Генератор Колпитца на каскаде с ОБ.

Suh · Сообщение **Suh** » Чт май 07, 2015 08:13:01

По моему разумению.
При увеличении C уменьшается добротноть контура и, следовательно - амплитуда колебаний. При каком – то уменьшении, нарушается одно из условий автогенерации – БАЛЛАНС АМПЛИТУД.
Что бы генерировал при больших значениях C, следует увеличить ПОС.
Это можно сделать изменив соотношение С1 и С2, оставив такой же их общую емкость (при последовательном соединении).

Реклама

lcleo

Да, если посмотреть на формулу, которую привел Suh
ρ = √(L/C)
Q = ρ / Rп,
добротность уменьшается при увеличении емкости(при L=const). из этой же формулы следует, добротность растет с увеличением L(при С=const и допущении что реактивное сопротивление катушки растет быстрее чем ее активное) НО, при симуляции происходит наоборот - с повышением L уменьшается амплитуда вплоть до срыва генерации.вот схема:

Спойлер

при указанных на картинке значениях генератор работает.При увеличении индуктивности амплитуда колебаний уменьшается, при L=150мкГн генерации нет.

Реклама

Suh · Сообщение **Suh** » Чт май 07, 2015 16:14:50

Возможно, при определенных значениях L или С, нарушается второе условие генерации – БАЛЛАНС ФАЗ.

В симуляторах я не копенгаген (мне быстрее спаять). Пробовал с ними играться (2…3 софта). Однако, у них СВОИ правила игры.
Многие классические схемы, у меня ТАМ не заработали. Хотя, в живую, они работают прекрасно.
Этт, не к тому, что симуляторы плохие – этт, просто, я не просёк полностью
ИХ правила.

lcleo

Врядли при увеличении L,т.е. уменьшении частоты, нарушается БАЛАНС ФАЗ....

Реклама

Alek Lem

Suh писал(а):Возможно, при определенных значениях L или С, нарушается второе условие генерации – БАЛЛАНС ФАЗ.

lcleo писал(а):Врядли при увеличении L,т.е. уменьшении частоты, нарушается БАЛАНС ФАЗ....

Теорию автогенераторов я не изучал, но из того, что нахватался:

Коэффициенты передачи по амплитуде и сдвиги фаз цепей генератора являются частотозависимыми. То есть, при изменении их параметров баланс фаз таки нарушается, но для заданной частоты! Уже для какой-то другой частоты он выполняется, а значит на этой новой частоте и будет работать генератор.
А как думаете появляются формулы для частот автогенераторов? Находят зависимость фаз соответствующих элементов цепи генератора от частоты, составляют для этих фаз уравнение баланса и из этого уравнения находят частоту генерации. То есть, теоретически, при сдвиге фаз генератор должен сам "находить" ту частоту, на которой этот баланс соблюдается. Но какие есть ограничения на этот общий принцип и тем более, какие ограничения в исполнении генератора Колпитца - я не разбирался.

Suh писал(а):Этт, не к тому, что симуляторы плохие – этт, просто, я не просёк полностью
ИХ правила.

+1

Реклама

Денис

Alek Lem писал(а):Теорию автогенераторов я не изучал, но из того, что нахватался

Я вчера попытался ответить на вопросы, что здесь подняли, но начав писать понял, что для ответа потребуется порядка двух-трех часов и при этом ответ будет понятен только тем, кто все таки теорию автогенераторов читал.
Здесь все дело в балансе амплитуд.
Для этого нужно провести энергетический расчет автогенератора.
Привести его здесь на форуме нет смысла. Это будет по сути переписывания книжки.

aen писал(а):Вот у меня в руках книжка.
Валитов Р.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.
Но я к сожалению не могу её сюда всю переписать своими словами.
http://padabum.com/d.php?id=15084
Или вот в нашем сундуке.
https://sunduk.radiokot.ru/loadfile/?lo ... 15&turbo=1

Открываю стр. 153 и далее по тексту.
Название главы:
"Энергетический расчет автогенератора на биполярном транзисторе"
Для примера скан стр.155

Эквивалентная добротность например снижается, если ПОС слишком велика и маленькое входное сопротивление каскада с ОБ просто чрезмерно шунтирует контур и давит колебания, поэтому уровень ПОС нужно подбирать, что бы её хватало, и для поддержания колебаний и при этом не давила колебания совсем.

Т.е. все написано, но читать нужно конечно не со 150-й страницы, а с самого начала.
Объяснить все это в нескольких словах на форуме, это нонсенс.

