Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

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

Схемы генераторов высокой частоты

Предлагаемые генераторы высокой частоты предназначены для получения электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, выполняют с использованием LC-колебательных контуров или кварцевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами. Принципиально схемы от этого существенно не изменяются, поэтому ниже будут рассмотрены LC-генераторы высокой частоты. Отметим, что в случае необходимости колебательные контуры в некоторых схемах генераторов (см., например, рис. 12.4, 12.5) могут быть без проблем заменены кварцевыми резонаторами.

Рис. 12.1

Генераторы высокой частоты (рис. 12.1, 12.2) выполнены по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практике схеме «индуктивной трехточки». Они различаются наличием эмиттерной RC-цепочки, задающей режим работы транзистора (рис. 12.2) по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности (рис. 12.1, 12.2) делают отвод (обычно от ее 1/3… 1/5 части, считая от заземленного вывода). Нестабильность работы генераторов высокой частоты на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации «плавает». Для ослабления влияния транзистора на рабочую частоту генерации следует максимально ослабить связь колебательного контура с транзистором, до минимума уменьшив переходные емкости. Кроме того, на частоту генерации заметно влияет и изменение сопротивления нагрузки. Поэтому крайне необходимо между генератором и сопротивлением нагрузки включить эмиттерный (истоковый) повторитель.

Для питания генераторов следует использовать стабильные источники питания с малыми пульсациями напряжения.

Рис. 12.2

 

Рис. 12.3

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах (рис. 12.3), обладают лучшими характеристиками.

Генераторы высокой частоты, собранные по схеме «емкостной трехточки» на биполярном и полевом транзисторах, показаны на рис. 12.4 и 12.5. Принципиально по своим характеристикам схемы «индуктивной» и «емкостной» трехточек не отличаются, однако в схеме «емкостной трехточки» не нужно делать лишний вывод у катушки индуктивности.

Во многих схемах генераторов (рис. 12.1 — 12.5 и другие схемы) выходной сигнал может сниматься непосредственно с колебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза-земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и рабочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контроля технологических параметров.

Рис. 12.4

 

Рис. 12.5

На рис. 12.6 показана схема несколько видоизмененного варианта ВЧ генератора — «емкостной трехточки». Глубину положительной обратной связи и оптимальные условия для возбуждения генератора подбирают с помощью емкостных элементов схемы.

Схема генератора, показанная на рис. 12.7, работоспособна в широком диапазоне значений индуктивности катушки колебательного контура (от 200 мкГн до 2 Гн) [Р 7/90-68]. Такой генератор можно использовать в качестве широкодиапазонного высокочастотного генератора сигналов или в качестве измерительного преобразователя электрических и неэлектрических величин в частоту, а также в схеме измерения индуктивностей.

Рис. 12.6

 

Рис. 12.7

 

Рис. 12.8

Генераторы на активных элементах с N-образной ВАХ (туннельные диоды, лямбда-диоды и их аналоги) содержат обычно источник тока, активный элемент и частотозадающий элемент (LC-контур) с параллельным или последовательным включением. На рис. 12.8 показана схема ВЧ генератора на элементе с лям-бдаобразной вольт-амперной характеристикой. Управление его частотой осуществляется за счет изменения динамической емкости транзисторов при изменении протекающего через них тока.

Светодиод НИ стабилизирует рабочую точку и индицирует включенное состояние генератора.

Генератор на аналоге лямбда-диода, выполненный на полевых транзисторах, и со стабилизацией рабочей точки аналогом стабилитрона — светодиодом, показан на рис. 12.9. Устройство работает до частоты 1 МГц и выше при использовании указанных на схеме транзисторов.

Рис. 12.9

 

Рис. 12.10

На рис. 12.10 в порядке сопоставления схем по степени их сложности приведена практическая схема ВЧ генератора на туннельном диоде. В качестве полупроводникового низковольтного стабилизатора напряжения использован прямосме-щенный переход высокочастотного германиевого диода. Этот генератор потенциально способен работать в области наиболее высоких частот — до нескольких ГГц.

Высокочастотный , по схеме очень напоминающий рис. 12.7, но выполненный с использованием полевого транзистора, показан на рис. 12.11 [Рл 7/97-34].

Прототипом RC-генератора, показанного на рис. 11.18 является схема генератора на рис. 12.12 [F 9/71-171; 3/85-131].

Этот генератор отличает высокая стабильность частоты, способность работать в широком диапазоне изменения параметров частотозадающих элементов. Для снижения влияния нагрузки на рабочую частоту генератора в схему введен дополнительный каскад — эмиттерный повторитель, выполненный на биполярном транзисторе VT3. Генератор способен работать до частот свыше 150 МГц.

Рис. 12.11

 

Рис. 12.12

Из числа всевозможных схем генераторов особо следует выделить генераторы с ударным возбуждением. Их работа основана на периодическом возбуждении колебательного контура (либо иного резонирующего элемента) мощным коротким импульсом тока. В результате «электронного удара» в возбужденном таким образом колебательном контуре возникают постепенно затухающие по амплитуде периодические колебания синусоидальной формы. Затухание колебаний по амплитуде обусловлено необратимыми потерями энергии в колебательном контуре. Скорость затухания колебаний определяется добротностью (качеством) колебательного контура. Выходной высокочастотный сигнал будет стабилен по амплитуде, если импульсы возбуждения следуют с высокой частотой. Этот тип генераторов является наиболее древним в ряду рассматриваемых и известен с XIX века.

Практическая схема генератора высокочастотных колебаний ударного возбуждения показана на рис. 12.13 [Р 9/76-52; 3/77-53]. Импульсы ударного возбуждения подаются на колебательный контур L1C1 через диод VD1 от низкочастотного генератора, например, мультивибратора, или иного генератора прямоугольных импульсов (ГПИ), рассмотренных ранее в главах 7 и 8. Большим преимуществом генераторов ударного возбуждения является то, что они работают с использованием колебательных контуров практически любого вида и любой резонансной частоты.

Рис. 12.13

 

Рис. 12.14

Еще один вид генераторов — генераторы шума, схемы которых показаны на рис. 12.14 и 12.15.

Такие генераторы широко используют для настройки различных радиоэлектронных схем. Генерируемые такими устройствами сигналы занимают исключительно широкую полосу частот — от единиц Гц до сотен МГц. Для генерации шума используют обратносмещенные переходы полупроводниковых приборов, работающих в граничных условиях лавинного пробоя. Для этого могут быть использованы переходы транзисторов (рис. 12.14) [Рл 2/98-37] или стабилитроны (рис. 12.15) [Р 1/69-37]. Чтобы настроить режим, при котором напряжение генерируемых шумов максимально, регулируют рабочий ток через активный элемент (рис. 12.15).

Рис. 12.15

Отметим, что для генерации шума можно использовать и резисторы, совмещенные с многокаскадными усилителями низкой частоты, сверхрегенеративные приемники и др. элементы. Для получения максимальной амплитуды шумового напряжения необходим, как правило, индивидуальный подбор наиболее шумящего элемента.

Для того чтобы создать узкополосные генераторы шума, на выходе схемы генератора может быть включен LC- или RC-фильтр.


Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Схема простого широкополосного генератора ВЧ сигналов

В любом радиолюбительском хозяйстве должен быть напильник, молоток и генератор.
Можно ли обойтись без этого?
Ну, не знаю, не знаю… Кому как, а лично мне – никак!
При этом генератор должен быть, не абы какой, а работающий широкой полосе частот, со стабильной амплитудой выходного сигнала и нормированным выходным сопротивлением (обычно 50 Ом).

Хороший пример подобного генератора был опубликован в журнале Funkschau, 1981, N25/26, а с полным переводом статьи можно ознакомиться на страницах Pадио, N6, 1997.
Полезной особенностью данной конструкции, отличающей её от большинства представленных в разнообразных источниках – наличие узла стабилизации уровня выходного сигнала во всём диапазоне генерируемых частот.

«Принципиальная схема прибора представлена на рис. 1. Транзисторы VT1, VT2 совместно с переменным конденсатором установки частоты С1 и индуктивностями L1 – L4 образуют задающий генератор (диапазон частот 2…160 МГц). Делитель R1R5 задает напряжение смещения для этих транзисторов по постоянному току. Резисторы, имеющие малую величину сопротивления, включены в цепи базы (затвора) транзисторов VT1 – VT4; они служат для подавления паразитной генерации высокочастотных транзисторов. Регулировкой тока, протекающего через общий резистор R6 в цепи эмиттеров транзисторов VT1 и VT2, может быть установлен режим синусоидальных колебаний с малыми искажениями при амплитуде напряжения в несколько вольт.

Рис.1. Схема генератора

Высокочастотный сигнал с генератора через конденсатор С4 поступает на затвор полевого транзистора VT3. Этим обеспечивается почти идеальная развязка нагрузки и генератора. Для установки напряжения смещения транзисторов VT3 и VT4 служат резисторы R7, R8, а токовый режим каскада определяют резисторы R12 – R 14. Для увеличения степени развязки выходное высокочастотное напряжение снимается с коллекторной цепи VT4.

Для стабилизации уровня сигнал ВЧ через конденсатор С9 подводится к выпрямителю с удвоением напряжения, выполненного на элементах VD1, VD2, С10, С11, R15. Пропорциональное амплитуде выходного сигнала выпрямленное напряжение дополнительно усиливается в цепи управления на VT5 и VT6. При отсутствии сигнала ВЧ транзистор VT6 полностью открыт; при этом к задающему генератору поступает максимальное напряжение питания. В результате облегчаются условия самовозбуждения генератора и в начальный момент устанавливается большая амплитуда его колебаний. Но это напряжение ВЧ через выпрямитель открывает VT5, при этом напряжение на базе VT6 увеличивается, что приводит к уменьшению напряжения питания генератора и в конечном счете к стабилизации амплитуды его колебаний. Равновесное состояние устанавливается при амплитуде сигнала ВЧ на коллекторе VT4 несколько выше 400 мВ.

