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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Caractéristiques de conception des équipements VHF. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Nœuds d'équipement radioamateur Les équipements à ondes ultra-courtes, par rapport aux équipements conçus pour fonctionner à des longueurs d'onde plus grandes, ont leurs propres caractéristiques que le concepteur doit prendre en compte. Ces caractéristiques sont déterminées par le fait qu'aux fréquences élevées et surtout ultra-hautes, les pertes d'énergie dans les lampes, les circuits oscillants et divers types de diélectriques augmentent fortement. Les lampes ordinaires qui fonctionnent bien à des fréquences basses et pas particulièrement élevées (jusqu'à 30 MHz), fonctionnent mal à des fréquences élevées ou même ne fonctionnent pas du tout. Des diélectriques tels que la paraffine, la textolite, la carbolite, les getinaks, le carton, le caoutchouc provoquent des pertes si importantes dans les circuits que leur utilisation dans les équipements à ondes ultracourtes doit être considérée comme totalement inacceptable. Pour cela et un certain nombre d'autres raisons (qui sont discutées ci-dessous), un débutant en ondes ultracourtes ne devrait jamais tester l'un ou l'autre design, en recourant aux montages dits "volants", que l'amateur appelle souvent essai. En règle générale, presque tous les équipements à ondes ultra-courtes assemblés selon un très bon schéma, mais à la hâte, de manière négligente, avec une disposition désordonnée des pièces, avec des fils de montage longs et emmêlés dans une isolation de mauvaise qualité, utilisant des diélectriques de mauvaise qualité, donne toujours des résultats insatisfaisants ou ne fonctionne pas du tout. C'est pourquoi, avant de procéder à la fabrication du design prévu, il est recommandé de se familiariser avec les notes et conseils suivants, qui peuvent être très utiles pour l'amateur. Dans les circuits oscillants des équipements à ondes ultra-courtes, on a affaire à des bobines de très faible inductance et à des condensateurs de capacité insignifiante. Plus la fréquence pour laquelle les récepteurs ou émetteurs sont calculés est élevée, plus les inductances et capacités de travail sont petites. Alors. aux fréquences de 40, 144, et plus encore à 420 MHz, ces valeurs s'avèrent comparables aux capacités interélectrodes des lampes, à l'inductance des fils conducteurs, aux capacités parasites de l'installation, et à l'inductance de les fils de liaison. Par conséquent, il est toujours nécessaire de s'efforcer de garantir que la capacité de montage des circuits haute fréquence est minimale et que les fils de connexion sont droits et aussi courts que possible. Aux fréquences indiquées ci-dessus, un conducteur de 5 à 10 cm de long a une inductance du même ordre que l'inductance de la bobine de boucle. Et si ce conducteur est plié, c'est-à-dire a la forme d'un demi-tour, son inductance sera encore plus grande. Non-respect des règles d'installation des fils ultra-courts. premièrement, à un changement brusque de la fréquence des oscillations naturelles, son écart par rapport à celui calculé, et deuxièmement, à une détérioration du facteur de qualité, du circuit, et à une augmentation de son atténuation. De ce point de vue, la disposition rationnelle des lampes et des pièces haute fréquence sur le châssis est d'une importance déterminante pour le bon fonctionnement des équipements à ondes ultracourtes. Lors du choix d'un endroit pour placer les pièces et les lampes et leur position relative, vous devez être guidé par les règles suivantes : a) Les bobines de boucle doivent être placées près des lampes auxquelles elles appartiennent. b) Les lampes des étages d'amplification des oscillations à haute fréquence, l'oscillateur local et le mélangeur doivent être situés à proximité du bloc de condensateurs variables. c) Placez les lampes des étages d'amplification des oscillations de la fréquence intermédiaire à côté des transformateurs de fréquence intermédiaire. Le concepteur d'équipements à ondes ultracourtes doit également garder à l'esprit. qu'à mesure que la fréquence de fonctionnement augmente, le gain des lampes conventionnelles non spéciales chute rapidement, se rapprochant déjà de l'unité à des fréquences de l'ordre de 80 MHz. Dans ce cas, l'amélioration de la qualité des circuits oscillants, l'utilisation d'argent et de céramiques de haute qualité ne donnent aucun résultat positif. Pour cette raison, le concepteur doit toujours s'efforcer d'utiliser des lampes spéciales sans culot qui ont de petites capacités interélectrodes et sont conçues pour fonctionner dans la gamme VHF. Ces lampes comprennent toutes les lampes de type "gland", les lampes 6N15P, 6S1P, 6S2P, 6NZP, 6Zh1P, 6ZhZP, 6Zh4P, GU-32. GU-29 et autres. Mais même les lampes spéciales