Experimente mit einem Quarz-Supergenerator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten. Generatoren, Überlagerungen

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Abbildung 1 zeigt das Schema, das für die Experimente verwendet wurde. Die Frequenzen des Quarzes in den Studien betrugen 14.218 MHz. Das Hauptelement, das im Experiment geändert wurde, ist die Induktivität L. Parallel dazu wurde ein 22-kΩ-Widerstand hinzugefügt, um Frequenzeinbrüche innerhalb des Bereichs zu vermeiden. Der Transistor im Generator hat eine Grenzfrequenz von 80 MHz. Als Pufferstufe dient ein Feldeffekttransistorverstärker. Der Vorwiderstand Rb für den ersten Transistor beträgt 100 kΩ (bei diesem Wert beträgt der Emitterstrom 9 mA). Kondensatoren C1 und C2 jeweils 150 pF. Am Ende des Experiments wurde versucht, die Werte von Rb, C1 und C2 zu ändern. Der variable Kondensator ist vom Plattentyp und hat einen Wert von einigen pF bis 100 pF. Der Transformator T ist auf einen Ferritring mit einem Durchmesser von 7 mm gewickelt. Die Wicklung besteht aus gefalteten und verdrillten drei Drähten PELSHO 0.2 und enthält 3...4 Windungen. Die Enden jeder Wicklung werden gemäß dem Schema verbunden.

Ris.1

Abbildung 2 zeigt die Einstellbereiche der Generatorfrequenz, wenn sich die Kapazität des TS-Kondensators vom Minimalwert auf 100 pF ändert. Für die Messungen verwendeten wir einen Satz Induktivitäten L mit Nennwerten von 5.6, 8.2, 10, 10.39, 11 und 12 μH. Um eine Induktivität von 10.39 μH zu erhalten, wurden zwei in Reihe geschaltete 10+0.39 μH-Spulen verwendet, für 11 μH 10+1 μH. Der Übersichtlichkeit halber ist die Kurve (nur X1) für einen Generator mit einem Quarz dargestellt. Wie aus der Grafik ersichtlich ist, ändert sich bei einem herkömmlichen Generator die Frequenz geringfügig mit zunehmender Induktivität. Gleichzeitig erhöht sich für den Supergenerator der Frequenzeinstellbereich schnell auf bis zu 300 kHz (!) bei L=12 μH. Allerdings müssen wir bei einem so großen Frequenzeinstellbereich aufgrund der Verschlechterung der Stabilität vorsichtig sein.

Ris.2
Abbildung 2 zeigt die Frequenzdrift für drei Induktivitätswerte L=10, 10.39 und 11 µH. In diesem Fall sind beide Quarze parallel geschaltet und die Kapazität des variablen Kondensators beträgt TC=100 pF. Die Messungen wurden 25 Minuten nach dem Löten der entsprechenden Schaltung durchgeführt. Danach wurde der Strom zum Generator eingeschaltet und die Zeit aufgezeichnet. Wie man sehen kann, wurde für L=10 μH eine akzeptable Stabilität über die Zeit beobachtet. Bei Werten mit L=10.39 und 11 µH driftet die Frequenz über einen größeren Bereich. Dies hängt vor allem vom Temperaturkoeffizienten der Induktivitäten ab. Deshalb habe ich mich in meiner Praxis auf den Maximalwert von L = 10 µg festgelegt. Letztendlich lässt sich eine bessere Stabilität durch längere Aufwärmzeiten und die Verwendung von Induktoren mit kleinem Temperaturkoeffizienten erzielen.

Ris.3

Jetzt ändere ich die Kapazitäten C1 und C2 ein wenig. Alle anderen Parameter werden wie folgt eingestellt: Rb=100 kOhm, L=10 µH und X1, X2 in Parallelschaltung. Abb.4 zeigt den Frequenzbereich als Funktion der Kapazitäten C1 und C2. C1 und C2 änderten sich gleichzeitig. Die Grafik zeigt, dass der Frequenzbereich mit zunehmender Kapazität breiter wird. Messungen mit C1=C2=330pF waren nicht möglich, da Vout (Ausgangsspannung am Zähler) zu niedrig war, wie in Abb.5 dargestellt. Die Werte von C1 und C2 in 100 und 150 pF sind in dieser Schaltung in der Praxis am akzeptabelsten.

Ris.4

Und schließlich wurde der Wert des Basiswiderstands Rb geändert. Die anderen Elemente waren: C1=C2=150pF, L=10uH und X1, X2 parallel. Ursprünglich wurde Rb auf 100 kΩ bei einem Emitterstrom von 9 mA eingestellt. Dieses Mal wird Rb auf 200 kΩ eingestellt, wobei der Emitterstrom auf 5.2 mA reduziert wird. Der Frequenzbereich änderte sich nicht, obwohl Vout (Ausgangsspannung) von 0.7 V auf 0.3 V sank. Außerdem wurde Rb auf 470 kΩ erhöht, der Emitterstrom sank auf 2.4 mA. Allerdings war Vout zu niedrig, weniger als 0.1 V. Daher konnte der Zähler die Frequenz des Signals nicht messen.

Ris.5

Schließlich wurde ein Frequenzbereich von etwa 100 kHz mit L=10 µH, C1=C2=150 pF, X1 und X2 parallel geschaltet und Rb=100 kΩ erhalten. Die Stabilität war akzeptabel, verschlechterte sich jedoch mit zunehmender Spuleninduktivität L. Der Frequenzbereich war breiter, da C1 und C2 auf hohe Werte eingestellt waren, aber nicht vom Vorspannungswiderstand Rb abhing.

Es sollte betont werden, dass diese Ergebnisse mehr oder weniger spezifisch sind und vom in diesem Experiment verwendeten Quarz abhängen. Das Optimum wurde für L, C1 und C2 geschätzt und kann von den in diesem Experiment erhaltenen Werten abweichen, wenn der Quarz andere Parameter oder andere Frequenzen aufweist. Daher können Sie experimentieren, um die Parameter für Ihren Quarzresonator zu optimieren.

Autor: MINOWA, Makoto, 7N3WVM; Übersetzung und Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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