Переменный резистор R17 (показан как потенциометр) в действительности представляет собой ВЧ аттенюатор и при отсутствии нагрузки на его выходе максимальное напряжение достигает четверти входного, т.е. 100 мВ. При нагрузке коаксиального кабеля на сопротивление 50 Ом (что является необходимым для его согласования в частотном диапазоне от 50 до 160 МГц и выше) на выходе генератора устанавливается напряжение ВЧ около 50 мВ, которое регулировкой аттенюатора может быть уменьшено до необходимого уровня.
В качестве регулятора R17 в схеме генератора был использован 50-омный аттенюатор фирмы Prech. Если для некоторых конкретных применений не требуется регулировки уровня выходного напряжения, аттенюатор R17 может быть заменен фиксированным резистором с сопротивлением 50 Ом.

Однако и в этом случае сохраняется возможность регулировки уровня напряжения ВЧ в некоторых пределах: с этой целью конденсатор С9 присоединяют не к коллектору VT4, а к его эмиттеру, при этом приходится учитывать небольшое изменение (уменьшение) уровня сигнала на высших частотах рабочего диапазона. Тогда нагрузку для VT4 образуют аттенюатор R17 и резисторы R11, R12. Увеличение амплитуды выходного высокочастотного напряжения может быть достигнуто замыканием резистора R11 проволочной перемычкой, если же требуется уменьшить амплитуду выходного напряжения, то резистор R11 оставляют в устройстве, а конденсаторы С7, С8 выпаивают. Еще большее уменьшение уровня выходного сигнала может быть получено снижением величины сопротивления R17, но в этом случае уже не будет согласования с кабелем, а на частотах выше 50 МГц это недопустимо!

Все детали генератора расположены на печатной плате небольших размеров. Катушки индуктивности генератора L1 – L3 намотаны на каркасах диаметром 7,5 мм. Их индуктивности подстраивают ферритовыми сердечниками с малыми потерями, предназначенными для работы в диапазоне УКВ. Катушка L3 имеет 62 витка, L2 – 15 и L1 – 5 витков провода ПЭЛ 0,2 (намотка всех катушек в один слой). Индуктивность WL1 выполнена в виде шлейфа, который одной своей стороной прикреплен к переключателю диапазонов, а другой – к конденсатору С1 переменной емкости. Размеры шлейфа приведены на рис. 2. Он выполнен из медного посеребренного провода диаметром 1,5 мм; для фиксации расстояний между его проводниками применяются три пластины из изоляционного материала с малыми потерями (например фторопласта), в которых просверлены по два отверстия диаметром 1,5 мм, находящиеся соответственно на расстоянии 10 и 2,5 мм (рис. 2).


Рис.2. Конструкция шлейфа

Весь прибор размещают в металлическом корпусе размерами 45х120х75 мм. Если аттенюатор и ВЧ разъем установлены в корпусе на стороне, противоположной той, на которой находится печатная плата, то внутри корпуса прибора еще остается достаточно места для узлов блока питания: трансформатора питания мощностью 1 Вт с понижением напряжения сети до 15 В, выпрямительного моста и микросхемы 7812 (отечественный аналог- КР142ЕН8Б). В корпусе может быть размещен также миниатюрный частотомер с предварительным делителем частоты. При этом вход делителя следует подключить к коллектору VT4, а не к выходному разъему, что позволит производить отсчет частоты при любом напряжении ВЧ, снимаемом с аттенюатора R17.

Возможно изменение частотного диапазона прибора путем изменения индуктивности катушки контура или емкости конденсатора С1. При расширении частотного диапазона в сторону более высоких частот следует уменьшать потери контура настройки (применение в качестве С1 конденсатора с воздушным диэлектриком и керамической изоляцией, катушек индуктивности с малыми потерями). Кроме того, диоды VD1 и VD2 должны соответствовать этому расширенному диапазону частот, в противном случае с увеличением частоты выходное напряжение генератора будет увеличиваться, что объясняется уменьшением эффективности цепи стабилизации.

Для облегчения настройки параллельно С 1 подключают дополнительный переменный конденсатор малой емкости (электрический верньер) или же применяют механический верньер к конденсатору настройки с передаточным отношением 1:3 – 1:10.»

В этой конструкции все транзисторы, кроме VT5 и VT6, должны иметь полосу пропускания не менее 1000МГц, а вместо транзисторов ВС252С вполне подойдут КТ3107, или какие-либо им подобные.

Для достижения приемлемых параметров стабильности частоты устройства – в качестве С1, регулирующего частоту генерации, желательно использовать воздушный (с воздушным диэлектриком) конденсатор переменной ёмкости.
Верньерное устройство с передаточным отношением 1:3 – 1:10 однозначно не сможет обеспечить комфортную и точную настройку на нужную частоту, поэтому даже при его наличии, дополнительный переменный растягивающий конденсатор малой ёмкости окажется совсем не лишним.

 

Схемы генераторов высокой частоты. Мощный генератор ВЧ на MOSFET-транзисторе Генератор вч работает на частоте 120 мгц

Предлагаемые генераторы высокой частоты предназначены для получения электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, выполняют с использованием LC-колебательных контуров или кварцевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами. Принципиально схемы от этого существенно не изменяются, поэтому ниже будут рассмотрены LC-генераторы высокой частоты. Отметим, что в случае необходимости колебательные контуры в некоторых схемах генераторов (см., например, рис. 12.4, 12.5) могут быть без проблем заменены кварцевыми резонаторами.

Генераторы высокой частоты (рис. 12.1, 12.2) выполнены по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практике схеме «индуктивной трехточки». Они различаются наличием эмиттерной RC-цепочки, задающей режим работы транзистора (рис. 12.2) по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности (рис. 12.1, 12.2) делают отвод (обычно от ее 1/3… 1/5 части, считая от заземленного вывода). Нестабильность работы генераторов высокой частоты на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации «плавает». Для ослабления влияния транзистора на рабочую частоту генерации следует максимально ослабить связь колебательного контура с транзистором, до минимума уменьшив переходные емкости. Кроме того, на частоту генерации заметно влияет и изменение сопротивления нагрузки. Поэтому крайне необходимо между генератором и сопротивлением нагрузки включить эмиттерный (истоковый) повторитель.

Для питания генераторов следует использовать стабильные источники питания с малыми пульсациями напряжения.

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах (рис. 12.3), обладают лучшими характеристиками.

Генераторы высокой частоты, собранные по схеме «емкостной трехточки» на биполярном и полевом транзисторах, показаны на рис. 12.4 и 12.5. Принципиально по своим характеристикам схемы «индуктивной» и «емкостной» трехточек не отличаются, однако в схеме «емкостной трехточки» не нужно делать лишний вывод у катушки индуктивности.

Во многих схемах генераторов (рис. 12.1 — 12.5 и другие схемы) выходной сигнал может сниматься непосредственно с колебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза-земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и рабочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контроля технологических параметров.

На рис. 12.6 показана схема несколько видоизмененного варианта ВЧ генератора — «емкостной трехточки». Глубину положительной обратной связи и оптимальные условия для возбуждения генератора подбирают с помощью емкостных элементов схемы.

Схема генератора, показанная на рис. 12.7, работоспособна в широком диапазоне значений индуктивности катушки колебательного контура (от 200 мкГн до 2 Гн) [Р 7/90-68]. Такой генератор можно использовать в качестве широкодиапазонного высокочастотного генератора сигналов или в качестве измерительного преобразователя электрических и неэлектрических величин в частоту, а также в схеме измерения индуктивностей.

Генераторы на активных элементах с N-образной ВАХ (туннельные диоды, лямбда-диоды и их аналоги) содержат обычно источник тока, активный элемент и частотозадающий элемент (LC-контур) с параллельным или последовательным включением. На рис. 12.8 показана схема ВЧ генератора на элементе с лям-бдаобразной вольт-амперной характеристикой. Управление его частотой осуществляется за счет изменения динамической емкости транзисторов при изменении протекающего через них тока.

Светодиод НИ стабилизирует рабочую точку и индицирует включенное состояние генератора.

Генератор на аналоге лямбда-диода, выполненный на полевых транзисторах, и со стабилизацией рабочей точки аналогом стабилитрона — светодиодом, показан на рис. 12.9. Устройство работает до частоты 1 МГц и выше при использовании указанных на схеме транзисторов.

На рис. 12.10 в порядке сопоставления схем по степени их сложности приведена практическая схема ВЧ генератора на туннельном диоде. В качестве полупроводникового низковольтного стабилизатора напряжения использован прямосме-щенный переход высокочастотного германиевого диода. Этот генератор потенциально способен работать в области наиболее высоких частот — до нескольких ГГц.

Высокочастотный генератор частоты , по схеме очень напоминающий рис. 12.7, но выполненный с использованием полевого транзистора, показан на рис. 12.11 [Рл 7/97-34].

Прототипом RC-генератора, показанного на рис. 11.18 является схема генератора на рис. 12.12 .

Этот генератор отличает высокая стабильность частоты, способность работать в широком диапазоне изменения параметров частотозадающих элементов. Для снижения влияния нагрузки на рабочую частоту генератора в схему введен дополнительный каскад — эмиттерный повторитель, выполненный на биполярном транзисторе VT3. Генератор способен работать до частот свыше 150 МГц.

Из числа всевозможных схем генераторов особо следует выделить генераторы с ударным возбуждением. Их работа основана на периодическом возбуждении колебательного контура (либо иного резонирующего элемента) мощным коротким импульсом тока. В результате «электронного удара» в возбужденном таким образом колебательном контуре возникают постепенно затухающие по амплитуде периодические колебания синусоидальной формы. Затухание колебаний по амплитуде обусловлено необратимыми потерями энергии в колебательном контуре. Скорость затухания колебаний определяется добротностью (качеством) колебательного контура. Выходной высокочастотный сигнал будет стабилен по амплитуде, если импульсы возбуждения следуют с высокой частотой. Этот тип генераторов является наиболее древним в ряду рассматриваемых и известен с XIX века.

Практическая схема генератора высокочастотных колебаний ударного возбуждения показана на рис. 12.13 [Р 9/76-52; 3/77-53]. Импульсы ударного возбуждения подаются на колебательный контур L1C1 через диод VD1 от низкочастотного генератора, например, мультивибратора, или иного генератора прямоугольных импульсов (ГПИ), рассмотренных ранее в главах 7 и 8. Большим преимуществом генераторов ударного возбуждения является то, что они работают с использованием колебательных контуров практически любого вида и любой резонансной частоты.

