Doom64

Уважаемые радио мастера ,

Сегодня собрал простейший радиомаячок , он работает , прослушал его с приёмника , однако я столкнулся с теоритическим вопросом.

Схема следующая :



Результат работы :



Сам маячок :



Но до вопроса расскажу что понял , а то вдруг понял чего не так. Резистор R1 в паре с конденсатором C1 представляет из себя резистивный делитель в данной схеме , после прогонки в эмуляторе так и есть , он понижает вольтаж на вход на базу.
L1 и C4 - являются колебательным контуром которые задают частоту сигнала маячка. Так же я сделал несколько изменений в схеме. У меня не было транзистора на 6 вольт , а был BC337. Поэтому на схеме BC337 , а на входе 5 вольт. Так же я изменил номиналы L1 - 82 нано генри и C4 - 30 пико Фарад. R2 был поставлен 47 Ом , хотя через пару минут транзистор и резистор заметно греются , но иначе на приёмнике едва ли можно уловить сигнал. Наконец , подскажите пожалуйста , верны ли мои мысли насчёт конденсатора C5 в схеме , я изрядно удивился его наличию в схеме , видел много схем радиочастотных передатчиков , где-то он есть , где то его нет. Эксперементальным путём отпаял его , сигнал пропал вовсе...

Как я понимаю он нужен для создания положительной обратной связи. После прочтения некоторых статей , я пришёл к выводу , что его наличие в схеме усиливает выходной сигнал к антенне. Есть ещё и отрицательная обратная связь. Она нужна для улучшения стабильности усиления сигнала , полосы пропускания , и тем не менее её наличие снижает усиляющие свойства транзистора. Как мне объяснили - позитивная обратная связь , это как поднести микрофон к динамику , и крикнуть в него. Не очень приятная картина будет наблюдаться. Вот здесь то же самое. В случае с микрофоном и динамиком , звуку некуда деваться , и этот цикл будет повторяться вечно , пока все не оглохнут (к чертям собачьим). В случае с радиомаяком сигналу есть куда деваться , он излучается антенной. Скорее всего так это и работает. Я представляю себе картину в таком виде. Что вы думаете на этот счёт?

__________________
Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ, диссертаций здесь

0

Doom64

Кстати , по цепи R1-C1 есть хорошая статья https://www.ruselectronic.com/rc-tsep/.

0

@i8085

Что есть более простой путь: почитать в учебнике, как работает "трёхточка" - генератор Колпитца.

1

Doom64

Да , это оно самое) Конденсатор C5 нужен для самовозбуждения генератора через положительную обратную связь , как в случае и с аудио связью микрофона/динамика. Иначе колебательный контур будет тухнуть. Резистор R2 (Gate leak) обязателен , для того что-бы предотвратить насыщение тока транзистора , иначе всё будет замыкаться , тухнуть и запускаться по новой снова и снова.

Следует отметить назначение R1C1 , данный делитель напряжения задаёт рабочую точку транзистора.

Теперь несколько слов об улучшении схемы.

1. Вместо конденсатора C1 можно установить микрофон , обязательно с разделяющим конденсатором , что-бы не спалить его. Таким образом это уже будет передатчик/жучок. Так же нужен ещё 1 конденсатор между + и - , на 0.47 мкф , что бы в микрофон не проник сигнал с колебательной цепи L1 C4.

2. Можно добавить конденсатор C6 между C5 и землёй , для создания отрицательной обратной связи , это улучшит передачу усиление сигнала. В случае с микрофоном он обязателен !!!

3. На выход можно прогнать через каскодный усилитель , дабы увеличить зону передачи сигнала. В теории делать это можно до бесконечности , но тогда к вам возникнут вопросы , и далеко не от гражданских лиц. Не забываем о том , что P=U*I , силу тока мы можем увеличить целым массивом каскодных усилителей.

4. Не забываем о длинне антенны , её материала и диаметра. Для лучшей настройки NanoVNA и подобные инструменты.
Они позволят посмотреть , пригодна ли антенна для выбранной нами частоты , её качества КСВ , её настройки по длинне.

5. Дабы иключить паразитную ёмкости антенны , и исключить её влияние на работу схемы , и собственно смещения по фазе , антенну соединяем со схемой через трансформатор.

Ну , вроде бы всё.. Остаётся только принять сигнал

0

@FFPowerMan

- Нет, резистор - это смещение для транзистора, конденсатор замыкает переменную составляющую на базе.

Добавлено через 13 минут
- по положительной обратной связи - правильно. По отрицательной обратной связи: не понятно что Вы имеете ввиду, т.е. какую деталь Вы имеете ввиду. В этой схеме R2 - отрицательная обратная связь. Начали правильно, но потом как-то грубовато пошло, нужно думать точнее. Положительная обратная связь(ПОС) просто добавляет энергию в колебательный контур(КК). Он должен добавить энергию побольше чем в усилитель, и фаза должна совпадать, если обратная связь(ОС) будет в противофазе - это будет уже отрицательная обратная связь(ОС).

1

Doom64

Хороший материал на данную тему :

Автоколебания. Транзисторный генератор незатухающих колебаний

0

@i8085

Да, школьный курс физики - это хороший материал. Но лучше придерживаться "классического" изложения. Данный лектор, видимо, претендует на авторскую программу, но всё-таки лучше излагать не на основе научно-популярных фильмов 60-х годов прошлого века, а опираясь на десятилетиями отработанную учебную программу. Тогда и про необходимый баланс фаз и амплитуд можно будет объяснить, и ещё многое другое. Нормально понять эту лекцию можно только уже хорошо зная те основы, про которые этот лектор пытается тут рассказать.

