Самодельный высокочастотный генератор УКВ диапазонов.

Фото 1.

 Идея сделать недорогой генератор УКВ  диапазонов для работы в полевых условиях родилась, когда возникло желание измерить параметры собранных своими руками антенн самодельным КСВ-метром. Быстро и удобно сделать такой генератор удалось, используя сменные блоки-модули. Уже собрал несколько генераторов на: радиовещательный 87,5 – 108 МГц, радиолюбительские 144 – 146 МГц и 430 — 440 МГц, включая PRM (446 МГц) диапазоны,  диапазон эфирного цифрового телевидения 480 —  590 МГц. Такой мобильный и простой измерительный прибор помещается в кармане, а по некоторым параметрам не уступает профессиональным измерительным приборам. Линейку шкалы легко дополнить, поменяв несколько номиналов в схеме или модульную плату.

                 Структурная схема для всех используемых диапазонов одинаковая.  Это задающий генератор (на транзисторе Т1) с параметрической стабилизацией частоты, который определяет необходимый диапазон перекрытия. Для упрощения конструкции, перестройка по диапазону осуществляется подстроечным конденсатором. На практике такая схема включения, при соответствующих номиналах, на стандартизированных чип-индуктивностях и чип-конденсаторах, проверялась вплоть до частоты 1300 МГц. 

Фото 2. Генератор с ФНЧ на диапазоны 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

 Фильтр нижних частот (ФНЧ) подавляет высшие гармоники более чем на 55 дБ, выполнен на контурах с катушками индуктивностями L1, L2, L3. Конденсаторы параллельные индуктивностям образуют режекторные фильтры-пробки настроенные на вторую гармонику гетеродина, что и обеспечивает дополнительное подавление высших гармоник гетеродина.

Фото 3. Предварительная настройка ФНЧ на диапазон 87,5 — 108 МГц.

 Линейный усилитель на микросхеме имеет нормированное выходное сопротивление 50 Ом и для данной схемы включения развивает  мощность от 15 до 25 мВт, достаточную для настройки и проверки параметров антенн, не требующую регистрации. Именно такую мощность на выходе имеет высокочастотный генератор Г4 – 176. Для простоты схемы ФНЧ на выходе микросхемы отсутствует, поэтому подавления высших гармоник генератора  на выходе ухудшилось на 10 дБ.

фото 4. Плата линейного усилителя высокой частоты.

  Микросхема ADL5324 предназначена для работы на частотах от 400 МГц  до 4-х ГГц, но практика показала, что она вполне работоспособна и на более низких частотах УКВ диапазона.  Питание генераторов осуществляется от литиевого аккумулятора с напряжением до 4,2 вольта. Устройство имеет разъём для внешнего питания и подзарядки аккумулятора и высокочастотный разъём для подключения внешнего счётчика, а самодельный КСВ-метр может служить индикатором уровня.                                                   Генератор диапазона 87.5 – 108 МГц. Параметры. Реальная перестройка частоты составила 75 – 120 МГц. Напряжение питания Vп =  3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 25 мВт (Vп = 4 В). Выходное сопротивление Rвых = 50 Ом.  Подавление высших гармоник более 40 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне 87,5 – 108 МГц менее 2 дБ. Ток потребления не более 100 мА (Vп = 4 В).

Рис. 1. Генератор диапазона 87,5 — 108 МГц.

Рис. 2.

                На рис. 2. представлен эскиз монтажа задающего генератора на частоту 115,6 – 136 МГц. Этот генератор используется в роли гетеродина в преобразователе  суперсверхрегенеративного приёмника и в тюнере FM c двойным преобразованием частоты. Перестройка генератора осуществляется с помощью переменного резистора, изменяющего напряжение на варикапе.                   Генератор радиолюбительского диапазона 144 — 146 МГц.  Параметры. Реальная перестройка частоты при этом составила 120 – 170 МГц.  Напряжение питания Vп =  3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 20 мВт (Vп = 4 В). Выходное сопротивление Rвых = 50 Ом.  Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более 100 мА (Vп = 4 В).  В генераторе катушка индуктивности уменьшается до 10 витков (диаметр оправки 4 мм, диаметр провода 0,5 мм). Номиналы конденсаторов ФНЧ уменьшились.

Рис. 2. Генератор диапазона 120 — 170 МГц. Найдите 7 отличий между рис. 1 и рис. 2.

                                   Генератор радиолюбительского диапазона 430 – 440 МГц. Параметры. Реальный диапазон перестройки при указанных номиналах составил 415 – 500 МГц.  Напряжение питания Vп =  3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (Vп = 4 В). Выходное сопротивление Rвых = 50 Ом.  Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне 430 – 440 МГц  менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА (Vп = 4 В).

Фото 6. Конструкция генератора на диапазон 415 — 500 МГц и 480 — 590 МГц.

