Схемы автогенераторов

Приведенные схемы и параметры ряда элементов можно рассматривать только как примеры, иллюстрирующие некоторые варианты построения подобных устройств. Например, для настройки УКВ-приемников, как составные части измерительной и связной аппаратуры в широком спектре частот. Известны примеры и нетрадиционного применения подобных схем. Некоторые будут рассмотрены далее в соответствующих разделах.
Используя описанные ранее схемы автогенераторов на биполярных транзисторах и на полевых транзисторах с изолированными затворами (МОП- транзисторах) можно построить простые, миниатюрные, и надежные ЧМ- радиопередатчики (ЧМ- передатчики), обладающие сравнительно высокими параметрами.
В качестве основы для построения схем ЧМ- передатчиков можно применить, например, схемы на рис.1.1.г и рис. 1.2.а. Данные преобразованные схемы задающих генераторов представлены на рис. 5.1. а и рис.5.1.в. Первая схема создана на основе биполярного ВЧ- транзистора и вторая - схема на основе полевого транзистора с изолированным затвором. Для высоких частот - десятки мегагерц провод для катушки колебательного контура задающего генератора желательно использовать посеребренный. Это повысит добротность катушки колебательного контура генератора. Это позволит упростить запуск генератора, повысить стабильность частоты, уменьшить размеры катушки и всего устройства. При соответствующим выборе высокочастотного транзистора, тщательного и продуманного монтажа генератора, схема на рис.5.1 а обеспечивает генерацию на сравнительно высоких частотах - до сотен мегагерц.
Схема генератора, построенного на основе полевого транзистора с изолированным затвором (МОП-транзистора), представленная на рис.5.1. в, в ходе экспериментов показала устойчивую работу на частоте 150 МГц (задача генерации более высоких частот не ставилась). Здесь и далее в приведенных схемах задающих генераторов на МОП-транзисторах можно использовать транзисторы, у которых при нулевом напряжении на затворе ток стока составляет несколько миллиампер, например, транзисторы КП305Ж, КП305Е и т.д. При незначительном усложнении схем можно применять МОП-транзисторы и с другими характеристиками (ток стока от напряжения на затворе).
Следует обратить внимание на то, что транзисторы с изолированными затворами (МОП-транзисторы) могут быть выведены из строя статическими зарядами. Поэтому при выполнении конструкций, имеющих в своем составе подобные радиоэлементы, необходимо принимать все доступные меры защиты этих элементов от статического электричества: использовать паяльник с заземленным жалом, применять браслеты, соединенные с заземляющей шиной, перед установкой МОП-транзисторов в конструкцию следует временно соединить вместе все его выводы и т.д. В домашних условиях заземлять жало паяльника и браслет на кисти руки можно только при использовании трансформатора, обеспечивающего надежную гальваническую развязку с электрической сетью 220 В, иначе возможно поражение электрическим током.
Ниже даны значения радиоэлементов для задающих генераторов для частот 65-108 МГц.

Элементы для схемы на рис.1а:

R1=6.2к, R2-20K, R3==510;
С1=20-30, С2=10-50, С3=1н-3н, С4-1н-10н, С5-10;
Т1 - КТ368, КТ-315 или любой другой ВЧ-транзистор;
катушка L1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм.
L1 - 3+1 витка;

Рис 1

Настройка:
при отсутствии генерации подстроить (подобрать) С2 и R2. Частота устанавливается конденсатором С1 и подстройкой индуктивности катушки колебательного контура. Как правило, эта операция выполняется с помощью подстроечного сердечника. Для сравнительно высоких частот, например 65-108 МГц, катушки обычно содержат несколько витков. Поэтому изменение их параметров возможно сжатием и/или растягиванием витков катушки, например, в данном случае - катушки L1.

Элементы для рис.1. в:

R1=360;
Cl-20-30, С2-1Н-ЗН, С3=10, С4=1н-10н;
Т1 - КП305Ж,Е; катушка L'1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм. L1 - 3+1 витка.

