Умножители частоты для УКВ радиоаппаратуры
Схемы простых умножителей частоты для УКВ радиоаппаратуры, что такое умножитель частоты и как он работает.
Для работы любительских радиостанций на высокочастотных участках УКВ и СВЧ диапазонов гетеродины приемников и передатчиков становятся многокаскадными.
Задающий генератор, который является первым каскадом гетеродина, обычно работает на довольно низкой частоте. Делается это по разным причинам:
- На низких частотах проще подобрать необходимый кварцевый резонатор или создать более благоприятные условия для стабилизации частоты в генераторах с параметрической стабилизацией.
- На низких частотах легче организовывать управление частотой генератора.
- Отсутствие у радиолюбителей высокочастотных кварцевых резонаторов.
Многокаскадный гетеродин состоит из генератора и последующих нескольких каскадов умножения частоты до необходимой рабочей величины.
Так, например, если нам необходимо для КВ радиоприемника, имеющего любительский диапазон 21 МГц разработать конвертер для приема сигналов в диапазоне 145 МГц, — нужно создать гетеродин с рабочей частотой 123 МГц.
Одним из вариантов может быть применение КР на частоту 13,66 МГц. В этом случае собственно генератор должен генерировать частоту 13,66 МГц, а следующие два каскада должны выполнить умножение этой частоты в 9 раз, т.е. каждый из каскадов должен умножать частоту на 3, или, как говорят, каждый из этих каскадов должен работать в режиме утроителя частоты.
Как правило, умножительные каскады в большее число раз в любительской практике используются редко.
Схемы простых умножителей частоты
Фактически умножитель частоты не является каким-то необычным, специальным каскадом, а представляет собой обычный усилительный каскад высокой частоты. На рис. 1 и Рис. 2 приведены две схемы простых умножителей частоты.
Схема на рис. 1 представляет собой обычный каскад УВЧ. Резисторами R1, R2 и R3 устанавливается режим работы транзистора VТ1. Контур L1C3 должен быть настроен на частоту нужной гармоники электромагнитных колебаний, поступающих на этот каскад через С1 от каскада предыдущего.
Выделенный в контуре L1C3 сигнал нужной частоты подается к следующему каскаду через конденсатор С5. Резистор R4 и конденсатор С2 предотвращают попадание ВЧ энергии в цепи питания (являются блокировочными элементами).
Рис. 1. Схема умножителя частоты.
Рис. 2. Схема умножителя частоты, второй вариант.
Схема на рис. 2 уже имеет значительные отличия от предыдущей схемы. Главное отличие в том, что транзистор VТ1 в этой схеме работает в ключевом режиме, т.е. ток через транзистор протекает только во время прохождения через базу транзистора импульса положительного полупериода колебаний, которые поступают через С1.
Контур L1C3 является параллельной нагрузкой, настроенной на частоту нужной гармоники. Выделенный в этом контуре сигнал нужной частота подается к следующему каскаду через С4.
Схемы двухтактных удвоителей
Требование о необходимости содержания в сигнале гетеродина минимальных шумов, которые зависят от наличия в сигнале большого числа гармоник, поставило задачу уменьшить число этих гармоник.
Выполнить поставленную задачу удается с помощью специальных двухтранзисторных умножителей, в которых эти два транзистора включены по двухтактной схеме. На рис. 3. приведена принципиальная схема двухтактного удвоителя частоты.
Транзисторы на схеме рис. 3 включены по так называемой двухтактной схеме. Дело в том, что на базы этих транзисторов поступают противофазные сигналы и в течение одного из полу-периодов поступающего сигнала работает транзистор VT1, а в течение второго полупериода работает транзистор VT2.
Поскольку эти два транзистора работают на общую для них нагрузку, то в этой нагрузке, за один период частоты поступающего на каскад сигнала, возникают два периода уже новой, удвоенной частоты.
Если поступающий на такой каскад сигнал достаточно сильный, то точно таким же образом на выходе можно выделить и четвертую гармонику поступающего на вход сигнала.
Как вы уже заметили, двухтактный удвоительный каскад выделяет в своей нагрузке только четные гармоники.
Все нечетные гармоники подавляются и в последующем сигнале уже не присутствуют.
Рис. 3. Принципиальная схема двухтактного удвоителя частоты.
Сигнал, который должен быть удвоен, выделяется в контуре L1C. Поверх катушки L1 наматывается катушка L2, выполненная из двух отдельных проводов. Делается катушка L2 следующим образом.
Нужно отмерить и отрезать два одинаковых куска изолированного тонкого провода, длина которых должна быть достаточной для намотки поверх катушки L1 3…5 витков, из которых будет состоять катушка L2.
Затем два конца обоих проводов зажимаются и эти два провода свиваются в единый жгут. После намотки катушки L2 получившимся жгутом и закреплении её витков, начало одного из проводов соединяется с концом другого провода.Таким путем образуется средняя точка катушки L2, которая соединяется с корпусом (заземляется).
Оставшиеся конец первого провода и начало провода второго подключаются, через конденсаторы С1 и С2, к базам транзисторов VT1 и VT2.
Таким путем организуется противофазная подача сигналов к базам VT1 и VT2.
На рис. 4 приведена принципиальная схема второго варианта двухтактного удвоителя частоты. Схема этого варианта несколько проще и содержит меньшее количество деталей, но работает так же эффективно.
