Блокинг генератор для счетчика гейгера

Генератор высокого напряжения из строчника на транзисторе

Устройства этого типа используются для создания сигналов с большой скважностью, повторяющихся редко. В них используется трансформатор, который включён в цепь обратной связи. Наличие гальванической развязки на выходе позволяет формировать высоковольтные импульсы. Эта особенность применяется для питания блоков строчной развёртки, катушек «Тесла».

Как выглядит блокинг генератор

Простую схему блокинг генератора можно собрать без затруднений в домашних условиях.

Содержание

В зависимости от сложности устройства, используют разные типы генераторов.

Классический

В несложных конструкциях, не критичных к стабильности тактового генератора, часто используется последовательное включение нескольких инверторов через RC-цепь. Частота колебаний зависит от номиналов резистора и конденсатора. Основной минус данной конструкции — низкая стабильность. Плюс — предельная простота.

Кварцевый

Кварц + микросхема генерации

Микросхема генерации представляет собой специальную микросхему, которая при подключении к её входам кварцевого резонатора будет выдавать на остальных выводах частоту, делённую или умноженную на исходную. Данное решение используется в часах, а также на старых материнских платах (где частоты шин были заранее известны, только внутренняя частота центрального процессора умножалась коэффициентом умножения).

Программируемая микросхема генерации

В современных материнских платах необходимо большое количество разных частот, помимо опорной частоты системной шины, которые, по возможности, не должны быть зависимы друг от друга. Хотя базовая частота всё же формируется кварцевым резонатором (частота — 14,3 МГц), она необходима лишь для работы самой микросхемы. Выходные же частоты корректируются самой микросхемой. Например, частота системной шины может быть всегда равна стандартным 33 МГц, AGP — 66 МГц и не зависеть от частоты FSB процессора.

Если в электронной схеме необходимо разделить частоту на 2 используют Т-триггер в режиме счётчика импульсов. Соответственно, для увеличения делителя увеличивают количество счётчиков (триггеров).

Тактовый генератор

Тактовый генератор — автогенератор, формирующий рабочие такты процессора («частоту»). В некоторых процессорах (например, Z80) выполняется встроенным.

Кроме тактовки процессора в обязанности тактового генератора входит организация циклов системной шины. Поэтому его работа часто тесно связана с циклами обновления памяти, контроллером ПДП и дешифратором сигналов состояния процессора.

Способы сделать устройство самому

Для изготовления бестопливного генератора своими руками нужно выбрать соответствующую технологию. Многие авторы избегают детального описания использованных инструментов и материалов, электрических схем. В результате описываются якобы работающие модели, но без достоверной информации о функционирующих устройствах.

Использование масла

БТГ с использованием масла имеют другое название — мокрый способ получения электричества. Их отличительной чертой является применение аккумуляторов для накопления и отдачи энергии. Построение таких устройств требует следующих ресурсов и узлов:

• трансформатора переменного тока;
• зарядного устройства;
• АКБ для накопления полученного электричества;
• усилителя мощности, увеличивающего подачу тока.

Зарядное устройство можно взять готовое, но оно, вероятнее всего, окажется слабым и неспособным обеспечить требуемый зарядный ток. Поэтому для 20 кВт установки его лучше изготовить самостоятельно. Обзоры и рекомендации по сборке таких устройств имеются в свободном доступе.

Принцип работы устройства прост. К аккумуляторной батарее необходимо подключить входную обмотку трансформатора. К ее клеммам подсоединяется усилитель мощности, преобразующий и повышающий напряжение 12 В или 24 В, снимаемое с аккумулятора. Зарядное устройство используется для поддержания АКБ в рабочем состоянии.

Сухой вариант

Этот способ предполагает в качестве накопителя использовать конденсатор большой емкости. Свою схему сухого варианта БТГ помогут реализовать такие приборы и материалы:

• трансформатор;
• прототип генератора;
• проводники с нулевым сопротивлением;
• динатрон;
• сварочный аппарат.

Прототип генератора соединяется особыми проводниками с трансформатором. Для надежного контакта требуется применять сварочный аппарат. Динатрон выполняет регулирующую функцию в создаваемом макете. Расчетное время функционирования этого агрегата составляет около 3 лет без обслуживания.