0

Doom64

FFPowerMan,

Огромное Вам спасибо ! С проблемой разобрался , понимание автоколебательных цепей на основе транзистора приобрёл

0

@FFPowerMan

Выводы покороче должны быть на ВЧ.

Добавлено через 1 минуту
На картинке спектр? Вроде, не такой должен быть.

0

Doom64

FFPowerMan
Какие именно выводы на ВЧ? На ВысокоЧастотнике? Как я понял выводы компонентов? Да , тут я согласен , тоже об этом подумал во время пайки!

На спектре прекрассно виден фазовый шум от сигнала . Сам пик сигнала не виден , но это ничего страшного. У меня есть точно такой же ГУН , т.е. та же модель с ГПД управляемый со второй программы , от него такая же картинка , чисто фазовый шум на граффике. Незнаю с чем это связанно , с Ali Express едет hack-rf с качественным аттеньюатором , возможно на нём картина будет красивее.. Возможно если масштабировать картинку поближе , можно будет увидеть сигнал покрасивее... Но в данном спектре нехорошо то , что сигнал на 120 Мегагерцах , тогда как по формуле
должна быть частота 101.4735 Мгц. Смещение аж на ~20 Мгц!
Кстати , во первых , это не единственный сигнал , что ловит ГКЧ , но так же был пойман сигнал на 37 Мгц и 157 Мгц.
Так же следует отметить , что схема питается от лабараторного блока питания , схемка подключенна клеммами , если пошевелить питающие схему провода , на граффике я наблюдаю сдвиг по фазе... Веротянее всего они вносят паразитную ёмкость.. Тогда нужна гальваническая развязка через трансформатор , либо что легче и практичее всего , запитка от автономного источника питания , батарейки .. Антенна кстати штыревая , просто кусок провода , на ~70.6 см , что соответствует расчёту для четверть волновой антенны. Её качество конечно же лучше прогнать через NanoVNA , но это чуть позже....

0

Doom64

Сам сигнал ловлю на телескопическую антенну , с рабочими диапазонами.

0

Doom64

Кстати , по транзистору и его рабочей точки , я так же заменил резистор R1 с 4,7 кОм до 3,5 кОм , и вауля , транзистор перестал греться, как-бы экстремумы синусоидального сигнала вошли в рабочую область транзистора. Сигнал резко улучшился аж на ~16-18 дб!!!



Сама форма сигнала стала не такой размывчатой , более собранной и солидной , сам сигнал перестал гулять по фазе , до этого он буквально сам плыл по фазе в течении работы.



Резистор R2 стал дико греться , это может говорить о том , что началась интенсивная плодотворная работа. Поэтому я заменил его с 47 Ом до 100 Ом. Ещё стоит отметить очень интересное наблюдение , сам транзистор по даташиту имеет граничную частоту в 100 Мгц , а в данном случае сигнал ушёл далеко за 100 Мгц...

0

Doom64

В последующем хочу собрать маячок на полярном Mosfet-N транзисторе , с трансформатором вместо катушки , где на вторичном витке будет вывод антенны , будет поинтереснее.

0

@Mikl_

- увеличил ток базы, также ток коллектора и эмиттера выросли, поэтому увеличил отрицательную обратную связь, снизил коэффициент усиления усилителя с обратной связью

1

Doom64

Mikl_,

Спасибо , что указали на дополнитльные последствия изменения номинала транзистора к базе ...

Как я это вижу : понизили сопротивление на базе , значит ток через базу-эмиттер течёт больше. Больший ток означает большую нагрузку через резистор R2. Через формулу видим , что теперь в схеме стоит более подходящий резистор , т.к. напряжение у нас 5 вольт , 5*5 = 25 => 25 / 100 = 0,25 Ватт , именно с таким требованием по мощности резистор и стоит между ( - ) питающего элемента куда стекается ток , и эмиттером транзистора... Кстати через схему теперь протекает ток ~ 0,033 Ампера , данную информацию выдаёт блок питания. Ранее ~ 0,065 Ампера ...

0

Doom64

Что-бы понять , почему на блоке питания именно такая цифра , следует вычислить полное сопротивление цепи. На схеме мы можем видеть и активное и реактивное сопротивление...

Формула расчёта реактивного сопротивления катушки
Формула расчёта реактивного сопротивления конденсатора

Находим значения в соотвествии с номиналами компонентов :

X con = 1 / 2 * 3.1415 * 100.000.000 * 0,000 000 000 030 = 1 / 0.018849 = 53.0532 Ома (для конденсатора)
X cat = 2 * 3.1415 * 100.000.000 * 0,0000822 = 51646,26 (Ома для катушки)

Далее по закону параллельного включения сопротивлений R = R1*R2 / R1 + R2 имеем
53,0532 * 51646,25 / 53.05 + 51646 = 2739988,5 / 51699,05 = 53 Ома

Далее ещё есть резистор R1 , так же прогоняем

153 * 3500 / 153 + 3500 = 535500 / 3653 = 146,5 Ома

И наконец , V=IR => I = V/R => 5/146.5 => 0.034 Ампера , что приблизительно соответствует действительности

0