуку и выше. Для данной конструкции ВЧ транзистор с маркировкой MRF 6522- 70 был аккуратно выпаян из демонтированной платы GSM базовой станции. Как нетрудно заметить по даташиту, он может выдавать до 70 ватт на частоте в 900 мегагерц. Однако, для ввода его в такой режим необходимо довольно тщательно спроектировать плату — все эти характерные для высоких частот изгибы дорожек, гальванически никуда не подключенные куски фольги и прочие странные выверты, кажущиеся не особо осмысленными, но на деле влияющие на поведение сигнала, здесь уже совершенно необходимы. А на меньших мощностях и частотах на них можно забить и сделать плату банальным методом гравировки прорезей. Принципиальных отличий конструкции от упоминавшегося выше элементарного СВЧ-генератора нет. Разве что, в качестве резонатора взяты две медные полосы, определённой длины и размеров (расстояние между ними, их ширина и длина определяют L и С резонансного автогенераторного контура — они сами себе и индуктивность, и ёмкость). Генератор потребляет по входу 18 вольт с током до 4 ампер, и довольно ощутимо разогревает радиатор. Принудительное охлаждение является совершенно необходимым для его работы, учитывая КПД в 50-60%. Кроме радиатора, довольно неплохо нагреваются пальцы, если поднести их поближе к медному резонатору. Принцип нагрева здесь тот же, что у продуктов в микроволновке (что убедительно опровергает бредни про резонансные явления в молекулах воды, которые якобы происходят на её рабочей частоте). Если поджечь факел на конце резонатора, то он успешно удерживается там продолжительное время — маленький светящийся шарик плазмы с размытыми краями, диаметром в 3-5 миллиметров.А ещё теперь вы знаете, из чего на самом деле были крылья у архангела Тираэля 😉
Метки отсутствуют.Схемы генераторов высокой частоты (ВЧ)
Итак, самый главный блок любого передатчика – это генератор. От того, насколько стабильно и точно работает генератор, зависит, сможет ли кто-то поймать переданный сигнал и нормально его принимать. В интернете валяется просто уйма различных схем жучков, в которых используются различные генераторы. Сейчас мы немного классифицируем все это.
Номиналы деталей всех приведенных схем рассчитаны с учетом того, что рабочая частота схемы составляет 60…110 МГц (то есть, перекрывает наш любимый УКВ-диапазон).
Классика жанра — генератор ВЧ
Транзистор включен по схеме с общей базой. Резисторный делитель напряжения R1- R2 создает на базе смещение рабочей точки. Конденсатор C3 шунтирует R2 по высокой частоте.
R3 включен в эмиттерную цепь для ограничения тока протекающего через транзистор.
Конденсатор C1 и катушка L1 образуют частотозадающий колебательный контур.
Кондер C2 обеспечивает положительную обратную связь (ПОС), необходимую для генерации.
Механизм генерации
Упрощенно схему можно представить так:
Вместо транзистора мы ставим некий «элемент с отрицательным сопротивлением». По сути – усилительный элемент. То есть, ток на его выходе больше, чем ток на входе (так вот хитро).
К входу этого элемента подключен колебательный контур. С выхода элемента на этот же колебательный контур подана обратная связь (через кондер C2). Таким образом, когда на входе элемента ток увеличивается (происходит перезарядка контурного конденсатора), увеличивается ток и на выходе. Через обратную связь, он подается обратно на колебательный контур – происходит «подпитка». В результате, в контуре устаканиваются незатухающие колебания.
Все оказалось проще пареной репы (как всегда).
Разновидности
В безбрежном инете можно еще встретить такую реализацию этого же генератора:
Схема называется «емкостная трехточка». Принцип работы – тот же.
Во всех этих схемах сгенерированный сигнал можно снимать либо непосредственно с коллектора VT 1, либо использовать для этого катушку связи, связанную с контурной катушкой.
Индуктивная трехточка
Эту схему выбираю я, и советую вам.
R1 – ограничивает ток генератора
R2 – задает смещение базы
C1, L1 – колебательный контур
C2 – конденсатор ПОС
Катушка L1 имеет отвод, к которому подключен эмиттер транзистора. Этот отвод должен быть расположен не ровно посередине, а ближе к «холодному» концу катушки (то есть тому, который соединен с проводом питания). Кроме того, можно вообще не делать отвод, а намотать дополнительную катушку, то есть – сделать трансформатор:
Эти схемы идентичны.
Механизм генерации:
Для понимания того, как работает такой генератор, давайте рассмотрим именно вторую схему. При этом, левая (по схеме) обмотка будет вторичной, правая – первичной.
Когда на верхней обкладке C1 увеличивается напряжение (то есть, ток во вторичной обмотке течет «вверх»), то на базу транзистора через конденсатор обратной связи C2 подается открывающий импульс. Это приводит к тому, что транзистор подает на первичную обмотку ток, этот ток вызывает увеличение тока во вторичной обмотке. Происходит подпитка энергией. В-общем – то, все тоже довольно просто.
Разновидности
Мое небольшое ноу-хау: можно поставить между общим и базой диод:
Этот диод ускоряет перезаряд C2, что приводит к увеличению мощности генерируемого сигнала. Однако, вместе с тем, это вносит в сигнал нелинейные искажения, так что на выходе придется ставить фильтры НЧ для подавления паразитных гармоник.
Сигнал во всех этих схемах снимаем с эмиттера транзистора либо через дополнительную катушку связи непосредственно с контура.
Двухтактный генератор для ленивых
Самая простая схема генератора, какую только мне приходилось когда-либо видеть:
В этой схеме легко улавливается схожесть с мультивибратором. Я вам скажу больше – это и есть мультивибратор. Только вместо цепочек задержки на конденсаторе и резисторе (RC-цепи), здесь используются катушки индуктивности. Резистор R1 устанавливает ток через транзисторы. Кроме того, без него генерация просто-напросто, не пойдет.
Механизм генерации:
Допустим, VT1 открывается, через L1 течет коллекторный ток VT1. Соответственно, VT2 закрыт, через L2 течет открывающий базовый ток VT1. Но поскольку сопротивление катушек раз в 100…1000 меньше сопротивления резистора R1, то к моменту полного открытия транзистора, напряжение на них падает до очень маленького значения, и транзистор закрывается. Но! Поскольку до закрытия транзистора, через L1 тек большой коллекторный ток, то в момент закрытия происходит выброс напряжения (ЭДС самоиндукции), который подается на базу VT2 открывает его. Все начинается по новой, только с другим плечом генератора. И так далее…
Этот генератор имеет только один плюс – простота изготовления. Остальные – минусы.
Поскольку в нем отсутствует четкое времязадающее звено (колебательный контур или RC-цепь), то частоту такого генератора рассчитать весьма сложно. Она будет зависеть от свойств применяемых транзисторов, от напряжения питания, от температуры и т.д. Во-общем, в серьезных вещах этот генератор лучше не использовать. Однако, в диапазоне СВЧ его применяют довольно часто.
Двухтактный генератор для трудолюбивых
Другой генератор, который мы рассмотрим – тоже двухтактный. Однако, он содержит колебательный контур, что делает его параметры более стабильными и прогнозируемыми. Хотя, по сути, он тоже довольно прост.
Вот он
Что мы здесь видим?
Видим колебательный контур L1 C1,
А дальше видим каждой твари по паре:
Два транзистора: VT1, VT2
Два конденсатора обратной связи: С2, С3
Два резистора смещения: R1, R2
Опытный глаз (да и не сильно опытный), обнаружит и в этой схеме схожесть с мультивибратором. Ну что же – оно так и есть!
Чем примечательна данная схема? Да тем, что ввиду использования двухтактного включения, она позволяет развивать двойную мощность, по сравнению со схемами 1-тактных генераторов, при том же напряжении питания и при условии применения тех же транзисторов. Во как! Ну, в общем, у нее почти нет недостатков 🙂
Механизм генерации
При перезаряде конденсатора в одну или другую сторону, через один из конденсаторов обратной связи поступает ток на соответствующий транзистор. Транзистор открывается, и добавляет энергию в «нужном» направлении. Вот и вся премудрость.
Особо изощренных вариантов исполнения этой схемы я не встречал…
Теперь немного креатива.
Генератор на логических элементах
Если использование транзисторов в генераторе кажется вам несовременным или громоздким или недопустимым по религиозным соображениям – выход есть! Можно использовать вместо транзисторов микросхемы. Обычно используется логика: элементы НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, реже – Исключающее ИЛИ. Вообще говоря, нужны только элементы НЕ, остальное – излишества, только лишь ухудшающие скоростные параметры генератора.
Смотрим:
Видим страшную схему.
Квадратики с дырочкой в правом боку – это инвертеры. Ну или – «элементы НЕ». Дырочка как раз указывает на то, что сигнал инвертируется.
Что такое элемент НЕ с точки зрения банальной эрудиции? Ну, то есть, с точки зрения аналоговой техники? Правильно, это усилитель с обратным выходом. То есть, при увеличении напряжения на входе усилителя, напряжение на выходе пропорционально уменьшается . Схему инвертера можно изобразить примерно так (упрощенно):
Это конечно, слишком просто. Но доля правды в этом есть.
Впрочем, нам пока что это не столь важно.
Итак, смотрим схему генератора. Имеем:
Два инвертера ( DD1.1, DD1.2)
Резистор R1
Колебательный контур L1 C1
Заметьте, что колебательный контур в этой схеме – последовательный. То есть, конденсатор и катушка стоят друг за другом. Но это – все равно колебательный контур, он рассчитывается по тем же формулам, и ничуть ни хуже (и не лучше) своего параллельного собрата.
Начнем сначала. Зачем нам нужен резистор?
Резистор создает отрицательную обратную связь (ООС) между выходом и входом элемента DD1.1. Это надо для того, чтобы держать под контролем коэффициент усиления – это раз, а также – чтоб создать на входе элемента начальное смещение – это два. Как это работает, подробно мы рассмотрим где-нибудь в обучалке по аналоговой технике. Пока что уясним, что благодаря этому резистору, на выходе и входе элемента, в отсутствие входного сигнала, устаканивается напряжение, равное половине напряжения питания. Точнее – среднему арифметическому напряжений логических «нуля» и «единицы». Не будем пока на этом заморачиваться, у нас еще много дел…
Итак, на одном элементе мы получили инвертирующий усилитель. То есть, усилитель, который «переворачивает» сигнал вверх ногами: если на входе много – на выходе мало, и наоборот. Второй элемент служит для того, чтобы сделать этот усилитель неинвертирующим. То есть, он переворачивает сигнал еще раз. И в таком виде, усиленный сигнал подается на выход, на колебательный контур.
А ну-ка, смотрим внимательно на колебательный контур? Как он включен? Правильно! Он включен между выходом и входом усилителя. То есть, он создает положительную обратную связь (ПОС). Как мы уже знаем из рассмотрения предыдущих генераторов, ПОС нужна для генератора, как валерьянка для кота. Без ПОС ни один генератор не сможет что? Правильно – возбудиться. И начать генерацию…
Все наверно знают такую вещь: если к входу усилителя подключить микрофон, к выходу – динамик, то при поднесении микрофона к динамику, начинается противный «свист». Это – ни что иное как генерация. Мы же подаем сигнал с выхода усилителя на вход. Возникает ПОС. Как следствие, усилитель начинает генерить.
Ну, короче, посредством LC -цепочки в нашем генераторе создается ПОС, приводящая к возбуждению генератора на резонансной частоте колебательного контура.
Ну что, сложно?
Если (сложно)
{
чешем (репу) ;
читаем еще раз;
}
Теперь поговорим о разновидностях подобных генераторов.
Во-первых, вместо колебательного контура, можно включить кварц. Получится стабилизированный генератор, работающий на частоте кварца:
Если в цепь ОС элемента DD1.1 включить вместо резистора колебательный контур – можно завести генератор на гармониках кварца. Для получения какой-либо гармоники, нужно, чтобы резонансная частота контура была близка к частоте этой гармоники:
Если генератор делается из элементов И-НЕ или ИЛИ-НЕ, то входы этих элементов нужно запараллелить, и включать как обычный инвертор. Если используем Исключающее ИЛИ, то один из входов каждого элемента сажается на + питания.
Пара слов о микросхемах.
Предпочтительнее использовать логику ТТЛШ или быстродействующий КМОП.
Серии ТТЛШ: К555, К531, КР1533
Например, микросхема К1533ЛН1 – 6 инверторов.
Серии КМОП: КР1554, КР1564 (74 AC , 74 HC ), например – КР1554ЛН1
На крайний случай – старая добрая серия К155 (ТТЛ). Но ее частотные параметры оставляют желать лучшего, так что – я бы не стал использовать эту логику.
Рассмотренные здесь генераторы – далеко не все, что могут повстречаться вам в этой нелегкой жизни. Но зная основные принципы работы этих генераторов, будет уже намного проще понять работу других, укротить их и заставить работать на себя 🙂
Источник: radiokot.ru
Поделиться в соц сетях
Сделать вч генератор своими руками. Ламповый вч генератор
Высокочастотные генераторы служат для образования колебаний электрического тока в интервале частот от нескольких десятков килогерц до сотен мегагерц. Такие устройства создают с применением контуров колебаний LС или резонаторов на кварцах, которые являются элементами задания частоты. Схемы работы остаются такими же. В некоторых цепях контуры гармонических колебаний заменяются кварцевыми резонаторами.
Генератор ВЧ
Устройство для остановки электросчетчика энергии служит для питания электроприборов бытового назначения. Его выходное напряжение 220 вольт, потребляемая мощность 1 киловатт. Если в приборе применить составляющие элементы с характеристиками мощнее, то от него можно запитывать более мощные устройства.
Такой прибор включается в розетку бытовой сети, от него идет питание на нагрузку потребителей. Схема электрических проводов не подвергается каким-либо изменениям. Систему заземления подключать нет необходимости. Счетчик при этом работает, но учитывает примерно 25% энергии сети.
Действие устройства остановки в подключении нагрузки не к питанию сети, а к конденсатору. Заряд этого конденсатора совпадает с синусоидой напряжения сети. Заряд происходит высокочастотными импульсами. Ток, который расходуется потребителями из сети, состоит из высокочастотных импульсов.
Счетчики (электронные) имеют преобразователь, который не чувствителен к высоким частотам. Поэтому, расход энергии импульсного вида счетчик учитывает с отрицательной погрешностью.
Схема прибора
Главные составляющие элементы прибора:
- выпрямитель;
- емкость;
- транзистор.
Конденсатор подключен по последовательной цепи с выпрямителем, когда выпрямитель производит работу на транзистор, заряжается в данный момент времени до размера напряжения линии питания.
Зарядка осуществляется частотными импульсами 2 кГц. На нагрузке и емкости напряжение близко к синусу на 220 вольт. Для ограничения тока транзистор в период заряда емкости, предназначен резистор, подключенный с каскадом ключа по последовательной схеме.
Генератор выполнен на логических элементах. Он образует импульсы 2 кГц с амплитудой на 5 вольт. Сигнальная частота генератора определена свойствами элементов С2-R7. Такие свойства могут использоваться для настройки максимальной погрешности учета расхода энергии. Создатель импульсов выполнен на транзисторах Т2 и Т3. Он предназначен для управления ключом Т1. Создатель импульсов рассчитан так, что транзистор Т1 начинает насыщаться в открытом виде. Поэтому на нем расходуется небольшая мощность. Транзистор Т1 тоже закрывается.
Выпрямитель, трансформатор и остальные элементы создают блок питания низкой стороны схемы. Такой блок питания работает на 36 В для микросхемы генератора.
Сначала делают проверку блока питания отдельно от схемы с низким напряжением. Блок должен создавать ток выше 2-х ампер и напряжение 36 вольт, 5 вольт для генератора с малой мощностью. Далее делают наладку генератора. Для этого отключают силовую часть. От генератора должны идти импульсы размером 5 вольт, частотой 2 килогерца. Для настройки выбирают конденсаторы С2 и С3.
Создатель импульсов при проверке должен выдавать импульсный ток на транзисторе около 2 ампер, иначе транзистор выйдет из строя. Для проверки такого состояния включают шунт, при выключенной силовой схеме. Напряжение импульсов на шунте измеряют осциллографом на работающем генераторе. Основываясь на расчете, вычисляют значение тока.
Далее, проверяют силовую часть. Восстанавливают все цепи по схеме. Конденсатор отключают, вместо нагрузки применяют лампу. При подключении прибора напряжение при нормальной работоспособности прибора должно равняться 120 вольт. На осциллографе видно напряжение нагрузки импульсами с частотой, определенной генератором. Импульсы модулируются синусом напряжения сети. На сопротивлении R6 – импульсами выпрямленного напряжения.
При исправности устройства включают емкость С1, в результате напряжение повышается. При дальнейшем повышении размера емкости С1 доходит до 220 вольт. Во время этого процесса нужно контролировать температуру транзистора Т1. При сильном нагревании на небольшой нагрузке возникает опасность, что он не вошел в режим насыщения или не осуществилось полное закрытие. Тогда нужно сделать настройку создания импульсов. На практике такого нагрева не наблюдается.
В итоге, подключается нагрузка по номиналу, определяется емкость С1 такого значения, чтобы создать для нагрузки напряжение 220 вольт. Емкость С1 выбирают осторожно, с небольших значений, потому что повышение емкости резко повышает ток транзистора Т1. Амплитуду токовых импульсов определяют, если подключить осциллограф к резистору R6 по параллельной схеме. Импульсный ток не поднимется выше допускаемого для определенного транзистора. Если нужно, то ток ограничивают путем повышения значения сопротивления резистора R6. Оптимальным решением будет выбрать наименьший размер емкости конденсатора С1.
При данных радиодеталях прибор рассчитан на потребление 1 киловатта. Чтобы повысить мощность потребления, нужно применить более мощные силовые элементы ключа на транзисторе и выпрямителя.
При выключенных потребителях устройство расходует немалую мощность, учитываемую счетчиком. Поэтому лучше выключать этот прибор при отключенной нагрузки.
Принцип работы и конструкция полупроводникового генератора ВЧ
Генераторы высокой частоты выполнены на широко применяемой схеме. Различия генераторов заключаются в цепочке RС эмиттера, которая задает транзистору режим по току. Для образования обратной связи в цепи генератора от индуктивной катушки создают вывод клеммы. Генераторы ВЧ работают нестабильно на биполярных транзисторах из-за влияния транзистора на колебания. Свойства транзистора могут измениться при колебаниях температуры и разности потенциалов. Поэтому образующаяся частота не остается постоянной величиной, а «плавает».
Чтобы транзистор не влиял на частоту, нужно уменьшить связь контура колебаний с транзистором до минимальной. Для этого нужно снизить размеры емкостей. На частоту оказывает влияние изменение нагрузочного сопротивления. Поэтому нужно между нагрузкой и генератором включить повторитель. Для подключения напряжения к генератору применяют постоянные блоки питания с небольшими импульсами напряжения.
Генераторы, сделанные по схеме, изображенной выше, имеют максимальные характеристики, собраны на полевиках. Во многих схемах генераторов ВЧ сигнал выхода снимается с контура колебаний через небольшой конденсатор, а также с электродов транзистора. Здесь нужно учесть, что вспомогательная нагрузка контура колебаний изменяет его свойства и частоту работы. Часто это свойство применяют для замера разных физических величин, для проверки технологических параметров.
