Емкостная трехточка

Всем добрый день.
Собрал емкостную трехточку по такой схеме:



Эта же схема, упрощена по ВЧ:



На коллекторе относительно земли должна быть гармоника
около 15МГц, амплитудой около 5В.

На эмуляторе схема запускается:



Схема, собранная на макетке, не запускается.



Проверил расчетами требования к модели автогенератора
(необходимые и достаточные):
1. Условие запуска в мягком режиме
2. Условие стационарного режима
3. Условие устойчивости стационарного режима
Проверил дополнительно:
1. Соотношение модуля реактивной проводимости контурной
катушки/конденсатора к активной проводимости контура,
те, в контуре резонанс ярко выражен на требуемой частоте



2. Соотношение модуля реактивного сопротивления контурной
катушки на требуемой частоте и ее активного сопротивления
на с учетом скин-эффекта на этой частоте,
активное сопротивление сравнительно очень мало
3. Конструкцию катушки, соответствующую
требуемой индуктивности:
однослойная, виток к витку, 5 витков,
диаметр витка 5мм, диаметр провода 0.5мм, диаметр провода с изоляцией 1мм
онлайн расчет на сайте https://coil32.ru/calc/one-layer.html:



4. Все контакты на реальной схеме

Вопрос:
какие еще требования к модели нужно учесть
для этой конкретной схемы, чтобы запустить генерацию?

0

Сообщение от technics должна быть гармоника около 15МГц ... Схема, собранная на макетке, не запускается.

15 МГц - достаточно высокая частота. Требования к макету должны быть как к высокочастотному монтажу. На такой макетной плате высокочастотные схемы макетировать нельзя.

0

Ну, расчет Вы произвели с научным подходом (хотя я не проверял). Осталось запустить практически.
Что за синие детали у Вас, это подстроечные сопротивления? Не знаю что они из себя "изнутри" представляют, но их нужно заменить обычными безындукционными постоянными резисторами.
Второе - номиналы резисторов, например в базе транзистора указано 356,88, это чего, Ом? Тогда это не годится.
Третье, конденсатор 100u это сколько? Я в новомодных программах не моделирую ничего, поэтому не понимаю это 100 мКФ или нет? Если так, то параллельно ему нужно обязательно поставить керамический конденсатор небольшой емкости, например 0,01. На симуляторе в Вас запускается, но симулятор вероятно делает кз по переменному току как раз через этот конденсатор. Практически конденсатор 100 мкф (а это ведь электролит по своей конструкции) на такой частоте просто не работает.
Конденсатор 47n с эмиттера как правило садят на "массу", хотя работать будет и как у Вас, но это менее правильно.
И зачем резистор в цепи коллектора? Намеренно уменьшить добротность? Зачем? Тем более таким низким сопротивлением.

Добавлено через 18 минут
Номиналы сопротивлений да и реактивностей я бы пересмотрел. Опять же конденсатор с базы на массу - электролит здесь не применим, нужен керамический конденсатор относительно большой емкости, это ведь схема с общей базой.

1

Сообщение от WH Ну, расчет Вы произвели с научным подходом (хотя я не проверял). Осталось запустить практически.

WH, по Вашим замечаниям:
1.

Что за синие детали у Вас, это подстроечные сопротивления?

убрал, знаю что могут влиять на требуемой частоте, но понадеялся, что слабо
2.

Второе - номиналы резисторов, например в базе транзистора указано 356,88, это чего, Ом? Тогда это не годится.

да, в Омах.
заменил на маломощные: R_b_1=10K, R_b_2=1K, рабочая точка транзистора осталась на месте.
вы написали, что делитель R_b_1=356,88 Ом и R_b_2=40 Ом не годится
поясните, пожалуйста, как 356,88 Ом и 40 Ом влияют на соответствие схемы и модели ее автогенератора.
3.

Третье, конденсатор 100u это сколько?

...

Практически конденсатор 100 мкф (а это ведь электролит по своей конструкции) на такой частоте просто не работает

да, 100мкФ.
добавил параллельно керамический, максимальной емкости которую нашел: 4.7мкФ
про электролит на высоких частотах верно, я упустил
4.

зачем резистор в цепи коллектора?

этот резистор выбран в модели, в расчете стационарного режима автогенератора
при таком значении амплитуда гармоники 15МГц достигнет около 5В
и мощность, потребляемая резитором контура, сравняется с мощностью, отдаваемой активным элементом в контур,
амплитуда гармоники прекратит повышатся, транзитор не будет переходить в перенапряженный режим, этого я не хочу.

в любом случае, резистор убрал, и убирал до этого не раз, чтобы проверить, что схема хотя бы запустится
5.

Опять же конденсатор с базы на массу - электролит здесь не применим

здесь у меня керамический, 4.7мкФ

Поправил по всем этим пунктам
Пока молчит схема

Сообщение от i8085 15 МГц - достаточно высокая частота. Требования к макету должны быть как к высокочастотному монтажу. На такой макетной плате высокочастотные схемы макетировать нельзя

Это тоже подозреваю, но оставил как один из последних вариантов в списке, все таки не сотни мегагерц
Обязательно проверю и это.

