Experimentos con un supergenerador de cuarzo. Esquema, descripción

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Experimentos con un supergenerador de cuarzo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.

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La figura 1 muestra el esquema que se utilizó para los experimentos. Las frecuencias del cuarzo en los estudios fueron 14.218 MHz. El elemento principal que se cambió en el experimento es el inductor L. En paralelo se le agregó una resistencia de 22 kΩ para eliminar las caídas de frecuencia dentro del rango. El transistor en el generador tiene una frecuencia de corte de 80 MHz. Como etapa de amortiguación: un amplificador de transistor de efecto de campo. La resistencia de polarización Rb para el primer transistor es de 100 kΩ (con este valor, la corriente del emisor es de 9 mA). Condensadores C1 y C2 150 pF cada uno. Al final del experimento, hubo un intento de cambiar los valores de Rb, C1 y C2. El condensador variable es de tipo placa y tiene un valor de unos pocos pF a 100 pF. El transformador T está enrollado en un anillo de ferrita con un diámetro de 7 mm. El devanado está hecho de tres hilos PELSHO 0.2 plegados y retorcidos y contiene 3...4 vueltas. Los extremos de cada devanado están conectados de acuerdo con el esquema.

Experimentos con un supergenerador de cuarzo. Esquema
Ris.1

La Figura 2 muestra los rangos de ajuste de frecuencia del generador cuando la capacitancia del capacitor TS cambia del valor mínimo a 100 pF. Para las mediciones, usamos un conjunto de inductores L con clasificaciones de 5.6, 8.2, 10, 10.39, 11 y 12 μH. Para obtener una inductancia de 10.39 μH se utilizaron dos bobinas de 10+0.39 μH conectadas en serie y para 11 μH 10+1 μH. Para mayor claridad, se muestra la curva (solo X1) para un generador con un cuarzo. Como puede verse en el gráfico, para un generador convencional, la frecuencia cambia ligeramente al aumentar la inductancia. Al mismo tiempo, para el supergenerador, el rango de ajuste de frecuencia aumenta rápidamente hasta 300 kHz (!) con L=12 μH. Sin embargo, debemos tener cuidado con un rango de ajuste de frecuencia tan amplio debido al deterioro de la estabilidad.

Experimentos con un supergenerador de cuarzo
Ris.2
La Figura 2 muestra la deriva de frecuencia para tres valores de inductancia L=10, 10.39 y 11 µH. En este caso, ambos cuarzos están conectados en paralelo y la capacitancia del capacitor variable es TC=100 pF. Las mediciones se realizaron 25 min después de soldar el circuito correspondiente. Después de eso, se encendió la energía al generador y se registró el tiempo. Como se puede observar, se observó una aceptable estabilidad en el tiempo para L=10 μH. Para valores con L=10.39 y 11 µH, la frecuencia se desvía en un rango más amplio. Esto depende principalmente del coeficiente de temperatura de las inductancias. Por lo tanto, en mi práctica, me decidí por el valor máximo de L = 10 µg. En última instancia, puede obtener una mejor estabilidad con tiempos de calentamiento más prolongados y utilizando inductores con coeficientes de temperatura pequeños.

Experimentos con un supergenerador de cuarzo
Ris.3

Ahora cambio un poco las capacitancias C1 y C2. Todos los demás parámetros se configuran de la siguiente manera: Rb=100 kOhm, L=10 µH y X1, X2 en conexión en paralelo. La figura 4 muestra el rango de frecuencia en función de la capacitancia C1 y C2. C1 y C2 cambiaron simultáneamente. El gráfico muestra que el rango de frecuencia es más amplio al aumentar la capacitancia. Las mediciones con C1=C2=330pF no fueron posibles porque Vout (voltaje de salida en el contador) era demasiado bajo como se muestra en la Fig.5. Los valores de C1 y C2 en 100 y 150 pF son los más aceptables en la práctica en este circuito.

Experimentos con un supergenerador de cuarzo
Ris.4

Y, finalmente, se cambió el valor de la resistencia base Rb. Los demás elementos fueron: C1=C2=150pF, L=10uH, y X1, X2 en paralelo. Inicialmente, Rb se fijó en 100 kΩ con una corriente de emisor de 9 mA. Esta vez, Rb se establece en 200 kΩ, con la corriente del emisor reducida a 5.2 mA. El rango de frecuencia no cambió aunque Vout (voltaje de salida) disminuyó de 0.7 V a 0.3 V. Además, Rb aumentó a 470 kΩ, la corriente del emisor disminuyó a 2.4 mA. Sin embargo, Vout era demasiado bajo, menos de 0.1 V. Por lo tanto, el contador no pudo medir la frecuencia de la señal.

Experimentos con un supergenerador de cuarzo
Ris.5

Finalmente, se obtuvo un rango de frecuencias de unos 100 kHz con L=10 µH, C1=C2=150 pF, X1 y X2 conectados en paralelo y Rb=100 kΩ. La estabilidad era aceptable, pero empeoró a medida que aumentaba la inductancia de la bobina L. El rango de frecuencia era más amplio porque C1 y C2 estaban configurados en valores altos pero no dependían de la resistencia de polarización Rb.

Cabe recalcar que estos resultados son más o menos específicos y dependen del cuarzo utilizado en este experimento. El óptimo se estimó para L, C1 y C2 y puede diferir de los valores obtenidos en este experimento si el cuarzo tiene otros parámetros u otras frecuencias. Por lo tanto, puede experimentar para optimizar los parámetros de su resonador de cuarzo.

Autor: MINOWA, Makoto, 7N3WVM; Traducción y publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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