Как вы уже заметили, нагрузка удвоительного каскада, роль которой выполняет контур L3C3, включена в этом варианте последовательно.
В таком случае нужно всегда помнить, что выходные емкости транзисторов складывается и отвод для подключения катушки должен располагаться ближе к заземленному по ВЧ концу катушки.
Рис. 4. Принципиальная схема второго варианта двухтактного удвоителя частоты.
Ток через транзисторы, и вместе с ним, усиление удвоенного сигнала регулируется подбором величины сопротивления R1. Емкость С1 обычно берется в пределах 120…200 пФ.
Умножители нечетных гармоник
Если двухтактную схему умножителя частоты несколько преобразовать, она станет служить умножителем нечетных гармоник и подавлять гармоники четные.
На рис. 5 приведена схема двухтактного утроителя частоты.
Рис. 5. Схема двухтактного утроителя частоты.
Основное отличие схемы этого умножителя состоит в том, что в цепях коллекторов и одного и другого транзисторов (VT1 и VT2) располагаются по одному контуру (L3 и L4), настроенному на нужную гармонику. Каждый из этих контуров настраивается своим собственным подстроечным конденсатором (С3 и С4).
Рис. 6. Принципиальная схема схема двухтактного утроителя частоты для УКВ радиоаппаратуры.
В точке повода питания обязательно должен находиться блокировочный конденсатор С5. В остальном это обычный двухтактный умножитель.
На рис. 6 показана схема еще одного двухтактного утроителя. В этой схеме в цепи и одного и другого транзистора располагается один контур L3C3. Питание подается в отвод от средней точки катушки L3 обязательно через ВЧ дроссель Др1.
Умножитель частоты с ФАПЧ
Система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) — это весьма важный и полезный узел, выпускаемый в виде отдельной интегральной схемы многими фирмами — изготовителями.
ФАПЧ содержит фазовый детектор, усилитель и генератор, управляемый напряжением (ГУН), и представляет собой сочетание в одном корпусе аналоговой и цифровой техники.
ФАПЧ применяется для тонального декодирования, демодуляции AM- и ЧМ-сигналов, умножения частот, частотного синтеза и во многих других случаях.
Уже с давнего времени ФАПЧ перестала быть уделом профессионалов. С появлением на рынке микросхем ФАПЧ радиолюбители все больше начинают использовать эти устройства в своих конструкциях.
Практическое применение ФАПЧ становится среди р адиолюбителей — конструкторов модой и в любое радиотехническое изделие пытаются встроить ФАПЧ, хотя в некоторых случаях получается в результате ухудшение характеристик.
Дело в том, что ФАПЧ шумит. Одни микросхемы ФАПЧ шумят меньше, другие — больше, но все равно шумят, потому что возможности создания шума заложены в саму основу ФАПЧ.
Рис. 7. Классическая блок-схема ФАПЧ.
Попробуем разобраться в основах работы ФАПЧ.
На рис. 7 показана классическая блок-схема ФАПЧ.
Основные компоненты ФАПЧ: фазовый детектор, НЧ — фильтр, усилитель сигнала и ГУН (Генератор Управляемый Напряжением). При совместной работе эти компоненты создают так называемый «контур регулирования ФАПЧ».
Фазовый детектор — устройство, которое осуществляет сравнение двух входных частот (одна из которых эталонная) и формирует выходной сигнал, пропорциональный их фазовой разности (если, например, частоты различаются, то на выходе появится периодический сигнал на разностной частоте). Если fBx не равна fryH, то на выходе фазового детектора появляется сигнал.
Этот сигнал поступает на НЧ-фильтр, а затем и на усилитель. Отфильтрованный и усиленный сигнал фазовой ошибки будет воздействовать на частоту ГУН, изменяя ее в направлении fBX.
При нормальных условиях ГУН быстро производит «захват» частоты fBX, поддерживая постоянный фазовый сдвиг по отношению к входному сигналу.
Если ФАПЧ используется как умножитель частоты, то между выходом ГУН и фазовым детектором включают делитель частоты на величину п, обеспечивая, таким образом, умножение входной эталонной частоты fBX на величину п.
Самым простым фазовым детектором является цифровой детектор, предствляющий собой элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, схематическое изображение которого показано на рис. 8. На рис. 8,а схематично показано как образуется сигнал на выходе ФД.
На рис. 8, в показана зависимость выходного напряжения от разности фаз при использовании фильтра низких частот и прямоугольного входного колебания со скважностью 50%.
Фазовый детектор, построенный на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, всегда генерирует выходное колебание, которое в дальнейшем должно фильтроваться с помощью фильтра контура регулирования.
Таким образом, ФАПЧ с фазовым детектором такого типа содержит контурный фильтр, работающий как фильтр нижних частот, сглаживающий логический выходной сигнал.
В таком контуре всегда присутствует некоторая остаточная пульсация и, следовательно, периодические фазовые изменения. В тех схемах, где ФАПЧ используется для умножения или синтеза частот, к выходному сигналу добавляются еще и «боковые полосы фазовой модуляции».
Фазовые изменения и фазовая модуляция вызывают явление, которое мы называем шумом генератора.
Фильтр НЧ состоит, как правило, из R и С элементов. В зависимости от числа элементов и выполняемых функций, фильтры могут быть первого или второго порядка.