ont une impédance d'entrée réduite aux ultra-hautes fréquences. La principale raison de la diminution de la résistance d'entrée de la lampe, en fonction de l'augmentation de la fréquence de fonctionnement, est l'inertie des électrons. L'inertie du flux d'électrons fait apparaître le courant de grille. c'est-à-dire l'apparition de la composante active de la conductivité d'entrée. (En même temps, le courant de grille augmente le bruit de fond.) L'inductance des fils de la lampe réduit également l'impédance d'entrée de la lampe. En raison du fait que l'inductance de la bobine aux hautes fréquences est faible et que les pertes dans la lampe sont importantes, la résistance de résonance du circuit est faible (1500 ohms ou moins). Compte tenu de cela, pour les générateurs VHF, il est nécessaire d'utiliser des circuits avec un facteur de qualité élevé. Pour réduire les pertes dans le circuit, il faut toujours éviter l'utilisation d'un grand nombre de diélectriques. Les diélectriques doivent être utilisés uniquement de haute qualité, conçus pour fonctionner à des fréquences élevées. Les getinaks, carbolite, textolite à des fréquences supérieures à 30 MHz ne doivent pas être utilisés en raison de leurs pertes excessives. La meilleure bobine pour les circuits oscillateurs est une bobine, qui est un cadre en céramique haute fréquence, le long de la rainure hélicoïdale de laquelle une couche d'argent est déposée. Une telle bobine a de faibles pertes, est durable et fournit une valeur d'inductance presque constante sur une large plage de température. L'utilisation de telles bobines dans des émetteurs auto-excités garantit une stabilité de fréquence suffisante. La dérive de fréquence insignifiante lors du chauffage, causée par une modification des dimensions géométriques des conducteurs de connexion, peut être facilement compensée en utilisant des condensateurs à coefficient de température négatif dans les circuits. Dans des conditions amateurs, de telles bobines sont pratiquement impossibles à fabriquer. Cependant, une bobine à stabilité accrue, qui est nécessaire principalement pour l'oscillateur maître, peut être enroulée à partir d'un fil de cuivre (de préférence argenté), préchauffé à une température de 100-120 ° C, en la posant avec une certaine tension dans les rainures de le cadre en céramique. Il est clair que des bobines plus simples et sans cadre peuvent être utilisées dans des doubleurs et des étages de sortie dans lesquels aucune génération de fréquence ne se produit. Cependant, dans tous les cas, il faut veiller à ce que les contours soient mécaniquement résistants. Très souvent, les radioamateurs, voulant augmenter le facteur de qualité du circuit, fabriquent des bobines d'un diamètre inutilement grand, ce qui entraîne dans les générateurs de fortes pertes par rayonnement. Des bobines d'un diamètre de 15-20 mm doivent être recommandées, à l'étage de sortie - 30-35 mm. Les bobines doivent être éloignées des masses métalliques pour éviter les pertes par courants de Foucault. La distance minimale de la bobine par rapport aux grandes surfaces métalliques doit être au moins égale au diamètre de la bobine. Aux fréquences de 400-450 MHz et plus, il est pratique d'utiliser des circuits oscillants réalisés sous la forme de lignes court-circuitées quart d'onde. Si le facteur de qualité des circuits ordinaires est de plusieurs dizaines d'unités, le facteur de qualité de la ligne de circuit peut être augmenté à plusieurs milliers. Dans les structures de transmission décrites dans cette collection, conçues pour fonctionner dans la gamme de 420-425 MHz, au lieu de bobines conventionnelles, des lignes constituées de tubes de cuivre argentés sont utilisées. Le concepteur doit accorder une attention particulière à la qualité des condensateurs variables, à la fiabilité du contact frottant qu'ils contiennent. Dans la mesure du possible, le rotor du condenseur doit être "mis à la terre", c'est-à-dire connecté au châssis, afin d'éviter que la main de l'opérateur n'affecte le réglage du circuit. Dans les émetteurs, il est préférable de construire un excitateur selon un circuit avec communication électronique. Cela facilite la fixation du condensateur et élimine l'influence des mains sur la fréquence des oscillations générées. Typiquement, le circuit d'anode d'un tel excitateur est accordé sur la deuxième harmonique et ainsi, en utilisant une lampe, la fréquence est doublée. Abaisser la fréquence de l'oscillateur maître augmente sa stabilité. L'avantage de ce schéma est que le générateur à deux lampes n'aura pas de paramètres pires qu'un générateur à trois lampes. Lors de la construction d'un émetteur, le concepteur doit tenir compte du fait que chaque circuit oscillant d'un émetteur à plusieurs étages doit avoir un élément d'accord (bouton de condensateur variable). L'accord constant des circuits