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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
Kostenlose Bibliothek / Schemata von radioelektronischen und elektrischen Geräten

Hochstabiler LC-Oszillator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Radioempfang

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In Transceiver-Geräten werden häufig Generatoren auf Basis eines kapazitiven Dreipunktpunkts als Master-Oszillatoren verwendet. Das allgemeine Diagramm eines solchen Generators ist in Abb. dargestellt. 1.

Hochstabiler LC-Oszillator
Fig. 1

Wie die meisten anderen Selbstoszillatoren enthält ein kapazitiver Dreipunkt eine relativ große Anzahl reaktiver Elemente (L1, C1, C2, C3 und C4), die nicht nur die Frequenz der erzeugten Schwingungen beeinflussen, sondern auch die Bedingungen für die erzeugen Auftreten und vor allem die Aufrechterhaltung des selbstoszillierenden Prozesses im Generator. Aus diesem Grund ist die Implementierung eines kapazitiven Dreipunktpunkts, der die erforderliche Frequenzüberlappung liefert, durch experimentelle Auswahl von Elementwerten praktisch unmöglich.

Hierzu werden einfache Berechnungsmethoden benötigt, die für die gesamte Familie der auf Dreipunktkapazität basierenden LC-Oszillatoren geeignet sind. Zuvor wurden in [1] allgemeine Überlegungen zur Methodik zur Berechnung solcher Schaltkreise angestellt. Wie die Experimente des Autors mit verschiedenen „Dreipunkt“-Generatoren gezeigt haben, können für alle ihre Varianten die gleichen berechneten Beziehungen verwendet werden.

Die Schaltung eines LC-Oszillators mit kapazitivem Dreipunkt für eine Frequenz von etwa 10 MHz ist in Abb. 2. Wenn ein Generator mit einer N-mal niedrigeren Frequenz benötigt wird, werden alle Nennwerte der Frequenzeinstellelemente (L1, C1...C6, C10) um das N-fache erhöht. Dementsprechend ist es umgekehrt. Alle anderen Schaltungselemente haben die gleichen Werte für Frequenzen von 1 bis 50 MHz.

Die Grenzfrequenz der Stromübertragung aller in der Schaltung verwendeten Transistoren sollte 5 (oder besser 10) Mal höher sein als die erzeugte Frequenz. Natürlich ist der in der Schaltung verwendete Transistor KT315A nicht die beste Option. Um eine stabile Erzeugung zu erreichen (insbesondere bei Verwendung eines relativ niederfrequenten Transistors), kann es erforderlich sein, die Bedingung zu erfüllen

С5/С6=1,2...1,5 (1)

Erforderliche Kapazitätsänderung KPI (Von C1Min. bis C1max) notwendig, um die gewünschte Frequenzüberlappung (aus fmax zu fMin.), wird nach den Formeln berechnet:

С1Min. = 1/(4*Pi2*L*fmax2) - 2,25*C3: (2)

С1max = 1/(4*Pi2*L*fMin.2) - 2,25*C3: (2)

bei С2=С2max/2 (in der Praxis bedeutet dies, dass sich der Schieber des Trimmerkondensators in der Mittelposition befindet).

In den Formeln (2) und (3) werden die entsprechenden Größen in Farad, Henry und Hertz ausgedrückt. Wenn die Berechnungen zu kleine C1-Werte ergebenMin. und S1max, oder allgemein negative Werte, können Sie sich eine bestimmte Kapazität (C) „ausleihen“.x) aus dem Wert von C3 und addiere ihn dann zum Wert von C1. In diesem Fall haben wir:

C3' = C3 - Cx, C1'Min.(C1'max) = C1Min.(C1max) + Cx. (4)

Beispiel. Berechnen Sie den Generator für fMin.=14000 kHz, fmax=14350 kHz. In diesem Fall für fMin. Man erhält den Frequenzerhöhungsfaktor (bezogen auf 10 MHz)

Kf= 14000 / 10000 = 1,4

Dann

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).

Als nächstes bestimmen wir unter Verwendung der Formeln (2) und (3).

С1Min. =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);

Beim Umbau des berechneten Generators sollte sich der Motor des Abstimmkondensators C2 in der Mittelstellung befinden (C2=C2).max/2). In der Praxis können bei Verwendung von C2 einige Anpassungen der Schleifenkapazität erforderlich sein.

