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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Um simples gerador de sinal de RF de banda larga. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição O gerador de sinal de alta frequência proposto atrai com sua simplicidade de projeto e proporciona estabilização da tensão de saída em uma ampla faixa de frequência. Os requisitos para um gerador de sinal de banda larga são bem conhecidos. Em primeiro lugar, este é um valor bastante pequeno da resistência de saída, o que possibilita combinar sua saída com a impedância de onda do cabo coaxial (geralmente 50 Ohms) e a presença de ajuste automático da amplitude da tensão de saída, que mantém seu nível quase constante, independentemente da mudança na frequência do sinal de saída. Para a faixa de micro-ondas (acima de 30 MHz), a comutação simples e confiável de faixas, bem como um projeto racional do gerador, são de grande importância. O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na fig. 1. Os transistores VT1, VT2 juntamente com um capacitor de ajuste de freqüência variável C1 e indutâncias L1 - L4 formam um oscilador mestre (faixa de freqüência 2 ... 160 MHz). O divisor R1R5 define a tensão de polarização DC para esses transistores. Resistores com baixo valor de resistência estão incluídos nos circuitos de base (porta) dos transistores VT1 - VT4; eles servem para suprimir a geração parasita de transistores de alta frequência. Ajustando a corrente que flui através do resistor comum R6 no circuito emissor dos transistores VT1 e VT2, um modo de oscilação senoidal com baixa distorção em uma amplitude de tensão de vários volts pode ser definido.
O sinal de alta frequência do gerador através do capacitor C4 é alimentado na porta do transistor de efeito de campo VT3. Isso proporciona um desacoplamento quase perfeito da carga e do gerador. Para definir a tensão de polarização dos transistores VT3 e VT4, os resistores R7, R8 são usados e o modo de corrente da cascata é determinado pelos resistores R12 - R 14. Para aumentar o grau de desacoplamento, a tensão de alta frequência de saída é removida do o circuito coletor VT4. Para estabilizar o nível, o sinal de RF através do capacitor C9 é fornecido ao retificador com duplicação de tensão, feita nos elementos VD1, VD2, C10, C11, R15. Proporcional à amplitude do sinal de saída, a tensão retificada é adicionalmente amplificada no circuito de controle em VT5 e VT6. Na ausência de um sinal, o transistor de RF VT6 está totalmente aberto; neste caso, a tensão máxima de alimentação é fornecida ao oscilador mestre. Como resultado, as condições de auto-excitação do gerador são facilitadas e uma grande amplitude de suas oscilações é estabelecida no momento inicial. Mas essa tensão de RF através do retificador abre o VT5, enquanto a tensão na base do VT6 aumenta, o que leva a uma diminuição da tensão de alimentação do gerador e, por fim, à estabilização da amplitude de suas oscilações. O estado de equilíbrio é estabelecido quando a amplitude do sinal de RF no coletor VT4 é ligeiramente superior a 400 mV. O resistor variável R17 (mostrado como um potenciômetro) é de fato um atenuador de RF e na ausência de uma carga em sua saída, a tensão máxima atinge um quarto da entrada, ou seja, 100mV. Quando o cabo coaxial é carregado com uma resistência de 50 ohms (o que é necessário para sua correspondência na faixa de frequência de 50 a 160 MHz e superior), uma tensão de RF de cerca de 50 mV é definida na saída do gerador, que pode ser reduzida para o nível necessário ajustando o atenuador. Um atenuador Prech de 17 ohms foi usado como regulador R50 no circuito oscilador. Caso alguma aplicação específica não requeira ajuste do nível de tensão de saída, o atenuador R17 pode ser substituído por um resistor fixo de 50 ohms. No entanto, mesmo neste caso, é possível ajustar o nível de tensão de RF dentro de certos limites: para isso, o capacitor C9 é conectado não ao coletor VT4, mas ao seu emissor, levando em consideração uma pequena mudança (diminuição) no nível do sinal em frequências mais altas da faixa de operação. Então a carga para VT4 é formada pelo atenuador R17 e resistores R11, R12. Um aumento na amplitude da tensão de alta frequência de saída pode ser alcançado fechando o resistor R11 com um jumper de fio, mas se for necessário reduzir a amplitude da tensão de saída, o resistor R11 é deixado no dispositivo e os capacitores C7, C8 são soldados. Uma diminuição ainda maior do nível do sinal de saída pode ser obtida reduzindo o valor da resistência R17, mas neste caso não haverá mais acordo com o cabo, e em frequências acima de 50 MHz isso é inaceitável! Todas as partes do gerador estão localizadas em uma pequena placa de circuito impresso. Os indutores do gerador L1 - L3 são enrolados em carcaças com diâmetro de 7,5 mm. Suas indutâncias são ajustadas com núcleos de ferrite de baixa perda projetados para operação na banda VHF. A bobina L3 tem 62 voltas, L2 - 15 e L1 - 5 voltas de fio PEL 0,2 (enrolamento de todas as bobinas em uma camada). A indutância WL1 é feita na forma de um loop, que é conectado ao interruptor de faixa de um lado e ao capacitor variável C1 do outro. As dimensões do laço são mostradas na fig. 2. É feito de fio de cobre banhado a prata de 1,5 mm de diâmetro; para fixar as distâncias entre seus condutores, são utilizadas três placas de material isolante com baixas perdas (por exemplo, fluoroplástico), nas quais são perfurados dois orifícios com diâmetro de 1,5 mm, localizados respectivamente a uma distância de 10 e 2,5 mm (Fig. . 2).
