Генератор качающейся частоты схема – Две схемы простых генераторов качающейся частоты — Аппаратура — СХЕМЫ — Статьи

Генератор качающейся частоты с индикатором АЧХ на ЖКИ

Измерительная техника

Главная  Радиолюбителю  Измерительная техника


Этот прибор создан на базе двух конструкций — функционального генератора и карманного осциллографа, описания которых опубликованы ранее в нашем журнале. С его помощью можно определить резонансную частоту колебательного контура или кварцевого резонатора, форму АЧХ усилительного тракта или фильтра в диапазоне от нескольких герц до десяти мегагерц.

Прибор состоит из двух блоков — собственно генератора качающейся частоты и индикатора.

Технические характеристики

Центральная частота на

выходе 1, Гц ……………1…107

Относительная девиация

частоты на выходе 1, % ……0.30

Девиация частоты на выходе 2, кГц ………………0.100

Амплитуда выходного сигнала, В ……………………0.2

Чувствительность индикатора, В …………………….0,1

Потребляемый ток, мА

по цепи -5 В …………….10

по цепи +5 В …………….50

Рис. 1

Схема генераторной части прибора показана на рис. 1. За её основу взят генератор на микросхеме МАХ038, схема и подробное описание которого опубликованы в [1]. Исключены детали, требовавшиеся для получения на выходе этой микросхемы (DA3) сигналов треугольной и прямоугольной формы, оставлен только синусоидальный сигнал. На вход перестройки частоты FADJ микросхемы DA3 подано пилообразное напряжение от генератора, собранного на транзисторах VT3, VT4 и VT6. Частоту «пилы» задаёт конденсатор C19, а её точную подстройку можно выполнить подборкой резистора R15, изменяя его сопротивление не более чем на ±20 %. Узел на транзисторах VT8 и VT10 формирует в начале каждого периода пилообразного напряжения короткий синхроимпульс для запуска развёртки индикатора.

Переменным резистором R22 можно установить относительную девиацию частоты генератора на микросхеме DA3 от 0 до 30 % от средней частоты, заданной переключателем SA1 и переменным резистором R10. Для плавной настройки можно ввести последовательно с R10 ещё один переменный резистор номиналом 4,7 кОм.

Диапазон перестройки генератора от 1 Гц до 10 МГц разделён на семь поддиапазонов с десятикратным изменением частоты на каждом. Общий диапазон перестройки можно расширить, насколько это позволят возможности микросхемы DA3. Для этого необходимо увеличить число положений переключателя SA1 и подобрать конденсаторы, подключаемые им к выводу 5 микросхемы в новых положениях. Синусоидальный сигнал подают на исследуемое устройство с разъёма XW1 «Выход 1».

Для исследования АЧХ звуковых устройств необходима более значительная относительная девиация частоты (например, от 20 Гц до 20 кГц). Чтобы получить её, использован метод биения сигналов двух генераторов — перестраиваемого и образцового (неперестраиваемого). Образцовый кварцевый генератор на частоту 1 МГц собран на транзисторе VT1. Разностная частота двух генераторов формируется смесителем на транзисторах VT2, VT5 и поступает на разъём XW2 «Выход 2» через эмиттерный повторитель на транзисторах VT7 и VT9.

При использовании этого выхода основной генератор на микросхеме DA3 должен быть настроен так, чтобы нижняя граничная частота его перестройки пилообразным напряжением была как можно точнее равна частоте кварцевого генератора (1 МГц), а верхняя граница была выше на величину необходимой девиации частоты на выходе 2. Например, если установить верхнюю границу равной 1,1 МГц, то частота сигнала на этом выходе будет пилообразно изменяться от 0 Гц до 100 кГц.

Уровень сигнала на обоих выходах генератора регулируют одновременно сдвоенным переменным резистором R26.

Рис. 2

Генераторная часть (за исключением узла питания на трансформаторе T1, выпрямительных мостах VD1, VD2 и интегральных стабилизаторах DA1, DA2) собрана на печатной плате, изготовленной по чертежу, показанному на рис. 2. Частотозадающие конденсаторы C1, C5, C6, C10, C14, C15, С17 припаяны непосредственно к выводам переключателя SA1.

Рис. 3

В качестве индикатора, отображающего АЧХ исследуемого устройства, использован осциллограф, описанный в [2]. В его схему и программу микроконтроллера внесены незначительные изменения. Доработанная схема представлена на рис. 3. Из неё исключены кнопки выбора режимов работы, а в программе оставлена только развёртка длительностью 10 мс, что немного больше периода пилообразного напряжения генератора на однопереходном транзисторе VT3. Для запуска развёртки на вход RB7 микроконтроллера поступают синхроимпульсы с коллектора транзистора VT 10.

Рис. 4

Основная часть деталей индикатора размещена на печатной плате, изображённой на рис. 4. Однако узел детектора с разъёмом XW3, диодом VD3, конденсаторами C28, C29 и резисторами R30, R31 выполнен в виде выносного пробника, соединённого с микроконтроллером экранированным проводом. Это удобно для подключения пробника к исследуемому устройству. Кроме того, пробники могут быть сделаны сменными и разными по схеме в зависимости от частоты и амплитуды подаваемых на них сигналов.

Устройство начинают налаживать с подборки частотозадающих конденсаторов основного генератора так, чтобы перекрыть весь диапазон частот без пропусков. Далее проверяют работу кварцевого генератора и смесителя, установив частоту основного генератора равной 1 МГц при нулевой девиации и контролируя её по нулевым биениям на выходе 2, к которому для контроля можно подключить головные телефоны. Налаживание генератора пилообразного напряжения сводится к подборке конденсатора C19 для получения частоты колебаний не менее 80, но не более 100 Гц (частоты развёртки индикатора).

Недостаток этого индикатора состоит в том, что контрастность изображения на экране в результате его постоянного обновления оказывается низкой. Повысить её можно, временно остановив развёртку. Для этого нужно установить изображённый на рис. 1 штриховой линией выключатель SA2. При его замыкании поступление синхроимпульсов на вход PB7 микроконтроллера DD1 прекратится, а на экране индикатора HG1 будет «заморожена» с максимальной контрастностью последняя выведенная кривая.

«Карманный осциллограф», изготовленный по описанию в [2], можно использовать и без всяких изменений, но в этом случае обновление экрана будет происходить один раз за две секунды, а после каждого включения прибора необходимо будет устанавливать скорость развёртки.

Чтобы иметь возможность не только качественно оценивать АЧХ исследуемого устройства, но и определять точную частоту её характерных точек, рекомендуется дополнить прибор частотомером, который можно изготовить по одной из опубликованных в журнале схем. Измерять частоту следует, установив на приборе её нулевую девиацию.

Литература

1. Нечаев И. Функциональный генератор с диапазоном частот 0,1 Гц…10 МГц. — Радио, 1997, № 1, с. 34, 35.

2. Пичугов А. Карманный осциллограф. — Радио, 2013, № 10, с. 20, 21.

Файлы печатных плат в формате Sprint Layout 5.0 и программу микроконтроллера можно скачать здесь.

Автор: . Каменев, г. Москва

Дата публикации: 15.08.2014

Мнения читателей
  • Виктор / 04.10.2017 — 10:55
    Добрый день! Очень заинтересовала схема генератора, для расширения учебно-лабораторной лучше не придумаешь. При макетировании генератора возникла проблема: не запускается непосредственно сам генератор на МАХ038СРР. При его включении (отдельно от всего) сразу скачком возрастает ток питания по минусу до (0,7-0,9)А, сигнала, естественно, на выходе никакого нет. Ток питания по плюсу — мизерный. Сравнил схемы включения микросхемы в статье и даташите — всё соответствует. Испытал 6(!) микросхем — результат один и тот же. Не могу понять в чём проблема. Покупал микросхемы на AliExpress, но у разных продавцов — может в этом проблема? Очень прошу помочь. С уважением Виктор Сивоконь г Ростов-на-Дону

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

www.radioradar.net

Простой генератор качающейся частоты — Сборник статей — Каталог статей

Генератор качающейся частоты (ГКЧ) и осциллограф с успехом заменяют измерители амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) промышленного изготовления с учётом несколько меньших удобств работы и точности измерений. В [1] описан ГКЧ на диапазон частот 0.2…30 мГц, предназначенный для относительно узкополосных измерений. Однако он может показаться сложным  и на его изготовление потребуется значительное время и силы. К тому же полный набор функциональных возможностей этого прибора может быть и не нужен. 

На Рис.  Показана схема более простого и лёгкого в изготовлении ГКЧ.  В авторском исполнении этот ГКЧ предназначен для диапазона частот  5.5…15.5 мГц и позволяет производить измерения узкополосных АЧХ, в основном кварцевых фильтров и радиочастотных трактов связной аппаратуры, в том числе и трактов промежуточной частоты. Весь рабочий диапазон частот перекрывается при помощи 8 поддиапазонов (см. табл.). При этом максимальная девиация частоты составляет около 22 кГц в нижней части диапазона частот и около 330 кГц в верхней части. Частота развёртки регулируется от 5 до 100 Гц. ГКЧ имеет выход синхроимпульсов, предназначенный для синхронизации развёртки осциллографа и 4 выхода высокочастотного (ВЧ) напряжения с коэффициентами деления 1:1, 1:10, 1:100, 1:1000.

Рис. Схема электрическая принципиальная ГКЧ.
 

Вся схема ГКЧ состоит из двух отдельных функциональных узлов, генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), выполненного на трёх операционных усилителях (ОУ) А1-А3, полевом транзисторе (ПТ) VT1, двух диодах VD2, VD3 и управляемого генератора (УГ) радиочастоты с выходным делителем ВЧ напряжения — атеньюатором, выполненным на ПТ VT2 и биполярном транзисторе  VT3. Основным блоком является ГЛИН, а ,УГ может быть выполнен в виде сменного блока, что позволяет упростить устройство, а новые диапазоны частот вводить по мере необходимости.

Задающий генератор ГЛИН собран на ОУ А1 по схеме мультивибратора на ОУ охваченном положительной обратной связью с одним времязадающим конденсатором С1 [2]. На ПТ  VT1, RP1  и резисторе R2 выполнен токостабилизирующий двухполюсник, ток которого определяет ЛИН. ОУ А1 используется в качестве компаратора. Пусть на выходе ОУ положительное напряжение насыщения. Через диод  D2  и токостабилизирующий двухполюсник осуществляется заряд конденсатора С1, напряжение на котором возрастает линейно в функции времени и поступает на инвертирующий вход ОУ.

Выходное напряжение ОУ, одновременно, через делитель на резисторах R6, R1  поступает на неинвертирующий вход ОУ. Когда напряжение на С1 превысит напряжение на неинвертирующем входе ОУ, то выходное напряжение ОУ уменьшится до нуля  и конденсатор С1 начнёт разряжаться через резистор R5,  диод VD3 и выход ОУ от отрицательного источника питания. R5 имеет величину 100 Ом. Это означает, что выход ОУ сильно шунтирован разрядной цепью и напряжение на нём становится отрицательным, но близким к нулю.  Поэтому импульс синхронизации имеет длительность приблизительно 0.4…0.6 мкс и вид отрицательного импульса положительной полярности, т. е. Имеет вид провала относительно положительного уровня насыщения ОУ.

На ОУ А2 выполнен повторитель напряжения, служащий для развязки ЛИН на конденсаторе С1 от последующих цепей. К выходу этого ОУ подключен потенциометр RP2, при помощи которого регулируется амплитуда ЛИН, а следовательно и величина девиации частоты ГКЧ. С движка RP2 ЛИН поступает на неинвертирующий вход А3, на котором выполнен сумматор. С движка RP3  напряжение сдвига поступает на инвертирующий вход А3.  В результате выходное напряжение этого ОУ имеет линейный участок с перепадом уровней, задаваемым RP2 и этот участок может смещаться по уровню, что регулируется потенциометром RP3. В конечном итоге такое напряжение позволяет изменять пределы девиации частоты и смещать этот интервал частот по оси частот, т. е. по оси Х.  Узел сдвига на ОУ А3 облегчает работу и создаёт дополнительные удобства. По этой причине он может и отсутствовать. Тогда ЛИН с движка RP2  должно поступать сразу на резистор R9  и конденсатор С12. 

Второй блок — управляемый генератор высокой частоты с делителем выходного напряжения. На ПТ VT2 выполнен автогенератор ВЧ по схеме индуктивной трёхточки, а на БТ VT3 выполнен развязывающий эмиттерный повторитель, с которого ВЧ напряжение поступает на выход 1:1 и на делитель напряжения. Делитель имеет выходные сопротивления по 68 Ом.

В контур автогенератора ВЧ включены, варикап VD1, при помощи которого управляют  девиацией частоты, КПЕ С2, при помощи которого устанавливают начальную рабочую частоту и три конденсатора С5, С6, С7, коммутируемых переключателями S3, S4, S5.  При помощи этих конденсаторов переключаются поддиапазоны частот. ЛИН на варикап поступает через R9. Через R4 на варикап поступает напряжение начального смещения, задаваемое делителем напряжения на резисторах R3, R7.

В таблице приведены сведения о частотных поддиапазонах автогенератора ВЧ в зависимости от ёмкости колебательного контура и соответствующие им ВЧ выходные напряжения.  Эти данные получаются если катушка L1 колебательного контура намотана на каркасе из текстолита  диаметром 12.5 мм без подстроечного сердечника и содержит 20 витков провода ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0.3 мм намотанных с шагом 0.5 мм. Отвод сделан от второго витка снизу.

В качестве КПЕ использован переделанный блок КПЕ от приёмников типа «ВЭФ». В статорной секции КПЕ удалены 4 пластины, а в роторной удалено 5 пластин. В результате ёмкость получившегося КПЕ изменяется от 7.8 пФ до 46.2 пФ. Разумеется, в каждом конкретном случае будут иметь место некоторые отличия в значениях минимальной и максимальной емкостей КПЕ  потому, что невозможно без точных измерений ёмкости переделанного КПЕ получить нужные взаимные расположения пластин ротора и статора. Поэтому значения частот поддиапазонов нужно измерить тем или иным способом и отградуировать шкалы. Высокой точности при этом не нужно.

УГ ВЧ может быть сменным и дополнительные блоки могут быть выполнены  на частоты УКВ вплоть до ДЦВ. Но при этом нужно использовать  более высокочастотные транзисторы и монтаж выполнить с учётом хорошо известных особенностей монтажа устройств диапазона ДЦВ.

В подобных ГКЧ нет никаких технических средств для измерения частоты на экране. Можно предложить для этого следующие способы.

1. Измеряется длительность развёртки ЛИН при помощи частотомера. Вход разделительного усилителя подключается к делителю ПОС ГЛИН. Потенциометр «Девиация частоты» ставится в нижнее положение. Измеряется  частота.  Потенциометр переводится в положение при котором будет наблюдаться характеристика. Точнее, возврат в режим АЧХ и установка желаемого изображения и снова переход в режим «стоп». Снова измеряется значение частоты. Если длительность развёртки осциллографа совпадает с временем развёртки ГЛИН, то цена деления совпадает. Если нет то, нужно разделить значение девиации частоты на время развёртки ГЛИН. Получится скорость изменения частоты . Это значение умножается на значение времени развёртки на одно деление. В результате получается значение изменения частоты на одно деление.

2. Потенциометр «Девиация частоты» устанавливается в положение «ноль». А частотой управляют вручную потенциометром «Сдвиг по Х» или «Установка частоты: точно». При этом на экране наблюдается горизонтальная линия. Управляя частотой вручную устанавливают эту линию на отмеченные заранее положения по У, соответствующие нужным уровням АЧХ. В этих точках  отмечается значение частоты с помощью частотомера.

3. Отмечаются на АЧХ уровни по У соответствующие одному или нескольким делениям по Х. Способом 2 измеряются частоты. В зависимости от того, было одно деление или несколько, то получается значение изменения частоты либо сразу или делением на число делений по Х, имеющихся на экране в соответствии с характеристикой.

            Источники информации

1.  Скрыпник В.А. Приборы для контроля и налаживания радиолюбительской аппаратуры.- М.: Патриот, 1990.-  с. 28-38.
2.  Бондарь В.А. Генераторы линейно изменяющегося напряжения. — М.: Энергоиздат, 1988.- с. 101.

 

cner.ucoz.net

Генератор качающейся частоты

Генератор качающейся частоты схема приведена на рис.

Он состоит из двух генераторов один из которых вырабатывает ВЧ напряжение, а другой — пилообразное напряжение частотой около 0,3 Гц. ВЧ-генератор выполнен на полевом транзисторе VT2, включенном по схеме «емкостной трехточки». В описываемом варианте этот генератор предназначен для проверки наиболее распространенных фильтров — электромеханических с резонансной частотой 500 кГц и кварцевых на частоты 5500, 8815 и 9000 кГц. С генератора на однопереходном транзисторе VT1 пилообразное напряжение подается на варикапы VD1—VD3, которые входят в колебательные контуры генератора радиочастоты. При совместной работе с осциллографом пилообразное напряжение может использоваться для его синхронизации.

Полосу «качания» ГКЧ от 1 до 50 кГц устанавливают переменным резистором R6. Поскольку при этом несколько смещается и средняя частота прибора, то при изменении этого параметра сдвиг компенсируют конденсатором переменной емкости С16.

В режиме ручного управления (переключатель SA1 в положении «Ручн.») генератор радиочастоты также можно перестраивать в небольших пределах, подавая на варикапы управляющее напряжение с переменного резистора R2. Такой режим используют при определении частот последовательного и параллельного резонансов кварцевых резонаторов, необходимых для расчета самодельных фильтров. Сигнал генератора радиочастоты поступает на вход широкополосного усилителя, выполненного на транзисторе VTЗ.

Напряжение питания обоих генераторов стабилизировано стабилитроном VD4. Конструктивной основой прибора служит П-образное шасси размерами 130x130x80 мм из листового дюралюминия AM Г толщиной 1,5 мм. На его передней стенке, чертеж которой показан на рис.

размещены переключатель SA1 (переход из автоматического в ручной режим управления), переключатель SA2 («Диапазон»), выключатель питания SA3, регуляторы полосы «качания» (R6), ручной установки частоты (R2), конденсатор С16 точной установки частоты и коаксиальный разъем X1 (СР-50-73ФВ) выхода генератора радиочастоты. Разъем Х2 (СГ-3) выхода пилообразного напряжения для синхронизации осциллографа находятся на задней стенке шасси.

Большая часть деталей устройства смонтирована на печатной плате размерами 120×45 мм (рис.)

которая на четырех цилиндрических стойках высотой 5 мм установлена на задней стенке шасси. Само же шасси сверху и с боков закрывает «внахлест» П-образная крышка из листового дюралюминия толщиной 1 мм. Конденсатор С16 — подстроечный с воздушным диэлектриком (типа КП В-125), у которого удалена половина пластин. Ось конденсатора удлинена — к ротору припаяна латунная трубка диаметром 6 и длиной 30 мм. Постоянные резисторы — ОМЛТ или МТ, переменные — СПЗ-4аМ; конденсаторы С2, С4, С5, С7, С9 и С20 – КД или КТК, С1 и С18 — оксидные К53-1, остальные — КМ-5. Для повышения стабильности частоты генератора в его колебательных контурах желательно использовать конденсаторы КСО или СГМ.

Переключатели SA1 и SA3 — малогабаритные ПГ8-1В; SA2 — любой керамический на три положения. Дроссель L4 — ДМ-0,1. Можно установить самодельный дроссель — 30…40 витков провода ПЭВ-2 0,2, намотанных на двух склеенных вместе кольцах типоразмера К7х4х2 из феррита 600НН или 1000НН. Катушки L1 и L2 намотаны на керамических каркасах диаметром 12 и высотой 30 мм с подстроечниками СЦР-6.

Катушка L1 содержит 13 витков провода ПЭВ-2 0,51, L2 – 18 витков такого же провода. Катушка L3, содержащая 60 витков провода ПЭВ-2 0,12 и пропитанная клеем БФ-2, помещена в броневой магнитопровод СБ-12А. Контурные катушки размещены в непосредственной близости от соответствующих им галет переключателя SA2. Варикапы и контурные конденсаторы припаяны непосредственно к выводам катушек. Вывода всех деталей колебательных контуров должны быть по возможности короткими. 

Монтаж деталей контуров выполняют медным посеребренным проводом. Полевой транзистор КП303Е (VT2) можно заменить биполярным серии КТ316 или КТ306 с любым буквенным индексом, но тоща резистор R12 должен иметь сопротивление 24 кОм и такой же резистор необходимо дополнительно включить между базой и коллектором. Потребуется также несколько увеличить (примерно в два раза) емкость конденсаторов С2, С6, С10 и уменьшить на 10 % число витков контурных катушек L1—L3. Транзистор КТ606А (VТЗ) заменим на КТ610А, KT911A, КТ904А.

 

Для наблюдения на экране осциллографа изображения амплитудно-частотной характеристики исследуемого фильтра потребуется еще высокочастотный пробник, схема и конструкция которого показаны на рис.

Он представляет собой детектор, диоды VD1 и VD2 которого включены по схеме умножения напряжения.

Корпусом пробника служит медная (или латунная) трубка 3 диаметром 15 и длиной 70 мм. С одной стороны в нее вставлена бобышка 6, выточенная из капрона (или фторопласта), с впрессованным в нее остроконечным стержнем – щупом 7. С внутренней стороны к щупу припаян конденсатор СЗ.С другой стороны в трубку вставлена латунная втулка 2, через отверстие в которой пропущен отрезок коаксиального кабеля 1 типа РК-20 длиной 750 мм с штыревой частью разъема, стыкующейся с входным гнездом осциллографа.

Бобышка и втулка зафиксированы в корпусе пробника винтами М2. К лепестку 4 на корпусе припаям общий провод 5 с зажимом типа крокодил на конце. Детали пробника, смонтированные навесным способом, удерживаются в корпусе на монтажных лепестках 8.

Налаживание ГКЧ сводится в основном к настройке генератора радиочастоты. Для этого к разъему X1 через коаксиальный тройник СР-50-95 подключают осциллограф и частотомер. Частотомер может заменить приемник с точной шкалой настройки. Подключив к прибору источник питания, переключатель SA1 переводят в положение «Ручное управление», a SА2 — на диапазон «8800…9000кГц». Ротор конденсатора С16 и движок переменного резистора R2 должны быть в среднем положении.

Контролируя выходной сигнал прибора по осциллографу и частотомеру, подстроечником катушки L1 устанавливают частоту 8900 кГц. Изменяя емкость конденсатора С16 от максимальной к минимальной, убеждаются в перестройке частоты генератора от 8700 до 9100 кГц.

Затем настраивают контуры диапазонов 5500 и 500 кГц. На этих диапазонах генератор радиочастоты перестраивается всего лишь на несколько килогерц, но этого вполне достаточно для проверки фильтров. Если выходной сигнал искажен, что свидетельствует о наличии гармоник, необходимо уменьшить до нескольких пикофарад емкость конденсатора С19 или удалить его совсем. Можно также подобрать конденсатор С20.

Проконтролировав осциллографом пилообразное напряжение на гнездах разъема Х2 (его амплитуда должна быть около 8 В), переключатель SA1 переводят в положение автоматической работы и наблюдают на экране осциллографа характерное изображение качающегося» сигнала с изменяющимся периодом. Вращая ручку движка переменного резистора R6, убеждаются, что пределы качания» частоты изменяются. На этом настройку прибора можно считать законченной.

Работа с ГКЧ ничем не отличается от работы с обычным серийным прибором для исследования амплитудно-частотных характеристик.

Наблюдение за изображением характеристики исследуемого фильтра ведут по изображению на экране осциллографа, например, С1-94 или С1-65. На его вход внешней синхронизации подают пилообразное напряжение ГКЧ, а на вход усилителя осциллографа — сигнал с высокочастотного пробника. Переключатель входа осциллографа переводят в режим измерения постоянного тока.

При исследовании фильтров генератор подключают к ним через согласующий резистор.

Сопротивление этого резистора должно быть приблизительно равно входному сопротивлению фильтра. К выходу фильтра подключают высокочастотный пробник и резистор-эквивалент сопротивления нагрузки фильтра. Включив ГКЧ на диапазон, соответствующий средней частоте фильтра конденсатором С16 добиваются появления на экране осциллографа изображения характеристики фильтра (рис. 5, а).

Можно, конечно, обойтись и без высокочастотного пробника, но тогда изображение фильтра будет иметь вид, приведенный на рис. 5, б. Значительная емкость кабеля, идущего к осциллографу, в этом случае может расстроить фильтр. Изменяя полосу качания резистором R6, добиваются размещения всей характеристики на экране осциллографа.

Подстроив элементы фильтра по наименьшей неравномерности и минимальному затуханию, ГКЧ переводят в режим ручного управления. Далее резистором R2 перемещают светящуюся точку на экране по изображению АЧХ фильтра и по частотомеру определяют частоты скатов фильтра.

varikap.ru

Кое-что из радиотехники » Генератор качающейся частоты

 

Генератор качающейся частоты предназначен для проверки и  настройки трактов ПЧ

Основные параметры

Частота основной настройки, кГц  …………………………………………………………….  465

Амплитуда выходного напряжения, В  ……………………………………………………….  2,5

Выходное сопротивление, кОм  …………………………………………………………………  2

Потребляемый ток, мА  …………………………………………………………………………….  3

 

  Прибор (на Рис.) состоит из высокочастотного генератора ( инвертор DD1.4 ), эмиттерного повторителя ( транзистор VT2) , низкочастотного генератора ( транзистор VT1 и элементы DD1.1, DD1.2) и формирователя синхронизирующих импульсов ( инвертор DD1.3).

  Средняя частота определяется параметрами контура L1, C6, C8, и варикапами VD2-VD4. Необходимую девиацию устанавливают резистором R6.

  Для синхронизации изображения на экране осциллографа используют импульсы положительной полярности, снимаемые с выхода DD1.3.

  В качестве катушки L1 можно использовать катушку фильтра ПЧ на 465 кГц от лампового приёмника.

ИСТОЧНИК:  Э. П. Борноволоков, В. В. Фролов » РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКИЕ СХЕМЫ»,  Киев, «ТЕХНИКА» 1985г. стр. 218.

 

Поделиться ссылкой:

Похожее

admarkelov.ru

ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ (Дополнение) 2

В. Скрыпник UY5DJ

В дополнении описаны изменения в принципиальной схеме прибора, которые направлены на улучшение его характеристик, приведены дополнительные данные для настройки прибора, рисунки печатных плат, а также указаны ошибки в принципиальной схеме ГКЧ.

Вначале об исправлениях в принципиальной схеме (см. сборник «Лучшие конструкции 22-й и 30-й выставок творчества радиолюбителей», рис. 1, с. 19) [2]: среднее положение переключателя S12.2 соответствует положению «Выкл» (а не «Вых»), При этом соответствующий контакт этого переключателя должен быть отключен от всех цепей прибора (в частности от L21). Конденсатор С34 имеет емкость 1 мкФ (МБМ, К73-17 и т. п.). Неправильно подключен транзистор V24, его правильное включение показано на рис. 2. Левый по схеме вывод резистора R57 должен быть подключен к цепи — 22 В. Диод V26 имеет буквенный индекс «Д». Необходимо поменять полярность диода V2 в схеме детектора, вход детектора справа по схеме, выход — слева. Диод 1/26 — типа Д814Д.

В принципиальную схему ГКЧ внесены следующие изменения: номиналы резисторов RI и R8 уменьшены до 30 кОм. Это обеспечило устойчивую работу генератора во всем рабочем диапазоне.

Из схемы исключен каскад на транзисторе VII, который вносил нелинейные искажения в цепь измерения резонансной кривой. Схема подключения гнезд Х2 и ХЗ показана на рис. 1. При этом необходимо сменить полярность диодов VI, V2 в схеме выносного детектора. Измененная схема генератора пилообразного напряжения показана на рис. 2. В схему включен инвертор на транзисторе V38, в результате высокочастотная часть характеристики на экране осциллографа будет находиться справа, а не слева, как было до переделки.

Рис. 1. Схема подключения гнезд Х2 и ХЗ

Печатные платы разработаны с учетом изменений в принципиальной схеме. На рис. 3 показана плата, на которой собирают высокочастотную часть прибора. Формирователь меток собирают по рис. 4, а генератор пилообразного напряжения и источника питания по рис. 5. Режимы транзисторов приведены в таблице.

Регулировка генераторов высокой частоты заключается в установке частотных границ перестройки на каждом диапазоне. Для этого к разъему XI

Рис. 2. Принципиальная схема генератора пилообразного напряжения

Таблица

Режимы транзисторов генератора качающейся частоты

Транзистор

Эмиттер

База

Коллектор

VI

0

— 1

V4

0

— 1

V7

-0.5

—0,8

—6

V8

— 1,1

— 1

—8,5

V9

—0.3

0

— 12

V10

0

—0.3

— 1,3

VI4

0

0

—8,5

VI6

—9.8

—8

0

V18

0

0

—8,5

VI9

— 1,0

— 1.3

—3.4

V20

—8,2

—8,4

—9,8

V23

— 1,4

— 1,6

— 13

V24

— 13

Б 1=0, Б2=—21,8

V25

— 14.2

— 13,5

0

V27

— 14.5

—0,6

— 12,6

V28

— 12,6

— 13

-0,6

V3I

+8.4

+8.2

0

V32

— 16,2

— 15,5

+8,2

V38

—0,3

—0,5

— 10

Рис. 3. Плата ВЧ

Рис. 4. Плата формирователя меток

Рис. 5. Плата генератора пилообразного напряжения и блока питания на всех пяти диапазонах. Границы диапазонов подстраивают сердечниками катушек. Работу фильтров в канале меток проверяют следующим образом: сигнал звукового генератора напряжением 0,5 В через конденсатор емкостью 5… 10 мкФ подают на базу транзистора V9. К гнезду Х2 подключают осциллограф или милливольтметр. Переключатель SI1 устанавливают в положение «Ш». При этом спад частотной характеристики канала должен быть на частотах 10…12 кГц, а положение «У» переключателя S11 соответствует примерно 0,5…1 кГц. Работу генератора пилообразного напряжения контролируют на эмиттере транзистора V25. Вращая движок резистора R49, изменяют частоту генератора в пределах от 4 до 80 Гц. Размах амплитуды пилообразного напряжения в указанной точке должен составлять 9 В. Правильно собранный формирователь меток регулировки не требует. Метки контролируют на экране осциллографа, подключенного к разъему Х2. При этом переключатель S12 последовательно устанавливают в положения 1 и 0,1 МГц. Наличие метки 465 кГц проверяют только на втором поддиапазоне.подключают частотомер. Движок переменного резне-      Литература тора R32 устанавливают в крайнее правое по схеме положение. Подстраивая R7, устанавливают на1. Скрыл ник В. Генератор качающейся частоты. Лучшие чальное напряжение смещения на варикапы, при    конструкции 29-й и 30-й выставок творчества радиолюбите-

котором каждый генератор устойчиво генерирует        лей. Сборник.— М.: ДОСААФ, 1984, с. 18—20.

Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей /Сост. В. М. Бондаренко.— М.: ДОСААФ, 1989,— 112 с., ил.

nauchebe.net

Генератор качающейся частоты. Большая энциклопедия техники

Генератор качающейся частоты

Генератор качающейся частоты – это генератор электрических колебаний. Частота электрических колебаний периодически качается, изменяется. Такие генераторы, как правило, обладают малой мощью и следуют специальному закону изменения частоты. Устройство генератора позволяет плавно изменять частоту синусоидальных колебаний выхода в определенном диапазоне частот. Колебания подаются на вход равноценно с тем, как если бы частота перестроилась вручную. В результате этого амплитуда сигнала заданной частоты может изменяться. Чтобы изменять частоту генератора в широком диапазоне, к нему подключают множество каскадов, что превращает генератор в достаточно сложное устройство.

Многие ученые использовали в своих опытах, конструкциях генератор качающейся частоты. Одним из них был И. Нечаев. Он разработал комбинированный генератор, исследующий частоту и усилители гетеродинных радиоприемников.

Основными узлами генератора качающейся частоты являются перестраиваемый и неперестраиваемый генераторы. Каждый из них выполнен по схеме емкостной трехточки. В неперестраиваемом генераторе колебания возникают из обратной связи между цепями транзистора, частота их – около 470 кГц. Импульс зависит от индуктивности катушки и конденсатора. Частота колебаний перестраиваемого генератора зависит от емкости цепочки и индуктивности катушки. Чтобы изменить частоту данного генератора, с переменного резистора подается постоянное напряжение от 0 до 9 В. Диапазон частот генератора при его работе ограничивается интервалом от 0,5 до 100 МГц.

Чтобы проконтролировать частоту генератора, с ним проводят ряд манипуляций. Устанавливают частоту 475 кГц подстроечником катушек, затем переводят движок резистора вверх. Измененная частота должна быть равна 450—455 кГц. Если частота меньше положенного, подбирают конденсатор большей емкости, если же больше – исключают конденсатор. Форму колебаний контролируют при помощи электроизмерительного прибора, осциллографа. Он работает в автоматическом режиме, вход в него закрывают.

С помощью генератора качающейся частоты и осциллографа можно проверить и настроить такие узлы, как кварцевые и электромеханические фильтры, радиочастотный тракт передатчика или приемника. Для определения частот параллельного и последовательного резонансов кварцевых резонаторов используют режим ручного управления.

Сам прибор настраивают вращением ручки движка резистора. С того момента, когда становится наглядно видно, что при вращении движка колебания «качания» частоты изменяются, настройку генератора заканчивают.

Как и многие генераторы, генератор качающейся частоты преобразует первичные электрические колебания в заданные колебания определенной частоты и формы.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

info.wikireading.ru

Генератор качающейся частоты | Авторская платформа Pandia.ru

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

В. Скрыпник

ГЕНЕРАТОР КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ

Генератор качающейся частоты (ГКЧ) предназна­чен для исследования амплитудно-частотных характе­ристик (АЧХ) узкополосных резонансных цепей при регулировке радиоэлектронных устройств в диапазоне от 0,2 до 30 МГц. В приборе предусмотрена регули­ровка полосы обзора и частоты качания. Прибор позволяет исследовать фильтры с полосой пропуска­ния 1 кГц и шире. Максимальное выходное напряже­ние составляет 1 В.

ГКЧ используется совместно с любым осциллогра­фом, имеющим вход внешней синхронизации. Пилооб­разное напряжение, а также импульсы синхронизации для осциллографа амплитудой 8 В формируются вну­тренним генератором прибора.

Максимальные полосы обзора даны в табл. 1 отдельно для начала и конца каждого из десяти под­диапазонов. Отсчет частоты на исследуемой АЧХ про­изводится по меткам, которые формируются через 100…465 и 1000 кГц. Предусмотрено переключение ширины метки для широких и узких полос качания при исследовании АЧХ.

Таблица 1

Поддиапазон

Максимальная полоса обзора, кГц

в начале подднапачопа

в конце полдиаткпона

200…322 кГц

8

28

305…510 кГц

17

55

450…800 кГц

20

100

0.75… 1,35 МГц

45

150

1.25…2,25 МГц

60

230

2…4МГц

25

180

3,5…7.3 МГц

40

260

6,3…13МГц

60

400

10.5…21,5 МГц

100

800

16…30 МГц

150

1500

Принципиальная схема ГКЧ показана на рис. 1. На транзисторе VI собран задающий генератор для пер­вых пяти поддиапазонов, на транзисторе V4 — для вто­рых пяти поддиапазонов. Нужный поддиапазон выби­рают кнопочными переключателями 57 — S10. Час­тоту устанавливают конденсаторами переменной ем­кости CI и С4. Качание частоты задающего генера­тора происходит под действием пилообразного напря­жения, поступающего на варикапы V2, V3 или V5, V6 с генератора пилообразного напряжения. Амплитуду этого напряжения регулируют переменным резисто­ром R32. Подстроечным резистором R7 устанавливают начальное напряжение смещения варикапов.

Сигнал с задающего генератора усиливается тран­зистором V7 и через эмиттерный повторитель на тран­зисторе V8 поступает на выходной разъем XI. Пере­менным резистором R18 регулируют уровень выход­ного напряжения качающейся частоты. Через конден­сатор С13 напряжение качающейся частоты подается на смеситель меток, выполненный на транзисторе V9. В его коллекторную цепь включен фильтр нижних частот C18L16 с частотой среза около 10 кГц, опреде­ляющий размер широкой метки. Переключателем S11 может быть включен фильтр C20L17C21. При этом ширина меток будет около 1 кГц. Сигнал меток уси­ливается транзистором V10 и через переменный рези­стор R25 поступает на выходной усилитель, собранный на транзисторе VII. На затвор этого транзистора подается напряжение с выносного детектора (ХЗ). Со стока через конденсатор С24 сигнал поступает на клеммы Х2, к которым подключают вход усилителя вертикального отклонения осциллографа.

Формирование меток осуществляется кварцевым генератором, собранным на элементах D1.1 и D1.2. Кварцевый генератор вырабатывает напряжение ча­стотой 1 МГц, которое делится на 10 счетчиком D2. Эти частоты (1 МГц и 100 кГц) через контакты S12.1 переключателя меток приходят на формирователь сетки меток, выполненный на транзисторах V14, V16, V18. В коллекторную цепь транзистора V18 включен импульсный трансформатор, с обмотки которого сни­мают короткие импульсы. В зависимости от положе­ния переключателя S12 импульсы с формирователя сетки меток или со входа Х5 («Внешние метки») либо сигнал частотой 465 кГц с кварцевого генератора (на транзисторе V20) поступают на второй вход смесителя меток (на эмиттер транзистора V9).

Генератор пилообразного напряжения собран на транзисторах V23, V24. Напряжение с него через кон­денсатор С35 поступает на эмиттерный повторитель (на транзисторе V25), а с него — на задающие генера­торы. С эмиттера од непереходного транзистора V24 снимаются положительные синхроимпульсы, необхо­димые для синхронизации развертки осциллографа.

Рис. 1. Принципиальная схема генератора качающейся частоты

При работе с ГКЧ часто возникает необходимость во введении калиброванного затухания по высокой частоте между прибором и исследуемым усилителем. В этом случае на выходе ГКЧ удобно включить сту­пенчатый аттенюатор, принципиальная схема которого показана на рис. 2. Аттенюатор рассчитан на коаксиальное соединение и вносит затухание от 0 до 45 дБ через 3 дБ. Как видно из схемы, он состоит из четырех резистивных П-образных затухающих звеньев. Первое звено вносит затухание, равное 3 дБ, вто­рое — 6 дБ, третье — 12 дБ и четвертое — 24 дБ. Каждое звено включается соответствующим переклю­чателем 67 — S4. При включении двух и более звеньев достигается большее затухание, равное сумме затуха­ний, вносимых каждым звеном.

Рис.2. Принципиальная схема аттенюатора

Рис.3. Внешний вид генератора качающейся чистоты

Рис. 4. Внутренний вид сверху генератора качаю­щейся частоты

Блок питания (см. рис. 1) состоит из трансформа­тора 77, выпрямителя на диодах V33 — V36 и двух стаби­лизаторов напряжения. Стабилизатор, выполненный на транзисторах V31, V32, вырабатывает напряжение — 22 В, которое предназначено для питания генератора пилообразного напряжения. Стабилизатор на транзи­сторах V27, V28 предназначен для получения напряже­ния — 12 В, которое используется для питания осталь­ных каскадов ГКЧ.

Трансформатор 77 собран на магнитопроводе Ш16X25. Первичная обмотка содержит 2300 витков провода ПЭЛ 0,15, вторичная — 380 витков провода ПЭЛ0.31.

В конструкции применен блок переменных конден­саторов Cl, C4 от вещательного радиоприемника. В секции С4 на 25% уменьшено число роторных и статорных пластин.

Аттенюатор выполнен в корпусе из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 50 X 50 X 85 мм. Корпус разделен на четыре отсека экранирующими перегородками. В каждом из них установлены тумблеры МТ-3. К выводам этих тумбле­ров припаяны резисторы затухающих звеньев. В пер­вом и четвертом отсеках на стенках корпуса установ­лены коаксиальные разъемы СР50-73Ф.

Вместо транзисторов П416Б в ГКЧ можно исполь­зовать другие германиевые высокочастотные транзи­сторы, например, П403, П417, ГТ322. Транзисторы КТ343 можно заменить на КТ326 или КТ347, КТ306Б — на КТ316 с любым буквенным индексом, КТ611 — на КТ602 или КТ604. В выносном пробнике можно использовать другие германиевые диоды, например Д20, ГД507, ГД508.

Катушки LI — L5 намотаны на 4-секционных уни­фицированных каркасах, используемых во входных цепях ДВ и СВ диапазонов радиовещательных прием­ников. Катушки L6 — L10 выполнены на гладком диа­метром 7 мм унифицированном каркасе от контуров на KB диапазоны. Во всех перечисленных катушках используется ферритовый подстроечник диаметром 2,7 мм. Катушка Ы6 намотана на кольцевом магнито­проводе типоразмером К10Х6Х4 из феррита М1000НН, Ы7 — па магнитопроводе К20 X 10X6 из такого же феррита, L18, L21 — на кольцах (К7Х 4Х X 2) из феррита М50ВЧ — 2. Намоточные данные ка­тушек приведены в табл. 2.

Внешний вид генератора качающейся частоты показан на рис.3, внутренний (вид сверху) — на рис. 4.

Таблица 2

Катушка

Индуктивность. мкТн

Число витков

Провод

L1

920

100 + 300

ПЭВ0Л7

L2

390

60 + 180

ПЭВ0.17

L3

180

45 + 135

ПЭВ0.17

L4

80

30 + 90

ПЭВ0.17

L5

37

15 + 45

ПЭВ0,17

L6

46

15 + 45

ПЭВ0,2

L7

2

ПЭВ0.2

L8

12

9 + 26

ПЭВ0.2

L9,L11.L13,L15

1

ПЭВ0,2

L10

4,5

7 + 17

ПЭВ0,31

L12

1,5

4 + 6

ПЭВ0,31

L14

0.5

1.5 + 4,5

ПЭВ0,31

L16

100

ПЭЛШО0Л5

L17

750

ПЭЛШО0,15

L18.121

9

ПЭВ0,31

L19

7.5

ПЭВ0.31

L20

7

ПЭВ0.31

ББК 32.84

Л87

Рецензент Л. И. Гусев

Л87 Лучшие конструкции 29-й и 30-й выставок творчества радиолюбителей: Сборник/Сост. В. М. Бондаренко, Е. В. Суховерхов. — М.: ДОСААФ, 1984. — 62 с, ил.

15 к.

Помещены статьи о лучших разработках радиолюбителей — участников выставок. Рассказано о спортивной, звукотехнической, радиовещательной и из­мерительной аппаратуре.

Для радиолюбителей, имеющих достаточный опыт и чтении схем, и монтаже и налаживании радиотехнических устройств.

2402020000 — 085 КБ — 26 — 16 — 84 ББК 32.84

Л 072(02)-84 Б3В — 1 — 11 — 84 642.М

Издательство ДОСААФ СССР.1984 г.

OCR Pirat

pandia.ru

Импульсный генератор для остановки счетчика схема – Прибор для Остановки СЧЕТЧИКА 100% остановка электросчетчика без магнита

Борьба с приборами для остановки счётчиков

Электроэнергия, газ, вода, тепло – такой же товар, как всё то, что продаётся на рынке или в магазине. Мало кому придёт в голову потихонечку стащить в магазине банку консервов или кусочек сыра. Зато многие почему-то считают нормальным остановить счётчик с помощью различных способов или приборов. Один из распространённых способов – облучение счётчиков радиоволнами.

Что важнее — здоровье или экономия на счетах за электроэнергию

Сильные радиоволны влияют на окружающих. Под действием радиоволн в живых организмах наводятся напряжения, проходят электрохимические реакции, протекают токи.
Думаю, многие слышали, что во время работы радиолокаторов на передающей антенне можно приготовить еду. А те, кто долго находится в зоне действия сильных радиоволн, может неизлечимо заболеть.


Локатор

Всем известна микроволновая печь – в ней используют энергию радиоволн для приготовления пищи. Мощность такой печи – порядка одного киловатта, время разогрева пищи до температуры кипения – несколько минут. Микроволновые излучения оказывают тепловое действие, а за счёт хаотичного движения молекул ускоряют химические реакции. Вода во время действия микроволнового излучения приобретает новые свойства, она становится похожей на органические растворители. То, что не должно растворяться в воде, растворяется в ней.  Конструкторы печей приняли все возможные меры, чтобы радиоволны не вырывались наружу и не делали вреда.

Приборы для остановки счётчиков сделаны  совсем по-другому. Они излучают мощные  радиоволны в окружающую среду во всех направлениях. К каким последствиям для окружающих это приводит — для некоторых совсем не принципиально, деньги от украденной энергии греют душу, но разрушают организм. Покупателей приборов вводят в заблуждение тем фактом, что на расстоянии в несколько метров от прибора  в радиоприёмнике не слышны помехи. Поэтому якобы он безвреден  на некотором удалении.

Можете поверить, что радиоизлучение от чудо-приборов распространяется на сотни метров, а иногда даже на километры, это излучение большое  и хорошо видно различными пеленгаторами.

На одном из сайтов видел специальные сетки, которыми американцы  закрывают смарт-счётчики с миниатюрным передатчиком, чтобы ещё уменьшить мизерное излучение радиоволн. Американцы берегут своё здоровье.

Некоторые из наших соотечественников устанавливают на счётчик чудо-приборы, дающие сильные излучения радиоволн. Эти люди обменивают своё здоровье на украденную электроэнергию.

Как говорится, кому что дороже.

Влияние на электронику

Прибор для остановки счётчика наводит напряжения во всех открытых проводниках и заставляет дополнительные высокочастотные токи течь по цепям, перегревая полупроводники,  конденсаторы и другие элементы схемы. Это приводит к мгновенному или постепенному выходу из строя расположенных вблизи электронных приборов, в том числе счётчиков.
Мне доводилось видеть действие таких приборов на десятках различных типов счётчиков. Некоторые типы счётчиков при воздействии выходят из строя мгновенно или в течении нескольких минут,  некоторые могут продержаться и три месяца.

Как бороться с такими чудо-приборами

Вследствие применения этих приборов поставщики электроэнергии теряют деньги, потребители – здоровье. В выигрыше остаются продавцы приборов, если только они не проводят испытаний приборов сами.

Что же делать для борьбы с радиочастотными воздействиями на счётчики?

Существует несколько способов борьбы с приборами для остановки счётчиков:

1. Надёжные счётчики. Эти счётчики — произведение искусства профессионалов в области радиотехники, которые применяют многослойные платы, особые правила разводки плат, предусматривают в схеме специальные фильтры, применяют экранирование. Примеры таких счётчиков приведены на странице Защита счётчиков

2. Пеленгация. Есть два вида приборов, останавливающих счётчики – это импульсные и частотные генераторы. Импульсные генераторы ещё называют искровыми, пьезо , есть другие названия. Соответственно есть  пеленгаторы для  обнаружения импульсных генераторов и частотных генераторов.

Direction finder PR100 — один из самых прогрессивных  приёмников для поиска

Частотные генераторы могут быть запеленгованы сканирующими приёмниками с расстояния в несколько километров. Хороший пеленгатор с соответствующим программным обеспечением может точно указать на карте место, в котором расположен генератор.

Более простые пеленгаторы лишь укажут направление, с которого приходит радиосигнал, и для работы с ними нужен опыт из-за отражения радиоволн от зданий.

Однако большинство существующих сканирующих приёмников «видят» современные импульсные генераторы  с расстояния  не более чем 10-15 метров. Поэтому для поиска импульсных генераторов нужен принципиально другой пеленгатор.

Нами был разработан пеленгатор для обнаружения импульсных генераторов.  Он  «видит» импульсники без внешней антенны с расстояния в сотни метров. Пеленгатор прост в работе, имеет всего лишь одну настройку (диапазон) и относительно недорогой.

