高周波発振回路

高周波発振回路と言っても大変幅広く、下は低周波域から上は今でも広がりつつある。あまりにも範囲が広いので、ここではアマチュア無線で使用する周波数範囲で当局が実験出来る範囲とします。技術(腕)と測定器と手持ちの部品の関係。

発振回路には帰還型弛帳型があります。

帰還型

高周波発振回路で使用されるのは帰還型が多い。もちろん低周波発振回路にも使用します。
アンプの出力の一部を位相を180°回転させて反転増幅回路の入力に戻す(正帰還)事で発振を維持します。この帰還回路に使用する素子にはC、R、L、水晶片(Lの部分を利用)、分布定数素子(Lの部分や位相の遅れなど)・・・。

固体振動子発振回路

水晶振動子には、固有の共振周波数があり(物理的形状により決まる)低い方から直列共振周波数そして並列共振周波数があり直列共振周波数と並列共振周波数との間(数KHz幅)はインダクタンス(コイル)として動作します、この部分が発振回路で利用されます。つまりLC発振回路のLの部分を水晶振動子に置き換えると水晶振動子の直列共振周波数と並列共振周波数との間の周波数で発振します。つまり、電源電圧や外部のLやCの変化で発振周波数が変動する可能性があります。

セラミック振動子にも、固有の共振周波数があり(物理的形状により決まる)厚み滑りモードの場合、低い方から直列共振周波数そして並列共振周波数があり直列共振周波数と並列共振周波数との間(水晶振動子よりかなり広い)はインダクタン ス(コイル)として動作します、この部分が発振回路で利用されます。つまりLC発振回路のLの部分をセラミック振動子に置き換えると水晶振動子の直列共振周波数 と並列共振周波数との間の周波数で発振します。したがって、電源電圧や外部のLやCの変化で発振周波数が変動する可能性があります。

ここでは回路を組んで調整しなくてもよい(多分)無調整水晶発振回路を実験してみました。(同調回路がない)
ただし、トランジスタのバイアスや帰還回路の帰還量は適切に設定します。

無調整発振回路の実験

無調整発振回路の実験

回路を見てみると、コルピッツ発振回路のコイルの部分が水晶振動子に置き換わっただけですね。
各部品の値は最適値とは限りませんのであしからず!!動作はします。

測定風景

測定風景

測定した水晶振動子(11.275MHz)

測定した水晶振動子(11.275MHz)

水晶フィルタ(ラダー型)の製作をすることになり、水晶の直列共振周波数を揃えるために、簡易的ではありますが、無調整発振回路での発振周波数を測定し、発振周波数を揃えることにしました。今回は銘板周波数11.275MHzの水晶を使用することにしました。他に11.730MHzも有る、発振周波数は測定して記録してあります。こうして測定しておくとフィルタを作るときになるべく周波数の近い物を選んで使用する事が出来るので便利です。同一条件での周波数です。

今後も製作で使用する高周波発振回路の実験を進めていきます。

VXO (2015/01/28)

発振回路の水晶振動子に直列にインダクタンス(コイル)を挿入して直列共振周波数を下げ、直列にキャパシタンス(バリコン)を挿入して調整すると等価的にインダクタンスを調整したことになり直列共振周波数を調整出来ます、発振周波数可変範囲は銘板周波数の0.5%程度までは実用に出来るようです。しかし、使用する水晶振動子によりばらつきも大きく、特にコイルは再現性が悪いので根気よく調整(インダクタンスの大きさ)するようにします。
また、水晶振動子の基本波発振で使用するようにします、オーバートーン発振回路では殆ど可変出来ません。

帰還型発振回路

LC発振回路 (2015/01/28)

帰還型の発振回路でです。

LC反結合発振回路

LCの共振回路を利用した発振回路で、共振周波数で発振します。
◆ ハートレー発振回路は、コンデンサ1個とコイル2個(タップ)を使用して出力位相を180°回転して反転増幅回路の入力に戻し発振を維持します。
◆ コルピッツ発振回路は、コンデンサ2個とコイル1個を使用して出力位相を180°回転して反転増幅回路の入力に戻し発振を維持します。
◆ クラップ発振回路は、コルピッツ発振回路の変形で共振回路に接続される増幅回路の電極間容量の変化の影響を軽減する為に共振回路と増幅回路との間に小容量のコンデンサを入れた物です。無線機用VFOに良く使用されていました。
◆ 他に、バッカー発振回路などもありました。これはクラップ発振回路の変形です。
ハートレー発振回路はスーパー受信機の局部発振回路に使われていました。今までにハートレー発振回路で2台ディップメーターそ製作しましたが、手放してしまいましたので、今一度製作してみようと思います。
コルピッツ発振回路は現在ディップメータに使用しています、UHF用のディップメータも製作してみたいと思っています。

同調型発振回路

◆ コレクタ同調発振回路
◆ エミッタ同調発振回路
◆ ベース同調発振回路
発振回路の一部に共振回路を設けて、信号の一部を反転増幅回路の入力信号と同位相になるようにして戻し発振を維持します。発振周波数は共振周波数となります。

戻る