نوسانات الکتریکی اجباری، که تا کنون در نظر گرفته ایم، تحت تأثیر آن به وجود می آیند ولتاژ ACتولید شده توسط ژنراتورها در نیروگاه ها با این حال، چنین ژنراتورهایی قادر به ایجاد نوسانات با فرکانس بالا مورد استفاده در مهندسی رادیو نیستند، زیرا این امر به سرعت چرخش بیش از حد بالایی روتورها نیاز دارد. نوسانات فرکانس بالا با استفاده از دستگاه های دیگری به دست می آید که یکی از آنها به اصطلاح ژنراتور لوله است. به این دلیل نامگذاری شده است که یکی از قطعات اصلی آن یک لوله خلاء سه الکترودی است - یک تریود.
برنج. 2.27
ژنراتور لوله ای یک سیستم خود نوسانی است که در آن نوسانات مداوم به دلیل انرژی منبع ایجاد می شود. ولتاژ DCمانند باتری های سلول ولتایی یا یکسو کننده ها. از این نظر، یک نوسان ساز لوله ای شبیه به ساعتی است که در آن نوسانات بدون میرای یک آونگ با انرژی یک وزنه بالا رفته یا یک فنر فشرده حفظ می شود.
یک ژنراتور لوله شامل یک مدار نوسانی متشکل از یک سیم پیچ با اندوکتانس L و یک خازن با ظرفیت C است. مشخص است که اگر خازن شارژ شود، نوسانات میرا در مدار ظاهر می شود. برای جلوگیری از خاموش شدن نوسانات، لازم است تلفات انرژی برای هر دوره جبران شود.
با شارژ مجدد خازن می توانید انرژی مدار را دوباره پر کنید. برای انجام این کار، مدار باید به طور دوره ای برای مدت زمان معینی به یک منبع ولتاژ ثابت متصل شود. خازن باید فقط در فواصل زمانی به منبع وصل شود که صفحه خازن متصل به قطب مثبت منبع بار مثبت داشته باشد و صفحه خازن به قطب منفی- منفی (شکل 2.27). فقط در این مورد منبع خازن را شارژ می کند و انرژی آن را دوباره پر می کند. در این حالت میدان الکتریکی بارهای روی صفحات خازن کار منفی انجام می دهد و انرژی خازن افزایش می یابد.
اگر سوئیچ در زمانی بسته شود که علائم بارهای روی صفحات خازن مطابق با شکل 2.28 باشد، میدان الکتریکی بارهای موجود در صفحات خازن
densator، انجام خواهد داد کار مثبت. انرژی خازن کاهش می یابد. خازن تا حدی تخلیه شده است.
در نتیجه، یک منبع ولتاژ ثابت که دائماً به مدار متصل است، نمی تواند نوسانات مداوم را در آن حفظ کند. برای نیمی از دوره، انرژی وارد مدار می شود و در نیمه دوره بعدی از آن خارج می شود.
اما اگر با استفاده از یک کلید، یک منبع جریان را فقط در طول نیم چرخه هایی که انرژی به مدار منتقل می شود، به مدار نوسانی متصل کنید (شکل 2.27 را ببینید)، آنگاه نوسانات بدون میرا ایجاد خواهند شد. واضح است که برای این امر لازم است اطمینان حاصل شود عملکرد خودکارکلید (یا شیر، همانطور که اغلب نامیده می شود). زیرا ما در مورددر مورد نوسانات فرکانس بسیار بالا، کلید باید سرعت زیادی داشته باشد. یک تریود به عنوان یک کلید تقریباً بدون اینرسی استفاده می شود (شکل 2.29).
در مدار آند، که در آن مدار نوسانی متصل است، جریان باید در آن دوره‌های زمانی که صفحه خازن متصل به قطب مثبت منبع بار مثبت دارد جریان یابد. برای انجام این کار، نوسانات در مدار باید پتانسیل شبکه IC را کنترل کند، که جریان را در مدار آند تنظیم می کند. آنچه مورد نیاز است، همانطور که می گویند، بازخورد است.
بازخورد در یک نوسان ساز لوله ای که مدار آن در شکل 2.29 نشان داده شده است، القایی است. مدار شبکه شامل یک سیم پیچ Lc است که به صورت القایی به سیم پیچ کوپل شده است مدار نوسانی. نوسانات جریان در مدار ناشی از پدیده القای الکترومغناطیسیمنجر شدن
جهت دور زدن
برنج. 2.29
نوسانات ولتاژ در انتهای سیم پیچ Lc و در نتیجه به نوسانات در پتانسیل شبکه سه گانه.
