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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Oscilador caótico de cuarzo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición La construcción de auto-osciladores con "comportamiento caótico" se basa en la interacción de osciladores lineales y no lineales interconectados. El esquema de un oscilador "caótico" generalmente contiene tres elementos principales:
La naturaleza de los procesos en el circuito no lineal de un autooscilador caótico está determinada tanto por la frecuencia como por la amplitud del impacto sobre él. Las señales complejas a la salida de un circuito no lineal, después de pasar por el circuito de realimentación del autooscilador, se convierten en una fuente de perturbación del mismo circuito no lineal. Con la circulación repetida de la señal, la dinámica de dicho oscilador se vuelve caótica. En la Fig. 1 se muestra un diagrama de un oscilador caótico de cuarzo, donde el cuarzo se usa como circuitos lineales. Aquí, el circuito oscilatorio lineal está formado por cuarzo y el circuito no lineal está formado por los elementos L1-VD1. Dependiendo de la polaridad y el nivel del voltaje de RF aplicado al diodo varactor VD1, su capacitancia cambia, por lo tanto, la frecuencia natural (resonante) del circuito L1-VD1 también cambia.
Con ciertos parámetros del sistema (valores de los componentes de radio), las oscilaciones en él se vuelven caóticas y el espectro de oscilaciones, discreto hasta este punto (Fig. 2), se vuelve continuo (Fig. 3).
Para construir un autooscilador caótico, se utilizó el conocido esquema clásico de un "tres puntos" capacitivo. El transistor VT2 forma una etapa de amortiguamiento, que es necesaria para desacoplar el oscilador en VT1 y su carga (por ejemplo, instrumentos de medición con entradas de 50 ohmios). El circuito de la Fig. 1 utiliza dos cuarzos. Esto es causado por lo siguiente. Como lo muestran los experimentos preliminares, las oscilaciones caóticas se realizan en presencia del circuito L1-VD1 y solo un cuarzo, sin embargo, este modo de operación del oscilador resulta extremadamente inestable. Cuando la energía se apaga y luego se enciende, el oscilador deja de funcionar en un modo caótico y se convierte en un oscilador de cristal "normal". En este caso, es posible volver al modo caótico conectando brevemente el segundo cuarzo al que ya está funcionando en el oscilador. Con la inclusión paralela de varios cuarzos y la ausencia de un circuito no lineal L1-VD1, en el circuito se producen oscilaciones complejas (multifrecuencia), pero deterministas. Al conectar un analizador de espectro a la salida del oscilador, en este caso solo se puede ver un cierto número de picos de diferentes alturas (Fig. 2). En presencia de dos cuarzos con frecuencias diferentes, las oscilaciones de un cuarzo modulan las oscilaciones del otro debido a la no linealidad del amplificador en VT1. El resultado es una señal AM y una serie de armónicos. Cuanto más compleja sea la forma de las oscilaciones que afectan al circuito lineal L1-VD1, más probable será el modo caótico. Cabe señalar que el tipo de caja y la ejecución del cuarzo deben ser idénticos, y deben diferir solo en la frecuencia; esta es una de las condiciones para que el oscilador genere inmediatamente las frecuencias del cuarzo instalado en él. Las frecuencias del cuarzo deben diferir en aproximadamente 1,3 ... 1,5 veces. En este caso, es necesario utilizar cuarzo con una relación de frecuencia cercana a un número irracional. En otras palabras, es deseable utilizar cuarzo con frecuencias inconmensurables. Para obtener oscilaciones caóticas, si es necesario, es necesario seleccionar la inductancia L1 (como L1, el autor utilizó un estrangulador en forma de gota de fabricación industrial con dos cables). Si las oscilaciones caóticas aún no funcionan, debe intentar seleccionar los condensadores C2 y C3, o cambiar el modo de CC del transistor VT1 usando R1. Habiendo instalado un receptor multibanda con bandas AM cerca del oscilador en estudio y conectando un trozo de cable 10... La presencia de ruido fuerte en una amplia banda de frecuencias con "inserciones" de portadoras muy potentes indica que es el modo caótico de operación el que se realiza. En lugar de un receptor, puede usar un dispositivo especial que le permite controlar incluso el momento de transición de oscilaciones deterministas a caóticas. El circuito de dicho dispositivo, un indicador de oscilaciones caóticas (Fig. 4), es un receptor detector de señales AM con una entrada de RF de 50 ohmios y una frecuencia ultrasónica altamente sensible cargada en auriculares.
El indicador se ajusta seleccionando el valor de la resistencia R5 hasta que se obtiene un voltaje de +4 ... 8 V en el colector VT2. La entrada del indicador está conectada a la salida del generador. Ante la presencia de oscilaciones caóticas en el oscilador en estudio, se escucha un ruido muy fuerte en los auriculares, asemejándose al "superruido" de un receptor supergenerativo. Como han demostrado los experimentos, en la banda de frecuencia 1 ... 25 MHz, la potencia de ruido de un oscilador caótico de cuarzo es 10410 ...6 ¡veces más potencia de ruido que el circuito generador de ruido de diodo zener clásico! Esto hace posible utilizar el autooscilador caótico de cuarzo como un generador de ruido de alta resistencia para diversas mediciones. Literatura
Autor: V.Artemenko, UT5UDJ, Kiev; Publicación: radioradar.net
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