|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Niektóre schematy diod tunelowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Różne urządzenia elektroniczne Najprostszym sposobem jest zbudowanie obwodów samooscylatorów za pomocą diod tunelowych. Ponieważ dioda tunelowa jest urządzeniem dwuzaciskowym z ujemną rezystancją, stabilnym napięciem, gdy jest do niej podłączony równoległy obwód oscylacyjny, może generować. W takim przypadku ujemna rezystancja diody zrekompensuje straty, a w obwodzie mogą powstać i utrzymać nietłumione oscylacje. Zwykłe diody tunelowe o niskiej częstotliwości działają dobrze przy częstotliwościach równych jednostkom megaherców. Diody o wyższej częstotliwości, w których zmniejszona jest pojemność złącza i indukcyjność ołowiu, generują częstotliwości rzędu tysięcy megaherców. Jednak ze względu na małe wartości przekroju charakterystyki prądowo-napięciowej diody o ujemnej rezystancji moc podawana przez nią przy dowolnej częstotliwości wynosi ułamki mW. Aby kształt generowanych oscylacji nie był zniekształcony, z reguły stosuje się częściowe połączenie diody z obwodem generatora. W takim przypadku rezystancja strat podana na zaciskach diody musi być równa jej rezystancji ujemnej. W rzeczywistych obwodach zmniejszona rezystancja strat jest wybierana jako większa niż ujemna. rezystancji diody tunelowej w celu zagwarantowania niezawodnego wzbudzenia generatora przy zmianach temperatury, napięcia zasilania i częstotliwości. Biorąc pod uwagę, że rezystancja strat równoległych w rzeczywistych obwodach oscylacyjnych znacznie przewyższa rezystancję diody tunelowej, odczep musi być wykonany z niewielkiej części zwojów obwodu (rys. 1). Część mocy wibracyjnej zostanie uwolniona na wewnętrznej rezystancji źródła polaryzacji, więc powinna ona być jak najmniejsza.
Zazwyczaj diody tunelowe są zasilane przez dzielnik napięcia, który marnuje energię. Rzeczywiście, dla diod germanowych napięcie polaryzacji w trybie generowania wynosi 0,1-0,15 V, a minimalne napięcie zdecydowanej większości chemicznych źródeł prądu wynosi 1,2-2 V, dlatego konieczne jest stosowanie dzielników napięcia w zasilaniu okrążenie. W takim przypadku około 80-90% całkowitego zużycia energii jest rozpraszane w dzielniku. Ze względów ekonomicznych do zasilania diod tunelowych wskazane jest stosowanie źródeł o jak najniższym napięciu. Rezystancję wyjściową dzielnika napięcia dobiera się w zakresie 5-10 omów i tylko w urządzeniach, w których wymagana jest największa wydajność, zwiększa się ją do 20-30 omów. Ujemna rezystancja diody tunelowej powinna przekraczać rezystancję dzielnika 5-10 razy. Nie zaleca się bocznikowania tak małych rezystancji kondensatorami w celu zmniejszenia strat energii o wysokiej częstotliwości, ponieważ w niektórych przypadkach może to prowadzić do niestabilnej pracy generatora, zwłaszcza jeśli jego tryb został wybrany zgodnie z maksymalną mocą wyjściową. Ujemna rezystancja diody tunelowej jest silnie uzależniona od położenia punktu pracy, więc jeśli napięcie zasilania zmieni się o 10%, normalna praca generatora może zostać całkowicie zakłócona. Dlatego przy zasilaniu diod z chemicznych źródeł prądu - baterii, akumulatorów bardzo trudno jest zapewnić ich stabilną pracę. Najbardziej wskazane jest ich zasilanie z pierwiastków z tlenku rtęci, których napięcie zmienia się nieznacznie podczas pracy, a w niektórych przypadkach konieczne jest zastosowanie napięcia wstępnie stabilizowanego lub zastosowanie rezystancji nieliniowych w dzielniku - w ramieniu górnym, stabilizujący prąd, aw dolnym ramieniu - napięcie. Tak więc, jeśli w obwodzie oscylatora (ryc. 2, a) zamiast rezystancji R2, w bezpośrednim połączeniu stosuje się diodę germanową D11, jak pokazano na ryc. 2, b, stabilność generatora ulegnie poprawie, a gdy napięcie zasilania zmieni się z 1,5 na 1 V, nie są wymagane żadne regulacje.