اجازه دهید برای دور زدن مدار آند ژنراتور، خلاف جهت عقربه های ساعت را به عنوان جهت مثبت انتخاب کنیم. ولتاژ خازن مدار در این حالت برابر است با اختلاف پتانسیل بین صفحه پایین خازن متصل به قطب مثبت باتری آند G و صفحه بالایی.
قدرت جریان در سیم پیچ حلقه به نسبت L/2 از نوسانات ولتاژ روی حلقه در فاز عقب است (این ولتاژ برابر با ولتاژ خازن است). EMF القایی در سیم پیچ Lc (و در نتیجه ولتاژ بین شبکه و کاتد)، طبق قانون القای الکترومغناطیسی، در فاز نسبت به نوسانات قدرت جریان در سیم پیچ مدار، همچنین l/2 جابجا می شود. . بسته به ترتیب اتصال انتهای سیم پیچ Lc به شبکه و کاتد لامپ، تغییر فاز ولتاژ در بخش شبکه - کاتد +l/2 یا -l/2 است. در حالت اول، نوسانات ولتاژ در شبکه در فاز با نوسانات ولتاژ در خازن همزمان است. به این معنی که در لحظه ای که صفحه پایین خازن بار مثبت دارد، شبکه نیز نسبت به کاتد لامپ بار مثبت دارد. قفل لامپ باز می شود و جریان در مدار آند ایجاد شده توسط باتری G خازن را شارژ می کند. در لحظه ای که صفحه پایینی خازن بار منفی دارد، پتانسیل شبکه کمتر از پتانسیل کاتد است و لامپ خاموش می شود. مدار آند باز می شود و خازن از طریق مدار آند تخلیه نمی شود. همین است که هست یک شرط ضروریعملیات ژنراتور
هنگام تعویض انتهای سیم پیچ Lc، ولتاژ شبکه به l تغییر فاز می دهد. هنگامی که صفحه پایین خازن بار منفی داشته باشد (و بالعکس) شبکه دارای بار مثبت می شود. جریان آند در لامپ، خازن را به جای شارژ مجدد، تخلیه می کند. در این شرایط ژنراتور کار نخواهد کرد.
پس از بسته شدن مدار آند، خازن شارژ شده و نوسانات در مدار آغاز می شود. دامنه آنها تا زمانی افزایش می یابد که تلفات انرژی در مدار دقیقاً با تامین انرژی از مدار آند جبران شود. این دامنه به طور مستقیم با ولتاژ در قطب های منبع جریان متناسب است. افزایش ولتاژ منبع باعث افزایش "جوک" جریانی می شود که خازن مدار را شارژ می کند.
فرکانس نوسان در مدار توسط اندوکتانس L سیم پیچ و ظرفیت C خازن مدار طبق فرمول تامسون تعیین می شود:
در L و C کوچک، فرکانس نوسان زیاد است.
شما می توانید وقوع نوسانات در ژنراتور (تحریک ژنراتور) را با استفاده از یک اسیلوسکوپ با اعمال ولتاژ از خازن به صفحات انحراف عمودی آن تشخیص دهید. اگر انتهای سیم پیچ Lc متصل به شبکه و کاتد را تعویض کنید، ژنراتور کار نخواهد کرد.
ژنراتورهای لوله ای در ایستگاه های رادیویی فرستنده قدرتمند موجود هستند و بخشی از سایر دستگاه های رادیویی هستند.
دستگاه، مدارکه در شکل نشان داده شده است. 1، نشان دهنده تولید کننده صدا، در محدوده فرکانس 23 هرتز تا 32 کیلوهرتز کار می کند. کل محدوده فرکانس به چهار زیر محدوده 23-155 هرتز، 142-980 هرتز، 800-5500 هرتز، 4.9-32 کیلوهرتز تقسیم می شود. این دستگاه دارای نشانگر ولتاژ خروجی و همچنین تقسیم کننده های صاف و پله ای است که می توانید با آنها تنظیم کنید ولتاژ خروجیاز 10 میلی ولت تا 10 ولت ضریب اعوجاج غیرخطی از 3٪ تجاوز نمی کند. دقت اندازه گیری ولتاژ خروجی 3%.
