Перестраиваемый генератор на керамическом резонаторе.

Попались мне на глаза керамические резонаторы на частоту 3,58 и 3,64 МГц, а также кварцы 3,579545 МГц. И тут же возникла идея сделать гетеродин для приема цифровых станций FT8. Для этого частота гетеродина должна была ниже принимаемой частоты и составлять 3,572 или 3,573 МГц. А для этого частоту керамических резонаторов нужно поднять, а частоту кварцев опустить.

Рис. 1.

Но для начала решил посмотреть. отличается ли резонансный интервал керамического резонатора и кварцевого резонатора. Оказалось, что очень существенно.

Рис. 2.

При диапазоне просмотра 1 - 30 МГц видны как основной резонанс, так и гармониковые резонансы (3-й и 5-й, 7-й имеет очень малый уровень) керамического резонатора в коричневом корпусе с двумя выводами (рис. 1). Посмотрим резонансный промежуток основного резонанса.

Рис. 3.

Ширина оказалась около 300 кГц. Причем, обратите внимание, частота, написанная на корпусе (3,58 Мгц) не совпадает ни с частотой последовательного резонанса, ни с частотой параллельного, а находится где-то между ними.

Меня давно интересовал вопрос, а что это за керамические резонаторы с тремя выводами. Оказалось, что там кроме самого резонатора есть еще и два конденсатора.

Рис. 4.

Если подключить к генератору выводы 1 и 2, то параллельно с резонатором подключается конденсатор емкостью 15 пФ, а если подключить выводы 2 и 3 (или 1 и 2), то последовательно с резонатором будет включен конденсатор 30 пФ.

Рис. 5.

При подключением выводами 1 и 3, видно, что сместился вниз параллельный резонанс и за счет этого сузился резонансный промежуток.

Рис. 6.

При подключением выводами 1 и 2 (или 2 и 3), видно, что не только сместился вниз параллельный резонанс, но и сместился вверх параллельный резонанс и за счет этого резонансный промежуток сузился еще больше и стал чуть больше 50 кГц, т.е. сузился в 6 раз по сравнению с рис. 1.

Такое существенное влияние, оказываемое включенными последовательно и параллельно конденсаторами, дает надежду на широкий диапазон перестройки генератора. Ну а что же кварц?

Рис. 7.

Тут совсем другое дело, резонансный интервал всего около 10 кГц, причем частота обозначенная на корпусе (3,579545 МГц) почти совпадает с частотой последовательного резонанса. В этом случае разговор может идти о перестройке генератора на единицы килогерц.

В качестве генератора я всегда использую емкостную трех точку с эмиттерным повторителем, которая работает стабильно с разными кварцами, но на основной гармонике.

Рис. 8.

Отношение конденсаторов С1/С2 может колебаться от 1 до ..... Вот это меня и заинтересовало. В литературе есть разные данные в зависимости от частоты. Так как 3,5 МГц - относительно низкая, емкость конденсатора С2 я выбрал 330 пФ. С1 я брал емкостью 100 47 и 2 пФ.

Как ни странно, но генератор работал одинаково хорошо при всех емкостях конденсатора С1. Причем напряжение на выходе менялось всего на 25-30%. Удивило меня также то, что форма колебаний на самом керамическом резонаторе не совсем идеальный синус.

Рис. 9.

Вверху - форма сигнала ны выходе генератора, внизу - на керамическом резонаторе. С кварцевым резонатором все гораздо лучше.

Рис. 10.

На кварцевом резонаторе практически чистый синус, да и размах колебаний на выходе почти в два раза больше, чем у керамического.

И стабильность у кварцевого генератора гораздо выше, чем с керамическим резонатором, у которого частота ползет вверх. За 5 мин частота ушла на 1,6 кГц, затем за 5 мин - на 400 Гц, а затем оставалась практически постоянной.

При емкости С1 = 2 пФ и керамическим резонатором (без С5 и L1, см. рис. 8) частота генератора было равна 3,559 МГц и была ниже, чем нужно (3,573 МГц). Я подключил последовательно с кварцем КПЕ 9 - 51 пФ. В результате частота перестраивалась в диапазоне 3,594 - 3,637 МГц. Теперь частота была выше необходимой. Я взял КПЕ с твердым диэлектриком для карманного приемника 30 - 300 пФ.

Рис. 11.

С таким конденсатором частоту можно было перестраивать в диапазоне 3,565 - 3,637 МГц, т.е. от QRP CW до SSB. Затем я последовательно с керамическим резонатором включил катушку индуктивностью 20 мкГн и КПЕ.

Рис. 12.

При частично вывернутом сердечнике частота перестраивалась в диапазоне от 3,534 до 3,639 МГц и перекрывает часть участка CW, участок CW QRP, участок всех видов цифровой связи и захватывает кусочек SSB.

Если взять конденсатор С1 (рис. 8) емкостью 100 пФ, то частота с "голым" керамическим резонатором составила 3,504 МГц, а с КПЕ (рис. 11) частота менялась от 3,515 до 3,585 МГц. Для CW и цифры - самое то. Так что вместо катушки индуктивности вполне можно использовать такой резонатор. Думаю, что если генератор поместить в экран, то и уход будет меньше.

На закуску я попробовал увести частоту кварца вниз. Попробовал последовательно с ним включить катушку с индуктивностью 20 мкГн - частота сдвинулась на 120 Гц. Увеличил индуктивность до 100 мкГн. Частота опустилась до 3,5772 МГц. Добавил последовательно еще один такой же дроссель - частота почти та, что нужна - 3,5743 МГц. Включил параллельно кварцу еще один такой же - частота ушла ниже - 3,5628 МГц. Добавляю КПЕ,

Рис.. 13.

Частота изменялась в диапазоне от 3,5659 до 3,5813 МГц. И что особенно радовало, так это, то, что стабильность частоты была кварцевая и никуда не уходила.

Думаю сделать вот такой генератор для приемника прямого преобразования.

Рис. 14.

Сигнал снимаю с керамического резонатора, очищаю его с помощью колебательного контура, который нагружен на эмиттерный повторитель. Сигнал с возможностью регулирования амплитуды, а затем он попадает на усилитель с небольшим коэффициентом усиления.

Всем здоровья и успехов!