Настройка:
при отсутствии генерации подстроить (подобрать) R1. Чем меньше резистор, тем легче осуществляется генерация, но ток стока не должен превышать максимально допустимого значения для этих транзисторов. При токе стока менее 5 мА генерация иногда не осуществляется (не для всех вариантов контура L1C1 задающего генератора). Частота устанавливается конденсатором С1 и сжатием и/или растягиванием катушки L1. Оптимальный ток стока - 10-14 мА. Необходимо помнить, что для данных транзисторов ток стока не должен превышать предельно допустимого значения для тока стока - более 15 мА.
Для обеспечения возможности ЧМ-модуляции схемы автогенераторов должны быть дополнены соответствующими электронными цепями, которые обычно создают на основе варикапов - диодов обладающих емкостью, изменяемой в соответствии с поданным напряжением. И так, под действием модулирующего сигнала, подаваемого на цепь ЧМ-модуляции с предыдущих каскадов усилителя низкой частоты, варикап меняет свою емкость. Поскольку он входит в состав контура задающего генератора, в соответствии с изменением модулирующего сигнала происходит изменение частоты генератора, т.е. производится ЧМ-модуляция основной частоты.
На рис.1.в и рис1.г. представлены примеры схем задающих автогенераторов с цепями ЧМ-модуляции на варикапах. На рис. 1.в - вариант схемы на биполярном транзисторе, на рис.1.г - вариант схем на полевом транзисторе с изолированным затвором - МОП-транзисторе.

Элементы для рис. 1.в:

Р1=6.2к, R2-20K, R3=510;
С 1=20-30, С2= 10-50, C3=lH-3H, C4:=lн-10н, С5=10, С6 -10;
Т1 - КТ368, КТ-315 или любой другой ВЧ-транзистор;
D1 - варикап Д901А.В, KB 102 и аналогичные;
L2 - ВЧ-дроссель, например, Д0.1 40-100 мкН, в качестве ВЧ-дросселя можно использовать катушку с числом витков несколько десятков, например, намотать ее на резисторе с сопротивлением более 100 к;
L1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода - 0.8 мм. L1 - 3+1 витка.

Настройка:
при отсутствии генерации подстроить (подобрать) С2 и R2. Частота устанавливается конденсатором С1 и сжатием и/или растягиванием катушки L1. Не рекомендуется с целью увеличения глубины модуляции значительно увеличивать емкость конденсаторов связи (С6) варикапов с контурами. Это связано с тем, что добротность варикапов низкая, и увеличение емкости связи приведет к уменьшению добротности контуров и уменьшению выходного ВЧ-сигнала.

Элементы для рис.1.г:

R1=360;
С1=20-30, С2=1н-3н, СЗ-10, С4=1н-10н, С6=10;
Т1 -КП305Ж,Е;
D1 - варикап Д901А.В, KB 102 и аналогичные;
L2 - ВЧ-дроссель, например, ДО.1 40-100 мкН, в качестве ВЧ-дросселя можно использовать катушку с числом витков несколько десятков, например, намотать ее на резисторе с сопротивлением более 10 к;
L1 - бескаркасная, внутренний диаметр - 6 мм, диаметр провода -0.8 мм. L1 - 3+1 витка;

Настройка:
при отсутствии генерации подстроить (подобрать) R1, не превышая допустимого предела максимального тока транзистора - 15 мА. Частота устанавливается конденсатором С1 и сжатием и/или растягиванием катушки L1. Для этой схемы также не рекомендуется увеличивать емкость конденсатора С6.
Если дополнить предыдущие схемы генераторов с цепями ЧМ-модуляции соответствующими усилителями низкой частоты, то можно построить малогабаритные ЧМ-передатчики. Такие устройства вместе с микрофонами и источниками питания можно уместить в нескольких кубических сантиметрах. При антенне длиной в несколько сантиметров данные устройства обеспечивают устойчивую связь на расстоянии в несколько десятков метров при чувствительности УКВ-приемника 10 мкВ. При длине антенны равной четверти длины волны, напряжении питания 9В и чувствительности УКВ-приемника 10 мкВ дальность может составить 100 м и даже более 100 м.