Вот что говорит инженер, проводивший испытания пеленгатора для поиска импульсных генераторов в реальных условиях: «Пеленгатор небольшой по размеру, он легко умещается в сумку, переброшенную через плечо, или его можно спрятать под куртку. Прибором только начали пользоваться, набираемся опыта. Работали всего два дня часов по шесть-семь, прогуливаясь пешком по городу. За это время обнаружили 11 импульсных генераторов. Точность высокая – за 10-20 минут можем определить конкретную квартиру в многоэтажке, из которой идёт излучение. Если отдельный дом или здание, то ещё быстрее.  Дальность обнаружения вполне устраивает. Нам бы ещё такой же компактный и удобный прибор для поиска частотников, хотя и с этим прибором работы хватает».

Результаты испытаний были учтены, и пеленгатор доработан. В новой версии пеленгатора время определения точного местоположения импульсного генератора сократилось до пяти минут. Испытания проводились в нескольких областях нашей страны и показали  то, что генераторы достаточно часто встречаются, и то, что находить их очень просто.

Таким образом, самый дешёвый и быстрый путь решения проблемы с импульсниками  уже найден, и  мы готовы к сотрудничеству. Пишите нам. Ждём Ваших вопросов и предложений.

Сейчас также ведётся разработка недорогого специализированного пеленгатора для частотников.

3. Индикаторы радиочастотных воздействий.

Вы можете посмотреть фильм  о видах приборов для остановки счётчиков, а также об  индикаторах  высокочастотных воздействий (в том числе с автоматическим отключением нагрузки).

Индикаторы высокочастотных воздействий и универсальные индикаторы

Три года назад мы изготовили первые образцы таких индикаторов. Примерно в то же время начали массово появляться импульсные генераторы, которые плохо пеленговались и на которые наши индикаторы не реагировали. Два месяца и десятки испытаний потребовались, чтобы решить несколько технических проблем и надёжно фиксировать все возможные воздействия радиочастот и импульсных генераторов. При этом необходимо было не допустить излишних срабатываний, например, во время сильной и продолжительной грозы.  Схема индикатора усложнилась. Мы подумали — а почему бы не объединить всё  в одном — индикатор магнитных воздействий, индикатор высокочастотных воздействий. Весной 2014г  сделали два десятка таких вот индикаторов. При испытаниях в реальных условиях был выявлен существенный недостаток — излишняя чувствительность к промышленным помехам. С помощью специальных алгоритмов этот недостаток мы убрали.

Индикатор высокочастотных воздействий для установки на счётчик

Цена индикатора невысока, а универсальность схемотехники позволяет сделать его настоящим охранником счётчика, добавив функции, которые вы считаете необходимыми.

Индикатор высокочастотных воздействий устанавливают на счётчик электроэнергии снаружи. Его форма выбрана такой, чтобы можно было легко установить на боковые поверхности любого счётчика. Он работает без подключения в сеть. Индикатор выполнен так, чтобы не реагировать на кратковременные повышения уровня электромагнитного поля, например, во время грозы или при коротких замыканиях. Но если было длительное воздействие от импульсных или высокочастотных генераторов,  то  он  регистрирует это событие. Так как данный индикатор высокочастотных воздействий не имеет батарейки для питания  светодиодов, то для считывания информации при проверках используют специальный блок питания.  Блок питания может быть один для десятков и сотен индикаторов, государственная поверка для него не требуется.

Бесконтактный блок питания индикатора

Когда бесконтактный блок питания (считыватель) подносят к индикатору высокочастотных воздействий во время проверок, то загорается светодиод. Горение зелёного светодиода индикатора говорит о том, что воздействий не зафиксировано. Красный светодиод свидетельствует о высокочастотные воздействиях, жёлтый — о магнитных.

Индикаторы радиочастотных воздействий и считыватель

Разработаны и испытаны также и другие типы индикаторов для фиксации ВЧ воздействий на счётчики:

  1. С более компактным считывателем, который легко поместить в карман. Такой считыватель заряжается непосредственно от сети 110-127-220-230V.
  2. Для установки в опечатанные ящики со счётчиком. В них индикация работает без считывателя.
  3.  Более компактные индикаторы для установки на однофазные и многофазные счётчики. Размер индикатора 20 * 40 * 10 мм .
  4. Экономичные индикаторы. Подробности — только для энергетиков.
  5. Индикатор с автоматическим выключением нагрузки. Идея такого индикатора принадлежит не нам, использовать автомат для отключения потребителей, использующих приборы для остановки счётчиков, предложил мой коллега.

Вы можете Перейти на главную страницу

www.batrika.com

Прибор для остановки электросчетчика

Электричество —  это наше настоящее и будущее, без него никак. Все приборы работают исключительно благодаря нему. Сейчас начинают делать машины, которые работают полностью на электричестве. Таким образом, человек не может обойтись без этого ресурса. Власти пользуются этой потребностью и поднимают тарифы. Но население с минимальной зарплатой не способно оплачивать такие коммунальные услуги. Безусловно, есть легальные способы, как сэкономить.

К примеру, можно установить солнечные батареи. Но одна такая батарея стоит очень дорого, порядка 200 долларов. А их нужно как минимум 5 штук. А если вы полностью переходите на электричество, то и 10 мало будет. Также надо учитывать погоду, ведь не каждый день солнце.

Вот и получается, что только люди с хорошим достатком, могут позволить себе такую экономию. Да, со временем вложенные деньги в такое дело окупятся, но единицы способны позволить себе такое. А как же тогда быть простому народу? В связи с этим, люди начали искать различные способы остановки счетчика.

Все чаще люди задаются вопросом: Как сэкономить на платеже за свет и остановить счетчик?

Ответ очень простой, ведь на дворе уже не каменный век и развитие науки не стоит на месте. Достаточно купить простой в использовании прибор, который издает радиоволны и этим же останавливает счетчик.

Это может показаться очень глупым решением, но такой способ работает 100%.

Конечно, сегодня эти устройства могут быть законными и помогут сэкономить от 40% до 80% денежных средств. Но завтра этот способ может повесить на вас штраф в очень больших размерах за то, что вы остановили счетчик. Но расстраиваться не надо, ведь те устройства, о которых будет идти речь вполне законные и никто о них не узнает.

Давай разберемся, какие же бывают приборы, и каких их принципы действия. Всего существует 2 вида таких суперприборов:

  • Частотный – его принцип работы заключается в том, что он на определенной радиочастоте способствует созданию помех счетчику, при которых он останавливается и перестает считать.
  • Импульсные – они отличаются от частотных только тем, что не используют радиочастоты, но очень хорошо останавливают как электросчетчики с ЖК дисплеем, так и механические счетчики.

Что ж представляет собой этот чудо-прибор, и как он выглядит?

Каждый прибор может выглядеть по-разному, в зависимости от того, к какому счетчику он предназначен и какая модель прибора. С виду это небольшая пластиковая черна коробочка, к ней подходит сетевой провод не очень большой длины, с другой стороны выходит провод антенны. Внутри нее расположено устройство, которое работает так, как его запрограммировали.

Как пользоваться таким устройством для остановки счетчика?

Пользование прибором очень просто, в установке он не очень то и сложен. С ним может справиться как взрослый человек, так и ребенок. Прежде чем начать пользоваться прибором, необходимо определиться с петлей он или с корешком. Рассмотрим все случаи, где бывают счетчики. В частных домах они могут быть установлены как в пластиковых, так и в металлических ящиках. А в квартирах в основном установлен просто на стене без каких-либо ящиков. Поэтому для установки в ящики необходимо найти отверстие, куда можно запустить прибор. В пластиковый ящик можно запустить через отверстие для автоматов – это самый простой способ. В металлический ящик завести такой прибор можно через большое отверстие, где заходят провода. Также можно просто положить на ящик, но антенну как можно ближе разместить к счетчику. Вот такая простая схема работы этих приборов.

Может есть какие-то другие схемы и методы для остановки счетчика?

Конечно же, методов и схем очень много, но главное их действие, а не то, что они просто есть и не работают. Можно рассмотреть очень интересную схему, как обмануть счетчик как механический, так и электронный. При этом вам не понадобятся дополнительные розетки неподалеку от счетчика.. Еще 15 лет назад один старик, который всю жизнь проработал электриком, понял один интересный факт – если поменять фазу и ноль на счетчике, и ноль не брать с государственной сети, то счетчик не считает киловатты.

Для этого необходимо вход фазы и нуля к счетчику поменять местами, и после ноль не брать с него. Следует найти металлический каркас у вас дома или в частном секторе, и от него провести достаточно мощный провод к нулевой шине. Только не нужно к этой нулевой шине подводить провод со счетчика так, как ничего не получиться. После следует всю квартиру или дом перевести на вот эту нашу хитрую шину. Включаем все приборы и счетчик не считает. В чем же секрет? А секрета нет, ответ заключается в том, что счетчики считают по фазе, а не по нулю. Вот вам и хитрости нуля.

Существует еще один метод, это, наверно, легче, чем отмотка, но эффективность такого способа есть. Все что нам нужно так это наклонить наш механический счетчик на 90% от вертикального положения. Если так сделать, то будет очень большая погрешность счетчика, и тогда он не будет считать. Такая схема очень актуальна для частных домов.

Можно также рассмотреть интересный прибор. Он не требует электроэнергию и каких-либо затрат. Все что нужно, так это незаметно его разместить на электросчетчике. Это супермагнит, очень хороший прибор для механических приборовучета, но и для электронного тоже не плохой. Достаточно просто повесить его на счетчик, и он перестанет считать. Если конечно на приборе учета наклеены противомагнитные ленты, то с этим шутить нельзя, лучше приобрести прибор, который включается в розетку.

Вот и все. Экономьте на здоровье, но будьте бдительны.

myaquahouse.ru

Генератор высокой частоты. Схемы генератора ВЧ своими руками

Высокочастотные генераторы служат для образования колебаний электрического тока в интервале частот от нескольких десятков килогерц до сотен мегагерц. Такие устройства создают с применением контуров колебаний LС или резонаторов на кварцах, которые являются элементами задания частоты. Схемы работы остаются такими же. В некоторых цепях контуры гармонических колебаний заменяются кварцевыми резонаторами.

Генератор ВЧ

Устройство для остановки электросчетчика энергии служит для питания электроприборов бытового назначения. Его выходное напряжение 220 вольт, потребляемая мощность 1 киловатт. Если в приборе применить составляющие элементы с характеристиками мощнее, то от него можно запитывать более мощные устройства.

Такой прибор включается в розетку бытовой сети, от него идет питание на нагрузку потребителей. Схема электрических проводов не подвергается каким-либо изменениям. Систему заземления подключать нет необходимости. Счетчик при этом работает, но учитывает примерно 25% энергии сети.

Действие устройства остановки в подключении нагрузки не к питанию сети, а к конденсатору. Заряд этого конденсатора совпадает с синусоидой напряжения сети. Заряд происходит высокочастотными импульсами. Ток, который расходуется потребителями из сети, состоит из высокочастотных импульсов.

Счетчики (электронные) имеют преобразователь, который не чувствителен к высоким частотам. Поэтому, расход энергии импульсного вида счетчик учитывает с отрицательной погрешностью.

Схема прибора

Главные составляющие элементы прибора: выпрямитель, емкость, транзистор. Конденсатор подключен по последовательной цепи с выпрямителем, когда выпрямитель производит работу на транзистор, заряжается в данный момент времени до размера напряжения линии питания.

Зарядка осуществляется частотными импульсами 2 кГц. На нагрузке и емкости напряжение близко к синусу на 220 вольт. Для ограничения тока транзистор в период заряда емкости, предназначен резистор, подключенный с каскадом ключа по последовательной схеме.

Генератор выполнен на логических элементах. Он образует импульсы 2 кГц с амплитудой на 5 вольт. Сигнальная частота генератора определена свойствами элементов С2-R7. Такие свойства могут использоваться для настройки максимальной погрешности учета расхода энергии. Создатель импульсов выполнен на транзисторах Т2 и Т3. Он предназначен для управления ключом Т1. Создатель импульсов рассчитан так, что транзистор Т1 начинает насыщаться в открытом виде. Поэтому на нем расходуется небольшая мощность. Транзистор Т1 тоже закрывается.

Выпрямитель, трансформатор и остальные элементы создают блок питания низкой стороны схемы. Такой блок питания работает на 36 В для микросхемы генератора.

Сначала делают проверку блока питания отдельно от схемы с низким напряжением. Блок должен создавать ток выше 2-х ампер и напряжение 36 вольт, 5 вольт для генератора с малой мощностью. Далее делают наладку генератора. Для этого отключают силовую часть. От генератора должны идти импульсы размером 5 вольт, частотой 2 килогерца. Для настройки выбирают конденсаторы С2 и С3.

Создатель импульсов при проверке должен выдавать импульсный ток на транзисторе около 2 ампер, иначе транзистор выйдет из строя. Для проверки такого состояния включают шунт, при выключенной силовой схеме. Напряжение импульсов на шунте измеряют осциллографом на работающем генераторе. Основываясь на расчете, вычисляют значение тока.

Далее, проверяют силовую часть. Восстанавливают все цепи по схеме. Конденсатор отключают, вместо нагрузки применяют лампу. При подключении прибора напряжение при нормальной работоспособности прибора должно равняться 120 вольт. На осциллографе видно напряжение нагрузки импульсами с частотой, определенной генератором. Импульсы модулируются синусом напряжения сети. На сопротивлении R6 – импульсами выпрямленного напряжения.

При исправности устройства включают емкость С1, в результате напряжение повышается. При дальнейшем повышении размера емкости С1 доходит до 220 вольт. Во время этого процесса нужно контролировать температуру транзистора Т1. При сильном нагревании на небольшой нагрузке возникает опасность, что он не вошел в режим насыщения или не осуществилось полное закрытие. Тогда нужно сделать настройку создания импульсов. На практике такого нагрева не наблюдается.

В итоге, подключается нагрузка по номиналу, определяется емкость С1 такого значения, чтобы создать для нагрузки напряжение 220 вольт. Емкость С1 выбирают осторожно, с небольших значений, потому что повышение емкости резко повышает ток транзистора Т1. Амплитуду токовых импульсов определяют, если подключить осциллограф к резистору R6 по параллельной схеме. Импульсный ток не поднимется выше допускаемого для определенного транзистора. Если нужно, то ток ограничивают путем повышения значения сопротивления резистора R6. Оптимальным решением будет выбрать наименьший размер емкости конденсатора С1.

При данных радиодеталях прибор рассчитан на потребление 1 киловатта. Чтобы повысить мощность потребления, нужно применить более мощные силовые элементы ключа на транзисторе и выпрямителя.

При выключенных потребителях устройство расходует немалую мощность, учитываемую счетчиком. Поэтому лучше выключать этот прибор при отключенной нагрузки.

Принцип работы и конструкция полупроводникового генератора ВЧ

Генераторы высокой частоты выполнены на широко применяемой схеме. Различия генераторов заключаются в цепочке RС эмиттера, которая задает транзистору режим по току. Для образования обратной связи в цепи генератора от индуктивной катушки создают вывод клеммы. Генераторы ВЧ работают нестабильно на биполярных транзисторах из-за влияния транзистора на колебания. Свойства транзистора могут измениться при колебаниях температуры и разности потенциалов. Поэтому образующаяся частота не остается постоянной величиной, а «плавает».

Чтобы транзистор не влиял на частоту, нужно уменьшить связь контура колебаний с транзистором до минимальной. Для этого нужно снизить размеры емкостей. На частоту оказывает влияние изменение нагрузочного сопротивления. Поэтому нужно между нагрузкой и генератором включить повторитель. Для подключения напряжения к генератору применяют постоянные блоки питания с небольшими импульсами напряжения.

Генераторы, сделанные по схеме, изображенной выше, имеют максимальные характеристики, собраны на полевиках. Во многих схемах генераторов ВЧ сигнал выхода снимается с контура колебаний через небольшой конденсатор, а также с электродов транзистора. Здесь нужно учесть, что вспомогательная нагрузка контура колебаний изменяет его свойства и частоту работы. Часто это свойство применяют для замера разных физических величин, для проверки технологических параметров.

На этой схеме показан измененный генератор высокой частоты. Значение обратной связи и лучшие условия возбуждения выбирают при помощи элементов емкости.

Из всего количества схем генераторов выделяются варианты с ударным возбуждением. Они действуют за счет возбуждения контура колебаний сильным импульсом. В итоге электронного удара в контуре образуются затухающие колебания по синусоидальной амплитуде. Такое затухание происходит из-за потерь в контуре гармонических колебаний. Скорость таких колебаний вычисляется по добротности контура.

Сигнал ВЧ на выходе будет стабильным в том случае, если импульсы будут иметь высокую частоту. Такой вид генераторов самый старый из всех рассматриваемых.

Ламповый генератор ВЧ

Чтобы получить плазму с определенными параметрами, необходимо подвести необходимую величину к разряду мощности. Для эмиттеров на плазме, работа которых основана на разряде высокой частоты, применяется схема подведения мощности. Схема изображена на рисунке.

Усилитель мощности на лампах преобразовывает энергию электрического постоянного тока в переменный ток. Главным элементом работы генератора стала электронная лампа. В нашей схеме это тетроды ГУ-92А. Это устройство представляет собой электронную лампу на четырех электродах: анод, экранирующая сетка, управляющая сетка, катод.

Сетка управления, на которую поступает сигнал высокой частоты малой амплитуды, закрывает часть электронов, когда сигнал характеризуется отрицательной амплитудой, и повышает ток на аноде, при положительном сигнале. Экранирующая сетка создает фокус электронного потока, увеличивает усиление лампы, снижает емкость прохода между сеткой управления и анодом в сравнении с 3-электродной системой в сотни раз. Это уменьшает выходные искажения частот на лампе при действии на высоких частотах.

Генератор состоит из цепей:

  1. Цепь накала с питанием низкого напряжения.
  2. Цепь возбуждения и питания сетки управления.
  3. Цепь питания сетки экрана.
  4. Анодная цепь.

Между антенной и выходом генератора находится ВЧ трансформатор. Он предназначен для отдачи мощности на эмиттер от генератора. Нагрузка контура антенны не равна величине отбираемой наибольшей мощности от генератора. Эффективность передачи мощности от каскада выхода усилителя к антенне может быть достигнута при согласовании. Элементом согласования выступает емкостный делитель в цепи контура анода.

Элементом согласования может работать трансформатор. Его наличие необходимо в разных согласующих схемах, потому что без трансформатора не осуществится высоковольтная развязка.

elektronchic.ru

ОСТАНОВКА ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКА — Мои статьи — Каталог статей

   Устройство остановки электросчётчика предназначено для питания бытовых приборов переменным током.
Напряжение 220 В, мощность потребления 1 кВт. Применение других
элементов позволяет использовать устройство для питания более мощных
потребителей.
 

     Устройство,
собранное по этой схеме, просто вставляется в розетку и
через него питается нагрузка. Электропроводка остается нетронутой.
Заземление не нужно. Счетчик при этом учитывает около четверти
потребленной
энергии.

     Работа устройства основана на том, что нагрузка питается не непосредственно
от сети переменного тока, а от конденсатора, заряд которого соответствует
синусоиде сетевого напряжения, но сам процесс заряда происходит импульсами
высокой частоты. Ток, потребляемый устройством из электрической сети,
представляет собой импульсы высокой частоты. Счетчики электроэнергии, в том
числе электронные, содержат входной индукционный преобразователь, который имеет
низкую чувствительность к токам высокой частоты. Поэтому энергопотребление в
виде импульсов учитывается счетчиком с большой отрицательной погрешностью.
 

    Принципиальная схема устройства остановки электросчётчика:
 

  

    Основными элементами являются силовой выпрямитель Br1, конденсатор C1 и
транзисторный ключ T1. Конденсатор С1 включен последовательно в цепь питания
выпрямителя Br1, поэтому в моменты времени, когда Br1 нагружен на открытый
транзистор Т1, заряжается до мгновенной величины сетевого напряжения,
соответствующей данному моменту времени.
Заряд производится импульсами с
частотой 2 кГц. Напряжение на С1, а также на подключенной параллельно ему
нагрузке по форме близко к синусоидальному с действующим значением 220 В. Для
ограничения импульсного тока через транзистор Т1 во время заряда конденсатора,
служит резистор R6, включенный последовательно с ключевым каскадом.
    На
логических элементах DD1, DD2 собран задающий генератор. Он формирует импульсы
частотой 2 кГц амплитудой 5В. Частота сигнала на выходе генератора и скважность
импульсов определяются параметрами времязадающих цепей С2-R7 и C3-R8. Эти
параметры могут подбираться при настройке для обеспечения наибольшей погрешности
учета электроэнергии. На транзисторах Т2 и Т3 построен формирователь импульсов,
предназначенный для управления мощным ключевым транзистором Т1. Формирователь
рассчитан таким образом, чтобы Т1 в открытом состоянии входил в режим насыщения
и за счет этого на нем рассеивалась меньшая мощность. Естественно, Т1 также
должен полностью закрываться.
Трансформатор Tr1, выпрямитель Br2 и следующие
за ними элементы представляют собой источник питания низковольтной части схемы.
Этот источник обеспечивает питанием 36В формирователь импульсов и 5В для питания
микросхемы генератора.

    Детали устройства остановки электросчётчика:
 

Микросхемы: DD1, DD2 — К155ЛА3.
Диоды: Br1 – Д232А; Br2 — Д242Б; D1 –
Д226Б.
Стабилитрон – КС156А.
Конденсаторы электролиты: С4 — 1000
мкФ × 50В; С5 — 1000 мкФ × 16В;
Конденсаторы высокочастотные: С1- 1мкФ ×
400В; С2, С3 – 0.1 мкФ.
Резисторы: R1, R2 – 27 кОм; R3 – 56
Ом; R4 – 3 кОм; R5 -22 кОм; R6 – 10 Ом; R7, R8 – 1.5 кОм; R9 – 560 Ом. Резисторы
R3, R6 – проволочные мощностью не менее 10 Вт, R9 — типа МЛТ-2, остальные
резисторы – МЛТ-0.25.
Трансформатор – любой маломощный 220/36 В.
 

    Вначале проверяют отдельно от схемы низковольтный блок питания. Он должен
обеспечивать ток не менее 2 А на выходе 36 В, а также 5 В для питания
маломощного генератора. Затем налаживают генератор, отключив силовую часть
схемы от электросети. Генератор должен формировать импульсы амплитудой 5 В и
частотой около 2 кГц. Скважность импульсов приблизительно 1/1. При необходимости
для этого подбирают конденсаторы С2, С3 или резисторы R7, R8.
    Формирователь
импульсов на транзисторах Т2 и Т3 должен обеспечить импульсный ток базы
транзистора Т1 на уровне 2 А. Если такое значение тока не достигнуть,
транзистор Т1 не будет в открытом состоянии входить в режим насыщения и сгорит
за несколько секунд. Для проверки этого режима, можно при отключенной силовой
части схемы и отключенной базе транзистора Т1, вместо резистора R1 включить шунт
сопротивлением в несколько Ом. Импульсное напряжение на шунте при включенном
генераторе меряют осциллографом и пересчитывают на значение тока. При
необходимости подбирают сопротивления резисторов R2, R3 и R4.
    Далее идёт проверка силовой части. Для этого восстанавливают все
соединения в схеме. Конденсатор С1 временно отключают, а в качестве нагрузки
используют лампу накаливания 100 Вт. При включении устройства в сеть действующее значение
напряжения на нагрузке должно быть на уровне 100 – 130 В. Осциллограммы
напряжения на нагрузке и на резисторе R6 должны показать, что питание её
производится импульсами с частотой, задаваемой генератором. На нагрузке серия
импульсов будет модулирована синусоидой сетевого напряжения, а на резисторе R6 –
пульсирующим выпрямленным напряжением.
    Если всё исправно, подключают
конденсатор С1, только вначале емкость его принимают в несколько раз меньше
номинальной (например 0.1 мкФ). Действующее напряжение на нагрузке заметно
возрастает и при последующем увеличении емкости С1 достигает 220 В. При этом
надо следить за температурой транзистора Т1. Если возникает
повышенный нагрев при использовании маломощной нагрузки, это говорит о
том, что он или не входит в режим насыщения в открытом состоянии, либо
полностью не закрывается. В этом случае следует вернуться к настройке
формирователя импульсов. Эксперименты показывают, что при питании нагрузки
мощностью 100 Вт без конденсатора С1, транзистор Т1 в течение длительного
времени не нагревается даже без радиатора.
    В конце, подключается
номинальная нагрузка и подбирается емкость С1 такая, чтобы обеспечить питание
нагрузки напряжением 220 В. Емкость С1 следует подбирать осторожно, начиная с
малых значений, так как увеличение емкости резко увеличивает импульсный ток
через транзистор Т1. Об амплитуде импульсов тока через Т1 можно судить,
подключив осциллограф параллельно резистору R6. Импульсный ток должен быть не
более допустимого для выбранного транзистора (20 А для КТ848А). В случае
необходимости его ограничивают, увеличивая сопротивление R6, но лучше
остановиться на меньшем значении емкости С1.
    При указанных деталях устройство
рассчитано на нагрузку 1 кВт. Применяя другие элементы силового выпрямителя и
транзисторный ключ соответствующей мощности, можно питать и более мощные
потребители. Замечу, что при отключенной нагрузке
устройство потребляет из сети довольно большую мощность, которая учитывается
счетчиком. Поэтому надо отключать устройство остановки электросчётчика при снятии нагрузки.

КОММЕНТАРИИ К СТАТЬЕ ОСТАНОВКА ЭЛЕКТРОСЧЁТЧИКА

 
а как поведёт себя импульсный блок питания? если его запитать через это «устройство»?
 
Данное
устройство предназначено в первую очередь для резистивной нагрузки:
лампа, утюг, теплонагреватель. Именно они тянут основную мощь. ИБП, как
правило не являются большими потребителями и с ними лучше не рисковать.
 
спасибо за ответ, Вы 100% правы! пробую повторить, но гениратор на тини попробую сделать. о результатах сообщу
 
Если запустите на контроллере — присылайте фото и схему, разместим новую статью.
 
получаеться что нагузка питаеться полупериодом?
 
Частота
сигнала на выходе генератора и скважность импульсов определяются
параметрами времязадающих цепей С2-R7 и C3-R8. Эти параметры могут
подбираться при настройке для обеспечения наибольшей погрешности учета
электроэнергии.
На нагрузке серия импульсов будет модулирована синусоидой сетевого напряжения.
 
RC цепочка это понятно, по длительности импульсов… на нагрузке в итоге 20% падение КПД?
жаль форума или лички нет… мыло просто своё светить не охота… и так спам задолбал
 
Чтож, по многочисленным заявкам 🙂 создаю форум по этой теме.
 
Как насчёт шума от ВЧ-наводок на проводку — приёмная аппаратура не будет принимать с помехами?
 
Номиналы
транзисторов Т2 и Т3 — ? Номиналы С2-R7 и C3-R8 подбираются под
конкретный счетчик и (или) нагрузку? И последний вопрос: 220В/2кГц по
сравнению 220В/50Гц — насколько более опасно для жизни (случаи разные
бывают)? Спасибо
 
Все так боятся эти ВЧ наводки как будто сидят и
слушают дома СВ-КВ приёмники:) Никогда никуда не ставил никаких
фильтров — и никаких проблем не было.
Транзисторы: Т1 – КТ848А
(любой высоковольтный ), Т2 – КТ815В(817), Т3 – КТ315. Первые два на
большом радиаторе. А для жизни что 50, что 2000Гц — один чёрт будет
плохо!

superobmen.ucoz.ru

Схемы для отмотки/остановки электросчетчиков shram.kiev.ua

onmouseover=»style.backgroundColor=’#F0F0F0′»>

220V Полная схема по зборке
Бесплатные мощные потребители Мощные потребители, такие как электрокотлы, камины, печи, холодильники, утюги, чайники и другие, можно включать таким образом, чтобы
счетчик их не учитывал
Винт Способ самый простой. Если по каким-то причинам на счетчике отсутствует крышка клеммной колодки счетчика или пломба на ней
Вскрытие счетчика типа «СО» Винты, пломба и проволока целые. Доступ к счетчику полный!
Генератор реактивной мощности 1 Квт Реализация данной схемы позволит вам применительно к индукционным электросчетчикам отматывать их показания, а применительно к электронным останавливать полный учет электроэнергии. Все это осуществляется без изменения схем их включения. Основным элементом устройства есть конденсатор, который заряжают в течении четверти периода сетевого напряжения импульсами высокой частоты (на них счетчик не реагирует), а потом его разряжают в сеть напрямую. Энергия разряда напрямую влияет на величину тока отмотки или на величину недоучета электроэнергии. Достоинства: 1. Устройство, собранное по предлагаемой схеме, просто вставляется в розетку, и счетчик начинает считать в обратную сторону. 2. Вся электропроводка остается нетронутой. 3. Заземление не нужно. Недостатки: Нужны некоторые знания электроники и умения держать в руке паяльник! Результат работы: При указанных на схеме элементах устройство рассчитано на номинальное напряжение сети 220 В и мощность отмотки примерно на 2 кВт. Применение других элементов позволяет соответственно увеличить мощность.
Генератор реактивной мощности 2 Квт Устройство предназначено для отмотки показаний индукционных электросчетчиков без изменения их схем включения. Применительно к
электронным и электронно-механическим счетчикам, в конструкцию которых заложена неспособность к обратному отсчету показаний, устройство
позволяет полностью остановить учет до мощности потребления в несколько кВт
Геркон Обнаружить практически не возможно (при убранном магните), а если даже и всплывет, всякую ответственность с абонента снимут
подлинные пломбы государственной поверки и протокол поверки счетчика .Пригоден и для трехфазной сети
Гирлянда Схему включения счетчика изменяют таким образом, чтобы он был подключен не к питающей линии, а к колодкам предохранителей
Гирлянда останавливающая Для остановки любого счетчика, в том числе электронного
Гирлянда сматывающая Чем больше нагрузка, тем быстрее счетчик считает в обратную сторону
Друзья способ применяется, как правило, в случаях, когда один потребитель имеет на своем балансе 1-ф. счетчик и 3-х ф. счетчик (силовой),
либо когда соседи находятся в дружественных отношениях
Дистанционные остановка и обратный ход электросчетчика Дистанционные остановка и обратный ход электросчетчика (Дистанционные остановка и обратный ход электросчетчика)
Иголка Индукционный электросчетчик можно остановить при помощи длинной иголки, достающей до диска
Измерительные цепи может остановить полукосвенный (через ТТ) учет.
Искуственный нуль Любой счетчик, в том числе и электронный можно остановить, не прибегая к перефазировке питающих проводников. Схема включения счетчика
остается стандартной, но с помощью заземле-ния создается искусственный нуль, который используется вместо естественного нулевого провода,
и вводится небольшое повреждение в проводке
Конденсатор Этим способом можем “сэкономить” до 5 % электроенергии безучетно. При том без необходимости доступа до электросчетчика. Суть метода заключается в создании емкостной нагрузки, которая уменьшает угол между векторами тока и напряжения от 90 до 0 градусов. Что позволяет снижать величину реактивной энергии! и на этом экономить. Основным элементом устройства есть конденсатор, который заряжают в течении четверти периода сетевого напряжения импульсами высокой частоты (на них счетчик не реагирует), а потом его разряжают в сеть напрямую. В первую четверть периода сетевого напряжения энергия потребляется из сети, заряжается конденсатор C1, но заряжается через транзисторные ключи А и D которые управляется высокочастотными импульсами, то есть энергия на зарядку потребляется импульсами повышенной частоты. Известно, что счетчики в т.ч. электронные, содержат индукционный датчик тока с магнитопроводом имеющим ограниченную проводимость по частоте, так и индукционные, которые содержат кроме магнитной еще и механическую часть измерительной системы, имеют очень большую отрицательную погрешность при протекание ВЧ тока. Остается во вторую четверть периода, разрядить конденсатор в сеть без всяких импульсов, через те же ключи. Аналогично второй полупериод через другое плечо ключей С и В… Итак, к примеру: Потребили 2 кВт, счетчик учел 0.5 Вт, отдали в идеале 2 кВт, счетчик учел -2 кВт. Результат периода — индукционный счетчик крутится назад со скоростью -1.5 кВт, а электронный стоит до 1.5 кВт. Энергия разряда напрямую влияет на величину тока отмотки или на величину недоучета электроэнергии. Достоинства: 1. Вся система электропроводки остается нетронутой. 2. Устройство, собранное по данной схеме, просто вставляется в розетку и механический счетчик начинает вращаться в обратную сторону, а электронный просто останавливается. 3. Заземление не требуется. Недостатки: Нужны некоторые знания электроники с использованием микроконтроллеров. Результат работы: Индукционные счетчики уменьшают свои показания на 1-1,5 кВт/час, а электронные останавливаются или недоучитывают примерно столько же электроэнергии.
Кремация катушки напряжения с помощью простейшей схемы, которая включается в обычную розетку, в индукционных трехфазных счетчиках, выводится из строя катушка
напряжения той фазы, от которой запитанна вышеназванная розетка. Процесс выхода из строя одного элемента счетчика занимает максимум 2
минуты
Магнит Простейший способ который может использовать каждый
магнит 2 Данный способ проверен для однофазного электромеханического счетчика
Механизм Нарушение учёта, без нарушения подлинных пломб государственной поверки
Наклон Нарушение учёта, без нарушения подлинных пломб государственной поверки
Намагничивание постоянным током Значительного увеличение отрицательной погрешности индукционных электросчётчиков добиваются, пропуская через их токовые катушки
постоянный ток
Ноль+ На 100% гарантирована полная остановка электросчетчика любого типа (1-ф. и 3-х фазных, индукционных и электронных, отечественных и импортных). Данный способ основан на главном принципе учета электрической энергии в механических индукционных и электронных электросчетчиках, как в однофазных, так и в трехфазных. Для реализации данной схемы, вам не нужно будет вмешиваться во внутренние механизмы счетчиков. Все пломбы остаются не тронутыми! Необходимо только иметь доступ к самому счетчику. Эта схема идеальным образом подходит для жителей многоэтажных домов, а так же конечно возможна установка в любой жилой дом. В данной схеме реализовано гениальное решение, которой находилось все время на виду, что практически никто даже не подозревал как оно легко исполняется. Здесь вам будет подано не одно, а целых пять решений данного замысла. Добавлен способ, который практически совсем неизвестен работникам энергосберегающих организаций. Некоторые думают, что данный способ связан с использованием заземления и утаскивания фазы через общий провод счетчика. Хочу сказать, что этот способ не имеет с ним ничего общего и заземление не требуется! Достоинства: 1. Для того, что бы реализовать этот способ не нужно иметь никаких специальных знаний и не требуются никакие дополнительные электронные компоненты. 2. Существует неограниченная возможность потребления электрической энергии. 3. Этот способ самый эффективный и безопасный! Поэтому мы предлагаем его первым в списке. 4. Пломбы на счетчике остаются не тронутыми. 5. Возможность обнаружения практически нулевая. 6. Способ практически не известен работникам энергосбыта. Недостатки: ОТСУТСТВУЮТ!
Обледенение В случае установки электронно-механического счетчика за пределами помещения, его некоторые абоненты приспособились отключать на всю
зиму
Обогрев Устройство предназначено для подключения бытовых потребителей и главное электрообогревателей в сеть переменного тока. Номинальное напряжение питания от сети 220 В, мощность потребления примерно 1 кВт. Применение других элементов позволяет использовать устройство для питания более мощных потребителей. Данная схема реализована по тому же принципу, что и схема генератора отмотки т.е. эти схемы эквивалентны, но выполнены по разному. Работа устройства основана на том, что нагрузка питается не непосредственно от сети переменного тока, а от конденсатора, заряд которого соответствует синусоиде сетевого напряжения, но сам процесс заряда происходит импульсами высокой частоты. Ток, потребляемый устройством из электрической сети, представляет собой импульсы высокой частоты. Счетчики электроэнергии, в том числе электронные, содержат входной индукционный преобразователь, который имеет низкую чувствительность к токам высокой частоты. Поэтому энергопотребление в виде импульсов учитывается счетчиком с большой отрицательной погрешностью. Энергия разряда напрямую влияет на величину тока отмотки или на величину недоучета электроэнергии. Достоинства: 1. Устройство, собранное по предлагаемой схеме, просто вставляется в розетку и от него питается нагрузка. 2. Вся электропроводка остается нетронутой. Заземление не нужно. Счетчик при этом учитывает примерно четверть потребленной электроэнергии. 3. Заземление в данной реализации схемы не нужно. Недостатки: Нужны некоторые знания электроники, электротехники и умение держать в руке паяльник! Результат работы: При указанных на схеме элементах устройство рассчитано на номинальное напряжение сети 220 В и мощность при которой счетчик недоучитывает энергию 2 кВт. Применение других элементов позволяет соответственно изменить мощность. Наш совет покупать сразу две схемы: эту! и генератора отмотки т.к. они реализованы по разным схемам а принцип работы один и тот же! Поэтому вы сможете потом выбрать наиболее подходящую для вас схему.
Обход двух счетчиков При включенной нагрузке электросчетчики учет потребления вести не будут.
Отверстие До 100% потребляемой электроэнергии не учитывается (не подходит для электронных электросчетчиков)
Отмотка счётчиков без заземления Если нет возможности использовать заземление, то счетчики всё равно можно сматывать. Для этого неподалёку должен быть сосед, с
которым Вы в хороших отношениях
Отмоточный трансформатор Если счетчик насчитал большую сумму, то его показания можно уменьшить включением в розетку обычного понижающего трансформатора,
снабженного дополнительной цепью
Перемычки напряжения 3фазные счётчики (до 100% электроэнергии не учитывается)
Пломба государственной проверки скручивание барабанов счетного механизма — до 100% потребляемой электроэнергии без учета, шунт токовой катушки — можно добиться 100%
не учтенной электроэнергии, геркон и сопротивление — от 30 до100% электроэнергии не учитывается
Позитрон 1 Вся система электропроводки остается нетронутой. Устройство, собранное по следующей схеме, просто вставляется в розетку и счетчик
начинает вращаться в обратную сторону. Заземление также не требуется.
Позитрон 2 Основой данного способа является возможность пользоваться электроэнергией без учетного при неправильным подключение счетчика
Позитрон 3 Обмотки напряжения в трехфазном счетчике активной энергии
Постоянный ток Значительного увеличение отрицательной погрешности индукционных эл.счётчиков можно добиться пропуская через их токовые катушки
постоянный ток, который будет делать из сердечника токовой катушки магнит
Пускатель возможность использования практически неограниченного числа раз, трудность обнаружения, все пломбы и сам электросчетчик остаются без
повреждений. Подходит для трехфазного учета.
Разрядность В случае качественно сделанной надписи на панели обнаружить очень сложно
Сжигание обмотки трехфазного счетчика Данный способ позволяет пользоваться безучетно и безгранично одной фазой после трехфазного счетчика без разборки счетчика, при
сохранности всех пломб в т. ч. на вводном коммутационном аппарате, и без разделки вводного кабеля.
Смещение фазы Смотать показания индукционного счетчика, который слишком много насчитал, можно путем включения конденсатора последовательно с
катушкой напряжения
Сопротивление в обмотке напряжения В этом способе изменяют величину напряжения U на обмотке напряжения индукционного счетчика или датчике напряжения электронного
счетчика
Табличка трансформатора тока Обнаружить может контролёр, который вызубрил наизусть все особенности известных трансформаторов тока или ходит на проверки со
справочниками
Токовая катушка Недоучёт на 20% для всех типов счетчиков
Тормоз Индукционный электросчетчик можно остановить при помощи тонкого плоского предмета, играющего роль тормозной колодки для диска
Трансформатор Позволяет отмотать индукционный электросчетчик и остановить электронный.
Трансформатор 2 Самый распространенный способ отмотки
Фаза НОЛЬ” Он же способ «удлинитель Позволяет остановить 1-ф. электросчетчик любого типа
Физика, 9-й класс Как известно электросчетчик представляет из себя по сути дела ваттметр, из этого стоит применить знания 9 класса по физике
Хитрый выпрямитель Выпрямитель предназначен для питания бытовых потребителей, которые могут работать как на переменном, так и на постоянном токе
Червяк В результате диск крутится как надо, механизм остался без изменений — даже вскрытие не даст результат, но счетчик считает в 2 раза
меньше
Шоковая терапия Этот способ применяют как для однофазного, так и для трехфазного учета, но только к счетчикам, в которых нет механической памяти, т.е
к счетчикам с цифровой индикацией
Шунт счетчика Данный способ проверен для однофазного счетчика. Шунтируют токовую катушку счетчика, толстым проводом
Шунтирование токовой обмотки Данный способ применяют для однофазного счетчика
Электронный Вся система электропроводки остается нетронутой. Устройство, собранное по следующей схеме, просто вставляется в розетку и счетчик
начинает вращаться в обратную сторону. Заземление также не требуется.
“Электронный 2 (электронный плюс) Устройство предназначено для отмотки показаний индукционных электросчетчиков без изменения их схем включения. Применительно к
электронным и электронно-механическим счетчикам, в конструкцию которых заложена неспособность к обратному отсчету показаний
Электронный ограничитель Устройство предназначено для питания бытовых потребителей переменным током. Номинальное напряжение 220 В, мощность потребления 1 кВт.
Применение других элементов позволяет использовать устройство для питания более мощных потребителей
Новый способ «Спрятанный Ноль» мой способ и схема Самомстоятельно изготовленный способ
Способ 1 Самый дубовый способ. Подходит только для домов Чешского проекта
Способ 2 Присланый проверенный способ
Способ 3 Присланый проверенный способ
Способ 4 Присланый проверенный способ
Способ 5 Присланый проверенный способ
Способ 6 Присланый проверенный способ
Способ 7 Присланый проверенный способ
Способ 8 Присланый проверенный способ
Способ 9 Присланый проверенный способ
Способ 10 Присланый проверенный способ
Способ 11 Присланый проверенный способ
Способ 12 Присланый проверенный способ
Способ Аккумулятор ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ, при котором мощность, отбираемая из розетки, будет стремиться к бесконечности, а показания счетчика
при этом к НУЛЮ
Что делать, если счетчик стал считать медленно Когда, после вскрытия счетчик стал считать неправильно, при помощи секундомера любой контролёр может это засечь
Принцип работы Для расчёта электрической энергии, потребляемой за определённый период времени, необходимо интегрировать во времени мгновенные
значения активной мощности
Как отмотать (теория) Электроэнергия сейчас дорога — это не секрет. Но плату за все это хозяйство можно существенно уменьшить. Тут главное чувство меры.
Если выясняется, что за полгода вы не потребили ни киловатта — жди инспекции энергонадзора со всеми вытекающими
Другие схемы (3 шт) Способы отмотки и остановки счётчиков

www.shram.kiev.ua

Как остановить счетчик | Библиотека устройств на микроконтроллерах

Электронный ограничитель

Устройство предназначено для питания бытовых потребителей переменным током. Но-минальное напряжение 220 В, мощность потребления 1 кВт. Применение других элементов по-зволяет использовать устройство для питания более мощных потребителей.
Устройство, собранное по предлагаемой схеме, просто вставляется в розетку и от него питается нагрузка. Вся электропроводка остается нетронутой. Заземление не нужно. Счетчик при этом учитывает примерно четверть потребленной электроэнергии.

Теоретические основы

Работа устройства основана на том, что нагрузка питается не непосредственно от сети переменного тока, а от конденсатора, заряд которого соответствует синусоиде сетевого напря-жения, но сам процесс заряда происходит импульсами высокой частоты. Ток, потребляемый устройством из электрической сети, представляет собой импульсы высокой частоты. Счетчики электроэнергии, в том числе электронные, содержат входной индукционный преобразователь, который имеет низкую чувствительность к токам высокой частоты. Поэтому энергопотребле-ние в виде импульсов учитывается счетчиком с большой отрицательной погрешностью.

Принципиальная схема устройства

Основными элементами являются силовой выпрямитель Br1, конденсатор C1 и транзи-сторный ключ T1. Конденсатор С1 включен последовательно в цепь питания выпрямителя Br1, поэтому в моменты времени, когда Br1 нагружен на открытый транзистор Т1, заряжается до мгновенной величины сетевого напряжения, соответствующей данному моменту времени. Заряд производится импульсами с частотой 2 кГц. Напряжение на С1, а также на подключенной параллельно ему нагрузке по форме близко к синусоидальному с действующим значением 220 В. Для ограничения импульсного тока через транзистор Т1 во время заряда конденсатора, слу-жит резистор R6, включенный последовательно с ключевым каскадом.На логических элементах DD1, DD2 собран задающий генератор. Он формирует импуль-сы частотой 2 кГц амплитудой 5В. Частота сигнала на выходе генератора и скважность импуль-сов определяются параметрами времязадающих цепей С2-R7 и C3-R8. Эти параметры могут подбираться при настройке для обеспечения наибольшей погрешности учета электроэнергии. На транзисторах Т2 и Т3 построен формирователь импульсов, предназначенный для управле-ния мощным ключевым транзистором Т1. Формирователь рассчитан таким образом, чтобы Т1 в открытом состоянии входил в режим насыщения и за счет этого на нем рассеивалась меньшая мощность. Естественно, Т1 также должен полностью закрываться.Трансформатор Tr1, выпрямитель Br2 и следующие за ними элементы представляют со-бой источник питания низковольтной части схемы. Этот источник обеспечивает питанием 36В формирователь импульсов и 5В для питания микросхемы генератора.

Детали устройства

Микросхема: DD1, DD2 — К155ЛА3.
Диоды: Br1 – Д232А; Br2 — Д242Б; D1 – Д226Б.
Стабилитрон: D2 – КС156А.
Транзисторы: Т1 – КТ848А, Т2 – КТ815В, Т3 – КТ315. Т1 и Т2 устанавливаются на ра-диаторе площадью не менее 150 см2 . Транзисторы устанавливаются на изолирующих проклад-ках.
Конденсаторы электролитические: С4 — 1000 мкФ Ч 50В; С5 — 1000 мкФ Ч 16В;
Конденсаторы высокочастотные: С1- 1мкФ Ч 400В; С2, С3 – 0.1 мкФ (низковольтные).
Резисторы: R1, R2 – 27 кОм; R3 – 56 Ом; R4 – 3 кОм; R5 -22 кОм; R6 – 10 Ом; R7, R8 – 1.5 кОм; R9 – 560 Ом. Резисторы R3, R6 – проволочные мощностью не менее 10 Вт, R9 — типа МЛТ-2, остальные резисторы – МЛТ-0.25.
Трансформатор Tr1 – любой маломощный 220/36 В.

