Помогите с генератором ВЧ

[kolobokus]

Понадобилось собрать генератор ВЧ в диапазоне 14...30 Мгц
Собрать то его собрал, но заметил, что синус на цифровых осциллографах АКИП-4113/2 и АКИП 4125-1А какой то зашумленный.
Линия синусоиды слегка раздваивается и живет своей жизнью. Включил режим БПФ и обнаружил, что 2 и 3 гармоники ниже всего на 15..20 дБ...

Схема в целом такая.
Не веря своим глазам собрал кварцевый генератор на КП303Е на 24 Мгц, кварц 24 Мгц, в стоке генератора резонансный контур на 24 Мгц, выход с 1/8 обмотки на буфер на BF199 по схеме эммиторного повторителя.

Получил удручающие (меня) гармоники: 2 и 3-я по -35...40 дБ.
===
Вопрос к имеющим практику сборки простых генераторов ВЧ:
Так и должно быть для простых схем? Не слишком ли велики гармоники?

Вложения

IMG_20240306_204000.jpg

Кварцевый генератор

(84.81 KiB) Скачиваний: 9

[Nowell75]

так и есть....для простых схем..

[>TEHb<]

Собирал генераторы Колпитца на всяких 2n7002. Амплитуда на зависть, но вторая гармоника тоже прёт как ненормальная.

[kolobokus]

Возможно, гармоники меньше в генераторах по такой схемотехнике:



Надо пробовать...

Вложения

chastoty_metr_7.jpg

(62.94 KiB) Скачиваний: 177

[kolobokus]

В сети полно разных схем ВЧ генераторов, но никто не сообщает об их гармониках...

[kolobokus]

Удалось получить уровень 2-й и 3-ей гармоник -46 дБ. Это уже неплохо!
Схема типа первой, но на двухзатворнике BF998

[>TEHb<]

Иногда можно существенно снизить гармонику даже просто настройкой рабочей точки.

[kolobokus]

Так оно и случилось
Не стал гнаться за амплитудой, а подал на второй затвор 0 В и.. о чудо! )))
Теперь экспериментирую с резистором в цепи исток-отвод.

[AlexS4]

да, гармоники в такой схеме обычно связаны с ограничением (выходом за линейный режим) либо в самом каскаде генератора, либо в нагрузке (напр на входе усилительного каскада)

кроме этого еще емкость миллера может чутка четных гармоник добавить при высоких напряжениях сигнала.

[kolobokus]

вот как бы получается, что эффект Миллера проявляется с ростом усиления в генераторном транзисторе. Все как бы правильно, но... транзистор то полевой двухзатворный, эквивалентная схема которого - тот же каскодный усилитель. А это и есть способ борьбы с этим эффектом. К тому же, у BF998 очень малая проходная емкость.
Тем не менее, с ростом Uз2 растет как раз вторая гармоника. Может, причина в другом?

[YS]

Подбирайте рабочую точку. В идеале усилительный элемент должен в точности компенсировать потери в резонаторе, но не более того. По этой причине в продвинутых генераторах как правило вводятся цепи АРУ того или иного вида. В простейшем случае можно попробовать поподбирать рабочую точку вручную. Соответственно, цепи смещения имеет смысл доработать до более продвинутого вида, чтобы было удобнее их настраивать.

[mickbell]

Затвор в виде PN-перехода как раз выполняет функцию автоматического смещения, своим диодом влияя на рабочую точку, а именно - смещая вниз среднее напряжение на затворе. Но для этого должен быть затворный резистор, и он должен быть достаточно большим, чтобы не мешался, а по постоянному току затвор должен отделяться от цепей с определённым потенциалом конденсатором, чего мы не видим на первой схеме. То есть её нужно было бы доработать так: последовательно с затвором конденсатор, сам затвор к общему резистором килоомов в сотню.

[kolobokus]

Спасибо, YS и mickbell за стоящие мысли.
Конечно, я использую АРУ в окончательном варианте генератора. На 1-ом рисунке лишь суть схемы, которая в основе моего генератора.
Но, я действительно был не прав, поставив целью получить от генераторного каскада желаемую амплитуду сигнала, соответственно настраивая АРУ.
Нужно было обратить внимание на принцип, указанный уважаемым YS "усилительный элемент должен в точности компенсировать потери в резонаторе, но не более того".
Как только я настроил усиление каскодной схемы на BF998 соответствующим образом, сразу получил значительное снижение гармоник.
Вариант, предложенный уважаемым mickbell, я тоже пробовал, хотя и не рассказал здесь. Но, уровень генерируемого сигнала был слишком велик для получения "чистого" сигнала.
Обычно, в схеме №1 рекомендуют делать отвод от 1/4 или даже 1/5 части витков катушки. Я сделал отвод от 1/3 части и все равно амплитуда генерируемого сигнала на полной катушке была сопоставима с напряжением питания. А при съеме сигнала с истока - получал высокие гармоники. Правда, надежная генерация начиналась при питании менее 2 Вольт. В затвор ставил разделительный конденсатор малой емкости, затвор притягивал к общему проводу сопротивлением 1 МОм.
Обнаружил, что применение разделительных конденсаторов малой емкости, при которой уже наблюдается снижение амплитуды генерируемого сигнала, не уменьшает высшие гармоники, ослабляя основную, что вполне понятно и ведет к дальнейшему снижению отношения сигнал/гармоники.
Пытался заменить разделительный конденсатор между генератором и буфером на резистор 1 кОм, применив для питания буферного усилителя двухполярное питание, ожидая, что такая связь будет носить характер ФНЧ, в отличии от ФВЧ конденсатора малой емкости, снижая уровень высших гармоник в буферизированном сигнале. Увы, положительных результатов (снижения гармоник ) не заметил. Только возросла сложность схемы. Отказался от двухполярного питания.
Пришел к выводу: лучше использовать двухзатворные транзисторы BF998 с малой входной емкостью и не ставить в качестве разделительных - малые емкости (менее 15 пФ)

Сейчас генератор выглядит так (базовая его часть):