Часто используются различные схемы активных НЧ фильтров на транзисторах или операционных усилителях. Положительным свойством таких фильтров является то, что активные фильтры почти не вносят ослабления сигнала.
Рис. 8. Как работает фазовый детектор.
Усилитель. В качестве усилителя можно использовать операционный усилитель типа К140УД7 или другой. Или транзисторные дифференциальные усилители различной сложности.
Генератор, управляемый напряжением является важным компонентом ФАПЧ. Его частотой можно управлять, используя выходной сигнал фазового детектора. Некоторые ИМС ФАПЧ содержат ГУН (например, 564ГГ1).
В принципе, в качестве ГУН годится любой генератор, частотой которого можно управлять посредством варикапа.
Зависимость частоты ГУН от управляющего напряжения, используемого в ФАПЧ, может не обладать высокой линейностью, однако в случае большой нелинейности коэффициент усиления в контуре регулирования будет изменяться в соответствии с частотой сигнала и придется обеспечивать больший запас устойчивости.
Особенность проектирования ФАПЧ
Фазовый детектор вырабатывает сигнал ошибки, соответствующий фазовому рассогласованию между входным и опорным сигналами. Частотой ГУН можно управлять, подавая на его вход соответствующее напряжение.
Казалось бы, здесь можно поступить так же, как и в любом другом усилителе с обратной связью, вводя контур регулирования с некоторым коэффициентом передачи.
Однако имеется одно существенное отличие. В усилителе с обратной связью регулируемая с помощью обратной связи величина совпадает с величиной, измеряемой с целью формирования сигнала ошибки или была по крайней мере ей пропорциональна.
В системах ФАПЧ осуществляется интегрирование. Мы измеряем фазу, а регулируем частоту, но фаза является интегралом от частоты.
За счет этого в контуре регулирования появляется фазовый сдвиг 90°.
Такой интегратор, включенный в контур обратной связи, существенным образом влияет на работу схемы — дополнительное запаздывание по фазе на 90° на частотах, где коэффициент усиления равен единице, вызывает самовозбуждение.
Простое решение заключается в том, чтобы не включать в контур компоненты, которые дают дополнительное запаздывание по фазе, по крайней мере на тех частотах, где коэффициент усиления близок к единице. Это — один из подходов и он приводит к тому, что называется «контуром первого порядка».
Блок-схема с контуром первого порядка в этом случае выглядит точно так же, как ранее приведенная блок-схема ФАПЧ (рис. 8.6), но без фильтра нижних частот.
Хотя контуры первого порядка во многих ситуациях очень удобны, они не обладают необходимыми свойствами накопителя энергии, которые позволяют генератору, управляемому напряжением, сглаживать помехи и флуктуации входного сигнала.
Более того, контур первого порядка не сохраняет постоянным фазовое соотношение между опорным сигналом и сигналом ГУН, так как выход фазового детектора непосредственно управляет ГУН.
В «контур второго порядка» вводится дополнительная фильтрация на низкой частоте с целью предотвращения неустойчивости. Такой контур обладает свойством накопителя энергии («маховика») и, кроме того, уменьшает «диапазон захвата» и увеличивает время захвата.
Практически во всех системах применяют контуры второго порядка, поскольку в большинстве применений система ФАПЧ должна обеспечивать малые флуктуации базы выходного сигнала, а также обладать некоторыми свойствами памяти или «маховика».
Контуры второго порядка могут иметь высокий коэффициент передачи на низких частотах, что обеспечивает повышенную устойчивость (по аналогии с достоинствами высокого коэффициента усиления в усилителях с обратной связью).
Тяпичев Г. Л. РК-07-08.
Схема умножителей частоты » Паятель.Ру
Категория: Радиостанции
Для работы любительских радиостанций на высокочастотных участках УКВ и СВЧ диапазонов гетеродины приемников и передатчиков становятся многокаскадными.
Задающий генератор, который является первым каскадом гетеродина, обычно работает на довольно низкой частоте.
Делается это по разным причинам.
• На низких частотах проще подобрать необходимый кварцевый резонатор или создать более благоприятные условия для стабилизации частоты в генераторах с параметрической стабилизацией.
• На низких частотах легче организовывать управление частотой генератора.
• Отсутствие у радиолюбителей высокочастотных кварцевых резонаторов.
Многокаскадный гетеродин состоит из генератора и последующих нескольких каскадов умножения частоты до необходимой рабочей величины. Так, например, если нам необходимо для КВ радиоприемника, имеющего любительский диапазон 21 МГц разработать конвертер для приема сигналов в диапазоне 145 МГц, — нужно создать гетеродин с рабочей частотой 123 МГц.
Получить такую рабочую частоту можно несколькими способами, с использованием самых разнообразных кварцевых резонаторов.
Одним из вариантов может быть применение КР на частоту 13,66 МГц.
В этом случае собственно генератор должен генерировать частоту 13,66 МГц, а следующие два каскада должны выполнить умножение этой частоты в 9 раз, т.е. каждый из каскадов должен умножать частоту на 3, или, как говорят, каждый из этих каскадов должен работать в режиме утроителя частоты.
Как правило, умножительные каскады в большее число раз в любительской практике используются редко.
