Thực đơn
trang chủSự cố

Một bộ tạo tín hiệu RF băng rộng đơn giản. máy phát điện HF

Chào buổi chiều các đài nghiệp dư thân mến! Chào mừng đến với trang web ““

Chúng tôi lắp ráp một bộ tạo tín hiệu - một bộ tạo chức năng. Phần 1.

Trong bài học này Trường học dành cho người mới bắt đầu phát thanh nghiệp dư Chúng tôi sẽ tiếp tục trang bị cho phòng thí nghiệm vô tuyến của mình những dụng cụ đo lường cần thiết. Hôm nay chúng ta sẽ bắt đầu thu thập máy phát chức năng. Thiết bị này cần thiết trong quá trình thực hành của một người vô tuyến nghiệp dư để định cấu hình các loại khác nhau mạch vô tuyến nghiệp dư– bộ khuếch đại, thiết bị kỹ thuật số, các bộ lọc khác nhau và nhiều thiết bị khác. Ví dụ: sau khi lắp ráp máy phát điện này, chúng tôi sẽ nghỉ giải lao một chút trong thời gian đó chúng tôi sẽ tạo ra một thiết bị nhạc nhẹ đơn giản. Vì vậy, để cấu hình chính xác các bộ lọc tần số của mạch, thiết bị này sẽ rất hữu ích cho chúng ta.

Tại sao thiết bị này được gọi là máy phát chức năng chứ không chỉ là máy phát (máy phát tần số thấp, máy phát tần số cao). Thiết bị mà chúng tôi sẽ sản xuất tạo ra ba tín hiệu khác nhau ở đầu ra: hình sin, hình chữ nhật và răng cưa. Để làm cơ sở cho việc thiết kế, chúng tôi sẽ lấy sơ đồ của S. Andreev, được công bố trên trang web trong phần: Mạch – Máy phát điện.

Đầu tiên, chúng ta cần nghiên cứu kỹ mạch điện, hiểu nguyên lý hoạt động của nó và thu thập các bộ phận cần thiết. Nhờ sử dụng vi mạch chuyên dụng trong mạch ICL8038 vốn được thiết kế chính xác để xây dựng một bộ tạo hàm, thiết kế hóa ra khá đơn giản.

Tất nhiên, giá của sản phẩm phụ thuộc vào nhà sản xuất, khả năng của cửa hàng và nhiều yếu tố khác, nhưng trong trường hợp này, chúng tôi đang theo đuổi một mục tiêu: tìm ra thành phần vô tuyến cần thiết có chất lượng chấp nhận được và , quan trọng nhất là giá cả phải chăng. Bạn có thể nhận thấy rằng giá của một vi mạch phụ thuộc rất nhiều vào nhãn hiệu của nó (AC, BC và SS). Chip càng rẻ thì hiệu năng của nó càng kém. Tôi khuyên bạn nên chọn chip “BC”. Đặc điểm của nó không khác lắm so với “AS”, nhưng tốt hơn nhiều so với “SS”. Nhưng tất nhiên về nguyên tắc, vi mạch này cũng sẽ hoạt động.

Chúng tôi lắp ráp một bộ tạo hàm đơn giản cho phòng thí nghiệm của một người mới làm quen với đài phát thanh nghiệp dư

Chúc các bạn một ngày tốt lành, những người yêu thích đài phát thanh thân mến! Hôm nay chúng ta sẽ tiếp tục thu thập máy phát chức năng. Để bạn không phải nhảy lung tung giữa các trang của trang, tôi sẽ đăng lại sơ đồ mạch của máy phát hàm, mà chúng tôi đang tập hợp:

Tôi cũng đang đăng bảng dữ liệu (mô tả kỹ thuật) của vi mạch ICL8038 và KR140UD806:

(151,5 KiB, 5.859 lượt truy cập)

(130,7 KiB, 3.396 lượt truy cập)

Tôi đã thu thập các bộ phận cần thiết để lắp ráp máy phát điện (tôi có một số - điện trở không đổi và tụ điện cực, phần còn lại được mua ở cửa hàng linh kiện radio):

Các bộ phận đắt nhất là vi mạch ICL8038 - 145 rúp và công tắc cho vị trí 5 và 3 - 150 rúp. Tổng cộng, bạn sẽ phải chi khoảng 500 rúp cho chương trình này. Như bạn có thể thấy trong ảnh, công tắc có năm vị trí là hai phần (không có một phần), nhưng điều này không đáng sợ, nhiều hơn vẫn tốt hơn ít, đặc biệt vì chúng ta có thể cần phần thứ hai. Nhân tiện, các công tắc này hoàn toàn giống nhau và số lượng vị trí được xác định bằng một nút chặn đặc biệt, bạn có thể tự đặt số lượng vị trí cần thiết. Trong ảnh tôi có hai đầu nối đầu ra, mặc dù trên lý thuyết nên có ba đầu nối: chung, 1:1 và 1:10. Nhưng bạn có thể cài đặt một công tắc nhỏ (một đầu ra, hai đầu vào) và chuyển đầu ra mong muốn sang một đầu nối. Ngoài ra, tôi muốn thu hút sự chú ý đến điện trở R6 không đổi. Không có xếp hạng 7,72 MOhm trong dòng điện trở megaohm; xếp hạng gần nhất là 7,5 MOhm. Để có được giá trị mong muốn, bạn sẽ phải sử dụng điện trở 220 kOhm thứ hai, nối chúng nối tiếp.