نمودار شماتیک
همانطور که در شکل دیده میشود. 1، مولد صدا از یک تحریک کننده دو مرحله ای L1، یک پیرو کاتد L2، یک دستگاه خروجی و یک یکسو کننده تشکیل شده است.
تحریک کننده بر اساس مداری با تنظیم رئوستاتیک-خازنی مونتاژ می شود و یک تقویت کننده دو مرحله ای فرکانس پایین با بازخورد مثبت است. اولین مرحله تقویت بر روی تریود سمت چپ لامپ L1 با بار به شکل مقاومت R17 مونتاژ می شود. مرحله دوم تقویت روی تریود سمت راست لامپ L1 مونتاژ می شود.
مقاومت R18 به عنوان بار استفاده می شود. ارتباط بین مراحل از طریق خازن C6 انجام می شود. بازخورد مثبت لازم برای وقوع نوسانات از مدار آند تریود سمت راست به شبکه کنترل تریود سمت چپ از طریق یک خازن تامین می شود. ظرفیت بزرگ C5 و یک تقسیم کننده متشکل از دو بخش: مقاومت R14، خازن های C1، C2 متصل به صورت سری و مقاومت R7، و خازن های C3، C4 متصل به صورت موازی.
ولتاژی که بر روی شبکه کنترلی L1 تریود چپ عمل می کند از آن حذف می شود بخش موازیتقسیم کننده R7. C3، C4. استفاده از یک تقسیم کننده وابسته به فرکانس به دست آوردن شرایط خود تحریکی فقط برای یک فرکانس که در آن جابجایی فاز بین ولتاژ مثبت است، ممکن می سازد. بازخوردروی شبکه کنترل تریود سمت چپ (تقسیم کننده R7, SZ, C4) و آند تریود سمت راست L1 برابر با صفر. این امکان به دست آوردن نوسانات سینوسی را با استفاده از چنین ژنراتوری فراهم می کند.
برای تغییر فرکانس تولید، تغییر پارامترهای عناصر موجود در زنجیره های تقسیم کننده ضروری است. در این مدار، با تغییر ظرفیت خازن دوگانه CI، C4، یک تغییر فرکانس صاف انجام می شود و یک تغییر ناگهانی توسط کلید B1 انجام می شود که مقادیر مقاومت های موجود در زنجیره های تقسیم کننده (R5) را تغییر می دهد. ، R6 و R12، R13؛ R3، R4 و R10، R11؛ R1، R2 و R8، R9).
همانطور که محاسبات نشان می دهد، در هر فرکانس و شبکه کنترل تریود سمت چپ لامپ L1 همیشه به اندازه کافی دریافت می کند. ولتاژ بالابنابراین، مراحل تقویت کننده باعث ایجاد اعوجاج های بزرگ در اثر اضافه بار می شود. این اعوجاج ها با استفاده از بازخورد منفی کاهش می یابد که مدار آن از یک مقاومت متغیر R15، یک مقاومت ثابت R16 و لامپ های رشته ای L3، L4 متصل به کاتد سمت چپ لامپ تشکیل شده است.
مدار بازخورد منفی همچنین ولتاژ خروجی را تثبیت می کند که با تغییر فرکانس نسبتاً شدید تغییر می کند. با افزایش ولتاژ خروجی محرک، عمق بازخورد منفی افزایش می‌یابد و بهره مرحله اول ژنراتور را کاهش می‌دهد. بنابراین، ولتاژ خروجی ژنراتور در محدوده تثبیت خواهد شد.
کمترین اعوجاج در خروجی محرک زمانی خواهد بود که ولتاژ حذف شده از شاخه موازی تقسیم کننده نزدیک به ولتاژ بازخورد منفی باشد که مقدار آن هنگام تنظیم دستگاه با استفاده از مقاومت متغیر R15 تنظیم می شود.
از خروجی تحریک کننده از طریق خازن انتقال C7، ولتاژ فرکانس صوتی به ورودی پیرو کاتد مونتاژ شده روی لامپ L2 عرضه می شود. بار لامپ پتانسیومتر R23 است. یک تقسیم کننده متشکل از مقاومت های R22، R21 حالت عملیاتی مورد نیاز این آبشار را تنظیم می کند. مقاومت R20 محدود است. استفاده از فالوور کاتد که مقاومت ورودی بالایی دارد، کاهش پاسخ بار به فرکانس ژنراتور و میزان اعوجاج وارد شده توسط مرحله خروجی را ممکن می سازد.
