Генератор на гармониковом кварце с удвоением частоты.

От теории - к практике. У меня завалялось несколько кварцев, которые я откуда-то выпаял. Вот такие:

Рис. 1.

У меня их 8 штук, и, судя по следам припоя на корпусе, я пытался сделать из них фильтр на 36 МГц, но он не получился. И теперь понятно, почему.

Рис. 2.

Они были гармониковыми и фильтр из них получился бы на частоту 12 МГц. На характеристик видны еще 3-я и 5-я гармоники резонатора. Как раз частота 3-й гармоники совпадает с той, что обозначена на корпусе.

Вот я и решил на этом кварце собрать генератор на частоту 72 МГц: первая ступень - 36 МГц, а вторая, удвоитель, на 72 МГц. Схему выбрал вот такую:

Рис. 3.

Стрелками обозначены точки, в которых я буду отслеживать форму и частоту сигнала. Собрал первую часто схемы на макетке.

Рис. 3.

В качестве транзистора генератора взял SS9018. Они имеют граничную частоту около 1 ГГц, малую емкость, коэффициент усиления около 100 (у меня большинство 115 - 130) и стоят около 1 руб/шт. В эмиттерном повторителе стоит 2SC945. Граничная частота его пониже (300 МГц), но коэффициент усиления у моих 400 - 450, стоимость тоже 1 руб/шт. Для всяческих экспериментов - самое то.

Катушка на каркасе от дядюшки Ху с подстроечником из карбонильного железа имеет 7 витков провода ПЭЛ 0,44. Вместо постоянного конденсатора С1 можно поставить подстроечный 6-25 пФ. Схема одинаково хорошо работает при изменении напряжения питания от 4 до 8 В.

Но первым делом я подключил кварц к стандартному генератору по схеме емкостной трехточки.

Рис. 4.

Рис. 5.

Емкость С1 = 2 пФ, а С2 = 330 пФ. Генератор заработал на частоте основной гармоники - 12 МГц.

Рис. 6.

Теперь подключаю генератор рис. 3., установив сердечник катушки в среднее положение, питание - 4 В (один Li-ion аккумулятор). Генератор заработал на тре

Рис.7. Сигнал в точке В (рис. 3)

Увеличение напряжения питания в два раза увеличивало в два раза амплитуду колебаний, что приводило к частичному ограничению сигнала.

Рис. 8.

Оказалось, что даже подключение высокоомных щупов осциллографа к точкам А и Б (рис. 3) резко меняло картину и генератор начал работать не на третьей, а на пятой гармонике.

Рис. 9. Вверху - сигнал в точке В, внизу - в точке А.

Для получения максимальной амплитуды сигнала пришлось уменьшить индуктивность катушки, частично вывинтив из нее сердечник. Но стоило убрать щуп из точки А, генератор начинал работать на третьей гармонике. Подумав, я решил, что так как влияние сопротивления щупа можно считать бесконечным, то влияние оказывает его емкость, которая составляет около 3 пФ. Я подпаял параллельно резонатору конденсатор 2 пФ - генератор опять начал работать на пятой гармонике.

Рис. 10. Сигнал в точке В.

Переведя генератор в режим генерации на частоте 35 МГц подключи осциллограф к точкам В и Г. Пришлось уменьшить количество витков катушки в коллекторе VT3 до 5 (диаметр катушки 6 мм, провод - ПЭЛ 0,8). И вот требуемый результат достигнут.

Рис. 11. Вверху - сигнал в точке Г, внизу - в точке В.

Но видно, что колебания частотой 72 МГц промодулированы более низкой частотой.

Рис. 12.

Если посчитать, то в один период более низкочастотных колебаний укладывается ровно 6 периодов колебаний с частотой 72 МГц, т.е. модулирующие колебания имеют частоту 72 : 6 = 12, а 12 МГц - это частота первой гармоники кварцевого резонатора.

Вот такие практические результаты. Теперь осталось превратить этот генератор в ЧМ/ЧМ генератор.

Всем успехов и здоровья!