Tôi cũng muốn bạn chú ý đến thực tế là chúng ta sẽ không hoàn thành việc lắp ráp và điều chỉnh mạch này để lắp ráp một bộ tạo hàm. Để làm việc thoải mái với máy phát điện, chúng ta phải biết tần số nào đang được tạo ra tại thời điểm hoạt động hoặc chúng ta có thể cần đặt một tần số nhất định. Để không sử dụng thêm các thiết bị cho những mục đích này, chúng tôi sẽ trang bị cho máy phát điện của mình một máy đo tần số đơn giản.

Trong phần thứ hai của bài học, chúng ta sẽ nghiên cứu một phương pháp sản xuất bảng mạch in khác - phương pháp LUT (laser-iron). Chúng tôi sẽ tự tạo bảng trong một đài phát thanh nghiệp dư phổ biến chương trình tạo bảng mạch in – BỐ CỤC SPRINT.

Tôi sẽ không giải thích cho bạn cách làm việc với chương trình này. Trong bài học tiếp theo, trong tệp video, tôi sẽ hướng dẫn bạn cách tạo bảng mạch in trong chương trình này, cũng như toàn bộ quy trình tạo bảng mạch bằng phương pháp LUT.

Gần đây họ đã mang nó đến cho tôi để sửa chữa máy phát điện GUK-1. Sau này tôi có nghĩ thế nào đi nữa, tôi lập tức thay toàn bộ chất điện giải. Ôi phép lạ! Mọi thứ đều hiệu quả. Máy phát điện có từ thời Xô Viết, và thái độ của những người cộng sản đối với những người nghiệp dư trên đài phát thanh là X... đến mức không muốn nhớ lại.

Đây là nơi máy phát điện muốn được tốt hơn. Tất nhiên, sự bất tiện quan trọng nhất là cài đặt tần số của máy phát tần số cao. Ít nhất thì họ đã lắp đặt một số thước đo đơn giản, vì vậy tôi phải bổ sung thêm một tụ điện cắt tỉa bổ sung có chất điện môi không khí (Ảnh 1). Nói thật là tôi đã chọn địa điểm rất kém, lẽ ra tôi phải di chuyển nó một chút. Tôi nghĩ bạn sẽ tính đến điều này.

Để lắp tay cầm, tôi phải kéo dài trục tông đơ, một đoạn dây đồng có đường kính 3 mm. Tụ điện được kết nối song song với bộ điều khiển chính trực tiếp hoặc thông qua tụ điện “kéo dài”, điều này càng làm tăng thêm độ mượt khi điều chỉnh của máy phát RF. Đối với đống, tôi cũng thay thế các đầu nối đầu ra - người thân của tôi đã rơi nước mắt. Điều này hoàn thành việc sửa chữa. Tôi không biết mạch máy phát điện đến từ đâu, nhưng có vẻ như mọi thứ đều khớp. Có lẽ nó cũng sẽ hữu ích cho bạn.
Sơ đồ mạch của máy phát kết hợp vạn năng - GUK-1 được thể hiện trên Hình 1. Thiết bị bao gồm hai máy phát, một máy phát tần số thấp và một máy phát tần số cao.


THÔNG SỐ KỸ THUẬT

1. Dải tần của máy phát HF từ 150 kHz đến 28 MHz được chia thành 5 dải con với các tần số sau:
1 băng tần phụ 150 - 340 kHz
II 340 - 800 kHz
III 800 - 1800 kHz
IV 4.0 - 10.2 MHz
V 10,2 - 28,0 MHz

2. Lỗi cài đặt HF không quá ±5%.
3. Bộ tạo RF cung cấp khả năng điều chỉnh trơn tru điện áp đầu ra từ 0,05 mV đến 0,1 V.
4. Máy phát điện cung cấp các loại công việc sau:
a) thế hệ liên tục;
b) điều chế biên độ bên trong với điện áp hình sin có tần số 1 kHz.
5. Độ sâu điều chế ít nhất 30%.
6. Điện trở đầu ra của máy phát RF không quá 200 Ohms.
7. Máy phát tần số thấp tạo ra 5 tần số cố định: 100 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 5 kHz, 15 kHz.
8. Độ lệch tần số cho phép của máy phát LF không quá ±10%.
9. Điện trở đầu ra của máy phát tần số thấp không quá 600 Ohms.
10. Điện áp đầu ra LF được điều chỉnh trơn tru từ 0 đến 0,5 V.
11. Thời gian tự làm nóng của thiết bị là 10 phút.
12. Thiết bị được cấp nguồn bằng pin 9 V Krona.

MÁY PHÁT ĐIỆN TẦN SỐ THẤP


Máy phát tần số thấp được lắp ráp bằng bóng bán dẫn VT1 và VT3. Phản hồi dương cần thiết cho quá trình tạo ra được loại bỏ khỏi điện trở R10 và cung cấp cho mạch cơ sở của bóng bán dẫn VT1 thông qua tụ điện C1 và mạch chuyển pha tương ứng được chọn bởi công tắc B1 (ví dụ: C2, C3, C12.). Một trong những điện trở trong chuỗi là điện trở điều chỉnh (R13), nhờ đó bạn có thể điều chỉnh tần số tạo tín hiệu tần số thấp. Điện trở R6 thiết lập độ lệch ban đầu dựa trên bóng bán dẫn VT1. Transistor VT2 chứa một mạch ổn định biên độ của các dao động được tạo ra. Điện áp đầu ra hình sin qua C1 và R1 được cung cấp cho biến trở R8, có chức năng điều chỉnh tín hiệu đầu ra của máy phát tần số thấp và điều chỉnh độ sâu điều chế biên độ của máy phát tần số cao.

