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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Características de design de equipamentos VHF. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Nós de equipamentos de rádio amador Os equipamentos de ondas ultracurtas, em comparação com os equipamentos projetados para operar em comprimentos de onda maiores, possuem características próprias que o projetista deve levar em consideração. Essas características são determinadas pelo fato de que em frequências altas e especialmente ultra-altas, as perdas de energia em lâmpadas, circuitos oscilatórios e vários tipos de dielétricos aumentam acentuadamente. Lâmpadas comuns que funcionam bem em frequências baixas e não particularmente altas (até 30 MHz), funcionam mal em altas frequências ou até mesmo não funcionam. Tais dielétricos como parafina, textolite, carbolite, getinaks, papelão, borracha causam perdas tão grandes nos circuitos que seu uso em equipamentos de ondas ultracurtas deve ser considerado completamente inaceitável. Por esta e uma série de outras razões (que serão discutidas abaixo), um iniciante em ondas ultracurtas nunca deve testar um ou outro projeto, recorrendo às chamadas montagens "voadoras", que o amador costuma chamar de trial. Como regra, quase todos os equipamentos de ondas ultracurtas são montados de acordo com um esquema muito bom, mas às pressas, desleixados, com um arranjo desordenado de peças, com fios de montagem longos e emaranhados em isolamento de baixa qualidade, usando dielétricos de baixa qualidade, sempre dá resultados insatisfatórios ou não funciona. É por isso que, antes de prosseguir com a fabricação do design pretendido, é recomendável que você se familiarize com as seguintes notas e dicas, que podem ser muito úteis para o amador. Nos circuitos oscilatórios de equipamentos de ondas ultracurtas, tem-se que lidar com bobinas de baixíssima indutância e capacitores de capacitância insignificante. Quanto maior a frequência para a qual os receptores ou transmissores são calculados, menores: as indutâncias e capacitâncias de trabalho. Então. nas frequências de 40, 144 e, mais ainda, 420 MHz, esses valores são comparáveis com as capacitâncias intereletrodos das lâmpadas, a indutância dos fios condutores, as capacitâncias parasitas da instalação e a indutância de os fios de ligação. Portanto, é sempre necessário se esforçar para garantir que a capacitância de montagem dos circuitos de alta frequência seja mínima e os fios de conexão sejam retos e o mais curtos possível. Nas frequências acima, um condutor de 5 a 10 cm de comprimento tem uma indutância da mesma ordem que a indutância da bobina. E se esse condutor for dobrado, ou seja, tiver a forma de meia volta, sua indutância será ainda maior. Descumprimento das regras dos cabos de instalação de ondas ultracurtas. em primeiro lugar, a uma mudança acentuada na frequência das oscilações naturais, seu desvio do calculado e, em segundo lugar, a uma deterioração no fator de qualidade, o circuito e um aumento na atenuação dele. Deste ponto de vista, a disposição racional das lâmpadas e das peças de alta frequência no chassi é de importância decisiva para o bom desempenho dos equipamentos de ondas ultracurtas. Ao escolher um local para colocar peças e lâmpadas e sua posição relativa, você deve ser guiado pelas seguintes regras: a) As bobinas de laço devem ser colocadas próximas às lâmpadas a que pertencem. b) As lâmpadas dos estágios de amplificação das oscilações de alta frequência, do oscilador local e do misturador devem estar localizadas próximas ao bloco de capacitores variáveis. c) Posicione as lâmpadas dos estágios de amplificação das oscilações de frequência intermediária próximas aos transformadores de frequência intermediária. O projetista de equipamentos de ondas ultracurtas também deve ter em mente. que à medida que a frequência de operação aumenta, o ganho das lâmpadas convencionais, não especiais, cai rapidamente, aproximando-se da unidade já em frequências da ordem de 80 MHz. Neste caso, melhorando a qualidade dos circuitos oscilatórios, o uso de prata e cerâmicas de alta qualidade não dão nenhum resultado positivo. Por esta razão, o projetista deve sempre se esforçar para usar lâmpadas especiais, sem base, que tenham pequenas capacitâncias entre eletrodos e sejam projetadas para operação na faixa VHF. Estas lâmpadas incluem todas as lâmpadas do tipo "bolota", lâmpadas 6N15P, 6S1P, 6S2P, 6NZP, 6Zh1P, 6ZhZP, 6Zh4P, GU-32. GU-29 e outros. Mas mesmo as lâmpadas especiais têm uma impedância de entrada reduzida em frequências ultra-altas. A principal razão para a diminuição da resistência de entrada da lâmpada, dependendo do aumento da frequência de operação, é a inércia dos elétrons. A inércia do fluxo de elétrons faz com que a corrente de grade apareça. o que significa a aparência do componente ativo da condutividade de entrada. (Ao mesmo tempo, a corrente da rede aumenta o nível de ruído.) A indutância dos fios da lâmpada também reduz a impedância de entrada da lâmpada. Como resultado do fato de que a indutância da bobina em altas frequências é pequena e as perdas na lâmpada são grandes, a resistência ressonante do circuito é pequena (1500 ohms ou menos). Diante disso, para geradores VHF é necessário utilizar circuitos com alto fator de qualidade. Para reduzir as perdas no circuito, deve-se sempre evitar o uso de um grande número de dielétricos. Os dielétricos devem ser usados apenas de alta qualidade, projetados para operação em altas frequências. Getinaks, carbolite, textolite em frequências acima de 30 MHz não devem ser usados devido a perdas excessivas neles. A melhor bobina para circuitos osciladores é uma bobina, que é uma estrutura feita de cerâmica de alta frequência, ao longo da ranhura helicoidal da qual é depositada uma camada de prata. Essa bobina tem baixas perdas, é durável e fornece um valor quase constante de indutância em uma ampla faixa de temperatura. O uso de tais bobinas em transmissores auto-excitados garante estabilidade de frequência suficiente. O insignificante desvio de frequência durante o aquecimento, causado por uma mudança nas dimensões geométricas dos condutores de conexão, pode ser facilmente compensado usando capacitores com coeficiente de temperatura negativo nos circuitos. Em condições amadoras, essas bobinas são praticamente impossíveis de fabricar. No entanto, uma bobina com maior estabilidade, necessária principalmente para o oscilador mestre, pode ser enrolada em fio de cobre (de preferência banhado a prata), pré-aquecido a uma temperatura de 100-120 ° C, colocando-o com alguma tensão nas ranhuras do o quadro cerâmico. É claro que bobinas mais simples e sem moldura podem ser usadas em duplicadores e estágios de saída nos quais não ocorre geração de frequência. No entanto, em todos os casos, é necessário se esforçar para garantir que os contornos sejam mecanicamente fortes. Muitas vezes, os radioamadores, querendo aumentar o fator de qualidade do circuito, fazem bobinas de diâmetro desnecessariamente grande, o que nos geradores leva a grandes perdas de radiação. Bobinas com diâmetro de 15-20 mm devem ser recomendadas, no estágio de saída - 30-35 mm. As bobinas devem ser colocadas longe de massas metálicas para evitar perdas por correntes parasitas. A distância mínima da bobina de grandes superfícies metálicas deve ser pelo menos o diâmetro da bobina. Em frequências de 400-450 MHz e acima, é conveniente usar circuitos oscilatórios feitos na forma de linhas de curto-circuito de quarto de onda. Se o fator de qualidade dos circuitos comuns for de várias dezenas de unidades, o fator de qualidade da linha de circuito pode ser aumentado para vários milhares. Nas estruturas de transmissão descritas nesta coleção, projetadas para operar na faixa de 420-425 MHz, ao invés das bobinas convencionais, são utilizadas linhas compostas por tubos de cobre prateados. O projetista deve prestar atenção especial à qualidade dos capacitores variáveis, à confiabilidade do contato de fricção nele. Sempre que possível, o rotor do condensador deve ser "aterrado", ou seja, conectado ao chassi, para evitar que a mão do operador afete a configuração do circuito. Nos transmissores, é melhor construir um excitador de acordo com um circuito com comunicação eletrônica. Isso facilita a fixação do capacitor e elimina a influência das mãos na frequência das oscilações geradas. Normalmente, o circuito anódico de tal excitador é sintonizado no segundo harmônico e, assim, usando uma lâmpada, a frequência é dobrada. Diminuir a frequência do oscilador mestre aumenta sua estabilidade. A vantagem deste esquema é que o gerador com duas lâmpadas terá parâmetros não piores que um gerador de três lâmpadas. Ao construir um transmissor, o projetista deve levar em consideração que cada circuito oscilatório em um transmissor multiestágio deve possuir um dispositivo