Про туннельные диоды с сети есть довольно много информации, описано много опытов с ними. Возможно, интерес к ним вызван тем, что они никогда не использовались в бытовой электронной аппаратуре. Иногда они встречались в промышленных осциллографах, в генераторах развертки, а также в простых любительских схемах. Подавляющее большинство экспериментов с туннельными диодами описывает применение их в качестве генераторов или маломощных передатчиков. Когда в мои руки попали такие детали, я также не удержался от соблазна поэкспериментировать с ними.
В моем распоряжении оказались диоды трех типов: АИ201А (они же 3И201А), ГИ103А (1И103А) и диоды неизвестного типа с цветовой маркировкой (марку их в справочниках найти не удалось, было сомнение ,что это вообще туннельные диоды).
С диодами АИ201 я немного поигрался – собрал на скорую руку простой генератор на частоту порядка 10 МГц, познал «радость» поиска рабочей точки для устойчивой генерации и немного успокоился. ГИ103А мне показались более интересными, но их размеры и невозможность пайки тогда меня отпугнули, и я и убрал их в коробку с деталями.
Каждый раз, когда я на них натыкался, мое техническое любопытство не давало мне покоя. И вот, наконец, я решился с ними поэкспериментировать. Просто собрать генератор мне показалось не очень интересным, хотелось собрать конструкцию посложнее, например радиоприемник.
Не буду здесь расписывать теорию работы туннельных диодов, информации по ним очень много. Если кратко, это приборы, которые на некотором участке своей вольт-амперной характеристики имеют отрицательное дифференциальное сопротивление, благодаря чему могут использоваться в различных усилителях, генераторах, смесителях, переключателях и т.д.
Решил я глянуть старую техническую литературу и в серии «Массовая радиобиблиотека» (МРБ) обнаружил две интересные брошюры:
- Выпуск 628 – «Туннельные диоды в приемно-усилительных схемах» 1967 г.
- Выпуск 781 – «Генераторы на туннельных диодах» 1971 г.
В первой из книг мне встретилась схема сверхрегенеративного усилителя, которая показалась мне знакомой.
Напрягши память, я вспомнил, где видел подобное – это статья из журнала «Радио» №8, 1975 г. "Малогабаритная радиостанция на 1215-1300 МГц".
В статье, кстати, неправильно указана полярность включения диодов.
По этой схеме я и решил попробовать собрать приемник.
- Сразу отвечу на вопрос: «Что ты собираешься слушать на этих частотах?»
"Об этом я подумаю завтра" .Со значением частоты приемника я пока не определился, перестрою на другой диапазон, где могут присутствовать какие-нибудь сигналы. В крайнем случае соберу маячок. Мне важен сам факт возможности приема, а не содержание принимаемого сигнала.
Чтобы не было неожиданностей после сборки приемника, я решил предварительно убедиться в работоспособности диодов – все-таки они 1976 г. выпуска. Для этого собрал входную часть приемника из статьи, подобрав режим работы диода, для того, чтобы схема работала как генератор.
На скорую руку собрал полосковую линию из вышеуказанной статьи, не особо заморачиваясь с точностью размеров и качеством исполнения. Конструкция видна на фотографии.
Диод довольно хорошо держится за счет пружинящих свойств полосковой линии. Вместо переменного конденсатора я припаял небольшой кусок фольгированного текстолита, который фиксирует свободный конец резонатора.
Для измерения частоты получившегося генератора я использовал готовый модуль усилителя на SPF5189z , с усилением около 18 дБ и частотомер неизвестной модели, китайского происхождения, с граничной частотой 2,5 ГГц. Для питания был использован стабилизатор LM317, включенный по типовой схеме. Чтобы была возможность точной регулировки напряжения я поставил многооборотный переменный резистор, что очень облегчило настройку нужного режима диода. Генератор запустился очень легко, частота оказалась примерно такой, какая указана в статье - 1273 МГц. Это радует, значит, этот диод, скорее всего, будет работать в данном радиоприемнике.
Теперь, зная частоту получившегося генератора, можно посмотреть, как выглядит спектр генерируемого сигнала. Для этого можно применить широко известный USB SDR приемник на базе RTL2832U. В качестве антенны был использован кусок провода, длиной примерно 2 см., расположенный в 10 см. от генератора.
Сигнал оказался, там, где и ожидалось. Полоса генерируемого сигнала оказалась очень большой, возможно связано с низкой добротностью полосковой линии, или происходит какая-либо паразитная модуляция.
Ниже для примера сигнал генератора на транзисторе BFR93, на чуть более высокую частоту.
Частота колебаний в небольших пределах меняется при изменении тока через диод, у меня диапазон перестройки получился в пределах 1230 – 1280 МГц.
Итак, выяснилось, что диоды ГИ103А вполне рабочие и должны работать в выбранной схеме приемника. Нужно будет выбрать частоту, на которую делать приемник и можно приступать к сборке. Посмотрим, какие параметры можно получить от такой простой схемы.