Схемы простых умножителей частоты
Фактически умножитель частоты не является каким-то необычным, специальным каскадом, а представляет собой обычный усилительный каскад высокой частоты. На рис.1 приведены две схемы простых умножителей частоты.
Схема на рис.1 представляет собой обычный каскад УВЧ. Резисторами R1, R2 и R3 устанавливается режим работы транзистора VT1. Контур L1C3 должен быть настроен на частоту нужной гармоники электромагнитных колебаний, поступающих на этот каскад через С1 от каскада предыдущего.
Выделенный в контуре L1C3 сигнал нужной частоты подается к следующему каскаду через конденсатор С5. Резистор R4 и конденсатор С2 предотвращают попадание ВЧ энергии в цепи питания (являются блокировочными элементами).
Схема на рис.2 уже имеет значительные отличия от предыдущей схемы. Главное отличие в том, что транзистор VT1 в этой схеме работает в ключевом режиме, т.е. ток через транзистор протекает только во время прохождения через базу транзистора импульса положительного полупериода колебаний, которые поступают через С1.
Контур L1C3 является параллельной нагрузкой, настроенной на частоту нужной гармоники. Выделенный в этом контуре сигнал нужной частота подается к следующему каскаду через С4.
Схемы двухтактных удвоителей
Требование о необходимости содержания в сигнале гетеродина минимальных шумов, которые зависят от наличия в сигнале большого числа гармоник, поставило задачу уменьшить число этих гармоник.
Выполнить поставленную задачу удается с помощью специальных двухтранзисторных умножителей, в которых эти два транзистора включены по двухтактной схеме.
На рис.3 приведена принципиальная схема двухтактного удвоителя частоты.
Рис.3
Транзисторы на схеме рис.3 включены по так называемой двухтактной схеме. Дело в том, что на базы этих транзисторов поступают противофазные сигналы и в течение одного из полу-периодов поступающего сигнала работает транзистор VT1, а в течение второго полупериода работает транзистор VT2.
Поскольку эти два транзистора работают на общую для них нагрузку, то в этой нагрузке, за один период частоты поступающего на каскад сигнала, возникают два периода уже новой, удвоенной частоты.
Если поступающий на такой каскад сигнал достаточно сильный, то точно таким же образом на выходе можно выделить и четвертую гармонику поступающего на вход сигнала.
Как вы уже заметили, двухтактный удвоительный каскад выделяет в своей нагрузке только четные гармоники. Все нечетные гармоники подавляются и в последующем сигнале уже не присутствуют.
Сигнал, который должен быть удвоен, выделяется в контуре L1C.
Поверх катушки L1 наматывается катушка L2, выполненная из двух отдельных проводов. Делается катушка L2 следующим образом. Нужно отмерить и отрезать два одинаковых куска изолированного тонкого провода, длина которых должна быть достаточной для намотки поверх катушки L1 3…5 витков, из которых будет состоять катушка L2.
Затем два конца обоих проводов зажимаются и эти два провода свиваются в единый жгут. После намотки катушки L2 получившимся жгутом и закреплении её витков, начало одного из проводов соединяется с концом другого провода. Таким путем образуется средняя точка катушки L2, которая соединяется с корпусом (заземляется). Оставшиеся конец первого провода и начало провода второго подключаются, через конденсаторы С1 и С2, к базам транзисторов VT1 и VT2.
Таким путем организуется противофазная подача сигналов к базам VT1 и VT2.
Рис.4
На рис.4 приведена принципиальная схема второго варианта двухтактного удвоителя частоты. Схема этого варианта несколько проще и содержит меньшее количество деталей, но работает так же эффективно.
Как вы уже заметили, нагрузка удвоительного каскада, роль которой выполняет контур L3C3, включена в этом варианте последовательно.
В таком случае нужно всегда помнить, что выходные емкости транзисторов складывается и отвод для подключения катушки должен располагаться ближе к заземленному по ВЧ концу катушки.
Ток через транзисторы, и вместе с ним, усиление удвоенного сигнала регулируется подбором величины сопротивления R1. Емкость С1 обычно берется в пределах 120…200 пФ.
Все о частотном множителе: Tescablogal
Содержание
Готовы ли вы вывести свои игры с электроникой на новый уровень? Давайте обсудим кое-что увлекательное и невероятно полезное в электронике — умножитель частоты с использованием IC-555 и учебной платы OP AMP IC-741. Умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 представляет собой печатную плату, позволяющую умножать частоту сигнала. Это все равно, что взять медленное и ровное сердцебиение и превратить его в быстрое барабанное соло! Итак, зачем нам вообще нужно умножать частоты?
Более высокие частоты требуются для многих приложений, таких как высокоскоростная передача данных, радиосвязь и радары.
И вот тут на помощь приходят таймер IC-555 и операционный усилитель IC-741! Таймер IC-555 представляет собой универсальную недорогую интегральную схему, которую можно использовать в качестве таймера, генератора или триггера. Операционный усилитель IC-741, с другой стороны, является популярным операционным усилителем, который использует усиление, фильтрацию и обработку сигналов. Когда эти два компонента работают вместе, они могут обеспечить высокое усиление и полосу пропускания, что идеально подходит для умножения частот.
