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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Un simple generador de señales de RF de banda ancha. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición El generador de señales de alta frecuencia propuesto atrae por su simplicidad de diseño y garantiza la estabilización de la tensión de salida en una amplia banda de frecuencias. Los requisitos para un generador de señales de banda ancha son bien conocidos. En primer lugar, este es un valor bastante pequeño de la impedancia de salida, lo que permite hacer coincidir su salida con la impedancia de onda del cable coaxial (generalmente 50 ohmios), y la presencia de un ajuste automático de la amplitud del voltaje de salida, que mantiene su nivel casi constante independientemente del cambio en la frecuencia de la señal de salida. Para el rango de microondas (por encima de 30 MHz), la conmutación de rangos simple y confiable, así como un diseño racional del generador, son de gran importancia. El diagrama esquemático del dispositivo se muestra en la fig. 1. Los transistores VT1, VT2 junto con un condensador de ajuste de frecuencia variable C1 y las inductancias L1 - L4 forman un oscilador maestro (rango de frecuencia 2 ... 160 MHz). El divisor R1R5 establece el voltaje de polarización de CC para estos transistores. Las resistencias con un valor de resistencia bajo se incluyen en los circuitos base (puerta) de los transistores VT1 - VT4; sirven para suprimir la generación parásita de transistores de alta frecuencia. Al ajustar la corriente que fluye a través de la resistencia común R6 en el circuito emisor de los transistores VT1 y VT2, se puede configurar el modo de oscilaciones sinusoidales con baja distorsión a una amplitud de voltaje de varios voltios.
La señal de alta frecuencia del generador a través del condensador C4 se alimenta a la puerta del transistor de efecto de campo VT3. Esto proporciona un desacoplamiento casi perfecto de la carga y el generador. Para establecer el voltaje de polarización de los transistores VT3 y VT4, se usan las resistencias R7, R8, y el modo actual de la cascada está determinado por las resistencias R12 - R 14. Para aumentar el grado de desacoplamiento, el voltaje de salida de alta frecuencia se elimina de el circuito colector VT4. Para estabilizar el nivel, la señal de RF a través del condensador C9 se suministra al rectificador con una duplicación de voltaje realizada en los elementos VD1, VD2, C10, C11, R15. Proporcionalmente a la amplitud de la señal de salida, el voltaje rectificado se amplifica adicionalmente en el circuito de control en VT5 y VT6. En ausencia de señal, el transistor RF VT6 está completamente abierto; en este caso, el voltaje de suministro máximo se suministra al oscilador maestro. Como resultado, se facilitan las condiciones para la autoexcitación del generador y se establece una gran amplitud de sus oscilaciones en el momento inicial. Pero este voltaje de RF a través del rectificador abre VT5, mientras que aumenta el voltaje en la base de VT6, lo que conduce a una disminución en el voltaje de suministro del generador y, en última instancia, a la estabilización de la amplitud de sus oscilaciones. El estado de equilibrio se establece cuando la amplitud de la señal de RF en el colector VT4 es ligeramente superior a 400 mV. La resistencia variable R17 (que se muestra como un potenciómetro) es de hecho un atenuador de RF y, en ausencia de carga en su salida, el voltaje máximo alcanza una cuarta parte de la entrada, es decir 100 mV. Cuando el cable coaxial se carga con una resistencia de 50 ohmios (que es necesaria para su adaptación en el rango de frecuencia de 50 a 160 MHz y superior), se establece un voltaje de RF de aproximadamente 50 mV en la salida del generador, que se puede reducir al nivel requerido ajustando el atenuador. Se utilizó un atenuador Prech de 17 ohmios como regulador R50 en el circuito del oscilador. Si alguna aplicación específica no requiere ajuste del nivel de voltaje de salida, el atenuador R17 puede ser reemplazado por una resistencia fija de 50 ohmios. Sin embargo, incluso en este caso, sigue siendo posible ajustar el nivel de voltaje de RF dentro de ciertos límites: para este propósito, el capacitor C9 no está conectado al colector VT4, sino a su emisor, y se debe tener en cuenta un ligero cambio (disminución) en el nivel de la señal a frecuencias más altas del rango operativo. Luego, la carga para VT4 está formada por el atenuador R17 y las resistencias R11, R12. Se puede lograr un aumento en la amplitud del voltaje de salida de alta frecuencia cerrando la resistencia R11 con un puente de alambre, pero si se requiere reducir la amplitud del voltaje de salida, entonces la resistencia R11 se deja en el dispositivo, y los condensadores C7, C8 están soldados. Se puede obtener una disminución aún mayor en el nivel de la señal de salida al reducir el valor de la resistencia R17, pero en este caso ya no habrá acuerdo con el cable, ¡y en frecuencias superiores a 50 MHz esto es inaceptable! Todas las partes del generador están ubicadas en una pequeña placa de circuito impreso. Los inductores del generador L1 - L3 están enrollados en marcos con un diámetro de 7,5 mm. Sus inductancias están recortadas con núcleos de ferrita de baja pérdida diseñados para operar en la banda VHF. La bobina L3 tiene 62 vueltas, L2 - 15 y L1 - 5 vueltas de cable PEL 0,2 (bobinado de todas las bobinas en una capa). La inductancia WL1 está hecha en forma de bucle, que está unida al interruptor de rango por un lado y al condensador variable C1 por el otro. Las dimensiones del bucle se muestran en la fig. 2. Está hecho de alambre de cobre plateado de 1,5 mm de diámetro; para fijar las distancias entre sus conductores se utilizan tres placas de material aislante de bajas pérdidas (por ejemplo, fluoroplástico), en las que se perforan dos orificios de 1,5 mm de diámetro, situados respectivamente a una distancia de 10 y 2,5 mm (Fig. . 2).