d'anode du doubleur et de l'étage de sortie sur la fréquence moyenne de la gamme entraîne une diminution significative de la puissance vibratoire transférée à l'antenne lorsque l'émetteur est accordé sur des fréquences autres que celle du milieu. Lors de la mise en place des générateurs, les lampes des étages suivants ne doivent jamais être retirées ; les lampes doivent être laissées dans les douilles, et pour qu'elles ne tombent pas en panne, il est nécessaire de leur retirer la tension d'anode. Si le concepteur, lors du réglage du fonctionnement de l'oscillateur maître et du réglage de la plage souhaitée de fréquences générées, supprime la lampe de doubleur, puis, après avoir terminé le réglage du doubleur, la remet à sa place, alors en raison du couplage capacitif entre ces étages, l'oscillateur maître sera tellement désaccordé que dans le circuit doubleur, ils ne peuvent pas trouver de fluctuations. Pour la même raison, vous ne pouvez pas. par exemple, pour sélectionner l'un ou l'autre harmonique dans le circuit anodique du doubleur lorsque le condensateur de couplage est éteint. Lors de la conception des récepteurs VHF, tous les efforts du concepteur doivent viser à obtenir la sensibilité la plus élevée, ce qui n'est possible que si des amplificateurs haute fréquence avec un niveau minimum de bruit intrinsèque sont utilisés. Il est préférable d'utiliser des triodes à cet effet, qui sont allumées mais dans le schéma "cathode mise à la terre - grilles mises à la terre". Comme déjà mentionné, aux ondes ultracourtes, les résistances d'entrée et de sortie des lampes sont fortement réduites. Par conséquent, les pertes d'énergie vibratoire dans la lampe elle-même dépassent largement les pertes dans le circuit ; de plus, la lampe shunte fortement le circuit, ce qui réduit son facteur de qualité. Afin d'affaiblir l'effet de shunt de la lampe, il ne faut pas connecter tout le circuit, mais seulement une partie de celui-ci, au réseau de la lampe. Aux mêmes fins, la connexion du circuit amplificateur avec la grille de la lampe suivante doit être réalisée par autotransformateur. Cela réduit l'atténuation introduite par la lampe dans le circuit et vous permet d'obtenir le gain de scène le plus élevé. Les condensateurs de grande capacité ne peuvent pas être utilisés dans les circuits de découplage et les circuits cathodiques des récepteurs VHF, car ils ont une inductance notable, dont la valeur aux hautes fréquences ne peut plus être négligée, Si, néanmoins, des condensateurs de grande capacité sont utilisés dans le circuit, par exemple des condensateurs électrolytiques, qui, comme on le sait, ont une inductance notable, alors dans ce cas, il est nécessaire de connecter un condensateur de mica de petite capacité à faible inductance en parallèle avec un tel condensateur. Ainsi, les fréquences ultra-hautes et basses seront filtrées en même temps. Il est clair que de longs fils de connexion et un fil de terre commun dans les chemins haute fréquence créent des inductances et des capacités parasites notables. Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser des conducteurs de raccordement droits et courts et sans aucune isolation, car le diélectrique entraînera des pertes d'énergie supplémentaires. Chaque point du circuit doit être mis à la terre avec un fil séparé, et tous les conducteurs de terre liés à la même lampe et cascade doivent être connectés au châssis en un point. Structurellement, une station d'amateur peut être conçue de différentes manières. Des avantages incontestables ont une conception de bloc, dans laquelle le modulateur et le générateur sont réalisés sous la forme de blocs indépendants enfermés dans un cadre d'émetteur commun. La conception du bloc facilite le réglage, la réparation et le remplacement en cas de panne. Pour de nombreuses raisons, le récepteur doit être fabriqué séparément, sans le relier rigidement à l'émetteur. Cela élargit les possibilités d'expérimentation dans les cas où le récepteur doit être retiré de l'émetteur. Il est recommandé de réaliser le redresseur comme une unité indépendante reliée à l'émetteur par un tuyau d'alimentation. Il est utile de dupliquer la sortie du redresseur, réalisée sous la forme d'une puce, avec une prise à pinces. L'utilisation de pinces en double est très pratique lors de la connexion au redresseur de toute autre conception nécessitant de l'alimentation et ayant des puces ou des connecteurs d'un type différent de ceux utilisés pour connecter le redresseur à cet émetteur. Cette brève introduction n'aborde pas d'autres questions intéressant le radioamateur à ondes ultracourtes. Cependant, il trouvera des réponses à beaucoup d'entre eux directement dans les descriptions des structures individuelles. littérature:
Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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