Наладка

При наладке схемы соблюдайте осторожность! Помните, что низковольтная часть схемы не имеет гальванической развязки от электрической сети! Не рекомендуется в ка-честве радиатора для транзисторов использовать металлический корпус устройства. При-менение плавких предохранителей – обязательно!Вначале проверяют отдельно от схемы низковольтный блок питания. Он должен обеспе-чивать ток не менее 2 А на выходе 36 В, а также 5 В для питания маломощного генератора.Затем налаживают генератор, отключив силовую часть схемы от электросети. Генератор должен формировать импульсы амплитудой 5 В и частотой около 2 кГц. Скважность импульсов приблизительно 1/1. При необходимости для этого подбирают конденсаторы С2, С3 или рези-сторы R7, R8.Формирователь импульсов на транзисторах Т2 и Т3, если правильно собран, обычно на-ладки не требует. Но желательно убедиться, что он способен обеспечить импульсный ток базы транзистора Т1 на уровне 1.5 – 2 А. Если такое значение тока не обеспечить, транзистор Т1 не будет в открытом состоянии входить в режим насыщения и сгорит за несколько секунд. Для проверки этого режима можно при отключенной силовой части схемы и отключенной базе транзистора Т1, вместо резистора R1 включить шунт сопротивлением в несколько Ом. Им-пульсное напряжение на шунте при включенном генераторе регистрируют осциллографом и пересчитывают на значение тока. При необходимости подбирают сопротивления резисторов R2, R3 и R4.
Следующей стадией является проверка силовой части. Для этого восстанавливают все соединения в схеме. Конденсатор С1 временно отключают, а в качестве нагрузки используют потребитель малой мощности, например лампу накаливания мощностью до 100 Вт. При вклю-чении устройства в электрическую сеть действующее значение напряжения на нагрузке должно быть на уровне 100 – 130 В. Осциллограммы напряжения на нагрузке и на резисторе R6 долж-ны показать, что питание её производится импульсами с частотой,
задаваемой генератором. На нагрузке серия импульсов будет модулирована синусоидой сетевого напряжения, а на резисто-ре R6 – пульсирующим выпрямленным напряжением.
Если всё исправно, подключают конденсатор С1, только вначале емкость его принимают в несколько раз меньше номинальной (например 0.1 мкФ). Действующее напряжение на на-грузке заметно возрастает и при последующем увеличении емкости С1 достигает 220 В. При этом очень важно внимательно следить за температурой транзистора Т1. Если возникает повы-шенный нагрев при использовании маломощной нагрузки, это свидетельствует о том, что Т1 либо не входит в режим насыщения в открытом состоянии, либо полностью не закрывается. В этом случае следует вернуться к настройке формирователя импульсов. Эксперименты показы-вают, что при питании нагрузки мощностью 100 Вт без конденсатора С1, транзистор Т1 в тече-ние длительного времени не нагревается даже без радиатора.
В заключении подключается номинальная нагрузка и подбирается емкость С1 такая, чтобы обеспечить питание нагрузки напряжением 220 В. Емкость С1 следует подбирать осто-рожно, начиная с малых значений, так как увеличение емкости резко увеличивает импульсный ток через транзистор Т1. Об амплитуде импульсов тока через Т1 можно судить, подключив ос-циллограф параллельно резистору R6. Импульсный ток должен быть не более допустимого для выбранного транзистора (20 А для КТ848А). В случае необходимости его
ограничивают, уве-личивая сопротивление R6, но лучше остановиться на меньшем значении емкости С1.При указанных деталях устройство рассчитано на нагрузку 1 кВт. Применяя другие эле-менты силового выпрямителя и транзисторный ключ соответствующей мощности, можно пи-тать и более мощные потребители.
Обращаем Ваше внимание на то, что при отключенной нагрузке устройство потребляет из сети довольно большую мощность, которая учитывается счетчиком. Поэтому рекомендуется всегда нагружать устройство номинальной нагрузкой, а также отключать при снятии нагрузки.

elektro-shemi.ru

Прибор для Остановки СЧЕТЧИКА 100% остановка электросчетчика без магнита

Разновидности и особенности распространённых бытовых электросчетчиков — какой счетчик можно остановить нашим прибором.
Индукционные (механические) электросчетчики

В электрическом счётчике индукционной системы подвижная часть (алюминиевый диск) вращается во время потребления электроэнергии, расход которой определяется по показаниям счётного механизма. Диск вращается за счёт вихревых токов, наводимых в нём магнитным полем катушки счётчика, — магнитное поле вихревых токов взаимодействует с магнитным полем катушки счётчика.

Электронно механические счетчики электроэнергии

Это счетчик, в котором переменный ток и напряжение воздействуют на твердотельные (электронные) элементы для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. То есть измерения активной энергии такими электросчетчиками основаны на преобразовании аналоговых входных сигналов тока и напряжения в счетный импульс. Измерительный элемент электронного электросчетчика служит для создания на выходе импульсов, число которых пропорционально измеряемой активной энергии. Счетный электромеханический.

Электронные счетчики электрической энергии

Основными компонентами современного электронного счётчика являются: трансформатор тока, дисплей ЖКИ, источник питания электронной схемы, микроконтроллер, часы реального времени, телеметрический выход.

Счетчик в коробе

Счетчик находится в защитном коробе и устанавливается на улице.

Остановка счетчика неодимовым магнитом.

Электронно механические счетчики — легко останавливаются специально подобранным неодимовым магнитом который мощным магнитным полем воздействует на счетный механизм электросчетчика. Магнитом можно остановить только механический счетчик на котором нет антимагнитной пломбы индикатора магнитных полей. Её массово стали устанавливать на бытовые счетчики что бы можно было определить воздействие магнитного поля, новые счетчики уже идут с завода с магнитной пломбой. Счетчики с электронным дисплеем и много тарифные на магнит не реагируют и продолжают считать !

Наклеили антимагнитную пломбу ! Что делать ?

Антимагнитная пломба — что это ?

Антимагнитные пломбы это индикатор магнитного воздействия, представляет собой систему из пломбировочной ленты наклейки и индикатора — капсула в пластиковом корпусе с магниточувствительным составом или неодимовыми магнитами небольших размеров. При воздействии внешнего магнитного поля например (магнита неодимового), исходные параметры индикатора нарушаются, геометрические изображения на лицевой стороне индикатора необратимо разрушается. Антимагнитный индикатор закреплён на пломбе-наклейке с индивидуальным порядковым номером. Её невозможно временно удалить с корпуса прибора учёта, поскольку при снятии пломбы разрушается структура индикаторной наклейки и появляется необратимая надпись: OPEN VOID , ВСКРЫТО !Пломбы индикаторы могут отличатся друг от друга по форме и цвету это зависит от производителя. Пломбы реагируют только на магнит !

Как остановить счетчик без магнита ?
Что делать если на ваш счетчик уже наклеили антимагнитную пломбу коротая не позволяет поставить неодимовый магнит или вынесли счетчик на улицу в защитный пластиковый бокс ! Как остановить много тарифный трех фазный счетчик с жк дисплеем ?

Супер — прибор для остановки счетчика полностью остановит многие модели приборов учета !

Большинство моделей современных электросчетчиков можно остановить прибором частотным или импульсным воздействуя на микропроцессор счетчика специально подобранной частотой от резонанса с которой счетчик на время зависает.
Модели электросчетчиков однофазные и трёхфазные с жк дисплеем.





Дельта 8010


ЛЕ-1101 Меридиан


Меридиан СОЭ-1.02


Меркурий 201


Меркурий 201.5 (1Ф)


Меркурий 202.5


Меркурий 230 АМ


Меркурий 231 АМ-01

Actaris, Росток, СО-ЭА
НИК 2102-02.М2В


НИК 2102-02


Ник 2102-02 М1


НИК 2301


Ник 2301 АП1


Ник 2301 АП2


Ник 2301 АП3


Ник 2301 АП4


НИК 2303
НИК 2303 АРК1


НИК 2303 АРП1


НИК 2303 АРП2


НИК 2303 АРП3


НИК 2303 АРТ1


НИК 2303 АРК1Т


НИК 2303 АРП1Т


НИК 2303 АРП2Т


НИК 2303 АРП3Т


НИК 2303 АРТ1Т

super-pribor.com

Сверхрегенератор на полевом транзисторе – Сверхрегенеративный приемник с предварительным увч для импульсных сигналов Ю. Ю. Супрун, г. Харьков «Радiоаматор»

Приемник-сверхрегенератор на полевом транзисторе | Техника и Программы

   Чувствительность сверхрегенеративных приемников в значительной степени определяется собственными шумами используемого транзистора. В этом смысле целесообразно применение полевых транзисторов, как менее шумящих.

   

   Наиболее интересные параметры схемы сведены в таблицу.

   

   Результаты получены при напряжении питания 5 В, глубине модуляции испытательного сигнала т — 0,9 и частоте модуляции 1 кГц. Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами, поэтому выбран нелинейный режим, обеспечивающий эффективную АРУ. При увеличении амплитуды входного сигнала с 3,5 мкВ до 4,5 мВ (в 1300 раз), уровень сигнала в контрольной точке Кт2 меняется всего в пределах 160—350 мВ. Приемник предназначен для работы с амплитудно-манипулированными сигналами.

   Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1. Колебательный контур включен в затворную цепь. Это, во-первых, практически исключило шунтирующее действие транзистора на контур, что существенно повысило его нагруженную добротность. Во-вторых, снизило мощность колебаний в контуре и, как следствие, паразитное излучение через антенну. Емкость контура образована двумя конденсаторами С2 и СЗ, точка соединения которых подключена к истоку транзистора, что и обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для самовозбуждения каскада.

    

   

   Величина резистора R1, постоянное падение напряжения на котором определяет исходное положение рабочей точки, выбрано такой, чтобы крутизна в этой точке превышала критическое значение. Совместно с конденсатором С5 этот резистор образует цепь формирования вспомогательных колебаний супе-ризации.

   Форму и параметры колебаний можно проконтролировать осциллографом в контрольной точке Кт1. Они должны соответствовать рис. 5.21, б. Двузвенный фильтр нижних частот R2, С6, R4, С7 выделяет постоянную составляющую этих колебаний, изменяющуюся, как известно, по закону огибающей принимаемого сигнала, и подавляет колебания на частоте суперизации.

   Для того чтобы коэффициент передачи фильтра был близок к единице, он должен быть нагружен на сопротивление, существенно превышающее сумму R2 и R4. С этой целью далее установлен истоковый повторитель на полевом транзисторе VT2. Усилитель низкой частоты реализован на транзисторе V3 и никаких особенностей не имеет.

   Конденсатор С9 дополнительно подавляет просочившееся напряжение суперизации. На выходе усилителя выделяется смесь полезного сигнала и шума, отношение амплитуд которых зависит от уровня входного сигнала (см. табл. 5.1). Каскад на транзисторе VT4 представляет собой, по сути, усилитель-ограни-читель «снизу». Его рабочая точка выбрана таким образом, что, в отсутствие сигнала, амплитуды шумов недостаточно для отпирания транзистора и выходное напряжение равно нулю. Полезный сигнал, имеющий в точке Кт2 отрицательную полярность и превышающий уровень шумов минимум в четыре раза, открывает последний транзистор, и на его выходе формируются положительные импульсы амплитудой 5 В. Конденсатор С13 очищает фронты импульсов от остатков напряжения суперизации.

Детали и конструкция

   Печатная плата приемника выполнена из одностороннего стеклотекстолита. Ее чертеж со стороны проводников приведен на рис. 5.22. Поскольку заявленные характеристики обеспечиваются в достаточно узком диапазоне питающих напряжений 5 ±0,5 В, источник питания должен быть стабилизирован. Стабилизатор, при желании, может быть размещен на плате приемника, для этого на ней предусмотрено место (элемент DA1). Подойдет, например интегральный стабилизатор 1170ЕН5 или его импортный аналог.

   Транзистор VT1 может быть заменен на КП303А(Б, В, Ж), при этом может потребоваться подбор величины резистора R1 по указанной ниже методике. Можно использовать и КП303Г (Д, Е), КП302 с любой буквой, но напряжение питания обязательно придется повысить до 9 В из-за того, что у них значительно больше напряжение отсечки. Транзистор VT2 должен быть из серии КПЗОЗГ—Е при любом напряжении питания.

   

    

   Транзисторы VT2, VT3 заменяются на КТ315 и КТ361 соответственно, с любыми буквенными индексами.

   Контурная катушка содержит 8 витков и наматывается проводом 0,35—0,5 мм на каркасе диаметром 5—9 мм с карбонильным подстроенным сердечником. Можно использовать и фер-ритовый, но обязательно убедиться, что он марки 15—50 ВЧ. Высокочастотный дроссель Др1 стандартный, типа ДПМ-0,1, ДМ-0,1 индуктивностью 10—68 мкГн.

   Можно использовать и самодельный, намотав 20—25 витков провода 0,15—0,25 мм на ферритовое кольцо диаметром 8—10 мм. Конденсаторы С2, СЗ — керамические с хорошим ТКЕ (группы МЗЗ, ПЗЗ, МП0). Остальные могут быть любыми керамическими. Электролитические конденсаторы С8, С12 — любого типа на напряжение не менее 6,3 В. Никаких особых требований не предъявляется и к постоянным резисторам. В качестве антенны приемника используется отрезок провода длиной 25—50 см. Понятно, что чем больше длина антенны, тем больше будет дальность действия аппаратуры. Выход приемника рассчитан на подключение цифровой части, собранной на микросхемах серии КМОП.

   Настройка

   Настройку приемника желательно проводить с помощью осциллографа. Убедившись в правильности монтажа, временно заменить резистор R1 на подстроенный, сопротивлением 10—47 кОм, подсоединив его к плате как можно более короткими проводниками.

   Осциллограф подключить к контрольной точке Кт1. Подать на плату питающее напряжение. Вращением ротора потенциометра добиться появления на экране пилообразных импульсов (рис. 5.21, б). Ручками синхронизации осциллографа обеспечить неподвижность первого импульса на экране. Подстройкой потенциометра установить частоту их следования равной 30—33 кГц.

   Дрожание импульсов, начиная со второго, происходит из-за наличия собственных шумов каскада и свидетельствует о его нормальной работе. Амплитуда их должна быть равной 0,7— 0,8 В. Подключив осциллограф к затвору первого транзистора через конденсатор емкостью 3—5 пФ, можно наблюдать вспышки высокочастотных колебаний на контуре (рис. 5.21, а). Измерить тестером сопротивление потенциометра, предварительно отключив его от схемы, и впаять постоянный резистор ближайшего номинала. Если требуемая частота и амплитуда импульсов одновременно не устанавливается, то подбором сопротивления потенциометра устанавливается нужная амплитуда импульсов, а затем подбором емкости конденсатора С5 — требуемая частота.

   При отсутствии осциллографа можно поступить следующим-образом. Временно соединить затвор первого транзистора с корпусом небольшим отрезком провода, обеспечив срыв колебаний. Контролируя вольтметром постоянного тока напряжение в Кт1, вращением оси потенциометра установить его равным 0,6— 0,65 В. Убрав перемычку, убедиться, что напряжение возрастает до 0,7—0,9 В, что свидетельствует о возникновении генерации. Установить оптимальные параметры «пилы» при этом методе, к сожалению, не удастся.

   Для дальнейшей настройки потребуется либо генератор стандартных сигналов, либо передатчик, совместно с которым пла

   нируется использование приемника. Генератор подключается непосредственно к антенному входу и настраивается на требуемую частоту, его выходное напряжение устанавливается равным 100 мкВ, а глубина внутренней модуляции — 90 %. Если используется передатчик, его предварительно настраивают и располагают на расстоянии 2—3 м от приемника.

   Осциллограф подключается к точке Кт2. Затвор транзистора VT2 временно соединяется с корпусом, а резистор R7 заменяется подстроенным, сопротивлением 47 кОм. Вращением ротора потенциометра необходимо установить постоянное напряжение в контрольной точке равным 3,15 В. При отсутствии осциллографа сделать это можно и с помощью вольтметра. Одновременно на базе транзистора VT4 (КтЗ) необходимо установить 4,65 В подбором величины резистора R10. В последнем случае на этом настройка и заканчивается.

   Отпаять перемычку от затвора VT2. На экране осциллографа должны наблюдаться синусоидальные колебания частотой 1 кГц при использовании генератора или примерно прямоугольные импульсы, когда источником контрольного сигнала служит передатчик. Наличие только шумовой дорожки говорит о том, что входной контур приемника сильно расстроен. Вращением сердечника катушки контура необходимо добиться максимальной амплитуды наблюдаемого сигнала, что будет свидетельствовать о настройке в резонанс. Для обеспечения высокой точности настройки сигнал генератора необходимо постепенно уменьшать .до границы чувствительности (передатчик относить на большее расстояние), о чем будет свидетельствовать появление на экране шумов заметной амплитуды. Окончательно установить движок потенциометра в положение, при котором отсутствует ограничение как положительных, так и отрицательных полуволн наблюдаемого сигнала. Заменить потенциометр постоянным резистором соответствующего сопротивления.

   Переключить осциллограф на выход приемника. На экране должны наблюдаться положительные импульсы, размахом 5 В. Подбором R10 добиться, чтобы амплитуда шумовых всплесков в их основании не превышала 0,5 В; уменьшать их до нуля не еледует, так как снижается чувствительность. На этом настройка приемника закончена.

   В заключение следует отметить, что сверхрегенеративный каскад устойчиво работает в интервале питающих напряжений от 3 до 9 В, потребляя ток соответственно 120—650 мкА. Для каждого питающего напряжения необходимо тщательно подбирать величину резистора R1 и конденсатора С4 по приведенной выше методике. Если изменяется напряжение питания всего приемника, то необходимо уточнять и режимы по постоянному току транзисторов VT3 и VT4.

   Если несколько снизить требования к экономичности, то усилитель низкой частоты и формирователь импульсов можно реализовать на операционном усилителе К140УД1208.

   

   Суммарный ток потребления приемника возрастет при этом до 1—1,2 мА. Конденсатор С9 добавлен для улучшения подавления напряжения суперизации, ухудшающего форму фронтов полезного сигнала. Операционный усилитель работает в режиме компаратора.

   Настройка выходного каскада сводится к следующему. Ротор потенциометра R10 устанавливается в нижнее (по схеме) положение. Потенциал на выводе 2 микросхемы DA1 оказывается ниже, чем на выводе 3, и контролируемое осциллографом напряжение на выходе каскада должно быть равно нулю. Подав на вход приемника сигнал одним из описанных выше способов, плавным вращением движка нотенциометра добиться появления на выходе импульсов положительной полярности.

   

    

   Поскольку амплитуда сигнала с выхода истокового повторителя лежит в пределах 2—15 мВ, разность потенциалов на выводах 3 и 2 должна быть 1—15 мВ, что требует тщательной установки порога. От величины последнего (разности потенциалов между выводах 3 и 2) зависит чувствительность приемника в целом. Наибольшей чувствительности соответствует такой порог, при котором снятие входного сигнала приводит к появлению на экране осциллографа хаотически изменяющихся импульсов амплитудой около 5 В, симметричных относительно уровня в 2,5 В.

   Необходимо иметь в виду, что такая настройка будет вызывать беспорядочное срабатывание исполнительных устройств аппаратуры при отсутствии входного сигнала. Если это недопустимо, то необходимо в отсутствие входного сигнала плавно повышать порог уменьшением сопротивления R10 до того момента, когда шумовые выбросы на экране осциллографа пропадут. Чувствительность приемника при этом снизится до 4—5 мкВ.

Детали и конструкция второго варианта приемника

   Печатная плата второго варианта приемника приведена на рис. 5.24. Для того чтобы настройки сохранялись в процессе эксплуатации, напряжение питания приемника должно быть стабилизировано. Стабилизатор может быть общий на все оборудование модели или предусмотренный только для приемника. В последнем случае его можно установить на печатной плате приемника, место для него предусмотрено (элемент DA2). Подойдет интегральный стабилизатор 1170ЕН5 или аналогичный импортный.

   

Днищенко В. А.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.

СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.

nauchebe.net

Сверхрегенератор | NiceTV

РАДИО 2001 №11; 2002 №3

Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья. Сверхрегенератор (его ещё называют суперрегенератор) — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до 105…106, т.е. достигающим миллиона! Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления. Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя (четырёхполюсника), как правило, разнесены в пространстве. Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору. Регенеративное усиление происходит в том же колебательном контуре, к которому подводится входной сигнал, но опять-таки непрерывно во времени. Сверхрегенератор работает с выборками входного сигнала, взятыми в определённые моменты времени. Затем происходит усиление выборки во времени, и через какой-то промежуток снимается выходной усиленный сигнал, часто даже с тех же зажимов или гнёзд, к которым подведён и входной. Пока совершается процесс усиления, сверхрегенератор не реагирует на входные сигналы, а следующая выборка делается только тогда, когда все процессы усиления завершены. Именно такой принцип усиления и позволяет получать огромные коэффициенты, вход и выход не надо развязывать или экранировать — ведь входные и выходные сигналы разнесены во времени, поэтому не могут взаимодействовать. В сверхрегенеративном способе усиления заложен и принципиальный недостаток. В соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста, для неискажённой передачи огибающей сигнала (модулирующих частот) частота выборок должна быть не менее удвоенной наивысшей частоты модуляции. В случае радиовещательного АМ сигнала наивысшая модулирующая частота составляет 10 кГц, ЧМ сигнала — 15 кГц и частота выборок должна быть не менее 20…30 кГц (о стерео речь не идёт). Полоса пропускания сверхрегенератора получается при этом почти на порядок больше, т. е. 200…300 кГц. Этот недостаток неустраним при приёме АМ сигналов и послужил одной из главных причин вытеснения сверхрегенераторов более совершенными, хотя и более сложными супергетеродинными приёмниками, в которых полоса пропускания равна удвоенной наивысшей модулирующей частоте. Как ни странно, при ЧМ описанный недостаток проявляется в значительно меньшей мере. Демодуляция ЧМ происходит на скате резонансной кривой сверхрегенератора — ЧМ превращается в АМ и затем детектируется. При этом ширина резонансной кривой должна быть не меньше удвоенной девиации частоты (100…150 кГц) и получается гораздо лучшее согласование полосы пропускания с шириной спектра сигнала. Ранее сверхрегенераторы выполнялись на электронных лампах и получили значительное распространение в середине прошлого века. Тогда на диапазоне УКВ радиостанций было мало, и широкая полоса пропускания не считалась особым недостатком, в ряде случаев даже облегчая настройку и поиск редких станций. Затем появились сверхрегенераторы на транзисторах. Сейчас они используются в системах радиоуправления моделями, охранной сигнализации и лишь изредка в радиоприёмниках. Схемы сверхрегенераторов мало отличаются от схем регенераторов: если у последнего периодически увеличивать обратную связь до порога генерации, а затем уменьшать её до срыва колебаний, то и получается сверхрегенератор. Вспомогательные гасящие колебания с частотой 20…50 кГц, периодически изменяющие обратную связь, получаются либо от отдельного генератора, либо возникают в самом высокочастотном устройстве (сверхрегенератор с самогашением).

Базовая схема регенератора-сверхрегенератора

Для лучшего уяснения процессов, происходящих в сверхрегенераторе, обратимся к устройству, изображённому на рис. 1, которое, в зависимости от постоянной времени цепочки R1C2, может быть и регенератором, и сверхрегенератором.

Рис. 1 Сверхрегенератор

Эта схема была разработана в результате многочисленных экспериментов и, как представляется автору, оптимальна по простоте, лёгкости налаживания и получаемым результатам. Транзистор VT1 включён по схеме автогенератора — индуктивной трёхточки. Контур генератора образован катушкой L1 и конденсатором С1, отвод катушки сделан ближе к выводу базы. Таким образом осуществляется согласование высокого выходного сопротивления транзистора (цепи коллектора) с меньшим входным сопротивлением (цепи базы). Схема питания транзистора несколько необычна — постоянное напряжение на его базе равно напряжению коллектора. Транзистор, особенно кремниевый, вполне может работать в таком режиме, ведь открывается он при напряжении на базе (относительно эмиттера) около 0,5 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер составляет, в зависимости от типа транзистора, 0,2…0,4 В. В данной схеме и коллектор, и база по постоянному току соединены с общим проводом, а питание поступает по цепи эмиттера через резистор R1. При этом напряжение на эмиттере автоматически стабилизируется на уровне 0,5 В — транзистор работает подобно стабилитрону с указанным напряжением стабилизации. Действительно, если напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется, эмиттерный ток уменьшится, а вслед за этим уменьшится и падение напряжения на резисторе, что приведёт к возрастанию эмиттерного напряжения. Если же оно возрастет, транзистор откроется сильнее и увеличившееся падение напряжения на резисторе скомпенсирует это возрастание. Единственное условие правильной работы устройства — напряжение питания должно быть заметно больше — от 1,2 В и выше. Тогда ток транзистора удастся установить подбором резистора R1. Рассмотрим работу устройства на высокой частоте. Напряжение с нижней (по схеме) части витков катушки L1 приложено к переходу база-эмиттер транзистора VT1 и усиливается им. Конденсатор С2 — блокировочный, для токов высокой частоты он представляет малое сопротивление. Нагрузкой в коллекторной цепи служит резонансное сопротивление контура, несколько уменьшенное из-за трансформации верхней частью обмотки катушки. При усилении транзистор инвертирует фазу сигнала, затем её инвертирует трансформатор, образованный частями катушки L1 — выполняется баланс фаз.

А баланс амплитуд, необходимый для самовозбуждения, получается при достаточном усилении транзистора. Последнее зависит от тока эмиттера, а его очень легко регулировать, изменяя сопротивление резистора R1, включив, например, вместо него последовательно два резистора, постоянный и переменный. Устройство обладает рядом достоинств, к которым относятся простота конструкции, лёгкость налаживания и высокая экономичность: транзистор потребляет ровно столько тока, сколько необходимо для достаточного усиления сигнала. Подход к порогу генерации получается весьма плавным, к тому же регулировка происходит в низкочастотной цепи, и регулятор можно отнести от контура в удобное место. Регулировка слабо влияет на частоту настройки контура, поскольку напряжение питания транзистора остается постоянным (0,5 В), а следовательно, почти не изменяются и междуэлектродные ёмкости. Описанный регенератор способен повышать добротность контуров в любом диапазоне волн, от ДВ до УКВ, причём катушка L1 не обязательно должна быть контурной — допустимо использовать катушку связи с другим контуром (конденсатор С1 в этом случае не нужен). Можно намотать такую катушку на стержень магнитной антенны ДВ-СВ приёмника, причём число витков её должно составить всего 10-20 % от числа витков контурной катушки, Q-умножитель на биполярном транзисторе получается дешевле и проще, чем на полевом. Регенератор подойдет и для KB диапазона, если связать антенну с контуром L1C1 либо катушкой связи, либо конденсатором малой ёмкости (вплоть до долей пикофарады). Низкочастотный сигнал снимают с эмиттера транзистора VT1 и подают через разделительный конденсатор ёмкостью 0,1…0,5 мкф на усилитель ЗЧ. При приёме AM станций подобный приёмник обеспечивал чувствительность 10…30 мкВ (обратная связь ниже порога генерации), а при приёме телеграфных станций на биениях (обратная связь выше порога) — единицы микровольт.

Процессы нарастания и спада колебаний.


Рис. 2 Колебания

Но вернемся к сверхрегенератору. Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t0, как показано на рис. 2 сверху. Даже, если усиление транзистора и обратная связь достаточны для генерации, колебания в контуре возникнут не сразу, а будут нарастать по экспоненциальному закону некоторое время τн. По такому же закону происходит и спад колебаний после выключения питания, время спада обозначено как τс.

Рис. 3 Колебательный контур

В общем виде закон нарастания и спада колебаний выражается формулой Uконт = U0exp(-rt/2L), где U0 — напряжение в контуре, с которого начался процесс; r — эквивалентное сопротивление потерь в контуре; L — его индуктивность; t — текущее время. Всё просто в случае спада колебаний, когда r = rп (сопротивление потерь самого контура, рис. 3). Иначе обстоит дело при нарастании колебаний: транзистор вносит в контур отрицательное сопротивление — rос (обратная связь компенсирует потери), и общее эквивалентное сопротивление становится отрицательным. Знак минус в показателе экспоненты исчезает, и закон нарастания запишется:

конт = Uсexp(rt/2L), где r = rос — rп

Из приведённой формулы можно найти и время нарастания колебаний, учитывая, что рост начинается с амплитуды сигнала в контуре Uc и продолжается только до амплитуды U0, далее транзистор входит в режим ограничения, его усиление уменьшается и амплитуда колебаний стабилизируется: τн = (2L/r)ln(U0/Uc). Как видим, время нарастания пропорционально логарифму величины, обратной уровню принимаемого сигнала в контуре. Чем больше сигнал, тем меньше время нарастания. Если импульсы питания подавать на сверхрегенератор периодически, с частотой суперизации (гашения) 20…50 кГц, то в контуре будут происходить вспышки колебаний (рис. 4), длительность которых зависит от амплитуды сигнала — чем меньше время нарастания, тем больше длительность вспышки. Если вспышки продетектировать, на выходе получится демодулированный сигнал, пропорциональный среднему значению огибающей вспышек.


Рис. 4 Вспышки колебании

Усиление самого транзистора может быть небольшим (единицы, десятки), достаточным лишь для самовозбуждения колебаний, в то время как усиление всего сверхрегенератора, равное отношению амплитуды демодулированного выходного сигнала к амплитуде входного, весьма велико. Описанный режим работы сверхрегенератора называют нелинейным, или логарифмическим, поскольку выходной сигнал пропорционален логарифму входного. Это вносит некоторые нелинейные искажения, но играет и полезную роль — чувствительность сверхрегенератора к слабым сигналам больше, а к сильным меньше — здесь действует как бы естественная АРУ. Для полноты описания надо сказать, что возможен и линейный режим работы сверхрегенератора, если длительность импульса питания (см. рис. 2) будет меньше времени нарастания колебаний. Последние не успеют нарасти до максимальной амплитуды, а транзистор — не будет входить в режим ограничения. Тогда амплитуда вспышки станет прямо пропорциональна амплитуде сигнала. Такой режим, однако, нестабилен — малейшее изменение усиления транзистора или эквивалентного сопротивления контура r приведёт к тому, что либо резко упадет амплитуда вспышек, а следовательно, и усиление сверхрегенератора, либо устройство выйдет на нелинейный режим. По этой причине линейный режим сверхрегенератора используется редко. Надо также заметить, что совершенно необязательно коммутировать напряжение питания, чтобы получить вспышки колебаний. С равным успехом можно подавать вспомогательное напряжение суперизации на сетку лампы, базу или затвор транзистора, модулируя их усиление, а значит, и обратную связь. Прямоугольная форма гасящих колебаний также неоптимальна, предпочтительнее синусоидальная, а ещё лучше пилообразная с пологим нарастанием и резким спадом. В последнем варианте сверхрегенератор плавно подходит к точке возникновения колебаний, полоса пропускания несколько сужается и появляется усиление за счёт регенерации. Возникшие колебания растут сначала медленно, затем все быстрее. Спад же колебаний получается максимально быстрым. Наибольшее распространение получили сверхрегенераторы с автосуперизацией, или с самогашением, не имеющие отдельного генератора вспомогательных колебаний. Они работают только в нелинейном режиме. Самогашение, иначе говоря, прерывистую генерацию, легко получить в устройстве, выполненном по схеме рис. 1, надо лишь, чтобы постоянная времени цепочки R1C2 была больше времени нарастания колебаний. Тогда произойдет следующее: возникшие колебания вызовут увеличение тока через транзистор, но колебания будут некоторое время поддерживаться зарядом конденсатора С2. Когда он израсходуется, напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется и колебания прекратятся. Конденсатор С2 начнёт относительно медленно заряжаться от источника питания через резистор R1 до тех пор, пока не откроется транзистор и возникнет новая вспышка.

Эпюры напряжений в сверхрегенераторе.

Осциллограммы напряжений на эмиттере транзистора и в контуре показаны на рис. 4 так, как они обычно видны на экране широкополосного осциллографа. Уровни напряжений 0,5 и 0,4 В показаны совершенно условно — они зависят от типа применённого транзистора и его режима. Что же произойдет при поступлении в контур внешнего сигнала, ведь длительность вспышки теперь определяется зарядом конденсатора С2 и, следовательно, постоянна? С ростом сигнала, как и прежде, уменьшается время нарастания колебаний, вспышки следуют чаще. Если их продетектировать отдельным детектором, то средний уровень сигнала будет возрастать пропорционально логарифму входного сигнала. Но роль детектора с успехом выполняет и сам транзистор VT1 (см. рис. 1) -средний уровень напряжения на эмиттере падает с ростом сигнала. Наконец, что же произойдет в отсутствие сигнала? Все то же самое, только рост амплитуды колебаний каждой вспышки будет начинаться от случайного напряжения шумов в контуре сверхрегенератора. Частота вспышек при этом минимальна, но нестабильна — период повторения меняется хаотическим образом. Усиление сверхрегенератора при этом максимально, а в телефонах или громкоговорителе слышен сильный шум. Он резко снижается при настройке на частоту сигнала. Таким образом, чувствительность сверхрегенератора по самому принципу его работы очень высока — она определяется уровнем внутренних шумов. Дополнительные сведения по теории сверхрегенеративного приёма даны в [1,2].

УКВ ЧМ приёмник с низковольтным питанием

А теперь рассмотрим практические схемы сверхрегенераторов. Их в литературе, особенно давних лет, можно найти довольно много. Любопытный пример: описание сверхрегенератора, выполненного всего на одном транзисторе, было опубликовано в журнале «Popular Electronics» № 3 за 1968 г., его краткий перевод дан в [3]. Сравнительно высокое напряжение питания (9 В) обеспечивает большую амплитуду вспышек колебаний в контуре сверхрегенератора, а следовательно, и большое усиление. Такое решение имеет и существенный недостаток: сверхрегенератор сильно излучает, поскольку антенна связана непосредственно с контуром катушкой связи. Подобный приёмник рекомендуется включать лишь где-нибудь на природе, вдали от населённых мест. Схема простого УКВ ЧМ приёмника с низковольтным питанием, разработанного автором на основе базовой схемы (см. рис. 1), приведена на рис. 5. Антенной в приёмнике служит сама контурная катушка L1, выполненная в виде одновитковой рамки из толстого медного провода (ПЭЛ 1,5 и выше). Диаметр рамки 90 мм. На частоту сигнала контур настраивают конденсатором переменной ёмкости (КПЕ) С1. Ввиду того, что от рамки сложно сделать отвод, транзистор VT1 включён по схеме ёмкостной трёхточки — напряжение ОС на эмиттер подается с ёмкостного делителя С2С3. Частота суперизации определяется суммарным сопротивлением резисторов R1-R3 и ёмкостью конденсатора С4. Если её уменьшить до нескольких сотен пикофарад, прерывистая генерация прекращается и устройство становится регенеративным приёмником. При желании можно установить переключатель, а конденсатор С4 составить из двух, например, ёмкостью 470 пф с подключаемым параллельно 0,047 мкф. Тогда приёмник, в зависимости от условий приёма, можно будет использовать в обоих режимах. Регенеративный режим обеспечивает более чистый и качественный приём, с меньшим уровнем шума, но требует значительно большей напряжённости поля. Обратную связь регулируют переменным резистором R2, ручку которого (так же, как и ручку настройки) рекомендуется вывести на переднюю панель корпуса приёмника. Излучение этого приёмника в сверхрегенеративном режиме ослаблено по следующим причинам: амплитуда вспышек колебаний в контуре невелика, порядка десятой доли вольта, к тому же маленькая рамочная антенна излучает крайне неэффективно, имея низкий КПД в режиме передачи. Усилитель ЗЧ приёмника двухкаскадный, собран по схеме с непосредственной связью на транзисторах VT2 и VT3 разной структуры. В коллекторную цепь выходного транзистора включёны низкоомные головные телефоны (или один телефон) типов ТМ-2, ТМ-4, ТМ-6 или ТК-67-НТ сопротивлением 50-200 Ом. Подойдут телефоны от плейера.

Рис. 5 Принципиальная схема сверхрегенератора

Необходимое смещение на базу первого транзистора УЗЧ подается не от источника питания, а через резистор R4 из эмиттерной цепи транзистора VT1, где, как упоминалось, имеется стабильное напряжение около 0,5 В. Конденсатор С5 пропускает к базе транзистора VT2 колебания ЗЧ. Пульсации гасящей частоты 30…60 кГц на входе УЗЧ не фильтруются, поэтому усилитель работает как бы в импульсном режиме — выходной транзистор закрывается полностью и открывается до насыщения. Ультразвуковая частота вспышек телефонами не воспроизводится, но импульсная последовательность содержит составляющую со звуковыми частотами, которые и слышны. Диод VD1 служит для замыкания экстратока телефонов в момент окончания импульса и закрывания транзистора VT3, он срезает выбросы напряжения, улучшая качество и несколько повышая громкость воспроизведения звука. Питается приёмник от гальванического элемента напряжением 1,5 В или дискового аккумулятора напряжением 1,2 В. Потребляемый ток не превышает 3 мА, при необходимости его можно установить подбором резистора R4. Налаживание приёмника начинается с проверки наличия генерации, вращая ручку переменного резистора R2. Она обнаруживается по появлению довольно сильного шума в телефонах, или при наблюдении на экране осциллографа «пилы» в форме напряжения на конденсаторе С4. Частота суперизации подбирается изменением его ёмкости, она зависит и от положения движка переменного резистора R2. Следует избегать близости частоты суперизации к частоте стереоподнесущей 31,25 кГц или к её второй гармонике 62,5 кГц, иначе могут прослушиваться биения, мешающие приёму. Далее нужно установить диапазон перестройки приёмника, изменяя размеры рамочной антенны — увеличение диаметра понижает частоту настройки. Повысить частоту можно не только уменьшением диаметра самой рамки, но и увеличением диаметра провода, из которого она выполнена. Неплохое решение — использовать оплетку отрезка коаксиального кабеля, свёрнутого в кольцо. Индуктивность понижается и при изготовлении рамки из медной ленты или из двух-трёх параллельных проводов диаметром 1,5-2 мм. Диапазон перестройки достаточно широк, и операцию его установки нетрудно выполнить без приборов, ориентируясь на прослушиваемые станции. В диапазоне УКВ-2 (верхнем) транзистор КТ361 иногда работает неустойчиво — тогда его заменяют на более высокочастотный, например, КТ363. Недостатком приёмника является заметное влияние рук, подносимых к антенне, на частоту настройки. Впрочем, он характерен и для других приёмников, в которых антенна связана непосредственно с колебательным контуром. Этот недостаток устраняется при использовании усилителя РЧ, как бы «изолирующего» контур сверхрегенератора от антенны. Другое полезное назначение такого усилителя — устранить излучение вспышек колебаний антенной, что практически полностью избавляет от помех соседним приёмникам. Усиление УРЧ должно быть очень небольшим, ведь и усиление, и чувствительность сверхрегенератора достаточно высоки. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает транзисторный УРЧ по схеме с общей базой или с общим затвором. Снова обращаясь к иностранным разработкам, упомянем схему сверхрегенератора с УРЧ на полевых транзисторах [4].

Экономичный сверхрегенеративный приёмник

В целях достижения предельной экономичности автором был разработан сверхрегенеративный радиоприёмник (рис. 6), потребляющий ток менее 0,5 мА от батареи напряжением 3 В, причём, если отказаться от УРЧ, ток снижается до 0,16 мА. В то же время чувствительность — около 1 мкВ. Сигнал от антенны подается на эмиттер транзистора УРЧ VT1, включённого по схеме с общей базой. Поскольку его входное сопротивление невелико, и учитывая сопротивление резистора R1, получаем входное сопротивление приёмника около 75 Ом, что позволяет использовать наружные антенны со снижением из коаксиального кабеля или ленточного УКВ кабеля с ферритовым трансформатором 300/75 Ом. Такая необходимость может возникнуть при удалении от радиостанций более 100 км. Конденсатор С1 небольшой ёмкости служит элементарным ФВЧ, ослабляя KB помехи. В лучших условиях приёма годится любая суррогатная проволочная антенна. Транзистор УРЧ работает при коллекторном напряжении, равном базовому, — около 0,5 В. Это стабилизирует режим и исключает необходимость налаживания. В коллекторную цепь включёна катушка связи L1, намотанная на одном каркасе с контурной катушкой L2. Катушки содержат 3 витка провода ПЭЛШО 0,25 и 5,75 витка ПЭЛ 0,6 соответственно. Диаметр каркаса — 5,5 мм, расстояние между катушками — 2 мм. Отвод к общему проводу сделан от 2-го витка катушки L2, считая от вывода, соединённого с базой транзистора VT2. Для облегчения настройки каркас полезно оснастить подстроечником с резьбой М4 из магнитодиэлектрика или латуни. Другой вариант, облегчающий настройку, — заменить конденсатор С3 подстроечным, с изменением ёмкости от 6 до 25 или от 8 до 30 пф. Конденсатор настройки С4 типа КПВ, он содержит одну роторную и две статорные пластины. Сверхрегенеративный каскад собран по уже описанной схеме (см. рис. 1) на транзисторе VT2. Режим работы подбирают подстроечным резистором R4,частота вспышек (суперизации) зависит от ёмкости конденсатора С5. На выходе каскада включён двухзвенный ФНЧ R6C6R7C7, ослабляющий колебания с частотой суперизации на входе УЗЧ, чтобы последний не перегружался ими.

Рис. 6 Cверхрегенераторный каскад

Использованный сверхрегенеративный каскад отдает небольшое продетектированное напряжение и, как показала практика, требует двух каскадов усиления напряжения 34. В этом же приёмнике транзисторы УЗЧ работают в режиме микротоков (обратите внимание на большие сопротивления нагрузочных резисторов), усиление их меньше, поэтому использовано три каскада усиления напряжения (транзисторы VT3-VT5) с непосредственной связью между ними. Каскады охвачены ООС через резисторы R12, R13, стабилизирующей их режим. По переменному току ООС ослаблена конденсатором С9. Резистор R14 позволяет регулировать в некоторых пределах усиление каскадов. Выходной каскад собран по схеме двухтактного эмиттерного повторителя на комплементарных германиевых транзисторах VT6, VT7. Они работают без смещения, но искажения типа «ступенька» отсутствуют, во-первых, из-за низкого порогового напряжения германиевых полупроводниковых приборов (0,15 В вместо 0,5 В у кремниевых), а во-вторых, из-за того, что колебания с частотой суперизации все-таки немного проникают через ФНЧ в УЗЧ и как бы «размывают» ступеньку, действуя подобно ВЧ подмагничиванию в магнитофонах. Достижение высокой экономичности приёмника требует использования высокоомных головных телефонов сопротивлением не менее 1 кОм. Если же задачу получения предельной экономичности не ставить, целесообразно использовать более мощный оконечный УЗЧ. Налаживание приёмника начинают с УЗЧ. Подбором резистора R13 устанавливают напряжение на базах транзисторов VT6, VT7 равным половине напряжения питания (1,5 В). Убеждаются в отсутствии самовозбуждения при любом положении движка резистора R14 (желательно, с помощью осциллографа). Полезно подать на вход УЗЧ какой либо звуковой сигнал амплитудой не более нескольких милливольт и убедиться в отсутствии искажений и симметричности ограничения при перегрузке. Подключив сверхрегенеративный каскад, регулировкой резистора R4 добиваются появления шума в телефонах (амплитуда шумового напряжения на выходе — около 0,3 В). Полезно сказать, что, кроме указанных на схеме, в УРЧ и сверхрегенеративном каскаде хорошо работают любые другие кремниевые высокочастотные транзисторы структуры р-n-р. Теперь можно уже попытаться принять радиостанции, связав антенну с контуром через конденсатор связи ёмкостью не более 1 пф или с помощью катушки связи. Далее подсоединяют УРЧ и подгоняют диапазон принимаемых частот, изменяя индуктивность катушки L2 и ёмкость конденсатора С3. В заключение надо заметить, что подобный приёмник, ввиду его высокой экономичности и чувствительности, может найти применение и в переговорных системах, и в устройствах охранной сигнализации. К сожалению, приём ЧМ на сверхрегенератор получается не самым оптимальным образом: работа на скате резонансной кривой уже гарантирует ухудшение отношения сигнал/шум на 6 дБ. Нелинейный режим сверхрегенератора тоже не слишком способствует высококачественному приёму, тем не менее качество звука получилось неплохим.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белкин М. К. Сверхрегенеративный радиоприём. — Киев: Техника, 1968.
2. Хевролин В. Сверхрегенеративный приём.- Радио,1953, № 8,с.37.
3. УКВ ЧМ приёмник на одном транзисторе. — Радио,1970,№ 6,с.59.
4. «Последний из могикан…». — Радио, 1997, № 4,0.20,21

 

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва

nice.artip.ru

Сверхрегенератор на полевом транзисторе с внешней суперизацией

   Многофункциональность сверхрегенеративного каскада усложняет его настройку и уменьшает устойчивость работы в процессе эксплуатации. В значительной степени эти недостатки устраняются применением внешней суперизации в каскаде. Вариант схемы такого приемника приведен на рисунке.

   

   При напряжении питания +5 В приемник потребляет ток 1,6 мА. Его чувствительность при отношении «сигнал/шум» = 4 и глубине модуляции т = 90 % составляет 1—2 мкВ. Частота настройки— 27,12 МГц (28—28,2 МГц). Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами.

   Первый каскад отличается от рассмотренного в предыдущем параграфе отсутствием RC-цепи, обеспечивавшей режим пре-

   рывистой генерации. Теперь такой режим реализован за счет того, что питание на каскад подается через электронный ключ, собранный на транзисторе VT3. Управляется ключ подачей в базу импульсов суперизации со специального генератора, реализованного на элементах DD1.1, DD1.2.

   Форма вырабатываемых колебаний в контрольной точке Кт2 изображена на рис. 5.26, а. Частота суперизации устанавливается подбором величины R6. Интегрирующая цепочка R2C2 преобразует прямоугольные импульсы в экспоненциальные, форма которых в Кт1 приведена на рис. 5.26, б.

   Параметры положительной обратной связи в каскаде подобраны таким образом, что условия самовозбуждения выполняются при напряжении на стоке транзистора, примерно равном UCKр = 1 В (горизонтальная линия на рис. 5.26, б). На интервале времени, в течение которого напряжение на стоке превышает критическое значение, в контуре возникают нарастающие по амплитуде высокочастотные колебания. На это же время напряжение на стоке транзистора получает дополнительный прирост. При внимательном рассмотрении графика на рис. 5.26, б это хорошо заметно.

   По окончании упомянутого интервала колебания в контуре затухают по экспоненте с постоянной времени, определяемой добротностью контура (рис. 5.26, в). Существенным является тот факт, что величина прироста напряжения на стоке, а точнее площадь треугольной области стоковых импульсов, находящейся над уровнем UC K , зависит от амплитуды высокочастотных вспышек.

   При наличии в контуре напряжения полезного сигнала, амплитуда и площадь высокочастотных вспышек будет изменяться во времени по закону изменения огибающей этого сигнала, аналогично будут меняться и площади упомянутых треугольных областей. Это означает, что в спектре стоковых импульсов содержатся гармоники огибающей принимаемого сигнала.

   Выделить их можно с помощью фильтра нижних частот, роль которого в схеме играют элементы Rl, С6, R3, С7. Конденсатор С5 предотвращает попадание постоянной составляющей стокового напряжения на базу транзистора VT2. На этом транзисторе

   

   собран усилитель низкой частоты, доводящий уровень выходного сигнала до 0,15—0,2 В.

   К нагрузке усилителя (резистор R9) непосредственно подключен логический элемент DD1.3, выполняющий функции компаратора. Графики на рис. 5.27 поясняют работу этого устройства. Напряжение в контрольной точке КтЗ (рис. 5.27, а) представляет собой сумму постоянного напряжения С/Кт3, принятого сигнала в виде отрицательных импульсов и напряжения шумов. Известно, что входное напряжение С/пор, при котором происходит переключение логического элемента, для микросхем 561-й серии составляет величину, примерно равную половине напряжения питания. С помощью потенциометра R5 устанавливается такое исходное напряжение в КтЗ, при котором пороговый уровень пересекается только отрицательными сигнальными импульсами (рис. 5.27, а). На выходе приемника при этом формируются положительные импульсы стандартной амплитуды 5 В (рис. 5.27, б).

   Детали и конструкция

   Печатная плата приемника изображена на рис. 5.28 и никаких особенностей не имеет. В правом верхнем углу платы предусмотрено место для установки, при необходимости, интегрального стабилизатора напряжения типа КР1170ЕН5. Все детали сверхрегенеративного каскада такие же, как и в предыдущем варианте приемника.

   Транзистор VT2 типа КТ315Б, VT2 — любой транзистор п-р-п структуры. Микросхема DDI может быть либо K561JIA7, либо К561ЛЕ5. Подстроенный резистор R5 марки СПЗ-Э8Б либо любой другой (при изменении рисунка печатной платы).