Na powyższych schematach samooscylatorów o częstotliwości 465 kHz cewka L1 jest uzwojona na 4-sekcyjnej ramie polistyrenowej o średnicy 4 mm z rdzeniem ferrytowym F-1000 o średnicy 2,8 i długości 12 mm. Uzwojenie cewki zawiera 220 zwojów drutu PEV 0,13 z odczepem z 18 zwojów. Napięcie o wysokiej częstotliwości w obwodzie wynosi 1 Veff. Wszystkie wymienione metody stabilizacji nieco komplikują obwody, aw niektórych przypadkach zwiększają pobór mocy, przez co nie znalazły szerokiego zastosowania. W sprzęcie diody tunelowe są najczęściej używane w połączeniu z tranzystorami. Wiadomo, że w tranzystorze prąd emitera w stosunkowo niewielkim stopniu zależy od napięcia zasilania kolektora, zwłaszcza jeśli polaryzacja tranzystora jest w jakiś sposób ustabilizowana. Dlatego zasilając diody prądem emitera tranzystora, można uzyskać wzrost nie tylko stabilności, ale także wydajności. Ta ostatnia wzrasta tutaj ze względu na to, że straty na górnym ramieniu dzielnika są eliminowane, a dodatkowa moc pobierana przez diodę tunelową jest niewielka. Oprócz generatorów dostrojonych do stałej częstotliwości, diody tunelowe mogą być również używane w generatorach zasięgu. To prawda, że w tym przypadku konieczne jest dokładniejsze dobranie połączenia między diodą a obwodem, aby utrzymać amplitudę oscylacji i moc obciążenia na danym poziomie w całym nakładającym się zakresie. Przykładem takiego zastosowania diody tunelowej jest obwód lokalnego oscylatora dla odbiornika superheterodynowego, opisany w czasopiśmie Radio nr 5, 1962. Obwód lokalnego oscylatora uzyskuje się w tym przypadku jeszcze prostszy niż na tranzystorze (rys. 3). ).
Całkowita liczba zwojów w cewce L1 jest zachowana, a do połączenia z diodą tunelową, na górze L1 od strony jej uziemionego końca nawinięte jest uzwojenie L2, zawierające 10 zwojów drutu PELSHO 0,15. Uzwojenie łączące z konwerter L3 pozostaje w przybliżeniu taki sam, ale dla największej czułości liczba zwojów Pojemności kondensatorów C1 i C2 pozostają niezmienione, Dioda tunelowa jest zasilana ze wspólnego źródła. W takim przypadku rezystancja R2 powinna wynosić 1,2 kΩ Dioda tunelowa powinna być wybrana z maksymalnym prądem nie większym niż 1,5 mA. Bardziej racjonalne jest zasilanie diody, zastosowanie wspomnianego powyżej obwodu stabilizującego za pomocą tranzystora. W tym celu wzmacniacz LF jest przerobiony zgodnie z obwodem pokazanym na ryc. 4. Między tranzystorami wzmacniacza LF wprowadza się połączenie prądu stałego. Odchylenie do podstawy tranzystora T1 jest usuwane z emitera tranzystora T2 przez obwód R4D1, a rezystancje R2, R3. Wynikające z tego ujemne sprzężenie zwrotne prądu utrzymuje prąd emitera, a tym samym napięcie na rezystancjach R2 i R3, na prawie stałym poziomie, gdy napięcie zasilania spada o 25-30% wartości nominalnej (lepiej zwiększyć napięcie zasilania do 9B).
