考毕兹振荡电路与dipmeter(下陷表)的设计-制做
13页1、考毕兹振荡电路与DipMeter(下陷表)的设计-制3-3 考毕兹振荡电路与Dip Meter(下陷表)的设计-制作 LC振荡电路除了哈特莱振荡电路以外,考毕兹(Colpitz)振荡电路也很普遍。在此针对考毕兹振荡电路的工作原理原理,以及其主要应用之一的Dip Meter的制作提出说明。 Dip Meter主要用来做为频率测试之用,尤其在高频率的测试中非常有用。 考毕兹振荡电路的原理 图l 6所示的为考毕兹振荡电路的原理图。哈特莱振荡电路是由2个串联的线圈,得到相位差,而考毕兹振荡是利用2个串联的电容,以得到相位差。(此为使用1个线圈,2个电容构成的基本电路。常用于VHF频带振荡器上。) 电容器C1与C2为串联。在此以其连接点为基准,检讨其相位,可以知道两者的电压相位差为180。 由于此一连接点为FET的源极,VGS与VDS的相位差也相差180 。因此,由FET所构成的放大器输入信号与输出信号的相差为180 ,总共相位差为360 ,也即是,反馈信号与输入信号成为同相,产生了振荡的条件。 在此,求出考毕兹振荡电路的振荡频率。振荡电路是由L,C1,C2的并联电路所构成的。由于C1与C2为串
2、联,其合成电容量C成为C=C1C2/(C1+C2)所以,振荡频率f成为 Dip Meter是什么?用来测试电路振荡频率 以下说明利用考毕兹振荡电路制作出Dip Meter的情形。 Dip Meter为单纯的振荡电路,其主要用途是做为谐振电路的谐振频率测试或振荡频率测试。价格虽然便宜,但是,校正良好时,其精确度也不会太差。 图17所示的为利用Dip Meter测试振荡频率的方法。将所欲测试频率的振荡电路的线圈靠近Dip Meter的线圈,使Dip Meter的振荡频率改变。此时,如果使振荡电路的振荡频率fo与Dip Meter的振荡频率fosc为一致时,谐振电路(振荡电路)上会有谐振电流产生。此谐振电流是从Dip Meter的线圈利用电磁结合所取得的能量。 因此,Dip Mete r的谐振电路与对方的谐振电路产生荡振电流,会使其谐振电压下降。此一谐振电压下降的频率所在,便是对方谐振电路的谐振频率。 Dip Meter的构成 图l8所示的为实际的Dip Meter电路图。使用FET 2SK55做为振荡电路,在闸极与接地间加入二极管做为振幅限制,使振荡频率变化时,也能保持一定的振荡位准。二极
3、管为使用Shottky二极管1SS 99。 振荡输出为利用加在FET的正电压而调整,此为调整VR1而控制振荡电压。 对于检知Dip点(下沉点)用的振荡电压的变化,是由吸极取出信号而不是由闸极取出的。吸极信号经过lSS99做倍电压检波,再利用2SK55做直流放大,以提高DipMeter的灵敏度。利用可变电容二极管改变振荡频率 对于考毕兹振荡电路的振荡频率的改变,可以同时改变C1与C2。 此可以使用可变电容二极管。例如,使用1SV149,其容量变化比Cmax/Cmin=19.5,但是,由于此为使用于AM调谐器,其使用于100MHz以上时,Q值很低,不可使用。 此一DipMeter为使用FM调谐器用的lSV50。1SV50的特性如图20所示,加在此二极上的逆电压VR为15V0.84V时,其容量变化为8p50pF。1SV50极限最大值参数表峰值逆电压VRM30V逆向电压VR30V最大功率耗散PD250mW储藏温度Tstg-55+125(将逆向电压15V0.84V加在FM调谐器用的可变电容二极管,其容量变化为850pF。实际为使用2个并联,也可以使用代用品1SV166。) DipMeter的制作
4、 图21所示的为所制作的印刷电路基板的构成。图(a)为零件配置图,图(b)为印刷电路图样。使用2个电压为9V的干电池006P,共计18V做为电源。虽然电源电压为9V时,也可以使考毕兹振荡电路发生振荡。但是,为了增大可变电容二极管的容量变化,必须使用较高的电压。 图21 DipMeter的印刷电路基板(在背面空白处几乎为接地图样。使用5种线圈更换,振荡频率可以达10M180MHz。) 如果线圈采固定方式时,振荡频率的可变范围只可以达25倍。为了增加振荡频率的变化范围,采用线圈为可更换式。因此,在线圈的端子使用RCA插座。图22所示的为各种线圈的数据。 线圈种类频率范围线圈匝数A90M180MHz发卡25mmB53M100MHz线径0.7mm 2.5圈C33M61MHz线径0.7mm 5.5圈D18M34MHz线径0.32mm 10.5圈E10M19MHz线径0.32mm 20.5圈图22 更换式线圈的作法 线圈为采用外径为10mm的Styrol材质线圈筒,于其上面卷绕线圈。对于振荡频率的调整多少要使用cutandtry的方法。振荡频率愈高,圈数愈少,线圈的间隔愈广。 在此使用5个线圈,可
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