На этой схеме показан измененный генератор высокой частоты. Значение обратной связи и лучшие условия возбуждения выбирают при помощи элементов емкости.
Из всего количества схем генераторов выделяются варианты с ударным возбуждением. Они действуют за счет возбуждения контура колебаний сильным импульсом. В итоге электронного удара в контуре образуются затухающие колебания по синусоидальной амплитуде. Такое затухание происходит из-за потерь в контуре гармонических колебаний. Скорость таких колебаний вычисляется по добротности контура.
Сигнал ВЧ на выходе будет стабильным в том случае, если импульсы будут иметь высокую частоту. Такой вид генераторов самый старый из всех рассматриваемых.
Ламповый ВЧ генератор
Чтобы получить плазму с определенными параметрами, необходимо подвести необходимую величину к разряду мощности. Для эмиттеров на плазме, работа которых основана на разряде высокой частоты, применяется схема подведения мощности. Схема изображена на рисунке.
Усилитель мощности на лампах преобразовывает энергию электрического постоянного тока в переменный ток. Главным элементом работы генератора стала электронная лампа. В нашей схеме это тетроды ГУ-92А. Это устройство представляет собой электронную лампу на четырех электродах: анод, экранирующая сетка, управляющая сетка, катод.
Сетка управления, на которую поступает сигнал высокой частоты малой амплитуды, закрывает часть электронов, когда сигнал характеризуется отрицательной амплитудой, и повышает ток на аноде, при положительном сигнале. Экранирующая сетка создает фокус электронного потока, увеличивает усиление лампы, снижает емкость прохода между сеткой управления и анодом в сравнении с 3-электродной системой в сотни раз. Это уменьшает выходные искажения частот на лампе при действии на высоких частотах.
Генератор состоит из цепей:
- накала с питанием низкого напряжения.
- возбуждения и питания сетки управления.
- питания сетки экрана.
- Анодная цепь.
Между антенной и выходом генератора находится ВЧ трансформатор. Он предназначен для отдачи мощности на эмиттер от генератора. Нагрузка контура антенны не равна величине отбираемой наибольшей мощности от генератора. Эффективность передачи мощности от каскада выхода усилителя к антенне может быть достигнута при согласовании. Элементом согласования выступает емкостный делитель в цепи контура анода.
Элементом согласования может работать трансформатор. Его наличие необходимо в разных согласующих схемах, потому что без трансформатора не осуществится высоковольтная развязка.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Похожее
Высокочастотные генераторы своими руками. Стабильный генератор вч
Простой гетеродинный индикатор резонанса.
С замкнутой накоротко катушкой L2 ГИР позволяет определять резонансную частоту от 6 МГц
до 30 МГц. С подключенной катушкой L2 диапазон измерения частоты — от 2,5 МГц до 10 МГц.
Резонансную частоту определяют, вращая ротор С1 и, наблюдая на экране осциллографа
изменение сигнала.
Генератор сигналов высокой частоты.
Генератор сигналов высокой частоты предназначен для проверки и налаживания различных высокочастотныхустройств. Диапазон генерируемых частот 2 ..80 МГц разбит на пять поддиапазонов:
I — 2-5 МГц
II — 5-15 МГц
III — 15 — 30 МГц
IV — 30 — 45 МГц
V — 45 — 80 МГц
Максимальная амплитуда выходного сигнала на агрузке 100 Ом составляет около 0,6 В. В генераторе предусмотрена плавная регулировка амплитуды выходного сигнала, а также возможность
амплитудной и частотной модуляции выходного сигнала от внешнего источника. Питание генератора осуществляется от внешнего источника постоянного напряжения 9… 10 В.
Принципиальная схема генератора приведена на рисунке. Он состоит из задающего генератора ВЧ, выполненного на транзисторе V3, и выходного усилителя на транзисторе V4. Генератор выполнен по схеме индуктивной трехточки. Нужный поддиапазон выбирают переключателем S1, а перестраивают генератор конденсатором переменной емкости С7. Со стока транзистора V3 напряжение ВЧ поступает на первый затвор
полевого транзистора V4. В режиме ЧМ низкочастотное напряжение поступает на второй затвор этого транзистора.
Частотная модуляция осуществляется с помощью варикапа VI, на который подается напряжение НЧ в режиме FM. На выходе генератора напряжение ВЧ регулируется плавно резистором R7.
Генератор собран в корпусе, изготовленном из одностороннего фольгироваиного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм., размерами 130X90X48 мм. На передней панели генератора установлены
переключатели S1 и S2 типа П2К, резистор R7 типа ПТПЗ-12, конденсатор переменной емкости С7 типа КПЕ-2В от радиоприемника «Альпинист-405», в котором используются обе секции.
Катушка L1 намотана на ферритовом магнитопроводе М1000НМ (К10Х6Х Х4,б) и содержит (7+20) витков провода ПЭЛШО 0,35. Катушки L2 и L3 намотаны на каркасах диаметром 8 и длиной 25 мм с карбонильными подстроенными сердечниками диаметром 6 и длиной 10 мм. Катушка L2 состоит из 5+15 витков провода ПЭЛШО 0,35, L3 — из 3 + 8 витков. Катушки L4 и L5 бескаркасные
диаметром 9 мм намотаны проводом ПЭВ-2, 1,0. Катушка L4 содержит 2+4 витка, a L5- 1 + 3 витка.
Налаживание генератора начинают с проверки монтажа Затем подают напряжение питания и с помощью ВЧ вольтметра проверяют наличие генерации на всех поддиапазонах. Границы
диапазонов уточняют с помощью частотомера, и при необходимости подбирают конденсаторы С1-С4(С6), подстраивают сердечниками катушек L2, L3 и изменяют расстояние между витками катушек L4 и L5.
Мультиметр-ВЧ милливольтметр.
Сейчас самым доступным и самым распространенным прибором радиолюбителя стал цифровой мультиметр серии М83х.
Прибор предназначен для общих измерений и потому у него нет специализированных функций. Между тем, если вы занимаетесь радиоприемной или передающей техникой вам нужно измерять
небольшие ВЧ напряжения (гетеродин, выход каскада УПЧ, и т. д.), настраивать контура. Для этого мультиметр нужно дополнить несложной выносной измерительной головкой, содержащей
высокочастотный детектор на германиевых диодах. Входная емкость ВЧ-головки менее 3 пФ., что позволяет её подключать прямо к контуру гетеродина или каскада. Можно использовать диоды Д9, ГД507 или Д18, диоды Д18 дали наибольшую чувствительность (12 мВ). ВЧ-головка собрана в экранированном корпусе, на котором расположены клеммы для подключения щупа или проводников к измеряемой схеме. Связь с мультиметром при помощи экранированного телевизионного кабеля РК-75.
Измерение малых емкостей мультиметром
Многие радиолюбители используют в своих лабораториях мультиметры, некоторые из них позволяют измерять и емкости конденсаторов. Но как показывает практика, этими приборами нельзя замерить емкость до 50 пф, а до 100 пф – большая погрешность. Для того, чтобы можно было измерять небольшие емкости, предназначена эта приставка. Подключив приставку к мультиметру, нужно выставить на индикаторе значение 100пф, подстраивая С2. Теперь при подключении конденсатора 5 пф прибор покажет 105. Остается только вычесть цифру 100
Искатель скрытой проводки
Определить место прохождения скрытой электрической проводки в стенах помещения поможет сравнительно простой искатель, выполненный на трех транзисторах (рис. 1). На двух биполярных транзисторах (VT1, VT3) собран мультивибратор, а на полевом (VT2) — электронный ключ.
Принцип действия искателя основан на том, что вокруг электрического провода образуется электрическое поле его и улавливает искатель. Если нажата кнопка выключателя SB1, но электрического поля в зоне антенного щупа WA1 нет либо искатель находится далеко от сетевых проводов, транзистор VT2 открыт, мультивибратор не работает, светодиод HL1 погашен. Достаточно приблизить антенный щуп, соединенный с цепью затвора полевого
транзистора, к проводнику с током либо просто к сетевому роводу, транзистор VT2 закроется, шунтирование базовой цепи транзистора VT3 прекратится и мультивибратор вступит в действие. Начнет вспыхивать светодиод. Перемещая антенный щуп вблизи стены, нетрудно проследить за пролеганием в ней сетевых проводов.
Прибор позволяет отыскать и место обрыва фазного провода. Для этого нужно включить в розетку нагрузку, например настольную лампу, и перемещать антенный щуп прибора вдоль проводки. В месте, где светодиод перестает мигать, нужно искать неисправность.
Полевой транзистор может быть любой другой из указанной на схеме серии, а биполярные — любые из серии КТ312, КТ315. Все
резисторы — МЛТ-0,125, оксидные конденсаторы — К50-16 или другие малогабаритные, светодиод — любой из серии АЛ307, источник питания батарея «Крона» либо аккумуляторная батарея напряжением 6…9 В, кнопочный выключатель SB1 — КМ-1 либо аналогичный. Часть деталей прибора смонтирована на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Корпусом искателя может стать пластмассовый пенал (рис. 3)
для хранения школьных счетных палочек. В его верхнем отсеке крепят плату, в нижнем располагают батарею. К боковой стенке верхнего отсека прикрепляют выключатель и светодиод, а к верхней стенке — антенный щуп. Он представляет собой кониче-
ский пластмассовый колпачок, внутри которого находится металлический стержень с резьбой. Стержень крепят к корпусу гайками, изнутри корпуса надевают на стержень металлический лепесток, который соединяют гибким монтажным проводником с резистором R1 на плате. Антенный щуп может быть иной конструкции, например, в виде петли из отрезка толстого (5 мм) высоковольтного провода, используемого в телевизоре. Длина
отрезка 80…100 мм, его концы пропускают через отверстия в верхнем отсеке корпуса и припаивают к соответствующей точке платы. Желаемую частоту колебаний мультивибратора, а значит, частоту вспышек светодиода можно установить подбором резисторов RЗ, R5 либо конденсаторов С1, С2. Для этого нужно временно отключить от резисторов RЗ и R4 вывод истока по-
левого транзистора и замкнуть контакты выключателя. Если при поиске места обрыва фазного провода чувствительность прибора окажется чрезмерной, ее нетрудно снизить уменьшением длины антенного щупа или отключением проводника, соединяющего щуп с печатной платой. Искатель может быть собран и по несколько иной схеме (рис. 4) с использованием биполярных транзисторов разной структуры — на них выполнен генератор. Полевой же транзистор (VT2) по-прежнему управляет работой генератора при попадании антенного щупа WA1 в электрическое поле сетевого провода.
Транзистор VT1 может быть серии
КТ209 (с индексами А-Е) или КТ361,
VT2 — любой из серии КП103, VT3 — любой из серий КТ315, КТ503, КТ3102. Резистор R1 может быть сопротивлением 150…560 Ом, R2 — 50 кОм…1,2 МОм, R3 и R4 с отклонением от указанных на схеме номиналов на ±15%, конденсатор С1 — емкостью 5…20 мкФ. Печатная плата для этого варианта искателя меньше по габаритам (рис. 5), но конструктивное оформление практически такое же, что и предыдущего варианта.
Любой из описанных искателей можно применять для контроля работы системы зажигания автомобилей. Поднося антенный щуп искателя к высоковольтным проводам, по миганию светодиода определяют цепи, на которые не поступает высокое напряжение, или отыскивают неисправную свечу зажигания.
Журнал«Радио»,1991,№8,с.76
Не совсем обычная схема ГИРа изображена на рисунке. Отличие-в выносном витке связи. Петля L1 выполнена из медного провода диаметром 1,8 мм, диаметр петли около 18 мм, длина ее выводов 50 мм. Петля вставляется в гнезда, расположеные на торце корпуса. L2 намотана на стандартном ребристом корпусе и содержит 37 витков провода диаметром 0,6 мм с отводами от 15, 23, 29 и 32-го витка Диапазон- от 5,5 до 60 мгц
Простой измеритель емкости
Измеритель емкости позволяет измерять емкость конденсаторов от 0,5 до 10000пФ.
На логических элементах ТТЛ D1.1 D1.2 собран мультивибратор, частота которого зависит от сопротивления резистора включенного между входом D1.1 и выходом D1.2. Для каждого предела измерения устанавливается определенная частота при помощи S1, одна секция которого переключает резисторы R1-R4 , а другая конденсаторы С1-С4.
Импульсы с выхода мультивибратора поступают на усилитель мощности D1.3 D1.4 и далее через реактивное сопротивление измеряемого конденсатора Сх на простой вольтметр переменного тока на микроамперметре Р1.
Показания прибора зависят от соотношения активного сопротивления рамки прибора и R6, и реактивного сопротивления Сх. При этом Сх зависит от емкости (чем больше, тем меньше сопротивление).
Калибровку прибора производят на каждом пределе при помощи подстроечных резисторов R1-R4 измеряя конденсаторы с известными емкостями. Чувствительность индикатора прибора можно установить подбором сопротивления резистора R6.
Литература РК2000-05
Простой функциональный генератор
В радиолюбительской лаборатории обязательным атрибутом должен быть функциональный генератор. Предлагаем вашему вниманию функциональный генератор, способный вырабатывать синусоидальный, прямоугольный, треугольный сигналы при высокой стабильности и точности. При желании, выходной сигнал может быть модулированным.
Диапазон частот разделен на четыре поддиапазона:
1. 1 Гц-100 Гц,
2. 100Гц-20кГц,
3. 20 кГц-1 МГц,
4. 150KHz-2 МГц.
Точно частоту можно выставить, используя потенциометры P2 (грубо) и P3(точно)
регуляторы и переключатели функционального генератора:
P2 — грубая настройка частоты
P3 — точная настройка частоты
P1 — Амплитуда сигнала (0 — 3В при питании 9В)
SW1 — переключатель диапазонов
SW2 — Синусоидальный/треугольный сигнал
SW3 — Синусоидальный(треугольный)/меандр
Для контроля частоты генератора сигнал можно снять непосредственно с вывода 11.
Параметры:
Синусоидальный сигнал:
Искажения: менее 1% (1 кГц)
Неравномерность: +0,05 дБ 1 Гц — 100 кГц
Прямоугольный сигнал:
Амплитуда: 8В (без нагрузки) при питании 9В
Время нарастания: менее 50 нс (при 1 кГц)
Время спада: менее 30ns (на 1 кГц)
Рассимметрия: менее 5%(1 кГц)
Треугольный сигнал:
Амплитуда: 0 — 3В при питании 9В
Нелинейность: менее 1% (до 100 кГц)
Защита сети от перенапряжения
Отношение емкостей C1 и составной С2 и С3 влияет на выходное напряжение. Мощности выпрямителя хватает для паралельного включения 2-3х реле типа РП21 (24в)
Генератор на 174ха11
На рисунке представлен генератор на микросхеме К174ХА11, частота которого управляется напряжением. При изменении емкости С1 от 560 до 4700пФ можно получить широкий диапазон частот, при этом настройка частоты производится изменением сопротивления R4. Так например автор выяснил что, при С1=560пФ частоту генератора можно изменять при помощи R4 от 600Гц до 200кГц, а при емкости С1 4700пФ от 200Гц до 60кГц.
Выходной сигнал снимается с вывода 3 микросхемы с выходным напряжением 12В, автор рекомендует сигнал с выхода микросхемы подавать через токоограничивающий резистор с сопротивлением 300 Ом.
Измеритель индуктивности
Предлагаемый прибор позволяет измерять индуктивности катушек на трех пределах измерения — 30, 300 и 3000 мкГн с точностью не хуже 2% от значения шкалы. На показания не влияют собственная ёмкость
катушки и ее омическое сопротивление.
На элементах 2И-НЕ микросхемы DDI собран генератор прямоугольных импульсов, частота повторений которых определяется ёмкостью конденсатора C1, С2 или СЗ в зависимости от включенного предела измерений переключателем SA1. Эти импульсы через один из конденсаторов С4, С5 или С6 и диод VD2 поступают на измеряемую катушку Lx, которая подключена к клеммам XS1 и XS2.
После прекращения очередного импульса во время паузы за счет накопленной энергии магнитного поля ток через катушку продолжает протекать в том же направлении через диод VD3, его измерение осуществляется отдельным усилителем тока собранного на транзисторах Т1, Т2 и стрелочным прибором РА1. Конденсатор С7 сглаживает пульсации тока. Диод VD1 служит для привязки уровня импульсов, поступающих на катушку.
При налаживании прибора необходимо использовать три эталонные катушки с индуктивностями 30, 300 и 3000 мкГн, которые поочередно подключаются вместо L1, и соответствующим переменным резистором R1, R2 или R3 стрелка прибора устанавливается на максимальное деление шкалы. Во время эксплуатации измерителя достаточно выполнять калибровку переменным резистором R4 на пределе измерения 300 мкГн, используя катушку L1 и включив выключатель SB1. Питание микросхемы производится от любого источника напряжением 4,5 — 5 В.
Расход тока каждого элемента питания составляет по 6 мА. Усилитель тока для миллиамперметра можно не собирать, а параллельно конденсатору С7 подключить микроамперметр со шкалой 50мкА и внутренним сопротивлением 2000 Ом. Индуктивность L1 может быть составной, но тогда следует расположить отдельные катушки взаимно перпендикулярно или как можно дальше друг от друга. Для удобства монтажа все соединительные провода оснащены штекерами, а на платах установлены соответствующие им гнёзда.
Простой индикатор радиоактивности
Гетеродинный индикатор резонанса
Г.Гвоздицкий
Принципиальная схема предлагаемого ГИРа приведена на рис.1. Его гетеродин выполнен на полевом транзисторе VT1, включенном по схеме
с общим истоком. Резистор R5 ограничевает ток стока полевого транзистора. Дроссель L2 — элемент развязки гетеродина от источника питания по высокой частоте.
Диод VD1, подсоединенный к выводам затвора и истока транзистора, улучшает форму генерируемого напряжения, приближая ее к синусоидальной. Без диода положительная полуволна тока стока станет искажаться из-за увеличения коэффициента усиления транзистора с повышением напряжения на затворе, что неизбежно приводит к появлению четных гармоник в спектре сигнала гетеродина
Через конденсатор С5 напряжение радиочастоты поступает на вход высоко¬частотного вольтметра-индикатора, состоящего из детектора, диоды VD2 и VD4 которого включены по схеме удвоения напряжения, что повышает чувствительность детектора и стабильность работы усилителя постоянного токи на транзисторе VT2 с микроамперметром РА1 в коллекторной цели. Диод VD3 стабилизирует образцовое напряжение на диодах VD2,VD4. Переменным резистором R3 объединенным с выключателем питания SА1, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 в исходное положение на крайнюю правую отметку шкалы
Если а каких-то участках диапазона необходимо повысить точность шкалы, то параллельно катушке подключайте слюдяной конденсатор постоянной емкости.
Вариант катушек, выполненных на каркасах из лабораторных пробирок для забора крови, показаны на фото (рис.2) и подбираются радиолюбителем на желаемый диапазон
Индуктивность контурной катушки и емкость контура с учетом дополнительного конденсатора можно рассчитать по формуле
LC=25330/f²
где С- в пикофарадах, L — в микрогенри, f — в мегагерцах.
