תכונות השימוש ב- varicaps. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

תכונות השימוש ב- varicaps. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

קבלים מוליכים למחצה מבוקרי מתח בעלי קיבול משתנה - varicaps - הם מכשירים בעלי חוסר ליניאריות בולטת מאוד. מסיבה זו, במעגלים שבהם מתח חילופין גדול יחסית מופעל על ה-varicap, זה יכול להוות הפתעה.

בעיקרו של דבר, varicap היא דיודה מוליכים למחצה הפוכה. הענף הישיר של מאפיין הזרם-מתח שלו, שהוא בסיסי למטרה העיקרית של הדיודה (תיקון, זיהוי), אינו חשוב עבור varicap. במקרה הכללי, דיודה ואפילו צומת אספן או צומת של טרנזיסטור דו-קוטבי יכולים לשמש כ-varicap (ובפועל זה מיושם לעתים קרובות).

שלא כמו דיודות מוליכים למחצה, עבור varicaps הקיבול של צומת p-n במתח הטיה מסוים על פניו וגורם האיכות הם סטנדרטיים (וכמובן מסופקים במהלך הייצור). שימו לב שלא קל להשיג מקדם איכות varicap שהוא גבוה באופן ניכר מגורם האיכות של סליל לולאה. זה מוסבר על ידי העובדה שב-varicap, כמו בכל דיודה, ההתנגדות של אזור הבסיס של המוליך למחצה מחוברת תמיד בסדרה עם צומת pn, ובמקביל יש התנגדות שווה ערך בגלל הזרם ההפוך דרך ה-pn. צוֹמֶת. גורם האיכות הנמוך יחסית של ה-varicap מרמז, במיוחד, על הצורך לקחת אותו בחשבון בעת חישוב גורם האיכות של המעגל המתנודד.

התלות של קיבול הצומת p-n במתח ההפוך המופעל עליו הוא בעל אופי חוק כוח בצורת C-Un, כאשר הערך של הפרמטר n יכול לנוע בין 0,33 ל-0,5 (נקבע על ידי טכנולוגיית ייצור הצומת). באיור. איור 1 מציג מאפיין קיבולי-מתח טיפוסי של varicap D902, משורטט בקואורדינטות ליניאריות. מאפיינים דומים ניתן למצוא בספרות עיון. הם מאפשרים לך לקבוע את הקיבול של varicap בערכים שונים של מתח ההטיה.

תכונות השימוש ב- varicaps

עם זאת, עדיף להתמודד עם הקיבול-מתח המאפיין של varicap, המשורטט על סולם לוגריתמי "כפול" (כלומר, בשני הצירים). ידוע שפונקציית חזקה נראית כמו קו ישר בסולם הזה, והטנגנס של זווית הנטייה שלה לציר הסמטה שווה מספרית למעריך הפונקציה. באיור. איור 2 מציג את הגרף הזה עבור ה-D902 varicap. על ידי מדידת צלעות של משולש ישר זווית ABC עם סרגל רגיל, נקבל ערך של 0,5 עבור המודול של המעריך (AB/BC). האופי הנופל של המאפיין מצביע על כך שלאינדיקטור זה יש סימן שלילי. לפיכך, התלות של הקיבול של varicap D902 במתח המופעל יש את הצורה C = U-0.5.

תכונות השימוש ב- varicaps

האמור לעיל חל על varicaps "קלאסיים". כדי להגביר את יעילות הבקרה של varicaps מודרניים, אמצעים טכנולוגיים מיוחדים ננקטים במהלך הייצור שלהם, ולכן ייתכן שלמאפייני הקיבול-מתח כבר אין צורה כה פשוטה.

מכיוון שהקיבול-מתח המאפיין של varicap אינו ליניארי, השימוש בו בציוד מוביל בהכרח לעיוות. חובב הרדיו הגרמני Ulrich Graf (DK4SX) ביצע מדידות של עיוותי אינטרמודולציה מסדר שני ושלישי במסנני פס פס שונים המכילים דיודות מוליכים למחצה (Ulrich Graf. Intermodulation an passiven Schaltungsteilen. - CQ DL, 1996, No. 3, s. 200- 205). הוא החיל שני אותות ברמה של +50 dB (3 mV בהתנגדות של 10 אוהם) לכניסת המסנן (התנגדות כניסה 50 אוהם) וניתח את הספקטרום של אות המוצא. גרף בחר את ערכי התדר של אותות הכניסה כך שתוצרי האינטרמודולציה נפלו בתוך פס המעבר של המסנן.

