Высокочастотный генератор: обзор, особенности,виды и характеристики

Основное предназначение высокочастотного генератора заключается в том, что он создает колебания электрического поля. Диапазон этих колебаний имеет довольно широкие границы: от нескольких десятков килогерц и до сотен мегагерц.

Общее описание устройства ВЧ

Большинством обычных людей этот прибор используется для остановки счетчика. Высокочастотный генератор действительно способен останавливать работу такой техники, создавая колебания. Кроме того, этот прибор можно также использовать в качестве питания для обычных бытовых устройств. Если говорить о мощностях, то выходное напряжение достигает 220 А, а мощность — 1 кВт. Также возможна замена некоторых элементов на более мощные. Если это сделать, то выходные характеристики высокочастотного генератора повысятся, и с его помощью станет возможно питать большее количество агрегатов или же несколько, но уже более мощных. Подключение же самого ВЧ осуществляется к обычной бытовой сети. Здесь важно отметить, что схема электрических проводов довольно проста, и изменять ее как-либо нет смысла. К тому же нет необходимости в использовании системы заземления для этого прибора. При подключении таких колебательных агрегатов в сеть они не полностью останавливают работу счетчика. Агрегат продолжает работать, но при этом ведется учет лишь 25 % от реального расхода электроэнергии.

Действие прибора

Если разобраться более подробно с работой высокочастотного генератора, то остановка техники происходит из-за того, что в схеме прибора используется конденсатор. Подключение осуществляется именно к этой детали, которая имеет заряд, полностью совпадающий с синусоидой напряжения, протекающего в сети. Осуществление заряда происходит посредством импульсов с высокой частотой. Таким образом, получается, что ток, который потребитель расходует из своей домашней сети, становится высокочастотным импульсом. Обычные же электронные счетчики, установленные в домах, характеризуются отсутствием чувствительности к такого рода колебаниям. Это означает, что учитывать расход тока импульсной формы агрегат будет с отрицательной погрешностью.

Описание схемы

Схема высокочастотного генератора характеризуется наличием определенных ключевых элементов. К ним относятся: выпрямитель, емкость, транзистор. Далее, если говорить о подключении конденсатора, то он последовательно включается в схему с выпрямителем. Это необходимо для того, чтобы во время того, как выпрямитель работает на транзистор, конденсатор мог заряжаться до того размера напряжения, которое имеется в сети.

Чаще всего пределом зарядки конденсатора в высокочастотном генераторе становится 2 кГц. Если говорить о напряжении, которое в данный момент присутствует на нагрузке и емкости устройства, то оно приближается к синусу на 220 В. Для того чтобы ограничить ток, протекающий через транзистор в то время, как заряжается емкость, в схеме имеется резистор, который подключается с каскадом ключа, используя последовательное соединение.

Особенности выполнения ВЧ

Генератор выполняется полностью на логических элементах. Он производит колебания или импульсы с частотой 2 кГц, а также с амплитудой в 5 Вольт. Имеется также такая характеристика, как сигнальная частота. Значение этого параметра определяется элементами С2 и R7. В стандартных схемах обозначения используют именно такой формат подписи. Свойства, которые дают эти элементы, могут применяться для того, чтобы настроить максимальную погрешность учета расхода энергии. За создание импульсов отвечают такие элементы, как Т2 и Т3 — транзисторы. Вместе их называют создателем импульсов. Эта деталь отвечает также за правильную работу транзистора Т1.

Такие устройства, как выпрямитель, трансформатор и другие используются в качестве небольшого блока питания. Основная задача — это поставка энергии для работы микросхемы с другими элементами. Такие небольшие блоки питания обычно рассчитаны на 36 В.

Высокочастотный генератор сигналов Г4-151

Основное предназначение такого генератора заключается в настройке, проверке, регулировке и испытаниях радиотехнических устройств. При помощи данного прибора можно обеспечить измерение амплитудно-частотной характеристики, чувствительности, избирательности и т.д. Кроме этого, использовать данную аппаратуру можно и в качестве источника сигнала, который работает с разными способами модуляции колебаний. Это может быть амплитудная, частотная или импульсная модуляция. Также возможно создание немодулированных колебаний. Чаще всего такое оборудование используют в поверочных органах, в мастерских по ремонту оборудования, в цехах или лабораториях.

Вывод информации у данного высокочастотного генератора сигналов — это обычный цифровой код. Кроме этого, для удобства управления имеются аналоговые входы, позволяющие дистанционно регулировать все параметры аппарата.

Собственноручная сборка

Так как собирать реальную схему высокочастотного генератора своими руками может быть трудно, имеется несколько упрощенный вариант сборки. В таком случае вместо транзистора в схеме будет использоваться элемент с отрицательным сопротивлением. Еще такие элементы довольно часто называют усилительными. Если говорить совсем простыми словами, то ток на выходе таких приборов всегда больше, чем ток на их входе.