Определяя резонансную частоту иследуемого контура, к нему возможно ближе подносят катушку ГИРа и медленно вращая ручку блока КПЕ, следят за показаниями индикатора. Как только его стрелка качнется влево, отмечают соответствующее положение ручки КПЕ. При дальнейшем вращении ручки настройки стрелка прибора возвращается в исходное положение. Та отметка на шкале, где наблюдается максимальный *провал* стрелки, как раз и будет соответстовать резонансной частоте исследуемого контура
В описываемом ГИРе нет дополнительного стабилизатора питающего напряжения, поэтому при работе с ним рекомендовано пользоваться источником с одним и тем же значением напряжения постоянного тока — оптимально сетевым блоком питания со стабилизированным выходным напряжением.
Делать одну общую шкалу для всех диапазонов нецелесообразно из-за сложности такой работы. Тем более, что точность полученной шкалы при различной плотности перестройки применяемых контуров
затруднит пользование прибором.
Катушки L1 пропитаны эпоксидным клеем или НН88. На ВЧ диапазоны их желательно намотать медным посеребренным проводом диаметром 1,0 мм.
Конструктивно каждая контурная катушка размещена на основании распространенного разъема СГ-3. Он вклеен в каркас катушки.
Упрощенный вариант ГИРа
От ГИРа Г.Гвоздицкого отличается тем, о чем уже писалось в статье — наличие среднего вывода сменной катушки L1, применен переменный конденсатор фирмы «Тесла» с твердым диэлектриком, нет диода, формирующего форму синусоидальную сигнала. Отсутствует выпрямитель-удвоитель напряжения ВЧ и УПТ, что снижает чувствительность прибора.
Из положительных сторон следует отметить наличие «растягивающих» отключаемых конденсаторов С1, С2 и простейший верньер, совмещенный с двумя переключающимися шкалами, которые можно градуировать карандашом, питание включается кнопкой только в момент проведения измерений, что экономит батарею.
Для питания счетчика Гейгера В1 требуется напряжение 400В, это напряжение вырабатывает источник на блокинг-генераторе на транзисторе VT1. Импульсы с повышающей обмотки Т1 выпрямляются выпрямителем на VD3C2. Напряжение на С2 поступает на В1, нагрузкой которого является резистор R3. При прохождении через В1 ионизирующей частицы в нем возникает короткий импульс тока. Этот импульс усиливается усилителем-формирователем импульсов на VT2VT3. В результате через F1-VD1 протекает более длительный и более сильный импульс тока — светодиод вспыхивает, а в капсюле F1 раздается щелчок.
Счетчик Гейгера можно заменить любым аналогичным, F1 любой электромагнитный или динамический сопротивлением 50 Ом.
Т1 наматывается на ферритовом кольце с внешним диаметром 20 мм, первичная обмотка содержит 6+6 витков провода ПЭВ 0,2, вторичная 2500 витков провода ПЭВ 0,06. Между обмотками нужно проложить изоляционный материал из лакоткани. Первой наматывают вторичную обмотку, на нее поверхность, равномерно, вторичную.
Прибор для измерения емкости
Прибор имеет шесть поддиапазонов,верхние пределы для которых равны соответственно 10пф, 100пф, 1000пф, 0,01мкф, 0,1мкф и 1мкф.
Отсчёт ёмкости производится по линейной шкале микроамперметра.
Принцип действия прибора основан на измерении переменного тока, протекающего через
исследуемый конденсатор. На операционном усилителе DA1 собран генератор прямоугольных импульсов. Частота повторения этих импульсов зависит от ёмкости одного из конденсаторов С1-С6 и положения
движка подстроечного резистора R5. В зависимости от поддиапазона, она меняется от 100Гц до 200кГц. Подстроечным резистором R1 устанавливаем симметричную форму колебаний (меандр) на выходе
генератора.
Диоды D3-D6, подстроечные резисторы R7-R11 и микроамперметр PA1 образуют измеритель переменного тока. Для того,чтобы погрешность измерений не превышала 10% на первом поддиапазоне (ёмкость до10пФ),внутреннее сопротивление микроамперметра должно быть не более 3кОм.На остальных поддиапазонах паралельно PA1 подключают подстроечные резисторы R7-R11.
Требуемый поддиапазон измерений устанавливают переключателем SA1. Одной группой контактов он переключает частотозадающие конденсаторы С1-С6 в генераторе,другой — подстроечные резисторы в индикаторе. Для питания прибора необходим стабилизированный двуполярный источник на напряжение от 8 до 15В. Номиналы частотозадающих конденсаторов С1-С6 могут отличаться на 20%, но сами конденсаторы должны иметь достаточно высокую температурную и временную стабильность.
Налаживание прибора производят в следующей последовательности. Сначала на первом поддиапазоне добиваются симметричных колебаний резистором R1. Движок резистора R5 при этом должен быть в среднем положении. Затем, подключив к клеммам «Сх» эталонный конденсатор 10пф, подстроечным резистором R5 устанавливают стрелку микроамперметра на деление соответствующее ёмкости эталонного конденсатора (при использовании прибора на 100мка, на конечное деление шкалы).
Схема приставки
Приставка к частотомеру для определения частоты настройки контура и его предварительной настройки. Приставка работоспособна в диапазоне 400 кгц-30 мгц. Т1 и Т2 могут быть КП307, BF 245
LY2BOK
Идея сделать недорогой генератор УКВ диапазонов для работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры собранных своими руками антенн самодельным КСВ-метром . Быстро и удобно сделать такой генератор удалось, используя сменные блоки-модули. Уже собрал несколько генераторов на: радиовещательный 87,5 – 108 МГц, радиолюбительские 144 – 146 МГц и 430 — 440 МГц, включая PRM (446 МГц) диапазоны, диапазон эфирного цифрового телевидения 480 — 590 МГц. Такой мобильный и простой измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает профессиональным измерительным приборам. Линейку шкалы легко дополнить, поменяв несколько номиналов в схеме или модульную плату.
Структурная схема для всех используемых диапазонов одинаковая.
Это задающий генератор (на транзисторе Т1) с параметрической стабилизацией частоты, который определяет необходимый диапазон перекрытия. Для упрощения конструкции, перестройка по диапазону осуществляется подстроечным конденсатором. На практике такая схема включения, при соответствующих номиналах, на стандартизированных чип-индуктивностях и чип-конденсаторах, проверялась вплоть до частоты 1300 МГц.
| Фото 2. Генератор с ФНЧ на диапазоны 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц. |
Фильтр нижних частот (ФНЧ) подавляет высшие гармоники более чем на 55 дБ, выполнен на контурах с катушками индуктивностями L 1, L 2, L 3. Конденсаторы параллельные индуктивностям образуют режекторные фильтры-пробки настроенные на вторую гармонику гетеродина, что и обеспечивает дополнительное подавление высших гармоник гетеродина.
Линейный усилитель на микросхеме имеет нормированное выходное сопротивление 50 Ом и для данной схемы включения развивает мощность от 15 до 25 мВт, достаточную для настройки и проверки параметров антенн, не требующую регистрации. Именно такую мощность на выходе имеет высокочастотный генератор Г4 – 176. Для простоты схемы ФНЧ на выходе микросхемы отсутствует, поэтому подавления высших гармоник генератора на выходе ухудшилось на 10 дБ.
Микросхема ADL 5324 предназначена для работы на частотах от 400 МГц до 4-х ГГц, но практика показала, что она вполне работоспособна и на более низких частотах УКВ диапазона.
Питание генераторов осуществляется от литиевого аккумулятора с напряжением до 4,2 вольта. Устройство имеет разъём для внешнего питания и подзарядки аккумулятора и высокочастотный разъём для подключения внешнего счётчика, а самодельный КСВ-метр может служить индикатором уровня.
Генератор диапазона 87.5 – 108 МГц.
Параметры.
Реальная
перестройка частоты составила 75 – 120 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 25 мВт (V
п = 4 В). Выходное сопротивление
R
вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 40 дБ.
Неравномерность в частотном диапазоне 87,5 – 108 МГц менее 2 дБ. Ток
потребления не более 100 мА (V
п
= 4 В).
| Рис. 1. Генератор диапазона 87,5 — 108 МГц. |
| Рис. 2. |
Генератор радиолюбительского диапазона 144 — 146 МГц.
Параметры. Реальная перестройка частоты при этом составила 120 – 170 МГц. Напряжение питания V п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 20 мВт (V п = 4 В). Выходное сопротивление R вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более 100 мА (V п = 4 В).
В генераторе катушка
индуктивности уменьшается до 10 витков (диаметр оправки 4 мм, диаметр провода
0,5 мм). Номиналы конденсаторов ФНЧ уменьшились.
Генератор радиолюбительского диапазона 430 – 440 МГц.
Параметры. Реальный диапазон перестройки при указанных номиналах составил 415 – 500 МГц. Напряжение питания V п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V п = 4 В). Выходное сопротивление R вых = 50 Ом. Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне 430 – 440 МГц менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА (V п = 4 В).
| Фото 6. Конструкция генератора на диапазон 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц. |
Генератор диапазона эфирного цифрового телевидения 480 – 590 МГц.
Параметры.
Реальный диапазон перестройки
при указанных номиналах составил 480 – 590 МГц. Напряжение питания V
п = 3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (V
п = 4 В). Выходное
сопротивление R
вых = 50
Ом. Подавление высших гармоник более 45
дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более
95 мА (V
п = 4 В).
| Рис.3 Генератор диапазона 480 — 490 МГц. Генератор диапазона 415 -500 МГц. Lг = 47 нГн. С3, С4 -5,6 пФ. |
ВЧ генератор
Предлагаемый ВЧ-генератор является попыткой заменить громоздкий промышленный Г4-18А более малогабаритным и надёжным прибором. Обычно при ремонте и налаживании КВ-аппаратуры необходимо «уложить» КВ-диапазоны с помощью LC-контуров, проверить прохождение сигнала по ВЧ- и ПЧ-тракту, настроить отдельные контура в резонанс и т.д. Чувствительность, избирательность, динамический диапазон и другие важные параметры КВ-устройств определяются схемотехническими решениями, так что для домашней лаборатории не обязательно иметь многофункциональный и дорогой ВЧ-генератор. Если генератор имеет достаточно стабильную частоту с «чистой синусоидой», значит, он подходит радиолюбителю. Конечно, считаем, что в арсенал лаборатории также входят частотомер, ВЧ-вольтметр и тестер. К сожалению, большинство испробованных схем ВЧ-генераторов КВ-диапазона выдавало очень искажённую синусоиду, улучшить которую без неоправданного усложнения схемы не удавалось. ВЧ-генератор, собранный по приведённой на рис.1 схеме, зарекомендовал себя очень хорошо (получалась практически чистая синусоида во всём КВ-диапазоне)
В данной конструкции использован конденсатор переменной ёмкости типа КПВ-150 и малогабаритный переключатель диапазонов ПМ (11П1Н). С данным КПЕ (10…150 пФ) и катушками индуктивности L2…L5 перекрывается участок КВ-диапазона 1,7…30 МГц. По ходу работы над конструкцией были добавлены ещё три контура (L1, L6 и L7) на верхний и нижний участки диапазона. В экспериментах с КПЕ ёмкостью до 250 пФ весь КВ-диапазон перекрывался тремя контурами.
ВЧ-генератор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и размерами 50×80 мм. Дорожки и монтажные «пятачки» вырезаны ножом и резаком. Фольга вокруг деталей не удаляется, а используется вместо «земли». На рисунке печатной платы для наглядности эти участки фольги условно не показаны.
Вся конструкция генератора вместе с блоком питания (отдельная плата со стабилизатором напряжения на 9 В по любой схеме) размещена на дюралевом шасси и помещена в металлический корпус подходящих размеров. На переднюю панель выводятся ручка переключателя диапазонов, ручка настройки КПЕ, малогабаритный ВЧ-разъём (50-Омный) и светодиодный индикатор включения в сеть. При необходимости можно установить регулятор выходного уровня (переменный резистор сопротивлением 430…510 Ом) и аттенюатор с дополнительным разъёмом, а также проградуированную шкалу. В качестве каркасов катушек контуров использованы унифицированные секционные каркасы СВ и ДВ диапазонов от устаревших радиоприёмников. Количество витков каждой катушки зависит от ёмкости используемого КПЕ и первоначально берется «с запасом». При налаживании («укладке» диапазонов) генератора часть витков отматывается. Контроль ведётся по частотомеру. Катушка индуктивности L7 имеет ферритовый сердечник М600-3 (НН) Ш2,8х14. Экраны на катушки контуров не устанавливаются. Намоточные данные катушек, границы поддиапазонов и выходные уровни ВЧ-генератора приведены в таблице.
В схеме генератора, кроме указанных транзисторов, можно применить полевые КП303Е(Г), КП307 и биполярные ВЧ-транзисторы BF324, 25С9015, ВС557 и т.д. Конденсатор связи С5 ёмкостью 4,7…6,8 пФ —
типа КМ, КТ, КА с малыми потерями по ВЧ. В качестве КПЕ желательно использовать высококачественные (на шарикоподшипниках). При жёстком монтаже, качественных деталях и прогреве генератора в
течение 10…15 минут можно добиться «ухода» частоты не более 500 Гц в час на частотах 20…30 МГц. Форма сигнала и выходной уровень изготовленного ВЧ генератора проверялись по осциллографу
С1-64А. На заключительном этапе наладки все катушки индуктивности (кроме L1, которая припаяна одним концом к корпусу) закрепляются клеем вблизи переключателя диапазонов и КПЕ.
Широкополосный генератор
Диапазон генерируемых частот-10 гц-100 мгц
Выходное напряжение-50 мв
Напряжение питания-1,5 в
Потребляемый ток-1,6 ма
Печатная плата и лицевая панель
Внешний вид
Простой генератор ВЧ
Для качественного налаживания приемной аппаратуры необходим генератор ВЧ сигналов. На рисунке показана схема такого
генератора, работающего в двух диапазонах 1,6-7 Мгц и 7-30 Мгц. Плавная настройка — трех-секционным переменным конденсатором С1 с воздушным диэлектриком.
Диод Шоттки VD1 служит для стабилизации выходного ВЧ-напряжения в широком диапазоне перестройки частоты.
Максимальное выходное напряжение 4 V, регулируется перемен ым резистором R4.
Катушки L1 и L2 намотаны на ферритовых стержнях 2,8мм и длиной 12 мм из феррита 100НН. L1 — 12 витков ПЭВ 0,12, L2 -48
витков ПЭВ 0,12. Намотка рядовая. Катушка L3 намотана на ферритвом кольце 7 мм, всего 200 витков ПЭВ 0,12 внавал.
КВ
генератор
Состоящем из 3.5 деталей и выдающем несколько ватт мощности на частоте в 400-500 мегагерц, достаточных для того, чтобы засвечивать газоразрядные приборы типа неонок, слегка обжигать пальцы и сообщать о себе частотомерам.
При наличии правильных транзисторов, понимания методик составления ВЧ плат и некотором везении можно значительно усилить эту конструкцию, подняв мощность до 40-50 ватт на той же частоте.
Транзисторы, которые работают на таких частотах и мощностях, уже значительно отличаются от привычных многим читателям моего скромного блога трёхногих TO-247, TO-220, и других корпусов, равно как и от «кирпичей». Форма их корпусирования в значительной степени диктуется поведением сигналов на высоких частотах. Обычно это квадрат или прямоугольник, характерного белого оттенка, с расположенными с двух или четырёх сторон позолоченными выводами довольно внушительной толщины. Стоят эти транзисторы также значительно дороже силовых инверторных, причём цена растёт пропорционально как мощности, так и частоте, и может доходить до сотен долларов за штуку и выше.
Для данной конструкции ВЧ транзистор с маркировкой MRF 6522- 70 был аккуратно выпаян из демонтированной платы GSM базовой станции. Как нетрудно заметить по даташиту, он может выдавать до 70 ватт на частоте в 900 мегагерц. Однако, для ввода его в такой режим необходимо довольно тщательно спроектировать плату — все эти характерные для высоких частот изгибы дорожек, гальванически никуда не подключенные куски фольги и прочие странные выверты, кажущиеся не особо осмысленными, но на деле влияющие на поведение сигнала, здесь уже совершенно необходимы. А на меньших мощностях и частотах на них можно забить и сделать плату банальным методом гравировки прорезей.
Принципиальных отличий конструкции от упоминавшегося выше нет. Разве что, в качестве резонатора взяты две медные полосы, определённой длины и размеров (расстояние между ними, их ширина и длина определяют L и С резонансного автогенераторного контура — они сами себе и индуктивность, и ёмкость).
Генератор потребляет по входу 18 вольт с током до 4 ампер, и довольно ощутимо разогревает радиатор. Принудительное охлаждение является совершенно необходимым для его работы, учитывая КПД в 50-60%. Кроме радиатора, довольно неплохо нагреваются пальцы, если поднести их поближе к медному резонатору. Принцип нагрева здесь тот же, что у продуктов в микроволновке (что убедительно опровергает бредни про резонансные явления в молекулах воды, которые якобы происходят на её рабочей частоте). Если поджечь факел на конце резонатора, то он успешно удерживается там продолжительное время — маленький светящийся шарик плазмы с размытыми краями, диаметром в 3-5 миллиметров.
Схема генератора прилагается:
Но самое интересное, ради чего я вообще начал всё это рассказывать, это явления, происходящие с разреженными газами на таких частотах. Поведение плазменного жгута начинает резко отличаться от стандартных изгибов, характерных для частот в десятки и сотни килогерц, использовавшиеся мною ранее (при работе с качером и т. д.). Довольно долго описывать при помощи текста все различия, достаточно просто посмотреть галерею изображений и приложенные видео. Наиболее интересным образом себя ведут, конечно, ксенон, криптон и их смеси с добавками. Поразительные сочетания оттенков, форм и движений создают ощущение, что в бутылке или колбе живое существо, приехавшее к нам прямиком из мифологии Лавкрафта или из чего-то подобного. Щупальца, присоски, резкие и в то же время плавные движения, зеленовато-призрачные оттенки как будто бы живая иллюстрация к рассказам о Ктулху и других жителях глубин.
Все четыре видео крайне заслуживают просмотра. Очень рекомендую.
Предлагаемый генератор работает в диапазоне частот от 26560 кГц до 27620 кГц и предназначен для настройки СВ-аппаратуры. Напряжение сигнала с » Вых. 1 » составляет 0,05 В на нагрузке 50 Ом. Имеется и «Вых.2». к которому можно подключать частотомер при налаживании приемников. В генераторе предусмотрена возможность получения частотно-модулированных колебаний. Для этого служит «Вх. мод.», на который подается низ-кочастотный сигнал с внешнего генератора звуковой частоты. Питание генератора производится от стабилизированного источника +12 В.потребляемый ток не превышает 20 мА. Задающий генератор выполнен на полевых транзисторах VT1. VT2. включенных по схеме «общий исток — общий затвор».