Давайте обсудим умножитель частоты с использованием IC-555 и учебной платы OP AMP IC-741. Это удобное устройство представляет собой печатную плату, которая включает в себя все компоненты, необходимые для экспериментов с умножением частоты. Как будто у тебя в руках мини-лаборатория! Вы можете использовать его, чтобы узнать о принципе работы, схемотехнике и тестировании умножителей частоты.
Что такое умножитель частоты с использованием учебной платы IC-555 и ОУ IC-741? Умножение частоты — широко используемый в электронике метод увеличения частоты сигнала.
Он играет решающую роль в различных приложениях, таких как радиосвязь, системы высокоскоростной передачи данных и радары, требующие более высоких частот. В этом блоге мы рассмотрим реализацию умножителя частоты с использованием двух универсальных и экономичных интегральных схем: таймера IC-555 и операционного усилителя IC-741.
Таймер IC-555 служит не только умножителем частоты, но и недорогой интегральной схемой с широкими возможностями настройки. С другой стороны, операционный усилитель IC-741 является популярным операционным усилителем, используемым во многих приложениях, таких как обработка сигналов, усиление и фильтрация. В сочетании с таймером IC-555 операционный усилитель IC-741 может обеспечить высокий коэффициент усиления и полосу пропускания, что позволяет увеличить частоту.
В этом блоге будут рассмотрены принцип работы, схема и тестирование умножителя частоты, использующего эти две интегральные схемы. Кроме того, мы обсудим преимущества и ограничения этого подхода и приведем практические примеры его применения.
Независимо от того, являетесь ли вы новичком в области электроники или опытным практиком, этот блог предоставит ценную информацию о мире умножения частоты и его реализации с использованием известных интегральных схем.
Умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 представляет собой универсальный и ценный инструмент в области электроники. Это как мастер на все руки и мастер умножения частоты! Вот некоторые интересные способы его использования:
1. Обучение и подготовка : Умножитель частоты с использованием IC-555 и OP AMP Учебная доска IC-741 — отличный инструмент для обучения и обучения. Он дает практический опыт работы с принципом работы, схемотехникой и тестированием умножителей частоты. Независимо от того, являетесь ли вы студентом, любителем или профессионалом, это устройство поможет вам понять основы умножения частоты.
2. Исследования и разработки : Если вы исследователь или разработчик продукта, умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя IC-741 может помочь вам изучить новые возможности и протестировать новые идеи. Благодаря компактному дизайну и простоте использования вы можете быстро протестировать и поэкспериментировать с умножением частоты, не создавая сложную схему с нуля.
3. Ремонт и техническое обслуживание : Вы техник по ремонту или инженер по техническому обслуживанию? Если это так, умножитель частоты с использованием IC-555 и учебной платы OP AMP IC-741 может помочь вам устранить неполадки и отремонтировать схемы, в которых используются умножители частоты. Компактный размер и простая в использовании конструкция позволяют быстро тестировать и диагностировать проблемы, экономя время и деньги.
4. Проекты «сделай сам» : Если вы энтузиаст «сделай сам», умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя IC-741 Trainer Board может воплотить ваши проекты в жизнь! Вы можете использовать его для создания различных проектов, таких как генератор частоты, частотомер или даже высокоскоростная система передачи данных.
Принцип работы умножителя частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 похожа на фокус, который поразит вас! Вот как это работает:
1. Генератор : Основой умножителя частоты является таймер IC-555, который действует как генератор. Он генерирует прямоугольную волну с фиксированной частотой, которая определяет номиналы резисторов и конденсаторов в цепи.
2. Усиление : Прямоугольная волна от таймера IC-555 подается на операционный усилитель IC-741, который действует как усилитель. ОУ увеличивает амплитуду прямоугольной волны и повышает ее выходную мощность.
3. Умножение частоты : Усиленный прямоугольный сигнал от операционного усилителя подается обратно на таймер IC-555, который запускает генератор. Он создает петлю положительной обратной связи, которая увеличивает частоту прямоугольных импульсов в 2, 3 и более раз, в зависимости от конфигурации схемы.
4. Выход : Выходной сигнал умножителя частоты представляет собой прямоугольную волну с более высокой частотой, чем входная — эта форма волны используется в различных приложениях, таких как радиосвязь, радары и высокоскоростные системы передачи данных.
Компоненты умножителя частоты с использованием IC-555 и учебной платы IC-741 на ОУ?Компоненты умножителя частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 подобна кусочкам пазла, которые собираются вместе, чтобы создать произведение искусства! Рассмотрим каждый компонент более подробно:
1. Таймер IC-555 : Это универсальная и недорогая интегральная схема, которую можно использовать в качестве таймера, генератора или триггера. Это как разносторонне одаренный актер, который может играть несколько ролей на сцене. В этом случае таймер IC-555 действует как генератор, генерирующий прямоугольную волну с фиксированной частотой.
2. Резисторы : Резисторы похожи на гаишников, направляющих поток электрической энергии. Они управляют частотой прямоугольной волны, генерируемой таймером IC-555. Они работают рука об руку с конденсаторами, чтобы определить частоту генератора.
3. Конденсаторы : Конденсаторы похожи на батареи, которые хранят электрическую энергию. Они играют решающую роль в определении частоты генератора. В сочетании с резисторами они создают R.C. сеть, которая устанавливает частоту прямоугольной волны, генерируемой таймером IC-555.