Промышленный вариант БТГ для бытового применения

Солнечные батареи полностью удовлетворяют требованиям бестопливных генераторов. При этом нет необходимости разрабатывать схему и собирать ее из различных узлов. В продаже уже имеются солнечные электростанции для бытового применения производительностью 20 кВт/сут. Средняя стоимость комплекта находится в пределах 260 000 — 360 000 руб. В него входят:

• солнечные панели;
• 1-фазный инвертор на 6 — 20 кВт;
• коммутационное оборудование (кабели, выключатели, предохранители);
• крепления.

Возможна работа как в полностью автономном режиме, так и в сочетании с другими источниками энергии, мобильными бензиновыми генераторами или стационарными электросетями.

Рейтинг дизельных генераторов для дома 2019

FUBAG DS 5500 A ES

Мощный дизельный генератор будет удобен не только для аварийного источника питания, но и для регулярного использования на строительном объекте. Он имеет сразу три розетки на 220 В: две рассчитаны на 16 А, а третья усиленная на 32 А. Силовая розетка позволяет снять полную мощность станции одним потребителем. Помимо этого, есть возможность зарядки автомобильного аккумулятора. Отметим, что в модели есть разъем для блока автоматики ATS. Благодаря ему генератор можно устанавливать, как аварийный источник питания.

Двигатель отлично справляется с резким увеличением нагрузки, поэтому станет незаменимым на стройплощадке. Модель имеет функцию автоматического предпускового прогрева, что позволяет с легкостью ее запускать при минусовых температурах. На электронном дисплее отображается напряжение, количество отработанных моточасов, а также индикация уровня масла. Последним показателем важно не пренебрегать и регулярно следить, чтобы ГСМ всегда хватало. Запустить генератор можно с помощью электростартера или обычной «шморгалки».

Hyundai DHY-6000 LE-3

Корейский генератор способен работать не только с однофазными, но и с трехфазными потребителями с помощью розетки на 380 В. Это позволяет подключать систему отопления или трехфазный насос для скважины. Если вам необходимо подстраховаться зимой, чтобы трехфазный котел всегда работал, тогда Hyundai DHY-6000 LE-3 то, что вам нужно. На полном баке в 14 л он способен проработать до 13 часов (на 50 % мощности). Производитель указывает, что двигатель способен проработать до первого ремонта около 1500 часов, однако на практике фирменный движок служит дольше. Кстати контролировать ресурс позволит счетчик моточасов.

На панели управления расположен выход на 12 В для автомобильного аккумулятора. Также отметим, что производитель установил УЗО для защиты от утечек тока у потребителей. Приятно, что модель оснащена колесиками для транспортировки, так как вес у нее довольно немаленький — 116 кг.

Daewoo DDAE 6000XE Master

Главным преимуществом модели является долговечный двигатель Daewoo 420 diesel — он способен проработать больше 1500 часов до первого обслуживания. Также в устройстве предусмотрен разъем для блока подключения автоматики ATS, что делает генератор незаменимым, когда пропадает электричество в сети. Здесь две розетки на 220 В и выход для подзарядки аккумулятора. Если же у вас есть трехфазные потребители, тогда можете присмотреться к «старшему брату» DDAE 6000XE-3 — в нем все те же функции и параметры, но вместо одной розетки на 220 В стоит розетка на 380 В.

Как и в предыдущих моделях, здесь стоит счетчик моточасов, вольтметр и автоматическая защита от перегрузок. Мощности в 5,5 кВт вполне хватает для обеспечения электричеством загородного дома. На половине мощности устройство проработает до 13 часов на полном баке. Большинство владельцев генератора отмечают хорошее качество сборки и стабильность работы. Здесь стоят 4 колесика для транспортировки, но они диаметром 8 см, из-за чего не всегда удобно катить его зимой, например, по мокрому снегу.

Для начала вспомним, что генератор — это усилитель с положительной обратной связью. Часть сигнала с выхода усилителя попадает по этой обратной связи на его вход. Причём в фазе, так что сигнал усиливает сам себя, и усилитель входит в устойчивый режим непрерывной генерации.

В данной схеме, обратная связь осуществляется с помощью трёх RC-цепочек, через которые сигнал попадает с коллектора на базу. Каждая из RC-цепей поворачивает фазу на 60 градусов. Значит, три цепочки повернут суммарно на 180 градусов. Ещё на 180 градусов поворачивает сам транзистор: мы снимаем сигнал с коллектора, а напряжение на коллекторе находится с протифовазе с напряжением на базе: когда на базе оно растёт, на коллекторе падает. Итого, поворот получается на 360 градусов. Причём, такой поворот будет происходить только на одной частоте: она зависит от параметров R и C наших RC-цепочек.