MÁY PHÁT ĐIỆN TẦN SỐ CAO

Bộ tạo RF được triển khai trên các bóng bán dẫn VT5 và VT6. Từ đầu ra của máy phát, qua C26, tín hiệu được đưa đến bộ khuếch đại lắp trên các bóng bán dẫn VT7 và VT8. Bộ điều chế tín hiệu RF được lắp ráp bằng bóng bán dẫn VT4 và VT9. Các bóng bán dẫn tương tự được sử dụng trong mạch ổn định biên độ tín hiệu đầu ra. Sẽ không phải là một ý tưởng tồi nếu chế tạo bộ suy giảm cho máy phát này, loại T hoặc P. Các bộ suy giảm như vậy có thể được tính toán bằng cách sử dụng các máy tính thích hợp để tính toán và Đó dường như là tất cả. Tạm biệt. K.V.Yu.

Tải xuống sơ đồ.

Bản vẽ PCB của máy phát RF

Bản vẽ ở định dạng LAY được cung cấp bởi Igor Rozhkov, tôi bày tỏ lòng biết ơn đối với anh ấy đối với bản thân tôi và những người sẽ thấy bức vẽ này hữu ích.

Kho lưu trữ bên dưới chứa tệp của Igor Rozhkov về máy phát vô tuyến nghiệp dư công nghiệp với năm băng tần HF - GUK-1. Bảng mạch được trình bày ở định dạng *.lay và có bản sửa đổi của mạch (công tắc thứ sáu cho dải tần 1,8 - 4 MHz), được xuất bản trước đây trên tạp chí Radio 1982, số 5, trang 55
Tải xuống bản vẽ PCB.

Sửa đổi máy phát GUK-1

Điều chế FM trong máy phát GUK-1.

Một ý tưởng khác hiện đại hóa máy phát điện GUK-1, Tôi chưa thử vì tôi không có máy phát điện riêng, nhưng về lý thuyết thì mọi thứ sẽ hoạt động. Sửa đổi này cho phép bạn định cấu hình các nút của cả thiết bị thu và phát hoạt động bằng cách sử dụng điều chế tần số, ví dụ: đài phát thanh CB. Và không kém phần quan trọng, bằng cách sử dụng điện trở Rп bạn có thể điều chỉnh tần số sóng mang. Điện áp dùng để phân cực các biến tần phải được ổn định. Đối với những mục đích này, bạn có thể sử dụng bộ ổn định ba cực đơn chipđến điện áp 5V và giảm điện áp nhỏ trên chính bộ ổn định. Phương án cuối cùng, bạn có thể lắp ráp bộ ổn định tham số bao gồm điện trở và diode zener KS156A. Hãy ước tính giá trị của điện trở trong mạch diode zener. Dòng ổn định của KS156A dao động từ 3mA đến 55mA. Hãy chọn dòng điện điốt zener ban đầu là 20 mA. Điều này có nghĩa là với điện áp nguồn 9V và điện áp ổn định điốt zener là 5,6V, điện trở ở dòng điện 20mA sẽ giảm 9 - 5,6 = 3,4V. R = U/I = 3,4/0,02 = 170 Ohm. Nếu cần thiết, giá trị điện trở có thể được thay đổi. Độ sâu điều chế được điều chỉnh bởi cùng một điện trở thay đổi R8 - bộ điều chỉnh điện áp đầu ra tần số thấp. Nếu bạn cần thay đổi giới hạn điều chỉnh độ sâu điều chế, bạn có thể chọn giá trị của điện trở R*.


Máy phát tần số cao được thiết kế để tạo ra các dao động điện trong dải tần từ hàng chục kHz đến hàng chục và thậm chí hàng trăm MHz. Theo quy luật, các máy phát điện như vậy được chế tạo bằng cách sử dụng mạch dao động LC hoặc bộ cộng hưởng thạch anh, là các phần tử cài đặt tần số. Về cơ bản, điều này không làm thay đổi mạch một cách đáng kể, vì vậy máy phát LC tần số cao sẽ được thảo luận dưới đây. Lưu ý rằng, nếu cần, các mạch dao động trong một số mạch máy phát điện (ví dụ, xem Hình 12.4, 12.5) có thể dễ dàng thay thế bằng bộ cộng hưởng thạch anh.

