석영 혼돈 자체 발진기. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 측정 기술

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"혼돈 동작"을 갖는 자체 발진기의 구성은 상호 연결된 선형 및 비선형 발진기의 상호 작용을 기반으로 합니다.

"혼돈" 발진기의 계획에는 일반적으로 세 가지 주요 요소가 포함됩니다.

• 선형 진동 회로;
• pn 접합을 포함하는 선형 발진기와 상호 연결된 비선형 발진 회로(대부분 버랙터 다이오드임);
• 시스템의 자체 여기를 제공하는 제한 특성이 있는 증폭기(기존 자체 발진기에 사용되는 모든 증폭기 회로).

혼돈 자체 발진기의 비선형 회로에서 프로세스의 특성은 주파수와 영향의 진폭에 의해 결정됩니다. 자체 발진기 피드백 회로를 통과한 후 비선형 회로의 출력에서 ​​복잡한 신호는 동일한 비선형 회로의 섭동의 원인이 됩니다. 신호의 반복적인 순환으로 이러한 발진기의 역학은 혼란스러워집니다.

석영이 선형 회로로 사용되는 석영 혼돈 발진기의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 여기서, 선형 발진 회로는 석영에 의해 형성되고, 비선형 회로는 소자 L1-VD1에 의해 형성된다. 버랙터 다이오드 VD1에 적용된 RF 전압의 극성과 레벨에 따라 커패시턴스가 변경되므로 L1-VD1 회로의 고유(공진) 주파수도 변경됩니다.

그림 1. 석영 혼돈 발진기의 개략도

시스템의 특정 매개 변수(무선 구성 요소의 값)를 사용하면 시스템의 진동이 혼란스러워지고 이 지점까지 불연속적인 진동 스펙트럼(그림 2)이 연속적이 됩니다(그림 3).

그림 2. 진동의 이산 스펙트럼

그림 3. 연속적인 진동 스펙트럼

혼란스러운 자체 발진기를 만들기 위해 잘 알려진 정전 용량 "2점" 방식이 사용되었습니다. 트랜지스터 VT1는 VT50의 발진기와 그 부하를 분리하는 데 필요한 버퍼 단계를 형성합니다(예: XNUMX옴 입력이 있는 측정 기기).

그림 1의 회로는 두 개의 석영을 사용합니다. 이것은 다음으로 인해 발생합니다. 예비 실험에서 알 수 있듯이 L1-VD1 회로와 하나의 석영이있는 상태에서 혼돈 발진이 실현되지만 발진기의 이러한 작동 모드는 매우 불안정한 것으로 판명되었습니다.

전원을 껐다가 켜면 오실레이터는 혼돈 모드에서 작동을 멈추고 "정상" 수정 오실레이터가 됩니다. 이 경우 두 번째 석영을 이미 발진기에서 작동 중인 석영에 연결하여 혼돈 모드로 돌아갈 수 있습니다.

여러 석영을 병렬로 포함하고 비선형 회로 L1-VD1이 없으면 복잡하지만(다중 주파수) 회로에서 결정론적 진동이 발생합니다. 스펙트럼 분석기를 발진기의 출력에 연결하면 이 경우 높이가 다른 특정 수의 피크만 볼 수 있습니다(그림 2). 주파수가 다른 두 개의 석영이 있는 경우 한 석영의 진동은 VT1의 증폭기의 비선형성으로 인해 다른 수정의 진동을 변조합니다. 결과는 AM 신호와 일련의 고조파입니다. 선형 회로 L1-VD1에 영향을 미치는 진동의 모양이 더 복잡할수록 혼돈 모드일 가능성이 높아집니다. 케이스의 유형과 석영의 실행은 동일해야하며 주파수 만 달라야합니다. 이는 발진기가 설치된 석영의 주파수에서 즉시 생성되는 조건 중 하나입니다.

석영의 주파수는 약 1,3 ... 1,5 배 달라야합니다. 이 경우에는 주파수비가 무리수에 가까운 석영을 사용할 필요가 있다. 즉, 측정할 수 없는 주파수의 석영을 사용하는 것이 바람직합니다.

혼란스러운 진동을 얻으려면 필요한 경우 인덕턴스 L1을 선택해야 합니다(L1의 경우 저자는 두 개의 단자가 있는 산업용 방울 모양 인덕터를 사용했습니다). 여전히 혼란스러운 진동이 발생하지 않으면 커패시터 C2 및 C3을 선택하거나 R1을 사용하여 트랜지스터 VT1의 DC 모드를 변경해야 합니다.

연구중인 발진기 근처에 AM 대역의 다중 대역 수신기를 설치하고 와이어 조각을 연결 한 후 10 ... 매우 강력한 캐리어의 "삽입"과 함께 넓은 주파수 대역에서 강한 노이즈가 존재한다는 것은 실현되는 것이 혼란스러운 작동 모드임을 나타냅니다.

수신기 대신에 결정적 진동에서 혼돈 진동으로 전환하는 순간까지도 제어할 수 있는 특수 장치를 사용할 수 있습니다. 이러한 장치의 회로 - 혼돈 진동 표시기(그림 4) -는 50ohm RF 입력과 헤드폰에 로드된 매우 민감한 초음파 주파수가 있는 AM 신호의 감지기 수신기입니다.

그림 4. 혼란 진동의 장치 표시기 계획

표시기는 VT5 컬렉터에서 +4 ... 8V의 전압이 얻어질 때까지 저항 R2의 값을 선택하여 조정됩니다. 표시기 입력은 발전기 출력에 연결됩니다. 연구 중인 오실레이터에 혼돈 진동이 있는 경우 헤드폰에서 매우 큰 소음이 들립니다. 이는 초생성 수신기의 "수퍼 노이즈"와 유사합니다.

실험에서 알 수 있듯이 주파수 대역 1 ... 25MHz에서 석영 혼돈 발진기의 잡음 전력은 10입니다.⁴... 10⁶ 기존 제너 다이오드 잡음 발생기 회로보다 몇 배 더 많은 잡음 전력! 이를 통해 석영 혼돈 자체 발진기를 다양한 측정을 위한 중부하 노이즈 발생기로 사용할 수 있습니다.

문학

1. Moon F. 혼돈의 진동. 과학자 및 엔지니어를 위한 입문 과정. - M.: 1990년 미르.
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3. Maksimov N.A., Kislov V.Ya. p-n 접합을 포함하는 자율 자체 진동 시스템의 혼란스럽고 규칙적인 역학. - 무선 공학 및 전자공학, 1997, N12, pp. 1487-1492.
4. 160m용 EMF가 있는 Artemenko V. SSB 미니 트랜시버 - KB 잡지, 1997, N6, P.13-21.
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저자: V.Artemenko, UT5UDJ, 키예프; 발행: radioradar.net

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