Todo el dispositivo se coloca en una caja de metal de 45x120x75 mm. Si el atenuador y el conector RF están instalados en la caja en el lado opuesto al que se encuentra la placa de circuito impreso, entonces dentro de la caja del dispositivo todavía hay suficiente espacio para las fuentes de alimentación: un transformador de potencia de 1 W con un disminución de la tensión de red a 15 V, un puente rectificador y un microcircuito 7812 (análogo doméstico - KR142EN8B). También se puede colocar en la caja un medidor de frecuencia en miniatura con un preescalador de frecuencia. En este caso, la entrada del divisor debe conectarse al colector VT4, y no al conector de salida, lo que permitirá leer la frecuencia a cualquier voltaje de RF tomado del atenuador R17. Es posible cambiar el rango de frecuencia del dispositivo cambiando la inductancia de la bobina del circuito o la capacitancia del capacitor C1. Al ampliar el rango de frecuencias hacia frecuencias más altas, se deben reducir las pérdidas del circuito de sintonía (uso de un capacitor con dieléctrico de aire y aislamiento cerámico como C1, inductores con bajas pérdidas). Además, los diodos VD1 y VD2 deben cumplir con este rango de frecuencia extendido, de lo contrario, al aumentar la frecuencia, aumentará el voltaje de salida del generador, lo que se explica por una disminución en la eficiencia del circuito de estabilización. Para facilitar la sintonización, se conecta un capacitor variable adicional de pequeña capacidad (vernier eléctrico) en paralelo con C 1, o se usa un vernier mecánico para el capacitor de sintonización con una relación de transmisión de 1: 3 - 1:10. En este diseño, los transistores BF199 pueden reemplazarse por los domésticos: KT339 con cualquier índice de letras, y al expandir el rango del generador hacia frecuencias más altas: KT640, KT642, KT643. En lugar del transistor de efecto de campo BFW11, está permitido instalar KP307G o KP312, y en lugar del transistor VS252S, es adecuado KT3107 con índices Zh, I, K o L. Los diodos detectores de microondas, por ejemplo, 2A201, 2A202A, pueden ser utilizados como diodos. Si el generador funciona a frecuencias que no excedan los 100 MHz, también se pueden usar diodos del tipo GD507A (con corrección de la resistencia de la resistencia R11). Interruptor SA1 - PGK. La potencia de las resistencias es de 0,125 o 0,25 vatios. El condensador C1 debe ser con dieléctrico de aire y tener aislamiento cerámico o de cuarzo tanto de las placas del estator del cuerpo como del rotor del eje; su capacitancia máxima se limita mejor a 50 pF. Nuestra industria no produce atenuadores del tipo utilizado en el generador. En su lugar, se permite utilizar un regulador suave en el circuito de autorregulación y un atenuador escalonado convencional con enlaces en forma de P o T en la salida. También puede intentar hacer un atenuador usted mismo con un ajuste suave del voltaje de salida, modificando las resistencias variables estándar para este propósito. Tenga en cuenta que el rango de ajuste del nivel de salida de los atenuadores de fabricación propia se puede aumentar significativamente si se hacen sobre la base de una resistencia variable deslizante, a cuya capa conductora, en un lado, se une una tira de metal estrecha a lo largo toda la longitud. Está conectado a un cable y cuerpo comunes. Literatura
Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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