Можно спросить, откуда же берётся начальный сигнал? Дело в том, что в любом транзисторе присутствуют хаотичные небольшие токи шумов, частоты которых охватывают очень большой спектр. После включения схема начинает усиливать только одну из этих частот — ту, на которой «работает» положительная обратная связь. Остальные шумы приходят с коллектора на базу не в фазе и ослабляют сами себя.

RC-генератор на макетной плате

R1 и R2 образуют делитель напряжения, по которому подаётся начальное смещение на базу транзистора. C4 и R6 — это элемент стабилизации работы транзистора по постоянному току. Он как бы осуществляет небольшую отрицательную обратную связь: когда ток через транзистор растёт, напряжение, падающее на R6, увеличивается. А это означает, что разность потенциалов на управляющем переходе база-эмиттер падает, транзистор прикрывается, частично компенсируя увеличение коллекторного тока. Ну а C4 напрямую замыкает на массу переменную составляющую, мимо R6, так как сопротивление конденсатора такой ёмкости переменному току очень мало.

На самом деле, эта схема заработает и без R6-С4, если замкнуть эмиттер непосредственно на массу. Но, в этом случае придётся очень точно подбирать сопротивления делителя R1-R2, а при малейшем изменении напряжения питания или температуры, генерация будет срываться.

Особенности конструкции

Простой бестопливный электрогенератор состоит из ротора и статора.

Статор машины не двигается и обычно является внешней рамой машины. Ротор может свободно двигаться и обычно расположен во внутренней части машины. Они оба, как правило, состоят из ферромагнитных материалов. Прорези сделаны по внутренней периферии статора и внешней периферии ротора. Проводники размещены в соответствующих пазах статора или ротора. Они связаны между собой, образуя круглые обмотки. Обмотка, в которой индуцируется напряжение, называется обмоткой якоря, а также это название носит ток, передающийся по ней. Постоянные магниты используются в некоторых машинах для обеспечения основного потока машины.

Устройство TPU Стивена Марка кардинально отличается от других бестопливных аппаратов своей оригинальной конструкцией. Такой генератор не является обладателем резонаторов радиочастотного типа. Рабочая часть устройства состоит из кольца из металла (диаметр приблизительно 20 см), на которое надеты катушки, сделанные из многожильного толстого провода. Автор не раз демонстрировал своё изобретение на публике, однако потом оригинальную разработку строго засекретили.

И всё же благодаря его последователям в свет вышла новая версия – Ottp Ronette, которая уже имела отличия от оригинальной версии. У неё уже было два кольца из пластика, к которым прикреплялся толстый парный провод. Сами же провода соединялись крест-накрест.

Самодельный ВЧ генератор с одной шкалой

Схема простого ВЧ генератора 0,4 — 30 MHz

Представленная ниже, схема компактного ВЧ генератора покрывает весь диапазон частот от 0,4 до 30 MHz в одну шкалу.

Выход 50 Ом, напряжение 300mV по всему диапазону частот.

Большинство генераторов сигналов используют несколько диапазонов для того, чтобы покрыть весь спектр частот. Схема этого генератора немного отличается, он настраивает весь ВЧ диапазон от 400 кГц до более 30 МГц в одном диапазоне. Он был сконструирован для того, чтобы испытать входные части приемника и фильтры HF, должен быть компактен.

Уровень выхода генератора около 300mV 50 Ом также позволяет ему быть использованным как временный генератор для испытания смесительного диода.

Описание схемы генератора

Невозможно сразу покрыть весь ВЧ диапазон в одном ряде с традиционным LC генератором. Однако, смешивая генератор, работающий на более высокой частоте с генератором с более низкой частотой, можно достичь требуемого диапазона.

Это показано на схеме, ниже:

Генератор, контролируемый напряжением тока (VCO) работает от 48 MHz до 85 MHz. Выход VCO (100-150mVpp 50 Ом) смешан с выходом кварцевого генератора 48 MHz в смесителе диода для того, чтобы дать необходимый выход частоты.