4. Операционный усилитель IC-741 : Операционный усилитель IC-741 — это усилитель шоу! Он увеличивает амплитуду прямоугольной волны, генерируемой таймером IC-555, увеличивая его выходную мощность. Это как микрофон, который усиливает звук певца. Операционный усилитель IC-741 обеспечивает высокий коэффициент усиления и полосу пропускания, что делает его идеальным для умножения частоты.
5.
Цепь обратной связи : Цепь обратной связи похожа на клей, скрепляющий головоломку. Он соединяет выход операционного усилителя IC-741 с входом таймера IC-555, создавая петлю положительной обратной связи. Эта петля увеличивает частоту прямоугольного сигнала на 2, 3 или более, в зависимости от конфигурации схемы.
Таким образом, компоненты умножителя частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 создает высокочастотную прямоугольную волну. Каждый компонент играет решающую роль в общей работе устройства, что делает его экономичным и надежным решением для умножения частоты. Итак, собирайте кусочки пазла и приготовьтесь собрать шедевр!
Умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя IC-741 Настройка платы обучения? Умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 представляет собой компактное и простое в использовании решение для умножения частоты.
На плате есть все компоненты для схемы умножителя частоты, включая таймер IC-555, операционный усилитель IC-741, резисторы, конденсаторы и цепь обратной связи, что позволяет быстро и удобно настраивать и тестировать схему умножителя частоты. Чтобы настроить умножитель частоты с помощью IC-555 и операционного усилителя IC-741, выполните следующие действия:
1. Подключение источника питания : Подсоедините положительный вывод источника питания к положительной шине питания на плате, а отрицательную клемму к отрицательной шине питания. Убедитесь, что подключен блок питания с правильным номинальным напряжением и током, как указано в техническом описании платы.
2. Входной сигнал : Подключите входной сигнал к входному разъему на плате. Входной сигнал должен представлять собой низкочастотную прямоугольную волну с частотой от 1 кГц до 10 кГц.
3. Мониторинг выхода : Подключите осциллограф или генератор сигналов к выходному разъему на плате.
На выходе будет высокочастотный прямоугольный сигнал с частотой, кратной входной частоте.
4. Настройка цепи обратной связи : Цепь обратной связи на плате можно настроить для получения различных коэффициентов умножения частоты путем изменения номиналов резисторов и конденсаторов в цепи. Обратитесь к техническому описанию платы, чтобы определить правильные значения для желаемого коэффициента умножения частоты.
5. Проверка схемы : Настройте схему, включите источник питания и проверьте выходной сигнал на осциллографе или генераторе сигналов. Проверьте правильность работы и убедитесь, что выходная частота кратна входной частоте.
В заключение, настройка умножителя частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя IC-741 очень проста. Выполните следующие действия, чтобы быстро и легко протестировать схему умножителя частоты и получить высокочастотный прямоугольный сигнал на выходе.
Типы умножителей частоты с использованием учебной платы IC-555 и ОУ IC-741? Когда дело доходит до умножителя частоты с использованием учебных плат IC-555 и ОУ IC-741, универсального решения не существует! Эти доски бывают всех форм, размеров и цветов, каждая из которых обладает уникальными характеристиками и возможностями.
Вот несколько наиболее популярных типов обучающих плат для умножения частоты:
1. Классическая : оригинальная обучающая плата для умножения частоты с надежным таймером IC-555 и операционным усилителем IC-741. Он простой, надежный и всегда выполняет свою работу.
2. Многозадачность : Эта плата — мастер на все руки, оснащена схемой умножения частоты и множеством других забавных и захватывающих схем.
3. The Compact : Для тех, кто любит путешествовать налегке, подойдет тренировочная доска Compact Frequency Multiplier. Он маленький и портативный, поэтому вы можете брать его с собой куда угодно.
4. The Custom : Если вы ищете что-то уникальное, вам подойдет обучающая доска Custom Frequency Multiplier. Вы можете выбрать компоненты, компоновку и даже цвет! Возможности безграничны!
5. Smart : Учебная плата Smart Frequency Multiplier имеет расширенные функции, такие как автоматическое умножение частоты и мониторинг в реальном времени.
Он идеально подходит для тех, кто разбирается в технологиях и хочет все самое новое и самое лучшее.
Умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 представляет собой компактное и портативное решение для тех, кто хочет научиться умножению частоты. Это универсальное решение подходит как для начинающих, так и для опытных энтузиастов электроники.
Тренажерная плата состоит из двух ключевых компонентов: таймера IC-555 и операционного усилителя IC-741, которые являются сердцем и душой любой схемы умножителя частоты. Эти интегральные схемы универсальны, надежны и экономичны, что делает их популярными для различных приложений. Он также обеспечивает мониторинг в реальном времени, автоматическое умножение частоты и другие полезные функции, которые делают изучение умножения частоты приятным занятием. Он удобен в использовании и доступен в различных цветах и стилях, что позволяет пользователям выбрать тот, который лучше всего соответствует их индивидуальности.
Цена умножителя частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя IC-741 Trainer Board может варьироваться в зависимости от продавца, местоположения и других факторов. Тем не менее, эта доска тренера обычно может стоить от 50 до 150 долларов и более. Важно отметить, что цена платы не отражает ее качества или производительности. Вместо этого цена включает следующее:
- Такие факторы, как стоимость компонентов.