Do zasilania diody tunelowej stosuje się napięcie 2 V, doprowadzane do dzielnika przez rezystancję R2 (ryc. 3), które w tym przypadku przyjmuje się za 430 omów. Regulacja rozpoczyna się od sprawdzenia, jak zmienia się napięcie na emiterze tranzystora T2, gdy napięcie zasilania spada z 6 do 4,5 V lub z 9 do 6 V. Jeśli napięcie zmienia się o nie więcej niż 5-10%, wówczas ustawienie zasilania napięcie równe 5,2 V (lub 7,5 V przy 9 V), przejdź do ustawień generatora. Aby to zrobić, wirnik kondensatora zmiennego C2 umieszcza się w położeniu środkowym i regulując wartości rezystancji R1 lub R2 (ryc. 3), osiąga się maksymalną amplitudę oscylacji. Następnie sprawdź równomierność generacji w całym zakresie. Jeśli oscylacje ustaną w którymś z jej odcinków, należy zwiększyć uzwojenie cewki L2 o kilka obrotów i ponownie sprawdzić równomierność generacji podczas restrukturyzacji. Po zakończeniu strojenia lokalnego oscylatora dobiera się liczbę zwojów uzwojenia połączenia lokalnego oscylatora z przetwornikiem L3, aż do uzyskania optymalnej czułości. Projektując generatory oparte na diodach tunelowych należy dążyć do uzyskania maksymalnego współczynnika jakości obwodu oscylacyjnego w celu zwiększenia mocy dostarczanej do obciążenia. Aby zwiększyć moc, możesz również włączyć dwie lub więcej diod w obwód oscylatora. W tym przypadku, jak wynika z rozpatrzenia stosunków energetycznych, korzystne jest łączenie diod w szereg prądu stałego, wtedy napięcie przy niższej rezystancji dzielnika będzie dwukrotnie wyższe niż dla jednej diody tunelowej, a napięcie straty na ramieniu zmniejszą się. Należy pamiętać, że rezystancja dolnego ramienia musi koniecznie składać się z dwóch identycznych rezystancji, a ich punkt środkowy musi być połączony prądem stałym ze środkiem dwóch diod (ryc. 5). W przeciwnym razie stabilna praca dwóch połączonych szeregowo diod jest niemożliwa. W przypadku prądu przemiennego diody można łączyć równolegle lub szeregowo. Na schemacie pokazanym na ryc. 5 każda dioda jest podłączona do osobnego uzwojenia. Aby uzyskać jak największą moc, sprzężenie każdej diody tunelowej z pętlą musi być regulowane indywidualnie.
Diody tunelowe mogą być również stosowane w obwodach wzmacniaczy aperiodycznych. Jednak, jak wskazuje literatura, takie wzmacniacze aperiodyczne w zakresach fal długich i średnich są mało praktyczne ze względu na trudność w rozdzieleniu obciążenia i źródła sygnału. Należy również wziąć pod uwagę, że tranzystory przy porównywalnym poborze mocy mają duże wzmocnienie w rzeczywistych obwodach w porównaniu z diodami tunelowymi. Wzmacniacze rezonansowe z diodami tunelowymi są stosunkowo łatwe do zbudowania. Mogą być wykonane na przykład zgodnie z obwodem oscylatora, w którym współczynnik sprzężenia zwrotnego jest niewystarczający do wzbudzenia oscylacji. Takie schematy mają wszystkie wady wzmacniaczy regeneracyjnych: niestabilność progu regeneracji, możliwość wzbudzenia przy zmianie obciążenia, zawężenie szerokości pasma wraz ze wzrostem wzmocnienia. Jednak takie wzmacniacze mogą działać dość stabilnie, jeśli nie dążysz do uzyskania z nich maksymalnego wzmocnienia. Obwód z tym wykorzystaniem diody tunelowej pokazano na ryc. 6. Rysunek przedstawia schemat części wejściowej odbiornika o bezpośrednim wzmocnieniu z anteną ferrytową. Wiadomo, że w celu dopasowania rezystancji obwodu antenowego do rezystancji wejściowej tranzystora, przełożenie transformatora utworzonego przez uzwojenia cewek L1 i L2 jest znacznie mniejsze niż jeden.
Prowadzi to do tego, że napięcie sygnału u podstawy tranzystora okazuje się być 15-20 razy mniejsze niż napięcie na obwodzie L1C1. Na schemacie pokazanym na ryc. 6, współczynnik sprzężenia jest wybierany znacznie bardziej niż zwykle, a zaczep do podstawy tranzystora T1 jest wykonany z 1/5 całkowitej liczby zwojów cewki L1. W tym przypadku obwód L1C1 okazuje się mocno zbocznikowany, jego pasmo rozszerza się, a czułość odbiornika spada. Jednak gdy dioda tunelowa jest podłączona do dodatkowego uzwojenia L3, obwód jest częściowo „rozładowany”, jego tłumienie i szerokość pasma wracają do normy. W ten sposób można uzyskać 4-5-krotny wzrost czułości odbiornika. Liczba zwojów uzwojenia L3 jest tak dobrana, aby tłumienie obwodu nie było w pełni skompensowane, a wzmacniacz nie był wzbudzany. Jednak, aby uzyskać maksymalną czułość, należy zbliżyć się jak najbliżej progu wysterowania, aby można było regulować polaryzację diody tunelowej. Uzwojenie cewki L1 zawiera 200 zwojów drutu PELSHO 0,15, nawiniętych w jednej warstwie, aby obrócić pręt ferrytowy o długości 110 mm i średnicy 8,4 mm z kranem z 44 zwojów. Uzwojenie cewki L3 zawiera 8-10 zwojów drutu PELSHO 0,15, jest nawinięte w pobliżu uziemionego końca cewki L1. Wadą proponowanego schematu jest to, że współczynnik nakładania się obwodu wejściowego maleje, ponieważ ze względu na zwiększony współczynnik sprzężenia pojemność wejściowa tranzystora T1 będzie miała silniejszy wpływ. Ponadto przeliczona pojemność diody tunelowej zostanie dodana do pojemności obwodu. Dlatego, jeśli wymagane jest wystarczająco duże nakładanie, zaleca się użycie diody tunelowej o minimalnej pojemności. Bardziej korzystne jest zastosowanie wzmacniaczy regeneracyjnych dla stałej częstotliwości, na przykład we wzmacniaczu superheterodynowym IF (rys. 7). W tym celu na jednym z obwodów IF nawija się dodatkowe uzwojenie diody tunelowej. Lepiej jest ustabilizować polaryzację diody. Pozwoli ci to zbliżyć się wystarczająco do progu regeneracji i uzyskać 8-10-krotny wzrost. Należy wziąć pod uwagę, że szerokość pasma wzmacniacza IF gwałtownie się zawęża, jeśli nie przewidziano z góry włączenia diody tunelowej. W niektórych przypadkach, gdy dioda jest podłączona, wzmacniacz może być wzbudzony, chociaż współczynnik sprzężenia jest niewystarczający do generacji. Dzieje się tak, ponieważ wzmocnienie kaskady z podłączoną diodą tunelową staje się większe niż maksymalna stabilna wartość.
Podczas instalacji należy wziąć pod uwagę, że diody tunelowe są podatne na wzbudzanie na reaktancjach pasożytniczych. Dlatego wnioski z diody i powiązanych części mają minimalną długość, a instalacja jest przeprowadzana tak, jakby obwód był przeznaczony do pracy przy bardzo wysokich częstotliwościach. Nie używaj diod tunelowych o wysokiej częstotliwości odcięcia w obwodach o niskiej częstotliwości. Podczas eksperymentowania z diodami tunelowymi należy unikać przepięć prądu i napięcia, w przeciwnym razie dioda może ulec awarii. Podłącz i odłącz diodę tylko przy wyłączonym zasilaniu. literatura
Autor: V.Morozow; Publikacja: N. Bolszakow, rf.atnn.ru
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Sporty, które przedłużają życie ▪ Podgrzewane foteliki samochodowe - za abonament ▪ Ładowanie pojazdów elektrycznych w ruchu
▪ sekcja witryny dla radioamatora-projektanta. Wybór artykułu ▪ artykuł Obsceniczny świat. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Jak pachnie księżycowy pył? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł Aonli. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł 12 V z portu USB. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Komentarze do artykułu: Sergei Gdzieś na początku lat 3,5-tych przeczytałem pierwszą publikację o komunikacji z nadajnikiem opartym na niskoenergetycznej diodzie tunelowej w paśmie 240 MHz, na dystansie 60 kilometrów (jeśli pamięć nie zawiedzie) w magazynie Radio (dział Zagranica). Nie znalazłem wtedy diody, do eksperymentu zmontowałem jednotranzystorową „latarkę” na te same 3,5 MHz. Okazało się słyszalność sygnału na odległości 20...60 km. Nie można było kontynuować eksperymentu na większą odległość, zaczęło się ściemniać i odległe potężne stacje zaczęły ingerować.
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony