クォーツスーパージェネレーターでの実験。スキーム、説明

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石英スーパージェネレーターの実験。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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図 1 は、実験に使用されたスキームを示しています。研究における水晶の周波数は 14.218 MHz でした。実験で変更された主な要素はインダクタ L です。範囲内の周波数ディップを排除するために、それに並列に 22 kΩ の抵抗が追加されました。発電機内のトランジスタのカットオフ周波数は 80 MHz です。バッファ段として - 電界効果トランジスタ増幅器。最初のトランジスタのバイアス抵抗 Rb は 100 kOhm です (この値では、エミッタ電流は 9 mA)。コンデンサ C1 および C2 はそれぞれ 150 pF。実験の最後に、Rb、C1、C2の値を変更する試みがありました。可変コンデンサはプレート型で、値は数 pF ～ 100 pF です。トランス T は直径 7 mm のフェライトリングに巻かれています。巻線は 0.2 本のワイヤ PELSHO 3 を折り曲げて撚り合わせたもので、4 ～ XNUMX 回巻かれています。各巻線の端はスキームに従って接続されます。

石英スーパージェネレーターを使った実験。図式
Pic.1

図 2 に、TS コンデンサの静電容量が最小値から 100 pF まで変化する場合のジェネレータ周波数調整範囲を示します。測定には、定格 5.6、8.2、10、10.39、11、および 12 μH のインダクタ L のセットを使用しました。 10.39 μH のインダクタンスを得るには、直列に接続された 10 つの 0.39+11 μH コイルを使用し、10 μH の場合は 1+1 μH を使用しました。明確にするために、300 つのクォーツを備えた発電機の曲線 (X12 のみ) が示されています。グラフからわかるように、従来の発電機では、インダクタンスが増加すると周波数がわずかに変化します。同時に、スーパージェネレーターの周波数調整範囲は、L=XNUMX μH で XNUMX kHz (!) まで急速に増加します。ただし、このように周波数調整範囲が広いと安定性が低下するので注意が必要です。

クォーツスーパージェネレーターを使った実験
Pic.2
図 2 は、10 つのインダクタンス値 L=10.39、11、および 100 µH の周波数ドリフトを示しています。この場合、両方の水晶は並列に接続されており、可変コンデンサの容量は TC=25 pF です。測定は、対応する回路をはんだ付けしてから 10 分後に実行されました。その後、発電機の電源を入れて時間を記録した。見てわかるように、L=10.39 μH では許容できる経時的安定性が観察されました。 L=11 および 10 µH の値では、周波数はより広い範囲でドリフトします。これはインダクタンスの温度係数に最も大きく依存します。したがって、私の実践では、最大値 L = XNUMX µg に落ち着きました。最終的には、ウォームアップ時間を長くし、温度係数の小さなインダクタを使用することで、より優れた安定性を得ることができます。

クォーツスーパージェネレーターを使った実験
Pic.3

ここで、静電容量 C1 と C2 を少し変更します。他のすべてのパラメータは次のように設定されます: Rb=100 kOhm、L=10 µH、および X1、X2 は並列接続です。図 4 は、周波数範囲を静電容量 C1 および C2 の関数として示しています。 C1 と C2 が同時に変更されました。グラフは、静電容量が増加すると周波数範囲が広がることを示しています。 C1=C2=330pF での測定は、図 5 に示すように Vout (カウンタの出力電圧) が低すぎるため不可能でした。この回路では、実際には 1 および 2 pF の C100 と C150 の値が最も許容されます。

クォーツスーパージェネレーターを使った実験
Pic.4

そして最後に、ベース抵抗 Rb の値を変更しました。他の要素は、C1=C2=150pF、L=10uH、および並列の X1、X2 でした。最初に、Rb は 100 mA のエミッタ電流で 9 kΩ に設定されました。今回はRbを200kΩに設定し、エミッタ電流を5.2mAに低減しました。 Vout（出力電圧）は0.7Vから0.3Vに減少しましたが、周波数範囲は変化しませんでした。また、Rbが470kΩに増加したため、エミッタ電流は2.4mAに減少しました。ただし、Vout が低すぎて 0.1 V 未満でした。そのため、カウンターは信号の周波数を測定できませんでした。

クォーツスーパージェネレーターを使った実験
Pic.5

最終的に、L=100μH、C10=C1=2pF、X150とX1を並列接続、Rb=2kΩで約100kHzの周波数範囲が得られました。安定性は許容範囲内ですが、コイルインダクタンスLが増加するにつれて悪化し、C1とC2が高い値に設定されているもののバイアス抵抗Rbに依存しないため、周波数範囲が広くなりました。

これらの結果は多かれ少なかれ特異的であり、この実験で使用された石英に依存することを強調しておく必要があります。最適値は L、C1、および C2 について推定されたものであり、水晶が他のパラメータまたは他の周波数を持っている場合、この実験で得られた値と異なる場合があります。したがって、水晶振動子のパラメータを最適化するために実験を行うことができます。

著者: 箕輪誠, 7N3WVM; 翻訳と出版: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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