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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Merkmale des Designs von UKW-Geräten. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten Ultrakurzwellengeräte haben im Vergleich zu Geräten, die für den Betrieb bei längeren Wellenlängen ausgelegt sind, ihre eigenen Eigenschaften, die der Konstrukteur berücksichtigen muss. Diese Eigenschaften werden dadurch bestimmt, dass bei hohen und insbesondere ultrahohen Frequenzen die Energieverluste in Lampen, Schwingkreisen und verschiedenen Arten von Dielektrika stark ansteigen. Gewöhnliche Lampen, die bei niedrigen und nicht besonders hohen Frequenzen (bis 30 MHz) gut funktionieren, arbeiten bei hohen Frequenzen schlecht oder gar nicht. Solche Dielektrika wie Paraffin, Textolit, Karbolit, Getinaks, Pappe, Gummi verursachen so große Verluste in den Schaltkreisen, dass ihre Verwendung in Ultrakurzwellengeräten als völlig inakzeptabel angesehen werden sollte. Aus diesem und einer Reihe anderer Gründe (die unten erörtert werden) sollte ein Ultrakurzwellen-Anfänger niemals das eine oder andere Design testen und auf die sogenannten "fliegenden" Montagen zurückgreifen, die der Amateur oft als Versuch bezeichnet. In der Regel werden fast alle Ultrakurzwellengeräte nach einem sehr guten Schema zusammengebaut, aber hastig, schlampig, mit einer ungeordneten Anordnung der Teile, mit langen und verworrenen Befestigungsdrähten in schlechter Isolierung, unter Verwendung minderwertiger Dielektrika, liefert immer unbefriedigende Ergebnisse oder funktioniert überhaupt nicht. Bevor Sie mit der Herstellung des beabsichtigten Designs fortfahren, sollten Sie sich daher mit den folgenden Hinweisen und Tipps vertraut machen, die für den Amateur sehr nützlich sein können. In den Schwingkreisen von Ultrakurzwellengeräten hat man es mit Spulen sehr geringer Induktivität und Kondensatoren mit unbedeutender Kapazität zu tun. Je höher die Frequenz, für die die Empfänger oder Sender berechnet sind, desto kleiner: die Arbeitsinduktivitäten und -kapazitäten. So. Bei Frequenzen von 40, 144 und noch mehr 420 MHz erweisen sich diese Werte als vergleichbar mit den Kapazitäten zwischen den Elektroden der Lampen, der Induktivität der Zuleitungsdrähte, den parasitären Kapazitäten der Installation und der Induktivität von die Anschlussdrähte. Daher ist stets darauf zu achten, dass die Montagekapazität von Hochfrequenzschaltungen minimal und die Anschlussdrähte gerade und möglichst kurz sind. Bei den oben angegebenen Frequenzen hat ein 5-10 cm langer Leiter eine Induktivität in der gleichen Größenordnung wie die Induktivität der Schleifenspule. Und wenn dieser Leiter gebogen ist, dh die Form einer halben Windung hat, wird seine Induktivität noch größer. Nichteinhaltung der Vorschriften für Ultrakurzwellen-Installationsleitungen. erstens zu einer starken Änderung der Frequenz der Eigenschwingungen, ihrer Abweichung von der berechneten und zweitens zu einer Verschlechterung des Qualitätsfaktors, der Schaltung und einer Erhöhung der Dämpfung darin. Aus dieser Sicht ist die rationelle Anordnung von Lampen und Hochfrequenzteilen auf dem Chassis von entscheidender Bedeutung für den guten Betrieb von Ultrakurzwellengeräten. Bei der Auswahl eines Platzes zum Platzieren von Teilen und Lampen und ihrer relativen Position müssen Sie sich an den folgenden Regeln orientieren: a) Schleifenspulen sollten in der Nähe der Lampen platziert werden, zu denen sie gehören. b) Die Lampen der Stufen zur Verstärkung hochfrequenter Schwingungen, des lokalen Oszillators und des Mischers sollten sich in der Nähe des Blocks der variablen Kondensatoren befinden. c) Platzieren Sie die Lampen der Stufen zur Verstärkung der Schwingungen der Zwischenfrequenz neben den Zwischenfrequenztransformatoren. Auch der Konstrukteur von Ultrakurzwellengeräten sollte dies berücksichtigen. dass mit zunehmender Betriebsfrequenz die Verstärkung herkömmlicher, nicht spezieller Lampen schnell abfällt und sich bereits bei Frequenzen in der Größenordnung von 80 MHz der Einheit nähert. In diesem Fall führen die Verbesserung der Qualität von Schwingkreisen, die Verwendung von Silber und hochwertiger Keramik zu keinem positiven Ergebnis. Aus diesem Grund sollte der Konstrukteur immer bestrebt sein, spezielle, sockellose Lampen zu verwenden, die kleine Kapazitäten zwischen den Elektroden haben und für den Betrieb im VHF-Bereich ausgelegt sind. Zu diesen Lampen gehören alle Lampen vom Typ "Eichel", Lampen 6N15P, 6S1P, 6S2P, 6NZP, 6Zh1P, 6ZhZP, 6Zh4P, GU-32. GU-29 und andere. Aber auch Speziallampen haben bei ultrahohen Frequenzen eine reduzierte Eingangsimpedanz. Der Hauptgrund für die Abnahme des Eingangswiderstands der Lampe in Abhängigkeit von der Erhöhung der Betriebsfrequenz ist die Trägheit der Elektronen. Die Trägheit des Elektronenflusses bewirkt das Auftreten des Gitterstroms. was das Auftreten der aktiven Komponente der Eingangsleitfähigkeit bedeutet. (Gleichzeitig erhöht der Gitterstrom das Grundrauschen.) Die Induktivität der Lampenzuleitungen verringert auch die Eingangsimpedanz der Lampe. Aufgrund der Tatsache, dass die Induktivität der Spule bei hohen Frequenzen klein und die Verluste in der Lampe groß sind, ist der Resonanzwiderstand der Schaltung klein (1500 Ohm oder weniger). Vor diesem Hintergrund müssen für UKW-Generatoren Schaltungen mit hoher Güte verwendet werden. Um Verluste in der Schaltung zu reduzieren, sollte die Verwendung einer großen Anzahl von Dielektrika immer vermieden werden. Es sollten nur hochwertige Dielektrika verwendet werden, die für den Betrieb bei hohen Frequenzen ausgelegt sind. Getinaks, Carbolite, Textolite bei Frequenzen über 30 MHz sollten aufgrund übermäßiger Verluste nicht verwendet werden. Die beste Spule für Oszillatorschaltungen ist eine Spule, bei der es sich um einen Rahmen aus Hochfrequenzkeramik handelt, entlang dessen spiralförmiger Nut eine Silberschicht abgeschieden wird. Eine solche Spule hat geringe Verluste, ist langlebig und liefert über einen weiten Temperaturbereich einen nahezu konstanten Induktivitätswert. Der Einsatz solcher Spulen in selbsterregten Sendern garantiert eine ausreichende Frequenzstabilität. Die unbedeutende Frequenzdrift beim Erhitzen, verursacht durch eine Änderung der geometrischen Abmessungen der Anschlussleiter, lässt sich leicht durch den Einsatz von Kondensatoren mit negativem Temperaturkoeffizienten in den Schaltungen kompensieren. Unter Amateurbedingungen sind solche Spulen praktisch nicht herzustellen. Eine Spule mit erhöhter Stabilität, die vor allem für den Hauptoszillator erforderlich ist, kann jedoch aus Kupferdraht (vorzugsweise versilbert) gewickelt, auf eine Temperatur von 100-120 ° C vorgewärmt und mit etwas Spannung in die Rillen gelegt werden der Keramikrahmen. Es ist klar, dass einfachere, rahmenlose Spulen in Verdopplern und Endstufen verwendet werden können, in denen keine Frequenzerzeugung stattfindet. In allen Fällen ist jedoch darauf zu achten, dass die Konturen mechanisch fest sind. Funkamateure bauen sehr oft Spulen mit unnötig großem Durchmesser, um die Güte der Schaltung zu erhöhen, was bei Generatoren zu großen Strahlungsverlusten führt. Spulen mit einem Durchmesser von 15-20 mm sollten empfohlen werden, in der Ausgangsstufe - 30-35 mm. Spulen sollten entfernt von Metallmassen platziert werden, um Wirbelstromverluste zu vermeiden. Der Mindestabstand der Spule zu großen Metallflächen muss mindestens dem Durchmesser der Spule entsprechen. Bei Frequenzen von 400–450 MHz und darüber ist es zweckmäßig, Schwingkreise zu verwenden, die in Form von kurzgeschlossenen Viertelwellenleitungen hergestellt sind. Wenn der Qualitätsfaktor gewöhnlicher Schaltkreise mehrere zehn Einheiten beträgt, kann der Qualitätsfaktor der Schaltkreisleitung auf mehrere Tausend erhöht werden. Bei den in dieser Sammlung beschriebenen Übertragungsstrukturen, die für den Betrieb im Bereich von 420-425 MHz ausgelegt sind, werden anstelle herkömmlicher Spulen Leitungen aus versilberten Kupferrohren verwendet. Der Konstrukteur sollte besonderes Augenmerk auf die Qualität von Drehkondensatoren und auf die Zuverlässigkeit des darin enthaltenen Schleifkontakts legen. Der Kondensatorrotor sollte nach Möglichkeit „geerdet“, d. h. mit dem Chassis verbunden sein, um zu verhindern, dass die Hand des Bedieners die Schaltungseinstellung beeinflusst. Bei Sendern ist es am besten, einen Erreger nach einer Schaltung mit elektronischer Kommunikation aufzubauen. Dies erleichtert die Befestigung des Kondensators und eliminiert den Einfluss der Hände auf die Frequenz der erzeugten Schwingungen. Typischerweise wird der Anodenkreis eines solchen Erregers auf die zweite Harmonische abgestimmt und somit bei Verwendung einer Lampe die Frequenz verdoppelt. Das Absenken der Frequenz des Master-Oszillators erhöht seine Stabilität. Der Vorteil dieses Schemas besteht darin, dass der Generator mit zwei Lampen Parameter hat, die nicht schlechter sind als die eines Generators mit drei Lampen. Beim Aufbau eines Senders muss der Konstrukteur berücksichtigen, dass jeder Schwingkreis in einem mehrstufigen Sender über ein Abstimmgerät (Drehknopf mit variablem Kondensator) verfügen muss. Die ständige Anpassung der Anodenkreise des Verdopplers und der Ausgangsstufe an die mittlere Frequenz des Bereichs führt zu einer erheblichen Verringerung der an die Antenne abgegebenen Schwingungsleistung, wenn der Sender auf andere Frequenzen als den Durchschnitt abgestimmt ist. Beim Aufstellen von Generatoren sollten die Lampen nachfolgender Stufen niemals entfernt werden; Lampen sollten in Fassungen gelassen werden, und damit sie nicht ausfallen, muss die Anodenspannung von ihnen entfernt werden. Wenn der Konstrukteur beim Anpassen des Betriebs des Hauptoszillators und Einstellen des gewünschten Bereichs der erzeugten Frequenzen die Verdopplerlampe entfernt und sie dann nach Abschluss der Verdopplerabstimmung wieder an ihren Platz bringt, dann aufgrund der kapazitiven Kopplung zwischen diesen Stufen wird der Hauptoszillator so verstimmt, dass in der Verdopplerschaltung keine Schwankungen zu finden sind. Aus dem gleichen Grund kannst du das nicht. B. um die eine oder andere Harmonische im Anodenkreis des Verdopplers auszuwählen, wenn der Koppelkondensator ausgeschaltet ist. Bei der Entwicklung von VHF-Empfängern sollten alle Anstrengungen des Entwicklers darauf gerichtet sein, die höchste Empfindlichkeit zu erzielen, was nur möglich ist, wenn Hochfrequenzverstärker mit einem minimalen Eigenrauschen verwendet werden. Am besten verwendet man hierfür Trioden, die aber im Schema "geerdete Kathode - geerdete Gitter" eingeschaltet sind. Wie bereits erwähnt, werden bei Ultrakurzwellen die Eingangs- und Ausgangswiderstände der Lampen stark reduziert. Daher übersteigt der Verlust an Vibrationsenergie in der Lampe selbst den Verlust in der Schaltung bei weitem; Außerdem überbrückt die Lampe den Stromkreis scharf, wodurch ihr Qualitätsfaktor verringert wird. Um die Nebenschlusswirkung der Lampe abzuschwächen, sollte nicht der gesamte Stromkreis, sondern nur ein Teil davon mit dem Lampengitter verbunden werden. Aus den gleichen Gründen muss die Verbindung der Verstärkerschaltung mit dem Gitter der nachfolgenden Lampe über einen Spartransformator hergestellt werden. Dadurch wird die von der Lampe in den Schaltkreis eingeführte Dämpfung reduziert und Sie können die höchste Stufenverstärkung erzielen. Kondensatoren hoher Kapazität können in Entkopplungsschaltungen und Kathodenschaltungen von UKW-Empfängern nicht verwendet werden, da sie eine merkliche Induktivität haben, deren Wert bei hohen Frequenzen nicht mehr vernachlässigt werden kann. Wenn in der Schaltung dennoch Kondensatoren mit hoher Kapazität verwendet werden, beispielsweise Elektrolytkondensatoren, die bekanntlich eine merkliche Induktivität aufweisen, muss in diesem Fall ein Glimmerkondensator mit geringer Kapazität und niedriger Induktivität angeschlossen werden parallel zu einem solchen Kondensator. Somit werden sowohl ultrahohe als auch niedrigere Frequenzen gleichzeitig gefiltert. Es ist klar, dass lange Anschlussdrähte und eine gemeinsame Masseleitung in Hochfrequenzpfaden merkliche parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten erzeugen. Daher müssen gerade und kurze Anschlussleiter ohne Isolation verwendet werden, da das Dielektrikum zusätzliche Energieverluste verursacht. Jeder Punkt des Stromkreises muss mit einem separaten Draht geerdet werden, und alle Erdungsleiter, die sich auf dieselbe Lampe und Kaskade beziehen, müssen an einem Punkt mit dem Chassis verbunden werden. Strukturell kann eine Amateurfunkstelle unterschiedlich gestaltet sein. Unbestrittene Vorteile haben ein Blockdesign, bei dem der Modulator und der Generator in Form von unabhängigen Blöcken ausgeführt sind, die in einem gemeinsamen Senderrahmen eingeschlossen sind. Das Blockdesign erleichtert die Einstellung, Reparatur und den Austausch im Fehlerfall. Der Empfänger sollte aus vielen Gründen separat hergestellt werden, ohne ihn starr mit dem Sender zu verbinden. Dies erweitert die Experimentiermöglichkeiten in Fällen, in denen der Empfänger vom Sender entfernt werden muss. Es wird empfohlen, den Gleichrichter als unabhängige Einheit herzustellen, die über einen Stromschlauch mit dem Sender verbunden ist. Es ist nützlich, den Ausgang des Gleichrichters in Form eines Chips mit einer Buchse mit Klemmen zu duplizieren. Die Verwendung von doppelten Klemmen ist sehr praktisch, wenn andere Konstruktionen an den Gleichrichter angeschlossen werden, die Strom benötigen und Chips oder Stecker eines anderen Typs als die zum Anschluss des Gleichrichters an diesen Sender verwendeten haben. Diese kurze Einführung geht nicht auf andere Themen ein, die für den Ultrakurzwellen-Funkamateur von Interesse sind. Antworten auf viele davon findet er jedoch direkt in den Beschreibungen einzelner Strukturen. Literatur:
Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru
Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen
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