- Уровень кастомизации.
- Качество проектирования и производственного процесса.
При рассмотрении цены умножителя частоты на IC-555 и учебной плате IC-741 на операционных усилителях также важно учитывать его преимущества. Эта обучающая доска представляет собой универсальное решение для обучения умножению частоты. Его компактный дизайн, портативный форм-фактор и удобные функции делают его идеальной отправной точкой для всех, кто исследует эту захватывающую область.
В конечном счете, при выборе доски для тренировок, соответствующей вашим потребностям, важно взвесить все за и против каждого варианта и принять обоснованное решение, которое наилучшим образом соответствует вашему бюджету и требованиям.
Умножитель частоты Tesca Global с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная доска IC-741 (36374) — это комплексный образовательный инструмент для студентов и инженеров, заинтересованных в изучении умножения частоты и его приложений. Плата помогает пользователям изучить умножитель частоты с помощью микросхемы PLL (Phase Locked Loop) для умножения входной частоты на коэффициент 5.
Она имеет все необходимые компоненты, включая регулируемый источник питания 10 В и Регулируемый источник питания 5 В постоянного тока, схема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) IC 565, четырехразрядный двоично-десятичный счетчик IC 7490, транзистор, генератор прямоугольных импульсов и различные другие электронные компоненты.
Плата также оснащена сетевым выключателем, подсветкой и предохранителем и может работать от сети переменного тока 230 В ± 10 % при частоте 50 Гц.
Глобальный умножитель частоты Tesca с использованием IC-555 и операционного усилителя Учебная плата IC-741 предоставляет студентам и инженерам практический опыт умножения частоты, позволяя им изучать основные параметры и приложения, связанные с контуром фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) IC 565. Надежные клеммы/гнезда также предусмотрены в соответствующих местах на панели для соединений и наблюдения за формами сигналов, что делает плату удобной и удобной в использовании.
Весом 1500 кг. (прибл.) и размерами Ш 340 x В 125 x Г 210, глобальный умножитель частоты Tesca, использующий IC-555 и операционный усилитель IC-741, представляет собой компактный и портативный образовательный инструмент для всех, кто интересуется умножением частоты.
Заключение В заключение, умножитель частоты с использованием IC-555 и операционного усилителя IC-741 является всеобъемлющим и эффективным средством обучения для тех, кто интересуется изучением умножения частоты.
Кроме того, глобальный умножитель частоты Tesca с использованием IC-555 и учебной платы на ОУ IC-741 предоставляет пользователям экономичный и высококачественный опыт обучения, а компактная и прочная конструкция упрощает его использование и транспортировку.
Итак, вам нужен практический опыт работы с микросхемами умножения частоты и PLL. В этом случае умножитель частоты Tesca Global Frequency с использованием IC-555 и учебной платы IC-741 на операционных усилителях станет для вас идеальным инструментом обучения. Благодаря широкому набору функций, практическим приложениям и образовательной ценности эта доска для тренировок — это инвестиция, о которой вы не пожалеете.
обучающий комплект Electric Lab Equipments
Выбор между смесителями и умножителями/делителями
| Загрузите эту статью в формате .PDF Файлы этого типа содержат графику и схемы с высоким разрешением, если применимо.  |
Многие приложения преобразуют частоты выше или ниже различными способами, например, с помощью смесителей частоты, умножителей частоты и делителей частоты. Эти компоненты используют разные подходы к преобразованию частот сигналов и их содержания модуляции от их входов к их выходам, но взаимозаменяемы ли они? Когда имеет смысл использовать микшер, а не множитель или делитель?
Основное функциональное различие между компонентами заключается в том, как достигается преобразование частоты: Смеситель частоты требует второго входного сигнала, добавляя и вычитая два сигнала для достижения желаемого результата. С другой стороны, умножитель или делитель частоты работает только с первым входным сигналом, извлекая окончательный результат из гармонических или субгармонических компонентов сигнала.
Смесители частоты и умножители/делители основаны на нелинейном поведении полупроводников, таких как диоды и транзисторы, для преобразования частот от входных портов к выходным.
Смесители частоты — это трехпортовые схемы, которые могут преобразовывать входные сигналы с повышением частоты в более высокие частоты и преобразовывать входные сигналы с понижением частоты в более низкие частоты, в зависимости от того, как сигналы подаются на порты. Три порта в обычном микшере — это порты радиочастоты (RF), гетеродина (LO) и порты промежуточной частоты (IF); традиционный символ компонента для смесителя частоты представляет собой круг с буквой «x» внутри. Входной сигнал смешивается с сигналом гетеродина для получения суммы (f1 + f2) или разности (f1 – f2) двух сигналов.
Когда входящий сигнал подается на порт RF, на порт IF появляется преобразованный с понижением частоты низкочастотный сигнал. Когда входящий сигнал подается на порт IF, на порт RF поступает преобразованный с повышением частоты высокочастотный сигнал. Приемники обычно используют преобразование с понижением частоты, а передатчики требуют преобразования с повышением частоты.
Преобразование частоты в микшере можно определить двумя способами. При однополосном преобразовании только сумма или разность двух входных сигналов доступна на выходном порту микшера (и нежелательный продукт сигнала подавляется в микшере). При двухполосном преобразовании как сумма, так и разность двух входных сигналов доступны на выходе, и пользователь отфильтровывает ненужное произведение сигнала.