دستگاه خروجی شامل یک تقسیم کننده صاف (R23) و مرحله (R26, R27; R28,. R29) و یک ولت متر دیود معمولی است که از یک گالوانومتر با مقیاس 50 μ استفاده می کند. مقاومت های R24، R25 در حال نصب هستند. استفاده از مقاومت R30 امکان خطی بودن مقیاس بهتر را فراهم می کند.
جزئیات
یکسو کننده با استفاده از یک مدار دوبرابر ولتاژ تمام موج معمولی مونتاژ می شود. این دستگاه می تواند از ولتاژ شبکه AC 110، 127 و 220 ولت تغذیه شود.
چینش قطعات روی شاسی در شکل نشان داده شده است. 2. سایز شاسی 180X170x63mm از آلومینیوم با ضخامت 2mm ساخته شده است. یک پنل جلویی به ابعاد 150×180 میلی متر به آن متصل شده است. نمای پانل جلویی در شکل نشان داده شده است. 3، از سمت نصب - در شکل. 4. ترتیب دیگری از قطعات ممکن است، اما شما باید تلاش کنید تا ترانسفورماتور قدرت Tr1 را تا حد امکان از مدارهای شبکه لامپ L1 دور نگه دارید.
سوئیچ B1 یک کلید دو برد با چهار موقعیت است. برد دوم برای اتصال مقاومت های جداگانه تقسیم کننده وابسته به فرکانس استفاده می شود.
لامپ های L3، L4 از پروژکتور فیلم Luch (110 V، 8 W) استفاده شد. می توانید از یک لامپ 220 ولت با توان 10-25 وات استفاده کنید. ترانسفورماتور قدرت از گیرنده Record-53M. همچنین می توانید از ترانسفورماتورهای گیرنده های Moskvich-V، Volna، ARZ-52 و غیره استفاده کنید.
برای راحتی راه اندازی دستگاه، شاخه های تقسیم کننده وابسته به فرکانس از دو مقاومت سری (R1، R2، R8، R9 و غیره) تشکیل شده است. راه اندازی ژنراتور با بررسی عملکرد یکسو کننده آغاز می شود. تحت بار، ولتاژ در خروجی یکسو کننده باید 280-320 ولت باشد. جریان مصرفی دستگاه از یکسو کننده باید در محدوده 30-35 میلی آمپر باشد.
پس از این، یک اسیلوسکوپ به خروجی ژنراتور (1/1-Gn1) متصل می شود و نوسانات پایدار و عدم وجود اعوجاج در زیر محدوده فرکانس پایین به دست می آید. شکل منحنی نوسان تولید شده تا حد زیادی تحت تأثیر بزرگی بازخورد منفی است. با بازخورد منفی ضعیف (R15 بزرگ است)، نوسانات پایدارتر به دست می آید، اما با اعوجاج شکل قابل توجه.
هنگامی که اتصال قوی باشد، نوسانات مختل می شوند. بنابراین، با انتخاب مقدار بازخورد منفی (R15)، یک راه حل مصالحه پیدا می شود: عمق بازخورد به گونه ای انتخاب می شود که تولید پایداری کافی را در کل محدوده فرکانس تضمین می کند و فرم خوبکج شده
برای کالیبره کردن مقیاس ژنراتور، می توانید از فرکانس متر یا ژنراتور استفاده کنید فرکانس های صوتی. که در مورد دومکالیبراسیون هر یک از چهار مقیاس با استفاده از شکل های Lissajous مشاهده شده بر روی صفحه نمایش لوله اسیلوسکوپ انجام می شود. نشانگر خروجی با استفاده از یک ولت متر لامپ استاندارد کالیبره می شود که بین نقاط a-b مدار وصل می شود.
تغییر در ولتاژ وارد شده به ورودی تقسیم کننده (یا نشانگر) توسط پتانسیومتر R23 انجام می شود که در آن یک جزء ولتاژ متناوب حدود 13 ولت جدا شده است. تنظیم ولتاژ ولت متر مرجع روی 10 ولت مقاومت متغیر R24، مطمئن شوید که سوزن نشانگر به مقیاس کامل منحرف شده است. با استفاده از یک ولت متر استاندارد با استفاده از پتانسیومتر R23، ولتاژ مربوط به 9، 8، 7، 6، 5، 4، 3، 2 و 1 V را تنظیم کنید، هر بار علامت های مناسب را در مقیاس نشانگر tsA ایجاد کنید.