Еще один вид генераторов — генераторы шума, схемы которых показаны на рис. 12.14 и 12.15.

Такие генераторы широко используют для настройки различных радиоэлектронных схем. Генерируемые такими устройствами сигналы занимают исключительно широкую полосу частот — от единиц Гц до сотен МГц. Для генерации шума используют обратносмещенные переходы полупроводниковых приборов, работающих в граничных условиях лавинного пробоя. Для этого могут быть использованы переходы транзисторов (рис. 12.14) [Рл 2/98-37] или стабилитроны (рис. 12.15) [Р 1/69-37]. Чтобы настроить режим, при котором напряжение генерируемых шумов максимально, регулируют рабочий ток через активный элемент (рис. 12.15).

Отметим, что для генерации шума можно использовать и резисторы, совмещенные с многокаскадными усилителями низкой частоты, сверхрегенеративные приемники и др. элементы. Для получения максимальной амплитуды шумового напряжения необходим, как правило, индивидуальный подбор наиболее шумящего элемента.

Для того чтобы создать узкополосные генераторы шума, на выходе схемы генератора может быть включен LC- или RC-фильтр.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Юным радиолюбителям посвящается…

Предисловие

Радиосигнал, однажды сгенерированный, уносится в глубь Вселенной со скоростью света… Эта фраза, прочитанная в журнале «Юный техник» в далеком детстве произвела на меня очень сильное впечатление и уже тогда я твердо решил, что обязательно пошлю свой сигнал нашим «братьям по разуму», чего бы мне это не стоило. Но путь, от желания до воплощения мечты долог и непредсказуем…

Когда я только начинал заниматься радиоделом, мне очень хотелось построить портативную радиостанцию. В то время я думал, что она состоит из динамика, антенны и батарейки. Стоит только соединить их в правильном порядке и можно будет разговаривать с друзьями где-бы они не находились… Я изрисовал не одну тетрадку возможными схемами, добавлял всевозможные лампочки, катушки и проводки. Сегодня эти воспоминания вызывают у меня лишь улыбку, но тогда мне казалось, что еще чуть-чуть и чудо-устройство будет у меня в руках…

Я помню свой первый радиопередатчик. В 7 классе я ходил в кружок спортивной радиопеленгации (т.н. охоты на лис). В один из прекрасных весенних дней наша последняя «лиса» — приказала долго жить. Руководитель кружка, недолго думая, вручил мне её со словами — «… ну, ты там её почини…». Я наверное был страшно горд и счастлив, что мне доверили столь почетную миссию, но мои знания электроники на тот момент не дотягивали до «кандидатского минимума». Я умел отличать транзистор от диода и приблизительно представлял как они работают по отдельности, но как они работают вместе — для меня это было загадкой. Придя домой, я с благоговейным трепетом вскрыл небольшую металлическую коробочку. Внутри неё оказалась плата, состоящая из мультивибратора и генератора РЧ на транзисторе П416. Для меня это была вершина схемотехники. Самой загадочной деталью в данном устройстве была катушка задающего генератора (3,5МГц.), намотанная на броневом сердечнике. Детское любопытство пересилило здравый смысл и острая металлическая отвертка впилась в броневой кожух катушки. «Хрясь» — раздался хруст и кусок броневого корпуса катушки, со стуком упал на пол. Пока он падал, мое воображение уже нарисовало картину моего расстрела руководителем нашего кружка…

У этой истории был счастливый конец, правда случился он через месяц. «Лису» я все-таки починил, хотя точнее сказать — сделал её заново. Плата радиомаяка, сделанная из фольгированного гетинакса, не выдержала пыток моим 100 ваттным паяльником, дорожки отслоились от постоянной перепайки деталей… Пришлось плату делать заново. Спасибо моему папе, что принес (достал где-то с большим трудом) фольгированный гетинакс, а маме — за дорогой французский красный лак для ногтей, который я использовал для рисования платы. Новый броневой сердечник мне достать не удалось, но зато удалось аккуратно склеить старый клеем БФ… Отремонтированный радиомаяк радостно послал в эфир свое слабое «ПИ-ПИ-ПИ», но для меня это было сравни запуску первого искусственного спутника Земли, возвестившего человечеству о начале космической эры таким-же прерывистым сигналом на частоте 20 и 40 МГц. Вот такая история…

Схема устройства

В мире существует огромное количество схем генераторов, способных генерировать колебания различной частоты и мощности. Обычно, это достаточно сложные устройства на диодах, лампах, транзисторах или других активных элементах. Их сборка и настройка требует некоторого опыта и наличия дорогих приборов. И чем выше частота и мощность генератора, тем сложнее и дороже нужны приборы, тем опытнее должен быть радиолюбитель в данной теме.

Но сегодня, мне бы хотелось рассказать о достаточно мощном генераторе ВЧ, построенном всего на одном транзисторе. Причем работать этот генератор может на частотах до 2ГГц и выше и генерировать достаточно большую мощность — от единиц до десятков ватт, в зависимости от типа применяемого транзистора. Отличительной особенностью данного генератора, является использование симметричного дипольного резонатора, своеобразного открытого колебательного контура с индуктивной и емкостной связью. Не стоит пугаться такого названия — резонатор представляет собой две параллельные металлические полоски, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга.

Свои первые опыты с генераторами подобного вида я проводил ещё в начале 2000-х годов, когда для меня стали доступны мощные ВЧ-транзисторы. С тех пор я периодически возвращался к этой теме, пока в середине лета на сайте VRTP.ru не возникла тема по использованию мощного однотранзисторного генератора в качестве источника ВЧ-излучения для глушения бытовой техники (музыкальных центров, магнитол, телевизоров) за счет наведения модулированных ВЧ-токов в электронных схемах этих устройств. Накопленный материал и лег в основу данной статьи.

Схема мощного генератора ВЧ, достаточно проста и состоит из двух основных блоков:

  1. Непосредственно сам автогенератор ВЧ на транзисторе;
  2. Модулятор — устройство для периодической манипуляции (запуска) генератора ВЧ сигналом звуковой (любой другой) частоты.

Детали и конструкция

«Сердцем» нашего генератора является высокочастотный MOSFET-транзистор . Это достаточно дорогостоящий и мало распространенный элемент. Его можно купить за приемлемую цену в китайских интернет-магазинах или найти в высокочастотном радиооборудовании — усилителях/генераторах высокой частоты, а именно, в платах базовых станций сотовой связи различных стандартов. В своем большинстве эти транзисторы разрабатывались именно под данные устройства.
Такие транзисторы, визуально и конструктивно отличаются от привычных с детства многим радиолюбителям КТ315 или МП38 и представляют собой «кирпичики» с плоскими выводами на мощной металлической подложке. Они бывают маленькие и большие в зависимости от выходной мощности. Иногда, в одном корпусе располагаются два транзистора на одной подложке (истоке). Вот как они выглядят:


Линейка внизу, поможет вам оценить их размеры. Для создания генератора могут быть использованы любые MOSFET-транзисторы. Я пробовал в генераторе следующие транзисторы: MRF284, MRF19125, MRF6522-70, MRF9085, BLF1820E, PTFA211801E — все они работают. Вот как данные транзисторы выглядят внутри:


Вторым, необходимым материалом для изготовления данного устройства является медь . Необходимы две полоски данного металла шириной 1-1,5см. и длинной 15-20см (для частоты 400-500 МГц). Можно сделать резонаторы любой длинны, в зависимости от желаемой частоты генератора. Ориентировочно, она равна 1/4 длинны волны.
Я использовал медь, толщиной 0,4 и 1 мм. Менее тонкие полоски — будут плохо держать форму, но в принципе и они работоспособны. Вместо меди, можно использовать и латунь . Резонаторы из альпака (вид латуни) тоже успешно работают. В самом простом варианте, резонаторы можно сделать из двух кусочков проволоки, диаметром 0,8-1,5 мм.

Помимо ВЧ-транзистора и меди, для изготовления генератора понадобится микросхема 4093 — это 4 элемента 2И-НЕ с триггерами Шмитта на входе. Её можно заменить на микросхему 4011 (4 элемента 2И-НЕ) или её российский аналог — К561ЛА7 . Также можно использовать другой генератор для модуляции, например, собранный на таймере 555 . А можно вообще исключить из схемы модулирующую часть и получить просто ВЧ-генератор.

В качестве ключевого элемента применен составной p-n-p транзистор TIP126 (можно использовать TIP125 или TIP127, они отличаются только максимально допустимым напряжением). По паспорту он выдерживает 5А, но очень сильно греется. Поэтому необходим радиатор для его охлаждения. В дальнейшем, я использовал P-канальные полевые транзисторы типа IRF4095 или P80PF55 .

Сборка устройства

Устройство может быть собрано как на печатной плате, так и навесным монтажом с соблюдением правил для ВЧ-монтажа. Топология и вид моей платы приведены ниже:

Эта плата рассчитана на транзистор типа MRF19125 или PTFA211801E . Для него прорезается отверстие в плате, соответствующее размеру истока (теплоотводящей пластины).
Одним из важных моментов сборки устройства является обеспечение теплоотвода от истока транзистора. Я применил различные радиаторы, подходящие по размеру. Для кратковременных экспериментов — таких радиаторов достаточно. Для долговременной работы — необходим радиатор достаточно большой площади или применение схемы обдува вентилятором.
Включение устройства без радиатора, чревато быстрым перегревом транзистора и выходом из строя этого дорогостоящего радиоэлемента.

Для экспериментов, мною были изготовлены несколько генераторов по разные транзисторы. Также я сделал фланцевые крепления полосковых резонаторов, чтобы можно было их менять без постоянного нагрева транзистора. Представленные ниже фотографии помогут вам разобраться в деталях монтажа.































Запуск устройства

Перед запуском генератора, необходимо еще раз проверить правильность его соединений, чтобы у вас не образовалась весьма не дешёвая кучка транзисторов с надписью «Сгорел».


