W.Postoronnim
18.10.2019, 14:16
В процессе наладки лампового приёмника (ТПС-58) возникла необходимость быстро собрать простой сигнал-генератор на ПЧ 465 кГц и на диапазонные частоты до 20 мГц.
Предпочтительными показались схемы, использующие простейшую коммутацию катушек колебательного контура, т.е. без отводов и обмоток связи. К таким относятся схемы генераторов типа Франклина, которые суть мультивибраторы с тем или иным видом связи и с колебательным контуром в одном из плеч. Считается, что они хороши своею стабильностью и простотой. Вариантов описано много, как на лампах, так и на транзисторах, в основном, на транзисторах полевых. Реже встречаются схемы на биполярных транзисторах, но именно с них целесообразно было начать, поскольку к генератору изначально не предъявлялось особенно высоких требований.
Было испытано несколько вариантов схем на биполярных транзисторах, прежде чем были найдены более-менее удовлетворительные. Использовались самые распространённые и дешёвые кремниевые транзисторы КТ315 и КТ361, граничная частота которых (150 мГц) должна быть достаточной для поставленной цели. С каждой из схем пришлось повозиться, потому что, вопреки ожиданиям, не всё с этими генераторами "типа Франклина" оказалось хорошо и просто. Может быть, радиолюбителям, не слишком опытным, наблюдения окажутся полезными.
Опробованные схемы были заимствованы из разных источников; каких именно, сейчас, к сожалению, вспомнить трудно. Вероятно, многим они встречались.
Вар. 1 (рис. ниже). Характерен тем, что петля обратной связи проходит через эмиттеры транзисторной пары, оттуда же снимается сигнал далее на повторитель. Связь с контуром в генераторе, собранном по данной схеме пришлось выбирать довольно сильной. Если же её ослабить путём уменьшения ёмкости конденсаторов связи, генерация становилась неустойчивой и склонной к срыву. На частотах до 1 мГц генератор работал достаточно устойчиво, однако на более высоких (особенно 10 мГц и выше) наблюдались какие-то странные паразитные или релаксационные колебания, приводящие к хаотическим "качаниям" несущей частоты. Например, на частоте 25 мГц они достигали 1 кГц и более. При прослушивании на радиоприёмнике отчётливо слышна модуляция несущей в виде некоего "рокота", который, как и нестабильность, тем заметнее, чем выше частота генерации. Сразу же надо отметить, что с какими-то наводками данный эффект не связан. Другой недостаток: форма сигнала на выходе далека от синусоиды. Улучшить работу генератора сходу не удалось, а время тратить особо не хотелось.
322243
Вар. 2. Этот случай отличается удивительною простотой схемы, которая, на первый взгляд, и работать-то не должна. Ведь выводы база-коллектор обоих транзисторов по постоянному току закорочены. Зато деталей минимум. Всё же, вопреки ожиданиям, генератор заработал без всякой наладки и показал лучшие результаты, нежели собранный по вар. 1. Рабочий диапазон очень широк - от десятков кГц до 30 мГц и выше. Однако и
ему присущ прежний недостаток - колебания частоты на ВЧ и "рокот", хотя и в меньшей степени. Форма колебаний близка к синусоиде, но всё же далека от идеала. Другие недостатки: транзисторы "грузят" контур, понижая его собственную частоту; частота генератора сильно зависит от температуры транзисторной пары. Видимо, контур следует включать частично, но это сводит на нет преимущество схемы. В целом она заслуживает внимания, и желающие поэкспериментировать могут этим заняться и о достигнутых результатах рассказать. Кстати, известен вариант данной схемы на радиолампах.
322244
Вар. 3. Имеет отличия в способе соединения транзисторной пары. Собранный по приводимой схеме (Вариант 3.1), заработал сразу и на ПЧ показал отличную стабильность.
322245
Но потом было замечено, что не подпаян конденсатор развязки в цепи эмиттера левого по схеме транзистора, а когда конденсатор был подсоединен, то генерация пропала. Пришлось повозиться с подбором резисторов, ответственных за режим транзисторов по постоянному току. После этого генератор заработал. На частотах до порядка 1 мГц очень стабильно (кратковременные отклонения менее 100 Гц), однако на частотах выше 5 мГц стали наблюдаться хаотические флуктуации, которые на 15 мГц уже достигали размаха плюс-минус 4 кГц! Прослушивание на радиоприёмнике показало очень широкий спектр (полосу) несущей, что, видимо, связано с фазовой нестабильностью. Также выяснилось, что форма сигнала на выходе близка к меандру. Подобный же сигнал (в схеме самый сильный по амплитуде) наблюдается на соединении коллектор-база транзисторной пары, и только на контуре имеется сигнал синусоидальный. Поэтому схему пришлось несколько изменить, сняв сигнал на повторитель непосредственно с контура через конденсатор малой ёмкости. Заодно схему удалось несколько упростить. Итог показан на рисунке (Вариант 3.2).
322244
Общие выводы пока не очень утешительны. С генератором типа Франклина не всё обстоит просто, по крайней мере, если пытаться строить его на биполярных транзисторах. Форма сигнала в разных точках схемы отлична от синусоиды, и его лучше отбирать непосредственно с катушки колебательного контура. Генераторы склонны к непонятным (для меня) паразитным колебаниям и недостаточно стабильны на относительно высоких (более 10 мГц) частотах. Однако, для наладки тракта ПЧ (400-500 кГц) они вполне пригодны.
В дальнейшем вышепоставленная задача была решена простейшим и временем проверенным способом: собран генератор на лампе-триоде по классической схеме ндуктивной трёхточки (Хартли). По стабильности и чистоте сигнала к нему претензий нет. Сообщу подробнее позже.
