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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Oscilador LC altamente estável. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / recepção de rádio Em equipamentos transceptores, os osciladores baseados em três pontos capacitivos são freqüentemente usados como osciladores principais. Um diagrama esquemático de tal gerador é mostrado na Fig. 1.
Como a maioria dos outros auto-osciladores, um três pontos capacitivo contém um número relativamente grande de elementos reativos (L1, C1, C2, C3 e C4), que não apenas afetam a frequência das oscilações geradas, mas também determinam as condições para o ocorrência e, mais importante, a manutenção de um processo auto-oscilatório no gerador. Por esse motivo, a implementação de um três pontos capacitivo, que fornece a sobreposição de frequência necessária, por seleção experimental dos valores dos elementos, é praticamente impossível. A este respeito, são necessários métodos de cálculo simples que sejam adequados para toda a família de osciladores LC baseados em três pontos capacitivos. Anteriormente, em [1], foram feitas considerações gerais sobre a metodologia de cálculo de tais circuitos. Como mostraram os experimentos do autor com vários geradores de "três pontos", as mesmas proporções calculadas podem ser usadas para todas as suas variedades. O esquema do oscilador LC com três pontos capacitivos para uma frequência de cerca de 10 MHz é mostrado na fig. 2. Se você precisa de um gerador operando em uma frequência N vezes menor, todas as classificações dos elementos de ajuste de frequência (L1, C1 ... C6, C10) são aumentadas em N vezes. Consequentemente, vice-versa. Todos os outros elementos do circuito têm os mesmos valores para frequências de 1 a 50 MHz. A frequência de corte da transferência de corrente de todos os transistores usados no circuito deve ser 5 (e preferencialmente 10) vezes maior que a frequência gerada. Obviamente, o transistor KT315A usado no circuito não é a melhor opção. Para obter geração estável (especialmente ao usar um transistor de frequência relativamente baixa), pode ser necessário satisfazer a condição С5/С6=1,2...1,5 (1) Mudança necessária no KPI de capacitância (de C1minutos até C1max) necessário para obter a sobreposição de frequência desejada (de fmax para fminutos), é calculado pelas fórmulas: S1minutos = 1/(4*Pi2*L*fmax2) - 2,25*C3: (2) S1max = 1/(4*Pi2*L*fminutos2) - 2,25*C3: (2) em С2=С2max/2 (na prática, isso implica que o capacitor trimmer está na posição intermediária). Nas fórmulas (2) e (3), as quantidades correspondentes são expressas em farads, henries e hertz. Se o cálculo resultar em valores muito pequenos de C1minutos e C1max, ou geralmente valores negativos, você pode "emprestar" uma certa quantidade de capacitância (Cx) do valor de C3 e, em seguida, adicione-o ao valor de C1. Neste caso teremos: C3' = C3 - Cx, C1'minutos(C1'max) = C1minutos(C1max) +Cx. (4) Exemplo. Calcule o gerador para fminutos=14000 kHz, fmax= 14350 kHz. Neste caso, para fminutos o fator de aumento de frequência é obtido (em relação a 10 MHz) Kf= 14000 / 10000 = 1,4 Depois C2max\u30d 1,4 / 22 \uXNUMXd XNUMX (pF); C3 \u60d 1,4 / 43 \uXNUMXd XNUMX (pF); C4 (C10) \u110d 1,4 / 75 \uXNUMXd XNUMX (pF); C5 (C6) \u235d 1,4 / 160 \uXNUMXd XNUMX (pF); L1 = 1,5/1,4 = 1,1 (µH). Em seguida, usando as fórmulas (2) e (3), determinamos S1minutos =1/(39,44*1,1*10-6*(14,35*106)2)-2,25*43*10-12= 1,12 * 10-10-9,67 * 10-11 = 1,53-10-11 (F)=15,3(pF); C1max=1/(39,44*1,1*10-6*(14,0*106)2)-2,25*43*10-12= 1,18 * 10-10-9,67 * 10-11 = 2,13 * 10-11 (F)=21,3 (pF); Ao reestruturar o gerador calculado, o motor do capacitor de ajuste C2 deve estar na posição intermediária (C2 \u2d CXNUMXmax/2). Na