Первый запуск, желательно производить с контролем потребляемого тока. Этот ток, можно ограничить до безопасного уровня использовав резистор на 2-10 Ом в цепи питания генератора (коллектор или сток модулирующего транзистора).
Работу генератора можно проверить различными приборами: поисковым приемником, сканером, частотомером или просто энергосберегающей лампой. ВЧ-излучение, мощностью более 3-5 Вт, заставляет её светиться.

ВЧ-токи легко нагревают некоторые материалы вступающие с ними в контакт в т. ч. и биологические ткани. Так, что будьте осторожны, можно получить термический ожог прикоснувшись к оголенным резонаторам (особенно при работе генераторов на мощных транзисторах). Даже небольшой генератор на транзисторе MRF284, при мощности всего около 2-х ватт — легко сжигает кожу рук, в чем вы можете убедиться на этом видео:

При некотором опыте и достаточной мощности генератора, на конце резонатора, можно зажечь т.н. «факел» — небольшой плазменный шарик, который будет подпитываться ВЧ-энергией генератора. Для этого достаточно просто поднести зажженную спичку к острию резонатора.

Т.н. «факел» на конце резонатора.

Помимо этого, можно зажечь ВЧ-разряд между резонаторами. В некоторых случаях, разряд напоминает крошечную шаровую молнию хаотично перемещающуюся по всей длине резонатора. Как это выглядит вы можете увидеть ниже. Несколько увеличивается потребляемый ток и во всем доме «гаснут» многие каналы эфирного телевидения))).

Применение устройства

Помимо этого, наш генератор может быть применен для изучения воздействия ВЧ-излучения на различные устройства, бытовую аудио и радиоаппаратуру с целью изучения их помехоустойчивости. Ну и конечно, с помощью данного генератора можно послать сигнал в космос, но это уже другая история…

P.S. Не следует путать этот ВЧ-автогенератор с различными EMP-jammers. Там генерируются импульсы высокого напряжения, а наше устройство генерирует излучение высокой частоты.

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 .

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 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 . 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 генератор ВЧ

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.

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:

  1. Цепь накала с питанием низкого напряжения.
  2. Цепь возбуждения и питания сетки управления.
  3. Цепь питания сетки экрана.
  4. 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 , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Стабильный генератор ВЧ

О.БЕЛОУСОВ
258600. Украина, Черкасская обл., г. Ватутино,ул.Котовского, 10.

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 гене-ратора 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”.

Схема

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 [1]. 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 [2]. 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.

Настройка. У некоторых экземпляров полевых транзисторов возможны паразитная релаксационная и прерывистая высокочастотная генерации. В этом случае требуется подбор резистора R6 и конденсатора С10. Для получения минимального значения температурного коэффициента частоты необходимо подобрать конденсаторы С6…С8 как с положительным, так и с отрицательным ТКЕ с учетом выводов. сделанных в статье [4]. Генератор необходимо поместить в экранированный корпус, изготовленный из латуни или из фольгированного стеклотекстолита. Этот высокочастотный генератор имеет только одну точку коммутации при переключении диапазонов, поэтому его легко выполнить на несколько диапазонов. Расчет колебательного контура на другие диапазоны можно выполнить по методике. приведенной в [5].

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.

Схемы Генераторов – Паятель.Ру – Все электронные схемы

КАТЕГОРИИ СХЕМ

СПРАВОЧНИК

ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ


Схема генератора на микросхеме КР1533АП3
 

Микросхема КР1533АП3 выполнена по ТТЛШ технологии и представляет собой два четырёхразрядных магистральных передатчика с инверсией входной информации и возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Собственный ток потребления микросхемы 10…25 мА. Выходы умощнены по сравнению со стандартными, микросхема способна работать на относительно низкоомную или большую ёмкостную нагрузку, максимальный выходной ток может достигать 112 мА.
Подробнее…

Схема приставки к генератору ВЧ
 

Схема несложной приемной приставки к генератору ВЧ, которая практически представляет собой трехдиапазонный приемник прямого преобразования, работающий в диапазонах 7, 14 и 21 МГц, у которого в качестве генератора плавного диапазона используется лабораторный генератор ВЧ. Переключателя диапазонов в привычном смысле слова здесь нет. На входе имеется двухзвенный LC-фильтр, перестраиваемый сдвоенным переменным конденсатором С3 в широких пределах, охватывающих все три вышеуказанных диапазона.
Подробнее…

Схема задающего генератора на микросхеме
 

Микросхемы серии 74НС и 74LVC относятся к быстродействующей КМОП-логике. В них сочетаются такие преимущества высокоскоростной ТТЛ логики, как высокое быстродействие, относительно большие выходные токи, и преимущества КПОМ-логики, – низкий ток потребления в статическом режиме, высокое входное сопротивление. Реально, микросхемы этих серий могут работать на частотах до 150 МГц и выше. Это позволяет на их основе строить задающие генераторы KB и УКВ передатчиков.
Подробнее…

Генератор ЗЧ – Своими руками
 

Обычно генератор ЗЧ строят на основе усилителя, охваченного цепью обратной связи. В генераторе гармонических колебаний эта цепь должна быть частотно избирательной. По этому чаще всего применяют мост Вина и двойной Т-мост. Для получения минимального коэффициента нелинейных искажений элементы моста подбираются с особой тщательностью, а если генератор перестраиваемый, задача еще больше усложняется, нужно сохранить баланс во всем диапазоне частот.
Подробнее…

САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ

ТЕГИ


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

Высоковольтный высокочастотный генератор – Химический факультет

Рональд М. Джонс
УНИВЕРСИТЕТ ЮТА
Химический факультет Лаборатория электроники

Этот сайт содержит руководство пользователя, фотографии, схемы, технические описания, и др. для ВЧ генераторов, разработанных отделом химии Университета штата Юта. электронная лаборатория. Устройство оптимизировано для питания волноводов и ловушек высокочастотных ионов, а также некоторые из его преимуществ перед другими схемами, а также некоторая история приведены в статья в Review of Scientific Instruments (“Простой радиочастотный источник питания” для ионных проводников и ловушек », Рональд М.Джонс, Дитер Герлих и Скотт Л. Андерсон, Rev. Sci. Instrum. 68 (1997) 3357-62). Цель этого документа – предоставить дополнительная практическая информация по конструкции, и чтобы мы могли обновить схему диаграмму по мере того, как дизайн продолжает развиваться.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: Приведенная здесь информация относится к генераторам, созданным в университете. штата Юта, и поэтому большая часть информации будет иметь лишь ограниченное использование, однако общие описания схем, фотографии и т. д.может быть полезным, помогая кому-либо желающие построить собственный генератор. В этой схеме используются ВЧ высокого напряжения и Потенциал постоянного тока может быть смертельным . Изготовление и эксплуатация этих устройств должны выполняться только теми, у кого есть хорошее понимание опасностей. Университет Юты и авторы принимают не несет ответственности за травмы или ущерб, вызванные недостатками нашей конструкции или вашей неспособностью выполнять упражнения уход при строительстве или эксплуатации.Если вам это не нравится, то придерживайтесь к коммерческому оборудованию. Университет Юты и авторы не обязаны предоставлять любая дальнейшая техническая помощь.

Краткий обзор генератора:

Генератор представляет собой генератор высокого напряжения. Он используется в лаборатории для создания сбалансированного, ВЧ поле высокого напряжения. То есть есть два выходных вывода, которые повернуты на 180 градусов. не совпадают по фазе друг с другом.Генератор используется для доставки RF к многополюсным ионам. ловушки и направляющие, о которых говорилось в статье RSI. Генератор должен работать в любом аналогичная ситуация, когда нагрузка представляет собой стабильный конденсатор, а паразитные потери потребляют только небольшое количество мощности.

В конструкции используются две передающие вакуумные лампы 6146B, поперечно соединенные в двухтактном режиме. конфигурация генератора.Настроенная схема генератора состоит из регулируемого катушка с ответвлениями и переменный конденсатор высокого напряжения. Выходная нагрузка (ионовод / ловушка) подключается непосредственно через настроенную схему и фактически становится частью настроенной схема. Таким образом, он не требует схемы согласования импеданса и подаваемого напряжения. к нагрузке точно такое же, как напряжение на настроенной цепи.
Генераторы также содержат схему ключей, которая позволяет переключать генераторы. включение и выключение с помощью логического сигнала TTL, а время нарастания RF может быть отрегулировано.В во многих приложениях эта схема ключа не требуется, и генератор просто работал в режиме CW. В этом случае схему ключа можно не использовать.
На выходы может подаваться постоянное напряжение холостого хода, а дифференциальное напряжение между двумя выходами может быть применена полярность. Частота регулируется от от нескольких сотен кГц до примерно 25 МГц. Генератор RF содержится в шасси это около 8 дюймов.(20,3 см) в ширину, 9 дюймов (22,9 см) в высоту и 12 дюймов (30,5 см) в глубину .. Генератор питается от внешнего источника постоянного тока высокого напряжения, который должен быть регулируемым. от 0 до 600 В с выходным сигналом не менее 50 мА.

Технические характеристики:
Диапазон частот: приблизительно 100 кГц – 25 МГц
от пика до пика выходного напряжения. 75 Vpp – 1200 Vpp
напряжение холостого хода – 0 В – +/- 100 В постоянного тока

Ссылки на:
Домашняя страница ВЧ-генератора

Фотогалерея

Схема и описание секции

RF

Схема и описание блока ключей

Источники труднодоступных запчастей

Руководство пользователя

Домашняя страница химического факультета Университета Юты

Генератор сигналов

– обзор

2.8 Определение характеристик на уровне системы

Определение характеристик микроволновых модулей на уровне системы становится ключевым шагом для правильной реализации подсистем передатчика и приемника как для моделирования, так и для целей проверки.

Современные сложные схемы модуляции требуют специфической характеристики различных модулей. Фактически, классические методы непрерывной волны (CW), описанные в предыдущих разделах, наряду с двухтональными тестами, не могут обеспечить полное и точное представление фактического поведения в присутствии сложных модулированных сигналов вместо периодических и по сути узкополосных возбуждений.

Измерительные установки системного уровня можно рассматривать как цифровые приемопередатчики, поскольку данные на входе PA должны быть подвергнуты цифровой модуляции, а совокупность основной полосы частот должна быть восстановлена ​​по выходу PA.