С помощью варикапа (varicap) происходит перестройка частоты по всему диапазон. Устройство, которое я использовал взято из старого тюнера видеомагнитофона. Другие варикапы широкого диапазона, такие как Motorola MV104 или Philips BB911, также будут хорошо работать.

48 МГц кварцевый генератор является типичным, его можно найти в старом принтере, видеокарте и т.п. Они генерируют сигнал прямоугольных TTL-уровня (5 В). Я нашел два пластиковых осциллятора 48 МГц в старом принтере Epson.

Выход кварцевого генератора, который я использовал, не мог напрямую управлять диодным смесителем, но комбинация серии C5 и R3, керамический конденсатор 1000pF и резистор 100 Ом, работала хорошо. Выход прямоугольной волны также идеален для смесителей диода.

Использование генератора 48 МГц, в результате чего ГУН диапазона, во многом зависит от наличия соответствующей части. Если Вы хотите заменить детали и изменить конструкцию в соответствии с требованиями, частота выхода должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить требуемый диапазон 30 МГц в пределах одного диапазона. Маловероятно, что какой-либо более низкий частотный диапазон будет успешным.

Кроме того, кварцевый генератор, который устанавливает нижнюю частотную границу диапазона должен быть достаточно далеко от верхней выходной частоты 30 МГц, чтобы простой 3-х полюсный фильтр нижних частот мог фильтровать любой остаточный сигнал генератора 48 МГц, а также суммарный компонент выхода смесителя. Данная схема генератора выдает до 35 МГц с выходом около 3 дБ.

SRA-1 двойной сбалансированный микшер (дБм) M1. Здесь отлично будут работать различные варианты диодного типа, в том числе из диодов 1N4148 и пары ферритовых колец.

Желаемый (разностный) выход фильтруется с помощью 3-полюсного эллиптического фильтра.

Отфильтрованный выходной сигнал усиливается на 20 дБ ERA-5 — монолитный интегральный усилитель, чтобы дать выходе уровень сигнала 300 – 400 мВ на 50 Ом. Я использовал версию усилителя ERA-5 для поверхностного монтажа.

Питание схемы 12В 100mA.

Вид внутри

Детали припаяны навесным монтажом.

Корпус спаян из жестяной банки, используемой для формирования стенок коробки.

Настройка генератора

Ручная настройка в широком диапазоне спектра частот требует многовиткового прецизионного переменного проволочного резистора.

Чтобы добавить ручку управления, я использовал части потенциометра регулировки громкости AM/FM-радио. Большинство из этих потенциометров громкости, похожи, имеют тонкую ручку с регулировкой по краю, которая навинчивается крошечным винтом на латунный стержень.

Монтаж

Собирается схема непосредственно на небольшом куске фольгированного текстолита всего за несколько часов. Генератор 48 MHz (от Epson SG-615) был установлен на плате вверх ногами. Ферритовые кольца используются в качестве высокочастотных дросселей для питания на каждом этапе схемы.

Многовитковый триммер приклеивается к печатной плате немного выше, чтобы можно было одеть ручку настройки и она свободно вращалась.

Коробка была изготовлена из оловянной пластины, разрезана на полосу шириной 18 мм и припаяна по краю печатной платы. Макет передней панели был разработан в CorelDraw, распечатан и покрыт контактным пластиком, чтобы сделать его более прочным.

Моточные данные катушек

L1 — 8 витков провода 24SWG намотанной на 5 мм каркасе с ферритовым стержнем для подсторйки..
L2 — 8 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
L3 — 7 витков провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10
T1 — 10 витков в два провода 28SWG намотанном на тороиде T25-10

Заключение

Генератор не сложен и быстр для построения. Схема использует не большое количество доступных деталей. Многие компоненты могут быть заменены. Чтобы проверить это, я построил другую версию, используя LM375 IC в качестве VCO (это устаревший чип, похожий на MC1648 Motorola). Самодельный смеситель, сделанный с диодами 1N4148 и дискретный широкополосный усилитель 20 dB. Всё это дало аналогичные результаты.

Стабильность схемы не эквивалентна кварцевому или синтезированному осциллятору, а настройка в определенных диапазонах получилась сжатая, но она подходит для большинства измерений. Если Вы хотите, можно добавить дополнительный элемент управления «тонкая настройка».

Автор: ZL2PD — Single Span HF Test Oscillator