Diseño de oscilador
Estoy buscando un buen tutorial sobre el diseño de osciladores (electrónicamente) para transmisores. Los problemas con los tutoriales actuales son casi todos proporcionar solo esquemas, algunos explican cómo funciona. Pero nadie muestra cómo determinamos el transistor (seleccione beta o rango de frecuencia), determinamos valores de resistencia (voltaje de polarización y voltaje de modulación de salida) o valores de capacitores, etc. Es muy difícil experimentar y aprender por mí mismo sobre el transmisor.
Sin mencionar el amplificador de la siguiente etapa, cómo se agrega el sonido a la señal y cómo funciona el filtro (escuché para el filtro x'tall, deberíamos seleccionar x'talls con la frecuencia más cercana posible. Pero por qué, no lo sé. No es necesario responder a esto). Básicamente, no es práctico, por lo tanto, no se puede aprender en profundidad.
Respuestas
¡Me gustaría aplaudir su interés no solo por los transmisores caseros sino también por una teoría! Comencé a construir mis propios receptores y transmisores no hace mucho tiempo y comprendo completamente lo frustrante que puede ser al principio.
Sin embargo, este es un tema amplio y complicado. Si consideramos solo osciladores para transmisores, hay osciladores LC: Clapp, Colpits, Hartley y varios otros, osciladores de cristal, varios tipos de VFO, también PLL, DDS, lo que sea. La gente no escribe un solo tutorial, sino libros sobre este tema.
Bien, puedo darte un esquema VXO simple que usé en un transmisor CW no hace mucho tiempo:
Este es un llamado Super VXO. Q2 es un búfer, Q1 y toda la parte izquierda es un oscilador. ¿Como funciona? Bien, básicamente es un oscilador de cristal Clapp, pero un cristal está des-Q'ed con un segundo cristal y también L1 y VC1. ¿Qué trae una pregunta como "qué es Q", "para qué necesito un búfer", "para qué son R5 y C3", también sobre la estabilidad del oscilador, amplificación (su salida es de solo 4 dBm, ahora qué es dBm y cuánto de eso necesito ...), filtrado, codificación y criterio de Barkhausen . Si está interesado en este esquema en particular, aquí hay un tutorial . Está en ruso, pero Google Translate debería ayudar.
Sin embargo, el objetivo era mostrar cómo un esquema simple crea más y más preguntas, lo que crea aún más preguntas, y por eso es imposible escribir un tutorial simple sobre osciladores.
Aquí hay varios libros que me ayudaron mucho:
- Manual de ARRL . Considérelo un punto de partida con una lista de sus proyectos futuros y referencias a lecturas adicionales.
- Experimentos prácticos de radio , vol. 1, 2 y 3. Ídem. Especialmente vale la pena leer el volumen 1.
- Práctica electrónica para inventores, cuarta edición . Buena fuente de información sobre diversos temas, sin excluir osciladores y filtros. Especialmente filtros.
- Pruebas de rendimiento de transceptores de radioaficionados . Éste explica con gran detalle qué son IMD, MDS, etc. y cómo medirlos. Necesitarás esto.
- Diseño de estado sólido para el radioaficionado . No es nuevo, alrededor de 1977. Pero explica muchas cosas bien, especialmente los mezcladores. Lo bueno de SSD es que está disponible de forma gratuita .
- Métodos experimentales en diseño de RF . El libro más nuevo de los autores de SSD. Es genial, pero no recomendaría empezar por él. Se requiere algo de contexto para una mejor comprensión.
Mi consejo sería leer al menos (1), (5) y (6), pero mejor, todos. Empiece con proyectos sencillos. Construya un atenuador o una carga ficticia de 50 ohmios. Mídelos. Necesitará ambos para probar su transmisor. Luego construya un oscilador LC simple. Mídelo. Es estable? Por qué no? Construye un oscilador de cristal. ¿Es mejor? ¿Es posible ajustar la frecuencia? ¿Qué tan limpia es una señal de salida? ¿Es posible limpiarlo? Construye un filtro. ¿Tiene algo de bueno? ¿Te ayudó?