   Настройка приемника. После проверки правильности монтажа подать на схему напряжение 5 ±0,2 В. Подключить осциллограф к контрольной точке Кт2 и подбором величины резистора R6 установить частоту наблюдаемых прямоугольных импульсов (рис. 5.26, а) в пределах 40—44 кГц. Убедится, что форма импульсов в Кт1 соответствует рис. 5.26, б. Подключить осциллограф или высокоомный вольтметр к контрольной точке КтЗ и движком потенциометра R5 установить уровень постоянного напряжения в ней равным 2,5 В.

   От генератора стандартных сигналов подать на вход приемника высокочастотное напряжение на предполагаемой частоте работы приемника. Амплитуду установить 10 мкВ, глубину модуляции— 90 %. Вращением сердечника катушки L1 добиться появления на экране осциллографа, подключенного к КтЗ, синусоидального сигнала на частоте 1кГц амплитудой 100—300 мВ (огибающая испытательного сигнала).

   Отсутствие этого сигнала, а также шумовой дорожки на экране осциллографа свидетельствуют об отсутствии генерации в первом каскаде приемника. Дело в том, что питающим напряжением для каскада являются экспоненциальные импульсы (рис. 5.26, б) и, с учетом разброса параметров транзисторов, их амплитуды может оказаться недостаточно для самовозбуждения каскада. В этом случае следует временно заменить резистор R2 подстроечным на 3,3—6,8 кОм, и вращением его ротора не

   

   только добиться появления сигнала в контрольной точке КтЗ, но и сделать амплитуду этого сигнала максимальной.

   Полезно иметь в виду, что чувствительность приемника зависит от длительности интервала времени, в течение которого выполняются условия самовозбуждения (рис. 5.26, б). Чем меньше эта длительность, тем выше чувствительность, поэтому необходимо тщательно подобрать величину резистора R2, чтобы амплитуда импульсов на стоке транзистора превышала порог UCKр на небольшую величину. Однако чрезмерно малая величина превышения приводит к неустойчивой работе каскада из-за действия различных дестабилизирующих факторов. Требуется отыскать разумный компромисс между устойчивостью и чувствительностью.

   Заключительный этап настройки лучше проводить по сигналам передатчика, совместно с которым планируется использо

   

   вать приемник. Включив передатчик, расположенный на расстоянии 3—4 м от приемника, необходимо, контролируя сигнал в КтЗ, уточнить положение сердечника катушки L1, добиваясь настройки в резонанс. Затем необходимо уменьшить уровень выходного сигнала в КтЗ до величины, при которой он будет превышать уровень шумов в 4—5 раз (рис. 5.27, а). Уменьшение сигнала достигается отключением антенны от передатчика, помещением его в металлический сосуд (например кастрюлю), увеличением расстояния до него и т. д. После этого осциллограф переключить на выход приемника и отыскать такое положение движка потенциометра R5, вращая его в небольших пределах вокруг ранее установленной точки, при котором выходные импульсы будут образовываться только отрицательными импульсами сигнала, а срабатывание от шумовых выбросов будет отсутствовать.

   Необходимо иметь в виду, что потенциометр R5 определяет величину постоянного напряжения UKt3. Чрезмерно большая величина зазора £/Кт3—t/nop приведет к снижению чувствительности приемника, так как сигнал небольшой амплитуды не будет вызывать срабатывания компаратора. Малая же величина зазора приведет, как это видно из рис. 5.28, а, к срабатыванию компаратора от шумовых выбросов. Необходимо выбрать разумный компромисс.

   В заключение отметим, что при отсутствии входного сигнала (передатчик выключен) амплитуда шумов в КтЗ возрастает и на выходе приемника появляются хаотические импульсы. Если это недопустимо, то порог нужно устанавливать именно в

   таком положении, добиваясь пропадания ложных срабатываний. Величину его при этом приходится увеличивать, и чувствительность приемника падает до 4—5 мкВ.

   

Днищенко В. А.

500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.

СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.

nauchebe.net

Схемы приемников-сверхрегенераторов на полевом транзисторе

Чувствительность сверхрегенеративных приемников в значительной степени определяется собственными шумами используемого транзистора. В этом смысле целесообразно применение полевых транзисторов, как менее шумящих.

Наиболее интересные параметры схемы сведены в таблицу.

Результаты получены при напряжении питания 5 В, глубине модуляции испытательного сигнала т — 0,9 и частоте модуляции 1 кГц. Приемник предназначен для работы с импульсными сигналами, поэтому выбран нелинейный режим, обеспечивающий эффективную АРУ. При увеличении амплитуды входного сигнала с 3,5 мкВ до 4,5 мВ (в 1300 раз), уровень сигнала в контрольной точке Кт2 меняется всего в пределах 160—350 мВ. Приемник предназначен для работы с амплитудно-манипулированными сигналами.

Сверхрегенеративный каскад собран на транзисторе VT1. Колебательный контур включен в затворную цепь. Это, во-первых, практически исключило шунтирующее действие транзистора на контур, что существенно повысило его нагруженную добротность. Во-вторых, снизило мощность колебаний в контуре и, как следствие, паразитное излучение через антенну. Емкость контура образована двумя конденсаторами С2 и СЗ, точка соединения которых подключена к истоку транзистора, что и обеспечивает положительную обратную связь, необходимую для самовозбуждения каскада.

Величина резистора R1, постоянное падение напряжения на котором определяет исходное положение рабочей точки, выбрано такой, чтобы крутизна в этой точке превышала критическое значение. Совместно с конденсатором С5 этот резистор образует цепь формирования вспомогательных колебаний супе-ризации.

Форму и параметры колебаний можно проконтролировать осциллографом в контрольной точке Кт1. Они должны соответствовать рис. 5.21, б. Двузвенный фильтр нижних частот R2, С6, R4, С7 выделяет постоянную составляющую этих колебаний, изменяющуюся, как известно, по закону огибающей принимаемого сигнала, и подавляет колебания на частоте суперизации.

Для того чтобы коэффициент передачи фильтра был близок к единице, он должен быть нагружен на сопротивление, существенно превышающее сумму R2 и R4. С этой целью далее установлен истоковый повторитель на полевом транзисторе VT2. Усилитель низкой частоты реализован на транзисторе V3 и никаких особенностей не имеет.

Конденсатор С9 дополнительно подавляет просочившееся напряжение суперизации. На выходе усилителя выделяется смесь полезного сигнала и шума, отношение амплитуд которых зависит от уровня входного сигнала (см. табл. 5.1). Каскад на транзисторе VT4 представляет собой, по сути, усилитель-ограни-читель «снизу». Его рабочая точка выбрана таким образом, что, в отсутствие сигнала, амплитуды шумов недостаточно для отпирания транзистора и выходное напряжение равно нулю. Полезный сигнал, имеющий в точке Кт2 отрицательную полярность и превышающий уровень шумов минимум в четыре раза, открывает последний транзистор, и на его выходе формируются положительные импульсы амплитудой 5 В. Конденсатор С13 очищает фронты импульсов от остатков напряжения суперизации.

Детали и конструкция

Печатная плата приемника выполнена из одностороннего стеклотекстолита. Ее чертеж со стороны проводников приведен на рис. 5.22. Поскольку заявленные характеристики обеспечиваются в достаточно узком диапазоне питающих напряжений 5 ±0,5 В, источник питания должен быть стабилизирован. Стабилизатор, при желании, может быть размещен на плате приемника, для этого на ней предусмотрено место (элемент DA1). Подойдет, например интегральный стабилизатор 1170ЕН5 или его импортный аналог.

Транзистор VT1 может быть заменен на КП303А(Б, В, Ж), при этом может потребоваться подбор величины резистора R1 по указанной ниже методике. Можно использовать и КП303Г (Д, Е), КП302 с любой буквой, но напряжение питания обязательно придется повысить до 9 В из-за того, что у них значительно больше напряжение отсечки. Транзистор VT2 должен быть из серии КПЗОЗГ—Е при любом напряжении питания.

Транзисторы VT2, VT3 заменяются на КТ315 и КТ361 соответственно, с любыми буквенными индексами.

Контурная катушка содержит 8 витков и наматывается проводом 0,35—0,5 мм на каркасе диаметром 5—9 мм с карбонильным подстроенным сердечником. Можно использовать и фер-ритовый, но обязательно убедиться, что он марки 15—50 ВЧ. Высокочастотный дроссель Др1 стандартный, типа ДПМ-0,1, ДМ-0,1 индуктивностью 10—68 мкГн.

Можно использовать и самодельный, намотав 20—25 витков провода 0,15—0,25 мм на ферритовое кольцо диаметром 8—10 мм. Конденсаторы С2, СЗ — керамические с хорошим ТКЕ (группы МЗЗ, ПЗЗ, МП0). Остальные могут быть любыми керамическими. Электролитические конденсаторы С8, С12 — любого типа на напряжение не менее 6,3 В. Никаких особых требований не предъявляется и к постоянным резисторам. В качестве антенны приемника используется отрезок провода длиной 25—50 см. Понятно, что чем больше длина антенны, тем больше будет дальность действия аппаратуры. Выход приемника рассчитан на подключение цифровой части, собранной на микросхемах серии КМОП.

Настройка

Настройку приемника желательно проводить с помощью осциллографа. Убедившись в правильности монтажа, временно заменить резистор R1 на подстроенный, сопротивлением 10—47 кОм, подсоединив его к плате как можно более короткими проводниками.

Осциллограф подключить к контрольной точке Кт1. Подать на плату питающее напряжение. Вращением ротора потенциометра добиться появления на экране пилообразных импульсов (рис. 5.21, б). Ручками синхронизации осциллографа обеспечить неподвижность первого импульса на экране. Подстройкой потенциометра установить частоту их следования равной 30—33 кГц.

Дрожание импульсов, начиная со второго, происходит из-за наличия собственных шумов каскада и свидетельствует о его нормальной работе. Амплитуда их должна быть равной 0,7— 0,8 В. Подключив осциллограф к затвору первого транзистора через конденсатор емкостью 3—5 пФ, можно наблюдать вспышки высокочастотных колебаний на контуре (рис. 5.21, а). Измерить тестером сопротивление потенциометра, предварительно отключив его от схемы, и впаять постоянный резистор ближайшего номинала. Если требуемая частота и амплитуда импульсов одновременно не устанавливается, то подбором сопротивления потенциометра устанавливается нужная амплитуда импульсов, а затем подбором емкости конденсатора С5 — требуемая частота.

При отсутствии осциллографа можно поступить следующим-образом. Временно соединить затвор первого транзистора с корпусом небольшим отрезком провода, обеспечив срыв колебаний. Контролируя вольтметром постоянного тока напряжение в Кт1, вращением оси потенциометра установить его равным 0,6— 0,65 В. Убрав перемычку, убедиться, что напряжение возрастает до 0,7—0,9 В, что свидетельствует о возникновении генерации. Установить оптимальные параметры «пилы» при этом методе, к сожалению, не удастся.

Для дальнейшей настройки потребуется либо генератор стандартных сигналов, либо передатчик, совместно с которым планируется использование приемника. Генератор подключается непосредственно к антенному входу и настраивается на требуемую частоту, его выходное напряжение устанавливается равным 100 мкВ, а глубина внутренней модуляции — 90 %. Если используется передатчик, его предварительно настраивают и располагают на расстоянии 2—3 м от приемника.

Осциллограф подключается к точке Кт2. Затвор транзистора VT2 временно соединяется с корпусом, а резистор R7 заменяется подстроенным, сопротивлением 47 кОм. Вращением ротора потенциометра необходимо установить постоянное напряжение в контрольной точке равным 3,15 В. При отсутствии осциллографа сделать это можно и с помощью вольтметра. Одновременно на базе транзистора VT4 (КтЗ) необходимо установить 4,65 В подбором величины резистора R10. В последнем случае на этом настройка и заканчивается.

Отпаять перемычку от затвора VT2. На экране осциллографа должны наблюдаться синусоидальные колебания частотой 1 кГц при использовании генератора или примерно прямоугольные импульсы, когда источником контрольного сигнала служит передатчик. Наличие только шумовой дорожки говорит о том, что входной контур приемника сильно расстроен. Вращением сердечника катушки контура необходимо добиться максимальной амплитуды наблюдаемого сигнала, что будет свидетельствовать о настройке в резонанс. Для обеспечения высокой точности настройки сигнал генератора необходимо постепенно уменьшать .до границы чувствительности (передатчик относить на большее расстояние), о чем будет свидетельствовать появление на экране шумов заметной амплитуды. Окончательно установить движок потенциометра в положение, при котором отсутствует ограничение как положительных, так и отрицательных полуволн наблюдаемого сигнала. Заменить потенциометр постоянным резистором соответствующего сопротивления.

Переключить осциллограф на выход приемника. На экране должны наблюдаться положительные импульсы, размахом 5 В. Подбором R10 добиться, чтобы амплитуда шумовых всплесков в их основании не превышала 0,5 В; уменьшать их до нуля не еледует, так как снижается чувствительность. На этом настройка приемника закончена.

В заключение следует отметить, что сверхрегенеративный каскад устойчиво работает в интервале питающих напряжений от 3 до 9 В, потребляя ток соответственно 120—650 мкА. Для каждого питающего напряжения необходимо тщательно подбирать величину резистора R1 и конденсатора С4 по приведенной выше методике. Если изменяется напряжение питания всего приемника, то необходимо уточнять и режимы по постоянному току транзисторов VT3 и VT4.

Схема сверхгенеративного приемника с использованием микросхемы К140УД1208

Если несколько снизить требования к экономичности, то усилитель низкой частоты и формирователь импульсов можно реализовать на операционном усилителе К140УД1208.

Суммарный ток потребления приемника возрастет при этом до 1—1,2 мА. Конденсатор С9 добавлен для улучшения подавления напряжения суперизации, ухудшающего форму фронтов полезного сигнала. Операционный усилитель работает в режиме компаратора.

Настройка выходного каскада сводится к следующему. Ротор потенциометра R10 устанавливается в нижнее (по схеме) положение. Потенциал на выводе 2 микросхемы DA1 оказывается ниже, чем на выводе 3, и контролируемое осциллографом напряжение на выходе каскада должно быть равно нулю. Подав на вход приемника сигнал одним из описанных выше способов, плавным вращением движка нотенциометра добиться появления на выходе импульсов положительной полярности.

Поскольку амплитуда сигнала с выхода истокового повторителя лежит в пределах 2—15 мВ, разность потенциалов на выводах 3 и 2 должна быть 1—15 мВ, что требует тщательной установки порога. От величины последнего (разности потенциалов между выводах 3 и 2) зависит чувствительность приемника в целом. Наибольшей чувствительности соответствует такой порог, при котором снятие входного сигнала приводит к появлению на экране осциллографа хаотически изменяющихся импульсов амплитудой около 5 В, симметричных относительно уровня в 2,5 В.

Необходимо иметь в виду, что такая настройка будет вызывать беспорядочное срабатывание исполнительных устройств аппаратуры при отсутствии входного сигнала. Если это недопустимо, то необходимо в отсутствие входного сигнала плавно повышать порог уменьшением сопротивления R10 до того момента, когда шумовые выбросы на экране осциллографа пропадут. Чувствительность приемника при этом снизится до 4—5 мкВ.

Детали и конструкция второго варианта приемника

Печатная плата второго варианта приемника приведена на рис. 5.24. Для того чтобы настройки сохранялись в процессе эксплуатации, напряжение питания приемника должно быть стабилизировано. Стабилизатор может быть общий на все оборудование модели или предусмотренный только для приемника. В последнем случае его можно установить на печатной плате приемника, место для него предусмотрено (элемент DA2). Подойдет интегральный стабилизатор 1170ЕН5 или аналогичный импортный.

Днищенко В. А. 500 схем для радиолюбителей. Дистанционное управление моделями.  СПб.: Наука и техника, 2007. — 464 е.: ил.

www.qrz.ru

мир электроники — Сверхрегенератор

категория

Электронные устройства

материалы в категории

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва
Радио, 2001 №11; 2002 №3

Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его достоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкциях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена предлагаемая вниманию читателей статья.

Сверхрегенератор (его ещё называют суперрегенератор) — это совершенно особый вид усилительного, или усилительно-детекторного устройства, обладающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряжению до 105…106, т.е. достигающим миллиона! Это означает, что входные сигналы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеется, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления. Если автору будет позволено немного пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхрегенеративное усиление происходит в иных физических координатах. Обычное усиление осуществляется непрерывно во времени, а вход и выход усилителя (четырёхполюсника), как правило, разнесены в пространстве. Это не относится к усилителям-двухполюсникам, например, регенератору. Регенеративное усиление происходит в том же колебательном контуре, к которому подводится входной сигнал, но опять-таки непрерывно во времени. Сверхрегенератор работает с выборками входного сигнала, взятыми в определённые моменты времени. Затем происходит усиление выборки во времени, и через какой-то промежуток снимается выходной усиленный сигнал, часто даже с тех же зажимов или гнёзд, к которым подведён и входной. Пока совершается процесс усиления, сверхрегенератор не реагирует на входные сигналы, а следующая выборка делается только тогда, когда все процессы усиления завершены. Именно такой принцип усиления и позволяет получать огромные коэффициенты, вход и выход не надо развязывать или экранировать — ведь входные и выходные сигналы разнесены во времени, поэтому не могут взаимодействовать. В сверхрегенеративном способе усиления заложен и принципиальный недостаток. В соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста, для неискажённой передачи огибающей сигнала (модулирующих частот) частота выборок должна быть не менее удвоенной наивысшей частоты модуляции. В случае радиовещательного АМ сигнала наивысшая модулирующая частота составляет 10 кГц, ЧМ сигнала — 15 кГц и частота выборок должна быть не менее 20…30 кГц (о стерео речь не идёт). Полоса пропускания сверхрегенератора получается при этом почти на порядок больше, т. е. 200…300 кГц. Этот недостаток неустраним при приёме АМ сигналов и послужил одной из главных причин вытеснения сверхрегенераторов более совершенными, хотя и более сложными супергетеродинными приёмниками, в которых полоса пропускания равна удвоенной наивысшей модулирующей частоте. Как ни странно, при ЧМ описанный недостаток проявляется в значительно меньшей мере. Демодуляция ЧМ происходит на скате резонансной кривой сверхрегенератора — ЧМ превращается в АМ и затем детектируется. При этом ширина резонансной кривой должна быть не меньше удвоенной девиации частоты (100…150 кГц) и получается гораздо лучшее согласование полосы пропускания с шириной спектра сигнала. Ранее сверхрегенераторы выполнялись на электронных лампах и получили значительное распространение в середине прошлого века. Тогда на диапазоне УКВ радиостанций было мало, и широкая полоса пропускания не считалась особым недостатком, в ряде случаев даже облегчая настройку и поиск редких станций. Затем появились сверхрегенераторы на транзисторах. Сейчас они используются в системах радиоуправления моделями, охранной сигнализации и лишь изредка в радиоприёмниках. Схемы сверхрегенераторов мало отличаются от схем регенераторов: если у последнего периодически увеличивать обратную связь до порога генерации, а затем уменьшать её до срыва колебаний, то и получается сверхрегенератор. Вспомогательные гасящие колебания с частотой 20…50 кГц, периодически изменяющие обратную связь, получаются либо от отдельного генератора, либо возникают в самом высокочастотном устройстве (сверхрегенератор с самогашением).

Базовая схема регенератора-сверхрегенератора

Для лучшего уяснения процессов, происходящих в сверхрегенераторе, обратимся к устройству, изображённому на рис. 1, которое, в зависимости от постоянной времени цепочки R1C2, может быть и регенератором, и сверхрегенератором.

Эта схема была разработана в результате многочисленных экспериментов и, как представляется автору, оптимальна по простоте, лёгкости налаживания и получаемым результатам. Транзистор VT1 включён по схеме автогенератора — индуктивной трёхточки. Контур генератора образован катушкой L1 и конденсатором С1, отвод катушки сделан ближе к выводу базы. Таким образом осуществляется согласование высокого выходного сопротивления транзистора (цепи коллектора) с меньшим входным сопротивлением (цепи базы). Схема питания транзистора несколько необычна — постоянное напряжение на его базе равно напряжению коллектора. Транзистор, особенно кремниевый, вполне может работать в таком режиме, ведь открывается он при напряжении на базе (относительно эмиттера) около 0,5 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер составляет, в зависимости от типа транзистора, 0,2…0,4 В. В данной схеме и коллектор, и база по постоянному току соединены с общим проводом, а питание поступает по цепи эмиттера через резистор R1. При этом напряжение на эмиттере автоматически стабилизируется на уровне 0,5 В — транзистор работает подобно стабилитрону с указанным напряжением стабилизации. Действительно, если напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется, эмиттерный ток уменьшится, а вслед за этим уменьшится и падение напряжения на резисторе, что приведёт к возрастанию эмиттерного напряжения. Если же оно возрастет, транзистор откроется сильнее и увеличившееся падение напряжения на резисторе скомпенсирует это возрастание. Единственное условие правильной работы устройства — напряжение питания должно быть заметно больше — от 1,2 В и выше. Тогда ток транзистора удастся установить подбором резистора R1. Рассмотрим работу устройства на высокой частоте. Напряжение с нижней (по схеме) части витков катушки L1 приложено к переходу база-эмиттер транзистора VT1 и усиливается им. Конденсатор С2 — блокировочный, для токов высокой частоты он представляет малое сопротивление. Нагрузкой в коллекторной цепи служит резонансное сопротивление контура, несколько уменьшенное из-за трансформации верхней частью обмотки катушки. При усилении транзистор инвертирует фазу сигнала, затем её инвертирует трансформатор, образованный частями катушки L1 — выполняется баланс фаз.

А баланс амплитуд, необходимый для самовозбуждения, получается при достаточном усилении транзистора. Последнее зависит от тока эмиттера, а его очень легко регулировать, изменяя сопротивление резистора R1, включив, например, вместо него последовательно два резистора, постоянный и переменный. Устройство обладает рядом достоинств, к которым относятся простота конструкции, лёгкость налаживания и высокая экономичность: транзистор потребляет ровно столько тока, сколько необходимо для достаточного усиления сигнала. Подход к порогу генерации получается весьма плавным, к тому же регулировка происходит в низкочастотной цепи, и регулятор можно отнести от контура в удобное место. Регулировка слабо влияет на частоту настройки контура, поскольку напряжение питания транзистора остается постоянным (0,5 В), а следовательно, почти не изменяются и междуэлектродные ёмкости. Описанный регенератор способен повышать добротность контуров в любом диапазоне волн, от ДВ до УКВ, причём катушка L1 не обязательно должна быть контурной — допустимо использовать катушку связи с другим контуром (конденсатор С1 в этом случае не нужен). Можно намотать такую катушку на стержень магнитной антенны ДВ-СВ приёмника, причём число витков её должно составить всего 10-20 % от числа витков контурной катушки, Q-умножитель на биполярном транзисторе получается дешевле и проще, чем на полевом. Регенератор подойдет и для KB диапазона, если связать антенну с контуром L1C1 либо катушкой связи, либо конденсатором малой ёмкости (вплоть до долей пикофарады). Низкочастотный сигнал снимают с эмиттера транзистора VT1 и подают через разделительный конденсатор ёмкостью 0,1…0,5 мкф на усилитель ЗЧ. При приёме AM станций подобный приёмник обеспечивал чувствительность 10…30 мкВ (обратная связь ниже порога генерации), а при приёме телеграфных станций на биениях (обратная связь выше порога) — единицы микровольт.

Процессы нарастания и спада колебаний.

Но вернемся к сверхрегенератору. Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t0, как показано на рис. 2 сверху. Даже, если усиление транзистора и обратная связь достаточны для генерации, колебания в контуре возникнут не сразу, а будут нарастать по экспоненциальному закону некоторое время τн. По такому же закону происходит и спад колебаний после выключения питания, время спада обозначено как τс.

В общем виде закон нарастания и спада колебаний выражается формулой Uконт = U0exp(-rt/2L), где U0 — напряжение в контуре, с которого начался процесс; r — эквивалентное сопротивление потерь в контуре; L — его индуктивность; t — текущее время. Всё просто в случае спада колебаний, когда r = rп (сопротивление потерь самого контура, рис. 3). Иначе обстоит дело при нарастании колебаний: транзистор вносит в контур отрицательное сопротивление — rос (обратная связь компенсирует потери), и общее эквивалентное сопротивление становится отрицательным. Знак минус в показателе экспоненты исчезает, и закон нарастания запишется:

конт = Uсexp(rt/2L), где r = rос — rп

Из приведённой формулы можно найти и время нарастания колебаний, учитывая, что рост начинается с амплитуды сигнала в контуре Uc и продолжается только до амплитуды U0, далее транзистор входит в режим ограничения, его усиление уменьшается и амплитуда колебаний стабилизируется: τн = (2L/r)ln(U0/Uc). Как видим, время нарастания пропорционально логарифму величины, обратной уровню принимаемого сигнала в контуре. Чем больше сигнал, тем меньше время нарастания. Если импульсы питания подавать на сверхрегенератор периодически, с частотой суперизации (гашения) 20…50 кГц, то в контуре будут происходить вспышки колебаний(рис. 4), длительность которых зависит от амплитуды сигнала — чем меньше время нарастания, тем больше длительность вспышки. Если вспышки продетектировать, на выходе получится демодулированный сигнал, пропорциональный среднему значению огибающей вспышек.

Усиление самого транзистора может быть небольшим (единицы, десятки), достаточным лишь для самовозбуждения колебаний, в то время как усиление всего сверхрегенератора, равное отношению амплитуды демодулированного выходного сигнала к амплитуде входного, весьма велико. Описанный режим работы сверхрегенератора называют нелинейным, или логарифмическим, поскольку выходной сигнал пропорционален логарифму входного. Это вносит некоторые нелинейные искажения, но играет и полезную роль — чувствительность сверхрегенератора к слабым сигналам больше, а к сильным меньше — здесь действует как бы естественная АРУ. Для полноты описания надо сказать, что возможен и линейный режим работы сверхрегенератора, если длительность импульса питания (см. рис. 2) будет меньше времени нарастания колебаний. Последние не успеют нарасти до максимальной амплитуды, а транзистор — не будет входить в режим ограничения. Тогда амплитуда вспышки станет прямо пропорциональна амплитуде сигнала. Такой режим, однако, нестабилен — малейшее изменение усиления транзистора или эквивалентного сопротивления контура r приведёт к тому, что либо резко упадет амплитуда вспышек, а следовательно, и усиление сверхрегенератора, либо устройство выйдет на нелинейный режим. По этой причине линейный режим сверхрегенератора используется редко. Надо также заметить, что совершенно необязательно коммутировать напряжение питания, чтобы получить вспышки колебаний. С равным успехом можно подавать вспомогательное напряжение суперизации на сетку лампы, базу или затвор транзистора, модулируя их усиление, а значит, и обратную связь. Прямоугольная форма гасящих колебаний также неоптимальна, предпочтительнее синусоидальная, а ещё лучше пилообразная с пологим нарастанием и резким спадом. В последнем варианте сверхрегенератор плавно подходит к точке возникновения колебаний, полоса пропускания несколько сужается и появляется усиление за счёт регенерации. Возникшие колебания растут сначала медленно, затем все быстрее. Спад же колебаний получается максимально быстрым. Наибольшее распространение получили сверхрегенераторы с автосуперизацией, или с самогашением, не имеющие отдельного генератора вспомогательных колебаний. Они работают только в нелинейном режиме. Самогашение, иначе говоря, прерывистую генерацию, легко получить в устройстве, выполненном по схеме рис. 1, надо лишь, чтобы постоянная времени цепочки R1C2 была больше времени нарастания колебаний. Тогда произойдет следующее: возникшие колебания вызовут увеличение тока через транзистор, но колебания будут некоторое время поддерживаться зарядом конденсатора С2. Когда он израсходуется, напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроется и колебания прекратятся. Конденсатор С2 начнёт относительно медленно заряжаться от источника питания через резистор R1 до тех пор, пока не откроется транзистор и возникнет новая вспышка.

Эпюры напряжений в сверхрегенераторе.

Осциллограммы напряжений на эмиттере транзистора и в контуре показаны на рис. 4 так, как они обычно видны на экране широкополосного осциллографа. Уровни напряжений 0,5 и 0,4 В показаны совершенно условно — они зависят от типа применённого транзистора и его режима. Что же произойдет при поступлении в контур внешнего сигнала, ведь длительность вспышки теперь определяется зарядом конденсатора С2 и, следовательно, постоянна? С ростом сигнала, как и прежде, уменьшается время нарастания колебаний, вспышки следуют чаще. Если их продетектировать отдельным детектором, то средний уровень сигнала будет возрастать пропорционально логарифму входного сигнала. Но роль детектора с успехом выполняет и сам транзистор VT1 (см. рис. 1) -средний уровень напряжения на эмиттере падает с ростом сигнала. Наконец, что же произойдет в отсутствие сигнала? Все то же самое, только рост амплитуды колебаний каждой вспышки будет начинаться от случайного напряжения шумов в контуре сверхрегенератора. Частота вспышек при этом минимальна, но нестабильна — период повторения меняется хаотическим образом. Усиление сверхрегенератора при этом максимально, а в телефонах или громкоговорителе слышен сильный шум. Он резко снижается при настройке на частоту сигнала. Таким образом, чувствительность сверхрегенератора по самому принципу его работы очень высока — она определяется уровнем внутренних шумов. Дополнительные сведения по теории сверхрегенеративного приёма даны в [1,2].

УКВ ЧМ приёмник с низковольтным питанием

А теперь рассмотрим практические схемы сверхрегенераторов. Их в литературе, особенно давних лет, можно найти довольно много. Любопытный пример: описание сверхрегенератора, выполненного всего на одном транзисторе, было опубликовано в журнале «Popular Electronics» № 3 за 1968 г., его краткий перевод дан в [3]. Сравнительно высокое напряжение питания (9 В) обеспечивает большую амплитуду вспышек колебаний в контуре сверхрегенератора, а следовательно, и большое усиление. Такое решение имеет и существенный недостаток: сверхрегенератор сильно излучает, поскольку антенна связана непосредственно с контуром катушкой связи. Подобный приёмник рекомендуется включать лишь где-нибудь на природе, вдали от населённых мест. Схема простого УКВ ЧМ приёмника с низковольтным питанием, разработанного автором на основе базовой схемы (см. рис. 1), приведена на рис. 5. Антенной в приёмнике служит сама контурная катушка L1, выполненная в виде одновитковой рамки из толстого медного провода (ПЭЛ 1,5 и выше). Диаметр рамки 90 мм. На частоту сигнала контур настраивают конденсатором переменной ёмкости (КПЕ) С1. Ввиду того, что от рамки сложно сделать отвод, транзистор VT1 включён по схеме ёмкостной трёхточки — напряжение ОС на эмиттер подается с ёмкостного делителя С2С3. Частота суперизации определяется суммарным сопротивлением резисторов R1-R3 и ёмкостью конденсатора С4. Если её уменьшить до нескольких сотен пикофарад, прерывистая генерация прекращается и устройство становится регенеративным приёмником. При желании можно установить переключатель, а конденсатор С4 составить из двух, например, ёмкостью 470 пф с подключаемым параллельно 0,047 мкф. Тогда приёмник, в зависимости от условий приёма, можно будет использовать в обоих режимах. Регенеративный режим обеспечивает более чистый и качественный приём, с меньшим уровнем шума, но требует значительно большей напряжённости поля. Обратную связь регулируют переменным резистором R2, ручку которого (так же, как и ручку настройки) рекомендуется вывести на переднюю панель корпуса приёмника. Излучение этого приёмника в сверхрегенеративном режиме ослаблено по следующим причинам: амплитуда вспышек колебаний в контуре невелика, порядка десятой доли вольта, к тому же маленькая рамочная антенна излучает крайне неэффективно, имея низкий КПД в режиме передачи. Усилитель ЗЧ приёмника двухкаскадный, собран по схеме с непосредственной связью на транзисторах VT2 и VT3 разной структуры. В коллекторную цепь выходного транзистора включёны низкоомные головные телефоны (или один телефон) типов ТМ-2, ТМ-4, ТМ-6 или ТК-67-НТ сопротивлением 50-200 Ом. Подойдут телефоны от плейера.

Необходимое смещение на базу первого транзистора УЗЧ подается не от источника питания, а через резистор R4 из эмиттерной цепи транзистора VT1, где, как упоминалось, имеется стабильное напряжение около 0,5 В. Конденсатор С5 пропускает к базе транзистора VT2 колебания ЗЧ. Пульсации гасящей частоты 30…60 кГц на входе УЗЧ не фильтруются, поэтому усилитель работает как бы в импульсном режиме — выходной транзистор закрывается полностью и открывается до насыщения. Ультразвуковая частота вспышек телефонами не воспроизводится, но импульсная последовательность содержит составляющую со звуковыми частотами, которые и слышны. Диод VD1 служит для замыкания экстратока телефонов в момент окончания импульса и закрывания транзистора VT3, он срезает выбросы напряжения, улучшая качество и несколько повышая громкость воспроизведения звука. Питается приёмник от гальванического элемента напряжением 1,5 В или дискового аккумулятора напряжением 1,2 В. Потребляемый ток не превышает 3 мА, при необходимости его можно установить подбором резистора R4. Налаживание приёмника начинается с проверки наличия генерации, вращая ручку переменного резистора R2. Она обнаруживается по появлению довольно сильного шума в телефонах, или при наблюдении на экране осциллографа «пилы» в форме напряжения на конденсаторе С4. Частота суперизации подбирается изменением его ёмкости, она зависит и от положения движка переменного резистора R2. Следует избегать близости частоты суперизации к частоте стереоподнесущей 31,25 кГц или к её второй гармонике 62,5 кГц, иначе могут прослушиваться биения, мешающие приёму. Далее нужно установить диапазон перестройки приёмника, изменяя размеры рамочной антенны — увеличение диаметра понижает частоту настройки. Повысить частоту можно не только уменьшением диаметра самой рамки, но и увеличением диаметра провода, из которого она выполнена. Неплохое решение — использовать оплетку отрезка коаксиального кабеля, свёрнутого в кольцо. Индуктивность понижается и при изготовлении рамки из медной ленты или из двух-трёх параллельных проводов диаметром 1,5-2 мм. Диапазон перестройки достаточно широк, и операцию его установки нетрудно выполнить без приборов, ориентируясь на прослушиваемые станции. В диапазоне УКВ-2 (верхнем) транзистор КТ361 иногда работает неустойчиво — тогда его заменяют на более высокочастотный, например, КТ363. Недостатком приёмника является заметное влияние рук, подносимых к антенне, на частоту настройки. Впрочем, он характерен и для других приёмников, в которых антенна связана непосредственно с колебательным контуром. Этот недостаток устраняется при использовании усилителя РЧ, как бы «изолирующего» контур сверхрегенератора от антенны. Другое полезное назначение такого усилителя — устранить излучение вспышек колебаний антенной, что практически полностью избавляет от помех соседним приёмникам. Усиление УРЧ должно быть очень небольшим, ведь и усиление, и чувствительность сверхрегенератора достаточно высоки. Этим требованиям в наибольшей степени отвечает транзисторный УРЧ по схеме с общей базой или с общим затвором. Снова обращаясь к иностранным разработкам, упомянем схему сверхрегенератора с УРЧ на полевых транзисторах [4].

Экономичный сверхрегенеративный приёмник

В целях достижения предельной экономичности автором был разработан сверхрегенеративный радиоприёмник (рис. 6), потребляющий ток менее 0,5 мА от батареи напряжением 3 В, причём, если отказаться от УРЧ, ток снижается до 0,16 мА. В то же время чувствительность — около 1 мкВ. Сигнал от антенны подается на эмиттер транзистора УРЧ VT1, включённого по схеме с общей базой. Поскольку его входное сопротивление невелико, и учитывая сопротивление резистора R1, получаем входное сопротивление приёмника около 75 Ом, что позволяет использовать наружные антенны со снижением из коаксиального кабеля или ленточного УКВ кабеля с ферритовым трансформатором 300/75 Ом. Такая необходимость может возникнуть при удалении от радиостанций более 100 км. Конденсатор С1 небольшой ёмкости служит элементарным ФВЧ, ослабляя KB помехи. В лучших условиях приёма годится любая суррогатная проволочная антенна. Транзистор УРЧ работает при коллекторном напряжении, равном базовому, — около 0,5 В. Это стабилизирует режим и исключает необходимость налаживания. В коллекторную цепь включёна катушка связи L1, намотанная на одном каркасе с контурной катушкой L2. Катушки содержат 3 витка провода ПЭЛШО 0,25 и 5,75 витка ПЭЛ 0,6 соответственно. Диаметр каркаса — 5,5 мм, расстояние между катушками — 2 мм. Отвод к общему проводу сделан от 2-го витка катушки L2, считая от вывода, соединённого с базой транзистора VT2. Для облегчения настройки каркас полезно оснастить подстроечником с резьбой М4 из магнитодиэлектрика или латуни. Другой вариант, облегчающий настройку, — заменить конденсатор С3 подстроечным, с изменением ёмкости от 6 до 25 или от 8 до 30 пф. Конденсатор настройки С4 типа КПВ, он содержит одну роторную и две статорные пластины. Сверхрегенеративный каскад собран по уже описанной схеме (см. рис. 1) на транзисторе VT2. Режим работы подбирают подстроечным резистором R4,частота вспышек (суперизации) зависит от ёмкости конденсатора С5. На выходе каскада включён двухзвенный ФНЧ R6C6R7C7, ослабляющий колебания с частотой суперизации на входе УЗЧ, чтобы последний не перегружался ими.

Использованный сверхрегенеративный каскад отдает небольшое продетектированное напряжение и, как показала практика, требует двух каскадов усиления напряжения 34. В этом же приёмнике транзисторы УЗЧ работают в режиме микротоков (обратите внимание на большие сопротивления нагрузочных резисторов), усиление их меньше, поэтому использовано три каскада усиления напряжения (транзисторы VT3-VT5) с непосредственной связью между ними. Каскады охвачены ООС через резисторы R12, R13, стабилизирующей их режим. По переменному току ООС ослаблена конденсатором С9. Резистор R14 позволяет регулировать в некоторых пределах усиление каскадов. Выходной каскад собран по схеме двухтактного эмиттерного повторителя на комплементарных германиевых транзисторах VT6, VT7. Они работают без смещения, но искажения типа «ступенька» отсутствуют, во-первых, из-за низкого порогового напряжения германиевых полупроводниковых приборов (0,15 В вместо 0,5 В у кремниевых), а во-вторых, из-за того, что колебания с частотой суперизации все-таки немного проникают через ФНЧ в УЗЧ и как бы «размывают» ступеньку, действуя подобно ВЧ подмагничиванию в магнитофонах. Достижение высокой экономичности приёмника требует использования высокоомных головных телефонов сопротивлением не менее 1 кОм. Если же задачу получения предельной экономичности не ставить, целесообразно использовать более мощный оконечный УЗЧ. Налаживание приёмника начинают с УЗЧ. Подбором резистора R13 устанавливают напряжение на базах транзисторов VT6, VT7 равным половине напряжения питания (1,5 В). Убеждаются в отсутствии самовозбуждения при любом положении движка резистора R14 (желательно, с помощью осциллографа). Полезно подать на вход УЗЧ какой либо звуковой сигнал амплитудой не более нескольких милливольт и убедиться в отсутствии искажений и симметричности ограничения при перегрузке. Подключив сверхрегенеративный каскад, регулировкой резистора R4 добиваются появления шума в телефонах (амплитуда шумового напряжения на выходе — около 0,3 В). Полезно сказать, что, кроме указанных на схеме, в УРЧ и сверхрегенеративном каскаде хорошо работают любые другие кремниевые высокочастотные транзисторы структуры р-n-р. Теперь можно уже попытаться принять радиостанции, связав антенну с контуром через конденсатор связи ёмкостью не более 1 пф или с помощью катушки связи. Далее подсоединяют УРЧ и подгоняют диапазон принимаемых частот, изменяя индуктивность катушки L2 и ёмкость конденсатора С3. В заключение надо заметить, что подобный приёмник, ввиду его высокой экономичности и чувствительности, может найти применение и в переговорных системах, и в устройствах охранной сигнализации. К сожалению, приём ЧМ на сверхрегенератор получается не самым оптимальным образом: работа на скате резонансной кривой уже гарантирует ухудшение отношения сигнал/шум на 6 дБ. Нелинейный режим сверхрегенератора тоже не слишком способствует высококачественному приёму, тем не менее качество звука получилось неплохим.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белкин М. К. Сверхрегенеративный радиоприём. — Киев: Техника, 1968.
2. Хевролин В. Сверхрегенеративный приём.- Радио,1953, № 8,с.37.
3. УКВ ЧМ приёмник на одном транзисторе. — Радио,1970,№ 6,с.59.
4. «Последний из могикан…». — Радио, 1997, № 4,0.20,21

radio-uchebnik.ru

Сверхрегенератор с рамочной антенной — Рождённый с паяльником

Честно скажу, не интересовался я раньше сверхрегенераторами настолько, чтобы их делать. Но тут меня попросили помочь — проверить схему и сказать, нет ли в ней ошибок. Так как у меня не было опыта в сборке сверхрегенераторов, то, посмотрев на схему, я не нашёл в ней ничего подозрительного. Думал, что товарищ просто ошибся в монтаже. Но поскольку говорили мы только по телефону, а схема была простая (В.Поляков. Сверхрегенератор. Радио, 2002, №3, стр. 50), решил сам её собрать и проверить. Оказалось, что и в самом деле в схеме была ошибка.

Вот схема из журнала.

Вначале подстроил режим усилителя, т.к. с приведёнными номиналами резисторов все транзисторы были заперты. Но сколько я ни пытался крутить подстроечный резистор, ничего, кроме слабых шорохов, я не слышал. Никакого обещанного сильного шума не было. Заменил от безысходности транзистор — не помогло. Заменил резистор многооборотным, и однажды при его вращении услышал очень далёкий шум. Остановился, стал вращать КПЕ и… Настроился на станцию. Но слышно было тихо. Я думал, что победил, приёмник работал, нужно было только объяснить товарищу, как сложно его настроить. Но перед тем, как продемонстрировать настроенный приёмник, решил проверить пилообразные импульсы питания генератора. Подключил осциллограф, проглядел все глаза — ничего нет на экране. Звук в наушнике есть, а на экране пусто. Ухо оказалось гораздо чувствительнее осциллографа.
А дело вот в чём. То, что у меня получилось — регенератор, а не сверхрегенератор. Автор, скорей всего, рисовал схему для журнала по памяти и просто забыл одну деталь. Привожу здесь доработанную схему.

Стоило добавить дроссель, как всё сразу встало на свои места. Никакой подстройки резистора не потребовалось (да и от его положения теперь почти ничего не зависит), приёмник «зашумел» сразу, настройка на станции облегчилась. Одно смущает: не могу сказать, что возросла чувствительность, да и качество так себе. При настройке шум суперизации полностью не пропадает, появляется свист, приём идёт с большими искажениями. Второй приёмник тоже удалось довести до похожего состояния, только он почему-то почти ничего не ловит, только шипит. Возможно, во всём виноват монтаж.

ru-radio-electr.livejournal.com

Что такое сверхрегенератор как он работает

СВЕРХРЕГЕНЕРАТОР

РАДИО №11 — 2001г.; №3 — 2002г.

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва

Что такое сверхрегенератор, как он работает, каковы его до­стоинства и недостатки, в каких радиолюбительских конструкци­ях его можно использовать? Этим вопросам и посвящена пред­лагаемая вниманию читателей статья.

Сверхрегенератор (его еще называют суперрегенератор) — это совершенно особый вид усилительного, или усили­тельно-детекторного устройства, обла­дающий при исключительной простоте уникальными свойствами, в частности, коэффициентом усиления по напряже­нию до 105…106, т.е. достигающим мил­лиона! Это означает, что входные сигна­лы с уровнем в доли микровольта могут быть усилены до долей вольта. Разумеет­ся, обычным способом такое усиление в одном каскаде получить невозможно, но в сверхрегенераторе используется совершенно другой способ усиления.

Если автору будет позволено немно­го пофилософствовать, то можно не совсем строго сказать, что сверхреге­неративное усиление происходит в иных физических координатах. Обыч­ное усиление осуществляется непре­рывно во времени, а вход и выход уси­лителя (четырехполюсника), как прави­ло, разнесены в пространстве. Это не относится к усилителям-двухполюсни­кам, например, регенератору. Регене­ративное усиление происходит в том же колебательном контуре, к которому подводится входной сигнал, но опять-таки непрерывно во времени.

Сверхрегенератор работает с вы­борками входного сигнала, взятыми в определенные моменты времени. За­тем происходит усиление выборки во времени, и через какой-то промежуток снимается выходной усиленный сигнал, часто даже с тех же зажимов или гнезд, к которым подведен и входной. Пока со­вершается процесс усиления, сверхрегенератор не реагирует на входные сиг­налы, а следующая выборка делается только тогда, когда все процессы уси­ления завершены. Именно такой прин­цип усиления и позволяет получать ог­ромные коэффициенты, вход и выход не надо развязывать или экраниро­вать — ведь входные и выходные сигна­лы разнесены во времени, поэтому не могут взаимодействовать.

В сверхрегенеративном способе уси­ления заложен и принципиальный недо­статок. В соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста, для неискажен­ной передачи огибающей сигнала (моду­лирующих частот) частота выборок должна быть не менее удвоенной наи­высшей частоты модуляции. В случае ра­диовещательного АМ сигнала наивыс­шая модулирующая частота составляет 10 кГц, ЧМ сигнала — 15 кГц и частота вы­борок должна быть не менее 20…30 кГц (о стерео речь не идет). Полоса пропус­кания сверхрегенератора получается при этом почти на порядок больше, т. е. 200…300 кГц. Этот недостаток неустра­ним при приеме АМ сигналов и послужил одной из главных причин вытеснения сверхрегенераторов более совершенны­ми, хотя и более сложными супергетеро­динными приемниками, в которых поло­са пропускания равна удвоенной наи­высшей модулирующей частоте.

Как ни странно, при ЧМ описанный недостаток проявляется в значительно меньшей мере. Демодуляция ЧМ проис­ходит на скате резонансной кривой сверхрегенератора — ЧМ превращается в АМ и затем детектируется. При этом ширина резонансной кривой должна быть не меньше удвоенной девиации ча­стоты (100…150 кГц) и получается гораз­до лучшее согласование полосы пропус­кания с шириной спектра сигнала.

Ранее сверхрегенераторы выполня­лись на электронных лампах и получили значительное распространение в сере­дине прошлого века. Тогда на диапазоне УКВ радиостанций было мало, и широ­кая полоса пропускания не считалась особым недостатком, в ряде случаев да­же облегчая настройку и поиск редких станций. Затем появились сверхрегене­раторы на транзисторах. Сейчас они ис­пользуются в системах радиоуправле­ния моделями, охранной сигнализации и лишь изредка в радиоприемниках.

Схемы сверхрегенераторов мало отли­чаются от схем регенераторов: если у по­следнего периодически увеличивать об­ратную связь до порога генерации, а за­тем уменьшать ее до срыва колебаний, то и получается сверхрегенератор. Вспо­могательные гасящие колебания с часто­той 20…50 кГц, периодически изменяю­щие обратную связь, получаются либо от отдельного генератора, либо возникают в самом высокочастотном устройстве (сверхрегенератор с самогашением).

Базовая схема регенератора-сверхрегенератора

Для лучшего уяснения процессов, происходящих в сверхрегенераторе, обратимся к устройству, изображенно­му на рис. 1, которое, в зависимости от постоянной времени цепочки R1C2, может быть и регенератором, и сверх­регенератором.

Эта схема была разра­ботана в результате многочисленных экспериментов и, как представляется автору, оптимальна по простоте, легкости налаживания и получаемым результатам.