prática, pode ser necessário algum ajuste da capacitância do loop, feito com C2. Em equipamentos transceptores, os osciladores baseados em três pontos capacitivos são freqüentemente usados como osciladores principais. Um diagrama esquemático de tal gerador é mostrado na Fig. 1. Como a maioria dos outros auto-osciladores, um três pontos capacitivo contém um número relativamente grande de elementos reativos (L1, C1, C2, C3 e C4), não apenas afetando a frequência das oscilações geradas, mas também determinando as condições para a ocorrência e, o mais importante, manter o processo de auto-oscilação no gerador. Por esse motivo, a implementação de um três pontos capacitivo, que fornece a sobreposição de frequência necessária, por seleção experimental dos valores dos elementos, é praticamente impossível. A este respeito, são necessários métodos de cálculo simples que sejam adequados para toda a família de osciladores LC baseados em três pontos capacitivos. Anteriormente, em [1], foram feitas considerações gerais sobre a metodologia de cálculo de tais circuitos. Como mostraram os experimentos do autor com vários geradores de "três pontos", as mesmas proporções calculadas podem ser usadas para todas as suas variedades. O esquema do oscilador LC com três pontos capacitivos para uma frequência de cerca de 10 MHz é mostrado na fig. 2. Se você precisa de um gerador operando em uma frequência N vezes menor, todas as classificações dos elementos de ajuste de frequência (L1, C1 ... C6, C10) são aumentadas em N vezes. Consequentemente, vice-versa. Todos os outros elementos do circuito têm os mesmos valores para frequências de 1 a 50 MHz.
A frequência de corte da transferência de corrente de todos os transistores usados no circuito deve ser 5 (e preferencialmente 10) vezes maior que a frequência gerada. Obviamente, o transistor KT315A usado no circuito não é a melhor opção. Para obter geração estável (especialmente ao usar um transistor de frequência relativamente baixa), pode ser necessário satisfazer a condição С5/С6=1,2...1,5 (1) Mudança necessária no KPI de capacitância (de C1minutos até C1max) necessário para obter a sobreposição de frequência desejada (de fmax para fminutos), é calculado pelas fórmulas: S1minutos = 1/(4*Pi2*L*fmax2) - 2,25*C3: (2) S1max = 1/(4*Pi2*L*fminutos2) - 2,25*C3: (2) em С2=С2max/2 (na prática, isso implica que o capacitor trimmer está na posição intermediária). Nas fórmulas (2) e (3), as quantidades correspondentes são expressas em farads, henries e hertz. Se o cálculo resultar em valores muito pequenos de C1minutos e C1max, ou geralmente valores negativos, você pode "emprestar" uma certa quantidade de capacitância (Cx) do valor de C3 e, em seguida, adicione-o ao valor de C1. Neste caso teremos: C3' = C3 - Cx, C1'minutos(C1'max) = C1minutos(C1max) +Cx. (4) Exemplo. Calcule o gerador para fminutos=14000 kHz, fmax= 14350 kHz. Neste caso, para fminutos o fator de aumento de frequência é obtido (em relação a 10 MHz) Kf= 14000 / 10000 = 1,4 Depois C2max\u30d 1,4 / 22 \uXNUMXd XNUMX (pF); C3 \u60d 1,4 / 43 \uXNUMXd XNUMX (pF); C4 (C10) \u110d 1,4 / 75 \uXNUMXd XNUMX (pF); C5 (C6) \u235d 1,4 / 160 \uXNUMXd XNUMX (pF); L1 = 1,5/1,4 = 1,1 (µH). Em seguida, usando as fórmulas (2) e (3), determinamos S1minutos =1/(39,44*1,1*10-6*(14,35*106)2)-2,25*43*10-12= 1,12 * 10-10-9,67 * 10-11 = 1,53-10-11 (F)=15,3(pF); C1max=1/(39,44*1,1*10-6*(14,0*106)2)-2,25*43*10-12= 1,18 * 10-10-9,67 * 10-11 = 2,13 * 10-11 (F)=21,3 (pF); Ao reestruturar o gerador calculado, o motor do capacitor de ajuste C2 deve estar na posição intermediária (C2 \u2d CXNUMXmax/2). Na prática, pode ser necessário algum ajuste da capacitância do loop, feito com C2. Literatura
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