En otras palabras, proceda un pequeño paso tras otro. Y pronto estará al aire con su primer equipo QRP. 73s de R2AUK
Encuentro estos Tutoriales de Electrónica sobre Osciladores muy instructivos. LTSpice , el simulador electrónico gratuito de Analog Devices, incluye circuitos de ejemplo para osciladores Clapp, Colpitts y Hartley. Perturbar los valores de los elementos de los circuitos de ejemplo puede ayudarlo a desarrollar una comprensión más completa de cómo cada uno afecta los parámetros de rendimiento de los osciladores.
La buena noticia es que debe saber que los ingenieros deben aprender a leer y escribir especificaciones antes de poder aprender a diseñar. Así que ni lo intentes. ¡Debes comenzar con buenas especificaciones! (muchos valores medibles)
¿Qué hace? [ppm, ppm / 'C, Rs, paralelo, serie o armónico (armónico), etc.? tolerancia? / estabilidad? / envejecimiento? seno o cuadratura?
Una vez que sepa lo que se requiere, sus opciones son "hacer o comprar" en cada circuito pequeño. ¿Discreto, IC, módulo o producto final? ¿Qué hace que las radios sean malas o mejores?
Afortunadamente, los XO son baratos ahora, por lo que no tiene que aprender la información de un libro. Simplemente compre un oscilador de cristal listo para usar por no mucho más que el cristal. Pero, ¿qué especificaciones?
X = Cristal o Xtal (x parece un entrecruzamiento)
XO = Oscilador de cristal
VCXO = Controlado por voltaje XO
TCXO = Temp. XO compensado (a menudo -40 ~ + 70 ° C o 0 a 70 ° C) clasificado por tolerancia en ppm, partes por millón (error) en la habitación, 25 ° C y estabilidad = sobre Vcc y temp. rango.
VCTCXO Volt. TCXO controlado (Estos se pueden anular)
OCXO (Cristal de corte SC horneado ~ 1000 veces más estable y 200 veces más caro para una precisión de tipo 1e-11. Los otros anteriores son todos AT cut X. Por supuesto, los OCXO DIY AT-cut son baratos si conocimientos técnicos, pero eso requiere un diseño térmico de 2 etapas y un calentador de 2 etapas como mínimo de tercer orden.
DTXO Sintoniza digitalmente XO con PLL y programa en serie la cadena en su memoria no volátil, por lo que un xtal puede hacer muchas frecuencias.
Probablemente dejé algunos acrónimos, pero lo resolverá.
Digikey tiene todos estos.
Que es un cristal
https://www.changpuak.ch/electronics/Quartz_Crystal_Filter_Designer_1.php
Q para una X es ~> 10k mientras que,
Q para un resonador LC basado en la relación de impedancia con R podría ser 100 para ser razonablemente estable.
Puedo recordar ser estudiante y leer el Manual de la ARRL con ojos vidriosos como si estuviera leyendo un libro sobre economía vectorial y luego, 30 años después, le pregunté a un estudiante graduado de Filadelfia cuando estaba en San Diego, "¿qué es un cristal?" y no admitió ni idea. Sin embargo, después de graduarme en EE, tenía la teoría y las habilidades autodidactas necesarias para comprender cómo leer hojas de datos y esquemas y diseñé varios filtros Xtal VLF de 2 etapas para un Doppler Rx fácilmente en mi primer trabajo.
¿Cuáles son las especificaciones del filtro?
Una vez más, lo mismo, no pienses en el diseño hasta que encuentres tus especificaciones.
¿Cuál es la mejor especificación de filtro y es posible aprender cómo en poco tiempo? Para cada etapa, RF, IF, Antena, PS, ¿cuántas etapas, qué grupo de retardo, BW, Q stop band?
https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=crystal+filter+design+calculator
Debe leer
https://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_oscillator
Apéndice
Cómo entender los filtros de forma sencilla. Diseño instantáneo con todas las variables en deslizadores. Elija circuitos> filtros pasivos más grandes> elija orden séptimo> aumente el espectro,> elija frecuencia central, BW Chebychev, Ripple dB, agregue respuesta de fase, trazados de polo cero y cambie a cualquier especificación, por ejemplo. 2.4GHz BW 30MHz 5º orden o 12º orden .. (aleatorio)