In Transceiver-Geräten werden häufig Generatoren auf Basis eines kapazitiven Dreipunktpunkts als Master-Oszillatoren verwendet. Das allgemeine Diagramm eines solchen Generators ist in Abb. dargestellt. 1. Wie die meisten anderen Selbstoszillatoren enthält ein kapazitiver Dreipunkt eine relativ große Anzahl reaktiver Elemente (L1, C1, C2, C3 und C4), die nicht nur die Frequenz der erzeugten Schwingungen beeinflussen, sondern auch die Bedingungen bestimmen für das Auftreten und vor allem für die Aufrechterhaltung des selbstoszillierenden Prozesses im Generator. Aus diesem Grund ist die Implementierung eines kapazitiven Dreipunktpunkts, der die erforderliche Frequenzüberlappung liefert, durch experimentelle Auswahl von Elementwerten praktisch unmöglich.

Hierzu werden einfache Berechnungsmethoden benötigt, die für die gesamte Familie der auf Dreipunktkapazität basierenden LC-Oszillatoren geeignet sind. Zuvor wurden in [1] allgemeine Überlegungen zur Methodik zur Berechnung solcher Schaltkreise angestellt. Wie die Experimente des Autors mit verschiedenen „Dreipunkt“-Generatoren gezeigt haben, können für alle ihre Varianten die gleichen berechneten Beziehungen verwendet werden.

Die Schaltung eines LC-Oszillators mit kapazitivem Dreipunkt für eine Frequenz von etwa 10 MHz ist in Abb. 2. Wenn ein Generator mit einer N-mal niedrigeren Frequenz benötigt wird, werden alle Nennwerte der Frequenzeinstellelemente (L1, C1...C6, C10) um das N-fache erhöht. Dementsprechend ist es umgekehrt. Alle anderen Schaltungselemente haben die gleichen Werte für Frequenzen von 1 bis 50 MHz.

Hochstabiler LC-Oszillator
Reis. 2 (zum Vergrößern anklicken)

Die Grenzfrequenz der Stromübertragung aller in der Schaltung verwendeten Transistoren sollte 5 (oder besser 10) Mal höher sein als die erzeugte Frequenz. Natürlich ist der in der Schaltung verwendete Transistor KT315A nicht die beste Option. Um eine stabile Erzeugung zu erreichen (insbesondere bei Verwendung eines relativ niederfrequenten Transistors), kann es erforderlich sein, die Bedingung zu erfüllen

С5/С6=1,2...1,5 (1)

Erforderliche Kapazitätsänderung KPI (Von C1Min. bis C1max) notwendig, um die gewünschte Frequenzüberlappung (aus fmax zu fMin.), wird nach den Formeln berechnet:

С1Min. = 1/(4*Pi2*L*fmax2) - 2,25*C3: (2)

С1max = 1/(4*Pi2*L*fMin.2) - 2,25*C3: (2)

bei С2=С2max/2 (in der Praxis bedeutet dies, dass sich der Schieber des Trimmerkondensators in der Mittelposition befindet).

In den Formeln (2) und (3) werden die entsprechenden Größen in Farad, Henry und Hertz ausgedrückt. Wenn die Berechnungen zu kleine C1-Werte ergebenMin. und S1max, oder allgemein negative Werte, können Sie sich eine bestimmte Kapazität (C) „ausleihen“.x) aus dem Wert von C3 und addiere ihn dann zum Wert von C1. In diesem Fall haben wir:

C3' = C3 - Cx, C1'Min.(C1'max) = C1Min.(C1max) + Cx. (4)

Beispiel. Berechnen Sie den Generator für fMin.=14000 kHz, fmax=14350 kHz. In diesem Fall für fMin. Man erhält den Frequenzerhöhungsfaktor (bezogen auf 10 MHz)

Kf= 14000 / 10000 = 1,4

Dann

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).

Als nächstes bestimmen wir unter Verwendung der Formeln (2) und (3).

С1Min. =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);

Beim Umbau des berechneten Generators sollte sich der Motor des Abstimmkondensators C2 in der Mittelstellung befinden (C2=C2).max/2). In der Praxis können bei Verwendung von C2 einige Anpassungen der Schleifenkapazität erforderlich sein.

Literatur

  1. Red E. Handbuch zu Hochfrequenzschaltungen. -M.: Mir, 1990.

Autor: V. Fhntvtyrj, UT5UDJ, Kiew

Siehe andere Artikel Abschnitt Radioempfang.

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