באחד הניסויים במסנן פס-פס כניסות במעגל כפול, הקבלים הקבועים הכלולים במעגלים המתנודדים הוחלפו ב-varicaps. רכיבי האינטרמודולציה מסדר שני ביציאת המסנן עלו ברמתם ב-10 dB, ואלה מהסדר השלישי בכמעט 50 dB!

במילים אחרות, varicaps במעגלי הכניסה של מקלטים יכולים להחמיר את הסלקטיביות האמיתית שלהם, אם כי, סביר להניח, הם "יעבדו" כך רק בציוד ברמה גבוהה יחסית (ציוד תקשורת). עם זאת, אפילו במקלט מהמעמד הבינוני, אינטרמודולציה ב-varicap הקלט יכולה להיות משמעותית אם המקלט מופעל קרוב להתקני שידור.

עם זאת, ישנם צמתים בהם יש לספק מתח חילופין גדול יחסית ל-varicap באופן עקרוני - אנחנו מדברים על גנרטורים. באיור. איור 3 מציג מעגל בשימוש נרחב לחיבור varicap למעגל המתנודד של גנרטור, ואיור. 4 - מאפייני מתח קיבול (C) ומתח זרם (I) של ה-varicap והמתח המיידי על פני ה-varicap (Ur) בשני ערכים של מתח הבקרה (Uynp). שימו לב שלצורך הבהירות בגרף, קנה המידה לאורך ציר "U" מימין לאפס ולאורך ציר "I; C" מטה מאפס מוגדל. כל עוד מתח הבקרה גבוה (Uynp1) בהשוואה לאמפליטודה של מתח החילופין (Ur), ה-varicap פועל כרגיל. אך ככל שמתח הבקרה (Ucontrol2) יורד, ייתכנו רגעים שבהם, בשיאים של חצי הגל השלילי של המתח, נקודת הפעולה של ה-varicap תתקרב לענף הישיר של מאפיין הזרם-מתח והיא תתחיל. לתקן את מתח החילופין המופעל עליו.

תכונות השימוש ב- varicaps

כיצד לקבוע את הגבול של אזור הפעולה הרגיל של varicap בגנרטור? אתה יכול, למשל, למדוד את מתח החילופין בווריקאפ ולהשוות אותו למתח הבקרה. לשם כך, אתה צריך מד מתח RF עם עכבת כניסה גבוהה וקיבול כניסה נמוך (כדי שהחיבור שלו לא ישנה את מצב הפעולה של הגנרטור).

ניתן לקבוע את מתח הבקרה המינימלי המותר על ה-varicap מבלי להפריע למצב הפעולה של הגנרטור, ובאמצעות מד תדר. הוא מחובר ליציאת הגנרטור ומוסרת התלות של שיפוע בקרת הגנרטור במתח הבקרה.

שיפוע הבקרה הוא היחס בין השינוי בתדר של הגנרטור לשינוי הנתון במתח הבקרה שגרם לו - ΔF/ΔU. כאשר varicap נכלל במלואו במעגל, ניתן לתאר את ההולכה, למשל, על ידי פונקציית הספק (לפחות עבור D902), שהמחוון שלה תלוי בסוג הקיבול-מתח המאפיין את ה-varicap. הבה נזכור (ראה לעיל) שפונקציה כזו, אם משורטטת בסולם לוגריתמי "כפול", מייצגת קו ישר. אם ה-varicap מתחיל לעזוב את מצב הפעולה הרגיל שלו, אופי התלות של השיפוע במתח הבקרה ישתנה. זה נכון גם במקרה כללי יותר, כאשר ה-varicap אינו כלול לחלוטין במעגל או שמאפיין הקיבול-מתח שלו אינו פונקציית הספק.

מכיוון שמאפיין הקיבול-מתח אינו ליניארי, יש לבצע מדידות ברצף מסוים. על ידי הגדרת מתח בקרה מסוים Uynp, תדר הגנרטור Fr נקבע. אז מתח זה מופחת תחילה ל-Uypr - ΔUynp, ולאחר מכן מוגדל ל-Uynp + ΔUynp וערכי התדר המתאימים Fr1 ו- Fr2 נקראים מתצוגת מד התדרים.

שיפוע הבקרה במתח הבקרה Uypr מחושב באמצעות הנוסחה ΔF/ΔU = (Fr2-Fr1)/2ΔUynp. הערך המוחלט של שינוי המתח ΔUyпp צריך להיות מינימלי, אך כזה שניתן לתעד בצורה מהימנה את השינוי בתדר הגנרטור. לאחר מכן הגדר ערך נוסף של מתח הבקרה Ucontrol וחזור על המדידות. טכניקה זו מפחיתה את השפעת האי-לינאריות של הקיבול-מתח המאפיין את ה-varicap על הדיוק של מדידת שיפוע הבקרה.