К входу такого прибора подключается колебательный контур. Далее очень важно с выхода этого же усилителя через обратную связь необходимо подключить его к этому же колебательному контуру. Соединив схему таким образом, получите следующий результат. На вход поступает ток определенного значения, проходя через усилительный элемент, он увеличивается, чем подпитывает контурный конденсатор. При помощи обратной связи уже усиленный ток возвращается снова на вход в схему, где опять усиливается. Такой круговой процесс происходит постоянно. Именно он и вызывает незатухающие колебания внутри генератора.

Ламповый ВЧ

Одна из разновидностей ге нераторов сигналов высокочастотных — это ламповые устройства. Такие приборы используют для того, чтобы получать плазму с нужными параметрами. Для этого нужно подвести определенный разряд к мощности устройства. У таких приборов ключевыми элементами являются эмиттеры, работа которых основывается на принципе подведения мощности.

Еще одним важным элементом для работы ламповых ВЧ стали усилители мощности. Эти детали, установленные на лампах, используются для того, чтобы преобразовать постоянный ток в переменный. Естественно, что эксплуатация лампового генератора невозможна без самой лампы. Использовать можно различные элементы. Довольно распространенным стал тетрод ГУ-92А. Данная деталь является электронной лампой, для работы которой используется четыре элемента: анод, катод, экранирующая и управляющая сетки.

Генераторы высокой частоты | Техника и Программы

Высокочастотные генераторы предназначены для получе­ния электрических колебаний в диапазоне частот от десятков кГц до десятков и даже сотен МГц. Такие генераторы, как правило, вы­полняют с использованием LC-колебательных контуров или квар­цевых резонаторов, являющихся частотозадающими элементами. Принципиально схемы от этого существенно не изменяются, по­этому ниже будут рассмотрены LC-генераторы высокой частоты. Отметим, что в случае необходимости колебательные контуры в некоторых схемах генераторов (см., например, рис. 12.4, 12.5) мо­гут быть без проблем заменены кварцевыми резонаторами.

Рис. 12.1

(рис. 12.1, 12.2) выполнены по традиционной и хорошо зарекомендовавшей себя на практи­ке схеме «индуктивной трехточки». Они различаются наличием эмиттерной RC-цепочки, задающей режим работы транзистора (рис. 12.2) по постоянному току. Для создания обратной связи в генераторе от катушки индуктивности (рис. 12.1, 12.2) делают отвод (обычно от ее 1/3…1/5 части, считая от заземленного вы­вода). Нестабильность работы генераторов высокой частоты на биполярных транзисторах обусловлена заметным шунтирующим влиянием самого транзистора на колебательный контур. При изменении температуры и/или напряжения питания свойства транзистора заметно изменяются, поэтому частота генерации «плавает». Для ослабления влияния транзистора на рабочую частоту генерации следует максимально ослабить связь коле­бательного контура с транзистором, до минимума уменьшив пе­реходные емкости. Кроме того, на частоту генерации заметно нпияет и изменение сопротивления нагрузки. Поэтому крайне необходимо между генератором и сопротивлением нагрузки иключить эмиттерный (истоковый) повторитель.

Для питания генераторов следует использовать стабильные источники питания с малыми пульсациями напряжения.

Рис. 12.2

Рис. 12.3

Генераторы, выполненные на полевых транзисторах (рис. 12.3), обладают лучшими характеристиками.

, собранные по схеме «ем­костной трехточки» на биполярном и полевом транзисторах, показаны на рис. 12.4 и 12.5. Принципиально по своим харак­теристикам схемы «индуктивной» и «емкостной» трехточек не отличаются, однако в схеме «емкостной трехточки» не нужно делать лишний вывод у катушки индуктивности.

Во многих схемах генераторов (рис. 12.1 — 12.5 и другие схемы) выходной сигнал может сниматься непосредственно с ко­лебательного контура через конденсатор небольшой емкости или через согласующую катушку индуктивной связи, а также с неза- земленных по переменному току электродов активного элемента (транзистора). При этом следует учитывать, что дополнительная нагрузка колебательного контура меняет его характеристики и ра­бочую частоту. Иногда это свойство используют «во благо» — для целей измерения различных физико-химических величин, контро­ля технологических параметров.

Рис. 12.4

Рис. 12.5

На рис. 12.6 показана схема несколько видоизмененного ва­рианта ВЧ генератора — «емкостной трехточки». Глубину положи­тельной обратной связи и оптимальные условия для возбуждения генератора подбирают с помощью емкостных элементов схемы.

Схема генератора, показанная на рис. 12.7, работоспособ­на в широком диапазоне значений индуктивности катушки коле­бательного контура (от 200 мкГч до 2 Гн) [Р 7/90-68]. Такой генератор можно использовать в качестве широкодиапазонного высокочастотного генератора сигналов или в качестве измери­тельного преобразователя электрических и неэлектрических ве­личин в частоту, а также в схеме измерения индуктивностей.