Предпочтительными показались схемы, использующие простейшую коммутацию катушек колебательного контура, т.е. без отводов и обмоток связи. К таким относятся схемы генераторов типа Франклина, которые суть мультивибраторы с тем или иным видом связи и с колебательным контуром в одном из плеч. Считается, что они хороши своею стабильностью и простотой. Вариантов описано много, как на лампах, так и на транзисторах, в основном, на транзисторах полевых. Реже встречаются схемы на биполярных транзисторах, но именно с них целесообразно было начать, поскольку к генератору изначально не предъявлялось особенно высоких требований.
Было испытано несколько вариантов схем на биполярных транзисторах, прежде чем были найдены более-менее удовлетворительные. Использовались самые распространённые и дешёвые кремниевые транзисторы КТ315 и КТ361, граничная частота которых (150 мГц) должна быть достаточной для поставленной цели. С каждой из схем пришлось повозиться, потому что, вопреки ожиданиям, не всё с этими генераторами "типа Франклина" оказалось хорошо и просто. Может быть, радиолюбителям, не слишком опытным, наблюдения окажутся полезными.
Опробованные схемы были заимствованы из разных источников; каких именно, сейчас, к сожалению, вспомнить трудно. Вероятно, многим они встречались.
Вар. 1 (рис. ниже). Характерен тем, что петля обратной связи проходит через эмиттеры транзисторной пары, оттуда же снимается сигнал далее на повторитель. Связь с контуром в генераторе, собранном по данной схеме пришлось выбирать довольно сильной. Если же её ослабить путём уменьшения ёмкости конденсаторов связи, генерация становилась неустойчивой и склонной к срыву. На частотах до 1 мГц генератор работал достаточно устойчиво, однако на более высоких (особенно 10 мГц и выше) наблюдались какие-то странные паразитные или релаксационные колебания, приводящие к хаотическим "качаниям" несущей частоты. Например, на частоте 25 мГц они достигали 1 кГц и более. При прослушивании на радиоприёмнике отчётливо слышна модуляция несущей в виде некоего "рокота", который, как и нестабильность, тем заметнее, чем выше частота генерации. Сразу же надо отметить, что с какими-то наводками данный эффект не связан. Другой недостаток: форма сигнала на выходе далека от синусоиды. Улучшить работу генератора сходу не удалось, а время тратить особо не хотелось.
322243
Вар. 2. Этот случай отличается удивительною простотой схемы, которая, на первый взгляд, и работать-то не должна. Ведь выводы база-коллектор обоих транзисторов по постоянному току закорочены. Зато деталей минимум. Всё же, вопреки ожиданиям, генератор заработал без всякой наладки и показал лучшие результаты, нежели собранный по вар. 1. Рабочий диапазон очень широк - от десятков кГц до 30 мГц и выше. Однако и
ему присущ прежний недостаток - колебания частоты на ВЧ и "рокот", хотя и в меньшей степени. Форма колебаний близка к синусоиде, но всё же далека от идеала. Другие недостатки: транзисторы "грузят" контур, понижая его собственную частоту; частота генератора сильно зависит от температуры транзисторной пары. Видимо, контур следует включать частично, но это сводит на нет преимущество схемы. В целом она заслуживает внимания, и желающие поэкспериментировать могут этим заняться и о достигнутых результатах рассказать. Кстати, известен вариант данной схемы на радиолампах.
322244
Вар. 3. Имеет отличия в способе соединения транзисторной пары. Собранный по приводимой схеме (Вариант 3.1), заработал сразу и на ПЧ показал отличную стабильность.
322245
Но потом было замечено, что не подпаян конденсатор развязки в цепи эмиттера левого по схеме транзистора, а когда конденсатор был подсоединен, то генерация пропала. Пришлось повозиться с подбором резисторов, ответственных за режим транзисторов по постоянному току. После этого генератор заработал. На частотах до порядка 1 мГц очень стабильно (кратковременные отклонения менее 100 Гц), однако на частотах выше 5 мГц стали наблюдаться хаотические флуктуации, которые на 15 мГц уже достигали размаха плюс-минус 4 кГц! Прослушивание на радиоприёмнике показало очень широкий спектр (полосу) несущей, что, видимо, связано с фазовой нестабильностью. Также выяснилось, что форма сигнала на выходе близка к меандру. Подобный же сигнал (в схеме самый сильный по амплитуде) наблюдается на соединении коллектор-база транзисторной пары, и только на контуре имеется сигнал синусоидальный. Поэтому схему пришлось несколько изменить, сняв сигнал на повторитель непосредственно с контура через конденсатор малой ёмкости. Заодно схему удалось несколько упростить. Итог показан на рисунке (Вариант 3.2).
322244
Общие выводы пока не очень утешительны. С генератором типа Франклина не всё обстоит просто, по крайней мере, если пытаться строить его на биполярных транзисторах. Форма сигнала в разных точках схемы отлична от синусоиды, и его лучше отбирать непосредственно с катушки колебательного контура. Генераторы склонны к непонятным (для меня) паразитным колебаниям и недостаточно стабильны на относительно высоких (более 10 мГц) частотах. Однако, для наладки тракта ПЧ (400-500 кГц) они вполне пригодны.
В дальнейшем вышепоставленная задача была решена простейшим и временем проверенным способом: собран генератор на лампе-триоде по классической схеме ндуктивной трёхточки (Хартли). По стабильности и чистоте сигнала к нему претензий нет. Сообщу подробнее позже.