Конструкция осциллятора
Я ищу хороший учебник по конструкции генератора (в электронном виде) для передатчика. Проблемы с текущими руководствами почти все предоставляют только схемы, некоторые объясняют, как это работает. Но никто не показывает, как мы определяем транзистор (выбираем бета или частотный диапазон), определяем номиналы резисторов (напряжение смещения и выходное напряжение модуляции) или номиналы конденсаторов и т. Д. Так сложно экспериментировать и самому изучать передатчик.
Не говоря уже об усилителе следующего каскада, о том, как звук добавляется к сигналу и как работает фильтр (я слышал, что для фильтра x'tall мы должны выбирать x'talls с максимально близкой частотой. Но почему, я не знаю. На это не нужно отвечать.) В основном, непрактично, поэтому невозможно изучить глубоко.
Ответы
Я хотел бы приветствовать ваш интерес не только к самодельным передатчикам, но и к теории! Я начал создавать свои собственные приемники и передатчики не так давно и полностью понимаю, как это может быть неприятно вначале.
Однако это обширная и сложная тема. Если рассматривать только генераторы для передатчиков, есть генераторы LC - Клаппа, Колпитса, Хартли и некоторые другие, кварцевые генераторы, различные типы VFO, а также PLL, DDS, вы называете это. На эту тему пишут не одно пособие, а книги .
Хорошо, я могу дать вам простую схему VXO, которую я не так давно использовал в передатчике CW:
Это так называемый Super VXO. Q2 - буфер, Q1 и вся левая часть - осциллятор. Как это работает? Хорошо, в основном это кварцевый генератор Клаппа, но кварцевый резонатор устраняется вторым кристаллом, а также L1 и VC1. Что вызывает вопросы типа «что такое Q», «для чего мне нужен буфер», «для чего нужны R5 и C3», а также про стабильность генератора, усиление (его выход всего 4 дБм, теперь что такое дБм и сколько из этого мне нужно ...), фильтрация, набор ключей и критерий Баркгаузена . Если вас интересует эта конкретная схема, вот руководство . Он на русском, но Google Translate должен помочь.
Однако цель состояла в том, чтобы показать, как простая схема создает все больше и больше вопросов, которые порождают еще больше вопросов, и именно поэтому невозможно просто написать простой учебник по осцилляторам.
Вот несколько книг, которые мне очень помогли:
- Справочник ARRL . Считайте это отправной точкой со списком ваших будущих проектов и ссылками для дальнейшего чтения.
- Практические радиоэксперименты , том 1, 2 и 3. То же. Особенно стоит прочитать Том 1.
- Практическая электроника для изобретателей, 4-е издание . Хороший источник информации по разным темам, не исключая осцилляторов и фильтров. Особенно фильтры.
- Тестирование работы радиолюбительских трансиверов . Здесь очень подробно объясняется, что такое IMD, MDS и т. Д. И как их измерять. Вам это понадобится.
- Твердотельный дизайн для радиолюбителей . Это не новость, примерно 1977 год. Но она хорошо объясняет многие вещи, особенно микшеры. Преимущество SSD в том, что он доступен бесплатно .
- Экспериментальные методы в радиотехническом проектировании . Более новая книга авторов SSD. Это здорово, но я бы не рекомендовал начинать с этого. Для лучшего понимания требуется некоторый контекст.
Я бы посоветовал прочитать хотя бы (1), (5) и (6), но лучше - все. Начните с простых проектов. Сделайте аттенюатор или фиктивную нагрузку на 50 Ом. Измерьте их. Вам понадобятся оба, чтобы проверить свой передатчик. Затем создайте простой LC-генератор. Измерьте это. Это стабильно? Почему нет? Постройте кварцевый генератор. Это лучше? Можно ли сделать частоту регулируемой? Насколько чистый выходной сигнал? Можно ли навести порядок? Постройте фильтр. Это хорошо? Это помогло?