                    Генератор диапазона эфирного цифрового телевидения 480 – 590 МГц.  Параметры. Реальный диапазон перестройки при указанных номиналах составил 480 – 590 МГц. Напряжение питания Vп =  3,3 – 4,2 В. Выходная мощность до 15 мВт (Vп = 4 В). Выходное сопротивление Rвых = 50 Ом.  Подавление высших гармоник более 45 дБ. Неравномерность в частотном диапазоне менее 1 дБ. Ток потребления не более 95 мА           (Vп = 4 В).

Рис.3 Генератор диапазона 480 — 490 МГц. Генератор диапазона 415 -500 МГц. Lг = 47 нГн. С3, С4 -5,6 пФ.

                                                      Генератор других диапазонов.   Стоит только заменить катушку в генераторе на другую, с меньшей индуктивностью, например, 33 нГн на 18 нГн, а в ФНЧ 18 нГ на 10 нГ и дециметровой диапазон телевизионного эфирного вешания перекрыт полностью  до частоты 850 МГц.  Для дальнейшего движения вверх по частоте, поступаем аналогичным образом и в дополнение уменьшаем значение конденсаторов С 1, С 2 до номинала, равного 1,5 пФ.  С обвесом микросхемы линейного усилителя, включая его конструкцию, на перечисленные и другие диапазоны поможет   WWW.ALLDATASHEET.COM                                          Перестройка генератора с помощью варикапов. Это дополнение, которое несколько усложняет схему, но обеспечивает удобство управления с помощью переменного резистора вместо подстроечного конденсатора, а также даёт возможность в дальнейшем применения синтезатора  для стабилизации частоты генератора.
 Этот пост ещё не закончен.

Схемы простых генераторов импульсов

Генераторы импульсов являются важной составляющей многих радиоэлектронных устройств.

Простейший генератор импульсов

Простейший генератор импульсов (мультивибратор) может быть получен из двух-каскадного УНЧ (рис. 1). Для этого достаточно соединить вход усилителя с его выходом.

Рис. 1. Простейший генератор импульсов — мультивибратор, схема.

Рабочая частота такого генератора определяется значениями R1C1, R3C2 и напряжением питания.

Схемы мультивибраторов

На рис. 2, 3 показаны схемы мультивибраторов, полученные простой перестановкой элементов (деталей) схемы, изображенной на рис. 1. Отсюда следует, что одну и ту же простейшую схему можно изобразить различными способами.

Рис. 2. Схема мультивибратора на транзисторах.

Рис. 3. Схема мультивибратора на транзисторах с небольшой перестановкой деталей на схеме.

Использование мультивибраторов

Практические примеры использования мультивибратора приведены на рис. 4, 5.

Рис. 4. Схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов.

На рис. 4 показана схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов, включенных в качестве нагрузки в цепи коллекторов. Вращением ручки потенциометра R3 можно управлять соотношением длительностей свечения светодиодов левой и правой ветвей.

Если увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, частота генерации понизится, светодиоды начнут мигать. При уменьшении емкости этих конденсаторов частота генерации возрастает, мелькание светодиодов сольется в сплошное свечение, яркость которого будет зависеть от положения ручки потенциометра R3.

На основе подобного схемного решения могут быть собраны разнообразные полезные конструкции, например, регулятор яркости светодиодного фонарика; игрушка с мигающими глазами; устройство плавного изменения спектрального состава источника излучения (разноцветные светодиоды или миниатюрные лампочки и светосуммирую-

щий экран).

Рис. 5. Генератор переменной частоты — схема.

Генератор переменной частоты (рис. 5) конструкции В. Цибульского позволяет получать плавно изменяющееся со временем по частоте звучание [Р 5/85-54]. При включении генератора его частота возрастает с 300 до 3000 Гц за 6 сек (при емкости конденсатора C3 500 мкФ).

Изменение емкости этого конденсатора в ту или иную сторону ускоряет или, напротив, замедляет скорость изменения частоты. Плавно изменять эту скорость можно и переменным сопротивлением R6.

Для того чтобы этот генератор мог выполнять роль сирены, или быть использованным в качестве генератора качающейся частоты, можно предусмотреть схему принудительного периодического разряда конденсатора C3. Такие эксперименты можно рекомендовать для самостоятельного расширения познаний в области импульсной техники.

Управляемый генератор

Управляемый генератор прямоугольных импульсов показан на рис. 6 [Р 10/76-60]. Генератор также представляет собой двухкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью. Для упрощения схемы генератора достаточно соединить эмиттеры транзисторов конденсатором.

Рис. 6. Управляемый генератор прямоугольных импульсов — схема.

Емкость этого конденсатора определяет рабочую частоту генерации. В данной схеме для управления частотой генерации в качестве управляемой напряжением емкости использован варикап. Увеличение запирающего напряжения на варикапе приводит к уменьшению его емкости. Соответственно, как показано на рис. 7, возрастает рабочая частота генерации.

Рис. 7. Как возрастает рабочая частота генерации.

Варикап, в порядке эксперимента и изучения принципа работы этого полупроводникового прибора, можно заменить простым диодом. При этом следует учитывать, что германиевые точечные диоды (например, Д9) имеют очень малую начальную емкость (порядка нескольких пФ), и, соответственно, обеспечивают небольшое изменение этой емкости от величины приложенного напряжения.

Кремниевые диоды, особенно силовые, рассчитанные на большой ток, а также стабилитроны, имеют начальную емкость 100… 1000 пФ, поэтому зачастую могут быть использованы вместо варикапов. В качестве варикапов можно применить и р-n переходы транзисторов.

Для контроля работы, сигнал с генератора (рис. 6) можно подать на вход частотометра и проверить границы перестройки генератора при изменении величины управляющего напряжения, а также при смене варикапа или его аналога. Рекомендуется полученные результаты (значения управляющего напряжения и частоту генерации) при использовании разного вида варикапов занести в таблицу и отобразить на графике (см., например, рис. 7). Отметим, что стабильность генераторов на RC-элементах невысока.

Схемы генераторов световых и звуковых импульсов

На рис. 8, 9 показаны типовые схемы генераторов световых и звуковых импульсов, выполненные на транзисторах различного типа проводимости. Генераторы работоспособны в широком диапазоне питающих напряжений.

Рис. 8. Схема генератора световых импульсов, собранного на транзисторах.

Первый из них вырабатывает короткие вспышки света частотой единицы Гц, второй — импульсы звуковой частоты. Соответственно, первый генератор может быть использован в качестве маячка, светового метронома, второй — в качестве звукового генератора, частота колебаний которого зависит от положения ручки потенциометра R1. Эти генераторы можно объединить в единое целое.

Рис. 9. Схема генератора звуковых импульсов собранного на транзисторах.

Для этого достаточно один из генераторов включить в качестве нагрузки другого, либо параллельно ей. Например, вместо цепочки из светодиода HL1, R2 или параллельно ей (рис. 8) можно включить генератор по схеме на рис. 9. В итоге получится устройство периодической звуковой или светозвуковой сигнализации.

Генератор импульсов с пьезокерамическим излучателем

Генератор импульсов (рис. 10), выполненный на составном транзисторе (п-р-п и р-п-р), не содержит конденсаторов (в качестве частотозадающего конденсатора использован пьезокерамический излучатель BF1).

Генератор работает при напряжении от 1 до 10 Б и потребляет ток от 0,4 до 5 мА. Для повышения громкости звучания пьезокерамического излучателя его настраивают на резонансную частоту подбо

Функциональный генератор

получает стандарт частоты DIY

Для тех из нас, кто любит время от времени спорить с электронами, есть несколько исключительных предложений для недорогого (или, по крайней мере, дешевле ) импортного испытательного оборудования. Если вы готовы расстаться с несколькими сотнями долларов США, вы можете получить какое-то серьезное оборудование, которое десять лет назад было фактически недоступно для любителей. Прямо сейчас вы можете заказать четырехканальный осциллограф дешевле, чем новый Xbox; но какой из них вы наберете больше часов, уставившись на расслабленную челюсть, решать вам.

Выход 10 МГц от стандарта частоты DIY

Конечно, это «дешевое» оборудование не всегда идеально. [Пол Лютус] был очень доволен своим относительно доступным генератором произвольных функций Siglent SDG 1025, но обнаружил, что его точность немного не хватает. К счастью, генератор функций принимает внешние часы, которые можно использовать для повышения их точности, поэтому он решил построить их.

[Пол] начинает с рассмотрения различных вариантов, которые он рассматривал для этого проекта, по существу сводясь к тому, хотел ли он прыгать через дополнительные обручи, необходимые для управляемого кварцевым генератором (OCXO).Но решение было эффективно принято для него, когда его первая попытка использования более упрощенного генератора с контролируемой температурой не удалась из-за неудачного неправильного суждения с точки зрения размера упаковки.

В конце концов он решил перейти на OCXO и смог использовать USB-порт на передней панели SDG 1025 для питания, необходимого для прогрева кристалла и поддержания его при рабочей температуре. После того, как он запитал генератор, ему просто нужно было поместить его в подходящий металлический корпус (чтобы уменьшить внешние помехи) и откалибровать его.[Paul] ловко использовал трансляцию NIST WWV и свои уши, чтобы найти, когда его частотный стандарт перекрывал частоту источника, поэтому проверял, что он был на частоте 10 МГц.

Хакеры любят точность, и, соответственно, мы видели множество сборок стандартов частоты, от чрезвычайно дешевых до роскошных с избыточным количеством.

,