無線電子工学および電気工学の百科事典 共振増幅器および発電機におけるジャイレーターの使用。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典 無線電子工学と電気工学の百科事典 / アマチュア無線デザイナー 低周波共振増幅器や高調波発振発生器を開発する場合、設計者は通常、労力のかかるインダクタを使用しないように努めます。 このような場合、ほとんどの場合、ウィーン ブリッジが使用されます。これにより、周波数に依存する RC 回路のみを使用して擬似共振デバイスを構築できます。 しかし、ウィーン橋に基づく構造には、単純さなどの議論の余地のない利点とともに、残念ながら重大な欠点があります。 ブリッジ要素のパラメータのわずかな不均衡に非常に敏感です。 この欠点を回避するために、公開された記事の著者は、ウィーンブリッジの代わりに、無線工学ではジャイレータと呼ばれる電子デバイスを使用して実装された人工インダクタに基づくLC回路を使用することを提案しています。 この場合の共振増幅器と高調波発振器の回路はより複雑になりますが、より安定した結果を得ることができます。 [1] でそのスキームが示されているアマチュア無線設計でのジャイレーターの使用は、非常に便利です。 残念ながら、元の情報源では、このデバイスは一般的な用語でのみ説明されており、その肯定的な特性の多くはまったく開示されていません。 ジャイレーターの実用化例はない。 ジャイレータの概略図を図1に示します。 XNUMX。 その研究の理論的分析により、理想的なオペアンプ (オペアンプ) では、ジャイレーター Zin の入力インピーダンスは純粋に誘導性であることがわかります。 さらに、インダクタンスの値は次の関係によって決まります。 Zin \ u1d Lin \ u2d R4 * R1 * R3 * CXNUMX / RXNUMX、ここでRはオームです。 C-nF; L-さん ただし、実際のオペアンプのゲインは無限ではなく、周波数が増加するにつれてゲインが減少するため、ジャイレータによって生成されるインダクタンスに損失が発生し、その品質係数が低下します。 R1=R2=R、R3=R4=r、wRC1=1 とすると、品質係数は次の式で計算できます。Q=K0/(2+2K0f/fv)、ここで Ko は演算のゲインです。アンペア; f および fv - 動作周波数およびオペアンプのゲインが 1,41 倍に減少する周波数。 K0 は通常非常に高いため、低周波数で非常に高い品質係数を取得できます。 コンデンサがそのような人工インダクタに接続されている場合、それらによって形成される発振回路は、共振増幅器および高調波発振の発生器で使用することができます。 並列発振回路を備えたアンプの 2 つの図を図に示します。 XNUMX. 低周波数では、K0f/fv << 1 の場合 (この場合のみさらに検討します)、そのような回路の共振周波数 f0=(R3/R1*C1*R2*R4*C2)1/2 /(2 *PI)。 品質係数 Q=R0(R3*C1/R1*R2*R4*C2)1/2、帯域幅 df=1/2PI*R0*C1。 増幅経路全体のゲイン Km=2。 この関係からわかるように、共振周波数を決めるには、3 個と 4 個の可変コンデンサのほかに、XNUMX 個と XNUMX 個の可変抵抗を使用して調整できます。 ダブルエレメントを使用するとより幅広いチューニングが可能となり、構造的にはシングルエレメントを使用する方が便利です。 周波数調整本体の機能を固定抵抗器R3およびR4の代わりに含まれる可変抵抗器によって実行すると、大きな調整範囲を得ることができる。 ただし、この場合、出力信号はこの抵抗器のスライダーから削除する必要があります。そうしないと、電圧ゲインが同調周波数に依存します。 アンプの回路は図に示されています。 図3に示すように、直列共振回路が使用されている。 この場合、ゲインは共振周波数で急激に増加します。 2 ではなく、Km=XNUMXQ と等しくなります。 品質係数は次の比率によって決まります。 Q = (R1*R2*R4*C2/R3*С1)1/2/R0。 デュアル可変コンデンサを使用して調整すると、アンプのゲインは周波数に依存しませんが、帯域幅は変化します。 並列回路を備えた共振アンプ (図 2) に基づいて、ノッチ アンプを簡単に構築できます (図 4)。 共振周波数の共振アンプでは、オペアンプ DA1 の反転入力の信号が入力信号に等しいため、出力を得るには、最初の信号から 3 番目の信号を減算するだけで十分です。 減算演算はオペアンプ DAXNUMX によって実行されます。 他の周波数では信号差をゼロにすることはできなくなります。 共振増幅器を高調波振動の発生器に変換するには、発振回路でのエネルギー損失を補償する必要があります [2]。 発電機では、その回路が図に示されています。 図5および図6に示されるように、補償は、調整可能な負性抵抗を回路に導入することによって達成される。 発電機(図5)では、その機能は定抵抗器R6と半導体サーミスタR5で構成される分圧器によって実行されます。 生成された電圧の振幅が増加すると、サーミスタの温度が上昇し、その抵抗が低下し始めます。 その結果、彼によって発振回路に導入された負性抵抗が減少し、発電機によって生成される電圧が安定します。 抵抗器 R6 の抵抗値を選択することにより、サーミスタの安定化効果を最大限に引き出すことができます。 後者としては、ウィーンブリッジを備えた調和振動発生器の動作モードを安定させるように設計されたデバイス、たとえば図に示されている PTM2 / 0.5 サーミスタを使用するのが最善です。 このようなサーミスタが入手できない場合は、電力計に使用されているサーミスタを使用するか、図に示す回路に従って発電機を作成できます。 この発電機では、安定化機能は超小型白熱信号灯 SMN によって実行されます。 このようなランプは古いコンピュータで広く使用されていました。 発電機の動作モードの安定化は、ランプのフィラメントが真っ赤に加熱された場合にのみ達成できます。 ただし、従来のオペアンプではそのような電流を供給できないため、KT6B トランジスタをベースとした電流アンプを発電機に導入する必要がありました。 ここで考えた発生電圧を安定させるための工夫は非常に有効です。 可変抵抗器が発生周波数を 1 倍に変更しても、発生電圧の値は 0,1% しか変化しなかったと言えば十分です。 可聴周波数範囲における非線形歪みの係数は XNUMX% を超えず、周波数が低くなるほど大きくなり、前者の場合はサーミスタまたは電球の熱慣性が不十分であることが原因であり、後者の場合は、サーミスタまたは電球の熱慣性が不十分であることが原因でした。人工インダクタンスとしてジャイレータを使用した回路の品質係数の低下。 文学
著者:G。ペティン、ロストフオンドン 他の記事も見る セクション アマチュア無線デザイナー. 読み書き 有用な この記事へのコメント. 科学技術の最新ニュース、新しい電子機器: 交通騒音がヒナの成長を遅らせる
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