Другими словами, продолжайте один маленький шаг за другим. И скоро вы будете в эфире со своей первой установкой QRP. 73s de R2AUK
Я считаю эти Руководства по электронике на осцилляторах очень поучительными. LTSpice , бесплатный электронный симулятор от Analog Devices, включает в себя примеры схем для генераторов Клаппа, Колпитса и Хартли. Изменение значений элементов примеров схем может помочь вам получить более полное представление о том, как каждый из них влияет на рабочие параметры осцилляторов.
Хорошая новость заключается в том, что вы должны знать, что инженеры должны научиться читать и писать спецификации, прежде чем они смогут научиться проектировать. Так что даже не пытайся. Вы должны начать с хороших характеристик !!! (множество измеримых значений)
Что оно делает? [ppm, ppm / 'C, Rs, параллельный, последовательный или гармонический (обертон) и т. д.? толерантность? / стабильность? / старение? синус или квадрат?
Как только вы узнаете, что требуется, у вас появится возможность «сделать или купить» на каждой маленькой схеме. Дискретный, ИС, модуль или конечный продукт? Что делает радио плохим или лучшим?
К счастью, XO сейчас дешевы, так что вам не нужно заучивать информацию по книге. Просто купите готовый кристаллический осциллятор не намного дороже, чем кристалл. Но какие спецификации?
X = кристалл или Xtal (x выглядит крест-накрест)
XO =
кварцевый осциллятор VCXO = управляемый напряжением XO
TCXO = темп. Компенсированный XO (часто -40 ~ + 70 ° C или от 0 до 70 ° C), градуированный по допуску в ppm, миллионных долях (ошибка) при комнатной температуре, 25 ° C и стабильности = более Vcc и темп. ассортимент.
VCTCXO Volt. контролируемый TCXO (их можно обнулить) OCXO
(запеченный кристалл SC-огранки ~ в 1000 раз более стабильный и в 200 раз более дорогой для точности типа 1e-11. Все остальные вышеперечисленные относятся к X-образному сечению AT. Конечно, OCXO DIY с AT-огранкой дешевы, если вы ноу-хау, но это требует 2-ступенчатого теплового дизайна и 2-ступенчатого нагревателя как минимум 3-го порядка
DTXO Цифровая настройка XO с ФАПЧ, и вы последовательно программируете струну в ее энергонезависимой памяти, поэтому один xtal может работать на многих частотах.
Я, наверное, опускал некоторые сокращения, но вы разберетесь.
Все это есть в Digikey.
Что такое кристалл
https://www.changpuak.ch/electronics/Quartz_Crystal_Filter_Designer_1.php
Q для X составляет ~> 10 кОм, тогда как
Q для LC-резонатора на основе отношения импеданса с R может быть 100, чтобы быть достаточно стабильным.
Я помню, как был студентом и читал ARRL Handbook остекленевшими глазами, как будто я читал книгу по векторной экономике, а затем 30 лет спустя спросил аспиранта из Филадельфии, когда я был в Сан-Диего, «что такое кристалл?» и он не признался. Тем не менее, после окончания учебы в EE у меня была необходимая теория и навыки самообучения, чтобы понять, как читать таблицы данных и схемы, и я легко спроектировал несколько двухступенчатых фильтров Xtal VLF для Doppler Rx на своей первой работе.
Каковы характеристики фильтра?
Опять же, не думайте о дизайне, пока не найдете свои характеристики.
Какая характеристика фильтра самая лучшая и можно ли узнать, как это сделать, за короткое время? Для каждой ступени: RF, IF, антенна, PS, сколько ступеней, какая групповая задержка, BW, Q stop band?
https://www.google.com/search?client=firefox-b-d&q=crystal+filter+design+calculator
Должны прочитать
https://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_oscillator
Дополнение
Простой способ понять фильтры. Мгновенный дизайн со всеми переменными на слайдерах. Выберите схемы> более крупные пассивные фильтры> выберите 7-й порядок> увеличьте спектр> выберите центральную частоту, BW Chebychev, Ripple dB, добавьте фазовую характеристику, графики нулевого полюса и измените на любую спецификацию, например. 2,4 ГГц BW 30 МГц 5-го или 12-го порядка .. (случайный)