Реклама

Vilsi

ну, для начала, добротность ПАРАЛЛЕЛЬНОГО контура всегда была
Q=Roe/p = Roe*(2*pi*C) = Roe/(2*pi*L)
как видим, добротность увеличивается при увеличении емкости или уменьшении индуктивности.

lcleo писал(а):Интересует физика ,на пальцах

если на пальцах, то переменный конденсатор таки шунтирует по ВЧ катушку. поэтому за время подкачки ток в катушке не успевает достичь необходимой амплитуды. ну и генерация срывается.

Денис

Vilsi писал(а):как видим, добротность увеличивается при увеличении емкости или уменьшении индуктивности.

Ерунду написали.
Для контура, что мы рассматриваем формула добротности такая.

Все остальное можно прочитать в книжке по ссылке, что выложена выше.

lcleo

Денис писал(а):Ерунду написали.
Для контура, что мы рассматриваем формула добротности такая.

Все остальное можно прочитать в книжке по ссылке, что выложена выше.

Ваша формула для конструктивной добротности.... а в схеме генератора контур шунтируется транзистором, вот и формула другая... там Roe - не потери, а эквивалентное сопротивление контура Roe=Q*w*L

Vilsi

что такое "конструктивная" добротность я не знаю:(
у Дениса формула верна, но только это ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ резонанс. осталось определить, на каком резонансе работает генератор.
соответственно, чему равно R?

lcleo

Конструктивная добротность -добротность ненагруженного контура . У Дениса все же паралельный контур и формула для контура без нагрузки

Денис

lcleo писал(а):в схеме генератора контур шунтируется транзистором

Действие сопротивления, дополнительно шунтирующего контур, равносильно тому, что в контур вносится дополнительное активное сопротивление последовательно катушки.
Это шунтирующее сопротивление всегда можно пересчитать в сопротивление потерь, что стоит последовательно с катушкой.
Есть формула пересчета шунтирующего сопротивления в последовательную цепь.
На память уже не помню и это можно тоже найти в книжках или в Интернете.

lcleo

Ну так ведь шунтирующее сопротивление включается паралельно с сопротивлением контура(pQ) следовательно Roe=QwL, Q=Roe/wL значит эквивалентная добротность растет с ростом С.
2 Vilsi как переменный кондесатор шунтирует катушку,он же часть емкости контура в которую перекачивается энергия из катушки?

Денис писал(а):Эквивалентная добротность например снижается, если ПОС слишком велика и маленькое входное сопротивление каскада с ОБ просто чрезмерно шунтирует контур и давит колебания, поэтому уровень ПОС нужно подбирать, что бы её хватало, и для поддержания колебаний и при этом не давила колебания совсем.

Да,в общем случае так.в моем эксперименте ПОС остается постоянной.Запускаю генератор при определенном значении L и С.работает. затем увеличиваю емкость,индуктивность и величину ПОС не трогаю.генерации нет.входное сопротивление транзистора обоих случаях шунтирует контур с одним и тем же коэф.включения(0.5)

Vilsi

сейчас ознакомился с Валитовым. м-да, такие книжки читать категорически вредно. запрещать надо!
основные претензии:
1. 100 страниц посвящено генераторам с внешним возбуждением. сейчас это называется просто усилителем.
2. при расчетах он оперирует полсотней параметров, значений которых либо просто не знает, либо их вообще не существует. мало того, их величина может различаться на порядок.
3. за дешевой эквилибристикой решения крутых уравнений ускользает основное: как потом настроить рассчитанный генератор.
4. непонятки с сопротивлением контура пошли из-за того, что при расчете генератора было предположено, что потери принадлежат только катушке. поэтому выбрали расчет последовательного контура, видимо, как более простой. а нагрузка? а режимные сопротивления? а сам транзистор, в конце концов?
5. еще чего-то было, сразу не соображу.

lcleo писал(а):... как переменный кондесатор шунтирует катушку,он же часть емкости контура в которую перекачивается энергия из катушки

так в этом все и дело. энергия из катушки должна перекачиваться в базу/эмиттер транзистора и перезаряжать емкости включения транзистора (б/э и э/к). тогда колебания автоподдерживаются. а она уходит в постороннее место. там еще, похоже, токи перезаряда начинают действовать в противофазе.

lcleo

Валитова начинал читать зимними вечерами... не осилил если честно..

Vilsi писал(а): . энергия из катушки должна перекачиваться в базу/эмиттер транзистора и перезаряжать емкости включения транзистора (б/э и э/к). тогда колебания автоподдерживаются. а она уходит в постороннее место. там еще, похоже, токи перезаряда начинают действовать в противофазе.

Вот Вы понятно объясняете

Только не наоборот ли - не из кондесатора ли энергия идет в транзистор и катушку? В этом случае больше емкость,больше энергии в конденсаторе.кто первый накапливает энергию в момент подачи питания на генератор?

Alek Lem

Vilsi писал(а):сейчас ознакомился с Валитовым. м-да, такие книжки читать категорически вредно. запрещать надо!