Большое спасибо за советы

0

Сообщение от technics поясните, пожалуйста, как 356,88 Ом и 40 Ом влияют на соответствие схемы и модели ее автогенератора.

Я думаю Вам лучше почитать о расчете транзисторного каскада литературу, которой много в том числе в интернете. Для таких схем общее сопротивление R1 и R2 принимают, если я не ошибаюсь, таким, что бы ток через них был в 5...10 раз больше тока базы. Посчитайте ток базы. Ладно здесь еще схема с ОБ, это схема с низким входным сопротивлением, а база вообще "сидит на земле", а в схеме с ОЭ Вы просто закоротите выход предыдущего каскада (если бы он был) такими малыми сопротивлениями. У Вас транзистор то какой?

Сообщение от technics добавил параллельно керамический, максимальной емкости которую нашел: 4.7мкФ

Возможно я отстал от жизни, поскольку практически этим давно не занимаюсь, но керамика сейчас бывает с емкостью 4,7 мкф? И потом на фото я такого не вижу. Важно, что бы конденстор был предназначен для работы и на высоких частотах.

Сообщение от technics при таком значении амплитуда гармоники 15МГц достигнет около 5В и мощность, потребляемая резиcтором контура, сравняется с мощностью, отдаваемой активным элементом в контур, амплитуда гармоники прекратит повышатся, транзитор не будет переходить в перенапряженный режим, этого я не хочу.

Теоретически это все так. А практически вы делаете свой генератор не качественным со столь низкой добротностью контура. Ухудшается его стабильность, увеличивается боковой шум и т.д. Обычно просто питают более низким напряжением, если не нужна очень большая амплитуда. Как практически так и теоретически всегда стараются получить как можно большую добротность колебательного контура (только иногда бывают ситуации когда ее намеренно снижают). Амплитуду нужно снижать другими способами.

Сообщение от technics здесь у меня керамический, 4.7мкФ

Уже сказал об этом.

Сообщение от technics Пока молчит схема

Отношение конденсfторов С_k и C_loop мне кажется не оптимальным, второй на массу посадите.
Я бы вам посоветовал посмотреть какую-то рабочую схему автогенератора в каких-нибудь радиолюбительских конструкциях. Скачайте для начала эту книгу, почитайте.

1

1

Сообщение от WH Я думаю Вам лучше почитать о расчете транзисторного каскада литературу, которой много в том числе в интернете. Для таких схем общее сопротивление R1 и R2 принимают, если я не ошибаюсь, таким, что бы ток через них был в 5...10 раз больше тока базы

верно, 356,88 Ом и 40 Ом остались с другого транзистора, на котором я пробовал запустить генератор.
сейчас стоят резисторы 10кОм и 1кОм

2

Сообщение от WH Возможно я отстал от жизни, поскольку практически этим давно не занимаюсь, но керамика сейчас бывает с емкостью 4,7 мкф?

да, делают, они внутри многослойные, по описанию

на схеме между земля-питание и между земля-база сейчас стоят номиналом 475, те, 4700000пФ, значит 4.7мкФ, не стал выпаивать для фото

3

Сообщение от WH Теоретически это все так. А практически вы делаете свой генератор не качественным со столь низкой добротностью контура.

убрал низкоомную нагрузку ради эксперимента, чтоб хоть завелся генератор, сейчас он нагружается только на 15кОм вход эмиттерного повторителя с детектором для теста

4

Сообщение от WH Отношение конденсfторов С_k и C_loop мне кажется не оптимальным, второй на массу посадите

вот это еще не пробовал, хотя то что C_loop идет на питание, придумал не сам. брал точно у знакомого преподавателя по военной технике связи.

5

Сообщение от WH Я бы вам посоветовал посмотреть какую-то рабочую схему автогенератора в каких-нибудь радиолюбительских конструкциях

интересует, какие еще требования нужно учесть в модели автогенератора для этой конкретной схемы, чтобы она запустилась
3 базовые уже учтены, номинал компонентов рассчитаны по ним
1. Условие запуска в мягком режиме
2. Условие стационарного режима
3. Условие устойчивости стационарного режима

перенес схему на кусок печатной платы,
запитал от кроны 9В,
постарался как можно компактнее разместить контур и обратную связь,
как можно короче дорожки и выводы компонентов,
дорожки правда шириной 1.5-2мм, надеюсь, на 15МГц сильных искажений в схему не внесут



тестирую так:
коллектор схемы трехточки подключаю к эмиттерному повторителю,
на выходе эмиттерного повторителя - детектор на конденсаторе и резисторе
ЭМИТТЕРНЫЙ ПОВТОРИТЕЛЬ С ДЕТЕКТОРОМ ПРОВЕРЯЛ ДЛЯ МУЛЬТИВИБРАТОРЕ 1.5МГц, срабатывал,
те кроме половины напряжения питания на конденсаторе появлялось еще 1.5-2В выпрямленного сигнала



трехточка не запускается
загадка

0

Вообще такие схемы как правило запускаются что называется с "пол-нинка", если все правильно собрано. Конденсаторы 4,7 мкф я бы все таки заменил на "обычную" однослойную керамику емкостью типа 0,1 мкф (или парочку соединенных параллельно), я просто не уверен в тех кондерах про которые Вы пишите, не имел с такими никогда дела.
Отвод на детектор ВЧ напряжения у Вас как сделан? Его лучше во первых присоединять к эмиттеру, а во вторых это нужно делать через емкость, причем емкость не где-то там а прямо на эмиттере, рядом), емкость нужно взять не большую, к примеру в районе нескольких десятков пф.