Эти приборы дают чрезвычайно важные результаты, поскольку они напрямую сообщают об эффектах в основной полосе частот искажений, вносимых нелинейностями PA. Фактически, они могут дать прямое представление о влиянии PA на поведение и производительность системного уровня, например, обеспечить оценку во временной области для цифровых синфазных ( I ) и квадратурных ( Q ) символов полосы частот.

Самый простой подход к этим измерениям – использование базового анализатора спектра (см. Рисунок 2.15). Эта характеристика предоставляет только информацию о величине, не касаясь измерения фазы, что является основополагающим для современных сложных модуляций.

Рисунок 2.15. Принципиальная схема анализатора спектра.

В этом приборе супергетеродинный приемник качается, что позволяет регистрировать сигнал мощности в зависимости от частоты. После преобразования с понижением частоты сигнал фильтруется широкополосным фильтром с высоким разрешением и проходит через схему детектора амплитуды.Прокручивая перестраиваемый фильтр по интересующему диапазону частот, определение характеристик может быть выполнено во всем диапазоне частот. Принимая во внимание точность измерения, важно, чтобы входные сигналы оставались постоянными и стабильными во время развертки частоты; состояние, которого не всегда легко достичь.

Современное поколение анализаторов спектра может включать в себя цифровые элементы, такие как аналого-цифровое преобразование или системы обработки цифровых сигналов.

В последние годы были предложены новые специальные установки для преодоления ограничений анализатора спектра.По сути, они состоят из двух новых инструментов: генератора векторных сигналов (VSG) и его аналог, анализатора векторных сигналов (VSA). Этот прибор находится в постоянном развитии и представляет собой ядро ​​любого стенда для определения характеристик основной полосы частот.

VSG (см. Рисунок 2.16) может генерировать либо CW, либо произвольно модулированные сигналы, которые могут присутствовать на входе DUT. Он состоит из трех основных блоков:

Рисунок 2.16. Принципиальная схема векторного генератора сигналов.

генератор сигналов произвольной формы (AWG)

гетеродин

смеситель с повышающим преобразованием (часто квадратурный модулятор)

Более конкретно, он включает настраиваемое радио, с AWG (модулятором), работающим на компонентах основной полосы частот I и Q , поступающих от цифро-аналоговых преобразователей (АЦП) (часто дифференциальных), работающих как своего рода модем.Затем сигнал фильтруется, преобразуется с повышением частоты до локально генерируемой несущей РЧ частоты и в конечном итоге усиливается для достижения необходимого уровня мощности.

VSA извлекает из высокочастотного модулированного сигнала поток данных основной полосы частот, обычно квадратурно демодулированный до компонентов I и Q (см. Рисунок 2.17). Он ведет себя аналогично анализаторам спектра последнего поколения, по крайней мере, для аналоговой высокочастотной части, но отличается в отношении возможностей обработки данных с помощью дигитайзера основной полосы частот.

Рисунок 2.17. Принципиальная схема векторного анализатора сигналов.

Понижающий преобразователь, микшер и дигитайзер (АЦП) в данном случае представляют три основных блока. Согласно схеме на рисунке 2.17, операции VSA можно разделить на последовательные этапы: преобразование сигнала с преобразованием частоты (ослабление и преобразование с понижением частоты), аналого-цифровое преобразование, квадратурное обнаружение, цифровая фильтрация и повторная выборка, сохранение данных в памяти. и, наконец, обработка данных и анализ БПФ.

Основные проблемы этих приборов типичны для любой линии передачи: амплитудные и фазовые искажения, искажения I и Q , а также спектральная чистота стимула. Обычно они сокращаются и частично компенсируются специальными решениями как на программном, так и на аппаратном уровне [72–76].

2.8.1 Синхронизация измерительной системы

При правильной настройке и синхронизации VSA и VSG с остальным измерительным оборудованием установка обеспечивает векторные измерения сигналов на выходе DUT во временной и частотной области (обычно ВЧ-усилитель).Все инструменты синхронизируются с общим генератором 10 МГц, обеспечивающим общий опорный сигнал. Необходимо обеспечить правильную синхронизацию и синхронизацию, чтобы правильно запустить генератор и приемник.

Процедура выполнения точного измерения нетривиальна. Частота дискретизации должна быть в три / четыре раза выше, чем ширина полосы сигнала, чтобы обнаруживать интермодуляцию в соседних каналах. Более того, блоки данных сбора данных должны быть достаточно большими, чтобы собирать всю форму сигнала, генерируемую VSG.Другим важным параметром является диапазон частот, который следует выбирать в соответствии с тактовой частотой модулятора IQ .

В частности, полоса разрешения сильно влияет на размер выборки (распределение памяти) и количество вычислений БПФ (т. Е. Время измерения). Например, при использовании модулированного сигнала с частотой дискретизации 10 МГц для достижения полосы разрешения 10 Гц требуется один миллион точек для БПФ. Таким образом, очевидно влияние на необходимую память для хранения и необходимое время измерения.Выбрав подходящую частоту дискретизации, фильтры сглаживания (управление окнами) и децимацию, эту проблему можно частично преодолеть, когда требуется узкая полоса пропускания.

Как и предполагалось, основной операцией при измерениях VSG-VSA является правильная синхронизация двух приборов. Любое смещение между потоками генерации и сбора данных означает потерю выборок данных, неправильную выборку и, как следствие, неточные измерения. Распространенной стратегией решения этой проблемы является вставка в начале последовательности некоторых маркеров (например, известной последовательности данных), которые будут использоваться во время постобработки для правильной синхронизации.Для получения высокоточных измерений необходимо уделять особое внимание правильной корректировке и передаче уровней мощности от генератора и приемника на правильные опорные плоскости ИУ. С этой целью могут быть приняты дополнительные шаги калибровки, как в [77], где потери, вносимые установкой датчика при колебании сигнала на рис. 2.18, учитываются путем добавления к стандартной калибровке сквозного измерения. В этом случае VSA подключается к выходу стенда, используя однотональный вход. Измерения мощности, выполненные VSA и стендом, собираются и сравниваются для получения частотно-зависимого калибровочного коэффициента.

Рисунок 2.18. Пример схемы испытательного стенда модулированного сигнала для определения характеристик на пластине.

Обычно настройки определения характеристик на уровне системы дополняются возможностями цифрового предыскажения (либо через ПК, либо через специализированное оборудование, например, на основе интегральных схем программируемых вентильных матриц (FPGA)).

В этом контексте трансивер векторных сигналов появился для обработки и управления сигналами в реальном времени как новый класс приборов, объединяющий VSG, VSA и FPGA.Схема блока представлена ​​на рис. 2.19. Программируемая пользователем ПЛИС позволяет настраивать реализацию алгоритмов на аппаратном уровне прибора и, в то же время, может использоваться для применения определенных стратегий коррекции к системе (например, предыскажения).

Рисунок 2.19. Пример принципиальной схемы приемопередатчика векторных сигналов (VST).

Коммерческие готовые продукты, реализующие сложные VSG / VSA с часто настраиваемыми программными процедурами для оценки различных показателей качества наиболее распространенных стандартов беспроводной связи, доступны у основных поставщиков ВЧ- и СВЧ-приборов, см. [75] и [78] –80] для получения более подробной информации о доступных продуктах.

Чтобы проверить качество анализируемых ИУ, ранее введенные показатели качества обычно пересчитываются в средние количества.

Что касается линейности, специфическим индикатором, обычно используемым для сложных схем модуляции, является величина вектора ошибки, которая количественно определяет различия между сигналами идеального созвездия и сигналами, измеренными на выходе PA (см. Рисунок 2.20). Измерительная установка представляет собой реальную систему цифрового приемопередатчика. Фактически, данные на входе PA модулируются в цифровом виде, и по выходу PA восстанавливается совокупность основной полосы частот.

Рисунок 2.20. Представление величины вектора ошибки.

Он дает чрезвычайно важные результаты, поскольку он непосредственно сообщает об эффектах в основной полосе частот искажений, вносимых, например, нелинейностями PA. Фактически, он может дать прямое представление о влиянии РЧ на поведение и производительность на уровне системы, например, обеспечение оценки во временной области цифровых символов I и Q основной полосы частот.

Генератор ВЧ всех волн
построен и модифицирован sv3ora


РФ генератор сигналов – это специальное тестовое оборудование, которое позволяет для тестирования широкого спектра ВЧ-схем и выполнения многих других интересные RF эксперименты.В течение нескольких лет я пытался выполнить радиочастотные эксперименты, которые требовали радиочастотного источника, используя специализированные узкополосные LC или даже кварцевые генераторы. После были завершены, я разобрал некоторые из них, так как мне нужен был компоненты, и мне пришлось перестраивать их в будущем, чтобы протестировать новые схемы. Когда осцилляторы не были разобраны, они оказались в Ящик для мусора цепей. Более или менее, я получил целую кучу узкополосные радиочастотные генераторы, большинство из них непригодны для моего следующего проекты, требующие других частот работы.Если вы действительно увлекаетесь радиочастотами, рано или поздно вам понадобится широкополосный генератор радиочастотных сигналов.

В настоящее время, с улучшениями в технологии DDS, синтезированный в цифровом виде частотно-стабильный широкополосный генератор ВЧ сигналов с хорошими характеристиками можно сделать по очень низкой цене. Практически нет смысла пытаться построить генератор радиочастотных сигналов аналогового типа, обычно состоящий из множества резонаторы, чтобы покрыть широкий диапазон частот. Но для homebrewer, ситуация может быть совсем другой.Есть разные причины для этого. DDS требует микроконтроллера для установки это частота. Для микроконтроллера требуется аппаратное обеспечение программатора и программное обеспечение, чтобы быть запрограммированным. ПК также необходим для программирование операций. Многие домашние пивовары не знают, как написать программу для управления DDS и изучить программирование MCU. сложно для многих. Таким образом, они полагаются на программы, созданные другими, и они не могут изменить свою работу в соответствии со своими потребностями.DDS также требует стабильный тактовый генератор очень высокой частоты для его работы хотя ситуация становится немного лучше (требуется более низкая частота), если внутри микросхемы DDS есть внутренние умножители частоты. Раздельно от этих вещей пайка микросхемы DDS – кошмар для домашний пивовар с небольшим опытом или без опыта в SMD, и для этого требуется SMD оборудование. Крошечная распиновка микросхем DDS может быть доказана сложно паять даже более опытным людям и создавать прототипы почти не может быть и речи.Наконец, микросхема DDS – это модуль «черного ящика». и экспериментатора РФ нет никакого реального удовлетворения, так как он не строить RF-схему, а просто использовать чип для создания RF без возможности изменить его радиочастотные характеристики. Найдите время, чтобы прочтите список требований в этом параграфе, и вы сразу понять, почему генератор на основе DDS не всегда лучший решение, практически говоря. Даже стоимость DDS, которая могла бы первоначально считаться низким, может быть доказано, что он намного выше на конец, со всеми упомянутыми требованиями.