(Hình 12.1, 12.2) được chế tạo theo sơ đồ “ba điểm quy nạp” truyền thống, đã được chứng minh trong thực tế. Chúng khác nhau ở chỗ có mạch phát RC, mạch này thiết lập chế độ hoạt động của bóng bán dẫn (Hình 12.2) cho dòng điện một chiều. Để tạo phản hồi trong máy phát, người ta tạo một vòi từ cuộn cảm (Hình 12.1, 12.2) (thường là từ 1/3...1/5 phần của nó, tính từ đầu nối đất). Sự mất ổn định của các máy phát tần số cao sử dụng bóng bán dẫn lưỡng cực là do hiệu ứng shunt đáng chú ý của chính bóng bán dẫn đối với mạch dao động. Khi nhiệt độ và/hoặc điện áp nguồn thay đổi, các đặc tính của bóng bán dẫn thay đổi rõ rệt, do đó tần số phát điện “nổi”. Để làm suy yếu ảnh hưởng của bóng bán dẫn đến tần số hoạt động của thế hệ, kết nối của mạch dao động với bóng bán dẫn phải được làm yếu đi càng nhiều càng tốt, giảm điện dung chuyển tiếp xuống mức tối thiểu. Ngoài ra, tần số phát điện bị ảnh hưởng đáng kể bởi những thay đổi về điện trở tải. Vì vậy, việc kết nối một bộ theo dõi bộ phát (nguồn) giữa máy phát và điện trở tải là vô cùng cần thiết.

Để cấp điện cho máy phát điện, nên sử dụng nguồn điện ổn định, có điện áp gợn sóng thấp.

Máy phát điện sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường (Hình 12.3) có những đặc tính tốt nhất.

Được lắp ráp theo mạch “ba điểm điện dung” trên các bóng bán dẫn lưỡng cực và hiệu ứng trường, chúng được thể hiện trong hình. 12,4 và 12,5. Về cơ bản, xét về đặc tính, mạch ba điểm “điện cảm” và “điện dung” không khác nhau, tuy nhiên, trong mạch “ba điểm điện dung” không cần phải tạo thêm một cực ở cuộn cảm.

Trong nhiều mạch máy phát (Hình 12.1 - 12.5 và các mạch khác), tín hiệu đầu ra có thể được lấy trực tiếp từ mạch dao động thông qua một tụ điện nhỏ hoặc qua một cuộn dây ghép cảm ứng phù hợp, cũng như từ các điện cực của phần tử hoạt động (bóng bán dẫn) không được nối đất bằng dòng điện xoay chiều. Cần lưu ý rằng tải bổ sung của mạch dao động sẽ thay đổi đặc tính và tần số hoạt động của nó. Đôi khi đặc tính này được sử dụng "cho mục đích tốt" - nhằm mục đích đo các đại lượng vật lý và hóa học khác nhau, theo dõi các thông số công nghệ.

Trong bộ lễ phục. Hình 12.6 cho thấy sơ đồ của một phiên bản được sửa đổi một chút của máy phát RF - “ba điểm điện dung”. Độ sâu của phản hồi dương và điều kiện tối ưu để kích thích máy phát được chọn bằng cách sử dụng các phần tử mạch điện dung.

Mạch máy phát điện được hiển thị trong hình. 12.7, hoạt động trong phạm vi rộng các giá trị điện cảm của cuộn dây mạch dao động (từ 200 μH đến 2 H) [R 7/90-68]. Máy phát như vậy có thể được sử dụng làm máy phát tín hiệu tần số cao phạm vi rộng hoặc làm bộ chuyển đổi đo các đại lượng điện và phi điện thành tần số, cũng như trong mạch đo điện cảm.

Máy phát điện dựa trên các phần tử hoạt động có đặc tính dòng điện-điện áp hình chữ N (điốt đường hầm, điốt lambda và các chất tương tự của chúng) thường chứa

nguồn dòng, phần tử hoạt động và phần tử cài đặt tần số (mạch LC) có kết nối song song hoặc nối tiếp. Trong bộ lễ phục. Hình 12.8 cho thấy mạch của máy phát RF dựa trên một phần tử có đặc tính dòng điện-điện áp hình lambda. Tần số của nó được điều khiển bằng cách thay đổi điện dung động của bóng bán dẫn khi dòng điện chạy qua chúng thay đổi.

Đèn LED HL1 ổn định điểm vận hành và cho biết máy phát đang bật.

Một máy phát dựa trên chất tương tự của diode lambda, được chế tạo trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường và ổn định điểm vận hành bằng chất tương tự của diode zener - đèn LED, được hiển thị trong Hình. 12.9. Thiết bị hoạt động ở tần số từ 1 MHz trở lên khi sử dụng các bóng bán dẫn được chỉ ra trong sơ đồ.

Mẹ hình. 12.10, để so sánh các mạch theo mức độ phức tạp của chúng, một mạch thực tế của máy phát RF dựa trên điốt đường hầm được đưa ra. Một điểm nối phân cực thuận của điốt Germani tần số cao được sử dụng làm chất ổn định điện áp thấp bán dẫn. Máy phát này có khả năng hoạt động ở tần số cao nhất - lên tới vài GHz.

Máy phát tần số cao, mạch rất gợi nhớ đến hình. 12.7, nhưng được chế tạo bằng cách sử dụng bóng bán dẫn hiệu ứng trường, được hiển thị trong Hình. 12.11 [Rl 7/97-34].

Bộ dao động RC nguyên mẫu được hiển thị trong Hình. 11.18 là mạch máy phát điện trong hình. 12.12.

Trình tạo nốt được phân biệt bởi độ ổn định tần số cao và khả năng hoạt động trong phạm vi thay đổi rộng rãi trong các thông số của các phần tử cài đặt tần số. Để giảm ảnh hưởng của tải đến tần số hoạt động của máy phát, một giai đoạn bổ sung được đưa vào mạch - một bộ theo dõi bộ phát được chế tạo trên bóng bán dẫn lưỡng cực VT3. Máy phát điện có khả năng hoạt động ở tần số trên 150 MHz.

Trong số các mạch máy phát điện khác nhau, điều đặc biệt đáng chú ý là máy phát điện có kích thích sốc. Công việc của họ dựa trên sự kích thích định kỳ của một mạch dao động (hoặc phần tử cộng hưởng khác) với một xung dòng điện ngắn mạnh. Do “tác động điện tử”, các dao động hình sin tuần hoàn có dạng hình sin xuất hiện trong mạch dao động được kích thích theo cách này. Sự tắt dần của dao động theo biên độ là do sự mất mát năng lượng không thể đảo ngược trong mạch dao động. Tốc độ suy giảm dao động được xác định bởi hệ số chất lượng (chất lượng) của mạch dao động. Tín hiệu tần số cao đầu ra sẽ ổn định về biên độ nếu các xung kích thích đi theo tần số cao. Loại máy phát điện này là loại cổ xưa nhất trong số những loại đang được xem xét và được biết đến từ thế kỷ 19.

Mạch thực tế của máy tạo dao động kích thích sốc tần số cao được thể hiện trên hình 2. 12.13 [R 9/76-52; 3/77-53]. Các xung kích thích sốc được cung cấp cho mạch dao động L1C1 thông qua diode VD1 từ một máy phát tần số thấp, ví dụ, một bộ dao động đa năng hoặc một máy phát sóng vuông khác (RPU), đã được thảo luận trước đó trong Chương 7 và 8. Ưu điểm lớn của sốc máy phát kích thích là chúng hoạt động bằng cách sử dụng các mạch dao động ở hầu hết mọi loại và mọi tần số cộng hưởng.

Một loại máy phát khác là máy tạo tiếng ồn, mạch của chúng được thể hiện trong hình. 14/12 và 15/12.

Những máy phát điện như vậy được sử dụng rộng rãi để cấu hình các mạch điện tử vô tuyến khác nhau. Tín hiệu do các thiết bị như vậy tạo ra chiếm dải tần cực rộng - từ vài Hz đến hàng trăm MHz. Để tạo ra tiếng ồn, các mối nối phân cực ngược của các thiết bị bán dẫn hoạt động trong điều kiện biên của sự cố tuyết lở được sử dụng. Vào ngày này, có thể sử dụng các chuyển tiếp của bóng bán dẫn (Hình 12.14) [Rl 2/98-37] hoặc điốt zener (Hình 12.15) [Rl 1/69-37]. Để định cấu hình chế độ trong đó điện áp nhiễu được tạo ra là tối đa, dòng điện vận hành được điều chỉnh thông qua điện áp hoạt động (Hình 12.15).

Lưu ý rằng để tạo ra nhiễu, bạn cũng có thể sử dụng điện trở kết hợp với bộ khuếch đại tần số thấp nhiều tầng, bộ thu siêu tái tạo và các phần tử khác. Để đạt được biên độ cực đại của điện áp nhiễu, thông thường cần phải chọn riêng phần tử nhiễu lớn nhất.

Để tạo ra các bộ tạo nhiễu băng hẹp, có thể lắp bộ lọc LC hoặc RC ở đầu ra của mạch tạo nhiễu.

Máy phát điện là một hệ thống tự dao động tạo ra các xung dòng điện, trong đó bóng bán dẫn đóng vai trò là phần tử chuyển mạch. Ban đầu, kể từ thời điểm được phát minh, bóng bán dẫn được định vị như một bộ phận khuếch đại. Sự ra đời của bóng bán dẫn đầu tiên diễn ra vào năm 1947. Sự ra đời của bóng bán dẫn hiệu ứng trường xảy ra muộn hơn một chút - vào năm 1953. Trong các máy phát xung, nó đóng vai trò như một công tắc và chỉ trong các máy phát điện xoay chiều, nó mới nhận ra các đặc tính khuếch đại của mình, đồng thời tham gia tạo ra phản hồi tích cực để hỗ trợ. quá trình dao động.

Hình minh họa trực quan về việc phân chia dải tần

Phân loại

Máy phát điện bán dẫn có một số phân loại:

  • theo dải tần của tín hiệu đầu ra;
  • theo loại tín hiệu đầu ra;
  • theo nguyên lý hoạt động.

Dải tần số là một giá trị chủ quan, nhưng để tiêu chuẩn hóa, việc phân chia dải tần số sau đây được chấp nhận:

  • từ 30 Hz đến 300 kHz – tần số thấp (LF);
  • từ 300 kHz đến 3 MHz – tần số trung bình (MF);
  • từ 3 ​​MHz đến 300 MHz – tần số cao (HF);
  • trên 300 MHz – tần số cực cao (vi sóng).

Đây là sự phân chia dải tần trong trường sóng vô tuyến. Có dải tần số âm thanh (AF) - từ 16 Hz đến 22 kHz. Vì vậy, muốn nhấn mạnh dải tần của máy phát, ví dụ, nó được gọi là máy phát HF hoặc LF. Lần lượt, tần số của dải âm thanh cũng được chia thành HF, MF và LF.

Theo loại tín hiệu đầu ra, máy phát có thể là:

  • hình sin - để tạo tín hiệu hình sin;
  • chức năng - để tự dao động các tín hiệu có hình dạng đặc biệt. Trường hợp đặc biệt là máy phát xung hình chữ nhật;
  • Máy tạo nhiễu là máy phát có dải tần số rộng, trong đó, trong một dải tần số nhất định, phổ tín hiệu đồng đều từ phần dưới đến phần trên của đáp ứng tần số.