Генераторы на активных элементах с N-образной ВАХ (тун­нельные диоды, лямбда-диоды и их аналоги) содержат обычно

Рис. 12.6

Рис. 12.7

Рис. 12.8

источник тока, активный элемент и частотозадающий элемент (LC-контур) с параллельным или последовательным включением. На рис. 12.8 показана схема ВЧ генератора на элементе с лям- бдаобразной вольт-амперной характеристикой. Управление его частотой осуществляется за счет изменения динамической емко­сти транзисторов при изменении протекающего через них тока.

Светодиод HL1 стабилизирует рабочую точку и индицирует вклю­ченное состояние генератора.

Генератор на аналоге лямбда-диода, выполненный на поле­вых транзисторах, и со стабилизацией рабочей точки аналогом стабилитрона — светодиодом, показан на рис. 12.9. Устройство работает до частоты 1 МГц и выше при использовании указанных на схеме транзисторов.

Рис. 12.9

Рис. 12.10

Ма рис. 12.10 в порядке сопоставления схем по степени их сложности приведена практическая схема ВЧ генератора на туннельном диоде. В качестве полупроводникового низко­вольтного стабилизатора напряжения использован прямосме- щенный переход высокочастотного германиевого диода. Этот генератор потенциально способен работать в области наибо­лее высоких частот — до нескольких ГГц.

Высокочастотный генератор, по схеме очень напоминаю­щий рис. 12.7, но выполненный с использованием полевого транзистора, показан на рис. 12.11 [Рл 7/97-34].

Прототипом RC-генератора, показанного на рис. 11.18 яв­ляется схема генератора на рис. 12.12 [F 9/71-171; 3/85-131].

нот генератор отличает высокая стабильность частоты, способ­ность работать в широком диапазоне изменения параметров частотозадающих элементов. Для снижения влияния нагрузки на рабочую частоту генератора в схему введен дополнительный каскад — эмиттерный повторитель, выполненный на биполяр­ном транзисторе VT3. Генератор способен работать до частот свыше 150 МГц.

Рис. 12.11

Рис. 12.12

Из числа всевозможных схем генераторов особо следует выделить генераторы с ударным возбуждением. Их работа ос­нована на периодическом возбуждении колебательного конту­ра (либо иного резонирующего элемента) мощным коротким импульсом тока. В результате «электронного удара» в возбуж­денном таким образом колебательном контуре возникают по­степенно затухающие по амплитуде периодические колебания синусоидальной формы. Затухание колебаний по амплитуде обусловлено необратимыми потерями энергии в колебатель­ном контуре. Скорость затухания колебаний определяется добротностью (качеством) колебательного контура. Выходной высокочастотный сигнал будет стабилен по амплитуде, если импульсы возбуждения следуют с высокой частотой. Этот тип генераторов является наиболее древним в ряду рассматривае­мых и известен с XIX века.

Практическая схема генератора высокочастотных колеба­ний ударного возбуждения показана на рис. 12.13 [Р 9/76-52; 3/77-53]. Импульсы ударного возбуждения подаются на коле­бательный контур L1C1 через диод VD1 от низкочастотного генератора, например, мультивибратора, или иного генератора прямоугольных импульсов (ГПИ), рассмотренных ранее в гла­вах 7 и 8. Большим преимуществом генераторов ударного возбуждения является то, что они работают с использованием колебательных контуров практически любого вида и любой резонансной частоты.

Рис. 12.13

Рис. 12.14

Еще один вид генераторов — генераторы шума, схемы ко­торых показаны на рис. 12.14 и 12.15.

Такие генераторы широко используют для настройки раз­личных радиоэлектронных схем. Генерируемые такими устрой­ствами сигналы занимают исключительно широкую полосу частот — от единиц Гц до сотен МГц. Для генерации шума используют обратносмещенные переходы полупроводниковых приборов, работающих в граничных условиях лавинного пробоя. Дня этого могут быть использованы переходы транзисторов (рис. 12.14) [Рл 2/98-37] или стабилитроны (рис. 12.15) [Р 1/69-37]. Чтобы настроить режим, при котором напряжение генерируемых шумов максимально, регулируют рабочий ток через активный нтемент (рис. 12.15).

Рис. 12.15

Отметим, что для генерации шума можно использовать и резисторы, совмещенные с многокаскадными усилителями низ­кой частоты, сверхрегенеративные приемники и др. элементы. Для получения максимальной амплитуды шумового напряжения необходим, как правило, индивидуальный подбор наиболее шу­мящего элемента.

Для того чтобы создать узкополосные генераторы шума, на выходе схемы генератора может быть включен LC- или RC-фильтр.

Генератор высокочастотный — это… Что такое Генератор высокочастотный?