Todo o dispositivo é colocado em uma caixa de metal medindo 45x120x75 mm. Se o atenuador e o conector RF forem instalados na caixa do lado oposto ao da placa de circuito impresso, então dentro da caixa do dispositivo ainda há espaço suficiente para as fontes de alimentação: um transformador de potência de 1 W com um diminuição da tensão da rede para 15 V, uma ponte retificadora e um microcircuito 7812 (analógico doméstico - KR142EN8B). Um medidor de frequência em miniatura com um pré-escalador de frequência também pode ser colocado no estojo. Neste caso, a entrada do divisor deve ser conectada ao coletor VT4, e não ao conector de saída, o que permitirá a leitura da frequência em qualquer tensão de RF tomada do atenuador R17. É possível alterar a faixa de frequência do dispositivo alterando a indutância da bobina do circuito ou a capacitância do capacitor C1. Ao expandir a faixa de frequência para frequências mais altas, as perdas do circuito de sintonia devem ser reduzidas (utilização de um capacitor com dielétrico de ar e isolamento cerâmico como C1, indutores com baixas perdas). Além disso, os diodos VD1 e VD2 devem atender a essa faixa de frequência estendida, caso contrário, com o aumento da frequência, a tensão de saída do gerador aumentará, o que é explicado pela diminuição da eficiência do circuito de estabilização. Para facilitar o ajuste, um capacitor variável adicional de pequena capacidade (nônio elétrico) é conectado em paralelo com C 1, ou um nônio mecânico é usado no capacitor de ajuste com uma relação de transmissão de 1:3 - 1:10. Neste projeto, os transistores BF199 podem ser substituídos pelos domésticos - KT339 com qualquer índice de letras e ao expandir a faixa do gerador para frequências mais altas - KT640, KT642, KT643. Em vez do transistor de efeito de campo BFW11, é permitido instalar KP307G ou KP312, e em vez do transistor VS252S, KT3107 com índices Zh, I, K ou L é adequado. Diodos detectores de microondas, por exemplo, 2A201, 2A202A, podem ser usados como diodos. Se o gerador operar em frequências não superiores a 100 MHz, também podem ser usados diodos do tipo GD507A (com correção da resistência do resistor R11). Mudar SA1 - PGK. A potência dos resistores é de 0,125 ou 0,25 watts. O capacitor C1 deve ser com dielétrico de ar e ter isolamento cerâmico ou de quartzo tanto das placas do estator do corpo quanto das placas do rotor do eixo; sua capacitância máxima é melhor limitada a 50 pF. Atenuadores do tipo usado no gerador não são produzidos por nossa indústria. Em vez disso, é permitido usar um regulador suave no circuito de autorregulação e um atenuador escalonado convencional com links em forma de P ou T na saída. Você também pode tentar fazer um atenuador com uma tensão de saída continuamente ajustável, modificando os resistores variáveis padrão para essa finalidade. Observe que a faixa de ajuste do nível de saída dos atenuadores de fabricação própria pode ser significativamente aumentada se eles forem feitos com base em um resistor variável deslizante, à camada condutora da qual, de um lado, uma tira de metal estreita é anexada ao longo todo o comprimento. Ele está conectado a um fio e corpo comuns. Literatura
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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