Умножение и деление
Преобразование в более высокие частоты также может быть достигнуто с помощью умножителей частоты, как и преобразование в более низкую частоту с помощью делителей частоты.
1. Компоненты преобразования частоты, такие как этот умножитель частоты для поверхностного монтажа, достигают миниатюризации за счет интеграции. (Любезно предоставлено Mini-Circuits)
В идеале умножение должно происходить без ухудшения спектральной чистоты выходного сигнала. На самом деле шум возникает при любом процессе преобразования частоты, включая умножители и делители. Умножитель частоты увеличивает фазовый шум источника, поскольку он является умножителем фазы/частоты и умножает отклонения фазы, а также частоту входного сигнала.
Точно так же делитель частоты, часто состоящий из полупроводниковых предварительных делителей, будет вносить добавочный фазовый шум в свои низкочастотные разделенные выходы.
Умножитель частоты вызывает изменение отношения несущей к шуму (CNR) входного сигнала, или ΔCNR, согласно соотношению ΔCNR = 20log n, где n — коэффициент умножения. В результате удвоитель (n = 2) вызовет ухудшение CNR входного сигнала на 6 дБ, учетверитель (n = 4) повысит уровень шума на 12 дБ и так далее. Однако при умножении сигналов от малошумящего источника, такого как генератор опорной частоты 10 МГц с низким фазовым шумом, можно получить РЧ/СВЧ-сигналы с низким фазовым шумом даже при использовании высоких коэффициентов умножения.
Оценка технических характеристик
Смесители, умножители и делители частоты характеризуются несколько разными параметрами, хотя их можно сравнивать с точки зрения потерь/усиления при преобразовании частоты или эффективности преобразования в соответствующих полосах пропускания.
Полоса пропускания различных компонентов обычно проектируется в соответствии с требованиями конкретной системы связи или радиолокации, при этом доступны модели для узкой, средней и широкой полосы пропускания по мере необходимости.
Потери при преобразовании (или усиление при преобразовании в активном микшере) — это ключевой параметр производительности для ВЧ/СВЧ-микшеров, при этом изоляция между портами и точка сжатия 1 дБ являются важными параметрами производительности. Потери преобразования частотного смесителя, как правило, значительно меньше, чем у умножителя или делителя частоты. Однако смесителю также потребуется гетеродин для определенного диапазона частот и уровня выходной мощности, и часть энергии гетеродина будет потеряна в процессе преобразования частоты.
При выборе смесителя для требуемого диапазона частот преобразования с понижением частоты или повышения частоты характеристики гетеродина так же важны, как и характеристики схемы смесителя. Характеристики гетеродина, такие как фазовый шум, содержание паразитных составляющих и содержание гармоник, будут влиять на содержание сигнала, преобразованного с повышением или понижением частоты, поэтому выбор гетеродина должен осуществляться в соответствии с окончательными требованиями к характеристикам сигнала.
Некоторые микшеры частоты, такие как микшеры SIM от Mini-Circuits, предназначены для широкополосного частотного охвата (общий диапазон частот от 100 кГц до 20 ГГц), сохраняя при этом низкие потери преобразования и высокую изоляцию между портами, даже при гибкие требования к LO. Эти смесители на основе низкотемпературной керамической подложки (LTCC) для коммерческого, промышленного и военного применения доступны с гетеродинами разного уровня мощности: +7, +10, +13 и +17 дБм (часто упоминается как до уровня 7, уровня 10 и так далее). Разнообразие моделей упрощает задачу определения микшера для приложения, поскольку широкополосные модели могут использоваться для нескольких приложений
Современные смесители частоты и умножители выигрывают от миниатюризации, возможной благодаря процессам на интегральных схемах (ИС) и поверхностному монтажу (рис. 1) . Обычный компромисс для миниатюрных размеров — мощность. Но, следуя тенденции увеличения плотности схем в системных конструкциях, небольшие размеры этих компонентов позволяют использовать дополнительные функциональные возможности схемы в ограниченном пространстве.
2. Дополнительные программируемые и функциональные возможности, в свою очередь, потребовали более крупного пакета для этого аналого-цифрового делителя частоты. (Предоставлено компанией Valon Technology)
Например, полупроводниковая технология GaAs-гетеропереход-биполярный транзистор (HBT) является основой широкополосного удвоителя частоты Mini-Circuits CY2-143+, который поставляется в корпусе MCLP размером всего 4 × 4 × 1 мм. Умножитель обеспечивает выходную частоту от 4 до 14 ГГц при подаче входных сигналов от 2 до 7 ГГц. Он работает с уровнями входного сигнала от +12 до +18 дБм и обеспечивает уровни выходного сигнала примерно до +6 дБм в результате типичных потерь преобразования 12 дБ во всем диапазоне частот. Этот компактный умножитель обеспечивает хорошее подавление паразитных сигналов и сигналов основной частоты, что упрощает требования к дополнительной фильтрации на системном уровне.
В приложениях, где преобразование частоты должно быть программируемым или выполняться в соответствии с определенным протоколом, сигнальные и управляющие интерфейсы могут потребовать, чтобы умножитель или делитель частоты был размещен в несколько большем корпусе.