Theo nguyên lý hoạt động của máy phát điện:

  • máy phát điện RC;
  • máy phát điện LC;
  • Máy phát chặn là máy phát xung ngắn.

Do những hạn chế cơ bản, bộ tạo dao động RC thường được sử dụng ở dải tần số thấp và âm thanh, còn bộ tạo dao động LC ở dải tần số cao.

Mạch máy phát điện

Máy phát điện hình sin RC và LC

Cách đơn giản nhất để triển khai bộ tạo bóng bán dẫn là sử dụng mạch điện dung ba điểm - bộ tạo Colpitts (Hình bên dưới).

Mạch tạo dao động Transistor (Bộ tạo dao động Colpitts)

Trong mạch Colpitts, các phần tử (C1), (C2), (L) được cài đặt tần số. Các yếu tố còn lại là hệ thống dây dẫn bóng bán dẫn tiêu chuẩn để đảm bảo chế độ hoạt động DC cần thiết. Một máy phát được lắp ráp theo mạch ba điểm cảm ứng—máy phát Hartley—có cùng thiết kế mạch đơn giản (Hình bên dưới).

Mạch máy phát điện cảm ứng ba điểm (máy phát điện Hartley)

Trong mạch này, tần số máy phát được xác định bởi mạch song song gồm các phần tử (C), (La), (Lb). Tụ điện (C) là cần thiết để tạo ra phản hồi AC dương.

Việc triển khai thực tế một máy phát như vậy khó khăn hơn vì nó đòi hỏi phải có điện cảm với một điểm nhấn.

Cả hai bộ tạo dao động tự chủ yếu được sử dụng ở dải tần trung và cao làm bộ tạo tần số sóng mang, trong các mạch dao động cục bộ cài đặt tần số, v.v. Bộ tái tạo máy thu vô tuyến cũng dựa trên bộ tạo dao động. Ứng dụng này yêu cầu độ ổn định tần số cao nên mạch hầu như luôn được bổ sung bộ cộng hưởng dao động thạch anh.

Bộ tạo dòng chính dựa trên bộ cộng hưởng thạch anh có khả năng tự dao động với độ chính xác rất cao trong việc cài đặt giá trị tần số của bộ tạo RF. Hàng tỷ phần trăm là xa giới hạn. Máy tái tạo vô tuyến chỉ sử dụng ổn định tần số thạch anh.

Hoạt động của máy phát điện ở vùng có dòng điện tần số thấp và tần số âm thanh có liên quan đến những khó khăn trong việc nhận ra các giá trị điện cảm cao. Nói chính xác hơn là về kích thước của cuộn cảm cần thiết.

Mạch máy phát điện Pierce là một bản sửa đổi của mạch Colpitts, được thực hiện mà không sử dụng điện cảm (Hình bên dưới).

Mạch máy phát điện xuyên qua không sử dụng điện cảm

Trong mạch Pierce, điện cảm được thay thế bằng bộ cộng hưởng thạch anh, giúp loại bỏ cuộn cảm cồng kềnh và tốn thời gian, đồng thời hạn chế phạm vi dao động trên.

Tụ điện (C3) không cho thành phần DC của cực gốc của bóng bán dẫn truyền tới bộ cộng hưởng thạch anh. Máy phát như vậy có thể tạo ra dao động lên tới 25 MHz, bao gồm cả tần số âm thanh.

Hoạt động của tất cả các máy phát điện trên đều dựa trên đặc tính cộng hưởng của hệ dao động gồm điện dung và điện cảm. Theo đó, tần số dao động được xác định bởi xếp hạng của các phần tử này.

Máy phát điện RC sử dụng nguyên lý dịch pha trong mạch điện trở-điện dung. Mạch được sử dụng phổ biến nhất là chuỗi chuyển pha (Hình bên dưới).

Mạch máy phát RC có xích chuyển pha

Các phần tử (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) thực hiện dịch pha để thu được phản hồi dương cần thiết cho sự xuất hiện của tự dao động. Việc tạo ra xảy ra ở các tần số mà độ lệch pha là tối ưu (180 độ). Mạch dịch pha gây ra sự suy giảm tín hiệu mạnh, do đó mạch như vậy có yêu cầu cao hơn về độ lợi của bóng bán dẫn. Mạch có cầu Wien ít đòi hỏi các thông số bóng bán dẫn hơn (Hình bên dưới).

Mạch máy phát RC có cầu Wien

Cầu Wien đôi hình chữ T bao gồm các phần tử (C1), (C2), (R3) và (R1), (R2), (C3) và là bộ lọc notch dải hẹp được điều chỉnh theo tần số dao động. Đối với tất cả các tần số khác, bóng bán dẫn được bao phủ bởi một kết nối âm sâu.

Máy phát điện chức năng

Các bộ tạo chức năng được thiết kế để tạo ra một chuỗi xung có hình dạng nhất định (hình dạng được mô tả bởi một chức năng nhất định - do đó có tên). Các máy phát phổ biến nhất có dạng hình chữ nhật (nếu tỷ lệ giữa thời lượng xung và chu kỳ dao động là ½ thì chuỗi này được gọi là xung “uốn khúc”), xung hình tam giác và răng cưa. Máy phát xung hình chữ nhật đơn giản nhất là một bộ dao động đa năng, được trình bày dưới dạng mạch đầu tiên dành cho những người nghiệp dư vô tuyến mới bắt đầu tự lắp ráp bằng tay của mình (Hình bên dưới).

Mạch đa dao động - máy phát xung hình chữ nhật

Điểm đặc biệt của bộ dao động đa năng là nó có thể sử dụng hầu hết mọi loại bóng bán dẫn. Khoảng thời gian của các xung và tạm dừng giữa chúng được xác định bởi giá trị của tụ điện và điện trở trong mạch cơ sở của bóng bán dẫn (Rb1), Cb1) và (Rb2), (Cb2).

Tần số tự dao động của dòng điện có thể thay đổi từ đơn vị hertz đến hàng chục kilohertz. Không thể thực hiện được khả năng tự dao động HF trên bộ dao động đa năng.

Theo quy luật, các bộ tạo xung hình tam giác (răng cưa) được xây dựng trên cơ sở các bộ tạo xung hình chữ nhật (bộ tạo dao động chính) bằng cách thêm một chuỗi hiệu chỉnh (Hình bên dưới).

Mạch tạo xung tam giác

Hình dạng của các xung gần như hình tam giác được xác định bởi điện áp phóng điện trên các bản tụ C.

Chặn máy phát điện

Mục đích của việc chặn máy phát điện là tạo ra các xung dòng điện mạnh có cạnh dốc và chu kỳ hoạt động thấp. Khoảng thời gian tạm dừng giữa các xung dài hơn nhiều so với thời lượng của chính các xung. Bộ tạo khối được sử dụng trong các máy tạo xung và thiết bị so sánh, nhưng lĩnh vực ứng dụng chính là bộ tạo dao động quét ngang chính trong các thiết bị hiển thị thông tin dựa trên ống tia âm cực. Máy phát điện chặn cũng được sử dụng thành công trong các thiết bị chuyển đổi nguồn điện.

Máy phát điện dựa trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường

Một đặc điểm của bóng bán dẫn hiệu ứng trường là điện trở đầu vào rất cao, thứ tự của nó có thể so sánh với điện trở của các ống điện tử. Các giải pháp mạch được liệt kê ở trên là phổ biến, chúng được điều chỉnh đơn giản để sử dụng các loại phần tử hoạt động khác nhau. Colpitts, Hartley và các máy phát điện khác được chế tạo trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường chỉ khác nhau về giá trị danh nghĩa của các phần tử.

Các mạch cài đặt tần số có cùng mối quan hệ. Để tạo ra dao động HF, một máy phát đơn giản được chế tạo trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường sử dụng mạch ba điểm cảm ứng là thích hợp hơn. Thực tế là bóng bán dẫn hiệu ứng trường, có điện trở đầu vào cao, thực tế không có tác dụng shunt đối với điện cảm, và do đó, máy phát tần số cao sẽ hoạt động ổn định hơn.

Máy tạo tiếng ồn

Một đặc điểm của máy tạo nhiễu là tính đồng nhất của đáp ứng tần số trong một phạm vi nhất định, nghĩa là biên độ dao động của tất cả các tần số có trong một phạm vi nhất định là như nhau. Máy tạo tiếng ồn được sử dụng trong thiết bị đo để đánh giá đặc tính tần số của đường dẫn đang được thử nghiệm. Các máy tạo tiếng ồn âm thanh thường được bổ sung bộ hiệu chỉnh đáp ứng tần số để thích ứng với độ ồn chủ quan đối với thính giác của con người. Tiếng ồn này được gọi là "màu xám".

Băng hình

Vẫn còn một số lĩnh vực khó sử dụng bóng bán dẫn. Đây là những máy phát vi sóng mạnh mẽ trong các ứng dụng radar và ở những nơi cần có xung tần số cao đặc biệt mạnh. Các bóng bán dẫn vi sóng mạnh mẽ vẫn chưa được phát triển. Trong tất cả các lĩnh vực khác, phần lớn các bộ dao động được chế tạo hoàn toàn bằng bóng bán dẫn. Cái này có một vài nguyên nhân. Thứ nhất, kích thước. Thứ hai, tiêu thụ điện năng. Thứ ba, độ tin cậy. Hơn hết, bóng bán dẫn, do tính chất cấu trúc của chúng nên rất dễ thu nhỏ.

máy phát điện HF

Máy phát RF được đề xuất là một nỗ lực nhằm thay thế G4-18A công nghiệp cồng kềnh bằng một thiết bị nhỏ hơn và đáng tin cậy hơn. Thông thường, khi sửa chữa và thiết lập thiết bị HF, cần phải “đặt” các dải HF bằng mạch LC, kiểm tra đường truyền tín hiệu dọc theo đường RF và IF, điều chỉnh từng mạch riêng lẻ để cộng hưởng, v.v. Độ nhạy, độ chọn lọc, dải động và các thông số quan trọng khác của thiết bị HF được xác định bằng các giải pháp thiết kế mạch, do đó phòng thí nghiệm tại nhà không nhất thiết phải có máy phát RF đa chức năng và đắt tiền. Nếu máy phát có tần số khá ổn định với “sóng hình sin thuần túy” thì nó sẽ phù hợp với người yêu thích radio. Tất nhiên, chúng tôi tin rằng kho vũ khí của phòng thí nghiệm cũng bao gồm máy đo tần số, vôn kế RF và máy kiểm tra. Thật không may, hầu hết các mạch máy phát HF được thử nghiệm trong phạm vi HF đều tạo ra sóng hình sin rất méo, không thể cải thiện nếu không làm mạch phức tạp một cách không cần thiết. Máy phát RF, được lắp ráp theo mạch như trong Hình 1, đã được chứng minh rất tốt (kết quả là sóng hình sin gần như thuần túy trong toàn bộ dải HF)

Thiết kế này sử dụng loại tụ điện biến thiên KPV-150 và công tắc dải PM cỡ nhỏ (11P1N). Với KPI này (10...150 pF) và cuộn cảm L2...L5, một phần dải tần HF 1,7...30 MHz được bao phủ. Khi công việc thiết kế tiến triển, ba mạch nữa (L1, L6 và L7) đã được thêm vào phần trên và phần dưới của dãy. Trong các thử nghiệm với KPI có điện dung lên tới 250 pF, toàn bộ dải tần HF được bao phủ bởi ba mạch.

Máy phát RF được lắp ráp trên một bảng mạch in làm bằng tấm sợi thủy tinh có độ dày 2 mm và kích thước 50x80 mm. Các đường ray và điểm lắp được cắt ra bằng dao và máy cắt. Giấy bạc xung quanh các bộ phận không được loại bỏ mà được sử dụng thay vì “mặt đất”. Trong hình của bảng mạch in, để rõ ràng, các phần này của giấy bạc không được hiển thị.

Toàn bộ kết cấu của máy phát điện cùng với nguồn điện (board riêng có ổn áp 9V tùy theo mạch nào) được đặt trên khung nhôm và đặt trong vỏ kim loại có kích thước phù hợp. Mặt trước hiển thị núm chuyển đổi phạm vi, núm điều chỉnh KPI, đầu nối RF cỡ nhỏ (50 Ohm) và đèn báo LED để bật nguồn. Nếu cần, bạn có thể lắp đặt bộ điều chỉnh mức đầu ra (điện trở thay đổi có điện trở 430...510 Ohms) và bộ suy giảm có đầu nối bổ sung, cũng như thang chia độ. Các khung cắt thống nhất của dải MF và DV từ các máy thu vô tuyến lỗi thời đã được sử dụng làm khung của cuộn dây mạch. Số vòng của mỗi cuộn dây phụ thuộc vào công suất KPI sử dụng và ban đầu được lấy “có dự trữ”. Khi thiết lập ("đặt" các phạm vi) của máy phát điện, một số vòng quay không được quấn. Việc điều khiển được thực hiện bằng máy đo tần số. Cuộn cảm L7 có lõi ferit M600-3 (NN) Ш2.8x14. Màn hình không được cài đặt trên cuộn dây mạch. Dữ liệu cuộn dây của cuộn dây, ranh giới của các dải phụ và mức đầu ra của máy phát RF được đưa ra trong bảng.

Trong mạch máy phát điện, ngoài các bóng bán dẫn được chỉ định, bạn có thể sử dụng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường KP303E(G), KP307 và các bóng bán dẫn RF lưỡng cực BF324, 25S9015, BC557, v.v. Tụ điện ghép C5 có công suất 4,7...6,8 pF - loại KM, KT, KA có tổn hao RF thấp. Nên sử dụng những loại chất lượng cao (trên vòng bi) làm KPI. Với việc lắp đặt chắc chắn, các bộ phận chất lượng cao và khởi động máy phát điện trong 10...15 phút, bạn có thể đạt được độ lệch tần số không quá 500 Hz mỗi giờ ở tần số 20...30 MHz. Hình dạng tín hiệu và mức đầu ra của máy phát RF được sản xuất đã được kiểm tra bằng máy hiện sóng S1-64A. Ở giai đoạn thiết lập cuối cùng, tất cả các cuộn cảm (trừ L1, được hàn ở một đầu vào thân) được cố định bằng keo gần công tắc phạm vi và KPI.

Máy phát băng rộng

Dải tần số được tạo ra là 10 Hz-100 MHz

Điện áp đầu ra - 50 mV

Điện áp cung cấp - 1,5 V

Mức tiêu thụ hiện tại - 1,6 mA

Bảng mạch in và bảng mặt trước

Vẻ bề ngoài


Máy phát RF đơn giản

Để thiết lập thiết bị thu chất lượng cao, bạn cần có bộ tạo tín hiệu RF. Hình vẽ cho thấy sơ đồ của một máy phát như vậy hoạt động ở hai dải tần 1,6-7 MHz và 7-30 MHz. Điều chỉnh trơn tru - tụ điện biến thiên ba phần C1 với chất điện môi không khí.

Diode Schottky VD1 dùng để ổn định điện áp RF đầu ra trên dải điều chỉnh tần số rộng.

Điện áp đầu ra tối đa 4 V, có thể điều chỉnh đượcđiện trở R4.

Cuộn dây L1 và L2 được quấn trên các thanh ferrite dài 2,8 mm và dài 12 mm từ ferrite 100HH. L1 - 12 lượt PEV 0,12, L2 -48 lượt PEV 0,12. Quanh co là bình thường. Cuộn dây L3 được quấn trên một vòng ferrite 7 mm, tổng cộng 200 vòng PEV 0,12 với số lượng lớn.

máy phát điện HF