لازم به ذکر است که وجود یک ظرفیت خازنی ثابت C2 در شاخه بالایی تقسیم کننده به طور قابل توجهی شرایط را برای وقوع نوسانات در فرکانس های بالاو به یکسان سازی دامنه نوسانات محرک در هر موقعیتی از بلوک خازن های متغیر کمک می کند. اگر لامپ 6P14P مفقود باشد، می توان آن را با لامپ های 6P15P، 6P18P یا 6Zh5P جایگزین کرد.
تقسیم کننده ولتاژ، هنگام انتخاب دقیق مقادیر نشان داده شده در نمودار مقاومت، نیازی به تنظیمات ندارد. فقط باید در نظر داشت که تضعیف لازم توسط تقسیم کننده تنها زمانی رخ می دهد که مقاومت بار چندین برابر مقاومت تقسیم کننده ای باشد که این بار به آن متصل است.
ژنراتور باند پایدار در تمرین رادیویی آماتور، مشکل شماره یک هنوز ثبات فرکانس ژنراتورها با تنظیم صاف است. هر اپراتور موج کوتاه می داند که وقتی فرکانس فرستنده او بالا یا پایین می رود، کار با یک خبرنگار چقدر ناخوشایند و گاهی دشوار است. این امر به ویژه هنگام کار با CW یا SSB قابل توجه است. اما علاوه بر عامل ذهنی، یک مقررات رسمی نیز وجود دارد که به شدت ثبات فرکانس یک ایستگاه رادیویی موج کوتاه را تعیین می کند. رانش فرکانس مولد در تمرین رادیویی آماتور همیشه ناشی از سهل انگاری طراح-اپراتور نیست: کار بر روی امواج کوتاهافراد در سنین و حرفه های مختلف با درجات مختلف آموزش خاص به این فعالیت مشغول هستند.
در شرایط آزمایشگاهی، در نتیجه آنالیزها و آزمایش های متعدد، مدار تنظیم کننده یک نوسانگر برد پایدار انتخاب شد که مورد توجه خوانندگان قرار می گیرد. این ژنراتور همچنین می تواند به عنوان یک نوسان ساز محلی در گیرنده، در تجهیزات اندازه گیری و غیره استفاده شود. هنگام انتخاب مدار ژنراتور، تعدادی منحنی در نظر گرفته شد که تغییر فرکانس را بسته به تغییرات ولتاژ تغذیه مشخص می کند. طرح های مختلفاسیلاتورهای لوله، مداری که در زیر توضیح داده شده است، بیشترین پایداری را دارد. سایر عوامل موثر بر پایداری فرکانس نوسان ساز لوله در نظر گرفته شده و جبران می شود با روش های شناخته شده، بدیهی است که ردیابی مستقیم این موضوع در نمودار پیشنهادی راحت تر خواهد بود (شکل).
کل شامل سه مرحله است: خود ژنراتور در یک لامپ 6N15P (L1)، یک دنبال کننده کاتد و یک تقویت کننده در یک لامپ 6F1P (L2).
در واقع ژنراتور برد پایدار
بر اساس مداری با مقاومت منفی مونتاژ شده است. عملکرد ژنراتورهای با مقاومت منفی کاملاً در ادبیات پوشش داده شده است (به عنوان مثال، A. A. Kulikovsky "جدید در فناوری دریافت رادیو آماتور"، توماس مارتین "مدارهای الکترونیکی" را ببینید). در اصل، مدار یک مولتی ویبراتور نامتقارن است که در یکی از مدارهای آن یک عنصر واکنشی گنجانده شده است. ارتباط مستقیم بین تریودهای ژنراتور از طریق -tod انجام می شود. بازخورد مثبت لازم برای تولید از آند تریود سمت راست (طبق مدار) به شبکه تریود سمت چپ است.
در اینجا لازم است بر روی یک جزئیات بسیار مهم که در ادبیات تأکید نشده است، صحبت کنیم. این جزئیات عمدتاً بر عملکرد ژنراتور تأثیر می گذارد که بسیاری از طراحان به آن توجهی نکردند و مجبور شدند آن را رها کنند.