התוצאות של מדידת השיפוע של בקרת תדר הגנרטור עם הכללה מלאה של varicap במעגל (ראה איור 3) מוצגות באיור. 5. ניתן לראות שכאשר מתח הבקרה על ה-varicap נמוך מ-3,5 V, הוא יוצא מהמצב הרגיל. במילים אחרות, עבור הגנרטור שצוין מתח זה יהיה קריטי.

תכונות השימוש ב- varicaps

עם ירידה נוספת במתח הבקרה, שיפוע העקומה עשוי לשנות לחלוטין את סימנו! זה קורה בגלל התיקון שהוזכר כבר של המתח בתדר הגבוה המופעל על ה-varicap. המתח המיושר מופחת ממתח הבקרה ומתחיל לשלוט בו.

אם המצב המתואר קורה, למשל, עם המתנד המקומי של המקלט שלך, אתה תופתע. תאר לעצמך - כאשר אתה מסובב את כפתור הנגד המשתנה "Setting" באותו כיוון, תדר הקליטה משתנה תחילה בכיוון אחד, ואז כמעט מפסיק להשתנות, ואז יכול לחזור אחורה.

מחבר: B.Stepanov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

שיטפונות גאות ושפל קשורים לסוג מיוחד של גל אוקיינוס איטי. 11.07.2018

צוות בינלאומי של חוקרים מצא קשר בין תנודות עונתיות בגובה פני הים לבין גלי רוסבי הארוכים והארוכים החוצים את האוקיינוס.

חיבור זה יכול לעזור לערים חוף כמו מיאמי לצפות טוב יותר ולמתן את ההשפעות של שיטפונות הגאות והשפל.

"אנחנו יודעים מזה זמן רב שגובה פני הים עולים ושיש תנודות משמעותיות על פני טווחי זמן, כולל תנודות עונתיות שגורמות להצפות גאות ושפל בערים כמו מיאמי, שם הן מתרחשות בדרך כלל בסוף הקיץ או בתחילת הסתיו", המהנדס. אמר. אוניברסיטת מרכז פלורידה תומס וואהל - אנחנו יכולים לחזות גאות ושפל ואנחנו יודעים מה גורם למפלסי הים להשתנות עונתית, אבל גילינו שבשנים מסוימות יש הרבה יותר שונות עונתית לאורך חוף המפרץ ובארה"ב מאשר במקומות אחרים, אשר מוביל להצפות גדולות ומגביר את הסיכון לשיטפונות בעונת ההוריקנים. הווריאציות העונתיות החזקות בצורה יוצאת דופן לא הובנו בצורה גרועה, וגלי רוסבי הוכחו כמרכיב החסר".

גלי רוסבי, הנקראים לפעמים גלים פלנטריים, קשורים בדרך כלל לסיבוב כדור הארץ ונעים לאט מאוד. לגלים כאלה לוקח חודשים או אפילו שנים לחצות את האוקיינוסים. מעקב אחריהם והבנה כיצד הם יכולים להגביר את הסיכון לשיטפונות מאפשר לחזות תקופות של גאות גבוהה מסוכן חודשים מראש, הסביר וואהל.

"שימוש במידע זה יכול לעזור לנו לפתח כלי תפעולי שייתן לבעלי בתים ועסקים ולמנהיגי ערים את הזמן שהם צריכים כדי להתכונן ולהפחית את ההשפעות השליליות", הוסיף.

על פי המינהל הלאומי לאוקיאנוס ואטמוספירה, הצפות גאות ושפל מתרחשות עקב גאות ושפל, עליית מפלס הים, שקיעה ביבשה ואובדן מחסומים טבעיים. הסוכנות הפדרלית קבעה שהצפות כאלה גורמות למטרדים ציבוריים שונים, כמו סגירת כבישים. התדירות של שיטפון מסוג זה עלתה ב-100 אחוז בארה"ב בהשוואה ל-30 שנה לפני.

עוד חדשות מעניינות:

▪ Toshiba TC3567x Bluetooth Low Energy 4.1 IC

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר החשמלאי. מבחר מאמרים

▪ מאמר אנטומיה השוואתית. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

▪ מאמר היכן אוכל לראות ציורי מערות רב-צבעוניים ותלת-ממדיים של אנשים עתיקים? תשובה מפורטת

▪ מאמר Alpinia officinalis. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר מחשבים. מַדרִיך

▪ מאמר מיקרו-מנועים חשמליים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר