Zmajstrowanie prostego generatora.

Witam,

Dnia 23-04-2006 (niedziela), ManKa napisał(a):

Obawiam się, że nie rozumiesz problemu. Przeanalizuj napięcia chwilowe jakie panują na elementach obwodu rezonansowego w (typowym) generatorze LC. Weź pod uwagę, że na diodach nie panuje tylko napięcie stałe, bo nie pracują one we wzmacniaczu prądu stałego. Tam jest także napięcie w.cz. które panuje na obwodzie rezonansowym generatora (chyba jasne, że takie jest?:) - wytwarzane z resztą przez sam układ generatora. Wykorzystaj zasadę superpozycji i dodaj chwilową wartość napięcia pochodzącego od układu polaryzacji diod (zawsze takie samo), oraz chwilową wartość napięcia jakie panuje w danym momencie na obwodzie rezonansowym (zmienne wg funkcji sinus). Najprościej dla równoległego obwodu LC (np. generator Collpitsa), gdzie kondensator stanowi dioda/diody pojemnościowe.

Inaczej: w równoległym obwodzie LC generatora mamy cewkę (L) i dwie diody diody pojemnościowe połączone przeciwsobnie. (C) Zakładamy, że charakterystyki C=f(U) są liniowe. Dajemy składową stałą 5V i mamy np. pojemność 10p, więc wypadkowa dla obwodu drgań będzie 5p. Na cewce obwodu LC w danej chwili panuje napięcie 1V (jest to wartość chwilowa, bo normalnie zmienia się ono sinusoidalnie np. -2..+2V). Napięcie to rozkłada się na diody po 0.5V, napięcia strzałkowane są w tą samą stronę, więc wypadkowe chwilowe napięcie jednej z diod będzie wynosiło 5-0.5V=4.5V, a drugiej 5+0.5V=5.5V (zasada superpozycji). W konsekwencji jedna dioda będzie miała większą pojemność, a druga mniejszą, ale, że ch-yki są liniowe to pojemności zmienią się o tą samą wartość, np. o 0.5pF, więc będzie to połączenie szeregowe 10.5p i 9.5p co da wypadkową wartość 4.99p. Gdy damy tylko jedną diodę, to napięcie na niej wzrośnie i na żadnej innej nie zmaleje i przez to częstotliwość chwilowa wzrośnie. Ok? :)

Prosze sprawdzić schemat pod kątem obu napięć - tzn. i stałego i zmiennego (wartości chwilowych)! :)

Użytkownik ManKa napisał:

Może nie tyle wprowadzamy, co ona sama występuje i wcale nie jesteśmy z tego powodu zadowoleni :-)

Wszystko się zgadza, ale choćby nie wiem jak mocno spolaryzować warikap w stronę zaporową, to i tak napięcie na nim będzie sumą napięcia polaryzacji (strojenia) i wartości chwilowej napięcia w.cz.

Może ściślej: dla układu przeciwsobnego wypadkowa zmiana pojemności spowodowana składową w.cz. wynosi zero (oczywiście tylko w teorii, bo nie ma dwóch warikapów o identycznym przebiegu charakterystyki C=f(U) )

Wszystko się zgadza, ale jak sądzisz czy taki układ z dwiema diodami stosuje się aby zmniejszyć sobie zakres zmian pojemności (zmniejszyć zakres przestrajania) ??? Do tego celu wystarczy kondensator - nie potrzeba drugiego warikapu i to sparowanego z tym pierwszym.

Może nie tyle chodzi o nowe teorie, co o dopasowanie znanej teorii do konkretnego zjawiska :-)

Pozdrawiam Grzegorz

Witam,

Dnia 23-04-2006 (niedziela), Grzegorz Kurczyk napisał(a):

Niby następuje tu zmiana fazy i częstotliwości chwilowej (dla danej połówki), ale tak się zastanawiam, jakie to ma znaczenie.

Zrobiłem próby z prostym generatorem LC (VCO) ~10MHz, ale na oscyloskopie nic nie widać, co można było się spodziewać (albo nie?). :) Później wziąłem się za teorię: załóżmy, że mamy generator, którego częstliwość drgań wyznaczona jest tylko przez równoległy obwód LC. Zakładam: L=100nH i C=6.5pF => f=197.4MHz. Warikapy BB135. Połączone przeciwsobnie: Udc=2V (C=13pF), Uac=+/-0.5V (chwilowa) to daje częstotliwości: f=194.9MHz ("chwilowe" dla 1.5 i 2.5V). Jedna dioda + kondensator 13pF, Udc=2V, Uac=+/-0.5V i to daje częstotliwości: f=201.5MHz (2.5V) i f=190.8MHz (1.5V).

Jakie z tego wnioski? :) Zastanawiam się, jaki to ma wpływ, gdzie w widmie sygnału wyjściowego to może się objawić i czym to zmierzyć, tzn. być może jest coś innego co występuje w tym samym miejscu a jest np. 10 razy bardziej istotne. Ch-ykę szumów typowego VCO mam przed sobą (tzn. czego szum gdzie w widmie występuje), choć wiem, że to szumu nie powoduje. Z powyższych moich rozważań wynika, że powoduje to jakby modulację częstotliwości (i fazy) w szerokim zakresie, a przecież w takim zakresie generator nie "syfi". :) Modulacja częstotliwości następuje z częstotliwością sygnału nośnego. Czy tym w ogóle należy się przejmować (skoro w VCO z diodami są inne źródła szumów fazowych)?

Jakie zniekształcenia? Te o których rozmawiamy (zmiana pojemności dynamicznej warikapów)? To się da odfiltrować?!

Ze jedna polowka jest innej dlugosci niz druga. A jak to w widmie bedzie wygladac .. boje sie nawet pomyslec.

Poszukaj lepiej varactor frequency multiplier :-)

J.

Witam,

Dnia 24-04-2006 (poniedziałek), Grzegorz Kurczyk napisał(a):

Jeszcze raz się przyczepię. :) Nawet gdyby charakterystyki diod były takie same i liniowe, to i tak wypadkowa pojemność nie byłaby równa zero. Szeregowo połaczone kondensatory 10p dają zastępczą 5p, ale dwa kondensatory 11p i 9p już nie dają 5p... Niestety, wzór na połączenie szeregowe kondziorów nie jest "liniowy", podobnie jak wzór na czstotliwość rezonansową obwodu. Może się więc okazać, że nieliniowe ch-yki diod będą bardziej korzystne pod tym względem.

Witam,

Dnia 24-04-2006 (poniedziałek), J.F. napisał(a):

Chyba nie trzeba się bać. :) Zerknąłem na schemat transceivera IC-746 i w generatorach zastosowano pojedyńcze diody dla przestrajania. A tam zapewne myśleli nad uzyskaniem dobrego sygnału z generatora.

Powielacze na diodach pojemnościowych? Hmm, czytałem, tyle, że nie wyczytałem nic poza tym, że generuje to to harmoniczne. Poza tym w powielaczach tych dioda zasilana jest tylko napięciem w.cz., a w generatorze jest składowa stała i napięcie w.cz. stanowi tylko jakiś jej procent. Zamiast diod pojemnościowych w powielaczach stosuje się też diody Schottky'ego i złącza B-C tranzystorów w.cz. W generatorze też mamy tranzystor... Do tego wydaje mi się, że problem harmonicznych w generatorze nie jest tak bardzo istotny, zawsze można odfiltrować, a np. szumu fazowego już nie (a przynajmniej nie tak prosto:). Pytanie jak się ma ta nieliniowość diod pojemnościowych, do nieliniowości i powstawania harmonicznych przez nieliniowości tranzystora.

Użytkownik Dykus napisał:

Faktycznie masz rację. Jakoś to sobie za bardzo uprościłem.

A generator jest wlasnie taki ? napiecie ma duze ?

Tak sobie wrzucilem w spice [LT switcher cad] i

-znieksztalcen nie widac - ale moze to wina programu,

-w ogole slabo przestraja - j.w.

-napiecie na cewce duze [~20v] - to mnie nie dziwi,

-napiecie na warikapie skacze tez wielce,

-w tym momencie dioda zaczyna prostowac, a napiecie na niej to jakos miernie zalezy od sterujacego

J.