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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Un semplice generatore di segnali RF a banda larga. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Il generatore di segnali ad alta frequenza proposto attira con la sua semplicità di progettazione e fornisce la stabilizzazione della tensione di uscita in un'ampia banda di frequenza. I requisiti per un generatore di segnali a banda larga sono ben noti. Innanzitutto si tratta di un valore piuttosto piccolo dell'impedenza di uscita, che consente di far corrispondere la sua uscita con l'impedenza d'onda del cavo coassiale (solitamente 50 Ohm), e la presenza di una regolazione automatica dell'ampiezza della tensione di uscita, che mantiene il suo livello pressoché costante indipendentemente dalla variazione della frequenza del segnale di uscita. Per la gamma delle microonde (sopra i 30 MHz), la commutazione semplice e affidabile delle gamme, nonché il design razionale del generatore, sono di grande importanza. Lo schema schematico del dispositivo è mostrato in fig. 1. I transistor VT1, VT2 insieme a un condensatore di impostazione della frequenza variabile C1 e alle induttanze L1 - L4 formano un oscillatore principale (intervallo di frequenza 2 ... 160 MHz). Il divisore R1R5 imposta la tensione di polarizzazione CC per questi transistor. I resistori con un basso valore di resistenza sono inclusi nei circuiti di base (gate) dei transistor VT1 - VT4; servono a sopprimere la generazione parassitaria di transistor ad alta frequenza. Regolando la corrente che scorre attraverso il resistore comune R6 nel circuito emettitore dei transistor VT1 e VT2, è possibile impostare la modalità delle oscillazioni sinusoidali con bassa distorsione ad un'ampiezza di tensione di diversi volt.
Il segnale ad alta frequenza dal generatore attraverso il condensatore C4 viene inviato al gate del transistor ad effetto di campo VT3. Ciò fornisce un disaccoppiamento quasi perfetto del carico e del generatore. Per impostare la tensione di polarizzazione dei transistor VT3 e VT4, vengono utilizzati i resistori R7, R8 e la modalità corrente della cascata è determinata dai resistori R12 - R 14. Per aumentare il grado di disaccoppiamento, la tensione ad alta frequenza di uscita viene rimossa da il circuito del collettore VT4. Per stabilizzare il livello, il segnale RF attraverso il condensatore C9 viene fornito al raddrizzatore con il raddoppio della tensione, realizzato sugli elementi VD1, VD2, C10, C11, R15. Proporzionalmente all'ampiezza del segnale di uscita, la tensione rettificata viene ulteriormente amplificata nel circuito di controllo su VT5 e VT6. In assenza di segnale, il transistor RF VT6 è completamente aperto; in questo caso viene fornita all'oscillatore master la massima tensione di alimentazione. Di conseguenza, le condizioni per l'autoeccitazione del generatore sono facilitate e al momento iniziale viene stabilita una grande ampiezza delle sue oscillazioni. Ma questa tensione RF attraverso il raddrizzatore apre VT5, mentre aumenta la tensione alla base di VT6, il che porta a una diminuzione della tensione di alimentazione del generatore e, in definitiva, alla stabilizzazione dell'ampiezza delle sue oscillazioni. Lo stato di equilibrio si stabilisce quando l'ampiezza del segnale RF sul collettore VT4 è leggermente superiore a 400 mV. Il resistore variabile R17 (rappresentato come potenziometro) è infatti un attenuatore RF e in assenza di carico alla sua uscita, la tensione massima raggiunge un quarto dell'ingresso, cioè 100 mV. Quando il cavo coassiale viene caricato con una resistenza di 50 ohm (necessaria per il suo adattamento nella gamma di frequenza da 50 a 160 MHz e oltre), all'uscita del generatore viene impostata una tensione RF di circa 50 mV, che può essere ridotta al livello richiesto regolando l'attenuatore. Un attenuatore Prech da 17 ohm è stato utilizzato come regolatore R50 nel circuito dell'oscillatore. Se alcune applicazioni specifiche non richiedono la regolazione del livello di tensione di uscita, l'attenuatore R17 può essere sostituito da un resistore fisso con una resistenza di 50 ohm. Tuttavia, anche in questo caso, resta possibile regolare il livello di tensione RF entro certi limiti: a tal fine, il condensatore C9 è collegato non al collettore VT4, ma al suo emettitore, mentre è necessario tenere conto di un leggero modifica (diminuzione) del livello del segnale a frequenze più alte del campo di lavoro. Quindi il carico per VT4 è formato dall'attenuatore R17 e dai resistori R11, R12. È possibile ottenere un aumento dell'ampiezza della tensione ad alta frequenza di uscita chiudendo il resistore R11 con un ponticello, ma se è necessario ridurre l'ampiezza della tensione di uscita, il resistore R11 viene lasciato nel dispositivo e i condensatori C7, C8 sono saldati. Una diminuzione ancora maggiore del livello del segnale in uscita si può ottenere riducendo il valore della resistenza R17, ma in questo caso non ci sarà più un accordo con il cavo, e a frequenze superiori a 50 MHz questo è inaccettabile! Tutte le parti del generatore si trovano su un piccolo circuito stampato. Gli induttori del generatore L1 - L3 sono avvolti su telai con un diametro di 7,5 mm. Le loro induttanze sono rifinite con nuclei di ferrite a bassa perdita progettati per il funzionamento nella banda VHF. La bobina L3 ha 62 spire, L2 - 15 e L1 - 5 spire del filo PEL 0,2 (avvolgimento di tutte le bobine in uno strato). L'induttanza WL1 è realizzata sotto forma di un anello, che è collegato all'interruttore di gamma da un lato e al condensatore variabile C1 dall'altro. Le dimensioni dell'anello sono mostrate in fig. 2. È realizzato con filo di rame argentato di 1,5 mm di diametro; per fissare le distanze tra i suoi conduttori vengono utilizzate tre lastre di materiale isolante a basse perdite (ad esempio fluoroplastico), in cui vengono praticati due fori con un diametro di 1,5 mm, posti rispettivamente a una distanza di 10 e 2,5 mm (Fig. .2).
L'intero dispositivo è racchiuso in una custodia di metallo che misura 45x120x75 mm. Se l'attenuatore e il connettore RF sono installati nella custodia dal lato opposto a quello su cui si trova la scheda a circuito stampato, all'interno della custodia del dispositivo c'è ancora spazio sufficiente per gli alimentatori: un trasformatore di alimentazione da 1 W con un diminuzione della tensione di rete a 15 V, un ponte raddrizzatore e un microcircuito 7812 (analogo domestico - KR142EN8B). Nella custodia può essere posizionato anche un frequenzimetro in miniatura con un prescaler di frequenza. In questo caso, l'ingresso del divisore va collegato al collettore VT4, e non al connettore di uscita, che permetterà di leggere la frequenza a qualsiasi tensione RF prelevata dall'attenuatore R17. È possibile modificare la gamma di frequenza del dispositivo modificando l'induttanza della bobina del circuito o la capacità del condensatore C1. Quando si espande la gamma di frequenza verso frequenze più alte, le perdite del circuito di sintonia dovrebbero essere ridotte (uso di un condensatore con un dielettrico in aria e isolamento ceramico come C1, induttori con basse perdite). Inoltre, i diodi VD1 e VD2 devono essere conformi a questo intervallo di frequenza esteso, altrimenti, all'aumentare della frequenza, aumenterà la tensione di uscita del generatore, il che si spiega con una diminuzione dell'efficienza del circuito di stabilizzazione. Per facilitare la sintonizzazione, un condensatore variabile aggiuntivo di piccola capacità (nonio elettrico) è collegato in parallelo a C 1, oppure un nonio meccanico viene utilizzato al condensatore di sintonizzazione con un rapporto di trasmissione di 1:3 - 1:10. In questo design, i transistor BF199 possono essere sostituiti da quelli domestici - KT339 con qualsiasi indice di lettere e quando si espande la gamma del generatore verso frequenze più alte - KT640, KT642, KT643. Invece del transistor ad effetto di campo BFW11, è consentito installare KP307G o KP312 e, invece del transistor VS252S, è adatto KT3107 con indici Zh, I, K o L. I diodi rivelatori a microonde, ad esempio 2A201, 2A202A, possono essere usati come diodi. Se il generatore funziona a frequenze non superiori a 100 MHz, è possibile utilizzare anche diodi del tipo GD507A (con correzione della resistenza del resistore R11). Commutare SA1 - PGK. La potenza dei resistori è 0,125 o 0,25 watt. Il condensatore C1 deve essere con un dielettrico ad aria e avere un isolamento ceramico o al quarzo di entrambe le piastre dello statore dal corpo e delle piastre del rotore dall'asse; la sua capacità massima è meglio limitata a 50 pF. Attenuatori del tipo utilizzato nel generatore non sono prodotti dalla nostra industria. Invece, è consentito utilizzare un regolatore liscio nel circuito di autoregolazione e un attenuatore a gradini convenzionale con collegamenti a forma di P o T in uscita. Puoi anche provare a realizzare un attenuatore da solo con una regolazione regolare della tensione di uscita, modificando i resistori variabili standard per questo scopo. Si noti che la gamma di regolazione del livello di uscita degli attenuatori autoprodotti può essere notevolmente aumentata se sono realizzati sulla base di un resistore variabile scorrevole, al cui strato conduttore, su un lato, è fissata una sottile striscia di metallo lungo l'intera lunghezza. È collegato a un filo e un corpo comuni. Letteratura
Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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