Сообщение от technics заменил на маломощные: R_b_1=10K, R_b_2=1K, рабочая точка транзистора осталась на месте.

Напряжение постоянного тока у Вас на эмиттере какое? Измерять нужно при сорванной генерации (нужно закоротить катушку). Там совсем мало, увеличьте резистор в эмиттере, а так же резистор с базы на массу.

Сообщение от technics постарался как можно компактнее разместить контур и обратную связь, как можно короче дорожки и выводы компонентов, дорожки правда шириной 1.5-2мм, надеюсь, на 15МГц сильных искажений в схему не внесут

Конечно это частота не низкая, но и не столь уж высоченная.

И что это у вас там за белая смазка применена? А так же почему у катушки боле чем 2 вывода?

Если есть старый приемник, то генерацию можно по нему услышать как мощную несущую, приемник нужно просто разместить рядом. Но учитывая, что частота может точно не совпасть с первого запуска с расчетной, нужно будет поискать, где она.

0

Сообщение от technics перенес схему на кусок печатной платы

Теперь хорошо бы посмотреть на эту схему, на которой указаны номиналы всех элементов, включая тип транзистора. Заодно, пока будете рисовать, сверите с фактическим монтажом. Что за белая масса и зачем наляпана - тоже интересно.

0

1
схема запустилась, изменил:
L_k с 100нГн до 1мкГн
C_k с 1000пФ до 100пФ
C_loop с 47нФ до 3нФ
рабочую точку транзистора сместил, постоянный ток коллектора с 2мА до 20мА (изменение крутизны переходной характеристики S не мерял точно, но она увеличилась сильно)

2
причина в том, что на 15МГц C_loop = 47нФ имеет емкостное сопротивление 0.2 Ом,
а ножки конденсатора C_loop и ножки транзистора, через которые идет ПОС, на тех же 15МГц
дают индуктивное сопротивление не меньше 2Ом,
так что на 15МГц вообще исчезает емкость обратной связи и оказывается индуктивность )

на C_loop = 3нФ емкостное сопротивление уже 3.33Ом, и ножки элементов уже влияют меньше,
хотя и сильно,
потому эквивалентная C_loop все еще много меньше той что в модели,

а если при этом увеличить крутизну переходной характеристики транзистора,
то схема модели соответствует.

3
теперь чтоб проверить что причина точно в этом, сделаю тест:
с новыми параметрами сильно увеличу длину ножек конденсатора C_loop,
генерации быть не должно

4
насчет Ваших замечаний напишу еще отдельный ответ

большое спасибо всем за советы )

0

Сообщение от i8085 Теперь хорошо бы посмотреть на эту схему, на которой указаны номиналы всех элементов, включая тип транзистора. Заодно, пока будете рисовать, сверите с фактическим монтажом. Что за белая масса и зачем наляпана - тоже интересно.

вот схема, которая сейчас смонтирована на печатной плате,
она запускается,
белая масса - это термопаста, на транзисторе был алюминиевый самодельный радиатор, полоса 5мм на 25мм толщиной 1мм

0

Сообщение от WH Отвод на детектор ВЧ напряжения у Вас как сделан? Его лучше во первых присоединять к эмиттеру, а во вторых это нужно делать через емкость, причем емкость не где-то там а прямо на эмиттере, рядом), емкость нужно взять не большую, к примеру в районе нескольких десятков пф.

Сообщение от WH А так же почему у катушки боле чем 2 вывода?

это как раз отвод на детектор ВЧ напряжения,
сигнал снимается с коллектора транзистора,
разделительный конденсатор сейчас стоит номиналом 1.5мкФ, керамический,
подскажите, почему следует брать разделительный конденсатор небольшой емкости?

Сообщение от WH Напряжение постоянного тока у Вас на эмиттере какое?

для последнего варианта схемы, который запустился,
на резисторе эмиттера напряжение постоянного тока около 1.7В,
естественно, измеряю при сорванной генерации

Сообщение от WH И что это у вас там за белая смазка применена?

это термопаста,
ставил на транзистор небольшой радиатор на всякий случай,
если ошибусь в средней точке или рассеиваемой на коллекторе мощности

0

Сообщение от technics подскажите, почему следует брать разделительный конденсатор небольшой емкости?

Не всегда, и ной раз как раз емкость нужна большая. Но в данном случае маленькая емкость нужна, что бы обеспечить развязку от измерительной цепи, минимизировать ее влияние.

0