А может, всё-таки лучше их читать, чтобы потом не делать таких откровений:

Q=Roe/p = Roe*(2*pi*C) = Roe/(2*pi*L)
как видим, добротность увеличивается при увеличении емкости или уменьшении индуктивности.

Или:

Vilsi писал(а):у Дениса формула верна, но только это ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ резонанс.

как будто, выражения для добротности параллельного контура и последовательного чем-то отличаются.

Денис

Vilsi писал(а):за дешевой эквилибристикой решения крутых уравнений ускользает основное: как потом настроить рассчитанный генератор.

Тогда непонятною что вам нужно?
Вы здесь решили окунуться в теорию генераторов, соответственно нужно брать книжки по теории и там понятно будет много формул.
Теперь вы шатнулись к практике.

Vilsi писал(а):как потом настроить рассчитанный генератор

Если нужна практика, то подход уже другой, как например в этой теме.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php? ... 5#p2263635
В ней как раз берут именно этот генератор и меняя параметры контура, смотрят, что получается на практике.

aen писал(а):Вот сейчас за 5 минут спаял такой генератор.

Вместо катушки взял дроссель 0,1 мгн. 0,5 мгн не нашел, хотя точно знаю, что был.
Фотки плохие, т.к. снимал старым, как и я сам, сотовым из прошлого века.
Здесь
С1=2200 пф
С2=1000 пф
С3 нет.
Частота получилась порядка 600 кгц. Амплитуда 1 вольт на клеточку.

Сигнал на осциллограф снимаю прямо с контура.

Здесь
С1=2200 пф
С2=1000 пф
С3=1800 пф
Частота получилась порядка 330 кгц
Форма уже менее искажена, хотя амплитуда меньше.

Здесь
С1=10 000 пф
С2=1000 пф
С3=4700 пф

Изменения сами видите.
Частота стала порядка 200 кгц

lcleo

Alek Lem писал(а): А может, всё-таки лучше их читать, чтобы потом не делать таких откровений:
как видим, добротность увеличивается при увеличении емкости или уменьшении индуктивности.

В сильно нагруженном контуре именно так -чем меньше отношение L/C тем выше ЭКВИВАЛЕНТНАЯ добротность
http://www.vias.org/basicradio/basic_radio_07_05.html
Ваша формула для ненагруженного контура - для "конструктивной" добротности, т.е. добротность зависящая от качества исполениния элементов контура и равной отношению реактивного сопротивления к сопротивлению потерь

Alek Lem

lcleo писал(а):В сильно нагруженном контуре именно так -чем меньше отношение L/C тем выше ЭКВИВАЛЕНТНАЯ добротность

Во-первых, мы говорим о совершенно четкой вещи: добротности контура, а не об отношении характеристического сопротивления к некоторому сопротивлению нагрузки, которое к контуру отношения не имеет. А так я всё, что угодно могу назвать "эквивалентной добротностью", хоть отношение числа носорогов к числу бегемотов и потом утверждать, что эта "добротность" ни от ёмкостей, ни от индуктивностей вообще не зависит

Конечно, если вы ищете совершенно что-то другое (не добротность контура), то формулы и даже само определение поменяются.
Во-вторых, то, о чем вы говорите, вряд ли имеет отношения к вашему автогенератору, т.к. его колебательный контур находится в цепи коллектора:

А цепь коллектора - это генератор тока, с сопротивлением десятки или сотни килоом.

lcleo

Alek Lem писал(а): Во-первых, мы говорим о совершенно четкой вещи: добротности контура, а не о отношении характеристического сопротивления к некоторому сопротивлению нагрузки, которое к контуру отношения не имеет. Конечно, если вы ищете совершенно что-то другое (не добротность контура), то даже само определение добротности будет уже другое и формулы другие.

Есть понятие эквивалентной добротности контура - она то и нужна на практике...

Alek Lem писал(а): Во-вторых, то, о чем вы говорите, вряд ли имеет отношения к вашему автогенератору, т.к. его колебательный контур находится в цепи коллектора:
А цепь коллектора - это генератор тока, с сопротивлением десятки или сотни килоом

Чушь... входное сопротивление транзистора в каскаде с ОБ тоже шунтирует контур, с коэф.включения 0.5.....

Еще раз, вопрос не в добротности контура, в другом - почему падает амплитуда при росте емкости в данной схеме. Эквивалентная добротность она все таки растет в нашей схеме с ростом С:
http://www.vias.org/basicradio/basic_radio_07_05.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/Добротность
http://coil32.narod.ru/parallel_contour.html
Возможно какая то путаница в терминологии насчет добротности, но как я в инете читал статьи про контур, там везде вводиться понятие эквивалентной добротности..
Если есть желание обсудить касательно контура - лучше наверное в соответсвующей теме http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=28&t=58604