Генератор высокочастотный

«…Высокочастотный генератор — преобразователь тока промышленной (низкой) частоты в ток высокой частоты, состоящий из выпрямителя, осциллятора, цепей управления и защиты…»

Источник:

» ГОСТ 21139-87 (СТ СЭВ 3239-81). Государственный стандарт Союза ССР. Генераторы и установки высокочастотные промышленные для индукционного и диэлектрического нагрева. Общие технические условия»

(введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 21.12.1987 N 4755)

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

• Генератор высокого напряжения электронной пушки
• Генератор дистанционной подачи огнетушащего аэрозоля

Смотреть что такое «Генератор высокочастотный» в других словарях:

• генератор — сущ., м., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего/кого? генератора, чему/кому? генератору, (вижу) что? генератор, (вижу) кого? генератора, чем/кем? генератором, о чём/ком? о генераторе; мн. что/кто? генераторы, (нет) чего/кого? генераторов,… …   Толковый словарь Дмитриева

• генератор высокой частоты — высокочастотный генератор ВЧ генератор — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы высокочастотный… …   Справочник технического переводчика

• высокочастотный генератор — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN high frequency generator …   Справочник технического переводчика

• высокочастотный генератор индукционного нагрева — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN electronic heater …   Справочник технического переводчика

• генератор линейно изменяющегося сигнала — Устройство, генерирующее высокочастотный сигнал, частота которого изменяется линейно. [Л.М. Невдяев. Телекоммуникационные технологии. Англо русский толковый словарь справочник. Под редакцией Ю.М. Горностаева. Москва, 2002] Тематики электросвязь,… …   Справочник технического переводчика

• Генератор Армстронга — Схемы генераторов Армстронга из патента US1,113,149 Oct.06, 1914 Генератор Армстронга[1] и генератор Мейснера (Майснера)) называются в честь их изобретателей, электротехников Эдвина Армстронга и Александра Мейснера. В обоих генераторах… …   Википедия

• Генератор переменного тока — Эта страница требует существенной переработки. Возможно, её необходимо викифицировать, дополнить или переписать. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К улучшению/23 октября 2012. Дата постановки к улучшению 23 октября 2012 …   Википедия

• высокочастотный генератор — aukštadažnis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. high frequency generator; high frequency oscillator vok. Hochfrequenzgenerator, m; Hochfrequenzoszillator, m rus. высокочастотный генератор, m; генератор высокой частоты, m… …   Fizikos terminų žodynas

• высокочастотный генератор — aukštadažnis generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Generatorius, kuriantis nuo 3 MHz iki 300 MHz dažnio signalus. atitikmenys: angl. high frequency generator vok. Hochfrequenzgenerator, m rus. высокочастотный… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• генератор высокой частоты — aukštadažnis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. high frequency generator; high frequency oscillator vok. Hochfrequenzgenerator, m; Hochfrequenzoszillator, m rus. высокочастотный генератор, m; генератор высокой частоты, m… …   Fizikos terminų žodynas

Генераторы постоянного тока и высокочастотные источники питания

ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

 

Подразделения ENI и ASTeX компании MKS Instruments

Подразделения «ENI» и «ASTeX» компании MKS Instruments специализируются на разработке и серийном производстве оборудования для современных плазменных технологий. В перечень входят источники постоянного тока (непрерывные и импульсные), ВЧ-генераторы, СВЧ-генераторы, устройства согласования нагрузки, датчики мощности с обратной связью, СВЧ-источники плазмы.
Продукция «ENI» и «ASTeX» перекрывает широчайший спектр применений в области плазменных технологий.

ИСТОЧНИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Модульные (возможность добавления 20 кВт блоков) непрерывные источники тока с встроенной системой подавления дуг, диапазон мощностей 5÷120 кВт.

DCG — переключение между 3-мя диапазонами по мощности, пассивная система подавления дуг; опция — активная система ArcKill (время жизни дуги менее 75 мкс)

OPTIMA — новейшая серия источников постоянного тока. Нет необходимости переключения между диапазонами мощности, пассивная и активная система борьбы с образованием дуг и микродуг (время жизни дуги менее 7,5 мкс).

Импульсные источники постоянного тока серии RPG — мощность 5÷10 кВт, 25÷250 кГц, асимметричные моно- и биполярные импульсы.

ВЧ-ГЕНЕРАТОРЫ

ACG — компактные и легкие генераторы малой мощности  — 0,3÷1кВт, 13,56 МГц.

OEM — 0,6÷2,8 кВт, 13,56 МГц.

Genesis — генераторы, с рабочими частотами 1,6, 2, 3,2, 13,56, 27,12 и 40,68 МГц в диапазоне мощности 1,25÷8 кВт.

Spectrum — компактные генераторы. Мощность — 1,5÷10 кВт, частоты 13,56 и 2МГц. Возможность импульсной работы с частотой импульсов 0÷1000Гц.

ОБОРУДОВАНИЕ СОГЛАСОВАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ВЧ-ГЕНЕРАТОРОВ

Устройства согласования Matchwork

Датчик ВЧ-мощности V/I Probe

СВЧ-СИСТЕМЫ ASTEX — 2,44-2,47 ГГЦ, 2-6 КВТ

СВЧ-генераторы, устройства согласования, источники плазмы.

ИСТОЧНИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ENI

«MKS ENI Products» производит семейство высоконадежных непрерывных и импульсных источников постоянного тока в интервале мощностей 5-60кВт и более. Их конструкция компактна и дает возможность наращивания мощности до 200 кВт путем присоединения дополнительных 20 кВт модулей. Мониторинг и контроль дополнительных модулей осуществляется основным источником, что обеспечивает необходимую точность работы блока во всем рабочем диапазоне и ликвидирует задержки при обнаружении искровых пробоев.
Серии Optima, DCG и RPG представляют собой самый передовой модельный ряд источников постоянного тока для промышленного применения. Сконструированные с акцентом на исключительную воспроизводимость заданных параметров, превосходный контроль дугообразования, высокую надежность и удобство пользования, источники питания «MKS ENI» обеспечивают  высокую производительность технологических процессов.

Optima и DCG
 

Серия «Optima» и «DCG»  — это непрерывные источники постоянного тока, обеспечивающие надежную и точную работу в диапазоне мощностей 5-60 кВт и выше, обладают автоматической биполярной системой подавления дуг. Источники этой серии обладают высокими точностью (0,1%) и линейностью для повышенной воспроизводимости. По желанию пользователя источники питания снабжаются встроенными или дистанционными блоками управления, которые могут быть как аналоговыми, так и цифровыми. Высокая работоспособность и гибкость системы обеспечивается большим набором настраиваемых режимов. «Optima» может использоваться как источник тока, напряжения или мощности в зависимости от выбранного режима. Пользователь может запрограммировать последовательность из различных режимов (до 10), необходимую для его техпроцесса. В источники серии «DCG» в качестве дополнительного оборудования может устанавливаться улучшенная система подавления дуг «ArcKill» — время детектирования дуги < 50 нс, пиковый ток < 10 A, полная энергия дуги < 0,5 мДж.

RPG
 

«RPG» — серия импульсных источников постоянного тока для мощностей 5-10 кВт. Источники «RPG» обеспечивают ассиметричные моно- и биполярные электрические импульсы с сохранением точности, воспроизводимости и гибкости непрерывных источников Optima. Частота повторения импульсов настраивается пользователем в диапазонах 25-125 кГц или 50-250 кГц, в зависимости от модели, что делает возможной настройку под изготовление множества видов тонких пленок.

ВЧ ГЕНЕРАТОРЫ  ENI

Оптимальное решение для технологий плазменного травления и напыления.
Модельный ряд перекрывает весь диапазон рабочих параметров ВЧ источников питания, необходимых в современном производстве: частоты от 1 до 41 Мгц, мощности от 300 ватт до 10 киловатт. Генераторы «ENI», построенные на полупроводниковой элементной базе, отличаются проверенной высокой надежностью, точностью и стабильностью характеристик. Они становятся неотъемлемыми элементами плазменных установок для современной индустрии полупроводников. Дополнение ВЧ-генераторов производимыми «ENI» устройствами согласования нагрузки Matchwork и датчиками мощности (V/I Probe) делает их самодостаточными системами по управлению технологическим процессом. 
ВЧ генераторы «ENI» делятся  на четыре группы в соответствии с их рабочими характеристиками и возможностями применения:

— серия «ACG»

Серия компактных ВЧ-генераторов с воздушным охлаждением. Генераторы ACG применяются для случаев малой потребной мощности (300-1000 Вт) и высокой частоты (13,56 МГц).

— серия «OEM»
ВЧ-генераторы, диапазон мощностей 0,6 — 2,8 кВт на частоте 13,56 МГц.

— серия Genesis

Платформа Genesis сконструирована для надежной работы в разнообразных плазменных технологических установках и отвечает широкому диапазону требований к рабочим характеристикам: частота генерации — 1-41 МГц, мощность — 1,25-8 кВт. Система контроля мощности на базе DSP (Digital Signal Processing) обеспечивает самодиагностику.

— серия «Spectrum»
Компактные генераторы этой серии перекрывают диапазон мощностей от 1,5 до 10 кВт (13,56 МГц). Отличаются модульной конструкцией с возможностью расширения, точностью ± 1%, высокой надежностью и исключительной плотностью ВЧ мощности. 

Устройства диагностики и согласования для ВЧ-генераторов

Датчик мощности «V/I Probe»
Точное измерение напряжения, силы тока и разности фаз генерируемой ВЧ-энергии для контроля и оптимизации процесса.
Линейка устройств согласования нагрузки Matchwork (В Series, LD Series, H Series, M Series, Dual Series) предназначена для повышения воспроизводимости и производительности технологических процессов и обеспечивает высокую скорость подстройки для согласования переменного сопротивления в рабочей камере и рабочей нагрузки генератора. Обычно параметры устройств Matchwork подбираются под конкретную конфигурацию установки и соответствуют практически всему диапазону генераторов «ENI» по мощности и частоте.  
Устройства согласования нагрузки обеспечивают непрерывное выравнивание сопротивлений разрядной системы для оптимальной передачи ВЧ-мощности от генератора в разрядную камеру. Это дает высокую эффективность в процессах травления, напыления  и т.д.