An вместо этого аналоговый генератор радиочастотных сигналов может быть построен с использованием нескольких дискретных компоненты спаяны между собой обычным паяльником и нет предыдущий опыт работы с компонентами SMD или связанными с MCU вещами. Зависел на схему генератора и способ его сборки, общая стоимость может быть ниже, чем у генератора DDS, и резонаторы могут быть самодельный. В DDS результат формы выходного сигнала всегда один и тот же. (гарантируется спецификациями микросхемы DDS) при правильной сборке.Однако в аналоговом ВЧ генераторе качество выходного сигнала зависит от многих факторов, таких как топология схемы, ВЧ экранирование, механическая стабильность, добротность резонаторов и т. д. Но у вас есть полный контроль над этими вещами, и вам действительно нужно решить, как лучше всего соответствовать вашим требованиям, и в этом вся прелесть.

Есть плохо спроектированные аналоговые схемы ВЧ-генераторов или также плохо построенные как хорошие или правильно построенные.Я видел и тестировал довольно много генераторы сигналов, которые появляются в сети и в журналах, но я не действительно доволен конечным результатом любого из них. Это нормально строить плохой аналоговый генератор радиочастотных сигналов, если вы собираетесь делать только простые вещи с ним, но если вы собираетесь использовать его для более серьезной работы, выберите схему и способ постройки, которые подходят вашему стилю требования. Поскольку вы собираетесь приложить усилия и потратить свое время в любом случае при создании генератора ВЧ сигналов я бы посоветовал вам начать с более качественной схемой и построить ее как можно лучше, в зависимости от вашего свободного времени, вашего терпения и конечного результата, который вы попробуете достигать.

Для обычной домашней лаборатории основными характеристиками, которые отличают хороший аналоговый генератор ВЧ сигналов от плохого, в том, что касается качества генерируемого сигнала, являются:

  • Широкий частотный диапазон.
    Вам определенно нужен широкий частотный диапазон, чтобы вы могли тестировать больше цепей. в большем количестве частот. Чем шире, тем лучше, это основная цель вы делаете генератор сигналов. Однако имейте в виду, что, поскольку частота становится значительно выше, страдает стабильность частоты больше, и потребность в лучшей защите становится все более важной.
  • Переменный выходной уровень.
    Уровень выходного сигнала сгенерированного сигнала должен иметь возможность варьироваться в широкий диапазон, так что вы можете тестировать оборудование как на очень низком, так и на высоком уровни. Обычно это достигается с помощью резистивного аттенюатора на выход генератора сигналов. Этот аттенюатор лучше быть переключаемый аттенюатор, а не просто потенциометр (делитель напряжения), поэтому что точные значения затухания известны, а вход и выход импедансы остаются постоянными независимо от настройки аттенюатора.
  • Постоянный выходной уровень.
    Если вы используете выходной аттенюатор, вы можете установить уровень генератор на любое желаемое значение. Однако постоянный выходной уровень от генератор (до аттенюатора) желателен. Это потому что, независимо от настройки аттенюатора, вы ожидаете, что многие из ваших тесты, чтобы увидеть постоянный выходной уровень при настройке по частоте генератора, независимо от его уровня. Представьте себе, например, что вы хотите развернуть генератор, чтобы проверить реакцию широкополосного фильтр.Последнее, что вам нужно, это чтобы уровень генератора изменился. по мере прохождения полосы пропускания фильтра.
  • Постоянное выходное сопротивление 50 Ом.
    Выходное сопротивление ВЧ-генератор должен оставаться постоянным около 50 Ом на всех частотах, что является стандартным значением полного сопротивления большинства радиочастотных цепей, которые мы использовать сегодня. Иногда можно управлять нагрузкой с более высоким импедансом с помощью Источник 50 Ом, но обратное может вызвать проблемы из-за чрезмерного загрузка генератора.Постоянный импеданс должен поддерживаться на уровне различные настройки выходного аттенюатора (если вы его используете). А переключаемый аттенюатор, рассчитанный на 50 Ом, удовлетворяет этому требованию.
  • Низкие искажения (содержание гармоник).
    Каждый осциллятор, даже синусоидальный, производит гармоники (искажения). В в случае однополосных генераторов эти гармоники могут быть очень Легко ослабляется фильтром нижних частот на выходе. Однако в широкополосные генераторы, затухание гармоник не может быть легко и дешево делается с использованием нескольких фильтров нижних частот для разных диапазонов, так обработка гармоник следует позаботиться о конструкции сердечника генератора и буферные усилители.Важно иметь низкие искажения, самые низкие тем лучше, особенно если вы собираетесь использовать ВЧ-генератор в качестве локального генератор к смесителям в приемниках прямого преобразования.
  • Достаточная стабильность частоты.
    Это очень важные и наиболее разблокированные (VFO) аналоговые ВЧ генераторы. не способны обеспечить адекватную стабильность частоты. Вы хотите, чтобы ваш результат частота сигнала, чтобы оставаться на месте как можно дольше, если вы хотите для выполнения таких работ, как тестирование узкополосных фильтров и многие другие.это трудно добиться этого в разблокированном VFO, без печи, чтобы сохранить температура стабильна. Однако вы можете минимизировать дрейф частоты, использование более качественных катушек индуктивности и конденсаторов для определения частоты компоненты и конденсаторы NP0 в местах RF схемы. Возможна компенсация ухода частоты с использованием различных конденсаторов PPM. но это сложно, если в схема.
  • Шаг точной настройки
    Я видел довольно много широкополосных ВЧ-генераторов, которые используют только один переменный конденсатор без редуктора для установки их частоты.Это нормально для общей настройки приемника, но для работы в узком диапазоне. (например, настройка фильтров SSB и CW), вам нужно уметь точно установить частоту. Другими словами, вам нужна тонкая настройка шаг “если нельзя так назвать, потому что в аналоговые термины. Если для изменения частоты используется конденсатор переменной емкости, шаг точной настройки может быть выполнен с использованием механического редукторы. Если требуется очень точная настройка, вы можете даже подключите два таких привода последовательно.
  • Хорошая защита
    Хорошее экранирование является обязательным условием для генератора радиочастотных сигналов хорошего качества. Экранирование гарантирует, что частотные искажения от ручных эффектов отсутствуют. устраняется, когда вы приближаетесь к корпусу и ручкам или касаетесь их в передней панели генератора. Он также обеспечивает изоляцию внутри генератор. Если вы используете переключаемый аттенюатор, убедитесь, что вы экранировали это, поэтому никакой внешний сигнал не может пройти через него. Если ты хочешь идти крайний, каждый переключатель аттенюатора аттенюатора может быть независимо защищен от других.Высокое напряжение и трансформатор, который источник питания генератора должен быть экранирован от остальной части цепь тоже. Вы также можете использовать фильтры радиопомех в сети, чтобы предотвратить сетевой кабель от излучающего RF просочился из генератора. Целый Цепь ВЧ-генератора должна быть заключена в металлический корпус и заземлены, но не размещайте индукторы с воздушным сердечником слишком близко к металлы, если можно.


Этот ВЧ-генератор был представлен в летних схемах журнала Elektor за июль-август 1980 года на странице 19.На схеме выше показаны мои модификации (их немного), и это именно такую ​​схему я построил. Я построил эту схему в разных версии на прошлое и я остался доволен, но эта версия представила сигнал лучшего качества. Гармоники синусоиды составляют -40 дБн или лучше на всех частотах в этой версии. Я не строил AM модулятор, потому что мне не нравилась идея модулировать непосредственно осциллятор. В конце концов, в этом случае модуляция составляет всего 30%.Если мне нужен был AM модуляция Я бы сделал это лучше на более позднем этапе, возможно, в финале Усилитель. Блок питания – моя разработка. Я случилось чтобы иметь трансформатор с ответвлением от центра, поэтому я сделал источник питания вокруг этот трансформатор. Однако вы можете использовать обычный трансформатор 15 В и выпрямить переменный ток, используя вместо этого четыре диода в мостовой конфигурации. В в этом случае вам понадобятся четыре конденсатора по 100 нФ, каждый из которых будет установлен параллельно. к каждому диоду на мосту. Регулятор представляет собой умножитель емкости. схема, которая имеет низкий уровень шума и хорошо работает.Стабилитрон 13 В дает выходное напряжение 12,4 В, что очень близко к номинальному (12 В.). Я использовал новый стиль сборки. один. На этот раз я построил схему на куске печатной платы со всеми компоненты поверхностного монтажа. Я использовал небольшой резак, чтобы вырезать каналы на медь на печатной плате, создавая таким образом контактные площадки и дорожки на печатной плате. Этот метод занимает немного больше времени, чем просто паял компоненты в стиле “дохлого жучка”, но результат очень аккуратный, как видно на фотографиях.

Уловка для быстрой гравировки каналов на печатной плате, заключается в нанесении тонких боковых линий сначала на каждой дорожке или контактной площадке, убедившись, что медь разрезает все путь до стекловолокна. Затем очистите небольшую часть медь из печатной платы на одной стороне следа. Наконец, воспользуйтесь пинцетом. потянуть эту очищенную часть, и медь будет вытащена полностью вдоль канала, изолируя след от медного заземления вокруг него.