de sintonia (botão de capacitor variável). Ajustar constantemente os circuitos anódicos do duplicador e do estágio de saída para a frequência média da faixa leva a uma redução significativa na potência oscilatória entregue à antena quando o transmissor é sintonizado em frequências diferentes da média. Ao montar geradores, as lâmpadas dos estágios subsequentes nunca devem ser removidas; as lâmpadas devem ser deixadas nos soquetes e, para que não falhem, é necessário remover a tensão do ânodo delas. Se o projetista, ao ajustar o funcionamento do oscilador mestre e definir a faixa desejada de frequências geradas, retirar a lâmpada do duplicador, e então, após completar a sintonia do duplicador, recolocá-la em seu lugar, então devido ao acoplamento capacitivo entre estes estágios, o oscilador mestre será tão desafinado que no circuito duplicador não podem ser encontradas flutuações. Pela mesma razão, você não pode. por exemplo, para selecionar um ou outro harmônico no circuito anódico do duplicador quando o capacitor de acoplamento é desligado. Ao projetar receptores VHF, todos os esforços do projetista devem ser direcionados para obter a maior sensibilidade, o que só é possível se forem usados amplificadores de alta frequência com um nível mínimo de ruído intrínseco. É melhor usar triodos para esse fim, que são ligados, mas no esquema "catodo aterrado - grades aterradas". Como já mencionado, em ondas ultracurtas, as resistências de entrada e saída das lâmpadas são bastante reduzidas. Portanto, as perdas de energia vibracional na própria lâmpada excedem em muito as perdas no circuito; além disso, a lâmpada desvia o circuito bruscamente, reduzindo seu fator de qualidade. Para enfraquecer o efeito de derivação da lâmpada, não todo o circuito, mas apenas parte dele, deve ser conectado à grade da lâmpada. Para os mesmos fins, a conexão do circuito amplificador com a grade da lâmpada subsequente deve ser feita autotransformador. Isso reduz a atenuação introduzida pela lâmpada no circuito e permite obter o maior ganho de estágio. Os capacitores de alta capacidade não podem ser usados em circuitos de desacoplamento e circuitos catódicos de receptores VHF, pois possuem uma indutância perceptível, cujo valor em altas frequências não pode mais ser desprezado, Se, no entanto, forem usados capacitores de alta capacidade no circuito, por exemplo, eletrolíticos, que, como você sabe, têm uma indutância perceptível, nesse caso é necessário conectar um capacitor de mica de pequena capacidade com baixa indutância em paralelo com tal capacitor. Assim, as frequências ultra altas e baixas serão filtradas ao mesmo tempo. É claro que longos fios de conexão e um fio terra comum em caminhos de alta frequência criam indutâncias e capacitâncias parasitas perceptíveis. Portanto, é necessário usar condutores de conexão retos e curtos e sem qualquer isolamento, pois o dielétrico causará perdas adicionais de energia. Cada ponto do circuito deve ser aterrado com um fio separado, e todos os condutores de aterramento relacionados à mesma lâmpada e cascata devem ser conectados ao chassi em um ponto. Estruturalmente, uma estação amadora pode ser projetada de diferentes maneiras. As vantagens indiscutíveis têm um design de bloco, no qual o modulador e o gerador são feitos na forma de blocos independentes fechados em um quadro transmissor comum. O design do bloco facilita o ajuste, reparo e substituição em caso de falha. Por muitas razões, o receptor deve ser feito separadamente, sem conectá-lo rigidamente ao transmissor. Isso amplia as possibilidades de experimentação nos casos em que o receptor deve ser removido do transmissor. Recomenda-se que o retificador seja feito como uma unidade independente conectada ao transmissor por uma mangueira de alimentação. É útil duplicar a saída do retificador, feito na forma de um chip, com um soquete com grampos. O uso de pinças duplicadas é muito conveniente ao conectar ao retificador quaisquer outros projetos que necessitem de energia e possuam chips ou conectores de tipo diferente daqueles usados para conectar o retificador a este transmissor. Esta breve introdução não aborda outras questões de interesse do radioamador de ondas ultracurtas. No entanto, ele encontrará respostas para muitas delas diretamente nas descrições de estruturas individuais. Literatura:
Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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