Транзистор VT1 включен по схеме автогенератора — индуктивной трех­точки. Контур генератора образован ка­тушкой L1 и конденсатором С1, отвод катушки сделан ближе к выводу базы. Таким образом осуществляется согла­сование высокого выходного сопротив­ления транзистора (цепи коллектора) с меньшим входным сопротивлением (цепи базы).

Схема питания транзистора не­сколько необычна — постоянное напря­жение на его базе равно напряжению коллектора. Транзистор, особенно кремниевый, вполне может работать в таком режиме, ведь открывается он при напряжении на базе (относительно эмиттера) около 0,5 В, а напряжение насыщения коллектор-эмиттер со­ставляет, в зависимости от типа транзи­стора, 0,2…0,4 В. В данной схеме и кол­лектор, и база по постоянному току со­единены с общим проводом, а питание поступает по цепи эмиттера через ре­зистор R1.

При этом напряжение на эмиттере автоматически стабилизируется на уровне 0,5 В — транзистор работает подобно стабилитрону с указанным напряжением стабилизации. Дейст­вительно, если напряжение на эмит­тере упадет, транзистор закроется, эмиттерный ток уменьшится, а вслед за этим уменьшится и падение напря­жения на резисторе, что приведет к возрастанию эмиттерного напряже­ния. Если же оно возрастет, транзис­тор откроется сильнее и увеличивше­еся падение напряжения на резисто­ре скомпенсирует это возрастание. Единственное условие правильной работы устройства — напряжение пи­тания должно быть заметно больше — от 1,2 В и выше. Тогда ток транзистора удастся установить подбором резис­тора R1.

Рассмотрим работу устройства на высокой частоте. Напряжение с нижней (по схеме) части витков катушки L1 приложено к переходу база-эмиттер транзистора VT1 и усиливается им. Конденсатор С2 — блокировочный, для токов высокой частоты он пред­ставляет малое сопротивление. На­грузкой в коллекторной цепи служит резонансное сопротивление контура, несколько уменьшенное из-за транс­формации верхней частью обмотки ка­тушки.

При усилении транзистор инверти­рует фазу сигнала, затем ее инвертиру­ет трансформатор, образованный частями катушки L1 — выполняется баланс фаз.

А баланс амплитуд, необходимый для самовозбуждения, получается при достаточном усилении транзистора. Последнее зависит от тока эмиттера, а его очень легко регулировать, изме­няя сопротивление резистора R1, вклю­чив, например, вместо него последова­тельно два резистора, постоянный и пе­ременный.

Устройство обладает рядом до­стоинств, к которым относятся про­стота конструкции, легкость налажи­вания и высокая экономичность: транзистор потребляет ровно столь­ко тока, сколько необходимо для до­статочного усиления сигнала. Под­ход к порогу генерации получается весьма плавным, к тому же регули­ровка происходит в низкочастотной цепи, и регулятор можно отнести от контура в удобное место. Регулиров­ка слабо влияет на частоту настрой­ки контура, поскольку напряжение питания транзистора остается по­стоянным (0,5 В), а следовательно, почти не изменяются и междуэлект­родные емкости.

Описанный регенератор способен повышать добротность контуров в лю­бом диапазоне волн, от ДВ до УКВ, при­чем катушка L1 не обязательно должна быть контурной — допустимо использо­вать катушку связи с другим контуром (конденсатор С1 в этом случае не ну­жен). Можно намотать такую катушку на стержень магнитной антенны ДВ-СВ приемника, причем число витков ее должно составить всего 10-20 % от числа витков контурной катушки, Q-умножитель на биполярном транзисторе получается дешевле и проще, чем на полевом.

Регенератор подойдет и для KB диапазона, если связать антенну с контуром L1C1 либо катушкой свя­зи, либо конденсатором малой ем­кости (вплоть до долей пикофарады). Низкочастотный сигнал снима­ют с эмиттера транзистора VT1 и по­дают через разделительный конден­сатор емкостью 0,1…0,5 мкф на усилитель ЗЧ. При приеме AM стан­ций подобный приемник обеспечи­вал чувствительность 10…30 мкВ (обратная связь ниже порога гене­рации), а при приеме телеграфных станций на биениях (обратная связь выше порога) — единицы микро­вольт.

Процессы нарастания и спада колебаний.

Но вернемся к сверхрегенерато­ру. Пусть напряжение питания на описанное устройство подается в виде импульса в момент времени t0, как показано нарис. 2 сверху. Да­же, если усиление транзистора и об­ратная связь достаточны для гене­рации, колебания в контуре возник­нут не сразу, а будут нарастать по экспоненциальному закону некото­рое время τн. По такому же закону происходит и спад колебаний после выключения питания, время спада обозначено как τс.

В общем виде закон нарастания и спада колебаний выражается формулой Uконт = U0exp(-rt/2L), где U0 — напря­жение в контуре, с которого начался процесс; r — эквивалентное сопро­тивление потерь в контуре; L — его индуктивность; t — текущее время. Все просто в случае спада колебаний, когда r = rп (сопротивление потерь са­мого контура,рис. 3). Иначе обстоит дело при нарастании колебаний: тран­зистор вносит в контур отрицательное

сопротивление — rос (обратная связь компенсирует потери), и общее эквива­лентное сопротивление становится от­рицательным. Знак минус в показателе экспоненты исчезает, и закон нараста­ния запишется: Uконт = Uсexp(rt/2L), где r = rос — rп

Из приведенной формулы можно найти и время нарастания колеба­ний, учитывая, что рост начинается с амплитуды сигнала в контуре Uc и продолжается только до амплиту­ды U0, далее транзистор входит в ре­жим ограничения, его усиление уменьшается и амплитуда колебаний стабилизируется: τн = (2L/r)ln(U0/Uc). Как видим, время нарастания про­порционально логарифму величи­ны, обратной уровню принимаемо­го сигнала в контуре. Чем больше сигнал, тем меньше время нараста­ния.

Если импульсы питания подавать на сверхрегенератор периодически, с ча­стотой суперизации (гашения) 20…50 кГц, то в контуре будут происхо­дить вспышки колебаний(рис. 4), дли­тельность которых зависит от амплиту­ды сигнала — чем меньше время нара­стания, тем больше длительность вспышки. Если вспышки продетектировать, на выходе получится демодулированный сигнал, пропорциональный среднему значению огибающей вспы­шек.

Усиление самого транзистора мо­жет быть небольшим (единицы, десят­ки), достаточным лишь для самовоз­буждения колебаний, в то время как усиление всего сверхрегенератора, равное отношению амплитуды демодулированного выходного сигнала к амп­литуде входного, весьма велико.

Описанный режим работы сверх­регенератора называют нелинейным, или логарифмическим, поскольку вы­ходной сигнал пропорционален лога­рифму входного. Это вносит некото­рые нелинейные искажения, но игра­ет и полезную роль — чувствитель­ность сверхрегенератора к слабым сигналам больше, а к сильным мень­ше — здесь действует как бы естест­венная АРУ.

Для полноты описания надо ска­зать, что возможен и линейный ре­жим работы сверхрегенератора, ес­ли длительность импульса питания (см. рис. 2) будет меньше времени нарастания колебаний. Последние не успеют нарасти до максимальной амплитуды, а транзистор — не будет входить в режим ограничения. Тогда амплитуда вспышки станет прямо пропорциональна амплитуде сигна­ла. Такой режим, однако, нестаби­лен — малейшее изменение усиле­ния транзистора или эквивалентного сопротивления контура r приведет к тому, что либо резко упадет ампли­туда вспышек, а следовательно, и усиление сверхрегенератора, ли­бо устройство выйдет на нелиней­ный режим. По этой причине линей­ный режим сверхрегенератора ис­пользуется редко.

Надо также заметить, что совер­шенно необязательно коммутировать напряжение питания, чтобы получить вспышки колебаний. С равным успе­хом можно подавать вспомогательное напряжение суперизации на сетку лампы, базу или затвор транзистора, модулируя их усиление, а значит, и об­ратную связь. Прямоугольная форма гасящих колебаний также неоптималь­на, предпочтительнее синусоидаль­ная, а еще лучше пилообразная с поло­гим нарастанием и резким спадом. В последнем варианте сверхрегенера­тор плавно подходит к точке возникно­вения колебаний, полоса пропускания несколько сужается и появляется уси­ление за счет регенерации. Возникшие колебания растут сначала медленно, затем все быстрее. Спад же колебаний получается максимально быстрым.

Наибольшее распространение по­лучили сверхрегенераторы с автосуперизацией, или с самогашением, не имеющие отдельного генератора вспомогательных колебаний. Они ра­ботают только в нелинейном режиме. Самогашение, иначе говоря, преры­вистую генерацию, легко получить в устройстве, выполненном по схеме рис. 1, надо лишь, чтобы постоянная времени цепочки R1C2 была больше времени нарастания колебаний.

Тогда произойдет следующее: воз­никшие колебания вызовут увеличе­ние тока через транзистор, но колеба­ния будут некоторое время поддержи­ваться зарядом конденсатора С2. Ког­да он израсходуется, напряжение на эмиттере упадет, транзистор закроет­ся и колебания прекратятся. Конден­сатор С2 начнет относительно мед­ленно заряжаться от источника пита­ния через резистор R1 до тех пор, по­ка не откроется транзистор и возник­нет новая вспышка.

Эпюры напряжений в сверхреге­нераторе.

Осциллограммы напряжений на эмиттере транзистора и в контуре по­казаны на рис. 4 так, как они обычно видны на экране широкополосного осциллографа. Уровни напряжений 0,5 и 0,4 В показаны совершенно ус­ловно — они зависят от типа приме­ненного транзистора и его режима.

Что же произойдет при поступле­нии в контур внешнего сигнала, ведь длительность вспышки теперь опре­деляется зарядом конденсатора С2 и, следовательно, постоянна? С рос­том сигнала, как и прежде, уменьша­ется время нарастания колебаний, вспышки следуют чаще. Если их продетектировать отдельным детекто­ром, то средний уровень сигнала бу­дет возрастать пропорционально ло­гарифму входного сигнала. Но роль детектора с успехом выполняет и сам транзистор VT1 (см. рис. 1) -средний уровень напряжения на эмиттере па­дает с ростом сигнала.

Наконец, что же произойдет в отсут­ствие сигнала? Все то же самое, только рост амплитуды колебаний каждой вспышки будет начинаться от случай­ного напряжения шумов в контуре сверхрегенератора. Частота вспышек при этом минимальна, но нестабиль­на — период повторения меняется хао­тическим образом. Усиление сверхре­генератора при этом максимально, а в телефонах или громкоговорителе слышен сильный шум. Он резко снижа­ется при настройке на частоту сигнала. Таким образом, чувствительность сверхрегенератора по самому принци­пу его работы очень высока — она оп­ределяется уровнем внутренних шу­мов. Дополнительные сведения по тео­рии сверхрегенеративного приема да­ны в [1,2].

УКВ ЧМ приемник с низковольтным питанием

А теперь рассмотрим практические схемы сверхрегенераторов. Их в лите­ратуре, особенно давних лет, можно найти довольно много. Любопытный пример: описание сверхрегенератора, выполненного всего на одном транзис­торе, было опубликовано в журнале «Popular Electronics» № 3 за 1968 г., его краткий перевод дан в [3]. Сравнитель­но высокое напряжение питания (9 В) обеспечивает большую амплитуду вспышек колебаний в контуре сверхре­генератора, а следовательно, и боль­шое усиление. Такое решение имеет и существенный недостаток: сверхре­генератор сильно излучает, поскольку антенна связана непосредственно с контуром катушкой связи. Подобный приемник рекомендуется включать лишь где-нибудь на природе, вдали от населенных мест.

Схема простого УКВ ЧМ приемника с низковольтным питанием, разрабо­танного автором на основе базовой схе­мы (см. рис. 1), приведена нарис. 5. Ан­тенной в приемнике служит сама контурная катушка L1, выполненная в виде одновитковой рамки из толстого медно­го провода (ПЭЛ 1,5 и выше). Диаметр рамки 90 мм. На частоту сигнала контур настраивают конденсатором перемен­ной емкости (КПЕ) С1. Ввиду того, что от рамки сложно сделать отвод, транзис­тор VT1 включен по схеме емкостной трехточки — напряжение ОС на эмиттер подается с емкостного делителя С2С3.

Частота суперизации определяется суммарным сопротивлением резисто­ров R1-R3 и емкостью конденсатора С4. Если ее уменьшить до нескольких сотен пикофарад, прерывистая генера­ция прекращается и устройство стано­вится регенеративным приемником. При желании можно установить пере­ключатель, а конденсатор С4 составить из двух, например, емкостью 470 пф с подключаемым параллельно 0,047 мкф. Тогда приемник, в зависи­мости от условий приема, можно будет использовать в обоих режимах. Регене­ративный режим обеспечивает более чистый и качественный прием, с мень­шим уровнем шума, но требует значи­тельно большей напряженности поля. Обратную связь регулируют перемен­ным резистором R2, ручку которого (так же, как и ручку настройки) рекоменду­ется вывести на переднюю панель кор­пуса приемника.

Излучение этого приемника в сверх­регенеративном режиме ослаблено по следующим причинам: амплитуда вспышек колебаний в контуре невели­ка, порядка десятой доли вольта, к тому же маленькая рамочная антенна излу­чает крайне неэффективно, имея низ­кий КПД в режиме передачи.

Усилитель ЗЧ приемника двухкас­кадный, собран по схеме с непосредст­венной связью на транзисторах VT2 и VT3 разной структуры. В коллектор­ную цепь выходного транзистора вклю­чены низкоомные головные телефоны (или один телефон) типов ТМ-2, ТМ-4, ТМ-6 или ТК-67-НТ сопротивлением 50-200 Ом. Подойдут телефоны от плейера.

Рис. 5

Необходимое смещение на базу первого транзистора УЗЧ подается не от источника питания, а через резис­тор R4 из эмиттерной цепи транзистора VT1, где, как упоминалось, имеется ста­бильное напряжение около 0,5 В. Кон­денсатор С5 пропускает к базе транзи­стора VT2 колебания ЗЧ.

Пульсации гасящей частоты 30…60 кГц на входе УЗЧ не фильтруют­ся, поэтому усилитель работает как бы в импульсном режиме — выходной транзистор закрывается полностью и открывается до насыщения. Ультра­звуковая частота вспышек телефонами не воспроизводится, но импульсная по­следовательность содержит составля­ющую со звуковыми частотами, кото­рые и слышны. Диод VD1 служит для за­мыкания экстратока телефонов в мо­мент окончания импульса и закрывания транзистора VT3, он срезает выбросы напряжения, улучшая качество и не­сколько повышая громкость воспроиз­ведения звука.

Питается приемник от гальваничес­кого элемента напряжением 1,5 В или дискового аккумулятора напряжением 1,2 В. Потребляемый ток не превышает 3 мА, при необходимости его можно ус­тановить подбором резистора R4.

Налаживание приемника начинается с проверки наличия генерации, вращая ручку переменного резистора R2. Она обнаруживается по появлению доволь­но сильного шума в телефонах, или при наблюдении на экране осциллографа «пилы» в форме напряжения на конден­саторе С4. Частота суперизации подби­рается изменением его емкости, она зависит и от положения движка пере­менного резистора R2. Следует избе­гать близости частоты суперизации к частоте стереоподнесущей 31,25 кГц или к ее второй гармонике 62,5 кГц, иначе могут прослушиваться биения, мешающие приему.

Далее нужно установить диапазон перестройки приемника, изменяя раз­меры рамочной антенны — увеличение диаметра понижает частоту настройки. Повысить частоту можно не только уменьшением диаметра самой рамки, но и увеличением диаметра провода, из которого она выполнена. Неплохое решение — использовать оплетку от­резка коаксиального кабеля, свернуто­го в кольцо. Индуктивность понижается и при изготовлении рамки из медной ленты или из двух-трех параллельных проводов диаметром 1,5-2 мм.

Диапазон перестройки достаточно широк, и операцию его установки не­трудно выполнить без приборов, ориен­тируясь на прослушиваемые станции. В диапазоне УКВ-2 (верхнем) транзис­тор КТ361 иногда работает неустойчи­во — тогда его заменяют на более высо­кочастотный, например, КТ363. Недо­статком приемника является заметное влияние рук, подносимых к антенне, на частоту настройки. Впрочем, он ха­рактерен и для других приемников, в которых антенна связана непосредст­венно с колебательным контуром.

Этот недостаток устраняется при ис­пользовании усилителя РЧ, как бы «изо­лирующего» контур сверхрегенератора от антенны. Другое полезное назначе­ние такого усилителя — устранить излу­чение вспышек колебаний антенной, что практически полностью избавляет от помех соседним приемникам. Усиле­ние УРЧ должно быть очень небольшим, ведь и усиление, и чувствительность сверхрегенератора достаточно высоки. Этим требованиям в наибольшей сте­пени отвечает транзисторный УРЧ по схеме с общей базой или с общим за­твором. Снова обращаясь к иностран­ным разработкам, упомянем схему сверхрегенератора с УРЧ на полевых транзисторах [4].

Экономичный сверхрегенера­тивный приемник

В целях достижения предельной экономичности автором был разра­ботан сверхрегенеративный радио­приемник(рис. 6), потребляющий ток менее 0,5 мА от батареи напряже­нием 3 В, причем, если отказаться от УРЧ, ток снижается до 0,16 мА. В то же время чувствительность — около 1 мкВ.

Сигнал от антенны подается на эмиттер транзистора УРЧ VT1, включен­ного по схеме с общей базой. Посколь­ку его входное сопротивление невели­ко, и учитывая сопротивление резисто­ра R1, получаем входное сопротивле­ние приемника около 75 Ом, что позво­ляет использовать наружные антенны со снижением из коаксиального кабеля или ленточного УКВ кабеля с ферритовым трансформатором 300/75 Ом. Та­кая необходимость может возникнуть при удалении от радиостанций более 100 км. Конденсатор С1 небольшой емкости служит элементарным ФВЧ, ос­лабляя KB помехи. В лучших условиях приема годится любая суррогатная проволочная антенна.

Транзистор УРЧ работает при кол­лекторном напряжении, равном базо­вому, — около 0,5 В. Это стабилизиру­ет режим и исключает необходимость налаживания. В коллекторную цепь включена катушка связи L1, намотан­ная на одном каркасе с контурной ка­тушкой L2. Катушки содержат 3 витка провода ПЭЛШО 0,25 и 5,75 витка ПЭЛ 0,6 соответственно. Диаметр каркаса — 5,5 мм, расстояние между катушками — 2 мм. Отвод к общему проводу сделан от 2-го витка катушки L2, считая от вывода, соединенного с базой транзистора VT2. Для облегче­ния настройки каркас полезно оснас­тить подстроечником с резьбой М4 из магнитодиэлектрика или латуни. Дру­гой вариант, облегчающий настрой­ку, — заменить конденсатор С3 подстроечным, с изменением емкости от 6 до 25 или от 8 до 30 пф.

Конденсатор настройки С4 типа КПВ, он содержит одну роторную и две статорные пластины. Сверхре­генеративный каскад собран по уже описанной схеме (см. рис. 1) на тран­зисторе VT2. Режим работы подбира­ют подстроечным резистором R4,ча­стота вспышек (суперизации) зави­сит от емкости конденсатора С5. На выходе каскада включен двухзвенный ФНЧ R6C6R7C7, ослабляющий колебания с частотой суперизации на входе УЗЧ, чтобы последний не пере­гружался ими.

Рис. 6

Использованный сверхрегенера­тивный каскад отдает небольшое продетектированное напряжение и, как показала практика, требует двух каска­дов усиления напряжения 34. В этом же приемнике транзисторы УЗЧ рабо­тают в режиме микротоков (обратите внимание на большие сопротивления нагрузочных резисторов), усиление их меньше, поэтому использовано три ка­скада усиления напряжения (транзис­торы VT3-VT5) с непосредственной связью между ними. Каскады охвачены ООС через резисторы R12, R13, стаби­лизирующей их режим. По переменно­му току ООС ослаблена конденсатором С9. Резистор R14 позволяет регулиро­вать в некоторых пределах усиление каскадов.

Выходной каскад собран по схеме двухтактного эмиттерного повторителя на комплементарных германиевых транзисторах VT6, VT7. Они работают без смещения, но искажения типа «сту­пенька» отсутствуют, во-первых, из-за низкого порогового напряжения герма­ниевых полупроводниковых приборов (0,15 В вместо 0,5 В у кремниевых), а во-вторых, из-за того, что колебания с частотой суперизации все-таки не­много проникают через ФНЧ в УЗЧ и как бы «размывают» ступеньку, действуя подобно ВЧ подмагничиванию в магни­тофонах.

Достижение высокой экономичности приемника требует использования высокоомных головных телефонов сопро­тивлением не менее 1 кОм. Если же за­дачу получения предельной экономич­ности не ставить, целесообразно ис­пользовать более мощный оконечный УЗЧ.

Налаживание приемника начинают с УЗЧ. Подбором резистора R13 уста­навливают напряжение на базах тран­зисторов VT6, VT7 равным половине напряжения питания (1,5 В). Убежда­ются в отсутствии самовозбуждения при любом положении движка резис­тора R14 (желательно, с помощью ос­циллографа). Полезно подать на вход УЗЧ какой либо звуковой сигнал амп­литудой не более нескольких милли­вольт и убедиться в отсутствии иска­жений и симметричности ограничения при перегрузке.

Подключив сверхрегенеративный каскад, регулировкой резистора R4 до­биваются появления шума в телефонах (амплитуда шумового напряжения на выходе — около 0,3 В). Полезно ска­зать, что, кроме указанных на схеме, в УРЧ и сверхрегенеративном каскаде хорошо работают любые другие крем­ниевые высокочастотные транзисторы структуры р-n-р. Теперь можно уже по­пытаться принять радиостанции, свя­зав антенну с контуром через конденса­тор связи емкостью не более 1 пф или с помощью катушки связи. Далее подсоединяют УРЧ и подгоняют диапа­зон принимаемых частот, изменяя ин­дуктивность катушки L2 и емкость кон­денсатора С3.

В заключение надо заметить, что по­добный приемник, ввиду его высокой экономичности и чувствительности, мо­жет найти применение и в переговор­ных системах, и в устройствах охранной сигнализации. К сожалению, прием ЧМ на сверхрегенератор получается не са­мым оптимальным образом: работа на скате резонансной кривой уже гаранти­рует ухудшение отношения сигнал/шум на 6 дБ. Нелинейный режим сверхреге­нератора тоже не слишком способству­ет высококачественному приему, тем не менее качество звука получилось не­плохим.

ЛИТЕРАТУРА

1. Белкин М. К. Сверхрегенеративный радиоприем. — Киев: Техника, 1968.

2. Хевролин В. Сверхрегенеративный прием.- Радио,1953, № 8,с.37.

3. УКВ ЧМ приемник на одном транзисто­ре. — Радио,1970,№ 6,с.59.

4. «Последний из могикан…». — Радио, 1997, № 4,0.20,21

textarchive.ru

Генератор синуса онлайн – Тонгенератор (Онлайн воспроизведение звука на определенной заданной Вами частоте и громкости. Используется для настройки звучания или тестирования акустики/сабвуфера)

Тонгенератор (Онлайн воспроизведение звука на определенной заданной Вами частоте и громкости. Используется для настройки звучания или тестирования акустики/сабвуфера)

Главная   •   Сервисы   •   Тонгенератор (Онлайн воспроизведение звука на определенной заданной Вами частоте и громкости. Используется для настройки звучания или тестирования акустики/сабвуфера)

Как пользоваться тонгенератором для установки нужной частоты среза на регуляторе фильтра усилителя.

Для начала на вход усилителя нужно подать аудиосигнал с устройства (ПК, смартфон и т.д.), подключенного к интернету и воспроизводящего звук.

Все остальные устройства от входа усилителя нужно отключить.

Убедившись, что звук с подключенного к усилителю устройства воспроизводится можно начинать настройку фильтров усилителя.

Рассмотрим настройку фильтров усилителя на примере двухполосной системы, построенной на поканальном подключении к 4-х канальному усилителю.

Допустим, высокочастотники (твитера) подключены на выходы усилителя 1 и 2. Подключаем на соответствующие входы усилителя тонренератор.

Если твитер должен работать с ограничением в 4000 Гц — устанавливаем эту частоту на тонгенераторе. На усилителе, при этом, нужно установить регулятор HPF на более высокое значение (например на 8000 Гц или в крайнее положение ручки регулятора). Включаем тонгенератор и очень плавно и медленно поворачиваем ручку регулятора в обратном направлении до тех пор, пока не услышим в твитерах заданный тонсигнал. Как только громкость тонсигнала перестала прибавляться при повороте ручки — это означает, что фильтр усилителя установлен на заданной частоте в 4000 Гц.

Теперь нужно настроить мидбас.

Переключаем устройство с тонгенератором с входов 1 и 2 на входы 3 и 4.

Сначала настраиваем HPF на частоте, к примеру 65 Гц (настраивается так же как и для твитера). После того как настройка HPF закончена, переходим к настройке LPF (фильтра низких частот).

Устанавливается частота, например те же 4000 Гц, на тонгенераторе. Ручкой регулятора LPF на усилителе устанавливаем значение, ниже заданной частоты тонгенератора.

Включаем тонсигнал и медленно поворачиваем регулятор вперед.

Когда мы услышим в настраиваемом динамике сигнал тонгенератора и громкость его перестанет возрастать при повороте ручки — заданное значение фильтра установлено.

Все остальные компоненты системы настраиваются точно так же.

www.ural-auto.ru

Генератор звуков онлайн

В детстве я был заядлым радиолюбителем — собирал из деталей разные интересные радиосхемы.
Один раз собрал генератор звуковых сигналов, и даже соединил его со сделанной вручную моим двоюродным братом клавиатурой.
Получилось что-то вроде электронного пианино, правда состоящего всего из одной октавы:)

Теперь захотелось повторить такой генератор, но уже на совсем другом качественном уровне: в Интернете и онлайн.
Для этого пришлось изучить стандарты звуковых файлов, которые, кстати, разработаны не очень правильно, с точки зрения советской школы метрологии и стандартизации.
Кроме того, наш всеми горячо любимый браузер Internet Explorer, вплоть до 9-й версии, так и не научился проигрывать файлы с расширением wav в тэге <audio>.
Но зато в остальных браузерах генератор работает стабильно.
Он может генерировать короткие звуки (до 4 секунд), которые могут понадобиться для различных приложений, например, в мобильный телефон.

На данный момент, получить сгенерированный файл можно в формате wav, но его потом легко сконверировать в любой другой,
например, с помощью этого сайта.
Качество же аудио достаточно высокое: 2 независимых канала, 16 Байт/выборку, 700 кб/с.

Громкость основного сигнала
Громкость белого шума
Длительность звучания
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

gorchilin.com

Генератор синусоидального сигнала на мосту Вина

В радиолюбительской практике часто возникает необходимости использовать генератор синусоидальных колебаний. Применения ему можно найти самые разнообразные. Рассмотрим вариант создания генератор синусоидального сигнала на мосту Вина со стабильной амплитуды и частотой.

В статье описывается разработка схемы аппаратного генератора синусоидального сигнала. Если вас интересует программная генерация синусоиды, то читайте статью:

 Программа Audacity как простой генератор звука и шума

Наиболее удобным, с точки зрения сборки и наладки, вариантом генератора синусоидального сигнала является генератор, построенный на мосту Вина, на современном Операционном Усилителе (ОУ).

Мост Вина

Сам по себе мост Вина является полосовым фильтром, состоящим из двух RC фильтров. Т.е. он выделяет центральную частоту и подавляет остальные частоты.

Мост придумал, Макс Вин еще в 1891 году. На принципиальной схеме, сам мост Вина обычно изображается следующим образом:

Картинка позаимствована у Википедии

На таком мосту часто строят автогенераторы и измерители индуктивности. Для удобства используют R1=R2=R и C1=C2=C. При этом основная частота моста рассчитывается из соотношения

f=1/2πRC

Практически любой фильтр можно рассматривать как частотозависимый делитель напряжения. Поэтому при выборе номиналов резистора и конденсатора желательно, чтобы на резонансной частоте комплексное сопротивление конденсатора (Z), было равно, или хотя бы одного порядка с сопротивлением резистора.

Zc=1/ωC=1/2πνC

где ω (омега) — циклическая частота, ν(ню) — линейная частота, ω=2πν

Мост Вина обладает отношением выходного напряжения ко входному b=1/3 . Это важный момент, т.к. этот коэффициент определяет условия стабильной генерации.

Мост Вина и операционный усилитель

Сам по себе мост Вина не является генератором сигнала. Для возникновения генерации его следует разместить в цепи положительной обратной связи операционного усилителя. Такой автогенератор можно построить и на транзисторе, но использование ОУ явно упростит жизнь и даст лучшие характеристики.

Элементы моста Вина следует включить в цепь положительной обратной связи операционного усилителя. Выглядит это следующим образом:

Элементы положительной обратной связи ОУ определяют частоту генерации. А элементы отрицательной обратной связи — усиление.

Коэффициент на троечку

Выше было сказано, что мост Вина имеет коэффициент пропускания b=1/3. Поэтому условием генерации является то, что ОУ должен обеспечивать коэффициент усиления равный трем.

В таком случает произведение коэффициентов пропускания моста Вина и усиления ОУ даст 1. И будет происходить стабильная генерация выбранной частоты.

В идеале, задав резисторами, в цепи отрицательной обратной связи, нужный коэфф усиления, мы должны получить готовый генератор. Это неинвертирующий усилитель и его коэффициент усиления определяется соотношением:

K=1+R2/R1

Но увы, мир не идеален…. На практике оказывается, что для запуска генерации необходимо, чтобы в самый начальный момент коэфф. усиления был немного больше 3-х, а далее для стабильной генерации он поддерживался равным 3.

Если коэффициент усиления будет ниже 3-х то генератор заглохнет, если больше — то сигнал достигнув напряжения питания начнет искажаться, и наступит насыщение.

При насыщении, на выходе будет поддерживаться напряжение, близкое к одному из напряжений питания. И будут происходить случайные хаотичные переключения между напряжениями питания.

Поэтому, строя генератор на мосте Вина, прибегают к использованию нелинейного элемента в цепи отрицательной обратной связи, регулирующего коэффициент усиления. Т.е. генератор будет сам себя уравновешивать и поддерживать генерацию на одинаковом уровне.

Стабилизация амплитуды на лампе накаливания

В самом классическом варианте генератора на мосте Вина на ОУ, применяется миниатюрная низковольтная лампа накаливания, которая устанавливается вместо резистора.

При включении такого генератора, в первый момент, спираль лампы холодная и ее сопротивление мало. Это способствует запуску генератора (K>3). Затем, по мере нагрева, сопротивление спирали увеличивается, а коэффициент усиления снижается, пока не дойдет до равновесия (K=3).

Цепь положительной обратной связи, в которую был помещен мост Вина, остается без изменений. Общая принципиальная схема генератора выглядит следующим образом:

Идея использования лампочки, в качестве управляющего элемента очень интересна и используется по сей день. Но у лампочки, увы, есть ряд недостатков. Во первых требуется ее найти и подобрать подходящие токоограничивающий резистор R*.

Во вторых, при регулярном использовании генератора, срок жизни лампочки обычно ограничивается несколькими месяцами, а ее управляющие свойства зависят от температуры в комнате.

Другим интересным вариантом является применение терморезистора с прямым подогревом. По сути, идея та же, только вместо спирали лампочки используется терморезистор. Проблема в том, что его нужно для начала найти и опять таки подобрать его и резисторы.

Стабилизация амплитуды на светодиодах

Эффективным методом стабилизации амплитуды выходного напряжения генератора синусоидальных сигналов является применение в цепи отрицательной ОС светодиодов (VD1 и VD2).

Основной коэффициент усиления задается резисторами R3 и R4. Остальные же элементы (R5, R6 и светодиоды) регулируют коэффициент усиления в небольшом диапазоне, поддерживая генерацию стабильной. Резистором R5 можно регулировать величину выходного напряжения в интервале примерное 5-10 вольт.

В дополнительной цепи ОС желательно использование низкоомных резисторов (R5 и R6). Это позволит пропускать значительный ток (до 5мА) через светодиоды и они будут находиться в оптимальном режиме. Даже будут светиться 🙂

На показанной выше схеме, элементы моста Вина рассчитаны для генерации на частоте 400 Гц, однако они могут быть легко пересчитаны для любой другой частоты по формулам, представленным в начале статьи.

Качество применяемых элементов

Важно, чтобы операционный усилитель мог обеспечить необходимый для генерации ток и обладал достаточной полосой пропускания по частоте. Использование в качестве ОУ народных TL062 и TL072 дало очень печальные результаты на частоте генерации 100кГц. Форму сигнала было трудно назвать синусоидальной, скорее это был треугольный сигнал. Использование TDA 2320 дало еще более худший результат.

А вот NE5532 показа себя с отличной стороны, выдав на выходе сигнал очень похожий на синусоидальный. LM833 так же справилась с задачей на отлично. Так что именно NE5532 и LM833 рекомендуются к использованию как доступные и распространенные качественные ОУ. Хотя с понижением частоты гораздо лучше себя будут чувствовать и остальные ОУ.

Точность частоты генерации напрямую зависит от точности элементов частотозависимой цепи. И в данном случае важно не только соответствие номинала элемента надписи на нем но и стабильность характеристик при изменении температуры.

В авторском варианте были применены резистор типа С2-13 ±0.5% и слюдяные конденсаторы точностью ±2%. Применение резисторов указанного этого типа обусловлено их малой зависимостью сопротивления от температуры. Слюдяные конденсаторы так же мало зависят от температуры и имеют низкий ТКЕ.

Минусы светодиодов

На светодиодах стоит остановиться отдельно. Их использование в схеме синус генератора вызвано величиной падения напряжения, которое обычно лежит в интервале 1.2-1.5 вольта. Это позволяет получать достаточно высокое значение выходного напряжения.

После реализации схемы, на макетной плате, выяснилось, что из-за разброса параметров светодиодов, фронты синусоиды на выходе не симметричны. Это заметно даже на приведенной выше фотографии. Помимо этого присутствовали небольшие искажения формы генерируемого синуса, вызванные недостаточной скоростью работы светодиодов для частоты генерации 100 кГц.

Диоды 4148 и переменный резистор

Светодиоды были заменены на всеми любимые диоды 4148. Это быстродействующие сигнальные диоды со скоростью переключения менее 4 нс. Схема при этом осталась полноценно работоспособной, от описанных выше проблем не осталось и следа, а синусоида приобрела идеальный вид.

На следующей схеме элементы моста вина рассчитаны на частоту генерации в 100 кГц. Переменный резистор R5 был заменен на постоянные, но об этом позже.

В отличие от светодиодов, падение напряжения на p-n переходе обычных диодов составляет 0.6 -0.7 В, поэтому величина выходного напряжения генератора составила около 2.5 В. Для увеличения выходного напряжения возможно включение нескольких диодов последовательно, вместо одного, например вот так:

Однако увеличение количества нелинейных элементов сделает генератор более зависимым от внешней температуры. По этой причине было решено отказаться от такого подхода использовать по одному диоду.

Теперь о подстроечном резисторе. Изначально в качестве резистора R5 был применен многооборотный подстроечный резистор на 470 Ом, который позволял точно регулировать величину выходного напряжения.

Использование переменного резистора в подобных цепях нежелательно по двум основным причинам. Во первых ненадежность подвижного контакта, во вторых у многооборотных подстроечных резистором может быть значительной величина паразитной индуктивности, что может отрицательно сказаться на качестве выходного сигнала.

Дополнительное усиление

Т.к. Синус генератор был собран на сдвоенном ОУ, то половина микросхемы осталась висеть в воздухе. Она была задействована под регулируемый усилитель напряжения. Это позволило перенести переменный резистор из дополнительной цепи ОС генератора в каскад усилителя напряжения для регулировки выходного напряжения.

Также применение дополнительного усилительного каскада гарантирует лучшее согласование выхода генератора с нагрузкой, т.к он был построен по классической схеме неинвертирующего усилителя.

Коэффициент усиления каскада задается соотношением:

K=1+R2/R1

Было необходимо получение выходного синусоидального напряжения в 10 вольт. Имея с генератора 2.5 вольта, требовалось усиление в 4 раза. Элементы выбирались с перекрытием требуемого коэффициента, который при указанных номиналах варьируется от 2.2 до 5.7.

Мощный выход

Генератор предполагался для работы на низкоомную нагрузку в несколько Ом. Разумеется ни один маломощный ОУ не сможет выдать необходимый ток.

По этой причине было решено умощнить выход повторителем на микросхеме TDA2030. Все вкусности такого применения этой микросхемы описаны в статье Схема повторителя напряжение на ОУ. Мощный повторитель напряжения на TDA2030

А вот так собственно выглядит схема всего синусоидального генератора с усилителем напряжения и повторителем на выходе:

Генератор на мосту Вина может быть построен и на самой TDA2030 в качестве ОУ. Все зависит от требуемой точности и выбранной частоты генерации.

Если у вас нет особых требований к качеству генерации, а требуемая частота не превышает 80-100 кГц и при этом предполагается работа на низкоомную нагрузку, то этот вариант вам идеально подойдет.

Заключение

Генератор на мосту Вина — не единственный способ генерации синусоиды. Если вы нуждаетесь в высокоточной стабилизации частоты то лучше смотреть в сторону генераторов с кварцевым резонатором.

Однако, описанная схема, подойдет для подавляющего большинства случаев, когда требуется получение стабильного, как по частоте так и по амплитуде, синусоидального сигнала. При этом схема проста в повторении и не требует наладки.

audiogeek.ru

Генератор синуса видео Сериал онлайн

9 меc назад

сайт производителя: http://yukond.ru/shop/katushka-mishina-tgs Александр Мишин, полный доклад: https://youtu.be/Lza5A7ZdMcE лечение катушко…

2 лет назад

В поиске простого и недорогого способа получить синус, найдено несколько вариантов. Вашему вниманию неболь…

2 лет назад

Вихревая медицина! Катушки Мишина! Генератор синуса! Знакомство с прибором! Прибор применяется для профила…

2 лет назад

ВНИМАНИЕ! Самодельные устройства ОПАСНЫ для Вашего Здоровья! Доверяйте только проверенным оригинальным…

2 лет назад

Приобретение: Сайт: mihailosipov.ru Телефоны: 8 800-775-56-39 Безплатно +7 918-250-65-97 МТС +7 965-464-26-05 Билайн Почта:[email protected]

6 меc назад

Заказывайте наш самый недорогой генератор синуса, работающий с разными катушками, торами наша группа ВКонт…

1 лет назад

Требу Создания Подлинных Супер Авто Генераторов Живительного Синуса и Всепоглощающего Меандра с Крутыми…

12 меc назад

Требу Создания Подлинных Супер Авто Генераторов Живительного Синуса и Всепоглощающего Меандра с Крутыми…

2 лет назад

Здесь будет обзор KIT набора функционального генератора на Icl8038. Генерирует прямоугольник, треугольник,…

2 лет назад

Просьбу Создания Подлинного Супер Авто Генератора Живительного Синуса для Настройки Осциллографа можно…

9 меc назад

Сайт компании «ЮКОНД» http://jukondmarket.ru/

11 меc назад

Требу Создания Подлинных Супер Авто Генераторов Живительного Синуса и Всепоглощающего Меандра с Крутыми…

2 лет назад

По всем вопросам пишите на почту [email protected] Дополнительно о катушках и генераторе в группе https://vk.com/katushki_mishina.

8 меc назад

Электронно-механический генератор сигнала синусоидальной формы для инвертора 12 – 220 вольт с чистым синусо…

2 лет назад

Здесь будет обзор KIT набора функционального генератора на XR2206. Генерирует прямоугольник, треугольник, сину…

2 лет назад

Первая часть: https://www.youtube.com/watch?v=eNTfW4DMWR4 Генератор синуса для катушки Мишина. Микросхема TDA7056A, генератор…

2 меc назад

Александр Мишин и его взгляд на производителей генераторов синуса.

12 меc назад

Частота ТОРа 300. Частота диска 289. Действует, но не так уж мощно как хотелось бы.

15 ча назад

Генератор синуса своими руками, это просто, а главное интересно, диапазон частот от 200-350kHz.

2 лет назад

ВНИМАНИЕ! Самодельные устройства ОПАСНЫ для Вашего Здоровья! Доверяйте только проверенным оригинальным…

gidserials.ru

Генератор из магнитов – Самодельный вертикально ориентированный ветрогенератор на магнитах от динамиков

Мощный генератор из магнитов

В этой статье рассмотрим модель мощного генератора из магнитов, который способен вырабатывать электричество мощностью 300 ватт. Каркас собран из дюралевых плит толщиной 10 мм. Генератор состоит из 3 основных частей: корпус, ротор, статор. Основное назначение корпуса — фиксация ротора и статора в строго определенном положении. Вращающийся ротор не должен задевать магнитами катушки статора. Дюралевый корпус собран из 4 частей. Угловая компоновка обеспечивает простую и жесткую конструкцию. Корпус сделан на станке с ЧПУ. В этом и плюс и недостаток разработки, так как для качественного повтора модели нужно найти специалистов и станок с ЧПУ. Диаметр дисков составляет 100 мм.

Можно взять и готовый электрогенератор в китайском интернет-магазине.

 

Ротор электрогенератора И. Белицкого

Ротор представляет из себя железную ось. На ней закреплены 2 железных диска с расположенными на них неодимовыми магнитами. Между дисками на оси напрессована железная втулка. Ее длина зависит от толщины статора. Ее назначение — обеспечить минимальный зазор между вращающимися магнитами и катушками статора. В каждом диске по 12 неодимовых магнитов диаметром 15 и толщиной 5 мм. Для них сделаны на диске посадочные места.

Их нужно приклеить эпоксидной смолой или другим клеем. При этом необходимо строго соблюсти полярность. В собранном состоянии магниты должны располагаться так, чтобы напротив каждого находился другой с противоположного диска. При этом полюса должны быть разные навстречу друг другу. Как пишет сам автор разработки (Игорь Белецкий): «Правильно будет именно разными полюсами, что бы силовые линии выходили из одного входили в другой, однозначно S = N.» Приобрести неодимовые магниты можно в китайском интернет-магазине.

Устройство статора

В качестве основы использован листовой текстолит толщиной 12 м. В листе проделаны отверстия для катушек и втулки ротора. Внешний диаметр железных катушек, которые устанавливаются в эти отверстия — 25 мм. Внутренний диаметр равен диаметру магнитов (15 мм). Катушки выполняют 2 задачи: функцию магнитопроводящего сердечника и задачу снижения залипания при  переходе от одной катушки к другой.

Катушки делаются из изолированного провода толщиной 0,5 мм. Наматываются 130 витков на каждую катушку. Направление намотки у всех одинаковое.

При создании мощного генератора из нужно знать, что чем выше обороты, которые можно обеспечить, тем выше будет выходное напряжение и ток устройства для бесплатной энергии.

izobreteniya.net

Ветрогенератор на неодимовых магнитах: чертежи, расчет, своими руками

Неодимовый магнит – это редкоземельный металл, обладающий стойкостью к размагничиванию и способностью намагничивать некоторые материалы. Используется при изготовлении электронных устройств (жесткие диски компьютеров, металлодетекторы и т.д.), медицине и энергетике.

Неодимовые магниты используются при изготовлении генераторов, работающих в различных видах установках, вырабатывающих электрический ток.

В настоящее время генераторы, изготовленные с использованием неодимовых магнитов, широко используются при изготовлении ветровых установок.

Основные характеристики

Содержание статьи

Для того, чтобы определиться в целесообразности изготовления генератора на неодимовых магнитах, нужно рассмотреть основные характеристики данного материала, которыми являются:

  • Магнитная индукция В — силовая характеристика магнитного поля, измеряется в Тесла.
  • Остаточная магнитная индукция Br — намагниченность, которой обладает магнитный материал при напряжённости внешнего магнитного поля, равной нулю, измеряется в Тесла.
  • Коэрцитивная магнитная сила Hc — определяет сопротивляемость магнита к размагничиванию, измеряется в Ампер/метр.
  • Магнитная энергия (BH)max -характеризует, насколько сильным является магнит.
  • Температурный коэффициент остаточной магнитной индукции Tc of Br – определяет зависимость магнитной индукции от температуры окружающего воздуха, измеряется в процентах на градус Цельсия.
  • Максимальная рабочая температура Tmax — определяет предел температуры, при которой магнит временно теряет свои магнитные свойства, измеряется в градусах Цельсия.
  • Температура Кюри Tcur — определяет предел температуры, при которой неодимовый магнит полностью размагничивается, измеряется в градусах Цельсия.

В состав неодимовых магнитов, кроме неодима входит железо и бор и зависимости от и их процентного соотношения, получаемое изделие, готовый магнит, различается по классам, отличающимся по своим характеристикам, приведенным выше. Всего выпускается 42 класса неодимовых магнитов.

Достоинствами неодимовых магнитов, определяющими их востребованность, являются:

  • Неодимовые магниты обладают наиболее высокими магнитными параметрами Br, Нсв, Hcм , ВН.
  • Подобные магниты имеют более низкую стоимость в сравнении с подобными металлами, имеющими в своем составе кобальт.
  • Обладают способностью работать без потерь магнитных характеристик в температурном диапазоне от – 60 до + 240 градусов Цельсия, с точкой Кюри +310 градусов.
  • Из данного материала возможно изготовить магниты из любой формы и размеров (цилиндры, диски, кольца, шары, стержни, кубы и др.).

Ветрогенератор на неодимовых магнитах мощностью 5,0 кВт

В настоящее время отечественные и зарубежные компании все более широко используют неодимовые магниты при изготовлении тихоходных генераторов электрического тока. Так ООО «Сальмабаш», г. Гатчина Ленинградской области, выпускает подобные генераторы на постоянных магнитах мощностью 3,0-5,0 кВт. Внешний вид данного устройства приведен ниже:

Корпус и крышки генератора изготавливаются из стали, в дальнейшим с покрытием лакокрасочными материалами. На корпусе предусмотрены специальные крепления, позволяющие закрепить электрический аппарат на несущей мачте. Внутренняя поверхность обработана защитным покрытием, предотвращающим коррозию металла.

Статор генератора набран из электротехнических пластин стали.

Обмотка статора — выполнена эмаль-проводом, позволяющим устройству работать продолжительное время с максимальной нагрузкой.

Ротор генератора имеет 18 полюсов и установлен в подшипниковых опорах. На ободе ротора размещены неодимовые магниты.

Генератор не требует принудительного охлаждения, которое осуществляется естественным путем.

Технические характеристики генератора мощностью 5,0 кВт:

  • Номинальная мощность – 5,0 кВт;
  • Номинальная частота – 140,0 оборотов/минуту;
  • Рабочий диапазон вращения – 50,0 – 200,0 оборотов/минуту;
  • Максимальная частота – 300,0 оборотов/минуту;
  • КПД – не ниже 94,0 %;
  • Охлаждение – воздушное;
  • Масса – 240,0 кг.

Генератор оснащен клеммной коробкой, посредством которой осуществляется его подключение к электрической сети. Класс защиты соответствует ГОСТ14254 и имеет степень IP 65 (пылезащищенное исполнение с защитой от струй воды).

Конструкция данного генератора приведена на рисунке, приведенном ниже:

где: 1-корпус, 2- крышка нижняя, 3- крышка верхняя, 4- ротор, 5- неодимовые магниты, 6- статор, 7- обмотка, 8- полумуфта, 9- уплотнения, 10,11,12- подшипники, 13- клеммная коробка.

Плюсы и минусы

К достоинствам ветрогенераторов, изготовленных с использование неодимовых магнитов можно отнести следующие характеристики:

  • Высокий КПД устройств, достигаемый за счет минимизации потерь на трение;
  • Продолжительные сроки эксплуатации;
  • Отсутствие шума и вибрации при работе;
  • Снижение затрат на установку и монтаж оборудования;
  • Автономность работы, позволяющая осуществлять эксплуатацию без постоянного обслуживания установки;
  • Возможность самостоятельного изготовления.

К недостаткам подобных устройств можно отнести:

  • Относительно высокая стоимость;
  • Хрупкость. При сильном внешнем воздействии (ударе), неодимовый магнит способен лишиться своих свойств;
  • Низкая коррозийная стойкость, требующая специального покрытия неодимовых магнитов;
  • Зависимость от температурного режима работы – при воздействии высоких температур, неодимовые магниты теряют свои свойства.

Как сделать своим руками

Ветровой генератор на основе неодимовых магнитов отличается от прочих конструкций генераторов тем, что легко может быть изготовлен самостоятельно в домашних условиях.

Как правило за основу берут автомобильную ступицу или шкивы от ременной передачи, которые предварительно очищаются, если это бывшие в употреблении запасные части и подготавливаются к работе.

При наличии возможности изготовить (выточить), специальные диски, лучше остановиться на этом варианте, т.к. в этом случае не придется подгонять геометрические размеры наматываем ых катушек к размерам используемых заготовок.

Неодимовые магниты следует приобрести, для чего можно воспользоваться сетью интернет или услугами специализированных организаций.

Один из вариантов изготовления генератора на неодимовых магнитах, с использованием дисков, специально изготовленных для этих целей, предлагает к рассмотрению Яловенко В.Г. (Украина). Данный генератор изготавливается в следующей последовательности:

  1. Из листовой стали вытачиваются два диска диаметром 170,0 мм с устройством центрального отверстия и шпоночного паза.
  2. Диск делится на 12 сегментов, для на его поверхности выполняется соответствующая разметка.
  3. В размеченные сегменты клеятся магниты, таким образом, чтобы их полярность чередовалась. Для избегания ошибок (по полярности), необходимо перед наклейкой, выполнить их маркировку.
  4. Подобным образом изготавливается и второй диск. В результате получается следующая конструкция:

  1. Поверхность исков заливается эпоксидной смолой.
  2. Из провода (эмаль-провода) марки ПЭТВ или аналога, сечением 0,95 мм2, наматывается 12 катушек по 55 витков в каждой.
  3. На листе фанеры или бумаге, изготавливается шаблон, соответствующий диаметру используемых дисков, на котором также производится разбивка на 12 секторов.

Катушки укладываются в размеченные сегменты, где фиксируются (изолента, скотч и т.д.) и расключаются последовательно между собой (конец первой катушки соединяется с началом второй и т.д.). в результате получается следующая конструкция

 

  1. Из дерева (доска и т.д.) или фанеры, изготавливается матрица, в которой можно залить эпоксидной смолой уложенные по шаблону катушки. Глубина матрицы должна соответствовать высоте катушек.
  2. Катушки укладываются в матрицу и заливаются эпоксидной смолой. В результате получается следующая заготовка:

  1. Из стальной трубы диаметром 63,0 мм изготавливается ступица с узлом крепления вала, изготавливаемого генератора. Вал монтируется на подшипники, устанавливаемые внутри ступицы.
  2. Из такой же трубы изготавливается поворотный механизм, обеспечивающий ориентацию генератора в соответствии с потоками ветра.
  3. На вал одеваются изготовленные запасные части. В результате получается следующая конструкция, плюс поворотный механизм:

  1. Конструкция должна жестко крепить статор (заготовка с обмотками, залитыми эпоксидной смолой), с одной стороны, и не затруднять вращение ротора (диски с недимовыми магнитами).
  2. Из трубы (полиэтилен, пропилеи и т.д.), используемой для прокладки сетей водопровода или канализации, изготавливаются лопасти ветрового генератора. Для этого труба нарезается нужной длины, после чего разрезается и заготовкам придается соответствующая форма.
  3. Изготавливается хвостовок ветровой установки. Для этого может быть использован любой листовой материал (фанера, металл, пластик), после чего хвостовик крепится к собираемой конструкции, со стороны противоположной креплению лопастей. В результате получается следующая конструкция:
    • Собранная установка монтируется в предусмотренном для этого месте.
    • К выводам генератора подключается нагрузка.

    Конструкция ветрового генератора на неодимовых магнитах может быть различной, все зависит от имеющихся запасных частей и технический возможностей человека, решившего изготовить подобное устройство самостоятельно.

alter220.ru

сборка статора, крыльчатки и выбор количества фаз генератора

уже прочитали:
1 050

Самодельный ветряк

 — дорогостоящая и не всегда полностью эффективная затея. Образцы ветряков, имеющиеся в продаже, имеют ограниченный срок службы, низкую ремонтопригодность и высокую цену. Покупка такого комплекта не по карману многим потенциальным пользователям. Выходом из положения становится , обходящееся гораздо дешевле и позволяющее получить устройство с высокой эффективностью и производительностью.

имеет высокую ремонтопригодность и, как следствие, длительный срок службы. Зачастую конструкцию по ходу эксплуатации модернизируют, улучшают и доводят до максимально возможных параметров, чего нельзя сделать с заводскими комплектами.

Тихоходные ветрогенераторы

Наиболее привлекательными конструкциями ветряков для большинства регионов России являются образцы, дающие высокие показатели на слабых и средних ветрах — . Для них характерна возможность начинать вращение при низких скоростях потока, выдавая достаточное напряжение для питания приборов потребления.

Выработка энергии на таких устройствах производится генераторами, адаптированными к работе с ветряками. Специфика конструкции таких генераторов состоит в высокой чувствительности, поскольку устройство изначально рассчитывается на работу с низкими скоростями вращения.

Для того, чтобы обеспечить заданный режим работы, необходимо обмотку возбуждения исключить из конструкции, заменив ее постоянными магнитами. В результате отпадет необходимость подачи напряжения для образования электромагнитов, индукция станет более стабильной, независимой от источника питания на обмотке ротора. Кроме того, отпадет надобность в щеточном узле, подающем питание на обмотку возбуждения.

Изготовление ротора на постоянных магнитах

Конструкция генератора на постоянных магнитах в каком-то смысле проще, чем с электромагнитным возбуждением. Создание такого устройства может выполняться как на базе готового генератора, так и при помощи подручных материалов.

Модификация автомобильного генератора

Создание ротора на постоянных магнитах требует достаточно серьезного вмешательства в конструкцию. Необходимо уменьшить диаметр на толщину магнитов плюс толщину стальной гильзы, которая одевается на ротор для образования сплошного магнитного потока и одновременно служит посадочной площадкой под магниты. Некоторые специалисты обходятся без гильзы, устанавливая магниты прямо на ротор с уменьшенным диаметром и фиксируя на эпоксидку.

Процесс изготовления требует участия производственного оборудования. В токарный станок зажимается ротор и аккуратно снимается слой с таким расчетом, чтобы установленные магниты вращались с минимальным зазором, но вполне свободно. Установка магнитов производится на пластины ротора с чередованием полюсности.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Наибольшего эффекта удается добиться при установке относительно небольших по размерам магнитов, расположенных рядами в продольном направлении. Достигается ровный и мощный магнитный поток, воздействующий на силовые обмотки статора с равномерной плотностью во всех точках.

Изготовление ротора из ступицы и тормозного диска

Рассмотренный способ относится к готовым генераторам, нуждающимся в небольших изменениях конструкции. К таким устройствам относятся автомобильные генераторы, часто применяющиеся самодеятельными конструкторами в качестве базового устройства. Зачастую генераторы собирают полностью самостоятельно, не имея готового устройства.

В таких случаях действуют несколько иначе. За основу берется автомобильная ступица с тормозным диском. Она качественно отбалансирована, прочна и приспособлена к нагрузкам определенного рода. Кроме того, размер ступицы позволяет разместить по окружности большое число магнитов, позволяя получить трехфазное напряжение.

Магниты с чередованием полюсности размещают на равноудаленном от центра расстоянии. Очевидно, что наибольшее число можно установить, если приклеивать их как можно ближе к наружному краю. Наиболее точным показателем станет размер магнитов, который определит возможность размещения на определенном расстоянии. Число магнитов должно быть четным, чтобы не сбивался ритм чередования полюсов при вращении.

Наклейка магнитов на ступицу производится при помощи любого клея, оптимальным вариантом считается эпоксидная смола, которой заливают магниты полностью. Это защищает их от воздействия влаги или от механических воздействий. Перед заливкой по краю ступицы рекомендуется сделать бортик из пластилина, не позволяющий эпоксидке стекать со ступицы вниз.

Конструкция генератора на автомобильной ступице наиболее удобна при изготовлении вертикального ветряка. Примечательно, что подобную схему можно использовать и без ступицы, на диске, вырезанном из обычной фанеры. Такая конструкция намного легче, позволяет выбирать удобный размер, что делает возможным создание чувствительного и производительного устройства.

Ветряк с аксиальным генератором на неодимовых магнитах

Наиболее сильными магнитами, обладающими оптимальными параметрами для использования в конструкции генератора, являются неодимовые магниты. Они несколько дороже обычных, но превосходят их многократно и дают возможность создать мощное устройство при относительно компактном размере.

Принципиального отличия в конструкции не имеется. Неодимовые магниты изготавливаются в различных формфакторах, позволяющих выбрать наиболее удобный для себя вариант — тонкие продолговатые брусочки, форма таблетки, цилиндры и т.д. если используется металлический ротор, то приклеивать магниты необязательно, они сами по себе с усилием прикрепляются к основанию. Остается лишь залить их эпоксидкой для защиты от коррозии.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Приобрести такие магниты проще всего через Интернет, заодно можно сразу же выбрать самую удобную форму.

Изготовление статора

Статор — это неподвижная часть генератора, несущая силовую обмотку, индуцирующую электрический ток. В зависимости от типа конструкции, статор может быть использован от готового устройства (например, от автомобильного генератора), или изготовлен с нуля самостоятельно. Техника изготовления в каждом случае своя, но принцип остается общий — по окружности, охватывающей вращающийся ротор, располагаются катушки, вырабатывающие переменный ток.

При модификации автомобильного генератора иногда силовые обмотки не трогают, предпочитая изменить конструкцию ротора и на этом остановиться. Чаще всего причиной тому является слабая техническая или теоретическая подготовка, когда мастер имеет весьма смутное представление, как именно подобные вещи делаются. Рассмотрим вопрос внимательнее:

Выбор количества фаз

Многие мастера пытаются облегчить себе задачу, делая генератор на одну фазу. В данном случае простота весьма сомнительная, так как экономия усилий получается только на стадии намотки катушек. Зато при эксплуатации получается неприятный эффект — амплитуда напряжения имеет классический вид, отчего выпрямленный ток имеет пульсирующую структуру.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Скачки противопоказаны аккумуляторам, создают отрицательное воздействие на все узлы комплекса и способствуют быстрому выходу из строя. Появляется вибрация, которая может стать причиной жалоб соседей, источником неприятных ощущений для людей или животных.

Трехфазная конструкция, напротив, имеет более мягкую огибающую, в выпрямленном состоянии ток практически не имеет каких-либо отклонений. Мощность устройства имеет стабильное значение, сохраняется в рабочем состоянии механическая и электрическая часть агрегата.

Выбор между трех- и однофазным устройством однозначно следует делать в сторону трехфазной конструкции. Количество намотанных катушек возрастает, но число витков не настолько велико, чтобы отказываться от более качественного результата из-за призрачной экономии времени.

Модификация статора автогенератора

имеет готовые силовые катушки, плотно уложенные в каналах статора. Для получения качественного результата требуется изменить чувствительность статора, поскольку номинальная частота вращения автомобильного двигателя находится в пределах 2000-3000 об/мин, а на пике может подниматься до 5000-6000 об/мин. Таких параметров ветряк выдать не в состоянии, а использование повышающей передачи значительно снизит мощность крыльчатки.

Решением вопроса становится увеличение количества витков, для чего старые обмотки демонтируются, а на их место наматываются новые, с большим числом витков из более тонкого провода. При этом, нельзя использовать слишком тонкий провод, так как с возрастанием числа витков растет и сопротивление, делающее генератор менее производительным. Необходимо соблюдать «золотую середину», увеличивая количество аккуратно, без излишнего рвения.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Важно! Подобная операция требует расчета, но на практике чаще всего поступают проще — наматывают столько витков, сколько способна вместить конструкция статора. Результат обычно достигается положительный, поскольку слишком большое число витков вместить не получится.

Изготовление статора аксиального типа

Такая конструкция подойдет для генератора аксиального типа, ротор которого создан из ступицы и тормозного диска от автомобильного колеса. Статор имеет форму плоского диска, по окружности которого расположены силовые обмотки. Они должны быть намотаны из достаточно толстого провода, чтобы число витков было достаточным, но и сопротивление не снижало эффективность конструкции. Количество катушек кратно трем, чтобы на каждую фазу приходилось одинаковое количество.

Соединяются они между собой звездой, для каждой фазы соединяются 1, 4, 7, 10 и т.д. При намотке однофазного статора каждая катушка мотается в противоположном направлении — первая по часовой стрелке, вторая — против, затем опять по часовой и т.д. соединяются они последовательно.

Готовый статор устанавливается соосно с ротором. Зазор между катушками и неодимовыми магнитами должен быть минимальным, но ход ротора свободный, без соприкосновения с катушками.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Для защиты от влаги, пыли или прочих воздействий катушки обычно заливают эпоксидной смолой. Для этого предварительно делается по внешнему краю диска статора бортик из пластилина высотой, немного превышающей слой заливки.

Сборка крыльчатки

Крыльчатка должна обеспечивать максимальную чувствительность. Перед тем, как начать создание ветряка, следует подробно изучить метеорологическую обстановку в регионе, направление и скорость преобладающих ветров, частоту и силу шквалистых порывов, возможность ураганов. Эта информация поможет выбрать наиболее подходящую конструкцию ветряка (вертикальный или горизонтальный, размер, количество лопастей и т.п.).

Создание крыльчатки производится из подручного материала на основании параметров генератора. Размер лопастей должен обеспечивать начало вращения при невысоких скоростях потока, но не создавать чрезмерно большой преграды. Это снизит риск падения мачты при сильном порыве или шквале.

Регионы с нестабильными и часто меняющимися ветрами (каких большинство в России) больше подходят для эксплуатации вертикальных конструкций.  Горизонтальные ветряки считаются более эффективными, но нуждаются в установке на высокие мачты, что создает проблемы при обслуживании.

Рабочее колесо ветрогенератора должно быть качественно отбалансировано и прочно соединено. Установка комплекта на крышу дома запрещается, особенно, если в нем проживает несколько семей. Рекомендуется выбирать открытое место на возвышении неподалеку от дома, чтобы длина кабеля не создавала большого сопротивления. Поблизости не должно быть преград, высоких деревьев или зданий, заслоняющих прямой поток ветра.

energo.house

Как из магнита и многожильной проволоки собрать генератор энергии.

Чтобы собрать бестопливный источник энергии и сделать вечный фонарик, нам понадобиться кусок провода от проводки и магнит.

Вот как выглядит в итоге БТГ

Чтобы собрать более мощные БТГ, для квартиры, дома, дачи, вступайте в сообщество энтузиастов и получите доступ к сборникам инструкций по сборке.

 

Начинаем собирать. Берем провод

Берем магнит

Светодиодную лампу на 12 вольт

Начинаем наматывать провод на магнит

 

 

С одной стороны в виде катушки

Вот что будет в результате:

 

Зачищаем края провода

В результате:

Самый волнительный момент, подносим провода к контактам лампы

И лампочка гори!

 

Положим контакты к контактам

 

И лампа горит.

 

Что вы скажете об этом?

 
 

Что вы думаете о этой сборке?

Можете ли вы собрать подобное или делали уже это?

Напишите свои комментарии в форме ниже.

 

 

Помните!

Что вы можете стать частью сообщества, где есть база знаний, в которой сборник готовых инструкций по сборке БТГ, чертежи, схемы, ОБСУЖДЕНИЯ, и такие же энтузиасты.

В сообществе ФриТеслаЭнерджи — вы всегда можете найти друзей и единомышленников, таких же энтузиастов свободной энергии.

Мы собрали сборник инструкций, моделей, чертежей БТГ, которые сможете собрать и вы. Вступайте в закрытое сообщество энтузиастов FreeTeslaEnergy

Участники сообщества вместе обсуждают модели и сборки авторов, ищут тех кто может собрать бестопливный генератор энергии, для освещения или отопления дома или квартиры…

Получить Доступ к Сообществу

Получить Доступ к Сообществу


 
 

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Pinterest

freeteslaenergy.ru

Генератор на неодимовых магнитах

Неодимовые магниты применяются не только в сувенирной продукции. Материал нашел применение во многих областях электротехники из-за качественного сцепления между отдельными деталями.

Ветрогенератор тока своими руками

С помощью этого материала можно создать мощный автономный источник электрической энергии – тихоходный магнитный генератор.  Такие конструкции обладают высоким КПД. Для запуска необходима энергия ветра, воды или др.

Неодимовые магниты применяются во многих областях электротехники

Преимущества установок:

  • экономия электрической энергии;
  • возможность подключать портативные электронные устройства и электроинструменты;
  • возможность изготовления своими руками.

Генератор на неодимовых магнитах используют для:

  • подзарядки аккумуляторных батарей авто;
  • подключения низковольтных бытовых электроприборов и портативной компьютерной техники;
  • создания автономных источников электрической энергии для дачных и садовых домиков.

Трехфазный генератор на неодимовых магнитах

Ветрогенераторы на альтернативных источниках приобрели широкую популярность за счет своей надежности, высокого КПД и практичности.

Благодаря внедрению в конструкцию неодимовых магнитов (принцип магнитной левитации) стало возможно сооружать более совершенные вертикальные модели, которые используют свободное инерционное вращение лопастей.

Новые модели не содержат редукторы, т.к. многополюсность установки обеспечивает необходимое напряжение при малом числе оборотов, а применение лопастей улучшенной формы позволяет выдавать полную мощность установки уже при скорости ветра 4 м/c.

Конструкции современных вертикальных ветрогенераторов не имеют повышенной нагрузки на подшипники, из-за чего возникало большое трение и снижение общего КПД установки.

Ветрогенератор тока своими руками – мотор для конструкции

Где можно использовать ветрогенератор:

  • садовые и дачные дома, квартиры;
  • здания и сооружения;
  • магазины, небольшие промышленные установки, рекламные щитки и др.

Преимущества ветрогенераторов на постоянных магнитах:

  • минимальные потери на трение;
  • длительный срок эксплуатации;
  • отсутствие шума при работе и вибрации;
  • снижение экономических затрат на установку;
  • отсутствие необходимости постоянного обслуживания установки;
  • существует ряд моделей с инвертором для зарядки аккумуляторной батареи.

Покупка ветрогенераторов оправдана при больших нагрузках и постоянной эксплуатации электроустановки. Для частных домов, а также для электроснабжения маломощных потребителей целесообразно сооружать ветрогенератор своими руками.

Ветрогенератор состоит из нескольких основных узлов: статора и ротора (3-6 лопастей), на который действуют ветровые нагрузки. При вращении ротора появляется магнитное поле и ЭДС. Трехфазные модели абсолютно бесшумны при любых погодных условиях.

Самодельные конструкции изготавливают одного типа – аксиального. При наличии необходимых деталей самостоятельно изготовить магнитный генератор не сложно.

Мало,- и среднемощные модели изготавливают с длиной лопасти до трех метров.

Ветрогенератор на постоянных магнитах, изготовленный своими руками, может быть выполнен с одинарным или двойным креплением для мощных моделей (большой мотор), также в них дополнительно применяют ферритовые магниты.

Монтаж ротора

Если для создания ветрогенератора используются детали от автомобиля, необходимо их подготовить. Ступицы очистить от краски, грязи, и смазки, обезжирить стальной щеткой. По завершении работ поверхность ступицы также следует заново окрасить для увеличения срока эксплуатации. На диск от авто необходимо установить и приклеить неодимовые магниты, обычно 30 шт. При необходимости получить более мощную установку, требуется большее количество магнитов.

Число полюсов для однофазных установок равно числу магнитов, для трехфазной нагрузки – это соотношение три к четырем.

Катушки для статора ветрогенератора

Детали автомобиля ступица с дисками тормоза – мощные сбалансированные конструкции, на основе которых можно изготовить долговечную ветрогенераторную установку.

Неодимовые магниты в установке

Для стандартной модели используют плоские магниты диаметром 25мм, высотой не более 8мм в количестве 20 шт. на каждом диске. Количество для каждой установки определяется чертежом ступицы. На поверхности не должно оставаться полых промежутков.

Монтаж заключается в приклеивании магнитов по кругу, чередуя полюса. После застывания конструкцию необходимо залить эпоксидной смолой. Края диска обрамляют шпоном, пластилином или плотным картоном. Для монтажа следует применять качественный клей, который необходимо проверить на прочность.

В конструкции ветрогенератора неодимовые магниты – самая важная и дорогая деталь. Поэтому к выбору количества и размеров следует подходить ответственно.

Количество фаз

Изготавливают оборудование двух типов:

  • Однофазные. Сооружаются для обеспечения электроэнергией маломощных установок. Главным недостатком этого типа является чрезмерные шумы из-за непостоянства нагрузки и скачкообразности амплитуды статора.
  • Трехфазные. При этом обеспечивается постоянство нагрузки: при падении тока в одной фазе, на другой происходит его возрастание (компенсация фаз). Благодаря бесшумной работе генератора ветрогенератор имеет больший срок эксплуатации. Эффективность трехфазных моделей до 50% больше, чем нескольких однофазных при тех же условиях работы.

Трехфазные тихоходные ветрогенераторы предпочтительнее, т.к. такие конструкции более устойчивы к ветровым нагрузкам и внешним вибрациям.

Намотка катушки

Для эффективной работы генератора необходимо произвести расчет статорных катушек.

Намотка катушек производится проводами большого сечения для того, чтобы снизить сопротивление на генераторе. Для этого используют специальные оправы или станки. Вытянутость катушки обеспечивает большее количество витков проволок. Ширина отверстия подбирается не менее ширины магнитов. Толщина статора соответствует толщине магнитов.

Форма магнитов произвольная:

  • прямоугольная, поле которых вытянуто по длине;
  • круглая, в которых поле сосредоточено в центре.

Тихоходные модели обеспечивают напряжение 12 В уже со 100 оборотов лопастей в минуту. При этом такая модель должна иметь около 1200 витков, равномерно распределенных по плоскости кольца.

Измерение тока в моделях, сделанных своими руками, производится без нагрузки. Реальный показатель, который будет производить установка, меньше, в связи с потерями на диодном мосту и проводах.

Большее число полюсов увеличивает частоту тока и мощность установки. Расчет количества витков должен соответствовать необходимым параметрам системы.

После изготовления статора необходимо приступить к изготовлению мачты и установке платформы.

Мачта, винт и платформа ветряка

Винт ветряка выполняется из ПВХ-труб диаметром 160 мм, также встречаются конструкции из алюминиевых сплавов и стали. Оптимальное количество лопастей – 6 шт.

Высота стандартной мачты ветряка – 6 м. Установка на более высокой отметке позволяет обеспечить большую скорость движения лопастей. На высоту мачты также влияет местная застройка. Необходимо обеспечить установку конструкции на высоте, при которой движению лопастей не будут препятствовать стены зданий и ветки деревьев. Если установка предполагается на открытой незастроенной площадке, высота может быть небольшая.

Установка ветрогенератора на мачту

Под мачту необходимо вырыть котлован, установить стальную трубу большого диаметра, на которую дальше будет установлена платформа (приварена). Поднимать вертикально мачту необходимо ручной лебедкой, т.к. вес металлической конструкции с оборудованием достаточно большой.

Трубу следует забетонировать. Для обслуживания ветрогенератора необходимо использовать таль.

Повышение мощности ветрогенератора

  1. Включение в схему дополнительных магнитов. На поверхность существующих доклеить равное или меньшее количество магнитов.
  2. Правильное конструирование лопастей ветряка. Неточности могут привести к увеличению сопротивления на лопатках и снижению эффективности установки.
  3. Для усиления магнитопотока в катушку устанавливают пластины трансформатора. Незначительное залипание полностью компенсируется повышением КПД установки. Метод позволяет увеличить мощность установки на 60%.

Видео. Генератор своими руками.

Ветрогенератор на неодимовых магнитах зарекомендовал себя как автономный источник электрической энергии. При правильных расчетах и конструировании КПД установки достаточно высок и позволяет успешно переключить часть нагрузки электроприборов.

Существует много вариантов моделирования, лучшим из них является ветрогенератор от Александра Седова, в котором потребленную мощность возможно увеличить до 4 раз (при потреблении 50 Вт на выходе установки можно получить до 200 Вт).

Оцените статью:

elquanta.ru

Самодельный генератор на неодимовых магнитах

Неодимовые магниты позволяют создавать мощные источники энергии с высоким КПД, которые можно приводить в действие мускульной силой, ветром, водой и другими средствами. В этой статье рассмотрим трехфазный самодельный генератор на неодимовых магнитах. Приобрести их можно в китайском интернет-магазине. Этим устройством можно заряжать АКБ автомобиля, переносные телевизоры, ноутбуки и другие энергетически «прожорливые» устройства. Если нет желания или времени делать генератор вручную, то можно взять и готовый электрогенератор в интернет-магазине.

Генератор на неодимовых магнитах

Генератор имеет ручной привод, но можно поменять его на другой, например на привод от ветроустановки. Ручной привод имеет повышающую передачу один к восьми. При использовании его нужно жестко крепить с столу, это позволит интенсивно его вращать и извлечь до 100 ватт электроэнергии. По сравнению с генератором на моторе, аппарат имеет значительно более высокий КПД преобразования механической энергии в электрическую и заряжать с его помощью можно не только мобильники, но и ноутбуки. Напряжение, которое он выдает при ручном вращении 12 вольт, ток 2 ампера.
Устройство генератора. Примерно с 16-й минуты на ролике показано устройство генератора на неодимовых магнитах.

Механизм привода использован от настольного точильного аппарата. Для соединения его с генератором сделана переходная втулка. Важно, чтобы при соединении этих частей была соблюдена соосность.
Собственно генератор собран на основе мощных неодимовых магнитов, размером 15 мм в диаметре, 5 мм толщиной. Рабочая часть находится на стойках, которые устанавливаются на основание и крепятся на болты. Для уменьшения трения внутри отверстий стоек встроены маленькие подшипники.

Ротор

Ротор состоит из оси, на которую установлены 2 диска с магнитами. Магниты стоят на диске поочередно, они крепятся без использования клея, а держатся на железном диске силой магнитного притяжения. На каждом диске стоят по 12 магнитиков.
Для обеспечения точности установки магнитов, сделана пластиковая обойма с высверленными выемками для магнитов.
Статор состоит из 9 катушек, по 3 катушки на каждую фазу. В приведенной модели медный провод 0,4 -0,5 мм. Автор данного устройства (Игорь Белецкий рекомендует оптимальную толщину 0,5 мм). Тонкий провод повысит напряжение, но снизит ток. Толстый провод повысит ток, понизит напряжение.

Статор

Количество витков от 100 до 200. От количества витков также зависит напряжение и ток. Чем больше витков, тем больше напряжение, но тем меньше ток. Схема соединения катушек использована стандартная, в интернете ее можно найти. В данной конструкции классическое соединение «звезда». На выходе диодный мостик для выпрямления тока.
При сборке генератора очень важно, чтобы магниты попадали строго в центры катушек.

Такое устройство можно использовать в генераторах на основе мотора Стирлинга.

izobreteniya.net

Ветрогенератор на неодимовых магнитах своими руками

Аксиальный ветрогенератор, который работает на неодимовых магнитах, впервые начали массово изготавливать в странах Запада. И это были вовсе не заводские изделия, а плод труда местных гаражных мастеров, поставивших себе на службу явление левитации. Серьезной популярности именно такие модели ветряка обязаны массовому распространению и дешевизне неодимовых магнитов. Постепенно комплектующие и схемы изготовления стали распространятся по всему миру и в настоящее время магнитный аксиальный ветрогенератор завоевывает признание на просторах Российской Федерации. Ниже описана последовательность создания одной из самых удачных моделей такого ветряка.

к содержанию ↑

Процесс создания ротора

Основой генератора автор разработки решил сделать ступицу автомобиля с дисками тормоза, поскольку она мощная, надежная и идеально сбалансированная. Начав делать ветряк своими руками, в первую очередь следует подготовить основу для ротора — ступицу, — почистить ее от грязи, краски и смазки. После чего приступить к наклейке постоянных магнитов. Для создания данного ветрогенератора, их было использовано по двадцать штук на диске. Размер неодимовых магнитов составил 25х8 миллиметров. Однако, и их количество, и их размер могут варьировать в зависимости от целей и задач человека, своими собственными руками создающего ветрогенератор. Однако всегда будет правильным, для получения одной фазы, равенство количества полюсов числу неодимовых магнитов, а для трех фаз — выдержка соотношений полюсов и катушек — два к трем или три к четырем.

Магниты следует располагать учитывая чередование полюсов, к тому же максимально точно, но прежде, чем приступить к их наклейке, нужно либо создать бумажный шаблон, либо прочертить линии, делящие диск на сектора. Чтобы не перепутать полюса, делаем отметки на магнитах. Главное — выполняем следующее требование — те магниты, которые стоят напротив друг друга, должны быть повернуты разными полюсами, то есть притягиваться.

Магниты приклеиваются к дискам при помощи супер-клея и заливаются. Также нужно сделать бордюрчики по краям дисков и в их центре, либо намотав скотча, либо вылепив из пластилина для недопущения растекания.

к содержанию ↑

Фазы — что лучше — три или одна?

Многие любители электрической техники идут по пути наименьшего сопротивления и, чтобы не заморачиваться, останавливают свой выбор на однофазном статоре для ветряка. Однако у него имеется одна неприятная особенность, нивелирующая простоту сборки, — это вибрация в нагруженном состоянии, по причине непостоянства отдачи тока. Ведь амплитуда такого статора скачкообразна, — достигая максимума, когда неодимовые магниты располагаются над катушками, а после падая до минимума.

А вот, когда генератор сделан по трехфазной системе, то вибрации отсутствуют, и показатель мощности ветряка имеет постоянное значение. Причина такого отличия заключается в том, что ток, падая в одной фазе, в то же время нарастает в другой. И в итоге, ветрогенератор, работающий в трехфазной системе, может быть более эффективным до 50 %, чем точно такой же, но использующий однофазную систему. И главное, — нагруженный трехфазный генератор не дает вибрации, следовательно, мачта не дает повода для жалоб на ветрогенератор в надзирающие органы недоброжелателям из числа соседей, поскольку не создает надоедливого гула.

к содержанию ↑

Способ намотки катушки статора ветряка

Для того, чтобы сделанный своими руками ветрогенератор на неодимовых магнитах работал с максимальной отдачей, статорные катушки следует рассчитывать. Однако большинство мастеров предпочитают делать их на глаз. К примеру, тихоходный генератор, способный заряжать 12 В аккумулятор, начиная со 100 — 150 оборотов за минуту, должен иметь во всех катушках от 1000 до 1200 витков, поровну разделенное между всеми катушками. Увеличение количества полюсов ведет к росту частоты тока в катушках, благодаря чему генератор, даже при малых оборотах, дает большую мощность.

Намотка катушек должна производиться по возможности более толстыми проводами, с целью снижения сопротивления в них. Делать это можно на оправке, либо на самодельном станке.

Для того чтобы разобраться, какой потенциал мощности имеет генератор, покрутите его с одной катушкой, поскольку, в зависимости от того, в каком количестве будут установлены неодимовые магниты и какова их толщина, данный показатель может существенно отличаться. Измерение проводятся без нагрузки при необходимом числе оборотов. Например, если генератор при 200 оборотах за минуту обеспечивает напряжение в 30 В, имея сопротивление в 3 Ом, то следует из 30 В вычесть 12 В (напряжение питания аккумулятора) и полученный результат — 18 делим на 3 (сопротивление в омах) получаем 6 (сила тока в амперах), которые и пойдут от ветрогенератора на зарядку АКБ. Однако, как показывает практика, по причине потерь в проводах и диодном мосту, реальный показатель, который будет производить магнитный аксиальный генератор, будет поменьше.

Магниты для создания ветрогенератора лучше брать в форме прямоугольника, поскольку их поле распространяется по длине, в отличие от круглых, поле которых сосредотачивается в центре. Катушки, как правило, мотают круглыми, хотя лучше делать их несколько вытянутыми, что обеспечивает больший объем меди в секторе, а также более прямые витки. Отверстие внутри катушек должно быть равно или превышать ширину магнитов.

Толщина статора должна быть такой же что и магниты. Форма для него обычно фанерная, для прочности под катушки и поверх них кладут стеклоткань, и все это заливается эпоксидной смолой. Для того, что бы не допустить прилипания смолы к форме, последнюю смазывают любым жиром либо применяют скотч. Провода предварительно выводят наружу и скрепляют между собой, концы каждой фазы после этого соединяют треугольником либо звездочкой.

к содержанию ↑

Мачта для ветрогенератора

Мачту на которой будет расположен данный генератор, можно делать высотой от 6 и выше метров, чем выше, тем больше скорость ветра. Под нее следует вырыть яму и залить основание из бетона, а трубу укрепить таким образом, чтобы магнитный аксиальный ветрогенератор, сделанный своими руками, можно было опускать и поднимать. Делать это можно при помощи механической тали.

к содержанию ↑

Винт ветряка

Его делают из поливинилхлоридных труб, чей оптимальный для этого диаметр — 160 мм. К примеру, ветрогенератор, работающий на принципе магнитной левитации, с диаметром в два метра и шестью лопастями, при скорости ветра в 8 метров за секунду, способен обеспечить мощность до 300 Вт.

к содержанию ↑

Как повысить мощность ветряка?

Для подъема мощности ветрогенератора можно использовать магниты. Попросту на магниты, которые уже установлены наклеить еще по одному такому же или более тонкому. Другой способ основан на установке в катушки металлических сердечников, — пластин трансформатора. Это обеспечит усиление магнитопотока в катушке, однако вызывает небольшое залипание, которое, впрочем, совершенно не ощущается шестилопастным винтом. Стартует такой ветрогенератор при ветре в 2 м/с. Благодаря применению сердечников генератор получил увеличение мощности с 300 до 500 Вт/ч при ветре в 8 м/с. Также следует уделять внимание форме лопастей, — малейшие неточности снижают мощность.


mirenergii.ru

Самодельные ветрогенераторы из асинхронного двигателя до 10квт – самодельный ветряк из стиральной машины, асинхронного двигателя или пластиковых бутылок на 220В, видео о генераторе

Ветрогенератор на асинхронном двигателе своими руками

В качестве генератора для ветряка было решено переделать асинхронный двигатель. Такая переделка очень проста и доступна, поэтому в самодельных конструкциях ветрогенераторов часто можно видеть генераторы сделанные из асинхронных двигателей.

Переделка заключается в проточке ротора под магниты, далее магниты обычно по шаблону приклеивают к ротору и заливают эпоксидной смолой чтобы не отлетели. Так-же обычно перематывают статор более толстым проводом чтобы уменьшить слишком большое напряжение и поднять силу тока. Но этот двигатель не хотелось перематывать и было решено оставить все как есть, только переделать ротор на магниты. В качестве донора был найден трехфазный асинхронный двигатель мощностью 1,32Кв. Ниже фото данного электродвигателя.

асинхронный двигатель переделка в генератор Ротор электродвигателя был проточен на токарном станке на толщину магнитов. В этом роторе не применяется металлическая гильза, которую обычно вытачивают и надевают на ротор под магниты. Гильза нужна для усиления магнитной индукции, через нее магниты замыкают свои поля питая из под низа друг друга и магнитное поле не рассеивается, а идет все в статор. В этой конструкции применены достаточно сильные магниты размером 7,6*6мм в количестве 160 шт., которые и без гильзы обеспечат хорошую ЭДС.


Сначала, перед наклейкой магнитов ротор был размечен на четыре полюса, и со скосом были расположены магниты. Двигатель был четырех-полюсной и так как статор не перематывался на роторе тоже должно быть четыре магнитных полюса. Каждый магнитный полюс чередуется, один полюс условно «север», второй полюс «юг». Магнитные полюса сделаны с промежутками, так в полюсах магниты сгруппированы плотнее. Магниты после размещения на роторе были замотаны скотчем для фиксации и залиты эпоксидной смолой.

После сборки ощущалось залипание ротора, при вращение вала чувствовались залипания. Было решено переделать ротор. Магниты были сбиты вместе с эпоксидной смолой и снова размещены, но теперь они более менее равномерно установлены по всему ротору, ниже фото ротора с магнитами перед заливкой эпоксидной смолой. После заливки залипание несколько снизилось и было замечено что немного упало напряжение при вращении генератора на одних и тех же оборотах и немного подрос ток.

После сборки готовый генератор было решено покрутить дрелью и что нибудь к ниму подключить в качестве нагрузки. Подключалась лампочка на 220 вольт 60 ватт, при 800-1000 об/м она горела в полный накал. Так-же для проверки на что способен генератор была подключена лампа мощностью 1 Кв, она горела в полнакала и сильнее дрель не осилила крутить генератор.

В холостую на максимальных оборотах дрели 2800 об/м напряжение генератора было более 400 вольт. При оборотах примерно 800 об/м напряжение 160 вольт. Так-же попробовали подключить кипятильник на 500 ватт, после минуты кручения вода в стакане стала горячей. Вот такие испытания прошел генератор, который был сделан из асинхронного двигателя.

Далее дошла очередь до винта. Лопасти для ветрогенератора были вырезаны из ПВХ трубы диаметром160мм. Ниже на фото сам винт диаметром 1,7 м., и расчетные данные, по которым делались лопасти.

После для генератора была сварена стойка с поворотной осью для крепления генератора и хвоста. Конструкция сделана по схеме с уводом ветроголовки от ветра методом складывания хвоста, поэтому генератор смещен от центра оси, а штырек позади, это шкворень, на который одевается хвост.

Здесь фото готового ветрогенератора. Ветрогенератор был установлен на девятиметровую мачту. Генератор при силе ветра выдавал напряжение холостого хода до 80 вольт. К нему пробовали подсоединять тенн на два киловатта, через некоторое время тенн стал теплым, значит ветрогенератор все-таки имеет какую-то мощность.

Потом был собран контроллер для ветрогенератора и через него подключен аккумулятор на зарядку . Зарядка была достаточно хорошим током, аккумулятор быстро зашумел, как будто его заряжают от зарядного устройства.

Данные на шиндике электродвигателя говорили 220/380 вольт 6,2/3,6 А.значит сопротивление генератора 35,4Ом треугольник/105,5 Ом звезда. Если он заряжал 12-ти вольтовый аккумулятор по схеме включения фаз генератора в треугольник, что скорее всего, то 80-12/35,4=1,9А. Получается при ветре 8-9 м/с ток зарядки был примерно 1,9 А, а это всего 23 ватт/ч, да немного, но может я где-то ошибся.

Такие большие потери из-за высокого сопротивления генератора, поэтому статор обычно перематывают более толстым проводом чтобы уменьшить сопротивление генератора, которое влияет на силу тока, и чем выше сопротивление обмотки генератора, тем меньше сила тока и выше напряжение.

Источник

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Ветрогенератор своими руками из асинхронного двигателя

Генератор из асинхронного электродвигателя своими руками

Для обеспечения бесперебойного электроснабжения дома используют генераторы переменного тока, приводимые во вращение дизельными или карбюраторными двигателями внутреннего сгорания. Но из курса электротехники известно, что любой электродвигатель обратим: он также способен и вырабатывать электроэнергию. Можно ли сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками, если он и двигатель внутреннего сгорания уже имеются? Ведь тогда не потребуется покупка дорогой электростанции, а можно будет обойтись подручными средствами.

Конструкция асинхронного электродвигателя

Асинхронный электродвигатель включает в себя две основные детали: неподвижный статор и вращающегося внутри него ротор. Ротор вращается на подшипниках, закрепленных в съемных торцевых частях. Ротор и статор содержат электрические обмотки, витки которых уложены в пазы.

Статорная обмотка подключается к сети переменного тока, однофазной или трехфазной. Металлическая часть статора, куда она уложена, называется магнитопроводом. Он выполнен из отдельных тонких пластин с покрытием, изолирующих их друг от друга. Этим исключается появление вихревых токов, делающих работу электродвигателя невозможной из-за возникновения чрезмерных потерь на нагрев магнитопровода.

Выводы от обмоток всех трех фаз располагаются в специальном боксе на корпусе электродвигателя. Его называют барно, в нем выводы обмоток соединяются между собой. В зависимости от питающего напряжения и технических данных мотора выводы объединяются либо в звезду, либо в треугольник.

Обмотка ротора любого асинхронного электродвигателя похожа на «беличью клетку», так ее и называют. Она выполнена в виде ряда токопроводящих алюминиевых стержней, рассредоточенных по наружной поверхности ротора. Концы стержней замкнуты, поэтому такой ротор называют короткозамкнутым.

Обмотка, как и статорная, расположена внутри магнитопровода, также набранного из изолированных металлических пластин.

Принцип действия асинхронного электродвигателя

При подключении питающего напряжения к статору по виткам обмотки протекает ток. Он создает внутри магнитное поле. Поскольку ток переменный, то поле изменяется в соответствии с формой питающего напряжения. Расположение обмоток в пространстве выполнено так, что поле внутри него оказывается вращающимся.

В обмотке ротора вращающееся поле наводит ЭДС. А раз витки обмотки накоротко замкнуты, то в них появляется ток. Он взаимодействует с полем статора, это приводит к появлению вращения вала электродвигателя.

Электродвигатель называют асинхронным, потому что поле статора и ротор вертятся с разными скоростями. Эта разница скоростей называется скольжением (S).

n – частота магнитного поля;

nr – частота вращения ротора.

Чтобы регулировать скорость вала в широких пределах, асинхронные электродвигатели выполняют с фазным ротором. На таком роторе намотаны смещенные в пространстве обмотки, такие же, как и на статоре. Концы от них выведены на кольца, с помощью щеточного аппарата к ним подключаются резисторы. Чем большее сопротивление подключить к фазному ротору, тем меньше будет скорость его вращения.

Асинхронный генератор

А что будет, если ротор асинхронного электродвигателя вращать? Сможет ли он вырабатывать электроэнергию, и как сделать генератор из асинхронного двигателя?

Оказывается, это возможно. Для того, чтобы на обмотке статора появилось напряжение, изначально необходимо создать вращающееся магнитное поле. Оно появляется за счет остаточной намагниченности ротора электрической машины. В дальнейшем, при появлении тока нагрузки, сила магнитного поля ротора достигает требуемой величины и стабилизируется.

Для облегчения процесса появления напряжения на выходе используется батарея конденсаторов, подключаемая к статору асинхронного генератора на момент запуска (конденсаторное возбуждение).

Но остается неизменным параметр, свойственный асинхронному электродвигателю: величина скольжения. Из-за него частота выходного напряжения асинхронного генератора будет меньшей, чем частота вращения вала.

Кстати, вал асинхронного генератора необходимо вращать с такой скоростью, чтобы была достигнута номинальная частота вращения поля статора электродвигателя. Для этого нужно узнать скорость вращения вала из таблички, расположенной на корпусе. Округлив ее значение до ближайшего целого числа, получают скорость вращения для ротора переделываемого в генератор электродвигателя.

Например, для электродвигателя, табличка которого изображена на фото, скорость вращения вала равна 950 оборотов в минуту. Значит, скорость вращения вала должна быть 1000 оборотов в минуту.

Чем асинхронный генератор хуже синхронного?

Насколько хорош будет самодельный генератор из асинхронного двигателя? Чем он будет отличаться от синхронного генератора?

Для ответа на эти вопросы кратко напомним принцип работы синхронного генератора. Через контактные кольца к обмотке ротора подводится постоянный ток, величина которого регулируется. Вращающееся поле ротора создает в обмотке статора ЭДС. Для получения требуемой величины напряжения генерации автоматическая система регулировки возбуждения изменит ток в роторе. Поскольку за напряжением на выходе генератора следит автоматика, то в результате непрерывного процесса регулирования напряжение всегда остается неизменным и не зависит от величины тока нагрузки.

Для запуска и работы синхронных генераторов используются независимые источники питания (аккумуляторные батареи). Поэтому начало его работы не зависит ни от появления тока нагрузки на выходе, ни от достижения требуемой скорости вращения. От скорости вращения зависит только частота выходного напряжения.

Но даже при получении тока возбуждения от генераторного напряжения все сказанное выше остается справедливым.

Синхронный генератор имеет еще одну особенность: он способен генерировать не только активную, но и реактивную мощность. Это очень важно при питании потребляющих ее электродвигателей, трансформаторов и прочих агрегатов. Недостаток реактивной мощности в сети приводит к росту потерь на нагрев проводников, обмоток электрических машин, снижении величины напряжения у потребителей относительно генерируемой величины.

Для возбуждения же асинхронного генератора используется остаточная намагниченность его ротора, что само по себе является величиной случайной. Регулирование параметров, влияющих на величину его выходного напряжения, в процессе работы не представляется возможным.

К тому же асинхронный генератор не вырабатывает, а потребляет реактивную мощность. Она необходима ему для создания тока возбуждения в роторе. Вспомним про конденсаторное возбуждение: за счет подключения батареи конденсаторов при запуске создается реактивная мощность, требуемая генератору для начала работы.

В результате напряжение на выходе асинхронного генератора не стабильно и изменяется в зависимости от характера нагрузки. При подключении к нему большого числа потребителей реактивной мощности обмотка статора может перегреваться, что скажется на сроке службы ее изоляции.

Поэтому применение асинхронного генератора ограничено. Он может работать в условиях, близким к «парниковым»: никаких перегрузок, пусковых токов нагрузки, мощных потребителей реактива. И при этом электроприемники, подключенные к нему, не должны быть критичными к изменению величины и частоты напряжения питания.

Идеальным местом для применения асинхронного генератора являются системы альтернативной энергетики, работающие от энергии воды или ветра. В этих устройствах генератор не снабжает потребителя напрямую, а заряжает аккумуляторную батарею. От нее уже, через преобразователь постоянного тока в переменный, питается нагрузка.

Поэтому, если нужно собрать ветряк или небольшую гидроэлектростанцию, лучшим выходом из положения является именно асинхронный генератор. Здесь работает его главное и единственное достоинство – простота конструкции. Отсутствие колец на роторе и щеточного аппарата приводит к тому, что в процессе эксплуатации его не нужно постоянно обслуживать: чистить кольца, менять щетки, удалять графитовую пыль от них. Ведь, чтобы сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками, вал генератора напрямую нужно соединить с лопастями ветряка. Значит – конструкция будет находиться на большой высоте. Снимать ее оттуда хлопотно.

Генератор на магнитах

А почему магнитное поле нужно обязательно создавать с помощью электрического тока? Ведь есть же мощные его источники – неодимовые магниты.

Для переделки асинхронного двигателя в генератор потребуются цилиндрические неодимовые магниты, которые будут установлены на место штатных проводников обмотки ротора. Сначала нужно подсчитать необходимое количество магнитов. Для этого извлекают ротор из переделываемого в генератор двигателя. На нем четко видны места, в которых уложена обмотка «беличьего колеса». Размеры (диаметр) магнитов выбирается таким, чтобы при установке строго по центру проводников короткозамкнутой обмотки они не соприкасались с магнитами следующего ряда. Между рядами должен остаться зазор не менее, чем диаметр применяемого магнита.

Определившись с диаметром, вычисляют, сколько магнитов поместится по длине проводника обмотки от одного края ротора до другого. Между ними при этом оставляют зазор не менее одного – двух миллиметров. Умножая количество магнитов в ряду, на число рядов (проводников обмотки ротора), получают требуемое их количество. Высоту магнитов не стоит выбирать очень большой.

Для установки магнитов на ротор асинхронного электродвигателя его потребуется доработать: снять на токарном станке слой металла на глубину, соответствующую высоте магнита. При этом ротор обязательно нужно тщательно отцентровать в станке, чтобы не сбить его балансировку. Иначе у него появится смещение центра масс, которое приведет к биению в работе.