Генератор, собранный по такой схеме, хорошо работает на частотах от 1 до 100 МГц. потому что в нем применены полевые транзисторы с граничной частотой >100 МГц. Согласно проведенным исследованиям . этот генератор имеет кратковременную нестабильность частоты (за 10 с) лучшую, чем генераторы, выполненные по схемам емкостной и индуктивной трехточки. Уход частоты генератора за каждые 30 мин работы после двухчасового прогрева, а также уровни второй и третьей гармоник меньше, чем у генераторов, выполненных по схеме трехточки. Положительная обратная связь в генераторе осуществляется конденсатором С10. В цепь затвора VT1 включен колебательный контур С5…С8. L1. определяющий частоту генерации схемы. Через небольшую емкость С9 к контуру подключена варикапная матрица VD1. Подавая на нее низкочастотный сигнал, изменяем ее емкость и тем самым осуществляем частотную модуляцию генератора. Питание генератора дополнительно стабилизируется VD2. Высокочастотный сигнал снимается с резистора R6. включенного в истоковые цепи транзисторов. К генератору через конденсатор С 11 подключен широкополосный эмиттерный повторитель на VT3 и VT4. Преимущества такого повторителя приведены в . К его выходу через конденсатор С 15 подключен делитель напряжения (R14.R15). Выходное сопротивление по «Вых.1» равно 50 Ом. поэтому с помощью коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом к нему можно подключить схему с входным сопротивлением 50 Ом. например ВЧ-аттенюатор. опубликованный в [З]. К выходу эмиттерного повторителя подключен истоковый повторитель на VT5. Это позволило полностью исключить взаимное влияние нагрузок. подключенных к «Вых.1» и «Вых.2».
Детали. Конденсаторы Сб…С 10 — типа КТ6. Остальные конденсаторы: керамические — типа К10-7В. К10-17. электролитические — типа К50-35. Катушка L1 намотана на керамическом ребристом каркасе (размер по ребрам — 15 мм) посеребренным проводом диаметром 1 мм с шагом 2 мм. Количество витков — 6.75. Намотка производится нагретым проводом с «натягом». Дроссель L2 — от черно-белых ламповых телевизоров (можно использовать и другие) индуктивностью от 100 до ЗООмкГн. Резисторы — типа МЛТ-0.125. Полевые транзисторы можно применить любые из серии КПЗОЗ. еще лучше — из серии КП307. Высокочастотные разъемы Х1…ХЗ — типа СР50-73ФВ. Транзистор VT3 — любой высокочастотный прп-типа. VT4 — высокочастотный рпр-типа.
Литература
1. Котиенко Д.. Туркин Н. LC-генератор на полевых транзисторах. — Радио. 1990. N5. с.59.
2. Широкополосный повторитель напряжения. — Радио. 1981. N4. с.61.
3. ВЧ аттенюатор. — Радиолюбитель. KB и УКВ. 1996. N10. с.36.
4. Мухин В. Нестандартное поведение катушек индуктивности при нагревании. — Радиолюбитель. 1996. N9. с.13. 14.
5. Маслов Е. Расчет колебательного контура для растянутой настройки. — Радиолюбитель, 1995. N6. с. 14-16.
ВЧ-генератор сигналов с частотомером — RadioRadar
В журнале «Радио», 1997, № 6 на с. 48 и 49 было опубликовано в рубрике «За рубежом» описание «Простого широкополосного генератора сигналов ВЧ», которое меня заинтересовало. Собранный по схеме из этой статьи генератор работал без замечаний, поддерживая определённый уровень сигнала на выходе почти независимо от частоты. Чтобы превратить изготовленную плату в полноценный сигнал-генератор, нужно было поместить её в корпус и проградуировать шкалу переменного конденсатора, но руки до этого не дошли. Кроме того, очень трудно оказалось точно устанавливать необходимую частоту без частотомера.
Когда в продаже появились недорогие цифровые частотомеры, предназначенные для встраивания в различную аппаратуру, я решил объединить такой частотомер с уже готовым генератором. Кроме того, расширил возможности этого генератора, предусмотрев в нём амплитудную и частотную модуляцию выходного сигнала.
Схема прибора изображена на рис. 1. В качестве основного органа установки частоты в нём применён переменный конденсатор C1 с твёрдым диэлектриком от переносного приёмника. Дополнение его варикапом VD1 позволило осуществить плавную подстройку частоты и частотную модуляцию. Для повышения предельной генерируемой частоты предусмотрено отключение переменного конденсатора C1 выключателем SA1. При этом остаётся возможной перестройка генератора варикапом VD1.
Рис. 1. Схема прибора
Генератор модулирующего НЧ-сигнала собран на транзисторах VT5 и VT7. Его сигнал частотой 1 кГц через делитель напряжения из резисторов R3, R4 и конденсатор C3 поступает на переключатель SA3. В положении переключателя «ЧМ» модулирующий сигнал подан на варикап VD1, а в положении «АМ» — на затвор полевого транзистора VT4 через резисторы R11 и R17. Девиацию частоты в режиме ЧМ или глубину АМ регулируют переменным резистором R4.
Если вставить в гнездо XS1 штекер внешнего источника модулирующего сигнала, контакты этого гнезда разорвут цепь подачи сигнала внутреннего генератора НЧ и генератор ВЧ будет модулирован внешним сигналом. Если этот сигнал имеет пилообразную форму, то в режиме ЧМ генерируется ВЧ-сигнал качающейся частоты, который можно использовать для проверки и настройки полосовых фильтров.
Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS (рис. 2). Он был приобретён в интернет-магазине. Его описание можно найти по адресу http://www.zL2pd. com/files/PLJ-8LED_Manual_ Translation_EN.pdf (30.10.17). Переключатель SA4 позволяет подключить вход частотомера к выходу генератора для измерения частоты его сигнала или к разъёму XW1, чтобы измерять частоту любого внешнего сигнала, поданного на этот разъём.
Рис. 2. Частотомер P1 — PLJ-8LED-RS
Переменным резистором R24 регулируют амплитуду ВЧ-сигнала на выходе генератора, но поскольку этот резистор находится под потенциалом плюсовой линии питания, сигнал подан с него на разъём XW2 через конденсаторы C13 и C18.
Генератор, частотомер и блок сетевого питания удалось уместить в общий корпус размерами 200х100х х40 мм. Расположение в нём плат и других деталей показано на рис. 3. В качестве источника постоянного напряжения 12 В можно использовать любой сетевой блок питания на это напряжение и ток не менее 0,3 А. Я применил готовую плату от ИБП. Различные готовые блоки питания можно использовать и отдельно, не помещая их в корпус генератора, и этим уменьшить размеры прибора.
Рис. 3. Расположение плат и других деталей в корпусе прибора
В генераторе ВЧ желательно использовать керамические конденсаторы с малым ТКЕ. Переключатели SA1, SA3, SA4 — движковые ПД9-1, подойдут и другие малогабаритные переключатели на два положения. Переключатель SA1 желательно установить поблизости от конденсатора C1. Переключатель поддиапазонов SA2 — SK 1P3T либо другой движковый или галетный на три положения.
Катушка L1 — 62 витка, L2 — 15 витков, L3 — 5 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,2…0,3 мм. Катушки L1 и L2 намотаны на каркасах, демонтированных с платы старой автомагнитолы. Каркас катушки L3 — пластмассовый диаметром 7 мм. Все они имеют ферромагнитные подстроечники. Варикап VD1 и конденсатор C2 постарайтесь разместить рядом с катушкой L3.
Переменный резистор R8 должен быть многооборотным, а R24 не должен быть проволочным. Гнездо XS1 — под аудиоштекер диаметром 3,5 мм, оснащённое внутренним выключателем. Разъёмы XW1 и XW2 — байонетные BNC или СР50-73Ф.
Все детали прибора размещены на листе фольгированного стеклотекстолита размерами 200×100 мм, который служит и лицевой панелью прибора (рис. 4).
Рис. 4. Лицевая панель прибора
Правильно собранный генератор начинает работать сразу. Однако его частотные поддиапазоны требуют «укладки». При этом возможно потребуется подбирать число витков катушек.
При переключателе SA2 в положении «1», максимальной ёмкости переменного конденсатора C1 и движке переменного резистора R8 в верхнем по схеме положении генерируемая частота должна быть около 400 кГц. Этого следует добиться, вращая под-строечник катушки L1. Если установить нужную частоту с помощью подстроеч-ника не удаётся, придётся менять число витков этой катушки. Увеличение их числа понизит частоту, а при его уменьшении она возрастёт. Получив нужную минимальную частоту, переведите ротор переменного конденсатора C1 в положение минимальной ёмкости, а напряжение управления варикапом VD1 сделайте максимальным, переведя движок переменного резистора R8 в нижнее положение. Прочитайте на табло частотомера значение верхней частоты первого поддиапазона.
Далее переведите переключатель SA2 в положение «2» и вновь установите максимальную ёмкость переменного конденсатора C1 и минимальное напряжение на варикапе VD1. Подстро-ечником катушки L2 и подбором числа её витков добейтесь, чтобы генерируемая частота стала равной уже известной верхней частоте первого поддиапазона. При минимальной ёмкости пере-менного конденсатора и максимальном напряжении на варикапе измерьте максимальную частоту второго поддиапазона. Аналогичным образом, переведя переключатель SA2 в третье положение, «уложите», изменяя индуктивность катушки L3, и третий, самый высокочастотный поддиапазон. Ещё боль-шую частоту генерации в этом поддиапазоне можно получить, отключив выключателем SA1 переменный конденсатор C1 и пользуясь для перестройки генератора только переменным резистором R8. В своём генераторе я добился перекрытия диапазона 400 кГц…150 МГц без разрывов.
Автор: А. Чех, г. Москва
|
КАТЕГОРИИ СХЕМ СПРАВОЧНИК ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ |
|
САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ ТЕГИ |
DIY RF-генератор сигналов — доктор Скотт М. Бейкер
ВЧ-генератор с осциллографом
Некоторые проекты просты. Это не был один из тех проектов.
Это началось, когда я прочитал статью в июньском номере журнала Nuts and Volts за 2014 год. Это казалось отличной идеей — вместо того, чтобы тратить сто пятьдесят долларов на генератор радиосигналов для настройки моих радиоприемников, я мог бы просто построить его и кое-чему научиться в процессе.
Я не собираюсь предоставлять полную схему радиочастотного генератора, который я построил, потому что это нарушит права собственности Nuts and Volts и автора статьи.Я покажу несколько фрагментов некоторых модификаций, которые я сделал, но если вы хотите увидеть весь дизайн или понять, как все это работает, я рекомендую вам купить журнал. Если я правильно помню, покупка подписки дает вам электронный доступ к предыдущим выпускам. За эти годы у меня появилось несколько хороших идей от Nuts & Volts, там есть хорошее вдохновение.
Модификация конструкции— ОУ с однополярным питанием
В ВЧ-генераторе автора использовалось несколько трансформаторов для подачи различных напряжений.Корпус, который у меня был, был немного мал, и я решил попробовать переделать схему, чтобы использовать только один трансформатор 24 В переменного тока с центральным отводом.
Первое изменение, которое я сделал, заключалось в использовании обычного катодного варакторного диода вместо обычного анодного варакторного диода. В то время как автору статьи в N&V требовалось использовать отрицательное напряжение для управления своим ГУН, я мог обойтись положительным напряжением для управления моим. Я остановился на варакторном диоде MACOM 4ST079CK-287T, в основном потому, что какой-то парень продавал их на ebay, 15 из них по 10 долларов.Напротив, SMV1404-09, используемый в статье N&V, сделан из унобтаниума. Насколько я могу судить, их не существует (хотя я думаю, что у автора все еще есть запасы).
Поиск в таблице данных MA4ST079CK-287T показывает параметры. Емкость диода варьируется от 87,4 пФ при 1 В до 11,8 пФ при 8 В. Кажется, я могу добиться чуть большей производительности при напряжении ниже одного и выше восьми вольт.
Хорошо, поэтому использование общего катодного диода позволяет нам подавать на наш ГУН положительное напряжение.Это устраняет одну из потребностей в поставке с двумя направляющими. Другая потребность заключалась в буферизации сигнала амплитудной модуляции (AM). Когда я начал этот проект, я мало знал об операционных усилителях и развязке по переменному току. Я знал, что мой AM-сигнал может изменяться от -0,7 В до +0,7 В, и я подумал, что вы хотите усилить сигнал, который может стать отрицательным, тогда вам понадобится операционный усилитель, который может стать отрицательным. Не так! Достаточно использовать делитель напряжения, чтобы поднять сигнал переменного тока до диапазона, с которым может справиться операционный усилитель с однополярным питанием. Позвольте мне проиллюстрировать схематическим фрагментом:
Секция модуляции AM
Модификация, которую я сделал, — это добавление R7, R8 и C8.AM-сигнал поступает на JP5 и соединяется по переменному току с помощью C4. Он ограничен диодами D1 и D2 примерно до 1,4 Vpp. C8 AC снова соединяет сигнал, и делитель напряжения R7 и R8 подтягивает сигнал примерно до 6 В. Мой операционный усилитель TLC272 питается от 12 В, так что 6 В находится в центре рабочего диапазона. Затем сигнал снова подключается по переменному току через C5.
Итак, что делает эта муфта переменного тока? Конденсатор связи переменного тока пропускает сигнал переменного тока, но блокирует составляющую постоянного тока. Итак, допустим, у нас есть синусоидальная волна с размахом 1 вольт, которая идет от -0.От 5 В до +0,5 В. Мы пропускаем это через конденсатор связи переменного тока на делитель напряжения R7 / R8. У нас все еще есть сигнал переменного тока, который составляет 1 вольт от пика до пика, но вместо того, чтобы идти от -0,5 В до + 0,5 В, теперь он изменяется с + 5,5 В до + 6,5 В. Идеально! Это устраняет необходимость в двухканальном операционном усилителе. Мы можем запитать наш TLC272 от одного источника питания 12 В.
Есть изменение, не показанное на схеме выше — мне пришлось добавить резистор 100 Ом непосредственно перед последним развязывающим конденсатором C5. В противном случае TLC272 стал слишком нестабильным.
Я пробовал использовать в этой схеме множество операционных усилителей. LM358N показался довольно шумным. TL072 неплохо работает как операционный усилитель с двумя шинами, но не работает как операционный усилитель с однополярным питанием. TLC272 был победителем, поскольку он был менее шумным, чем LM358N, но предлагал дизайн с однополярным питанием, который может работать практически на всех уровнях. У меня есть заказанные TLC2272, которые должны быть даже лучше.
Конструктивное изменение — Блок питания
Теперь, когда мы можем обойтись операционным усилителем с одним источником, я смог значительно изменить конструкцию источника питания:
блок питания — 24В, 12В, 5В
Как видите, с блоком питания нет ничего особенного — это обычные регуляторы 78xx.Мне удалось управлять всем этим от одного трансформатора с центральным ответвлением на 24 В переменного тока. Причина, по которой есть два источника питания 12 В, заключается в том, что я хотел один чистый источник для операционного усилителя и отдельный источник для модуля частотомера.
Поиск компонентов
Для этого проекта требовалось множество компонентов, которых у меня не было.
- Катушки индуктивности. Вам понадобится много индукторов для переключателя основного диапазона. В итоге я использовал 4,7 мГн, 2,2 мГн, 1 мГн, 680 мкГн, 150 мкГн, 47 мкГн, 10 мкГн, 2,2 мкГн и 330 нГн. Первые 8 из них поступили от одного продавца ebay в Китае.Я заказал «Индуктор колеса цвета 20value 200pcs 0410 DIP» за девять баксов. Да, именно 200 катушек индуктивности за 9 баксов. Это была неплохая сделка, и остался миллион катушек индуктивности. катушка индуктивности 330 нГн пришла от digikey 70F337AP-RC-ND.
- Селекторный переключатель. Вам понадобится селекторный переключатель с минимум 10 ступенями. Они обычно доступны в версиях 3, 4, 6 и 12. В итоге я выбрал «ALPS 2-Wafer 2-Pole 12-Position Cycling Rotary Switch» от ebay. Jameco также продает 12-позиционный поворотный переключатель, хотя он только однополюсный, и автор призвал к двухполюсному.
- Микросхема VCO MC1648. Нашел их на ebay.
- Ферритовые бусины. Я заказал их с ebay, но это оказалось глупо с моей стороны. Автор назвал конкретные номера деталей, которые вы можете получить от digikey. Я все равно заказал их, так как ферритовые бусины ebay неизвестного состава странного размера оказались бесполезными.
- ГАЛИ-55 усилитель. Я купил десять таких на ebay примерно за двенадцать долларов. Mini-circuit (производитель) также любезно прислал мне четыре бесплатных образца.Вам нужен только один, но из-за своей некомпетентности я в значительной степени преуспел в их уничтожении.
- Резисторы на 2 Вт для смещения GALI. Автор требует резистора мощностью 2 Вт на 392 Ом. Я попробовал это, и стало очень жарко. Я закончил тем, что вместо этого подключил два резистора 840 Ом параллельно. Это немного не соответствует спецификации и немного снизит мощность GALI, но я обнаружил, что это сработало.
- Светодиодный индикатор частоты. Я купил «Blue-0-1-60MHz-20MHz-2-4GHz-RF-Signal-Frequency Counter-Cymometer-Tester» на ebay.Это обошлось мне примерно в 10 долларов плюс доставка.
Вам также понадобится много маленьких конденсаторов — 1 мкФ, 0,1 мкФ, 0,047 мкФ и т. Д. Я предлагаю приобрести их на ebay в ассортименте. Выбирайте монолитные конденсаторы. Примерно за десять долларов вы получите достаточно конденсаторов, чтобы прослужить долго. Вам понадобятся другие мелочи, например резисторы. Вам также понадобятся регуляторы напряжения (7805, 7812, 7824). Вам понадобится 10K линейных горшков. Я предполагаю, что каждый, кто способен построить ВЧ-генератор, способен найти обычные резисторы и конденсаторы.
Имейте в виду, что доставка запчастей из Китая займет некоторое время, поэтому заказывайте их заранее и заказывайте дополнительные принадлежности на случай, если вы что-то сломаете.
Проектирование печатных плат
Мне нравится разрабатывать печатные платы, даже если я новичок, использующий роутер Eagle. Вот и выложил такой дизайн:
Печатная плата генератора ВЧ, первая редакция
Печатная плата оказалась очень плохой, пример того, чего нельзя делать. В частности, обратите внимание на длинные тонкие дорожки в выходной секции RF с левой стороны.Острые прямые углы. След в никуда, когда не установлен дополнительный резистор R13. Когда мы перейдем к разделу «Проблемы», мы поговорим о том, почему они были плохими.
Проблема №1 — регуляторы напряжения работали неправильно
В конструкции используются две потенциометры для грубой и точной настройки напряжения. Мой ВЧ-генератор был действительно странным — я мог регулировать частоту примерно до 80 МГц, а затем ручка начала очень быстро менять частоту. Ну, вы помните, как я сказал выше, что вам нужны «линейные горшки 10K»? Как вы уже догадались, мне удалось вместо этого запаять логарифмические звуковые горшки 10K.Я даже не знаю, откуда они взялись; Я мог бы поклясться, что никогда не покупал аудио-горшки. К счастью, у меня также было несколько линейных горшков, и это было несложно.
Проблема №2 — нет выигрыша
В моем первом видео я прихожу к выводу, что все очень хорошо, потому что внешний частотомер показал ожидаемые радиочастотные частоты. Ну, не все было круто. Напротив, все было совершенно напортачено.
Оказывается, усиления от усилителя ГАЛИ-55 вообще не было.Я получал только несколько сотен милливольт на выходном разъеме RF. Проверяя схему, он даже загружал сигнал с транзистора, который его питал. Каким-то образом этот ГАЛИ был поврежден. В блоге есть отдельный пост, в котором подробно рассказывается о моем разочаровании по поводу усилителя GALI-55, в основном потому, что я не знал, что, черт возьми, я делал, когда дело доходило до создания ВЧ схем.
Короче говоря, мы (я заручился помощью автора статьи N&V) думали, что моя плохая компоновка печатной платы вызвала паразитные колебания в GALI-55.Этот чип способен генерировать колебания в диапазоне гигагерц, а мой осциллограф хорош только до сотни мегагерц. Если бы он действительно начал улавливать гигагерцовые колебания, я бы никогда не смог их увидеть, но они испортили бы мой коэффициент усиления. В итоге я решил вырезать все дорожки на печатной плате, которые вели к GALI, и припаять выводы конденсатора непосредственно к GALI.
Переделал RF PCB:
Печатная плата РФ, ревизия 2
Как видите, я сдвинул выходные компоненты RF намного ближе друг к другу.Я добавил дополнительную плоскость заземления наверху. Я добавил больше шунтирующих и разделительных конденсаторов. Это по-прежнему не работало ни черта. Вот фото, показывающее, как я припаял колпачки прямо к GALI-55:
.Печатная плата РФ с припаянными к GALI-55 заглушками
Вы также можете увидеть множество байпасных заглушек, припаянных непосредственно к резистору смещения. Это была одна из моих многочисленных попыток утихомирить вмешательство.
Проблема №3 — перепутался импеданс
Автор хорошо написал о ступенчатом аттенюаторе, который вы можете построить.Я решил, что это не подходит в моем случае, поэтому я просто использовал горшок. Автор использовал горшок (в дополнение к своему аттенюатору), так что, конечно, я мог просто взять любой старый горшок и использовать его. Мой аттенюатор состоял из потенциометра на 500 Ом.
Что происходит, когда вы это делаете, вы портите импеданс линии передачи до осциллографа. Это вызывает отражение РЧ-энергии и приводит к дополнительным отраженным волнам на выходе. Я не был полностью идиотом в этом отношении, я знал, что это произошло, но привлекательность использования 0 долларов.79 горшок из ящика для мусора вместо того, чтобы построить какой-то сложный аттенюатор, стоил риска. Я вырезал горшок из схемы и вместо этого подключил выход RF напрямую к разъему BNC.
У меня есть ступенчатый аттенюатор 0-10 дБ, заказанный на ebay. Это будет моим «прекрасным» контролем РЧ. Я планирую установить его вместе с тумблером на 20 дБ. Это даст мне аттенюацию 0–10 или 20–30 дБ. Ступенчатый аттенюатор на заказ на ebay стоил 30 долларов. Будем надеяться, что он хороший, и надеяться, что он подходит.
Проблема №4 — изменение частоты в диапазоне от 80 МГц до 100 МГц.
ВЧ-генератор был великолепен, пока я не увеличил частоту примерно до 80 МГц, а затем начали происходить всякие странные чуши. Сначала это была одна волна расходящейся частоты. Потом были всевозможные дополнительные паразитные волны. На этом диапазоне выход был бесполезен. И снова автор N&V дал мне несколько советов. Он указал на проблему с землей, в частности, в районе селекторного переключателя RF.
Селекторный переключатель, который я использовал, состоит из множества металлических деталей.«Носик» переключателя металлический, как и пластина на его задней стороне. Переключатель был установлен на алюминиевой передней панели, и эта передняя панель проводила шум прямо в узел переключателя. Решение оказалось двояким:
- Заземлите сам переключатель. Я припаял заземляющий провод к металлической задней панели переключателя. Роберт предложил использовать конденсатор емкостью 0,001 мкФ. Я пробовал разные конденсаторы, но в итоге просто подключил корпус переключателя к земле.
- Очень хорошо заземлите корпус.Когда я впервые начал этот проект, я совершил ошибку, попытавшись изолировать корпус от цепи, используя изолированные ВЧ разъемы, изолированные стойки и т. Д. Мой корпус был полностью изолирован от заземления цепи. В то время это казалось отличной идеей, но я думаю, что на самом деле корпус служил отличной антенной и проводил шум прямо в селекторный переключатель RF. Чтобы успокоить его, я заменил изолированный ВЧ-разъем на неизолированный и добавил к корпусу заземляющие провода от платы питания, операционного усилителя и ВЧ-плат.
Проблема №5 — при закрытии крышки ВЧ-генератор сходит с ума
Я думал, у меня все заработало. Затем я пошел устанавливать крышку, и все формы сигналов ниже 10 МГц получили всевозможные неприятные искажения. Простое сгибание крышки или перемещение ее вперед и назад может существенно повлиять на форму волны. Дерьмо. Простое движение рукой внутри футляра может вызвать искажения. Я подумал, что буду заземлять крышку, и поэтому проблем не возникнет.Нет уж.
Проблема здесь оказалась в радиочастотных помехах, опять же из-за моего отсутствия опыта работы с радиочастотными схемами. Я был достаточно умен, чтобы использовать коаксиальный кабель для своих ВЧ-кабелей, но я принял решение использовать заголовки 0,100 пин / сокет, так как я знаком с ними из моих цифровых проектов. Они упрощают подключение и отключение плат. Ну * да *, есть причина, по которой люди используют экранированные коаксиальные разъемы. Этот маленький 0,100-контактный разъем и 0,100-контактный разъем делают отличную антенну для радиовещания. Радиочастотная энергия выстреливает из него, отскакивает от стенок корпуса, отражается обратно в генераторы и т. Д.Это беспорядок.
В итоге я экранировал свой заголовок 0,100, обмотав его лентой из медной фольги и прикрепив эту фольгу к оплетке коаксиального кабеля. Это принесло мне около 80% при подавлении помех.
Остальные 20% ремонта пришлось на добавление радиочастотного экрана прямо над печатной платой. В итоге я использовал олово и еще немного медной ленты. Теперь я могу накрыть ВЧ-генератор крышкой, чтобы он не сходил с ума.
Генератор радиочастотных сигналов 150 МГц для испытательного стенда
Когда наш интерес к электронике пробуждается, наш инвентарь начинает расти — сначала знания, полученные с помощью книг и избранных статей, затем небольшой перечень деталей и несколько единиц основного испытательного оборудования.Обычно мы начинаем с простого цифрового мультиметра и какого-то источника питания. Со временем мы накапливаем изрядное количество базового оборудования. Однако ни один испытательный стенд не будет полным, пока на нем не будет источника радиочастотного сигнала какого-либо типа. То, что я представлю здесь, — это милый маленький универсальный генератор ВЧ-сигналов, который не займет много места на стенде, заполнит этот недостающий пробел и может быть построен довольно дешево.
Позвольте мне начать с краткого обзора того, что там есть. Генераторы сигналов бывают самых разных видов.Начиная с самого верхнего конца будет генератор, который колеблется только на одной частоте, которая является чрезвычайно точной, например, которую может использовать NIST (Национальный институт стандартов). Это основные стандарты частоты и временные базы, на которые ссылаются все остальные частоты. Они обладают невероятной точностью и могут стоить более 100 000 долларов. Следующими на очереди будут генераторы очень высокого класса с супер-характеристиками точности и стабильности, а также с любым доступным типом модуляции. Сегодня эти моды могут быть довольно сложными.Затем мы переходим к генераторам среднего уровня, которые, хотя и имеют отличные характеристики, будут в большей степени ориентированы на конкретные приложения (ограниченные диапазоны частот и т. Д.), А не на «универсальные». Многие из них работают медленно из-за программирования и множества кнопок. Как только вы выберете выбранную частоту, они будут работать отлично, но могут стоить от 1000 до 10 000 долларов.
Одна корпорация, в которой я работал, использовала очень сложный микроволновый генератор, который имел отличные характеристики и множество функций, и — хотя с ним можно было выполнить практически любой тест, связанный с частотой — также было медленно добраться до каждой конкретной точки интереса.Руководство пользователя было толщиной 3 дюйма, и, вероятно, потребуется год, чтобы полностью освоить этот генератор. Еще одна вещь заключалась в том, что, как сообщается, он продавался по цене 38000 долларов.
В самом низу кучи находится генератор общего назначения, который может работать от 200 долларов и выше. Они в основном предназначены для обслуживания потребительских товаров и некритических проектных работ. Хотя им не хватает функций и качества генераторов более высокого класса, у них есть несколько очевидных преимуществ: простота использования, скорость работы во всем диапазоне их выходных сигналов, плюс (самое большое достоинство) очень низкая стоимость.Здесь нет набора кнопок или программирования. Просто нажмите переключатель, поверните ручку и быстро доберитесь туда, куда хотите. Их предполагаемый рынок ориентирован на операторов радиолюбителей, любителей или людей, которые любят возиться с электроникой, которые будут такими же людьми, как мы. Попробовав несколько коммерческих генераторов общего назначения на протяжении многих лет, я почувствовал, что можно добиться лучшей производительности, что подготовило почву для разработки одного с нуля. Эти генераторы оценивались в диапазоне от 180 до 250 долларов.
Тот, который я представляю в этой статье, будет иметь превосходную производительность во всех спецификациях и (при условии, что у сборщика умеренный набор компонентов) может быть построен примерно за 50 долларов.Сюда не входит коммерческое жилье, которое стоит как минимум 75 долларов и выше. Как я объясню позже в этой статье, существует процедура создания вашего собственного.
Теория работы
Сердцем этого устройства является радиочастотная дека. Если вы читали мою статью в выпуске за декабрь 2013 года ( 180 МГц Sweep Generator ), вы увидите здесь очень похожую конструкцию. В этой статье я довольно подробно рассмотрел теорию этого раздела, поэтому сейчас не буду на этом останавливаться. Я использовал этот стиль в семи или восьми различных конструкциях на протяжении многих лет, от простых одночастотных генераторов до сложных синтезаторов с фазовой синхронизацией, и он всегда был надежным исполнителем.
Начнем с Рис. 1 и обратимся к нему. Радиочастотная дека основана на чудесном чипе, разработанном Motorola в начале 70-х. (На самом деле настолько популярна, что ее производят до сих пор — почти 40 лет спустя!) ИС представляет собой микропроцессор MC1648. Однако текущие версии имеют форму SMD и называются MC100EL 1648, но все еще доступны в версии DIP. Этот чип является членом семейства ECL (эмиттерно-связанной логики) и в основном представляет собой схему высокоскоростного LC-генератора. Он может охватывать широкий диапазон частот от СЧ, ВЧ и до ОВЧ-диапазонов радиочастотного спектра.Он прост в использовании и имеет встроенную АРУ (автоматическая регулировка усиления), которая может быть адаптирована к вашим конкретным потребностям.
РИСУНОК 1.
В этой конструкции различные резисторы (R13-R16) включаются при переключении полос частот. Импеданс контура резервуара будет изменяться в огромном диапазоне, когда значение настройки фиксированной емкости используется для всех диапазонов, но за счет подстройки смещения АРУ для каждого диапазона он отлично справится с поддержанием выровненного выходного сигнала амплитуды из контура резервуара.Он также имеет усилитель выходного буфера, который я использую нетрадиционным способом для внешнего счетчика.
Цепь LC-резервуара состоит из переключаемых катушек индуктивности L1-L8 и емкости варакторных диодов VD1 и VD2 (которые фактически представляют собой два диода в одном корпусе). Варакторные диоды демонстрируют изменяющуюся емкость PN-перехода с изменяющимся постоянным отрицательным напряжением смещения на этом переходе. Серия SMV 1404 относится к типу Hyper-Abrubt и имеет самый высокий коэффициент Tr (коэффициент настройки) по отношению к напряжению смещения и линейность среди всех различных стилей варакторов.У них есть Tr 16: 1 или выше и диапазон настройки в одну октаву, что дает превосходную линейность.
На мой взгляд, серия варакторов 1404 — лучший варактор, когда-либо созданный для подобных проектов, поскольку они охватывают диапазоны частот от СЧ до УКВ. Как назло, их также труднее всего достать.
Вместо того, чтобы брать выходной сигнал с обычного порта усилителя, который может быть несколько искажен, я решил взять его прямо из подключенной схемы резервуара LC, которая имеет очень чистую форму волны, тем самым сохранив порт усилителя для операции внешнего счета.Создавая его таким образом, он требует значительной буферизации от высокоомной цепи резервуара до 50-омного входа конечного усилителя MMIC (монолитная микроволновая интегральная схема). Это работа Q1, Q2 и Q3. Все это каскадные эмиттерные повторители, начинающиеся с Q1, который имеет очень низкую входную емкость.
Поскольку высокочастотные повторители с индуктивным элементом в их базовой цепи иногда могут быть непредсказуемыми и вызывать колебания, к базовому входу был последовательно добавлен «стопорный резистор» R2.Это приводит к снижению «Q» паразитных элементов этой области и гарантирует отсутствие каких-либо паразитных колебаний. Q2 добавляет еще больше буферизации, а Q3 настроен для управления конечным усилителем (MMIC 1). С добавлением R9 это дает хорошее согласование импеданса 50 Ом, которое здесь требуется.
Усилитель MMIC относится к семейству микросхем, известных как блоки усиления. Их входное и выходное сопротивление всегда составляет 50 Ом, и они имеют фиксированное усиление без возможности управления этой функцией, кроме добавления аттенюаторов для регулировки входного или выходного уровня.Этот конкретный имеет усиление 20 дБ (напряжение X10) и очень плоский от постоянного тока до диапазона ГГц. Недостаток отсутствия внутреннего регулятора усиления полностью затмевается их исключительной простотой: просто припаяйте его и вперед!
FB1 и FB2 представляют собой ферритовые бусины, которые «поглощают» любые высокочастотные компоненты на этих выводах, поскольку мы хотим, чтобы эти провода были очень тихими. Усилитель GALI-55 хочет видеть постоянный ток 50 мА, а не постоянное напряжение (примерно 4,5 В постоянного тока). Вам может быть интересно, почему я спроектировал его источник питания так, как он показан, что совершенно неэффективно для подачи 50 мА на низковольтное устройство.Все это связано с соотношением пропускной способности, а не просто с пропускной способностью.
Если бы я проектировал генератор, скажем, на выходную частоту от 1 ГГц до 1,15 ГГц, для этого все равно потребовалась бы полоса пропускания 150 МГц. Однако тогда я мог бы использовать один ВЧ-дроссель для нагрузки, и он оставался бы относительно постоянным при этом соотношении изменений. Для питания MMIC при токе 50 мА потребуется всего пять вольт из-за очень низкого падения постоянного тока в этом дросселе. Несмотря на то, что я покрываю ту же полосу пропускания с помощью представленного генератора сигналов, этот метод не сработает.Причина: коэффициент пропускной способности.
Передаточное число более высокоскоростного генератора составляет 1,15: 1, и один дроссель будет представлять постоянную нагрузку в этом диапазоне. Мой генератор имеет соотношение 500: 1 (0,3-150 МГц). Ни один дроссель не мог даже приблизиться к постоянной нагрузке в таком диапазоне. Итак, я стремлюсь к резистивной нагрузке для единообразия во всем диапазоне.
Произведя некоторые вычисления, я определил, что оптимальное значение приблизительно 392 Ом является минимальным, насколько мне хотелось бы.Если продолжить, 392 Ом / 50 мА = 19,6 В и добавление еще 4,4 В на MMIC приводит к необходимости источника питания 24 В постоянного тока. Да, расточительно, но это одна из цен, которую вы платите за усилитель с широкой полосой пропускания. Производитель настоятельно рекомендует не использовать в этой цепи источник постоянного тока.
Рисунок 2 — это схема управления и элементы управления на передней панели, которые довольно просты и понятны. IC1a управляет выводом 5 АРУ MC1648 напрямую для модуляции AM.Поскольку это конфигурация ведомого типа, его амплитуда будет оставаться постоянной, несмотря на изменение нагрузок из-за того, что секция AGC переключателя диапазонов представляет разные нагрузки в зависимости от своего местоположения. Диоды D1 и D2 ограничивают цепь входного сигнала для максимального уровня сигнала 1,4 В P-P. Это сделано для защиты от перегрузки P5 MC1648.
РИСУНОК 2.
R1 ограничивает ток в периоды сильного зажима. Внешний AM-сигнал подается на входной разъем модуляции на регулятор уровня P1 и через переключатель модуляции S2 в положении AM.Для модуляции FM сигнал подается по тому же пути, кроме положения переключателя S2. Оттуда он переходит в точку суммирования IC1b. Когда модуляция не требуется, S2 устанавливается в положение CW (непрерывная волна), а входные конденсаторы модуляции C2 и C7 заземляются, чтобы эти линии оставались бесшумными.
IC1b имеет несколько функций: он суммирует все входы напряжения для управления грубой настройкой, управления точной настройкой и входа модуляции FM (если используется). Сумматоры операционного усилителя хороши для этого типа добавления, поскольку нет абсолютно никакого взаимодействия между входами, питающими его.Как можно видеть, элементы управления настройкой хорошо отфильтрованы, чтобы эта линия оставалась максимально тихой. Для выхода IC1b требуется последовательно подключенный к нему резистор R8 на 100 Ом из-за необходимости управления большой емкостью фильтра при вводе соединения Vt на ВЧ плате. Операционные усилители могут работать нестабильно, вызывая большие нагрузки; R8 — лекарство от этого. Поскольку диапазон настройки Vt должен охватывать диапазон от -6,1 до +0,6 вольт, для его начальной точки необходимо смещение на выходе операционного усилителя на +0,6 В. Это достигается с помощью R9, R10, R11 и D3 на его положительном входе.
D3 обеспечивает удобный источник 0,6 В, но также выполняет еще одну функцию. Он имеет падение на PN-переходе 2 мВ / градус Цельсия, что является полной противоположностью варакторного диода Vd1, Vd2 в баковой цепи. Это помогает стабилизировать частоту генератора в этом отношении (температура окружающей среды) за счет небольшого сдвига Vt в зависимости от температуры. Не идеально, но помогает.
Блок питания, показанный на рис. 3 , довольно прост и не требует подробных объяснений. Это может показаться излишним, но это лучшее, что я мог придумать, учитывая разнообразие требуемых источников напряжения.Что касается конструкции операционных усилителей, я большой поклонник сплит-систем. Источник питания 5 В может обеспечивать гораздо больший ток, чем требуется для ВЧ-деки, но я усилил его, чтобы покрыть параметры счетчика и предварительного делителя частоты. Его также можно использовать для питания разъема на задней панели для питания дополнительных внешних цепей. Кроме того, я разделил 5 В на два разных регулятора, чтобы минимизировать помехи в линиях питания, питающих аналоговую часть (ВЧ-дека) и цифровую часть (счетчик и т. Д.).
РИСУНОК 3.
Строительство
Прежде чем я углублюсь в этот раздел, я не буду вдаваться в подробности всех аспектов строительства, поскольку для обсуждения всего, что связано с ним, потребуется слишком много места в журнале. Не бойтесь, тем не менее, для тех, кто хочет создать этот генератор, у меня есть огромный пакет информации, который я могу отправить вам по электронной почте. Это будет включать в себя полноэкранные изображения, шаблоны сверления в натуральную величину, подробные схемы, советы по строительству, некоторые иллюстрации и множество технических данных.Большая часть этого включена в файлы для загрузки в конце этой статьи.
В это шасси будут установлены только два основных узла: блок RF и блок источника питания. Схема управления настолько минимальна, что я построил ее на небольшой печатной плате (PCB) и прикрутил к плате источника питания. Это упрощает сборку и тестирование перед окончательной установкой каждого блока.
ВЧ-панель, показанная на рис. 4 , была построена на односторонней печатной плате размером 2 x 2-1 / 2 дюйма с использованием типичной конструкции прототипа ВЧ.MC1648 и R1, Q1, Q2 и Q3 — единственные компоненты, установленные на ламинированной стороне платы. Обязательно используйте гнездо для IC. Поскольку в этом 14-контактном чипе используется только восемь контактов, перед установкой можно удалить семь контактов.
РИСУНОК 4.
Они удобно расположены, как и любой другой контакт, и значительно упрощают пайку компонентов на нижней стороне. После просверливания всех сквозных отверстий все отверстия, кроме заземляющих, расширяются более крупным сверлом примерно 5/32 дюйма, чтобы обеспечить зазор между проводом и медной фольгой.GALI-55 потребует двух небольших островков для входных и выходных подключений. Варактор SMV1404 довольно маленький и, несмотря на пайку SMD, я нашел простой способ их установить.
Сначала я отрезаю кусок пластикового ламината (формика и т. Д.) До размеров 3/8 ”x 1/4”, а затем прикрепляю варактор к ламинату пятном суперклея. Убедитесь, что варактор лежит на спине так, чтобы его «ножки» были направлены вверх, так как это облегчает окончательную пайку. Эта сборка — один из последних компонентов, которые я установил, и снова нанесение клея помогает прикрепить ее к печатной плате.Когда все выводы, которые идут к этому устройству, будут припаяны к своим точкам, отрежьте свободный конец до точной длины; Затем установка завершается быстрым припоем к контактам микросхемы. Я использую здесь проволоку № 24 или № 26.
Вставляются остальные активные компоненты, а их выводы используются в качестве точек пайки. Все остальные узлы схемы над землей припаиваются к изолированным стойкам. Две стойки (A и B) возле контактов 10 и 12 MC1648 будут использоваться для первичного тестирования и окончательного подключения переключателя диапазона S1.При создании ВЧ-цепи всегда помните о двух вещах: заземление ВЧ-сигнала необходимо, а длина проводов должна быть короткой. Насколько коротко? Что ж, у инженеров-разработчиков RF есть старая поговорка: «Если вы видите провода, они слишком длинные». Невозможно в реальном мире, но вы поняли. Печатная плата монтируется на шасси с тремя металлическими стойками 1/2 дюйма. Это шасси будет иметь отверстие 3/8 дюйма в вертикальной части для установки переключателя диапазона. Отложите пока этот узел в сторону; дальнейшее тестирование будет сделано позже.
Переключатель радиочастотного диапазона (S1), показанный на рис. 5 — двухполюсный восьмипозиционный межфланцевый переключатель. Я использовал старый керамический переключатель Centra-Lab 4, который был у меня под рукой. Все деки удерживаются на месте длинными винтами № 4-40 и распорками. Эти переключатели легко разбирать и переделывать. На всех пластинах есть полные 12 позиций, и один металлический кронштейн с изгибающимися язычками используется для фиксации упора для фактического количества желаемых позиций.
РИСУНОК 5.
Количество колод на коммутаторе значения не имеет, но вам нужно как минимум две деки. Ненужные колоды выбрасываются, а вал вафли обрезается, поэтому он управляет только двумя пластинами. Поскольку катушки цепи резервуара на ВЧ-панели имеют напряжение смещения +1,6 В постоянного тока, нам нужно ВЧ-заземление на их стороне низкого напряжения, которое должно быть изолировано от постоянного тока. Это достигается путем вырезания части односторонней печатной платы примерно по форме пластины переключателя. Затем он совмещается с пластиной, а позиционные выступы и положения монтажных болтов переносятся на пластину заземления.
Поскольку здесь нет движущихся частей, пластина не требует соединения приводного вала. Монтажные отверстия будут просверлены для зазора № 4-40, а отверстия для ввода катушки будут примерно 0,050 дюйма. Пластина заземления будет установлена стороной с фольгой к задней части. Когда катушки готовы к установке, один конец продвигают через язычок положения переключателя до упора, затем другой конец обрезают, чтобы он мог пройти через пластину заземления. Отцентрируйте катушку и припой и подрежьте выступающие концы.
При покупке коммутатора следует учитывать несколько моментов. Обратите внимание на конструкцию монтажных болтов и полные 12-позиционные выступы на каждой деке. Также ищите наименьшее количество металлических скоб, которые кажутся ненужными. Количество дек не имеет значения, если у него не менее двух, как упоминалось, потому что коммутатор в конечном итоге будет переработан, чтобы иметь две переключаемые пластины (S1A и S1B) и одну пластину заземления. Затем в коммутаторе должны быть две пластины, настроенные на восемь положений, путем регулировки пластины с выступами положения; вал обрезать до длины, достаточной для работы с этими пластинами в случае необходимости; и два болта # 4-40 и распорки, чтобы скрепить все вместе.
Поскольку трудно найти болты № 4-40 длиной более 2 дюймов, при необходимости можно использовать стержень с резьбой. Мне потребовалось два отрезка 1/8 дюйма на переключателе, и, зайдя в местный хозяйственный магазин, я нашел стержень с резьбой. Опять же, отложите пока готовый переключатель в сторону.
Конструкция платы источника питания / управления довольно проста и — с , рис. 3, , и , рис. 7, — не требует дополнительных пояснений. Я использовал кусок толстого ламината (Formica), просверленный для отверстий для вывода компонентов после того, как я сделал узор макета.Основные компоненты были помещены в плату с помощью точки суперклея, а затем проводились двухточечные соединения. Уродливо, да, но его никогда не увидят, а с блоками питания у меня редко возникали какие-либо проблемы. Было бы неплохо, если бы я мог найти один трансформатор с вторичными обмотками высокого и низкого напряжения, чтобы упростить задачу, но, когда я поискал, ничего не обнаружилось.
Однако в последнее время я использую трансформаторы Tamura во многих своих проектах. Они бывают практически любого уровня напряжения / мощности и по очень разумной цене.Плата управления частотой / модулем содержит почти все компоненты, показанные на рис. 2 . На передней панели находятся только потенциометры и переключатели, а также несколько компонентов, которые напрямую соединяют эти части. Регулятор уровня модуляции (P1), показанный в Списке деталей — это немного уменьшенная версия P2 и P3, и была выбрана только потому, что ее размер лучше вписывается в доступное пространство панели.
Кожух был сформирован из четырех частей алюминиевого листа и примерно одной ножки из алюминиевого уголка 1/2 дюйма.Размеры примерно 9 дюймов в ширину, 4 дюйма в высоту и 6 дюймов в глубину. Первым сформированным элементом была крышка. Затем были вырезаны все остальные части, а именно: передняя панель, задняя панель и нижняя часть. Я обычно делаю нижнюю часть и заднюю часть из цельного куска, вырезанного по размеру, а затем заставляю местный магазин листового металла сделать необходимый изгиб на 90 градусов, но я был в разгаре снежной бури и действительно хотел закончить это. Итак, я вырезал две части и соединил их под углом 1/2 дюйма, используя заклепки и винты №6-32, как показано на , рис. 7, .
РИСУНОК 7.
Крышка, передняя и задняя панель изготовлены из алюминия 1/16 дюйма, а нижняя часть — из алюминия 1/8 дюйма; все материалы класса # 5052. Этот сплав легко гнуть и при этом обладает хорошей обрабатываемостью. Его можно очень легко разрезать настольной пилой с твердосплавным полотном, и, фактически, большинство деревообрабатывающих инструментов с твердосплавными фрезами могут обрабатывать этот сплав. Я сгибаю детали в тисках с деревянными брусками, поддерживающими область линии сгиба, но я могу сгибать только ложу толщиной до 1/16 дюйма.Кроме того, я иду к своему парню, работающему с листовым металлом. Крышка и передняя панель прикреплены к нижней пластине с помощью шести угловых скоб 3/4 дюйма (как показано на Рисунок 7 ) почти так же, как и задняя панель. Затем обработайте переднюю панель и произведите художественные работы, покрасьте распылением крышку в цвет по вашему выбору и прикрепите ножки. Теперь все готово.
Я просверлил отверстие 3/8 дюйма в задней панели для установки разъема BNC для внешнего подсчета частоты. Как видно из , рис. 7 , выключатель питания на 120 В переменного тока установлен прямо над входным шнуром питания.Я полюбил этот метод за последние несколько лет, поскольку он экономит пространство на передней панели и сохраняет 120 В переменного тока и его поля сосредоточенными в одном месте, поэтому мне не нужно изгибать его повсюду, чтобы поместить его на лицевую панель. (Как упоминалось ранее, у меня есть дополнительная информация по этому поводу.)
Заключительная проверка и эксплуатация
На этом этапе мы готовы провести заключительное тестирование узлов и проверить их перед установкой их на постоянной основе в шасси. Начиная с блока источника питания, подключите к нему 120 В переменного тока и проверьте правильность полярности и напряжения на выходах.Если здесь все в порядке, вы можете использовать это для питания ВЧ-деки для тестирования. Когда радиочастотная дека установлена в ее подшасси, как показано на , рис. 6, , временно подключите резистор 15 кОм от входа АРУ (нижний конец R12) к земле только для этих тестов.
РИСУНОК 6.
Для управления настройкой вы можете временно подключить потенциометр и резистор ко входу Vt на этой деке. Не устанавливайте переключатель диапазона в это время. Также не подключайте питание 24 В постоянного тока в это время.Подключите +5 В постоянного тока к деке. На данный момент вам понадобятся все ваши катушки, а также 100 мкГн, 10 мкГн и 1 мкГн для этих тестов. Для каждого из них прикрепляйте по одной катушке к стойкам A и B. С осциллографом и частотомером, прикрепленным к эмиттеру Q3, вы должны увидеть примерно 360 мВ чистой синусоидальной волны с каждой используемой катушкой. Не беспокойтесь о точной амплитуде, поскольку она будет скорректирована на более позднем этапе тестирования.
При любой установленной катушке измените диапазон настройки, и вы должны увидеть чуть больше одной октавы диапазона частот для каждой катушки.Точная частота здесь не важна, но каждая катушка должна давать сдвиг частоты примерно 3: 1 при увеличении индуктивности катушки. Отключите питание деки и временно подключите резистор 51 Ом 1/4 Вт от выходного ВЧ разъема к земле. Включите питание и прицелитесь в эту точку. Здесь должно быть около 2000 мВ P-P чистой синусоидальной волны. Если все в порядке, выключите питание и снимите катушку.
Подготовьте переключатель, припаяв кусок провода диаметром 1 дюйм к контакту стеклоочистителя S2B. Также стоит добавить тонкую квадратную прокладку размером 1 дюйм из луженой меди с отверстием 3/8 дюйма в центре, надетую на болт крепления переключателя.Это значительно упрощает установку резисторов AGC, обеспечивая удобную точку заземления. Теперь установите переключатель так, чтобы контакт стеклоочистителя S2B располагался прямо над изолированной стойкой A. Он должен быть примерно на 1/2 дюйма выше стойки.
Затяните гайку крепления переключателя. Припаяйте провод стеклоочистителя и установите проводку от пластины заземления RF на переключателе к выводу B. Добавьте провод с FB1 от контакта стеклоочистителя S1a к нижнему концу R12. Теперь будут установлены индивидуальные ленточные катушки.
Начиная с самого нижнего диапазона и по мере установки каждой катушки, будет производиться проверка частоты на предмет диапазона и правильности обозначенной полосы пропускания.Индуктор ленты 8 (см. Перечень деталей ) представляет собой всего лишь кусок оголенного провода №22 размером 1-1 / 2 дюйма. Начните с отрезка чуть длиннее 2 дюймов, затем обрезайте по мере необходимости, выполняя тесты ленты. После того, как вы отрежете его до нужной длины, просто намотайте одну или две свободные петли, если это необходимо, чтобы уместиться в оставленном пространстве. Это практически не изменит индуктивность, в отличие от прямого провода.
Катушки, которые вы используете, могут отличаться от моих по стоимости из-за допусков деталей, и здесь необходимо учитывать множество допусков.SMV-1404 — это очень повторяемый компонент, в то время как катушки могут отличаться на 5% и более. Резисторы, горшки и этот список можно продолжить. Законы вероятности гласят, что половина допусков будет положительной, другая половина — отрицательной, и они будут компенсировать друг друга. Закон Мерфи гласит, что все допуски добавляются в одном и том же направлении и делают конструкцию бесполезной. В реальном мире никогда не бывает так плохо, но все же есть о чем знать.
При покупке катушек было бы неплохо получить разнообразие, близкое к значениям из перечня деталей , а некоторые — около 5% от перечисленных значений.Я заказал 50 штук для этого проекта, так как это был новый дизайн. Детали очень дешевы, и было бы стыдно не хватить, и пришлось бы заказывать катушки на 80 центов за почтовые расходы в размере 6 долларов. Кроме того, вы всегда можете использовать доп в других проектах.
Давайте вернемся к установке змеевиков резервуара и к тому, чего вы здесь хотите достичь. Стремитесь получить диапазон, необходимый для маркировки панели (показан с некоторым отклонением) на каждом конце этого диапазона. В итоге я получил в среднем 5% на концах, но некоторые из них были близки к 1%.Установка резистора AGC и прогрев немного сместят этот диапазон. Фактический общий диапазон частот должен составлять от 0,3 МГц до 150 МГц без промежутков между полосами. Мой работает от 0,295 МГц до 162 МГц. Наличие большого количества перерегулирований — это нормально, но наиболее важным аспектом является то, что метки переключения диапазона гарантируют заявленную пропускную способность. Не можете уместить все в мою маркировку? Вы всегда можете настроить напряжение Vt, чтобы оно подходило. Максимальные напряжения не должны превышать +0,7 В на нижнем конце из-за R9 и R10 на плате управления, и -7.0 вольт на верхнем конце настроечных горшков, изменив R3. Все еще не можете подогнать все по размеру? Затем сделайте то, что я сделал: измените изображение на этикетках лицевой панели.
Когда все настроено и выполнено с этой частью тестирования и у вас есть минимальный период прогрева (10 минут), вы можете теперь отрегулировать напряжение АРУ для каждого диапазона. Сначала начните с самой нижней полосы. Надеюсь, у вас есть блок замены резистора для подключения к дворнику S1A и заземлению. Нагрузите выход резистором на 51 Ом и подключите осциллограф в этой точке.Проходя через каждую полосу, отрегулируйте сопротивление на выходе +10 дБм (2000 мВ P-P) и убедитесь, что вы настроились через полосу, чтобы выбрать лучшую общую равномерность. Обратите внимание на значение R для каждой полосы по мере продвижения.
Вы, вероятно, обнаружите, что одно и то же значение сопротивления будет работать для нескольких диапазонов, минимизируя количество необходимых резисторов. Одно предостережение: я использую осциллограф Tektronix с полосой пропускания 350 МГц -3 дБ, но она идеально ровная только до 100 МГц. Кроме того, он скатывается типичным гауссовским способом.Тем не менее, я откалибровал его для синусоидальных волн до 500 МГц в среде с сопротивлением 50 Ом. Теперь у меня есть справочная таблица, так что независимо от того, что отображает осциллограф, таблица сообщает мне, какой должен быть коэффициент коррекции. Большинство осциллографов хорошо справятся с работой на частотах до 40 МГц или 50 МГц, но если вы не доверяете своему прицелу за пределами этой точки, используйте значения AGC, показанные на распечатке для диапазона 8. На этом этапе вы можете завершить установку и закрой это.
Заключительные ноты
Выходной сигнал этого генератора имеет исключительную амплитудную характеристику ± 0.1 дБ в диапазонах с 1 по 7 и ± 0,5 дБ в диапазоне 8. Это связано со встроенными схемами АРУ MC1648. Я не проводил БПФ на выходе, но после просмотра синусоидальных волн осциллографа в течение более 40 лет я развил довольно хорошее зрение на искажения и оценил паразитные составляющие и гармоники как хорошие на 30 дБ ниже выходного уровня. Это чистая синусоида, очень подходящая для такого типа генераторов. LC-генераторы не обладают долговременной стабильностью, как их «старшие братья» с кварцевым референсом, и обычно дрейфуют на 500 ppm или более в течение заданного времени.Хотя этот не является исключением из этого правила, он намного превосходит эти цифры.
После часовой разминки я провел множество тестов на краткосрочную стабильность в течение 15-минутных периодов. Я проделал это для каждой полосы на нижнем, среднем и верхнем концах их диапазонов — всего 24 теста. В лучшем случае за это время дрейф составлял 2 ppm, а в худшем — 98 ppm. Остальные колеблются от 20 до 80 частей на миллион, при этом 50 частей на миллион является хорошим общим средним значением. Итак, я мог бы консервативно определить общую краткосрочную стабильность на уровне 100 ppm, что неплохо для LC-генератора.Я также был приятно удивлен тем, что я мог легко ввести сигнал на вход узкополосного наземного мобильного приемника на частоте 155 МГц и удерживать этот вход довольно долгое время — хотя он действительно показал чувствительность к изменениям нагрузки на этих частотах.
Вход внешней модуляции был произвольно установлен на 800 мВ P-P для всех входов. В режиме AM можно получить модуляцию 50% до того, как произойдет мягкое ограничение, а затем жесткое ограничение. Эта функция имеет хороший показатель линейности 3% и около 15 мВ P-P для каждого процента чувствительности модуляции.Схема зажима предотвращает повреждение MC1648 из-за случайного перенапряжения на входе. Без зажима он имеет такую же линейность до 90% мод. Если вам не повезет, не игнорируйте эту функцию. Стандартный тестовый сигнал для AM составляет 30%, так что это достигается и немного.
Вход FM-модуля немного ослаблен в суммирующем усилителе и не так подвержен перенапряжению. При полном P-P 800 мВ это приведет к отклонению примерно 0,5% несущей частоты.Калиброванное отклонение FM очень сложно достичь и потребует вдвое большей схемы, чем весь генератор со специально обработанными переключателями, поэтому он даже не рассматривался для этой конструкции. Однако, если у вас есть несколько «домашних» частот, для которых вы хотели бы получить известное отклонение, есть один способ добиться этого. Установите генератор на желаемую несущую частоту и осторожно подайте нулевое постоянное напряжение на стыке C7 и R7 на плате управления, при этом модуль управления модулем установлен для работы в режиме FM.Обратите внимание на частоту и медленно увеличивайте напряжение постоянного тока до тех пор, пока несущая частота не увеличится на желаемую величину отклонения. Напряжение AC P-P, которое совпадает с этим напряжением постоянного тока, теперь будет давать точную величину отклонения, которую вы хотите. Если вы будете делать это часто, подключенный к этой точке разъем на задней панели упростит задачу. Просто имейте в виду, что постоянный ток в конечном итоге попадает на линию Vt к варактору, потому что на этом пути нет блокирующего конденсатора.
Я внес несколько изменений, которые не показаны на изображениях.На ВЧ плате я продлил выводы R10 до 1/2 дюйма на обоих концах, чтобы установить его выше над платой, и немного отогнул от платы. Этот резистор рассеивает один ватт и рассеивает много тепла в медной фольге. Это единственное исключение из правила «коротких заявок». Дополнительная индуктивность выводов повлияет только на полосу 8 за счет увеличения импеданса нагрузки MMIC. Эффект настолько минимален, что его можно игнорировать. Он по-прежнему связывает нагрев с платой и — наряду с перевернутым монтажом MC1648, добавляющим еще больше нагрева платы — они поднимают температуру платы примерно на 13 градусов по Фаренгейту выше окружающей рабочей зоны.
Конечно, часть этого тепла вырабатывается трансформаторами, регуляторами и прочим. Вот почему для стабилизации требуется около часа разминки. Однако уже через пару минут генератор готов к работе. Просто дайте ему прогреться в течение часа, прежде чем выполнять критическую работу, такую как выравнивание ПЧ и т. Д. Другим изменением было добавление 1-дюймового квадрата тонкого алюминия к выступу регулятора 7824 в блоке питания, поскольку без этого он, как правило, перегревался.
Я не проектировал ВЧ-аттенюатор для этого устройства, чтобы уменьшить его площадь, занимаемую им, насколько это возможно.Несколько лет назад я купил на eBay очень дешевый аттенюатор HP. Он будет ослаблять 0–130 дБ с шагом 1 дБ и с качеством HP. Я обнаружил, что использую этот аттенюатор даже с оборудованием, в которое он встроен, из-за его широкой полосы пропускания и точности.
В моей статье о генераторе развертки, упомянутой ранее, я показываю конструкцию аттенюатора, который не повредит ваш кошелек. Он имеет приличную производительность до 200 МГц и точность около 5%. Это четыре шага 0-40 дБ с шагом 3 дБ. Его можно расширить до 0–100 дБ с шагом 1 дБ, используя 27 резисторов 5% 1/4 Вт и девять мини-переключателей DPDT, а также некоторые двусторонние печатные платы для корпуса по цене около 30 долларов.Переключатели могут быть установлены вертикально в одну колонку на левой стороне панели.
В любом случае вам придется добавить еще 1-1 / 2 дюйма к ширине панели, чтобы уместить их. (Я мог бы включить это в пакет электронной почты.) Если вы отчаянно нуждаетесь в аттенюаторе, «дешевой и грязной» версии, показанной на рис. 2 , будет достаточно, если потребуется больше / меньше мощности. Кроме того, будут вносимые потери 3 дБ (для защиты MMIC), и они не будут откалиброваны. За пять долларов по частям он вас обойдется.
Что касается того, что я могу изменить в будущем: замена потенциометра R2 для точной настройки на трехоборотный горшок для еще более точной настройки; и добавление внутреннего тонального генератора с выходным сигналом 800 мВ P-P. Затем я подключил его к разъему на передней панели с помощью миниатюрного тумблера SPDT.
Я всегда меняю дизайн к лучшему по мере появления новых идей и компонентов. У меня есть внешний вид генератора часов для этого генератора, включенный в пакет электронной почты. Он работает ровно на половине частоты выходного радиочастотного сигнала, подаваемого на него, и имеет идеальную прямоугольную волну с временами нарастания и спада в малые наносекунды.Выполняя этот проект, не торопитесь и дважды проверяйте соединения по мере продолжения. А главное, получайте удовольствие! NV
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ
| ПУНКТ | ОПИСАНИЕ / ЧАСТЬ № | ИСТОЧНИК |
| Все резисторы изготовлены из углеродной пленки 1/4 Вт, 5%. Все конденсаторы в микрофарадах. Специальные детали перечислены ниже. | ||
| ПАЛУБА РФ : | ||
| IC1 | MC1648 DIP | MC100EL1648 SMD |
| VD1, VD2 | SMV1404-09 | |
| S1 | Двухполюсный восьмипозиционный межфланцевый переключатель | |
| 1 квартал | 2N5179 | |
| 2 квартал, 3 квартал | 2N3904 | |
| MMIC | ГАЛИ-55 | |
| ФБ-1 | FB43-226-RC | Дж. В. Миллер |
| ФБ-2 | FB43-287-RC | Дж. В. Миллер |
| R11 | 47K, 1/8 Вт опционально | |
| R2 | 390 Ом, 1/8 Вт опционально | |
| R10 | 392 Ом, два Вт CPF2392R00FKR36 | Вишай / Дейл |
| КАТУШКИ: ГОРЕЛКИ ИЛИ FASTRON CONFORMAL COATED * См. Текст |
||
| L1 | 2500 мкГн | |
| L2 | 680 мкГн | |
| L3 | 150 мкГн | |
| L4 | 38 мкГн | |
| L5 | 9 мкГн | |
| L6 | 1.8 мкГн | |
| L7 | 0,33 мкГн | |
| L8 * | 40 нГн | |
| ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ И ПЕРЕДНЯЯ ПАНЕЛЬ: | ||
| IC1 | TLO82 или TLO72 | |
| D1, D2, D3 | 1N916 или эквивалент | |
| Л1 | 10K АЛЬФА | RV24AF-10-40R1-B10K |
| P2, P3 | 10K АЛЬФА | RV16AF-10-20R1-B10K |
| S2 | АЛЬФА четырехполюсная трехпозиционная вафля | SR2511F-0403-19ROB-E9-N-W |
| C1 | 1.0 MFD 200V | (или с таким низким напряжением, с которым вы чувствуете себя в безопасности) |
| Потенциометры и переключатель доступны на сайте Mouser.com. | ||
| ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ: | ||
| Т1 | 120 В: 24 В при 0,25 А 3FS-424 | ТАМУРА |
| Т2 | 120 В: 8 В / [защита электронной почты] 0,3 A 3FS-316 | ТАМУРА |
| РЕГУЛЯТОРЫ: | ||
| 7824 | ||
| 78L12 | ||
| 79L12 | ||
| 78L05 | ||
| 7805 | ||
| MC1648 | ||
| MC100EL1648 | Mouser, Digi-Key | |
| VD1, VD2 | Связаться с автором ( [адрес электронной почты] ) | |
| ГАЛИ-55 | МИНИ-ЦЕПИ.COM | |
| Катушки | Mouser (обычно 0,2-0,4 долл. США за штуку) | |
| Резисторы | Mouser Electronics | |
| S1 | ||
| ФБ-1, ФБ-2 | Mouser Electronics | |
| Трансформаторы — Mouser или Digi-Key ( www.digikey.com ) | ||
| Регуляторы — практически везде | ||
| MC1648: Таблицы данных легко получить через Google. | ||
| GALI-55: Datasheets на MINI-CIRCUITS.COM. | ||
| SMV1404-09: У меня есть в наличии. | ||
Загрузки
Что в почтовом индексе?
Дополнительные изображения и схемы
Очень дешевое РЧ испытательное оборудование для DIY-инженера или студента (
За последние несколько лет достижения в области полупроводниковой технологии и РЧ-дизайна позволили создать множество высокочастотного испытательного оборудования, доступного по цене для обычного инженера, любителя или студента. приобрести для личного пользования и / или обучения.В настоящее время доступен векторный анализатор цепей примерно за 50 долларов, а генераторы сигналов, анализаторы спектра и осциллографы — за несколько сотен долларов. Ниже приведен список различного высокочастотного испытательного оборудования, включая векторные анализаторы цепей, анализаторы сигналов, анализаторы спектра и осциллографы по цене менее 1000 долларов США, большинство — менее 500 долларов США. Не стесняйтесь покупать один для своего любимого инженера, студента естествознания или любителя электроники на праздники и поощряйте людей исследовать мир высокочастотной электроники.
ВАЦ
AURSINC ’s NanoVNA работает от 10 кГц до 1.5 ГГц с V3.4. Он охватывает HF, VHF, UHF, имеет антенный анализатор, измеряющий S-параметры, КСВН, фазу, задержку и диаграмму Смита. Частотный диапазон от 50 кГц до 300 МГц прямого выхода si5351 обеспечивает динамический диапазон лучше 70 дБ, в то время как расширенный диапазон от 300 до 900 МГц обеспечивает динамику лучше 60 дБ, а диапазон от 900 МГц до 1,5 ГГц лучше 40 дБ динамический диапазон. Цена потрясающая — 60-70 долларов.
miniVNA Tiny — это векторный анализатор цепей на базе ПК, который имеет множество функций и хорошо подходит для проверки антенн и радиочастотных цепей для радиолюбителей и коммерческих пользователей.Он производится Mini Radio Systems и работает в диапазоне от 1 МГц до 3 ГГц с шагом в десять Гц. Диапазон Z может составлять от 1 до 1000 Ом, а выходная мощность составляет -6 дБм при 500 МГц. Динамический диапазон составляет до 70 дБ при 500 МГц, питание осуществляется через USB-соединение. Цена <500 долларов США.
Карманный анализатор цепей Pocket VNA питается от USB и охватывает диапазон от 500 кГц до 4 ГГц с динамическим диапазоном 80 дБ в диапазоне МГц и 40 дБ в диапазоне ГГц. Это двухпортовый двунаправленный блок с программным обеспечением для Windows, MacOS, Linux, Android (альфа), Raspberry Pi и открытым программным API для доступа к оборудованию с помощью стороннего программного обеспечения.Цена <500 долларов США.
Mini-Circuits объединились с Vayyar Imaging , чтобы предложить набор DIY VNA для студентов. Комплект микроволнового приемопередатчика UVNA-63 включает в себя все необходимое студентам для создания полнофункционального векторного анализатора цепей и преодоления разрыва между теоретической теорией в классе и практическими измерениями в лаборатории. В комплект входит трансивер Vayyar, работающий на частотах до 6 ГГц, а также соединители, кабели и инструменты для сборки устройства.Студенты могут разрабатывать алгоритмы измерения S-параметров в реальном времени с помощью Python или Matlab®. Хотя это выходит за рамки нашего ценового диапазона, мы подумали, что это хороший образовательный комплект, который стоит включить, цена <3000 долларов (для тех, кто имеет право, действуют скидки в размере 500 долларов).
Генераторы сигналов
ERASynth Micro — это очень доступный генератор сигналов с открытым исходным кодом. Он может питаться от порта USB и оснащен ЖК-интерфейсом для автономного использования без компьютера или телефона.Он может генерировать радиочастотные сигналы с низким фазовым шумом в диапазоне от 12,5 МГц до 6,4 ГГц с архитектурой с двойной системой ФАПЧ. Он может генерировать сигналы от -50 до +15 дБм с фазовым шумом -115 дБн / Гц на выходе 1 ГГц (смещение 10 кГц) и временем переключения 1 мс (типичное). Цена около 250 долларов.
Генератор ВЧ сигналов SynthUSB3 размером с флэш-накопитель, работающий в диапазоне от 12,5 МГц до 6,4 ГГц с шагом 0,01 Гц. Он может регулировать калиброванную амплитуду с разрешением 0,2 дБ до +8 дБмВт и в диапазоне более 50 дБ.Цена около 350 долларов.
Signal Hound VSG25A — векторный генератор сигналов от 100 МГц до 2,5 ГГц с 12-битным генератором сигналов произвольной формы основной полосы частот I / Q, который может синхронизироваться практически на любой частоте от 54 кГц до 180 МГц и включает в себя 4 096 × 16 буфер битовой последовательности для встроенной или настраиваемой модуляции . Выходной сигнал составляет от -40 до +10 дБмВт в частотном диапазоне и диапазоне импульсов от 6 нс до 25 мс, длительность от 12 нс до 1 секунды. Цена около 500 долларов (также доступна модель с частотой 6 ГГц).
Генераторы BPSG от Aaronia обеспечивают радиочастотные сигналы для тестирования защиты от электромагнитных помех и измерений EMI / RFI. Они доступны в четырех различных версиях, охватывающих диапазоны частот от 23,5 МГц до 6 ГГц. Они имеют максимальный уровень мощности до +18 дБмВт и динамический диапазон до 63 дБ, серия BPSG устанавливает новые стандарты для генераторов сигналов с батарейным питанием. Цена от 600 долларов.
Анализаторы спектра
AURSINC TinySA имеет вход MF / HF / VHF UHF для 0.От 1 до 350 МГц, вход УВЧ от 240 МГц до 960 МГц и генератор сигналов с 2,8-дюймовым сенсорным аккумулятором. Интерфейс USB реализует протокол Serial over USB (CDC), и существует большой набор команд, которые можно вызывать через последовательный интерфейс. Цена 90 долларов.
LATNEX SPA-6G — это комбинированный радиочастотный анализатор и анализатор спектра. Это портативный портативный цифровой анализатор частоты любительского радио-WiFi-сети-звука-аудио-сигнала, который покрывает диапазон от 15 МГц до 2,7 ГГц (3G Combo и WSUB1G) и 4.От 85 до 6,1 ГГц (6G Combo). Цена 365 долларов.
OSCIUM WiPry 2500x — это анализатор спектра Wi-Fi для 2,4 и 5 ГГц, который просматривает все помехи, включая ZigBee, Bluetooth, радионяни и т. Д. Он поддерживает Android, iOS, Mac, ПК и может сканировать / устранять неполадки Сигналы Wi-Fi. Цена 650 долларов.
Signal Hound USB-SA44B — это программно-определяемый приемник, оптимизированный как узкополосный анализатор радиочастотного спектра в реальном времени. Это компактный, простой в использовании и эффективный инструмент для поиска и устранения неисправностей для обычных лабораторий, студентов инженерных специальностей, радиолюбителей и любителей электроники.Он работает в диапазоне от 9 кГц до 6 ГГц и имеет динамический диапазон от -151 дБм до +10 дБм с полосой разрешения от 0,1 Гц до 250 кГц и 5 МГц. Это был почти единственный анализатор спектра, который мы смогли найти примерно за 1000 долларов.
Осциллографы
Rigol серии 1000 включают осциллографы серий B, D и E. Серия E — это недорогая модель с моделями 50 или 100 МГц, которые включают два канала и 1 миллион точек памяти. В серии D добавлен низкоскоростной цифровой захват, обеспечивающий базовый анализ смешанных сигналов в экономичном пакете.Серия B обеспечивает большую скорость и мощность, включая их экономичную четырехканальную модель DS1204B с частотой 200 МГц, которая обеспечивает выборку 2 Гвыб / с. С такими функциями, как БПФ, запись и воспроизведение, режим прокрутки, альтернативный режим запуска и регулируемая чувствительность запуска, серия 1000 является осциллографом начального уровня. Цена от 260 долларов и выше.
OWON SDS1000 2-канальные серии — это очень экономичные цифровые осциллографы с полосой пропускания от 20 до 100 МГц, частотой дискретизации от 100 до 1 Гвыб / с с 7-дюймовым ЖК-дисплеем высокого разрешения, включая SCPI, и поддержкой LabVIEW.Цена от 260 долларов и выше.
Hantek DSO4004C Series представляет собой четырехканальный осциллограф с одним канальным генератором сигналов произвольной / функциональной формы, независимыми клавишами осциллографа и генератором сигналов с полосой пропускания от 80 до 250 МГц, минимальным диапазоном измерения 500 мкВ / дел, цифровой частотой дискретизации 1 Гвыб / с система запуска, высокая чувствительность запуска, низкий джиттер запуска и 7-дюймовый цветной TFT-экран высокого разрешения. Цена от 279 долларов.
Oscium имеет интересный осциллограф — iMSO-204x превращает смартфон или планшет в осциллограф смешанных сигналов.Он имеет два аналоговых и четыре цифровых канала, частоту дискретизации 50 Мвыб / с и полосу пропускания 5 МГц. Цена составляет 399,97 долларов.
Keysight Technologies Осциллографы InfiniiVision 1000 серии X — это приборы начального уровня с полосой пропускания от 50 до 200 МГц, 2 или 4 аналоговыми каналами и скоростью обновления до 200 000 осциллограмм в секунду. Они могут выполнять профессиональные измерения, графики Боде (только для моделей G), маску, тестирование, математику, БПФ, аналоговую шину и запуск / декодирование протокола (все стандартные). Хорошо подходит для преподавателей, которые легко настраиваются в учебных лабораториях с помощью бесплатного набора ресурсов для преподавателей.Цена от 480 долларов.
Осциллограф Tektronix TBS1000C разработан для образовательных учреждений, разработчиков встраиваемых систем и сообщества производителей. Он включает 7-дюймовый цветной дисплей WVGA с частотой дискретизации до 1 Гвыб / с, полосой пропускания от 50 до 200 МГц и пятилетней гарантией. Его система учебного курса объединяет лабораторные упражнения с пошаговыми инструкциями для студентов. Цена начинается от 500 долларов.
Teledyne LeCroy T3DSO1000 / 1000A Осциллографы имеют двухканальные и четырехканальные модели.Двухканальная модель доступна с полосой пропускания 100, 200 или 350 МГц, с одним АЦП с максимальной частотой дискретизации до 2 Гвыб / с и памятью для дискретизации до 28 Мбайт. Когда все каналы включены, каждый канал имеет частоту дискретизации 500 Мвыб / с и стандартную длину записи 7 Мвыб. Когда активен только один канал на АЦП, максимальная частота дискретизации составляет 1 Гвыб / с, а максимальная длина записи — 14 Мбит / с. Цена от 725 долларов и выше.
Rohde & Schwarz Осциллографы R & S®RTC1000 имеют полосу пропускания от 50 МГц до 300 МГц, макс.частота дискретизации 2 Гвыб / с, макс. глубина памяти два миллиона отсчетов, 8 цифровых каналов (опционально, дооснащение) и генератор шаблонов 4-битных шаблонов до 50 Мбит / с. Цена от 980 долларов.
GW Instek MDO-2000A имеет выбираемую полосу пропускания от 100 до 300 МГц. Частота дискретизации составляет 2 Гвыб / с, а глубина памяти — 20 МБ / канал. Доступны дисплеи с диагональю от 5,7 до 8 дюймов TFT. Он имеет глубину памяти 20M на канал и технологию отображения формы сигнала VPO. Цена составляет около 1000 долларов и выше.
SIGLENT SDS1000DL + серия — двухканальная модель 50 МГц.Он включает в себя память на 30 кбайт с 7-дюймовым ЖК-экраном TFT. Наряду с частотой дискретизации 500 Мвыб / с SDS1000DL + поддерживает измерение 32 параметров и общие математические операции для ускорения сложных / повторяющихся измерений. Цена начинается от 260 долларов США и выше для более широкой полосы пропускания.
Сообщите нам, если вы найдете других, которые можно добавить в список.
|
|||||||||||||||||
7 комплектов лучших функциональных генераторов в 2021 году. Обзоры и руководство по покупке.
Генератор сигналов генерирует, как следует из названия, сигнал.С другой стороны, функциональный генератор является более или менее генератором сигналов, но с возможностью генерировать многофункциональные сигналы.
CRO (электронно-лучевой осциллограф) будет визуализировать сигналы, которые генерируются функцией или генератором сигналов. Хотя они могут стоить немного дороже, самодельный функциональный генератор столь же эффективен, если не точен, как готовая машина CRO.
Они очень недороги, и если вы увлекаетесь электроникой в качестве хобби, то наверняка знаете, что их построить так же просто.В этом списке сегодня мы рассмотрим и поговорим о некоторых из лучших наборов для самостоятельного создания функциональных генераторов, доступных для покупки.
Они ранжируются и оцениваются на основе следующих трех факторов.
Сюда входят все типы сигналов, которые функциональный генератор может поддерживать после его создания. Он должен уметь их генерировать, от базовых синусоидальных или прямоугольных волн до любых форм нестандартных волн.
Большинство этих наборов для самостоятельного изготовления не имеют дисплея. Следовательно, выбранный вами комплект должен иметь более широкий коэффициент совместимости, чтобы его можно было настроить с экраном дисплея хорошего качества после его сборки.
- Качество компонентов
Вы можете больше узнать о качестве предоставленных вам компонентов и доверять им, прочитав отзывы других покупателей. Приведенный ниже список был составлен после того, как многие другие энтузиасты онлайн-электроники почувствовали себя после их использования.