СВЧ-СИСТЕМЫ «ASTeX» — 2,44-2,47 ГГц, 2-6 кВт

СВЧ-системы «ASTeX» представляют собой не только источники СВЧ энергии SmartPower в диапазоне мощности 2-6 кВт. Источники могут быть дополнены высокоточными измерителями мощности PPD с обратной связью, устройствами согласования нагрузки SmartMatch и источниками плазмы AX7610. Источники плазмы мощностью 3 кВт выпускаются в двух версиях для нейтральной и агрессивной среды соответственно с кварцевыми и сапфировыми трубками.
Совокупность СВЧ-элементов «ASTeX» дает возможность построения автоматических плазменных систем для модификации поверхности, обработки полимеров, пассивации, удаления фоторезиста и других современных плазменных технологий.
Одним из решающих достоинств «ASTeX» является возможность индивидуального подхода к потребностям заказчика при выборе оптимального решения для конкретных условий вплоть до исследования и отладки всего технологического процесса в лабораториях производителя.

Сводная таблица источников питания «MKS In.», «ENI».

Модель	Тип устройства	Мощность	Частота	Примечание
DCG-75	источник постоянного тока	7,5 кВт	—	модульная конструкция, воздушное охлаждение, 3-фазное питание 208 и 380 В
DCG-100	источник постоянного тока	5-30 кВт	—
DCG-150	источник постоянного тока	15 кВт	—
DCG-200	источник постоянного тока	20 кВт	—
DCG-400	источник постоянного тока	40 кВт	—
DCG-600	источник постоянного тока	60 кВт	—
RPG-50	импульсный источник постоянного тока	5 кВт	25-125 или 50-250 кГц (частота следования импульсов)	программируемая частота следования импульсов, асимметричные, биполярные импульсы.
RPG-100	импульсный источник постоянного тока	10 кВт	50-250 кГц (частота следования импульсов)
Spectrum B-1513	ВЧ-генератор	1,5 кВт	13,56 МГц	точность по мощности ±1%, точность по частоте ±0,005%  опции — графический интерфейс, импульсные режимы 0-1 кГц
Spectrum B-3013	ВЧ-генератор	3 кВт	13,56 МГц
Spectrum B-5513	ВЧ-генератор	5 кВт	13,56 МГц
Spectrum B-10013	ВЧ-генератор	10 кВт	13,56 МГц
Spectrum B-10002	ВЧ-генератор	10 кВт	2 МГц
Genesis GHW-12	ВЧ-генератор	1,25 кВт	13,56 МГц	источник с уменьшенным весом и упрощенной интеграцией в систему, встроенная система мониторинга и контроля.
Genesis GHW-25	ВЧ-генератор	2,5 кВт	13,56 МГц
Genesis GHW-50	ВЧ-генератор	5 кВт	13,56 МГц
Genesis GHW-80	ВЧ-генератор	8 кВт	13,56 МГц
Genesis Nova-25	ВЧ-генератор	2,5 кВт	1,6 и 2 МГц
Genesis Nova-50	ВЧ-генератор	5 кВт	2 и 3,2 МГц
Genesis GEW2527	ВЧ-генератор	2,5 кВт	27,12 МГц
Genesis GEW3040	ВЧ-генератор	3 кВт	40,68 МГц
ACG-3B	ВЧ-генератор	300 Вт	13,56 МГц	компактные ВЧ-генераторы с воздушным охлаждением
ACG-6B	ВЧ-генератор	600 Вт	13,56 МГц
ACG-10B	ВЧ-генератор	1 кВт	13,56 МГц
OEM-12B	ВЧ-генератор	1,25 кВт	13,56 МГц	1-фазное питание 190-250 В
OEM-6	ВЧ-генератор	650 Вт	13,56 МГц
OEM-1250	ВЧ-генератор	1,25 кВт	13,56 МГц	3-фазное питание 208 и 380 В
OEM-2000	ВЧ-генератор	2 кВт	13,56 МГц
OEM-28B	ВЧ-генератор	2,75 кВт	13,56 МГц

 

Мощный ВЧ-генератор | Катушки Тесла и все-все-все

 Довольно давно я уже писал о простейшем «СВЧ-генераторе», состоящем из 3.5 деталей и выдающем несколько ватт мощности на частоте в 400-500 мегагерц, достаточных для того, чтобы засвечивать газоразрядные приборы типа неонок, слегка обжигать пальцы и сообщать о себе частотомерам.