Затем приступают к установке магнитов на поверхность ротора. Для фиксации используют клей. У любого магнита есть два полюса, условно называемые северным и южным. В пределах одного ряда полюса, расположенные в сторону от ротора, должны быть одинаковыми. Чтобы не ошибиться в установке, магниты сначала сцепляют между собой в гирлянду. Они сцепятся строго определенным образом, так как притягиваются они друг к другу только разноименными полюсами. Теперь остается только отметить одноименные полюса маркером.

В каждом последующем ряду полюс, находящийся снаружи, изменяется. То есть, если вы выложили ряд магнитов с отмеченным маркером полюсом, расположенным наружу от ротора, то следующий выкладывается магнитами, развернутыми наоборот. И так далее.

После приклеивания магнитов их нужно зафиксировать эпоксидной смолой, Для этого вокруг получившийся конструкции из картона или плотной бумаги делают шаблон, в который зальется смола. Бумагу оборачивают вокруг ротора, обматывают скотчем или изолентой. Одну из торцевых частей замазывают пластилином или также заклеивают. Затем устанавливают ротор вертикально и заливают в полость между бумагой и металлом эпоксидную смолу. После ее отвердевания приспособления удаляют.

Теперь снова зажимаем ротор в токарный станок, центруем, и шлифуем поверхность, залитую эпоксидкой. Это необходимо не из эстетических соображений, а для минимизации влияния возможной разбалансировки, образовавшейся из-за дополнительных деталей, установленных на ротор.

Шлифовку производят сначала крупнозернистой наждачной бумагой. Ее крепят на деревянном бруске, который затем равномерно перемещают по вращающейся поверхности. Затем можно применить наждачную бумагу с более мелким зерном.

Теперь готовый ротор можно вставить обратно в статор и испытать получившуюся конструкцию. Она может быть с успехом использована теми, кто хочет сделать, например, ветрогенератор из асинхронного двигателя. Есть только один недостаток: стоимость неодимовых магнитов очень велика. Поэтому, прежде чем начать переделывать ротор и тратить деньги на запчасти, следует подсчитать, какой вариант экономически более выгоден: сделать генератор из асинхронного двигателя или приобрести готовый.

Генератор из асинхронного двигателя своими руками в домашних условиях

Как сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками для использования совместно с двигателем внутреннего сгорания или в составе ветровой электростанции. Достоинства и недостатки асинхронных генераторов по сравнению с синхронными, конструкция их и принципы действия.

Источник: voltland.ru

Ветрогенератор своими руками из асинхронного двигателя

Ветрогенератор своими руками ( генератор на постоянных магнитах из асинхронного электродвигателя )

Я сделал свой пропеллер своими руками из еловых досок размером 1″х4″. Я постарался найти три доски без сучков, имеющие хорошие вертикальные волокна и имеющие примерно одинаковую плотность (это определялось по весу).

Конечно, можно использовать и другие породы дерева, просто у меня нашлась под рукой только ель. Размер досок был подобран так, чтобы пропеллер был достаточно легким, чтобы быстро стартовать и не сильно нагружать опоры. На то, чтобы вырезать лопасти, ушло около 2 часов. Безусловно, если бы я потратил больше времени, пропеллер вышел бы лучше, размеры в основном определялись интуитивно (мой чертеж показан на Рисунке 1).

Однако если вы хотите сделать все по правилам, в сети множество информации по аэродинамике, вырезанию по дереву и даже по изготовлению пропеллеров.

Рисунок 1. Поперечный срез лопасти.

После проверки лопастей на одинаковый размер я соединял их болтами по двое и проверял, хорошо ли сбалансирована получающаяся конструкция. Когда все три лопасти стали одинаковыми, я покрасил их и присоединил к ступице, в качестве которой использовал старую 8-дюймовую шестерню. После этого я смог насадить всю эту конструкцию на ось и попробовать покрутить, определив степень сбалансированности и подпилив слишком тяжелые части (конечно, потом их пришлось снова покрасить). В сумме процесс построения и балансировки пропеллера занял около 4 часов.

Следует заметить, что три лопасти после балансировки оказались разной толщины, в некоторых местах они отличались на 1/8 дюйма. Чтобы этого избежать, рекомендуется выбирать дерево лучших пород и уделять первоначальному выпиливанию больше внимания. Для выпиливания я пользовался в основном электрорубанком. Стоит также обратить внимание на то, что лопасти не закручены, то есть их угол наклона относительно оси всегда постоянный. Для пропеллера такого небольшого размера это вполне нормально.

Магниты имеют прямоугольную форму и изогнуты так, чтобы подходить к якорям большинства двигателей мощностью от 0.5 л.с. и выше. Насечки имеют такую глубину, чтобы край вставленного в них магнита находился на одном уровне с поверхностью якоря. Магниты приклеиваются эпоксидным клеем. Располагаются они парами по два магнита с одинаковой полярностью.

Подключенный генератор выдает 12 В примерно на 160 об/мин. При другом способе подключения генератор мог достичь максимальной нагрузки при 80 об/мин, однако это могло значительно ограничить силу тока. Конечно, результирующий ток переменный, а для зарядки аккумулятора нам необходим постоянный, поэтому я использовал 40-амперный ТС.

Во время сборки мачту поддерживала небольшая сосновая тренога. Еще одна тренога большего размера была использована для подъема.

Башня поддерживалась четырьмя проволочными растяжками диаметром 1/8″ из авиационного кабеля с талрепами для регулировки.

Ходовая часть и хвост ветряка

Ветряк действительно было очень легко сделать. Я начал с кусков стали толщиной 3/8″, к которым можно было прикрутить генератор. Для этого я сварил трубу, которая подходила по размеру к трубе на конце мачты, — на ней ветряк будет вращаться. В этой машине нет токосъемников, я просто использовал достаточное количество кабеля, чтобы она могла сделать несколько оборотов прежде чем остановиться. Линия электропередачи генератора чуть длиннее, чем кабель, чтобы ветряк мог остановиться, не вырвав шнур питания. Хвост закреплен железным треугольником в 4 ярдах от центра вращения. Два 0.5″ стальных бруска служат для лучшего закрепления хвоста. Я слегка сдвинул хвост и генератор относительно оси, это было сделано исключительно интуитивно в надежде, что порывы ветра не закрутят его слишком быстро.

Мой самодельный ветрогенератор хорошо запускается только на высоких скоростях ветра. Эту проблему можно устранить, сделав пропеллер большего размера, шире лопасти или даже больше лопастей. Зато после запуска генератора, лопасти достаточно хорошо закрутились даже на очень низкой скорости. Ветер в нашей местности порывистый, направление часто меняется, так что мне сложно связать полученное электричество со скоростью ветра. Лучший результат, который мне удалось замерить – 25 А при высокой скорости ветра, хотя обычно на моих 12-вольтовых батареях можно получить 5-15 А при низкой скорости.

Возможно, имеет смысл построить регулятор с согласующим ТС или линейный усилитель потока, который лучше справится с потреблением на генератор и обеспечит значительно большую силу тока.

Проверка в действии

Через 8 недель безупречной работы мой самодельный ветряк сломался. По радио передали штормовое предупреждение.

Я убедился, что кабель по-прежнему целый, и постарался сделать так, чтобы он оставался целым и дальше. Через некоторое время я услышал странный звук. Ветряк все еще крутился и даже выдавал 20 А, но было очевидно, что что-то случилось. Оказалось, что одна из лопастей отвалилась.

Я нашел обломки лопасти, похоже, она изначально была надтреснутая. Учитывая, что остальные две лопасти остались целыми, конструкция сама по себе была хорошей. Этот факт подтвердился тем, что ветряк проработал с двумя лопастями довольно долгое время при очень сильном порывистом ветре.

Вместо того чтобы чинить этот пропеллер, я сделал новый пропеллер своими руками. Он был больше, для него использовалось более прочное дерево, кроме того, я слегка закрутил лопасти. Высота мачты осталась прежней. Новый самодельный пропеллер стартовал гораздо легче и работал гораздо тише.

Помимо прочего эта поломка доказала, что выбрал правильную конструкцию башни. Она легко опускается и поднимается при необходимости. Спуск старого пропеллера, изготовление нового и монтирование его на мачте заняло всего 4 часа. В результате при нормальной скорости ветра такой самодельный ветряк производит от 100 до 200 Вт.

Ветрогенератор своими руками ( генератор на постоянных магнитах из асинхронного электродвигателя )

Ветрогенератор своими руками ( генератор на постоянных магнитах из асинхронного электродвигателя ) Пропеллер Пропеллер для этого ветряка будет трехлопастным.

Источник: strast-online.ru

avtonomny-dom.ru

Как сделать генератор из асинхронного двигателя своими руками? — журнал «Рутвет»

Оглавление:

  1. Чем хороши асинхронные генераторы?
  2. Генератор из асинхронного электродвигателя
  3. Ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками
  4. Самодельная электростанция из мотоблока

Асинхронным генератором называется работающий в
генераторном режиме асинхронный электрический двигатель. Приводной двигатель
вращает ротор асинхронного электрического генератора по направлению магнитного
поля, вызывая тем самым отрицательное скольжение ротора, возникновение
тормозящего момента и поступление электрической энергии в сеть.

Чем хороши асинхронные генераторы?

Асинхронные
генераторы отличаются следующими преимуществами по сравнению с синхронными:

  • Более простое устройство по сравнению с синхронными, к
    примеру, автомобильными генераторами.
  • Если синхронные имеют на роторе индукционные катушки, то
    роторы асинхронных генераторов выглядят как обычные маховики.
  • Такие генераторы лучше защищены от попадания влаги и
    грязи.
  • Более устойчивы к коротким замыканиям, перегрузкам.
  • Напряжение на выходе у асинхронного электрогенератора
    имеет меньшую степень нелинейных искажений.

Видео о том, как из асинхронного двигателя сделать электрогенератор

Все перечисленные преимущества дают возможность
использования асинхронных генераторов не только в качестве источников питания
различных промышленных устройств, но и для питания электронной техники. Именно
асинхронные генераторы являются идеальными источниками тока для приборов с
активной (омической) нагрузкой — это и электронагреватели, и сварочные
преобразователи, и лампы накаливания, и электронные устройства, компьютерная и
радиотехника. Отсюда возникает вопрос: можно ли сделать асинхронный двигатель
своими руками?

Генератор из асинхронного электродвигателя

У асинхронного электродвигателя отсутствует магнит на
роторе, а на его месте там находятся короткозамкнутые витки. Поэтому с первого
взгляда может показаться, что сделать из него генератор — неосуществимая задача.
Однако, используя для этой цели конденсаторы, такую идею всё же можно воплотить
в жизнь. Причем сделать генератор из асинхронного двигателя довольно просто.

Пошаговая инструкция

Шаг 1

Подключите к любой из трёх обмоток асинхронного
электродвигателя вольтметр.

Затем следует раскрутить вал двигателя, в результате чего
на вольтметре можно будет увидеть показатели, свидетельствующие о наличии
появившегося напряжения. Откуда оно взялось, если ротор без магнита? Дело в
том, что напряжение появляется в результате остаточной намагниченности ротора.
Конечно, из-за небольшой намагниченности, напряжение также будет соответственно
небольшим, значительно меньшим, чем номинальное напряжение питания двигателя.

Шаг 2

Генератором это пока назвать нельзя, но что будет, если
попытаться с помощью короткозамкнутых витков ротора создать магнитное поле?
Поскольку при использовании двигателя по назначению короткозамкнутые витки
ротора получают ток и намагничиваются от переменного магнитного поля обмоток
статора, то можно получить такой же эффект и при работающем двигателе в режиме
генератора.

Шаг 3

Далее для того чтобы сделать генератор из асинхронного
двигателя своими руками, нужно зашунтировать одну обмотку статора с помощью
конденсатора. При этом конденсатор необходимо выбирать не электролитический.

Затем следует раскрутить вал, в результате чего начнётся
выработка сначала небольшого напряжения на обмотке статора, а через некоторое
время оно начнёт увеличиваться и сравняется с номинальным напряжением
электродвигателя.

Лучшего результата можно добиться при равных величинах
резонансной частоты колебательного контура и частоты генерируемого напряжения,
зависящего от частоты вращения вала. При вращении вала с частотой, приближенной
к номинальной для двигателя, показатели частоты генерируемого напряжения также
будут близки к номинальным. Затем зашунтируйте конденсатором остальные обмотки
на двигателе и соедините их.

Ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками

Ветрогенератор из асинхронного двигателя легко сделать своими
руками. К тому же для его изготовления не потребуется значительных затрат. Очень
часто самодельные конструкции ветряного генератора электричества сделаны именно
по такому принципу, с использованием асинхронного двигателя.

  1. Суть переделки заключается в том, чтобы проточить ротор
    под магниты. Затем с помощью шаблонов осуществляют приклеивание магнитов к
    ротору, после чего для надёжности их следует залить эпоксидной смолой. Кроме
    того, можно взять более толстый провод и перемотать статор для уменьшения
    слишком большого напряжения и поднятия силы тока. Однако в данном случае
    используется не перемотанный двигатель, а переделан только ротор на магниты.

  1. Ротор следует проточить с помощью токарного станка на
    толщину магнитов. Этот ротор не имеет металлической гильзы, вытачиваемой и
    надеваемой обычно на него под магниты. Наличие гильзы необходимо для того чтобы
    усилить магнитную индукцию. С её помощью магниты замкнут свои поля питания, что
    предотвратит рассеивание магнитного поля снизу и всё пойдёт в статор. Эта
    конструкция состоит из очень сильных магнитов большого размера (7,6 х 6 мм).
    Количество магнитов — 160 штук. Поэтому даже без гильзы они будут обеспечивать
    хорошую ЭДС.

  1. Перед тем как приступить к наклейке магнитов, следует
    разметить ротор на 4 полюса, а магниты расположить наискосок.

  2. Поскольку статор в данном случае не был перемотан, то
    ротор должен быть так же, как и двигатель, четырехполюсным.
  3. Магнитные полюса следует чередовать (условно полюса
    обозначены как «север» и «юг»).
  4. Полюса магнитов должны иметь промежутки, поскольку в
    полюсах они были сгруппированы более плотно.
  5. После того как магниты будут размещены на роторе, нужно зафиксировать
    их с помощью скотча и эпоксидной смолы.
  6. Когда данная конструкция была собрана, оказалось, что
    ротор залипает при вращении вала. Чтобы избежать этого, магниты следует сбить
    вместе эпоксидкой и равномерно разместить по всей поверхности ротора.

  1. Для проверки готового генератора прокрутите его дрелью и
    подключите для нагрузки лампочку.

  1. Кроме того, для тестирования устройства можно подключить
    и кипятильник. Если всё было сделано правильно, то через минуту кручения вода,
    находящаяся в стакане, нагреется до горячего состояния.

  2. Теперь следует изготовить винт для ветряка. Для этого
    можно взять трубу ПВХ диаметром 160 мм и вырезать из неё лопасти согласно
    следующим данным (диаметр винта 1,7 м) :

  1. Для того чтобы закрепить генератор и хвост, потребуется
    металлическая стойка, оснащенная поворотной осью. Чтобы обеспечить увод
    ветроголовки от ветра, используется складной хвост, а генератор следует
    сместить от центра оси.

  2. Хвост будет одет на трубу, расположенную позади
    конструкции.

  1. На следующем фото представлен готовый генератор. Его
    следует установить на мачту, длина которой составляет около 9 метров.

  1. При достаточно сильном ветре устройство будет выдавать
    напряжение на холостом ходу приблизительно 80 вольт.

  2. Затем необходимо собрать контролёр и подключить через
    него аккумулятор для зарядки. Электрогенератор из асинхронного двигателя своими
    руками готов.

Видео о том, как сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками

Самодельная электростанция из мотоблока

Многие умельцы вырабатывают электроэнергию с помощью
мотоблока, которым обычно вспахивают и убирают огороды. Для воплощения в жизнь
этой идеи потребуется асинхронный электрический двигатель (к примеру, серии
АИР), используемый в качестве генератора. Как сделать генератор из асинхронного
двигателя, описано в следующей инструкции:

  1. Возьмите электродвигатель с частотой вращения — 800-1600 об/мин, мощностью
    — 15 кВт.
  2. Двумя шкивами и приводным ремнём следует связать
    двигатель мотоблока с электродвигателем.
  3. Шкивы нужно подбирать такого диаметра, чтобы частота
    вращения электродвигателя в качестве генератора была на 10-15 % выше, чем
    паспортное значение числа оборотов электродвигателя.
  4. Затем следует включить конденсаторы параллельно каждой из
    пары обмоток, которые должны быть соединены звездой и образовывать треугольник.
  5. Снятие напряжения происходит между концом обмотки и
    средней точкой.
  6. Между обмотками получится 300 В, а между концом обмотки и
    средней точкой — 220В.
  7. Чтобы поддержать правильный режим работы генератора и
    пуска, нужно подобрать три конденсатора с одинаковой ёмкостью.

Соотношение
мощности генератора и ёмкости конденсаторов:

Активная нагрузка иногда возможна и при одном
конденсаторе. Для использования всех трех фаз, чтобы запитать однофазный
инструмент, применяется трехфазный трансформатор. Если в процессе работы
генератор будет сильно нагреваться, то ёмкость конденсаторов уменьшается. Рабочее
напряжение конденсаторов должно быть не менее 400 В.

Видео о том, как сделать генератор из асинхронного двигателя

Если знать, как из асинхронного двигателя сделать
электрогенератор, то с помощью таких энергетических установок можно также
отапливать дом. Но для этого нужно будет использовать более мощный бензиновый
двигатель.

А Вы уже пробовали сделать генератор из асинхронного двигателя? Получилось ли у Вас? Расскажите об этом в комментариях.

www.rutvet.ru

Генератор из асинхронного электродвигателя своими руками

Озадачились мы строительством ветроэлектростанции (ветряк), но вот незадача построенный ветродвигатель крутится весьма медленно 60-90 об/мин без нагрузки. С нагрузкой будет около 20-30 об/мин.

Секция ветродвигателя (на боку) — диаметр 2м высота секции 2м.

Эстакада высотой 9м.



Позднее на эстакаду установлено 2 секции. Видео

При таких оборотах требуется тихоходный генератор. Самым простым это переделать либо автомобильный либо асинхронный двигатель. Для эксперимента на ветродвигатель будут установлены 4 типа генераторов.

1. Самодельный генератор на постоянных магнитах 16 сверхсильных неодимовых магнитов 8 катушек без сердечника.
2. Генератор от автомобиля с мультипликатором — иначе при малых оборотах ничего не выдает.
3. Переделанный асинхронный двигатель — на роторе установлены постоянные магниты.
4. Переделанный асинхронный двигатель на роторе постоянные магниты, кроме этого статор перемотан на минимальное число возможных оборотов для 36 пазов.

На мою долю в компании выпало изготовление 2, 3 и 4 типа.



2. тип
Мультипликатор на ремнях и автомобильный генератор.

3. тип
Ротор из асинхронного двигателя 1.1 кВт 1500об/мин. извлечен и проточен на фрезерном станке. Статор родной — обмотка родная.

4. тип
Статор перемотан — все концы и начала обмоток выведены наружу для определения оптимального соединения. Ротор проточен и установлено 24 магнита парами итого 12 полюсов. Перемотано на 500 об/мин 3 фазы — провод взят в 2 раза толще родного.

Испытания:

3. (журнал надо поискать) примерно на 450 об/мин вышло 58 Вт под нагрузкой 12В лампочки. как видим не перемотанный электродвигатель не поразил своей мощностью. Решено проточить ротор, возможно железо ротора замыкает полюса и поэтому такая слабая отдача. Кроме того установлено 8 магнитов толщиной 3мм. Можно поставить еще 4 или 8 магнитов чтобы расширить полюса, иначе магниты покрывают только половину площади ротора.

4. Нагрузка 70 Вт лампочка на 12 В с каждой фазы получено примерно 100Вт итого по трем фазам должно получиться около 300Вт, при 450 об/мин. Очень неплохо, одни недостаток — залипание ротора из-за кратности числа магнитов и фаз. На роторе 12 магнитов, а 12 кратно 3, а также 36 паза кратно 12 полюсам — неудачное стечение обстоятельств, поэтому чтобы избежать залипания решено сдвинуть магниты на роторе таким образом чтобы магнит не мог вставать четко напротив паза.

ruslan-g.blogspot.com

Самодельный ветряк с генератором из коллекторного электродвигателя

Самодельный ветряк

 

Когда случилась перестройка, многим пришлось менять профессию и болезненно искать новое приложение рукам и уму.  Среди многих других попыток были у меня и ветряки

 

      Я добросовестно посвятил этому год с лишним. Довольно быстро понял, что без основательной учебы ничего путного не выйдет. Много было непонятного, но постепенно прояснялось. Наконец, седьмой по счету экземпляр заработал более-менее в соответствии с расчетными характеристиками.

      Ветряк задумывался, как источник энергии для дачи с посещением неполную неделю. Замышлялся, как коммерческий продукт. Отсюда и размеры.

ветрогенератор своими руками

      Диаметр турбины 1.15 — 1.17м, трехлопастная. Наиболее дискутируемый вопрос количества лопастей решился между двух и трех в пользу трех из-за того, что хотелось, чтобы турбина увереннее работала при слабом ветре. Расчетная скорость 600 — 700 об/мин.

      Генераторколлекторный двигатель 36В с постоянными магнитами болгарского производства. Кажется, эти двигатели массово применялись в ЭВМ семейства ЕС.

      Диаметр двигателя 80мм, длина что-то около 140мм?

      Старательно снял его характеристики на стенде, используя тахометр, калиброванные нагрузки и прочее. Получил зависимость напряжения от скорости (2.22В*об/с), внутреннее сопротивление (2.5Ом) и вентиляторные потери (механические на трение и перемешивание воздуха).

      Оптимальное передаточное число мультипликатора планировалось 4, но из-за желания выполнить его компактно в одну ступень, остановился на 3.33. (Хотя и 4 пробовал). Шестерни нарезал косозубые, меньше шумят. Картер сделать не получилось, хотя для серии это, наверно, нужно. Мазать пару раз в месяц солидолом — несолидно.

      Поворотный механизм — свободный ход на резьбе. Угол поворота после 2 — 3 оборотов ограничивался упругостью кабеля. Это оказалось самым простым и надежным решением. Головка вращается на длинной резьбе по полудюймовой трубе через муфту. Конечно, небольшой люфт в этом месте есть. Первоначально муфта делалась длиннее (60 — 70мм) и для облегчения хода на резьбе делалась проточка, оставлялись только верхние и нижние витки ( по 2 — 2.5 нитки). Потом оказалось, что люфт не так уж и страшен и узел был упрощен.

      Кабель от генератора пропускался в отрезок вертикальной трубы (что-то около 500мм) и выходил через тройник в месте крепления головки к мачте. Упругости полуметрового толстого отрезка кабеля и хватало, чтобы не давать головке поворачиваться в горизонтальной плоскости более, чем на 1.5 — 2 оборота.

      Пробовал и безхвостовой вариант, с набегом потока на турбину сзади, но все-таки остановился на классике — с хвостовым флюгером приблизительно 200х400мм, вынесенным на 70-сантиметровом отрезке полудюймовой трубы. Хвостовая труба уравновешивает генераторную головку в горизонтальной плоскости. Вся конструкция закрыта пластиковой канализационной трубой 100(106) мм. Сзади генератора — вертикальный узел поворота и 400мм отрезок полудюймовой трубы для крепления к мачте стандартной муфтой. Там же расположены выходные клеммы генератора. Провод снижения идет далее по мачте снаружи, хотя, можно до самой земли провести его в трубе.

      Кожухом отлично работал отрезок канализационной пластиковой трубы 100 ( 106?) мм. Стопорился одним саморезом снизу. Впереди и сзади кожух был открытым. В приблизительно 8 — 10мм зазор меж кожухом и передним обтекателем заходил воздух для охлаждения генератора, сзади кожух нависал над креплением хвостовой балки на 20 — 25мм, чтобы вода на резьбу не капала.

      Хвост на трубе полдюйма пластиковой с хвостовой лопастью ( приблизительно 200х400мм) утерян. Стыковался с небольшим грузиком и регулировался по длине, чтобы уравновесить головку на мачте в целом.

      При массе генератора 2.5кг вся головка без турбины имеет массу порядка 5кг. Мне показалось, что это неплохой результат.

      Особо стоит упомянуть турбину. Пожалуй, технологически самый непростой узел. Вся попавшая под руки литература была  написана людьми совершенно далекими от аэродинамики. Большинство советчиков приводили популярные авиационные профили CLARK Y, BC2 и прочее. Методы расчета самолетных винтов и больших турбин совершенно не годились для маленькой тихоходной турбины, ориентированной на работу при слабых и средних ветрах (3-6м/с). Стандартная же технология  изготовления лопастей  тоже была достаточно трудоемка и , главное, не гарантировала высокой точности и повторяемости профиля.

      Что касаемо профиля, то при данных числах Рейнольдса 40 000 — 60 000 самым лучшим оказался профиль типа Купфер, Гетинген 420 и тому подобное. Это знают авиамоделисты. Грубо говоря, это просто дужка, профиль крыла «Фармана» или «Ньюпора» времен первой мировой. При слабых ветрах он дает момент, почти в 1.5 раза больше, чем традиционные, каплевидные. При больших скоростях начинается срыв потока и турбина отчасти саморегулируется .

      Профиль потянул за собой и технологию.

      Выстругивалась по теоретическому чертежу и лекалам болванка с поверхностью нижней части лопасти. Далее на нее через слой полиэтилена  накладывались слои дубового шпона на клею. У комля до 10, у конца — 3 — 4 слоя . Весь пирог тщательно уматывался резиновой лентой и оставлялся на сутки — двое.

      После схватывания клея, полуфабрикат лопасти снимался с болванки и сравнительно просто дорабатывался в концевой части и по кромкам шлифовкой. В конце, если требовалась долговечность, все это можно еще оклеить одним слоем стеклоткани на эпоксидке.

      На снимке справа — болванка для выклейки лопастей. К ней плотно приматывается резиновой лентой проклеенный пакет дубового шпона. У комля 8 — 10 слоев, у самого конца лопасти 3 — 4. Потом ступенчатость слоев убирается шлифовкой и подшлифовываются кромки. Ну, и форма в плане корректируется по шаблону. Лопасти получаются легкими, жесткими и достаточно одинаковыми, легко балансируются. Впрочем, дуб — слишком серьезно. Можно вполне и что-то полегче. Вообще я без ума от липы… Ну, и оклеить это стеклотканью тоже не мешает, если нужна долговечность.

      Слева лежат две оклееные стеклопластиком  цельноструганные лопасти из липы от другой, более ранней модели с заклеенными кулачками механизма изменения шага винта. При всей неказистости 2000об/мин как-то вполне выдержали.. 

      Один сезон выдержит и тщательно прогрунтованная и выкрашенная ПФ115 деревяшка. После зимнего хранения в неотапливаемом помещении особого коробления не отмечено. Но хранить турбину нужно подвешенной за ось. Ставить к стене на лопасть — нельзя.

      Турбина одевалась на резьбе на вал и сама докручивалась до упора.

      Все это в сборе устанавливалось на 5-метровой высоте на мачте из отрезков труб полдюйма, три четверти, дюйм, соединенных муфтами-переходниками. Мачта имела поворотное крепление у земли и четырехтросовую одноярусную систему растяжек из капронового шнура порядка 5мм. Такая конструкция позволяет поднимать/опускать мачту одному человеку.

      Нагрузкой служил 12- вольтовой щелочной аккумулятор 55Ач, подключенный просто через 10А диод. Плюс вольтметр и амперметр..

      Разрабатывался замысловатый контроллер, как развитие и дополнение. Рабочее напряжение генератора для съема максимума мощности должно меняться. Наивыгоднейший в этом смысле режим — фиксированный ток при меняющемся напряжении. Работа же через диод просто на аккумулятор дает как раз, наоборот — относительно постоянное напряжение при меняющемся токе заряда.

      И, пока контроллер периодически привозился, примерялся и увозился домой, обнаружилось, что без контроллера  турбина имеет некоторые интересные качества.

      Запуск очень легкий, при менее 3м/c. Далее, турбина быстро набирает  обороты до начала зарядки ( порядка 13 — 14В). После этого рост оборотов идет очень медленно, растет только момент на валу турбины и зарядный ток. Растут, конечно, и потери в самом генераторе и проводах снижения. Но генератор на сильном ветру эффективно охлаждается самим ветром через специально предусмотренные каналы. Характерно, что шумит турбина при разгоне, как только появляется зарядный ток, шум резко уменьшается. В общем, шумит довольно слабо. Когда спишь на даче при сильном ветре, вполне маскируется шумом деревьев, если не знаешь, что турбина установлена.

      Я очень опасался, что во время какого-нибудь шквала генератор просто сгорит. Потом посчитал все возможные потери и пришел к выводу, что при  теплоемкости конструкции ему нужно минут сорок, чтобы нагреться просто, как болванка, до градусов 70 — 80.

      Ветряк все лето проработал под присмотром. оставлять его нельзя было из-за нравов нашего народа и еще: я опять-таки боялся шквала, бури. Однажды, ветер поднялся до 30 — 35м/c. Точного анемометра под руками не было, но я тогда уже прекрасно ориентировался по самой турбине. Достаточно однажды сделать 2 — 3 замера напряжения на эталонную нагрузку по анемометру и сделать таблицу  — ветряк сам себе анемометр. Турбина давала 900об/мин , генератор выдавал порядка 150 — 170Вт при 5 — 7А ( половина мощности пропадала в слишком  тонких проводах снижения порядка 20м) мачту и меня самого ветер при порывах  шатал. Я опасался, что все это разлетится вдребезги, но испытания есть испытания.

      Я раз десять уверенно останавливал турбину «на полном скаку», замыкая выход генератора накоротко. Ток при этом падал до 2 — 3А и обороты до 1 — 2  в с. Потом, все-таки где-то срезало шплинт и все это засвистело вразнос, пришлось срочно мачту опускать.

      Основной вывод из этого эксперимента — маломощную турбину можно уверенно стопорить генератором при сильном ветре. Дополнительные тормоза не нужны. Это потом легко поясняется и в теории.

      Я опустил тут многие эксперименты. Работал два сезона плотно. Опробовал и Савониусы, и вертикальные лопасти и еще несколько конструкций. Турбины от 2 до 12 лопастей, автоматы увода из-под ветра и прочее. Делал и генератор на постоянных магнитах, делал сервопривод изменяемого шага лопастей турбины и прочее. Не успел только однолопастник построить. 

      Могу сказать с уверенностью

      1. Ветряк  — весьма дорогое удовольствие, если речь идет не о игрушке. В моем случае это только освещение, небольшой электроинструмент (8 — 12 квт*ч в месяц). Для тех, кто на даче привык утюгом фуфайки гладить — бензоагрегат много дешевле.

      2. Ничего лучше, чем классическая пропеллерная турбина, просчитанная еше в 20-е годы прошлого века в ветроэнергетике нет и быть не может. Изобретения тут делаются ради самих изобретений.

      3. Ветряк — не дело одиночек. Ветряк — СИСТЕМА. Без глубокого понимания всех процессов, без знания основ механики, аэродинамики, электротехники — лучше не связываться с работой такой сложности. Это не для любителей, если хочется что-то в конце получить реально работающее.

      Была попытка сделать более тихоходную турбину с двухступенчатым мультипликатором где-то 1 к 5. И бесхвостый вариант с ориентацией за счет парусности самой турбины («спиной к ветру», уравновешивающей трубой вперед).

      Но мультипликатор оказался сложным, а турбина не хотела при слабом ветре разворачиваться. Я тут еще и винт изменяемого шага с сервоприводом реализовал (где-то ранее на снимке лопасти от него). Но сервопривод оказался слишком медлительным, чтобы оперативно реагировать на порывы ветра. И жужжал бесконечно. Потом, по мере продвижения понял, что для такой блохи это лишнее.

      Работа была интересной, но пришлось уйти к реалиям. Коммерческий проект такой ВЭС еще нуждался в доработке, собственные ресурсы начинали таять, а тут подвернулось то, что мне было хорошо знакомо — импульсные источники. Вот этим сейчас и занимаюсь уже пятый год.

      На сегодня, как мне представляется, мечты о ветряке, подогревающем пол и питающем утюги с водонагревателем пока нужно отставить. Это технически возможно, но стоит столько, что фантазия обывателя не выдерживает.

      А вот такие маленькие для дачи могли бы иметь определенный успех. Это тоже недешево, но кому нужен свет, маленький телевизор, мобилка и ноутбук — вполне.

      Это порядка 10 — 15кВт.час в месяц.

Энергия ветра, Ветрогенератор своими руками, альтернативная энергия, ветрогенератор, ветряк своими руками, самодельный ветряк, мощьность ветрогенератора

 

 Мищенко Владимир

 

www.ecotoc.ru

Как сделать ветрогенератор асинхронного типа своими руками?

Ветрогенератор асинхронного типа — прекрасный способ извлечь энергию из частого спутника погодных условий — ветра. Такое устройство можно не только приобрести, но и сделать своими руками. Какими достоинствами обладает асинхронный двигатель и как его соорудить? Об этом пойдет речь в данной статье.




Лопасти ветряка с асинхронным двигателем на мачте

Преимущества

Асинхронный генератор обладает рядом преимуществ.

  1. Нет электрощеток, которые быстро изнашиваются, и вращающихся обмоток, что говорит о простоте оборудования. Также не нужен дополнительный источник напряжения возбуждения обмоток, что отличает этот тип устройства от синхронного генератора.
  2. Даже при большой мощности ветрогенератор не будет обладать большими габаритами и массой. Это же свойство распространяется на цену, которая доступна многим людям.
  3. Выходная частота находится в пределах от 46 до 60 Гц, что практически не зависит от того, с какой скоростью вращается ротор генератора.

Ветрогенератор своими руками

Переделать асинхронный двигатель в качестве генератора довольно просто, поэтому такой способ приобретения энергии является довольно распространенным. Такая переделка включает в себя следующие моменты:

  • проточка ротора под магниты;
  • приклеивание магнита к ротору;
  • заливка магнитов эпоксидной краской для того, чтоб они не отлетели;
  • перематывание статора толстым проводом для поднятия силы тока и уменьшения большого напряжения, хотя это делается не всегда.



Перед тем, как наклеить магниты, ротор можно разметить на четыре полюса, после чего расположить со скосом магниты. Каждый полюс магнита чередуется. Такие магнитные полюса сделаны с промежутками. После того, как магниты расположились на роторе, их нужно замотать скотчем и залить эпоксидной смолой.

Однако при сборке устройства может ощущаться залипание ротора. Чтобы исправить это, нужно переделать ротор. Этот процесс подразумевает сбивание магнитов вместе со смолой, после чего их нужно снова установить, однако теперь сделать это нужно более равномерно по всему ротору. После повторной заливки залипание должно снизиться. Это также скажется на напряжении при вращении, которое немного упадет, а также на токе, который вырастет.

После сборки генератор можно покрутить дрелью и подключить к нему что-нибудь в качестве нагрузки. Для этого можно подключить лампу на определенное количество ватт и смотреть, как она горит, в полный накал или нет. Кроме того, можно подключить кипятильник и понаблюдать, когда и в какой степени нагреется вода. Если все эти испытания пройдут успешно, асинхронный двигатель годен для работы, но нужно сделать кое-что еще.

Подошла очередь к сборке винта. Лопасти можно вырезать из ПВХ. Затем нужно сварить стойку для генератора, которая имеет поворотную ось для крепления хвоста и самого генератора. Также следует собрать контролер для ветрогенератора и подключить аккумулятор на зарядку.



Чтобы уменьшить сопротивление генератора, статор лучше перемотать толстым проводом. Чем выше сопротивление обмотки, тем сила тока будет меньше, а напряжение выше.

Эффективность, надежность и простота ветрогенераторов на асинхронном двигателе не может оставить равнодушным человека, который хочет максимально правильно использовать ветровую энергию. Особенно привлекает то, что можно сделать такую конструкцию самостоятельно, так что ее работа будет привлекать еще больше.




energomir.biz

Изготовление генератора для ветряка из асинхронного двигателя своими руками

уже прочитали:
1 076

Этапы

имеет два основных этапа:

  • изготовление ротора
  • создание генератора

Эти работы между собой не имеют практически ничего общего, так как надо сделать разные по сути и назначению узлы системы. Для изготовления того и другого элемента используются подручные механизмы и приспособления, которые можно использовать или переделать в необходимый узел. Один из вариантов создания генератора, часто используемый при изготовлении ветрогенератора — изготовление из асинхронного электродвигателя, которое наиболее удачно и качественно позволяет решить проблему. Рассмотрим вопрос подробнее:

Изготовление генератора из асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель является наилучшей «заготовкой» для изготовления генератора. Он имеет для этого наилучшие показатели по устойчивости к короткому замыканию, менее требователен к попаданию пыли или грязи. Кроме того, асинхронные генераторы вырабатывают более «чистую» энергию, клирфактор (наличие высших гармоник) у этих устройств всего 2% против 15% у синхронных генераторов. Высшие гармоники способствуют нагреву двигателя и сбивают режим вращения, поэтому их малое количество является большим плюсом конструкции.

Асинхронные устройства не имеют вращающихся обмоток, что в значительной степени снимает возможность выхода их из строя или повреждения от трения или замыкания.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Также важным фактором является наличие на выходных обмотках напряжения в 220В или 380 В, что позволяет подключать приборы потребления прямо к генератору, минуя систему стабилизации тока. То есть, пока есть ветер, приборы будут работать точно так же, как от сети.

Единственное отличие от работы полного комплекса в прекращении работы сразу же после стихания ветра, тогда как аккумуляторы, входящие в комплект, какое-то время питают потребляющие устройства используя свою емкость.

Как переделать ротор

Единственным изменением, которое вносится в конструкцию асинхронного двигателя при переделывании его в генератор, является установка на ротор постоянных магнитов. Для получения большей силы тока иногда перематывают обмотки более толстым проводом, имеющим меньшее сопротивление и дающим лучшие результаты, но эта процедура не критична, можно обойтись и без нее — генератор будет работать.

Ротор асинхронного двигателя не имеет никаких обмоток или иных элементов, являясь, по сути, обычным маховиком. Обработка ротора производится в токарном станке по металлу, обойтись без этого никак нельзя. Поэтому при создании проекта надо сразу решить вопрос с техническим обеспечением работ, найти знакомого токаря или организацию, занимающуюся такими работами. Ротор надо уменьшить в диаметре на толщину магнитов, которые будут на него установлены.

Существует два способа монтажа магнитов:

  • изготовление и установка стальной гильзы, которая одевается на предварительно уменьшенный в диаметре ротор, после чего на гильзу крепятся магниты. Этот способ дает возможность увеличить силу магнитов, плотность поля, способствующую более активному образованию ЭДС
  • уменьшение диаметра только на толщину магнитов плюс необходимый рабочий зазор. Этот способ проще, но потребует установки более сильных магнитов, лучше всего — неодимовых, которые имеют намного большее усилие и создают мощное поле.

Установка магнитов производится по линиям конструкции ротора, т.е. не воль оси, а несколько смещенными по направлению вращения (на роторе эти линии хорошо видны). Магниты расставляются по чередованию полюсов и фиксируются на роторе с помощью клея (рекомендуется эпоксидная смола). После ее высыхания можно производить сборку генератора, в который отныне превратился наш двигатель, и переходить к испытательным процедурам.

Испытания вновь созданного генератора

Эта процедура позволяет выяснить степень работоспособность генератора, опытным путем определить скорость вращения ротора, необходимую для получения нужного напряжения. Обычно прибегают к помощи другого двигателя, например, электродрели с регулируемой частотой вращения патрона. Вращая ротор генератора с подключенным к нему вольтметром или лампочкой, проверяют, какие скорости необходимы для минимума и каков максимальный предел мощности генератора, чтобы получить данные, на основе которых будет создаваться ветряк.

Можно в испытательных целях подключить какой-либо прибор потребления (например, нагреватель или осветительное устройство) и убедиться в его работоспособности. Это поможет снять все возникающие вопросы и внести какие-либо изменения, если возникнет такая необходимость. Например, иногда возникают ситуации с «залипанием» ротора, не стартующего при слабых ветрах. Это происходит при неравномерном распределении магнитов и устраняется разборкой генератора, отсоединением магнитов и повторным их укреплением в более равномерной конфигурации.

По завершении всех работ в распоряжении появляется полностью рабочий генератор, который отныне нуждается в источнике вращения.

Изготовление ветряка

Для создания ветряка потребуется выбрать какой-либо из вариантов конструкции, которых имеется немало. Так, существуют горизонтальные или вертикальные конструкции ротора (в данном случае термин «ротор» обозначает вращающуюся часть ветрогенератора — вал с лопастями, приводимый в движение силой ветра). имеют более высокую эффективность и устойчивость в производстве энергии, но нуждаются в системе наведения на поток, которая, в свою очередь, нуждается в легкости вращения на валу.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Чем мощнее генератор, тем труднее его вращать и тем большее усилие должен развивать ветряк, что требует его больших размеров. При этом, чем крупнее ветряк, тем он тяжелее и обладает большей инерцией покоя, что образует замкнутый круг. Обычно используют средние значения и величины, дающие возможность образовать компромисс между размерами и легкостью вращения.

проще в изготовлении и не требовательны к направлению ветра. При этом, они имеют меньшую эффективность, так как ветер с одинаковой силой воздействует на обе стороны лопасти, затрудняя вращение. Для того, чтобы избежать этого недостатка, создано множество различных конструкций ротора, таких как:

  • ротор Савониуса
  • ротор Дарье
  • ротор Ленца

Известны ортогональные конструкции (разнесенные относительно оси вращения) или геликоидные (лопасти, имеющие сложную форму, напоминающую витки спирали). Все эти конструкции имеют свои достоинства и недостатки, основным из которых является отсутствие математической модели вращения того или иного вида лопастей, делающего расчет крайне сложным и приблизительным. Поэтому действуют методом проб и ошибок — создается экспериментальная модель, выясняются ее недостатки, с учетом которых изготавливается рабочий ротор.

Наиболее простая и распространенная конструкция — ротор , но в последнее время в сети появляется множество описаний других ветрогенераторов, созданных на базе других видов.

Устройство ротора несложно — вал на подшипниках, на верхней части которого укреплены лопасти, которые под действием ветра вращаются и передают крутящий момент на генератор. Изготовление ротора осуществляется из доступных материалов, монтаж не требует чрезмерной высоты (обычно поднимают на 3-7 м), это зависит от силы ветров в регионе. Вертикальные конструкции почти не требуют ухода или обслуживания, что облегчает эксплуатацию ветрогенератора.

energo.house

Двухтональный генератор для настройки трансивера – Двухтональный сигнал для настройки PA из WAV-файла — 4 Сентября 2015

Двухтональный генератор

Одно из основных требований, предъявляемых к усилителям однополосного сигнала,- линейность их амплитудной характеристики. Усилитель с плохой линейностью обычно является источником помех другим радиолюбителям, а иногда и телезрителям. Для выявления нелинейных искажений в усилителях SSB сигнала применяют метод испытания двумя тонами.


     Если подать на вход однополосного передатчика два низкочастотных сигнала разных по частоте, но одинаковых по амплитуде, то сигнал на выходе усилителя мощности будет изменяться по синусоидальному закону от нуля до максимального значения (рис.1).

Рис.1
     Период изменения определяется разностью частот на входе передатчика. По форме огибающей выходного сигнала, по отклонениям её от синусоидального закона можно судить о линейности амплитудной характеристики устройства.
     Форму и уровень сигнала контролируют осциллографом. Так как амплитуда выходного напряжения исследуемого усилителя составляет обычно десятки вольт, то сигнал можно подать непосредственно на отклоняющие пластины осциллографа (в том числе и низкочастотного).
Источником двухтонального сигнала может быть генератор, схема которого изображена на рис.2.


Рис.2
     Он состоит из двух генераторов с обратной связью через двойные Т-мосты и эмиттерного повторителя. Генератор, собранный на транзисторе V1, вырабатывает частоту 1550 Гц. а на V2- 2150 Гц. Через развязывающие резисторы R1 и R5 сигналы генераторов поступают на эмиттерный повторитель (транзистор V3).
При использовании элементов с номиналами, указанными на схеме, «суммарное» выходное напряжение (включены оба генератора устройства) составляет около 0,1 В. Выходное сопротивление — около 300 Ом.
     Налаживание начинают с точной установки частоты генераторов. Для этого, подавая поочередно питание на каждый из них, подбирают элементы Т-мостов. При этом следует иметь в виду, что для сохранения хорошей синусоидальной формы выходного сигнала сопротивление резисторов R2 (R6) и R4 (R7) должно быть примерно в 10 раз больше сопротивления резистора R3 (R8), а ёмкость конденсаторов С1 (С6) и С4 (С8) — в два раза меньше ёмкости конденсатора СЗ (С7).
После установки частот генераторов подстроенным резистором R5 выравнивают амплитуды сигналов. Так как резистор R5 в некоторой степени влияет и на уровень сигнала генератора на транзисторе V1, эту операцию проводят методом последовательных приближений.

     Генератор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и размерами 55×65 мм (рис. 3).


Рис.3
     В нем использованы конденсаторы КМ-5, резисторы ОМЛТ-0,125 (R5 — СПЗ-1А), транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом. В приборе можно применить любые низкочастотные или высокочастотные транзисторы структуры n-р-n или р-n-р. Естественно, что в приборе на транзисторах структуры р-n-р полярность источника питания должна быть другой. Как видно из рис. 2, прибор имеет отдельные выводы для подключения питания генераторов. Это позволяет при необходимости подавать на передатчик однотональный испытательный сигнал частотой соответственно 1550 и 2150 Гц. В этом случае для коммутации цепей питания генератора устройства необходимо установить переключатель на два направления и четыре положения («Выключено», «1550 Гц», «2150 Гц», «Двухтональный сигнал»). Можно использовать и переключатель на одно направление, «развязав» точки переключения генераторов двумя диодами (любого типа). Для установки уровня выходного сигнала на выходе прибора необходимо включить переменный резистор сопротивлением 5… 15 кОм.
     При настройке передатчика с помощью генератора к усилителю мощности подключают эквивалент антенны сигнал с которого подают на осциллограф. Уровень сигнала с двухтонального генератора устанавливают таким же, как и максимальный уровень сигнала, развиваемый микрофоном, с которым используется передатчик. Включив передатчик, подбирают частоту развертки осциллографа так, чтобы получилось устойчивое изображение осциллограммы на экране. После этого регулируют передающий тракт, добиваясь минимальных искажений огибающей ВЧ сигнала.
     Описаный двухтональный генератор хорошо подходит для настройки трансивера Аматор 160.

r4f.su

Высокостабильный двухтональный генератор — 9 Февраля 2013 — Блог

 

Высокостабильный двухтональный генератор

 

 

 ИСТОЧНИК:  Журнал «Радио» №8 2005г.

 

 АВТОР:  В. Хмарцев  (RW3AIV)

 

  Одной из основных характеристик передающего тракта трансивера, с точки зрения создания минимальных помех в эфире, является линейность. Недостаточная линейность приводит к искажению излучаемого передатчиком сигнала и расширению его спектра. Оценить линейность передающего тракта трансивера и настроить его выходные цепи поможет описываемый в статье двухтональный генератор.

 

  Этот генератор обладает высокой стабильностью генерируемых частот, малыми нелинейными искажениями и низкой потребляемой мощностью. Вот его основные технические характеристики:

 

 

Частоты в режиме двухтонального генератора, Гц………………..1700, 2400

Частота в режиме однотонального генератора, Гц………………..1700

Максимальное выходное напряжение, мВ………………………….. 10; 100

Нелинейные искажения, %……………………………………………. 1

Напряжение питания, В………………………………………………… 5…7

Потребляемый ток, мА…………………………………………………..3…5

 

 

 Основой электрической принципиальной схемы является генератор DTMF (Dual-Tone-Multi-Frequency) сигналов на микросхеме ВТ91531 (отечественный аналог КР1008ВЖ19). Эту микросхему широко используют в телефонии для формирования двухтональных посылок при тональном наборе номера.

 

 

 В типовом применении микросхема работает под управлением микроконтроллера. Для получения режима непрерывной генерации двухтонального и однотонального сигналов без применения микроконтроллера необходимые сигналы управления и режимы в схеме формируются микросхемой DD1 и кнопками SВ1 «1 тон» и SВ2 «2 тона».

 

 Рассмотрим диаграммы устройства (по выводам микросхемы ВТ91531) поясняющие её работу . После подачи напряжения питания, с выхода триггера на микросхеме DD1 (выв. 3) на вход 13 микросхемы DD2 поступает импульс с длительностью около 4 мС. После окончания импульса низкий уровень на этом выводе устанавливает микросхему в исходное положение и запускает кварцевый генератор.

 

 

 С вывода 4 микросхемы DD1 на вход 2 микросхемы DD2 подается импульс на считывание четырехразрядного кода, установленного на информационных входах D0…D3 и Т/Р. Считанный код поступает на цифровой синтезатор преобразующий частоту кварцевого генератора в пару низкочастотных синусоидальных сигналов которые и представляют собой двухтональный сигнал.

 

 Для получения необходимых частот двухтонального сигнала удобных для настройки трансивера, в устройстве применен кварцевый резонатор с частотой 6,5 МГц. В этом случае устройством генерируется частоты 1,7 кГц (нижняя) и 2,4 кГц (верхняя), а для их получения на информационных входах D0…D3 микросхемы DD2 установлен низкий уровень, путем соединения ее выводов 5 — 8 с общим проводом.

 

 Частота кварцевого резонатора в устройстве не критична и может лежать в пределах 6…6,5 МГц. Так, при частоте кварцевого резонатора 6 МГц, нижняя частота синусоидального сигнала будет равна 1,6 кГц, а верхняя — 2,2 кГц. При необходимости плавной перестройки двухтонального генератора в диапазоне частот можно подать на вход OSC1 микросхемы DD2 (выв. 11) сигнал от внешнего генератора через разделительный конденсатор 0,1 мкФ.

 

  Сформированный двухтональный сигнал с выхода микросхемы DD2 (выв.15) через конденсатор С5, фильтр R5С6 и делитель R6R9 поступает на выходной разьем Х1. Переключатель SW1 позволяет получить два диапазона выходных напряжений: 0…10 мВ и 0…100 мВ. Плавную регулировку выходного напряжения выполняют переменным резистором R9 .

 

 Для получения однотонального сигнала нижней частоты надо подать на вывод 3 микросхемы DD2 сигнал низкого логического уровня (нажать кнопку SВ1).Для возврата в режим генерации двухтонального сигнала необходимо нажать на кнопку SВ2, ( исходное состояние контактов нормально- замкнутое, а не нормально- разомкнутое как ошибочно указано на схеме.) , т.е. отключить и снова включить питание микросхемы и тем самым установить микросхему в исходное состояние. Индикацию включения режима однотональной генерации выполняет светодиод HL1, соединенный через токоограничительный резистор R8 с выводом 9 микросхеммы DD2, на котором в однотональном режиме присутствует импульсный сигнал прямоугольной формы.

 

 Все постоянные резисторы, примененные в устройстве — С2-29, С2-33. Их монтаж выполняют в вертикальном положении. Подстроечный резистор R6 — СП3-19а, переменный резистор R9 — СПО-05. Электролитические конденсаторы — К35-50, конденсаторы С5 и С6 — К10-50а или КМ, остальные — К10-17-1″б».

 

 Вместо микросхемы ВТ91531 без изменения режимов работы и топологии печатной платы можно использовать UM91531 (изготовитель фирма UMC ) или их отечественный аналог КР1008ВЖ19.

 

 Генератор устанавливают в металлический корпус с размерами 90*45*30 мм.

 

 

 

 При наладке устройства, к его выходу (разьем Х1) подключают осциллограф и милливольтметр. Переключатель SW1 устанавливают в положение 10 мВ, а переменный резистор R9 в верхнее (по схеме) положение. После подачи напряжения питания на выходе Х1 должен наблюдаться двухтональный сигнал . При его отсутствии необходимо проверить с помощью осциллографа с высокоомным входом генерацию кварцевого генератора (вывод 11 микросхемы DD2). Генерацию можно определить также и по потребляемому устройством току — при отключении кварцевого кварцевого резонатора потребляемый ток изменяется на 0,5…1,5 мА.

 

 Далее с помощью подстроечного резистора R6 устанавливают амплитуду выходного напряжения двухтонового сигнала равной 10 мВ. Затем измеряют выходное напряжение при установке переключателя SW1 в положении 100мВ. При необходимости его точной установки подбирают резистор R5.

 

 Для проверки однотонального режима надо нажать на кнопку SВ1. После ее нажатия на экране осциллографа должен появиться синусоидальный сигнал нижней частоты.

 

 Питать генератор удобно напряжением 5-7 вольт ,которое имеется на микрофонном разьёме у многих зарубежных трансиверов.

 

 

 

 

 

radiolubitel.moy.su

Двухтональный сигнал для настройки PA из WAV-файла — 4 Сентября 2015

04.09.2015

Не секрет, что для оценки и настройки линейности КВ-усилителя мощности необходим такой инструмент, как двухтональный генератор. Говорят, что когда-то (когда трава была зеленее, солнце ярче, а девушки красивее), этот прибор должен был находиться у каждого радиолюбителя в обязательном порядке… Я немного то время не застал и у меня (как и у многих, я думаю) этого прибора в наличии нет. Некогда, я даже приобрел печатную плату качественного варианта этого прибора, но до сих пор руки так и не дошли до сборки…

Методика настройки и оценки линейности PA описана, например, здесь.

В SDR-трансиверах возможность тестирования двухтональным сигналом, как правило, заложена в софте. Например, в программе PowerSDR данный функционал находится во вкладке тестирования. С аналоговой техникой всё обстоит сложнее — нужно иметь аппаратный генератор с достаточно чистым спектром сигналов, сигналы должны быть идентичны по уровню, кроме того, необходимо ещё правильно подобрать уровень самого двухтонального сигнала при подаче его на микрофонный вход трансивера. Поскольку, даже получив желаемый результат при испытании двумя тонами, можно испортить SSB-сигнал, подключив на микрофонный вход тангенту и чрезмерно увеличив усиление по микрофону.

Однажды, появилась мысль, задействовать компьютер для решения этой задачи, применительно к традиционной передающей технике. Идея заключается в следующем — использовать wav-файл с записью двух тонов в качестве источника сигнала для настройки КВ-усилителя мощности.

Файл создается в редакторе SoundForge (или другом звуковом редакторе) в стерео-варианте. В одном канале записан сигнал частотой 900Гц (генерирует сам редактор), в другом — 1900Гц (в последствии, я стал использовать частоты 1кГц/2кГц). Я подготовил несколько файлов с уровнями от -50дБ до 0дБ.  Длительность каждого файла — 60сек., но его можно увеличить, по желанию. Вы можете сделать самостоятельно любую комбинацию частот и любой уровень сигнала в каналах. Можете даже подготовить тестовый диск с записью различных частот… Я себе сделал такой диск для настройки УМЗЧ и пользуюсь им постоянно, т.к. НЧ-генератора у меня тоже нет.

Далее, записываем файл на компакт-диск в формате CD-DA и с проигрывателя подаем через простейший смеситель на двух резисторах (я поставил по 10кОм) моно-сигнал на соответствующие контакты микрофонного разъема трансивера, отключив тангенту. Подключение осуществляется согласно этой схеме:

Важно, чтобы проигрыватель умел регулировать уровень выходного сигнала. Начиная с минимального, подбираем оптимальный уровень сигнала, поданного на микрофонный вход трансивера по показаниям ALC и смотрим ВЧ-сигнал на эквиваленте нагрузки.  В последствии, обилие файлов с дискретными уровнями избавило меня от необходимости наличия подобной функции у плеера.

Убедившись в качестве исходного двухтонального сигнала, отключаем эквивалент, подключаем к выходу трансивера испытуемый PA (не забываем про согласование), выход PA нагружаем на эквивалент нагрузки и смотрим форму двухтонального сигнала. 

Далее, занимаемся непосредственно настройкой своего PA по известной методике… Подбираем оптимальный уровень раскачки PA, регулируем ток покоя и т.п..

Можно попробовать снимать исходный сигнал с выхода звуковой карты и регулировать уровень программно, однако, в большинстве случаев, качество сигнала с CD-плеера будет выше, чем с интегрированной ЗК, например.

Собственно, свои файлы сигналов и фото я выложил здесь. В папке WAV-2 выложены моно-варианты файлов. Файлы создавались микшированием предварительно подготовленных стерео-вариантов в моно. При их использовании пассивный смеситель не нужен — подаем сигнал с любого из каналов CD-плеера на микрофонный вход трансивера. Причём, обратите внимание, что файлы созданы парами. Если Вы ориентируетесь, скажем, на файл одного тона 1.5кГц с уровнем -10дБ (настроили по нему чувствительность микрофонного входа по показаниям ALC-метра), то после этого нужно использовать файл двухтонального сигнала с уровнем -16дБ, т.к. разница между ними должна составлять именно 6дБ. Пиковая же мощность этих двух сигналов будет одинаковой, но инерционный ALC метр в случае с двухтональным сигналом этого не зафиксирует… Хорошо бы посмотреть тональный и двухтональный сигнал с выхода источника на осциллографе. При правильно подобранных уровнях, пиковые амплитудные значения в обоих случаях должны быть идентичными. 

Аудио-файлы «белого шума» можно использовать для комплексной оценки SSB-сигнала и уровня внеполосных излучений. Подобрать уровень чувствительности микрофонного входа нужно таким образом, чтобы на самых пиках индикатор ALC иногда достигал предельной отметки в «0дБ» (на шкале моего IC-78 это 9 баллов по шкале S-метра).

Можно использовать различные программные генераторы, например, функцию в программе SpectraLab или Adobe Audition, но сигнал на выходе необходимо будет смикшировать таким образом, чтобы исключить взаимное влияние между каналами и нагрузка для выхода ЗК была бы согласованной. Вот настройки в программе SpectraLab. Обратите внимание, что сначала нужно подобрать уровень сигнала на микрофонном входе трансивера по показаниям индикатора ALC (сигнал достигает нулевой отметки или 9 баллов по шкале S-метра), а при подаче двух тонов, уровень каждого из них должен быть ниже на 6дБ. Тогда, на осциллографе вы увидите, что пики двухтонального и тонального сигналов будут иметь одинаковую амплитуду. Индикатор ALC в случае с двумя тонами будет показывать несколько меньший уровень…

Что касается обычной интегрированной ЗК, то если запустить функцию качания частоты и послушать сигнал на выходе, то в большинстве случаев вы услышите массу гармоник, подмешиваемых в исходный сигнал. Именно по этой причине я предложил использовать воспроизведение файла с CD-плеера. Либо, качество ЗК не должно вызывать сомнений.

08.09.2015

Сегодня я опробовал свою идею на практике, результат — порадовал! Как и предполагалось, при попытке вывести сигнал с линейного выхода интегрированной звуковой карты положительного результата не было — на выходе была каша из смеси гармоник. Поскольку, имеющаяся под рукой CD-дека не воспроизводила CD-RW диски — пришлось записать CD-R и снова возобновить эксперименты. Подготовил побольше файлов с разными уровнями (позже, выложу весь диск и дам ссылку), чтобы была возможность подобрать нужный при усилении микрофонного входа 90 единиц моего IC-78 (компрессор отключен) и приемлемом уровне индикатора ALC (чтобы не было избыточного усиления сигнала). Оказалось, что подошёл исходный сигнал с уровнем «-30дБ».

Сначала опробовал всё на минимальной выходной мощности трансивера, потом, определившись с уровнем входного сигнала, постепенно увеличивал выходную мощность, пока весь экран осциллографа на пределе 20В/дел не показал двухтональный сигнал на все 6 клеток экрана. Уровень мощности по индикатору трансивера был в пределах 85 единиц.

Оценить выходную мощность (среднюю, эффективную или пиковую) не берусь, но по картинке увидел, что несколько мал ток покоя транзисторов… Если разберусь в схеме — попробую на досуге подобрать «правильный ток», чтобы форма сигнала была близка к идеальной. По поводу определения разных видов мощности можно почитать здесь и здесь.

Тем не менее, уже можно пробовать использовать этот сигнал с выхода трансивера для дальнейшей проверки внешних PA. Для раскачки имеющихся PA мне достаточно иметь мощность сигнала 20-30Вт.

Спустя пол-часа…

Был подключен PA на 2-х ГИ-7Б и определён уровень выходного сигнала, при котором визуально не искажалась форма двухтонального сигнала на выходе (сигнал смотрел осциллографом на эквиваленте нагрузки). Уровень выходного сигнала — 36 единиц по шкале регулировки выходной мощности. К сожалению, в режиме нажатия ключа SX-200 показал мощность только 250Вт (на тот момент использовался источник анодного напряжения 1200В). Однако, вопросов в качеству сигнала, уверен, ни у кого не возникнет!

Далее, если увеличивать раскачку с трансивера, верхушки двухтонального сигнала начинают сплющиваться и растет анодный ток PA. К слову, ранее, я использовал уровень усиления до 46-ти единиц по шкале мощности трансивера…

Таким образом, тест двухтональным сигналом позволяет определить пиковую мощность SSB-сигнала, которая может иметь в конкретных условиях используемой передающей аппаратуры только одно значение. Определив при этом максимальное амплитудное значение сигнала, можно найти тот уровень мощности тонального сигнала (эффективная мощность) с источника для настройки внешнего PA, при котором, по уровню допустимых искажений третьего порядка последующий сигнал в режиме SSB будет вписываться в допустимые нормы. Максимальная же мощность в режиме нажатия может быть достигнута заметно большей, но по критерию допустимого уровня искажений, SSB-сигнал при этом же уровне раскачки уже выйдет за допустимые рамки… В телеграфе или цифровых видах это ещё может быть допустимо, а в SSB — уже нет.

Полезные ссылки по теме:

http://www.cqham.ru/ntest.htm

http://smham.ucoz.ru/publ/12-1-0-334

http://smham.ucoz.ru/publ/12-1-0-303

http://smham.ucoz.ru/publ/13-1-0-292

http://smham.ucoz.ru/publ/13-1-0-282

http://smham.ucoz.ru/publ/12-1-0-335

И напоследок, примеры хорошего и плохих сигналов в эфире.

1 — хороший сигнал (резкие границы полосы, отсутствует несущая и обратная боковая), 2 — плохой сигнал (размытые границы полосы, недостаточно подавлена несущая, недостаточно подавлена обратная боковая).

Два плохих сигнала (две станции) отстоят друг от друга на 2,5МГц, мешают друг-другу и тем, кто работает вокруг…

Яркий пример плохого сигнала при тональной посылке («зубов» по бокам от основного тона быть не должно).

Эта же станция, после настройки тональником, сигнал SSB «во всей красе».

Успехов в настройке!

p.s. Если Вы обнаружили ошибку в моих рассуждениях и предположениях — просьба сообщить мне об этом через форму обратной связи.

mk748.ucoz.ru

Высокостабильный двухтональный генератор

Одной из основных характеристик передающего тракта трансивера, с точки зрения создания минимальных помех в эфире, является линейность. Недостаточная линейность приводит к искажению излучаемого передатчиком сигнала и расширению его спектра. Оценить линейность передающего тракта трансивера и настроить его выходные цепи поможет описываемый в статье двухтональный генератор. Этот генератор обладает высокой стабильностью генерируемых частот, малыми нелинейными искажениями и низкой потребляемой мощностью. Вот его основные технические характеристики:

  • Частоты в режиме двухтонального генератора, Гц………………..1700, 2400
  • Частота в режиме однотонального генератора, Гц………………..1700
  • Максимальное выходное напряжение, мВ………………………….. 10; 100
  • Нелинейные искажения, %……………………………………………. 1
  • Напряжение питания, В………………………………………………… 5…7
  • Потребляемый ток, мА…………………………………………………..3…5


         
    Основой электрической принципиальной схемы является генератор DTMF (Dual-Tone-Multi-Frequency) сигналов на микросхеме ВТ91531 (отечественный аналог КР1008ВЖ19). Эту микросхему широко используют в телефонии для формирования двухтональных посылок при тональном наборе номера.


         


    Рис.1

         В типовом применении микросхема работает под управлением микроконтроллера. Для получения режима непрерывной генерации двухтонального и однотонального сигналов без применения микроконтроллера необходимые сигналы управления и режимы в схеме формируются микросхемой DD1 и кнопками SВ1 «1 тон» и SВ2 «2 тона».


         
    Рассмотрим диаграммы устройства (по выводам микросхемы ВТ91531) поясняющие её работу . После подачи напряжения питания, с выхода триггера на микросхеме DD1 (выв. 3) на вход 13 микросхемы DD2 поступает импульс с длительностью около 4 мc. После окончания импульса низкий уровень на этом выводе устанавливает микросхему в исходное положение и запускает кварцевый генератор.
    Рис.2

         С вывода 4 микросхемы DD1 на вход 2 микросхемы DD2 подается импульс на считывание четырехразрядного кода, установленного на информационных входах D0…D3 и Т/Р. Считанный код поступает на цифровой синтезатор преобразующий частоту кварцевого генератора в пару низкочастотных синусоидальных сигналов которые и представляют собой двухтональный сигнал.

         Для получения необходимых частот двухтонального сигнала удобных для настройки трансивера, в устройстве применен кварцевый резонатор с частотой 6,5 МГц. В этом случае устройством генерируется частоты 1,7 кГц (нижняя) и 2,4 кГц (верхняя), а для их получения на информационных входах D0…D3 микросхемы DD2 установлен низкий уровень, путем соединения ее выводов 5 — 8 с общим проводом.

         Частота кварцевого резонатора в устройстве не критична и может лежать в пределах 6…6,5 МГц. Так, при частоте кварцевого резонатора 6 МГц, нижняя частота синусоидального сигнала будет равна 1,6 кГц, а верхняя — 2,2 кГц. При необходимости плавной перестройки двухтонального генератора в диапазоне частот можно подать на вход OSC1 микросхемы DD2 (выв. 11) сигнал от внешнего генератора через разделительный конденсатор 0,1 мкФ.


         
    Сформированный двухтональный сигнал с выхода микросхемы DD2 (выв.15) через конденсатор С5, фильтр R5С6 и делитель R6R9 поступает на выходной разьем Х1. Переключатель SW1 позволяет получить два диапазона выходных напряжений: 0…10 мВ и 0…100 мВ. Плавную регулировку выходного напряжения выполняют переменным резистором R9.


         
    Для получения однотонального сигнала нижней частоты надо подать на вывод 3 микросхемы DD2 сигнал низкого логического уровня (нажать кнопку SВ1). Для возврата в режим генерации двухтонального сигнала необходимо нажать на кнопку SВ2, ( исходное состояние контактов нормально- замкнутое, а не нормально- разомкнутое как ошибочно указано на схеме.) , т.е. отключить и снова включить питание микросхемы и тем самым установить микросхему в исходное состояние. Индикацию включения режима однотональной генерации выполняет светодиод HL1, соединенный через токоограничительный резистор R8 с выводом 9 микросхеммы DD2, на котором в однотональном режиме присутствует импульсный сигнал прямоугольной формы.
         Все постоянные резисторы, примененные в устройстве — С2-29, С2-33. Их монтаж выполняют в вертикальном положении. Подстроечный резистор R6 — СП3-19а, переменный резистор R9 — СПО-05. Электролитические конденсаторы — К35-50, конденсаторы С5 и С6 — К10-50а или КМ, остальные — К10-17-1″б».
         Вместо микросхемы ВТ91531 без изменения режимов работы и топологии печатной платы можно использовать UM91531 (изготовитель фирма UMC ) или их отечественный аналог КР1008ВЖ19.

         Генератор устанавливают в металлический корпус с размерами 90*45*30 мм.

         При наладке устройства, к его выходу (разьем Х1) подключают осциллограф и милливольтметр. Переключатель SW1 устанавливают в положение 10 мВ, а переменный резистор R9 в верхнее (по схеме) положение. После подачи напряжения питания на выходе Х1 должен наблюдаться двухтональный сигнал . При его отсутствии необходимо проверить с помощью осциллографа с высокоомным входом генерацию кварцевого генератора (вывод 11 микросхемы DD2). Генерацию можно определить также и по потребляемому устройством току — при отключении кварцевого кварцевого резонатора потребляемый ток изменяется на 0,5…1,5 мА.

         Далее с помощью подстроечного резистора R6 устанавливают амплитуду выходного напряжения двухтонового сигнала равной 10 мВ. Затем измеряют выходное напряжение при установке переключателя SW1 в положении 100мВ. При необходимости его точной установки подбирают резистор R5.
         Для проверки однотонального режима надо нажать на кнопку SВ1. После ее нажатия на экране осциллографа должен появиться синусоидальный сигнал нижней частоты.
         
    Питать генератор удобно напряжением 5-7 вольт, которое имеется на микрофонном разьёме у многих зарубежных трансиверов.

         Описаный высокостабильный двухтональный генератор хорошо подходит для настройки трансивера Радио 76.
  • r4f.su

    Двухтональный генератор

    Одно из основных требований, предъявляемых к усилителям однополосного сигнала,- линейность их амплитудной характеристики. Усилитель с плохой линейностью обычно является источником помех другим радиолюбителям, а иногда и телезрителям. Для выявления нелинейных искажений в усилителях SSB сигнала применяют метод испытания двумя тонами.


         Если подать на вход однополосного передатчика два низкочастотных сигнала разных по частоте, но одинаковых по амплитуде, то сигнал на выходе усилителя мощности будет изменяться по синусоидальному закону от нуля до максимального значения (рис.1).

    Рис.1
         Период изменения определяется разностью частот на входе передатчика. По форме огибающей выходного сигнала, по отклонениям её от синусоидального закона можно судить о линейности амплитудной характеристики устройства.
         Форму и уровень сигнала контролируют осциллографом. Так как амплитуда выходного напряжения исследуемого усилителя составляет обычно десятки вольт, то сигнал можно подать непосредственно на отклоняющие пластины осциллографа (в том числе и низкочастотного).
    Источником двухтонального сигнала может быть генератор, схема которого изображена на рис.2.


    Рис.2
         Он состоит из двух генераторов с обратной связью через двойные Т-мосты и эмиттерного повторителя. Генератор, собранный на транзисторе V1, вырабатывает частоту 1550 Гц. а на V2- 2150 Гц. Через развязывающие резисторы R1 и R5 сигналы генераторов поступают на эмиттерный повторитель (транзистор V3).
    При использовании элементов с номиналами, указанными на схеме, «суммарное» выходное напряжение (включены оба генератора устройства) составляет около 0,1 В. Выходное сопротивление — около 300 Ом.
         Налаживание начинают с точной установки частоты генераторов. Для этого, подавая поочередно питание на каждый из них, подбирают элементы Т-мостов. При этом следует иметь в виду, что для сохранения хорошей синусоидальной формы выходного сигнала сопротивление резисторов R2 (R6) и R4 (R7) должно быть примерно в 10 раз больше сопротивления резистора R3 (R8), а ёмкость конденсаторов С1 (С6) и С4 (С8) — в два раза меньше ёмкости конденсатора СЗ (С7).
    После установки частот генераторов подстроенным резистором R5 выравнивают амплитуды сигналов. Так как резистор R5 в некоторой степени влияет и на уровень сигнала генератора на транзисторе V1, эту операцию проводят методом последовательных приближений.

         Генератор собран на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм и размерами 55×65 мм (рис. 3).


    Рис.3
         В нем использованы конденсаторы КМ-5, резисторы ОМЛТ-0,125 (R5 — СПЗ-1А), транзисторы КТ315 с любым буквенным индексом. В приборе можно применить любые низкочастотные или высокочастотные транзисторы структуры n-р-n или р-n-р. Естественно, что в приборе на транзисторах структуры р-n-р полярность источника питания должна быть другой. Как видно из рис. 2, прибор имеет отдельные выводы для подключения питания генераторов. Это позволяет при необходимости подавать на передатчик однотональный испытательный сигнал частотой соответственно 1550 и 2150 Гц. В этом случае для коммутации цепей питания генератора устройства необходимо установить переключатель на два направления и четыре положения («Выключено», «1550 Гц», «2150 Гц», «Двухтональный сигнал»). Можно использовать и переключатель на одно направление, «развязав» точки переключения генераторов двумя диодами (любого типа). Для установки уровня выходного сигнала на выходе прибора необходимо включить переменный резистор сопротивлением 5… 15 кОм.
         При настройке передатчика с помощью генератора к усилителю мощности подключают эквивалент антенны сигнал с которого подают на осциллограф. Уровень сигнала с двухтонального генератора устанавливают таким же, как и максимальный уровень сигнала, развиваемый микрофоном, с которым используется передатчик. Включив передатчик, подбирают частоту развертки осциллографа так, чтобы получилось устойчивое изображение осциллограммы на экране. После этого регулируют передающий тракт, добиваясь минимальных искажений огибающей ВЧ сигнала.
         Описаный двухтональный генератор хорошо подходит для настройки трансивера Аматор 160.

    ra4foc.narod.ru

    Кварцевый гетеродин

    В технике КВ и УКВ часто используется перенос частот одного диапазона в другой, с целью дальнейшей обработки сигналов имеющимися техническими средствами. Например: имеется хороший трансивер на КВ диапазоны (кварцевые фильтры, DSP, амплитудные ограничители и пр.), но нет возможности работать в двухметровом диапазоне (144…146 МГц). В этом случае необходим конвертер (только на приём), или трансвертер (для переноса частот на приём и на передачу). И конвертер и трансвертер имеют один очень важный узел – кварцевый гетеродин – “подставку”, частота которого в комбинации с частотой входного сигнала даёт желаемую для дальнейшей обработки в трансивере. В нашем случае, это может быть, например, 116 МГц для переноса диапазона 2 м в 10-метровый (144 – 116 = 28 МГц) или 130 МГц — в 20-метровый диапазон (144 – 130 = 14 МГц). Автор применял последнюю комбинацию в трансвертере к трансиверу UW3DI (оба в ламповом исполнении), работая на “двойке” с начала семидесятых годов прошлого века. Для получения кварцевого гетеродина с частотой 130 МГц тогда пришлось городить устройство на двух лампах: двойном триоде и пентоде (кварцевый генератор 6,5 МГц, умножитель частоты на 5 = 32,5 МГц, удвоитель частоты = 65 МГц и ещё один удвоитель = 130 МГц).

         
    С той поры минули годы, сильно изменилась как сама компонентная база, так и схемотехника радиоаппаратуры, в частности и кварцевых генераторов. На смену лампам и биполярным транзисторам пришли полевые транзисторы различных структур, позволяющие решать задачи, о которых раньше можно было лишь мечтать. Автор, в своё время, экспериментируя, пришёл к схеме простого кварцевого генератора на полевом транзисторе [1, 2, 3].



    Рис.1
         
    Была отмечена предельная простота, надёжность и высокие показатели таких кварцевых генераторов, их способность работать в широком диапазоне питающих напряжений, что позволило, например в портативном CW/SSB приёмнике отказаться от стабилизации напряжения питания и повысить экономичность устройства [2]. Кварцевый генератор [1, 2, 3] (Рис. 1) работал или на основной или на третьей гармонике применяемых кварцевых резонаторов, что ограничивает область применения таковых, при доступных кварцевых резонаторах, частотами, примерно, 60 МГц. Попытки применения генератора с использованием пятой гармоники успеха (с доступными резонаторами) не имели: выходное напряжение было катастрофически малым. На мой взгляд, это получается из-за того, что кварцевый резонатор в этой осцилляторной, не имеющей специальной цепи обратной связи, схеме (Рис.1) возбуждается на основной частоте (на что уходит львиная доля мощности генератора) с набором гармонических составляющих, убывающих по амплитуде с увеличением номера гармоники. Контуром L1C1 выделяется напряжение нужной гармоники (1, 3 – чётные гармоники ослаблены), естественно, что амплитуда напряжения гармоник с более высоким номером будет мизерной. Несколько видоизменим схему генератора.

    Рис.2
         
    Для устранения нежелательных фазовых сдвигов, уменьшения уровня шумов и повышения предельной рабочей частоты генератора, упраздним цепочку R2C3 в цепи истока ПТ VT1 (Рис. 1)., одновременно, для гашения колебаний основной частоты (1 гармоники кварцевого резонатора) добавим резистор R1 и катушку L1 – для обеспечения фазовых соотношений в генераторе только на частоте необходимой гармоники (Рис.2), контур L2C1 выполняет здесь ту же функцию выделения напряжения, что и в генераторе на Рис. 1, но для той гармоники, на которую настраивается последовательный контур L1Скв, где Скв – ёмкость кварцедержателя ZQ1, включенная с L1 последовательно. Настраивая контуры L1Скв и L2С1 в резонанс на нужную гармонику кварцевого резонатора, получаем генератор, способный работать на частотах выше 100 МГц. Такой генератор не имеет в выходном сигнале напряжения основной гармоники и называется, поэтому, обертонным. Для обеспечения подавления 1 гармоники и повышения выходного напряжения, возможно применения этого генератора и на 3 гармонике, однако, основной интерес к этой схеме должно проявить, так как она надёжно работает на 5 и 7 гармониках резонаторов.
         
    Покупной резонатор на 15,000 МГц (1 гармоника) был запущен в схеме Рис.2 сначала на частоте 75 МГц – 5 гармонике, затем 105 МГц – на седьмой, отмечена обычная особенность генераторов на гармониках: возбуждаться выше расчётной (по 1 гармонике) частоты, так, — точная частота генерации на седьмой гармонике резонатора 15 МГц составила 105,0404 МГц. Поскольку в обертонный генератор входят и катушки индуктивности L1 и L2 (для повышения добротности контура в цепи стока VT1 контурный конденсатор С1 не использовался), то их добротности и стабильности нужно уделить особое внимание – для эксперимента были взяты унифицированные катушки ШИ4778003 по ТУ радиостанции “Кама — С”.

    Рис.3
         Катушки имеют каркасы диаметром 10 мм с сердечниками из карбонильного железа МР3 с резьбой М6 х 0,75, на каркасах имеется канавка, в которую с шагом положены 7 витков провода ПСР 0,51, имеется отвод от середины, катушки экранированы. Подключение катушек полностью (выводы 1-4 (Рис.3)) позволило, перемещая сердечники, настроить контуры сначала на 75 МГц (5 гармоника), а затем, полностью вывернув сердечники, и на 105 МГц (7 гармоника). Измерение частоты генератора, смонтированного на небольшой макетной платке, производилось частотомером MASTECH MS6100, катушка связи от которого, одевалась поверх L2, с которой был снят экран (L1 – в экране). Подпаяв другой резонатор, — обертонный на 56 МГц (частота 3 гармоники), я, вставив сердечники внутрь каркасов катушек, настроил генератор на частоту 93,3333 МГц, предполагаемую частоту 5 гармоники относительно основной 56 : 3 х 5 = 93,3333 МГц, но генератор “включился” несколько ниже, видимо, сказался, учтённый в обозначении на корпусе резонатора, уход частоты вверх в обертонном кварце. Индуктивности катушек были явно большими для частоты 7 гармоники и их пришлось переключить на отводы выводами 1-3 (или 4-3), вращая сердечники катушек, я получил генерацию на частоте 130,6377 МГц (!!!), что также ниже расчётных по первой гармонике (56 : 3 х 7 = 130,6666 МГц). Но генератор работает, чем не подспорье и повод к мыслям о замене тех “ламповых” 130 МГц!

         
    С одной стороны, это говорит о том, чтобы ещё раз подвергнуть ревизии, имеющиеся у радиолюбителя кварцевые резонаторы и оценить возможность их применения в конструкциях, пересчитав частоты, например, обертонных, относительно их основной (первой) гармоники и с учётом работы на гармониках, включая седьмую (составить таблички на имеющиеся резонаторы). С другой стороны, не пора ли от многокаскадных гетеродинов, например, на “двойку” переходить к однокаскадным, а на более высокочастотных диапазонах сократить количество каскадов гетеродинов, что позволит упростить аппаратуру, почистить спектр излучаемых ею сигналов, снизить её габариты, энергопотребление и вес. Уменьшение числа каскадов гетеродина и кратности умножения частоты улучшает спектральную чистоту напряжений как самих генераторов, так и устройств, куда эти генераторы входят, в целом; уменьшается фазовый шум. Деление частоты такого генератора, скажем, для применения на КВ, казалось бы, должно было ешё улучшить последний показатель, но, как правило, из-за неоптимальной конструкции делителя, отсутствия должных: экранировки, развязки и согласований и вносимых делителями специфических помех, это преимущество остаётся, в большинстве своём, теоретическим.

         
    Несколько конструктивных особенностей генератора: для устранения побочных связей катушки L1 и L2 должны быть изолированы друг от друга по полю, т. е., между ними должен быть экран, для устранения подвозбуждений генератора, что повлечёт за собой искажение формы выходного напряжения генератора и ухудшение спектральной чистоты его выходного напряжения (в простейшем случае, хотя бы одна из катушек, например, L1 должна иметь экран). Генератор следует исполнять с соблюдением правил СВЧ монтажа, причём, такие требования становятся актуальными в прямой геометрической прогрессии относительно роста частоты. Катушка L1 должна обязательно подстраиваться сердечником (из материала, работающего на частоте генерации), в противном случае, подбор индуктивности этой катушки может оказаться трудоёмкой операцией, хотя вариант с бескаркасной катушкой и подстройкой её перемещением витков относительно друг друга, при настройке, исключать не следует. Контур L2C1 может подстраиваться как сердечником с достаточно низкой величиной проницаемости 5ВЧ…20ВЧ, в зависимости от рабочей частоты, с упразднением С1, так иметь и бескаркасную конструкцию катушки с подстройкой частоты с помощью С1 или раздвиганием/сжатием витков катушки L2, при упразднении С1, во всех случаях экранировка между “входом” и выходом генератора обязательна. Катушки, не имеющие сердечников, обладают значительным полем рассеяния, поэтому, с одной стороны, они должны располагаться на плате горизонтально и как можно ближе к подстилающей поверхности земляной фольги, что благоприятно скажется на уменьшении излучения катушки, с другой стороны – такое размещение ухудшает добротность катушки и все дестабилизирующие факторы, например, вибрация фольги, в большей степени, негативно скажутся на настройку контура, нужен разумный компромисс. В качестве активного элемента в генераторе применён полевой транзистор КП303Е, который может быть заменён аналогичными из серии КП307 или КП312. Чем выше применяемая частота в генераторе, тем короче должен быть вывод истока транзистора. “Снимать” напряжение гетеродина на смеситель можно как с отвода катушки L2 (автотрансформаторно), так и с помощью катушки связи, размещённой у “холодного” конца L2 (в обоих случаях, — 1…2 витка). Выходное напряжение гетеродина можно регулировать и изменением напряжения его питания. Несмотря на то, что частота кварцевого генератора (гетеродина) (Рис. 2), при изменении напряжения питания, меняется не столь драматично (см. Табл. 1), питать генератор, всё же, для достижения высокой стабильности, желательно, через стабилизатор напряжения (например, маломощный регулируемый, — на LM317L).









    Таблица 1.
    Влияние напряжения питания на частоту кварцевого генератора (Рис. 2)

    Напряжение питания, В

    Частота генератора, кГц

    12

    105043,7

    11

    105043,5

    10

    105043,1

    9

    105042,7

    8

    105042,0

    7

    105041,3

    6

    105040,4

         
    Минимальное напряжение, при котором возбуждается генератор находится вблизи 3,9 В, максимальное – зависит от прочности транзистора VT1. При напряжении питания 10…12 В от генератора можно получить Uвых до нескольких вольт. При уменьшении напряжения питания Uвых снижается. Стабильность генератора в целом зависит не только от стабильности напряжения питания, но и от добротности и стабильности его катушек индуктивности (механической и температурной), следует уделить этому повышенное внимание: катушки мотаются серебрёным проводом, в крайнем случае, простым обмоточным без снятия изоляции (не лудить!). Готовый генератор следует несколько раз подвергнуть циклу нагрева не выше 100º С в духовке и охлаждению в холодильнике, соотношение в циклах не менее 1 : 10, соответственно, для снятия механических напряжений. Резистор R1 (Рис. 2) должен быть безиндуктивным (подойдут типа МЛТ, МОН), номиналом ниже 1 кОм, критерий надёжная блокировка возникновения колебаний 1 гармоники кварцевого генератора. Ток, потребляемый генератором, при испытательном напряжении 6 В, составил 5,9 мА.

         
    Если в готовой аппаратуре ощущается нехватка напряжения с кварцевого гетеродина, например, в связи с переделкой смесителя на более высокоуровневый, то, пересмотрев формирование частоты гетеродина на основе предложения, высказанного в этой статье, можно высвободить последний каскад умножителя, перевести его в усилительный режим и с минимальными переделками достигнуть поставленной цели. При необходимости заставить предлагаемый кварцевый генератор работать на низкоомную нагрузку необходимо добавить буферный каскад на полевом транзисторе, например, КП902, КП907, можно и на биполярных, но, во всех случаях, желательно тщательное согласование между каскадами и линейный режим работы дополнительного усилителя.

         
    Настройка генератора довольно проста: сначала, параллельно кварцевому резонатору ZQ1 (Рис. 2) подключаем ГСС с установленной на нём частотой необходимой гармоники. Настраиваем контур L2C1 на максимум показаний, например, резонансного волномера, расположенного рядом с катушкой этого контура, затем отключаем ГСС. Вращая сердечник катушки L1, добиваемся появления генерации, о чём свидетельствуют показания волномера. С выходом генератора связываем частотомер и по максимальным показаниям волномера и контролю частоты на частотомере последовательными (несколько раз): вращением сердечника катушки L1 и коррекцией настройки контура L2C1 окончательно настраиваем генератор. Если генератор не возбуждается во всех положениях сердечника катушки L1, то либо: в генераторе применён дефектный кварцевый резонатор, либо предел изменения индуктивности катушки L1 не допускает настройку контура L1Cкв на частоту нужной гармоники, либо предварительно рассчитанная частота настройки контура L2C1 оказалась неверной (напоминаю, что частоты генерации резонаторов на высших гармониках смещаются вверх, относительно указанной на корпусе резонатора частоты первой гармоники и могут оказаться ниже расчётного значения частоты гармоники рассчитанной через первую гармонику у обертонного резонатора. Пример: на корпусе обертонного (третья гармоника) резонатора указана частота 56,0 МГц, делим на три, частота первой гармоники по расчёту составит 18,666 (в периоде) МГц, ожидаемая по расчёту частота седьмой гармоники будет 18,666 х 7 = 130,666 МГц, реально генератор возбудился на частоте 130,6377 МГц, ниже по частоте, что даёт повод сделать заключение о том, что уход частоты резонатора при возбуждении на 3 гармонике вверх был учтён в маркировке и частота 56,0 МГц получена с резонатором, имеющим частоту первой (основной) гармоники ниже 18,666 МГц). Об этом нужно помнить и при повышенном требовании к точности установки частоты, нужно специально подбирать резонаторы и устанавливать в небольших пределах частоту генерации путём небольшой расстройки контуров генератора или изменением напряжения его питания.

         
    Подбор связи со смесителем следует осуществлять или с помощью подстроечного конденсатора, включенного между отводом катушки (который тоже можно двигать в пределах 1…2 витков) и гетеродинным входом смесителя (конденсатор на рисунках не показан) или путём изменения расстояния между катушкой L2 и катушкой связи, подключенной к гетеродинному входу смесителя. Внесённую расстройку контура L2C1 во всех случаях необходимо компенсировать.

         
    Несмотря на неоднозначность подхода к преимуществу кварцевых гетеродинов, работающих на гармониках кварцевых резонаторов, без умножения частоты, следует сказать несколько слов в их защиту. Несколько меньшая стабильность (из-за наличия катушки L1, например) частоты генератора по схеме Рис.2 окупается, относительно Рис.1 тем, что меньшая нестабильность последнего после умножения частоты во столько же раз умножается, приближаясь к нестабильности первого, фазовый шум (все подёргивания частоты), вызванный, как процессами внутри транзистора генератора, так и факторами изменения питающего напряжения генератора и наводками на него в схеме с генератором на Рис. 1 и умножителями будет также умножены, плюс вложенный белый шум, который усиливается всеми каскадами, следующими за генератором (и собственные шумы этих каскадов), искажение формы сигнала генератора приводит к появлению новых нежелательных частот, которые при умножениях производят новые. Частота генерации самого генератора, хоть в ослабленном виде, тоже проходит к смесителю, что, в конечном итоге, сильно снижает динамический диапазон последнего. Другое дело, когда мы имеем дело с одной частотой в гетеродине, да ещё кварцевом, где фазовый шум не умножается, если не применяется усилитель, то и белый шум будет иметь минимальный уровень, выбор режима работы транзистора (не “ голодный ”), с умеренным током стока и применение двух контуров, настроенных на частоту гармоники будут гарантировать отличную форму сигнала гетеродина, останется только правильно согласовать гетеродин со смесителем: по напряжению и импедансу.

    r4f.su

    Библия UW3DI — Стр 4

    Простые
    приборы для настройки трансивера

    Сигнал
    — генератор

    Прибор
    можно использовать в качестве простейшего
    сигнал — генератора для налаживания
    различной усилительной и приемной
    радиоаппаратуры.
    Сигнал — генератор
    собран на стабилитроне Д810, пригодны
    также Д808 или Д814А — Д814Г.
    Схема прибора
    показана на рисунке.
    Весь диапазон
    частот генератора 100 кГц — 27 мГц разбит
    на пять поддиапазонов:

    100 кГц — 300
    кГц
    300 кГц — 1 мГц
        1 мГц —
    3 мГц
        3 мГц — 9мГц
        9
    мГц — 27 мГц.

    Максимальное напряжение
    на выходе генератора составляет единицы
    милливольт. Режим работы генератора
    устанавливают переменным резистором
    R1. Питание осуществляется от батареи
    напряжением 12В или от отдельного
    выпрямителя.

    Катушки L1 — L5 совместно
    с конденсатором переменной емкости С3
    образуют колебательные контуры,
    выделяющие частоты, которые можно
    получить на выходе генератора.

    Катушки
    генератора наматывают на каркасах
    диаметром 7,5 мм с подстроечным сердечником
    СЦР — 1 (применяются в усилителях ПЧ
    телевизоров). Намоточные данные приведены
    в таблице:

    L1 — 270 + 270 витков ПЭЛШО-0,1
    L2
    — 260 витков ПЭЛШО-0,12
    L3 — 80 витков
    ПЭЛШО-0,12
    L4 — 30 витков ПЭВ-0,2
    L5 — 10 витков
    ПЭВ-0,2

    Катушки L1 — L3 наматывают внавал,
    ширина намотки 7 мм;
    катушки L4 и L5 — в
    один слой, виток к витку.
    КПЕ С3 — любого
    типа необходимой емкости.

    Настраивают
    генератор при выключенном питании.
    Выход генератора соединяют с выходом
    эталонного ГСС, а паралельно контуру
    подключают ламповый вольтметр. По
    максимальному показанию вольтметра,
    которое будет соответствовать резонансной
    частоте контура, выбирают требуемые
    границы поддиапазона и градуируют шкалу
    генератора. Аналогично настраивают
    контуры других поддиапазонов.

    Принцип
    настройки приемников с помощью описанного
    генератора такой же, как и с ГСС. При
    настройке контуров на определенные
    частоты сигнал подают с зажима «Вых.1»,
    а при сопряжении контуров — с зажима
    «Вых.2»

    Прибор
    для подбора диодов

    Прибор
    представляет собой простой обычный
    мостовой измеритель. Диоды, отобранные
    с помощью тестера по наиболее близкому
    «прямому» сопротивлению, включаются
    в схему. При изменении тока через диоды
    с помощью резистора R1 наблюдают степень
    идентичности характеристик
    диодов.

    Необходимым условием
    качественного измерения является
    равенство сопротивлений R2 = R3. Их можно
    подобрать используя цифровой мультиметр,
    или использовать одинаковые сопротивления
    с допуском не более 1%.

    Генератор
    шума

    Генератор
    шума применяется как альтернатива
    сигнал-генератору. С его помощью можно
    настроить весь приемный тракт трансивера.
    Принцип работы простой — на вход
    настраиваемого каскада подается сигнал
    с генератора, и по максимуму шума на
    выходе УНЧ настраивается каскад. Таким
    образом можно проверить и настроить
    весь приемный тракт. Передающий не знаю,
    не пробовал.

    ВЧ
    — пробник

    Этот
    простой приборчик может с успехом
    выполнять функцию лампового вольтметра.
    Не смотря на свою простоту, со своими
    обязанностями он справляется весьма
    прилично. По крайней мере, «больше —
    меньше» всегда покажет. А большего
    от него и не требуется. 🙂

    Гетеродинный
    индикатор резонанса

    На
    рисунке приведена схема простого ГИРа,
    комплект сменных катушек которого
    позволяет работать в четырех диапазонах
    КВ и УКВ с полосами частот 4 — 8 МГц, 8 — 16
    МГц, 16 — 32 МГц, 40 — 80 МГц.
    Шкалу частот
    ГИРа калибруют в точках 4,0; 5,0; 6,0; 7,0 и 8,0
    МГц. На всех других диапазонах используется
    та же шкала, но цена делений увеличивается
    соответственно в 2, 4 и 10 раз. Автогенератор
    ГИРа собран по трехточечной схема с
    емкостной обратной связью на полевом
    транзисторе Т1. Его частота плавно
    перестраивается по диапазону при помощи
    КПЕ С1 с воздушным диэлектриком. Сменные
    контурные катушки L1 наматываются на
    отдельных цилиндрических каркасах из
    полистирола с внешним диаметром 12 мм
    проводом ПЭВ-1 0,4. Моточные данные для
    разных диапазонов приведены в таблице:
    Для
    повышения устойчивости генерации в
    широком диапазоне частот введен
    переключатель В1, с помощью которого
    коммутируются С5 и С6, корректирующие
    работу прибора на КВ или УКВ. Индикатором
    настройки прибора является микроамперметр
    на ток 50 мкА. При наличии генерации
    прибор должен показывать ток 30 — 40 мкА.
    Если вблизи L1 (на расстоянии до 10 см)
    будет находиться контур приемника или
    передатчика, настроенного на частоту
    ГИРа, то показания прибора должны
    уменьшиться.

    Универсальность этого
    ГИРа заключается в том, что он может так
    же работать в качестве высокостабильного
    генератора, если катушку L1 заменить
    кварцем. Каких-либо дополнительных
    переделок при этом не требуется.

    Для
    изготовления ГИРа может быть использован
    транзистор КП302 или КП303 с любой буквой.
    Корпус прибора с внешними размерами
    40х50х100 мм рекомендуется делать из
    алюминия. Шкалу изготавливают в виде
    круга диаметром 50 мм и наклеивают на
    картонный диск толщиной 3 мм.

    Ваше
    мнение о моем творении

    Ну
    вот, уважаемый читатель, я и закончил
    свое повествование.
    Насколько это
    было интересно, нужно и полезно для
    ВАС?
    Возможно, мои мысли и идеи помогли
    Вам в каком-то вопросе, а может быть
    напротив, совсем не понравилось.
    PS:
    Если Вам понравилась моя книга и Вы
    хотели бы получать новую информацию по
    данной теме, новые главы по мере их
    публикации, а также быть в курсе всех
    новостей жизни этой книги, заходите на
    мою страничку или напишите мне письмо.
    Буду рад Вам помочь.

    studfiles.net