Теперь, без лишних слов, давайте сразу перейдем к статье и перечислим самые лучшие и лучшие комплекты генератора функций DIY, которые вы можете купить.
Комплект генератора лучших функций 2021
Генератор функций верхнего уровня: обзоры
1.Комплект для сборки высокоточного функционального генератора сигналов KKmoon XR2206
Первым в нашем списке находится генератор сигналов DIY от KKmoon. Этот генератор функций получил высокие оценки и отзывы. В нем используется высокоточная микросхема XR2206.
Имея частотный диапазон от 1 Гц до 1 МГц, он может генерировать простые синусоидальные волны, треугольные, прямоугольные волны, а также линейные и единичные импульсные волны.
Максимальное сопротивление этой машины составляет 600 Ом. Максимальная амплитуда функционального генератора составляет около 3 В с искажением 1%.
Работает от батареи на 9 Вольт (не входит в комплект). Платы печатных плат имеют отсеки для облегчения размещения и упаковки компонентов. Также есть небольшая пластиковая коробка, чтобы все это разместить, а что касается настройки, она поставляется с 3 ручками для грубой и точной настройки.
Включенные компоненты:
- Резисторы
- Конденсаторы
- Зажимы типа «крокодил»
- Сборная печатная плата (без экрана)
- Пластиковый корпус
- Ручки
- Руководство пользователя
Pros:
Доступная цена 900Минусы:
- Пластиковый корпус немного шаткий и хрупкий, поэтому обращаться с ним осторожно.
- У нестандартных форм сигналов есть свои проблемы.
Купите сейчас на Amazon
2. Комплект для сборки высокоточного функционального генератора сигналов Onyehn XR2206
Следующим в нашем списке идет комплект для сборки генератора сигналов XR2206. Комплект генератора способен генерировать синусоидальные, треугольные и прямоугольные сигналы с очень высокой точностью.
С помощью этого комплекта генератора вы можете получить выходную частоту в диапазоне от 1 Гц до 1 МГц. Что более выгодно для вас, так это то, что вы можете регулировать частоту и амплитуду в соответствии с вашими требованиями.
Если вы новичок и не разбираетесь в создании электронных компонентов, то этот комплект для вас — лучший. Это простой комплект для сборки, в котором используются компоненты со сквозными отверстиями, так что вы можете легко собрать его без каких-либо трудностей.
Этот генераторный комплект работает от внешнего источника питания 9–12 В или от батареи 9 В. Батарейки в комплект не входят, их нужно приобретать отдельно.
Включенные компоненты:
- Резисторы, конденсаторы и диоды
- Зажимы типа «крокодил»
- Сборная печатная плата
- Прозрачный корпус коробки
- Потенциометр
- Кусачки
3 Руководство пользователя
Минусы
- Низкий уровень сигнала
- Инструкции нечеткие
Купить сейчас на Amazon
3.Комплект для сборки генератора функций цифрового синтеза KKmoon Mini DDS
Следующим в нашем списке идет еще один продукт KKmoon. На этот раз это набор для сборки мини-цифрового генератора функций синтеза, а не аналогичный, упомянутый выше.
Самое лучшее в этом генераторе функций DIY — это то, что он поставляется с собственным экраном (который есть не во многих аналоговых наборах DIY). Экран предварительно монтируется на поставляемой печатной плате.
После сборки продукт может работать в режиме фиксированной частоты (CW), шаблонах сервосигналов (SERVO) и режиме развертки (SWEEP).
Типы выходных сигналов такие же, как и для аналоговой модели, которые включают синусоидальную, треугольную, положительную и отрицательную пилообразную форму, лестницу (положительную и отрицательную), а также другие формы сигналов, определяемые пользователем.
Управляйте внешним сигналом с помощью функции триггера, настраивайте размер шага после загрузки с ПК и многое другое. (Проблем с ручкой нет, так как она ставится пробивкой цифр). Максимальная частота и амплитуда этого генератора составляет 1 МГц.
В режиме сервосигнала вы можете настраивать положения сервопривода с большой гибкостью.Свободно двигайтесь вперед и назад.
Составные части:
- Конденсаторы и другие второстепенные элементы схемы
- Печатная плата с экраном
- Кнопки и другое второстепенное оборудование из набора для самостоятельной сборки
- Набор зажимов типа «крокодил»
- Руководство пользователя и руководство по сборке
Плюсы:
- Комплект цифрового генератора частоты DIY
- Несколько режимов работы
- Управляйте сигналом с помощью цифр вместо нестабильных ручек
Минусы:
- Может улучшить систему меню.
Купить сейчас на Amazon
4. Комплект для сборки генератора функций Кумана от JYE Tech FG085
JYE Tech F5085 — это цифровой генератор функций DIY от Кумана, очень похожий на генератор цифровых функций Mini DDS DIY от kkmoon we вышеперечисленное.
Этот тоже имеет маленький экран и может делать почти все, что может делать DDS Mini. Его легко установить: все отверстия на сборной плате пробиты.
Он может генерировать базовые непрерывные сигналы, такие как квадрат, синус, пандус, лестница и треугольник, а также может генерировать настраиваемые пользователем произвольные формы сигналов.Пределы амплитуды и частоты для этого генератора частоты составляют 1 МГц, что соответствует аналоговым генераторам частоты DIY
. Он также имеет сервоуправление, которого нет в аналоговых устройствах. Поскольку это цифровое устройство, элементы управления функционального генератора представляют собой нажимные кнопки, а не шаткие ручки, что значительно облегчает процесс его использования.
В руководстве по сборке есть подробные инструкции по сборке и использованию. Однако есть сообщения о проблемах, связанных с проблемами питания продукта.
Включенные компоненты:
- Печатная плата со встроенным мини-экраном
- Резисторы, конденсаторы и все микрокомпоненты, необходимые для завершения схемы
- Нажимайте кнопки
- Кабели вывода и питания
- Руководство пользователя
Плюсы:
- Цифровой функциональный генератор, простой в использовании
- Отлично подходит и не имеет проблем с неправильной подгонкой, как большинство комплектов функционального генератора DIY
Минусы:
- Имеет проблемы с питанием при включении
- Цена
Купить сейчас на Amazon
5.Комплект для сборки высокоточного функционального генератора сигналов Walmeck XR2206
Walmeck — это аналоговый функциональный генератор, созданный своими руками, который основан на высокоточной ИС XR2206. Он может генерировать простые синусоидальные, треугольные и прямоугольные волны в диапазоне частот от 1 Гц до 1 МГц.
Амплитуду и частоту функционального генератора можно регулировать с помощью тонкой настройки и грубой настройки с помощью регуляторов.
Создать комплект просто и легко, как и большинство аналоговых комплектов, упомянутых в списке.Он поставляется со всеми компонентами с глубокими отверстиями, которые упрощают сборку и установку, как установку небольшой конструкции лего.
Генератор работает от источника питания напряжением 9 или 12 В, чаще всего это аккумулятор (не входит в комплект).
Включенные компоненты:
- Печатная плата (без экрана)
- 3 ручки для грубой и точной настройки
- XR2206 IC, резисторы, конденсаторы и другие микрокомпоненты
- Стеклянный корпус для размещения всей готовой схемы в
- Руководство пользователя
Плюсы:
- Очень доступная цена
- Высококачественные компоненты
- Отличная производительность
Минусы
Купить сейчас на Amazon
6.Комплект для сборки монолитного функционального генератора сигналов HiLetgo ICL8038, 2 шт. Модуль монолитного функционального генератора сигналов HiLetgo основан на ICL8038 IC.
В то время как IC XR2206 имеет максимальный частотный диапазон от 1 Гц до 1 МГц, ICL8038 имеет скудный частотный диапазон всего от 50 до 5 кГц. Это делает его идеальным для длинноволновых сигналов. (при условии, что длина дисплея большая)
Равномерное напряжение VCC для этого частотного генератора составляет около 2 вольт, а входное напряжение — стандартные 12 вольт (батареи в комплект не входят, а батареи на 9 вольт могут не работать).
Функциональные генераторы поставляются в упаковке из двух штук, в которую не включены руководство / схема.
Включенные компоненты:
- 2 комплекта печатной платы функционального генератора
- Резисторы, конденсаторы и все другие микрокомпоненты, необходимые для установки
- ICL8038
Плюсы:
- Поставляется в упаковке по 2 шт.
- Очень прост в сборке
- Учитывая низкочастотный диапазон, его можно использовать для сигналов с большой длиной волны (при условии большего экрана)
Минусы:
- Не очень подходит для больших частотных требований
Купить Сейчас с Amazon
7.Комплект для сборки высокоточного функционального генератора сигналов ICQUANZX XR2206
Комплект XR2206 — это еще один базовый комплект для новичков, который поможет вам начать изучение основ построения генератора. После построения он генерирует синусоидальные, треугольные и прямоугольные сигналы с высоким разрешением. Как и большинство других комплектов генераторов из нашего списка, этот комплект также позволяет изменять частоту и амплитуду в зависимости от требований.
Этот комплект генератора сигналов поддерживает частоты в диапазоне от 1 Гц до 1 МГц.Используя грубую настройку и точную настройку, вы можете регулировать частоту сигналов.
Собрать этот комплект очень просто. Все детали, используемые в этом наборе, являются компонентами со сквозным отверстием. Таким образом, даже если у вас нет предыдущего опыта, вы все равно можете собрать комплект без каких-либо проблем. В руководстве пользователя содержатся подробные инструкции по разработке генератора.
Вы можете запитать этот генератор от внешнего источника питания от 9 до 12 В или от батарей 9 В. Батарейки необходимо покупать отдельно, так как они не входят в комплект.
Включенные компоненты:
Резисторы, конденсаторы и диоды
- Зажимы типа «крокодил»
- Сборная печатная плата
- Потенциометр
- Прозрачный корпус коробки
- Кусачки
0 Руководство пользователя
9003 Pros
Минусы
- Трудно настроить частоту
- Плохая упаковка
Купить сейчас на Amazon
Завершить
KKmoon XR2206 Генератор сигналов высокой точности — это высокоточный функциональный генератор сигналов. отличный выбор, поскольку он поставляется с хорошо скроенной печатной платой, компонентами, которые хорошо подходят друг другу и обеспечивают бесперебойную работу.Несмотря на то, что он не может создавать собственные формы сигналов, он, безусловно, дает вам толчок к затратам и, безусловно, является одним из лучших наборов для генерации функций DIY.
Пожалуйста, помните, что, учитывая очень дешевую природу этих комплектов, не ожидайте высокоточного или универсального вывода сигналов, как у профессиональных машин CRO (Прочтите: Лучшие генераторы сигналов сигналов ) .
Итак, это были наши выборы. Мы надеемся, что он заполнил все, что вы ищете, и если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы или запросы относительно какой-либо электроники или электрических компонентов, комплектов DIY или чего-либо подобного, не стесняйтесь писать нам в разделе комментариев ниже.Наша команда свяжется с вами в ближайшее время.
Превратите смартфон в генератор сигналов
Генераторы сигналов — это удобная вещь, которую можно иметь в лаборатории. Они идеально подходят для тестирования входов на новом дизайне оборудования и проверки поведения схемы перед соединением всех частей вместе. За последние годы эти лабораторные инструменты уменьшились не только в размерах, но и в стоимости. В результате появилось множество портативных версий, которые сейчас существуют на рынке.
Для подвижного инженера это очень удобно, но зачастую необходимость принести еще одну часть оборудования всегда приводит к тому, что сумка с инструментами превышает предел в 50 фунтов.Это одна из причин, по которой становится популярной разработка лабораторного оборудования, которое можно подключить к смартфону. Вместо того, чтобы носить с собой другое устройство с компьютером, использование вычислительной мощности и возможностей телефона позволяет устройству быть меньше, дешевле и меньше весить!
Так как же кто-то может превратить свой смартфон в генератор сигналов? Самый простой способ — использовать разъем для наушников, который уже есть на телефоне! Нет необходимости фантазировать и пытаться подключиться к встроенному USB! Теперь, как и в любом инженерном проекте, существуют ограничения на требования к возможностям этого порта.
Стандартный разъем для наушников обычно покрывает только те частотные диапазоны, которые слышит человек (20–20 000 Гц). Это кажется ограниченным диапазоном, но для большинства датчиков и приложений на самом деле это довольно широкий диапазон. Прекрасным примером применения являются медицинские датчики, такие как ЭКГ, ЭЭГ и ЭМГ. Эти сигналы не имеют компонентов, намного превышающих 100 Гц, самое большее!
Генератор сигналов для смартфонов можно построить менее чем за 15 долларов! Аппаратное обеспечение состоит из одного стерео 3.5-миллиметровый штекер для наушников, немного провода, а затем, при желании, три зажима типа «крокодил» для подключения генератора сигналов к тестируемому устройству. Гнездо для наушников состоит из правого и левого каналов в дополнение к заземлению. На рисунке 1 показано изображение разъема для наушников, припаянного с помощью трех проводов. Большой металлический язычок внизу — это земля, а зеленый и красный провода подключены к левому и правому каналам соответственно. После того, как разъем для наушников припаян, его можно закрыть, а выводы из крокодиловой кожи можно подключить либо через припой, либо через установочный винт, в зависимости от типа выбранного разъема.Последнюю часть оборудования можно увидеть на рисунке 2.
Существует ряд программных опций, доступных для операционных систем iOS и Android в соответствующих магазинах приложений. Для iOS Sig Gen казался лучшим вариантом на рынке по цене менее 3 долларов! На рисунке 3 показан пример того, как приложение выглядит на телефоне. Для Android было гораздо больше вариантов, чем для iOS. Самый красивый вариант, который был протестирован, назывался Waveform и в буквальном смысле был разработан так, чтобы выглядеть как лицевая панель генератора сигналов! Это видно на рисунке 4.
Рис. 4. Форма сигнала Android
Оба этих приложения предоставляют возможность изменять общие функции, такие как уровень выходного сигнала, форму волны и частоту. Поскольку аппаратное обеспечение представляет собой телефон, приложения также включают возможность генерировать сигналы различной формы в левом и правом каналах гнезда для наушников; каждый из которых независимо управляется! Это все равно что купить один канал и получить второй бесплатно!
Сейчас все это выглядит действительно круто, но настоящий вопрос в том, работает ли это? Для простого теста оборудование было подключено к резистивной нагрузке, а затем к медицинскому устройству, которое разрабатывалось в лаборатории.Установив генератор сигнала для синусоидальной волны на 12 Гц, результирующую форму волны можно увидеть на рисунке 5. Это сработало!
Была только одна небольшая проблема; изменение выходной амплитуды в приложении позволяло получить сигнал от 0 до примерно 50 мВ! Довольно любопытная проблема! Это не похоже на максимальное напряжение, которое можно подать на наушники. Можно было бы ожидать, что полная размах напряжения составляет 3,3 вольта. Оказалось, что, несмотря на изменение амплитуды в приложении, настройка громкости телефона ограничивала максимальное выходное напряжение.Измените громкость телефона на максимум, допустимый для ожидаемого диапазона напряжения. Это можно увидеть на Рисунке 6. Поскольку приложение поддерживает другие формы сигналов, на Рисунке 7 просто для развлечения показан выходной сигнал с зубчатой пилой.
В версии программного обеспечения для iPhone возникла еще одна проблема. Если телефон переходил в спящий режим, приложение-генератор сигналов прекращало вывод сигнала! Чтобы использовать генератор сигналов, телефон не должен переходить в спящий режим! Это немного неприятная проблема, тем более что с дисплеем на телефоне аккумулятор разряжается намного быстрее.Единственное решение на данный момент — просто подключить телефон к зарядному кабелю. Что вообще можно ожидать от генератора сигналов за 15 долларов? (Надеюсь, это «несоответствие» программного обеспечения будет исправлено в будущих версиях).
Этот простой трюк для создания генератора сигналов очень пригодился! Он подходит для множества применений и до сих пор значительно снизил вес моей дорожной сумки. Бывают случаи, когда этот простой генератор сигналов не соответствует требованиям, и требуется портативное устройство более высокого уровня.Коммерческие портативные устройства стоят около 150 долларов и могут работать с частотами выше 1 МГц. Несмотря на десятую часть стоимости, удивительно, насколько полезен на самом деле этот маленький кабель и как часто он используется. Наслаждайтесь созданием своего собственного, и я с нетерпением жду возможности услышать от всех их опыт!
Джейкоб Бенинго — лектор и консультант по проектированию встроенных систем. Он работает с компаниями, чтобы разрабатывать качественные и надежные продукты и преодолевать проблемы встраиваемого дизайна. Дополнительные советы и рекомендации можно найти на его веб-сайте www.beningo.com, twitter @Jacob_Beningo и #EmbeddedTips или свяжитесь с ним по адресу [email protected].
% PDF-1.3 % 5987 0 объект > эндобдж xref 5987 51 0000000016 00000 н. 0000001375 00000 н. 0000001756 00000 н. 0000001871 00000 н. 0000002054 00000 н. 0000002110 00000 н. 0000002170 00000 н. 0000002231 00000 н. 0000002291 00000 н. 0000002351 00000 п. 0000002412 00000 н. 0000002473 00000 н. 0000002534 00000 н. 0000002595 00000 н. 0000003802 00000 н. 0000004236 00000 п. 0000004269 00000 н. 0000004432 00000 н. 0000004463 00000 н. 0000004689 00000 н. 0000005255 00000 н. 0000005298 00000 н. 0000005530 00000 н. 0000006227 00000 н. 0000006250 00000 н. 0000006762 00000 н. 0000006785 00000 н. 0000007235 00000 н. 0000007258 00000 н. 0000007677 00000 н. 0000007700 00000 н. 0000008134 00000 п. 0000008157 00000 н. 0000008524 00000 н. 0000008547 00000 н. 0000008616 00000 н. 0000009097 00000 н. 0000009272 00000 н. 0000009491 00000 п. 0000009927 00000 н. 0000009950 00000 н. 0000010360 00000 п. 0000010383 00000 п. 0000010591 00000 п. 0000010671 00000 п. 0000047315 00000 п. 0000074706 00000 п. 0000077385 00000 п. 0000077911 00000 п. 0000002752 00000 н. 0000003779 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 5988 0 объект > >> / LastModified (D: 20041123145312) / MarkInfo> >> эндобдж 5989 0 объект [ 5990 0 R 5991 0 R 5992 0 R 5993 0 R 5994 0 R 5995 0 R 5996 0 R 5997 0 R 5998 0 руб. 5999 0 руб. ] эндобдж 5990 0 объект > / Ж 105 0 Р >> эндобдж 5991 0 объект > / Ж 8 0 Р >> эндобдж 5992 0 объект > / Ж 12 0 Р >> эндобдж 5993 0 объект > / Ж 155 0 Р >> эндобдж 5994 0 объект > / Ж 31 0 Р >> эндобдж 5995 0 объект > / Ж 35 0 Р >> эндобдж 5996 0 объект > / Ж 112 0 Р >> эндобдж 5997 0 объект > / Ж 138 0 Р >> эндобдж 5998 0 объект > / Ж 148 0 Р >> эндобдж 5999 0 объект > / F 131 0 R >> эндобдж 6000 0 объект > эндобдж 6036 0 объект > поток HT [Li> 3- 툣 HJTTiS ꃰ dqS) Cwl5lYĈT tbYITT5Mtw ܾ
.