При наличии правильных транзисторов, понимания методик составления ВЧ плат и некотором везении можно значительно усилить эту конструкцию, подняв мощность до 40-50 ватт на той же частоте.

 Транзисторы, которые работают на таких частотах и мощностях, уже значительно отличаются от привычных многим читателям моего скромного блога трёхногих TO-247, TO-220, и других корпусов, равно как и от «кирпичей». Форма их корпусирования в значительной степени диктуется поведением сигналов на высоких частотах. Обычно это квадрат или прямоугольник, характерного белого оттенка, с расположенными с двух или четырёх сторон позолоченными выводами довольно внушительной толщины. Стоят эти транзисторы также значительно дороже силовых инверторных, причём цена растёт пропорционально как мощности, так и частоте, и может доходить до сотен долларов за штуку и выше.  Для данной конструкции ВЧ транзистор с маркировкой MRF 6522- 70 был аккуратно выпаян из демонтированной платы GSM базовой станции. Как нетрудно заметить по даташиту, он может выдавать до 70 ватт на частоте в 900 мегагерц. Однако, для ввода его в такой режим необходимо довольно тщательно спроектировать плату — все эти характерные для высоких частот изгибы дорожек, гальванически никуда не подключенные куски фольги и прочие странные выверты, кажущиеся не особо осмысленными, но на деле влияющие на поведение сигнала, здесь уже совершенно необходимы. А на меньших мощностях и частотах на них можно забить и сделать плату банальным методом гравировки прорезей.  Принципиальных отличий конструкции от упоминавшегося выше элементарного СВЧ-генератора нет. Разве что, в качестве резонатора взяты две медные полосы, определённой длины и размеров (расстояние между ними, их ширина и длина определяют L и С резонансного автогенераторного контура — они сами себе и индуктивность, и ёмкость).  Генератор потребляет по входу 18 вольт с током до 4 ампер, и довольно ощутимо разогревает радиатор. Принудительное охлаждение является совершенно необходимым для его работы, учитывая КПД в 50-60%. Кроме радиатора, довольно неплохо нагреваются пальцы, если поднести их поближе к медному резонатору. Принцип нагрева здесь тот же, что у продуктов в микроволновке (что убедительно опровергает бредни про резонансные явления в молекулах воды, которые якобы происходят на её рабочей частоте). Если поджечь факел на конце резонатора, то он успешно удерживается там продолжительное время — маленький светящийся шарик плазмы с размытыми краями, диаметром в 3-5 миллиметров.

Схема генератора прилагается:

 Но самое интересное, ради чего я вообще начал всё это рассказывать, это явления, происходящие с разреженными газами на таких частотах. Поведение плазменного жгута начинает резко отличаться от стандартных изгибов, характерных для частот в десятки и сотни килогерц, использовавшиеся мною ранее (при работе с качером и т. д.). Довольно долго описывать при помощи текста все различия, достаточно просто посмотреть галерею изображений и приложенные видео. Наиболее интересным образом себя ведут, конечно, ксенон, криптон и их смеси с добавками. Поразительные сочетания оттенков, форм и движений создают ощущение, что в бутылке или колбе живое существо, приехавшее к нам прямиком из мифологии Лавкрафта или из чего-то подобного. Щупальца, присоски, резкие и в то же время плавные движения, зеленовато-призрачные оттенки как будто бы живая иллюстрация к рассказам о Ктулху и других жителях глубин.

Все четыре видео крайне заслуживают просмотра. Очень рекомендую.

А ещё теперь вы знаете, из чего на самом деле были крылья у архангела Тираэля 😉

Метки отсутствуют.

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ В УСТРОЙСТВАХ НА МИКРОСХЕМАХ

Высокочастотные генераторы предназначены для генерации сигналов синусоидальной, прямоугольной или иной формы высокой частоты. Высокочастотные генератоы используют для настройки радиоэлектронного оборудования, в качестве задающих генераторов с фиксированной настройкой или с перестройкой по диапазону для радиопередающих устройств, в качестве гетеродинов радиоприемных устройств.

Высокочастотные кварцевые генераторы (рис. 37.1, 37.2) [37.1], собраны с использованием быстродействующего компаратора LT1394 фирмы Linear Technology [37.2]. В схемах применены резонаторы АТ-среза. В первом генераторе кристалл возбуждается на основной (первой) гармонике, Βό втором — на третьей гармонике кварцевого резонатора.

Проблему создания сетки стабилизированных кварцевыми резонаторами частот можно решить, воспользовавшись схемой, приведенной на рис. 37.3 [37.3]. При использовании микросхемы LT1384 устройство работает в диапазоне частот 1 —15 МГц. Работоспособность схемы со снижением верхней граничной частоты генерации сохраняется при применении более доступных по частотным характеристикам микросхем. В качестве переключателя кварцевых резонаторов можно использовать аналоговые ключи.

Генератор на микросхеме MCI648 (фирма Motorola), рис. 37.4, управляемый напряжением, может при подборе LC-элементов работать до частот порядка 225 МГц.

Рис. 37.3. Схема переключаемого кварцевого генератора

Добротность катушки индуктивности должна быть не менее 100.

Микросхемы серии МАХ260х, где х — 5, 6, 7, … и т. д., предназначены для работы в качестве генераторов ВЧ с электронной перестройкой частоты. Схема представлена на рис. 37.5 [37.4]. Генераторы на их основе содержат минимальное количество навесных элементов.

Параметры навесного элемента (индуктивности)

и диапазоны рабочих частот микросхем серии МАХ260х                                                      Таблица 37.1

Рис. 37.4. Схема ВЧ генератора на микросхеме МО648, управляемого напряжением

Параметры внешнего частотозадающего элемента (катушки индуктивности) и диапазоны рабочих частот микросхем этой серии приведены в табл. 37.1.

Микросхемы серии МАХ260х способны работать на трансформаторную, резистивную или индуктивную нагрузки, как представлено в схеме на рис. 37.6.

Схема одного из типовых вариантов включения микросхем серии МАХ260х приведена на рис. 37.7.

Рис. 37.5. Эквиволентноя схема микросхем серии МАХ260х и способ их включения в качестве ВЧ-генератора с электронной перестройкой частоты

Микросхема МАХ2620 развивает серию микросхем МАХ260х, но выполнена в ином корпусе. Микросхема предназначена для работы в качестве ВЧ-генератора (рис. 37.8) на диапазон частот 10—1050 МГц. Она имеет два выхода с повышенной нагрузочной способностью. Микросхема может применяться в мобильных радиотелефонах на диапазон 900 МГц, в иных радиопередающих и приемных устройствах. Напряжение питания микросхемы — 2,7—5,25 В. Напряжение управления SHDN — 0,6/2,0 В.

Рис. 37.6. Варианты подключения выходных цепей микросхем серии МАХ260х: а — трансформаторная нагрузка; б — резистивная нагрузка; в — индуктивная нагрузка

Рис. 37.7. Типовая схема включения микросхем серии МАХ260х в качестве ВЧ-генератора

ВЧ-генераторы (рис. 37.9) предназначены для работы на частоте 10 МГц. Для варианта LC генератора индуктивность катушки L должна быть 2,2 мкГн, емкость конденсаторов С4 и С5 увеличена до 270 пФ, СЗ — до 150 пФ.

Микросхема МАХ2754 (фирма Maxim) разработана для использования в передающих устройствах, работающих в диапазоне частот

2,4     ГГц: устройства промышленного, научного и медицинского назначения [37.5]. Пример использования этой микросхемы в качестве ЧМ передающего устройства показан на рис. 37.10 [37.6].

Рис. 37.9. Схемы ВЧ генераторов на микросхеме МАХ2620 на частоту 10 МГц

Напряжение питания микросхемы — 2,7—5,5 В при потребляемом токе до 20 мА. Выходной ЧМ-сигнал соответствует полосе частот 1,2 ГГц. Поэтому для работы в диапазоне частот 2,4 ГГц используют удвоитель частоты.

Перестройка центральной частоты производится регулировкой потенциометра R6: при изменении напряжения Vt (Типе) на ножке 2 микросхемы DA1 в пределах от 0,4 до 2,4 В выходной сигнал, снимаемый с ножки 7, меняется по частоте от 1050 до 1270 МГц.

Изменение модулирующего напряжения Vm (Mod) на ножке 4 микросхемы в тех же пределах изменяет частоту выходного сигнала на 1 МГц (крутизна преобразования 500 кГц/В). Сопротивления R1—R4 обеспечивают начальное напряжение на ножке 4 микросхемы в 1,4 В. Так, при использовании источника питания напряжением 5 В, номиналы этих элементов следующие: Rl=480 Ом, R2=100 Ом, R3=220 Ом, R4=270 Ом.

Для систем связи и управления все чаще используют частотный диапазон 2,4 ГГц. Схема перестраиваемого в диапазоне 2,4—2,5 ГГц генератора, выполненного на специализированной микросхеме DAI МАХ2750, показана на рис. 37.11 [37.7]. Для питания генератора используют стабилизированный источник питания. Характеристики аттенюатора, выполненного на резисторах R5—R7, приведены в табл. 37.2.

Рис. 37.Ί0. Схема ЧМ передатчика на диапазон 1,2(2,4) ГГц с использованием микросхемы МАХ2754

Рис. 37. П. Схема генератора сигналов на диапазон 2,4—2,5 ГГц

Характеристики аттенюатора                                                                                   Таблица 37.2

Выходной уровень, dBm	Ослабление, dB	R6, Ом	R5, R7, Ом
-3	0	0	—
-5	2	10	470
-10	7	47	130
-15	12	100	82,5
-23	20	243	61,9

Шустов М. А., Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. — СПб.: Наука и Техника, 2013. —352 с.