Убедитесь, что вы накрываете красный светодиод небольшим кусочком черной термоусадочной трубки, чтобы создать светонепроницаемое ограждение для светодиода.Нагрейте тепловую термоусадочную трубку, и когда она еще горячая, удерживайте ее за оба конца плоскогубцами и дайте ему остыть, пока вы его держите. Когда он остынет, термоусадочная трубка будет оставайтесь на месте с закрытыми обоими концами, предотвращая попадание света на ВЕЛ.

Вот еще фото из моей реализации ВЧ генератора












Вернуться на главную сайт

Типы генераторов сигналов | Tektronix

Генератор сигналов – это аналоговое или цифровое устройство, которое инженеры используют для создания электронных сигналов при тестировании схемотехники.Существует много разных типов генераторов сигналов с различными функциями и приложениями. Ниже приведены наиболее распространенные типы генераторов сигналов и уникальные возможности каждого из них.

Генераторы сигналов или функций Генераторы сигналов

генерируют электрические сигналы в широком диапазоне сигналов. Выходы включают синусоидальную волну, прямоугольную волну, пилообразную или треугольную волну, пульсовую волну, волну сердечного ритма, гауссовские пульсовые волны и произвольные волны. Термин функция используется, когда инструмент ограничен обычными сигналами.

Генератор произвольных функций

Подобно генератору функций, генератор произвольных функций (AFG) имеет предустановленный список форм сигналов или паттернов, которые он может воспроизводить. В отличие от генераторов функций, AFG также могут генерировать сигналы произвольной формы. Оператор может изменить параметры сигналов, например скорость воспроизведения, амплитуду и смещение, или добавить базовые искажения или модуляцию.

AFG сегодня является преобладающей архитектурой генератора сигналов в отрасли.Как правило, этот прибор производит меньше колебаний формы сигнала, чем более сложные версии, называемые генераторами сигналов произвольной формы (см. Ниже), но он обеспечивает превосходную стабильность и быструю реакцию на изменения частоты. Если для тестируемого устройства (DUT) требуются классические синусоидальные и прямоугольные сигналы, а для теста требуется возможность почти мгновенного переключения между двумя частотами, AFG – правильный инструмент. AFG также являются стандартными помощниками для «теста двойным импульсом», который часто используется в силовой электронике.

Генератор сигналов произвольной формы

Генератор сигналов произвольной формы (AWG) – это более сложный инструмент, который может генерировать практически любую форму сигнала, которую вы можете себе представить, и предлагает степень универсальности, с которой могут сравниться немногие инструменты. По сути, AWG – это сложная система воспроизведения, которая передает формы сигналов на основе сохраненных цифровых данных, которые описывают постоянно меняющиеся уровни напряжения сигнала переменного тока. Для большей гибкости многие формы сигналов могут быть загружены как шаги и воспроизведены в последовательности, включающей повторы, переходы и триггеры, чтобы определить порядок и количество повторений каждого шага.Используя комбинацию сигналов произвольной формы и последовательности, можно добиться чрезвычайно сложного и динамичного воспроизведения сигналов.

Поэтому

AWG используются для создания сигналов, скомпилированных по индивидуальному заказу, а не для заранее заданных общих форм сигналов. AWG используется для различных приложений, от оптической модуляции, квантовых вычислений, моделирования автомобильной антиблокировочной тормозной системы до стресс-тестирования беспроводной сети.

Генератор ВЧ сигналов

Когда цифровой генератор сигналов в основном используется для беспроводных испытаний, обычно предпочтительным инструментом является генератор радиочастотных сигналов.Генераторы ВЧ-сигналов также обычно используются, когда ключевыми характеристиками являются не диапазон напряжения возможностей ЦАП, а диапазон частот, в котором он работает, разрешение установки частоты, максимальная выходная мощность и фазовый шум. Эти инструменты также обычно обеспечивают обычную аналоговую модуляцию, такую ​​как AM, FM и PM.

Векторный генератор сигналов RF

Векторный генератор радиочастотных сигналов специализируется на создании радиочастотных сигналов с аналоговыми и цифровыми схемами модуляции в таких форматах, как QAM, QPSK, FSK, BPSK и OFDM.Генераторы векторных сигналов обычно используются для проверки чувствительности приемника. Эти генераторы обычно могут работать как генераторы сигналов произвольной формы для генерации сигналов основной полосы частот или принимать сигналы AWG / AFG в качестве входных.

Tektronix предлагает ведущие в отрасли генераторы сигналов, которые охватывают широкий спектр приложений, от репликации сигналов датчиков до создания высокочастотных и высокоскоростных сигналов последовательных данных. Каждый генератор сигналов может создавать практически неограниченное количество сигналов – аналоговых или цифровых, идеальных или искаженных, стандартных или нестандартных.

Ознакомьтесь с полной линейкой генераторов сигналов Tektronix сегодня.

Генератор сигналов RF

| Tektronix

Генератор ВЧ сигналов для аналоговых и цифровых приложений

Генераторы радиочастотных сигналов серии TSG4100A поддерживают как аналоговую, так и более совершенную векторную и цифровую модуляцию по чрезвычайно низкой цене. Инженеры могут легко переходить с аналоговых сигналов на векторные, обеспечивая наиболее гибкую конфигурацию и лучшую защиту капитальных затрат.Эти недорогие генераторы радиочастотных сигналов имеют встроенную поддержку наиболее распространенных схем векторной модуляции, включая ASK, QPSK, DQPSK, π / 4 DQPSK, 8PSK, FSK, CPM, QAM (от 4 до 256), 8VSB и 16VSB.

Генератор ВЧ сигналов с внутренней полосой пропускания до 6 МГц

Благодаря инновационной архитектуре I / Q-модуляции, удобные для пользователя устройства серии TSG4100A обеспечивают быстрое генерирование сигналов и поддерживают воспроизведение чистых цифровых данных. Приборы автоматически сопоставляют цифровые символы с выбранным созвездием I / Q со скоростью передачи символов до 6 МГц и пропускают результат через выбранный фильтр формирования импульсов для генерации окончательной формы волны, обновляемой в реальном времени на частоте 125 МГц.Затем этот сигнал основной полосы частот модулируется на РЧ-несущую с использованием стандартных методов модуляции IQ.

Superior OCXO Time-base с генератором радиочастотных сигналов

В приборах серии TSG4100A используется временная развертка генератора SC-cut с терморегулятором, обеспечивающая 100-кратное улучшение стабильности (<± 0,002 ppm) и 100-кратное снижение фазового шума сближения по сравнению с приборами, которые используют TCXO time- основание. Это также обеспечивает превосходное старение (<± 0,05 частей на миллион) для приложений НИОКР.

Воспроизведение радиочастотного сигнала на генераторе радиочастотных сигналов TSG4100A

Генераторы ВЧ сигналов

TSG4100A имеют возможность использования внешних сигналов IQ, которые могут обеспечить полосу частот модуляции> 200 МГц для высоких несущих частот, например, выше 400 МГц. Узнайте, как использовать радиочастотный сигнал, захваченный с помощью RSA, вместе с приложением SourceXpress для форматирования сигналов IQ основной полосы частот, а затем как настроить генератор произвольных функций AFG31000 для управления входами IQ на TSG.

Воспроизведение захваченного радиочастотного сигнала на TSG4100A с использованием AFG31000

Часто задаваемые вопросы о генераторе ВЧ сигналов

Для чего используется генератор радиочастотных сигналов?

Генератор радиочастотных (РЧ) сигналов используется для создания непрерывных радиочастотных сигналов с известными характеристиками для проверки конструкции цепей, в первую очередь в оборудовании связи. Генератор радиочастотных сигналов сам по себе не выполняет никаких измерений, он просто устанавливает правильные условия для других приборов для измерения тестируемого устройства.

Как работает ВЧ-генератор?

Генератор радиочастотного сигнала обычно является источником сигнала, используемым для тестирования схем, разрабатываемых для радиочастотной связи, таких как беспроводная и сотовая связь, радар, радиоэлектронная борьба и т. Д. Инженеры могут устанавливать амплитуду, частоту и применять модуляцию к сигналу с помощью элементов управления системой.

Как вы генерируете радиочастоту?

Самый простой способ генерировать радиочастоту – использовать переднюю панель генератора радиочастотных сигналов TSG4100A.Вы можете легко установить частоту, амплитуду, модуляцию и ряд других характеристик сигнала прямо перед подключением генератора радиочастотных сигналов к тестируемому устройству (DUT).

В чем разница между генераторами сигналов и генераторами функций?

Генератор сигналов – это любое устройство, создающее электронные сигналы. Векторный генератор сигналов специализируется на создании радиочастотных сигналов с аналоговыми и цифровыми схемами модуляции в таких форматах, как QAM, QPSK, FSK, BPSK и OFDM.Генераторы векторных сигналов обычно используются для проверки чувствительности приемника.

Функциональный генератор имеет предустановленный список форм сигналов или паттернов, которые он может воспроизводить. Оператор может изменить параметры формы волны, такие как скорость воспроизведения, амплитуда и смещение, или добавить базовое искажение или модуляцию.

Какие бывают типы генераторов сигналов?

Существует множество типов генераторов сигналов, включая генераторы функций, генераторы сигналов произвольной формы и генераторы векторных сигналов.

Посмотрите на таблицу ниже, чтобы увидеть различия между ними.

Генераторы сигналов Генераторы функций Генераторы радиочастотных сигналов Генераторы векторных сигналов
Генератор сигналов Общее название категории для аналоговых и цифровых источников электронных сигналов.
Генератор функций обычно используются, когда требуются распространенные формы сигналов, такие как синусоидальная, волновая, треугольная и т. Д.
Генератор произвольных функций могут формировать сигналы произвольной формы.
Генератор сигналов произвольной формы Генераторы сигналов произвольной формы в основном используются, когда требуются индивидуально скомпилированные формы сигналов (а не предустановленные общие формы сигналов).
Генератор радиочастотных сигналов используются для беспроводных приложений и обычно обеспечивают обычную аналоговую модуляцию, такую ​​как AM, FM и PM.
(RF) Векторный генератор сигналов поддерживают как аналоговую, так и векторную модуляцию на несущих RF для приложений цифровой связи.
Руководство по выбору генераторов сигналов

: типы, характеристики, применение

Генераторы сигналов и генераторы сигналов используются для тестирования и юстировки всех типов передатчиков и приемников, для измерения частоты и для генерации сигнала, формы волны или источника шума. Генераторы сигналов могут использовать энергию переменного тока, звуковую частоту (AF) и радиочастоту (RF) для работы.

Они также используются для поиска и устранения неисправностей различных электронных устройств и измерения частоты.Функция генератора сигналов состоит в том, чтобы производить переменный ток (AC) желаемых частот и амплитуд с необходимой модуляцией для тестирования или измерения цепей. Важно, чтобы амплитуда сигнала, генерируемого генератором сигналов, была правильной. Во многих генераторах сигналов в оборудование включены измерители выхода для регулировки и поддержания выходного сигнала на стандартных уровнях в широком диапазоне частот. При использовании генератора сигналов выходной тестовый сигнал подключается к проверяемой цепи.Затем прохождение тестового сигнала можно отслеживать через оборудование с помощью электронных вольтметров или осциллографов. Во многих генераторах сигналов предусмотрены калиброванные сети резисторов, называемых аттенюаторами. Аттенюаторы используются в генераторах сигналов для регулирования напряжения выходного сигнала. Можно использовать только точно откалиброванные аттенюаторы, потому что мощность сигнала генераторов должна регулироваться, чтобы избежать перегрузки схемы, принимающей сигнал.

Типы

Генераторы сигналов и генераторы сигналов

обычно поставляются в виде портативных или настольных инструментов, стационарных инструментов или инструментов или модулей на базе ПК.

Общие типы генераторов включают:

  • непрерывная волна
  • функция
  • импульсный
  • сигнал
  • развертка

Источник, который может генерировать синусоидальную волну, называется источником CW. Частоту и амплитуду синусоидальной волны можно установить в большинстве источников CW. Функциональные генераторы создают прямоугольные волны, подавая биполярную синусоидальную волну на вход компаратора. Импульс – это короткий пакет сигналов, генерируемых прибором. Генераторы сигналов выводят сигналы или синусоидальные волны, несущие информацию.Существует множество методов добавления информации к синусоидальным волнам. Генераторы базовых сигналов имеют возможность модуляции частоты, амплитуды и фазы. Более совершенные генераторы сигналов имеют возможности импульсной и IQ-модуляции. Источник с разверткой добавляет возможность автоматически изменять выходную частоту или амплитуду синусоидальной волны в диапазоне частот или амплитуд управляемым образом.

Характеристики

Частотные характеристики, которые важно учитывать при поиске генераторов сигналов и генераторов сигналов, включают:

  • максимальное количество входных каналов
  • частотный диапазон
  • разрешение по частоте
  • точность частоты
  • скорость переключения

Максимальное количество входных каналов относится к максимальному количеству всех аналоговых входных каналов, общих и специальных типов.Частотный диапазон определяет диапазон выходных частот, которые может выдавать генератор. Разрешение по частоте – это наименьшее приращение частоты, которое может произвести генератор. Внутренние часы генератора определяют точность частоты. Это мера того, насколько точно может быть установлена ​​частота источника. Рабочие характеристики, которые следует учитывать, включают встроенный источник опорного сигнала, встроенный генератор, защиту от обратной мощности и питание от батареи. Бортовая ссылка – это источник информации, обычно относящийся к часам, которые предоставляют информацию о времени.Генератор создает основные электрические колебания (AC), которые используются для создания сигналов. Защита от обратной мощности предотвращает повреждение источника сигналами, идущими в неправильном направлении.

Технические характеристики

Дополнительные характеристики, которые следует учитывать при поиске генераторов сигналов и генераторов сигналов, включают пользовательский интерфейс, подключения к хосту, память и хранилище, компьютерную шину, параметры отображения и параметры окружающей среды.

Связанная информация

Engineering360 – Информация о генераторах сигналов IC

Engineering360 — Информация о тахометрах, генераторах и тахогенераторах

Engineering360 – Информация о ВЧ-генераторах

Изображение предоставлено:

Agilent Technologies / CC BY-SA 3.0


BLP25RFE001E ИС генератора радиочастотных сигналов Ampleon | RFMW

НАЖИМАЯ КНОПКУ «ПРИНЯТЬ», «ВЫ» (ОТНОСИТЕЛЬНО ВАС ЛИЧНО ИЛИ КОМПАНИЯ, которую вы представляете, И ОТ ЧЬЮ ВЫ ПОЛНОСТЬЮ УПОЛНОМОЧЕННЫ ПОДАТЬ ЗАЯВЛЕНИЕ НАСТОЯЩЕГО СОГЛАШЕНИЯ) СОГЛАШАЕТЕСЬ С НАСТОЯЩИМ СОГЛАШЕНИЕМ С ДАННОЙ ЛИЦЕНЗИЕЙ И ЯВЛЯЕТСЯ СОГЛАШЕНИЕМ “СОГЛАШЕНИЕ”). ЕСЛИ ВЫ НЕ СОГЛАСНЫ СО ВСЕМИ УСЛОВИЯМИ НАСТОЯЩЕГО СОГЛАШЕНИЯ, НАЖМИТЕ КНОПКУ «ОТМЕНА», И ПРОЦЕСС ЗАГРУЗКИ / УСТАНОВКИ НЕ ПРОДОЛЖИТСЯ.ЕСЛИ ЭТИ УСЛОВИЯ ЯВЛЯЮТСЯ ПРЕДЛОЖЕНИЕМ, ПРИНЯТИЕ ЯВНО ОГРАНИЧИВАЕТСЯ ЭТИМИ УСЛОВИЯМИ. 1. ГРАНТ. В соответствии с условиями настоящего Соглашения («Компания») настоящим предоставляет вам (и только вам) ограниченную личную, не подлежащую сублицензированию, непередаваемую, бесплатную, неисключительную лицензию на использование программного обеспечения, которое вы собираетесь использовать для внутренних целей. загружать / устанавливать («Программное обеспечение») только в соответствии с настоящим Соглашением и документацией Компании, прилагаемой к Программному обеспечению, и без каких-либо модификаций, кроме модификаций, предоставленных непосредственно Компанией.2. ОГРАНИЧЕНИЯ. Вы не можете (и соглашаетесь не выполнять, не разрешать и не позволять другим) прямо или косвенно: (а) копировать, распространять или иным образом использовать Программное обеспечение в интересах третьей стороны; (б) дизассемблировать или иным образом реконструировать Программное обеспечение; или (c) удалить из Программного обеспечения любые уведомления о правах собственности. Вы понимаете, что Компания может изменить или прекратить предложение Программного обеспечения в любое время. 3. ПОДДЕРЖКА И ОБНОВЛЕНИЯ. Это Соглашение не дает вам права на какую-либо поддержку, обновления, исправления, улучшения или исправления для Программного обеспечения (совместно именуемые «Поддержка»).Любая такая поддержка Программного обеспечения, которая может быть предоставлена ​​Компанией, становится частью Программного обеспечения и регулируется настоящим Соглашением. 4. ОТКАЗ ОТ ГАРАНТИЙ. КОМПАНИЯ ПРЕДОСТАВЛЯЕТ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ “КАК ЕСТЬ” И БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, И НАСТОЯЩИМ ОТКАЗЫВАЕТСЯ ОТ ВСЕХ ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ ГАРАНТИЙ, ВКЛЮЧАЯ БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ ГАРАНТИИ ТОВАРНОСТИ, ПРИГОДНОСТИ, СООТВЕТСТВИЯ ИДЕНТИФИКАЦИОННЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ, СООТВЕТСТВУЮЩИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ. НАСТОЯЩИЙ ОТКАЗ ОТ ГАРАНТИЙ ЯВЛЯЕТСЯ НЕОБХОДИМОЙ ЧАСТЬЮ НАСТОЯЩЕГО СОГЛАШЕНИЯ.5. ОГРАНИЧЕНИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ И НИ ПРИ КАКИХ УСЛОВИЯХ ПРАВОВОЙ ТЕОРИИ, ВКЛЮЧАЯ БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ, ПРАВО, ДОГОВОР, СТРОГОУЮ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ИЛИ Иным образом, КОМПАНИЯ ИЛИ ЕЕ ЛИЦЕНЗИАРЫ, ПОСТАВЩИКИ ИЛИ ТОРГОВЫЕ ПРОДАВЦЫ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПЕРЕД ВАМИ ИЛИ ЛЮБЫМ ЛИЦОМ, ЗА (A) СЛУЧАЙНЫЕ ИЛИ КОСВЕННЫЕ УБЫТКИ ЛЮБОГО ХАРАКТЕРА, ВКЛЮЧАЯ, БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ, УБЫТКИ ИЗ-ЗА УНИЧТОЖЕННОЙ ПРИБЫЛИ, ПОТЕРЯ ХОРОШЕЙ ВОЛИ, ОСТАНОВКИ РАБОТЫ, ТОЧНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ, СБОЯ ИЛИ НЕИСПРАВНОСТИ КОМПЬЮТЕРА, УБЫТКОВ ИЛИ УБЫТКОВ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВАШЕГО ПО 100 долларов США.6. ПРЕКРАЩЕНИЕ. Вы можете прекратить действие настоящего Соглашения и предоставленной в нем лицензии в любое время, уничтожив или удалив со всех компьютеров, сетей и носителей информации все копии Программного обеспечения. Компания может немедленно прекратить действие настоящего Соглашения и предоставленной в нем лицензии, если вы нарушите какое-либо положение настоящего Соглашения. Получив уведомление о прекращении действия от Компании, вы уничтожите или удалите со всех компьютеров, сетей и носителей все копии Программного обеспечения. Разделы 2–7 остаются в силе после прекращения действия настоящего Соглашения.7. РАЗНОЕ. Вы обязуетесь соблюдать все применимые экспортные законы, ограничения и постановления, связанные с использованием Программного обеспечения, и не будете экспортировать или реэкспортировать Программное обеспечение в нарушение этих правил. Настоящее Соглашение является личным для вас, и вы не имеете права переуступать или передавать Соглашение или Программное обеспечение третьим лицам ни при каких обстоятельствах; Компания может переуступать или передавать настоящее Соглашение без согласия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.