نکته این است که همانطور که در بالا ذکر شد، ارتباط مستقیم بین تریودهای ژنراتور از طریق کاتد انجام می شود. بنابراین، بار کاتد هم در متناوب و هم در یک بار خواهد بود دی سی. چه اتفاقی می افتد اگر کاتد فقط شامل مقاومت فعال? اول از همه، مقدار این مقاومت برای اطمینان انتخاب خواهد شد حالت مورد نظرآبشار
در عمل، ارزش آن از 2-3 توده تجاوز نخواهد کرد. به نوبه خود، این مقاومت نیز یک بار برای ولتاژ فرکانس بالا است. و در اینجا، به عنوان یک قاعده، معلوم می شود که مقدار آن بسیار کوچک است و انتقال کافی انرژی RF را به تریود سمت راست در مدار ارائه نمی دهد. علاوه بر این، این مقاومت به طور قابل توجهی مدار ژنراتور را شنت می دهد و فاکتور کیفیت آن را تا حد زیادی کاهش می دهد و شرایط تحریک از قبل دشوار را بدتر می کند. پس از تجزیه و تحلیل به روشی مشابهمی توان به مدار یک ژنراتور برد پایدار رسید راه حل ساده: چوک RF را به صورت سری با مقاومت کاتد بار روشن کنید. اکنون بار کاتد پیچیده بیش از جریان DC جمع می شود.
در حالت کلی، ظرفیت خازن C1 را می توان در عرض چند پیکو فاراد انتخاب کرد. معلوم می شود که تولید آنقدر پایدار است که وقتی ولتاژ آند به 10 ولت کاهش می یابد، ولتاژ RF حدود 1.5 ولت در چوک کاتد باقی می ماند. با بازگشت به داده های خاص مدار فوق، توجه می کنیم که تغییر مثبت در ظرفیت مدار ژنراتور از گرمایش در حین کار توسط خازن C3 (آبی KTK) جبران می شود. خازن C3 باید گروه KSO-2 "G" باشد. خازن C1 - نوع KTK آبی.
برای افزایش پایداری بیشتر، به دلایل زیر توصیه می شود ولتاژ HF را دقیقاً از سلف بار کاتد به مرحله بعدی بردارید و نه از هیچ نقطه دیگری در مدار: با حذف مستقیم ولتاژ HF از مدار ژنراتور، از آند تریود سمت راست یا مستقیماً از کاتد ژنراتور، پایداری ارتعاش را نقض می کنیم. با حذف سیگنال از چوک کاتد، ژنراتور را تقریباً به طور کامل ایزوله می کنیم.
در اینجا به ویژه واضح است که این توالی خاص از گنجاندن مقاومت و سلف در کاتد ژنراتور چقدر موجه است. در واقع، مدار بار کاتد در مورد ما برای HF را می توان به عنوان یک تقسیم کننده متشکل از دو نشان داد. مقاومت های سری: R1 که بسته به نوع لامپ و حالت ژنراتور انتخابی می تواند از چند اهم تا 2-3 کوم باشد. و راکتانسدریچه گاز Rx که در است بهترین سناریودر مقایسه با R1 به طور نامتناسبی بزرگ است (شکل.) 
بنابراین، برای یک سیگنال RF، مقدار R1 در تقسیم کننده ما بسیار کوچک است و می توانیم فرض کنیم که در بهترین حالت، از نظر HF، Uin برابر با Uout یا به عبارت دیگر، ولتاژ RF حذف شده از سلف برابر با ولتاژ RF در کاتد ژنراتور خواهد بود. با این حال، در شرایط واقعیالبته مقاومت RF چوک به دلیل پارامترهای نهایی دومی و تأثیر مدار به طور کلی مقدار مشخصی خواهد داشت.
اما با این وجود، مقدار آن بسیار بیشتر از R1 خواهد بود و تلفات در ولتاژ حذف شده ناچیز خواهد بود. در عین حال، مقاومت R1 تا حد زیادی از تداخل احتمالی در مدار ارتباطی محافظت می کند که عملکرد ژنراتور را تضمین می کند. برای "جدا کردن" بیشتر مولد برد پایدار از مراحل بعدی، یک مرحله بافر وجود دارد که مطابق مدار پیرو کاتد روی سه‌راهی لامپ L2 مونتاژ شده است. همانطور که مشخص است، دنبال کننده کاتد دارای بالا است امپدانس ورودیو عملاً دریچه گاز Dr1 را دور نمی زند. ذکر یک مزیت دیگر این ژنراتور ضروری است.
هنگامی که بر این اساس انتخاب می شود، درصد کمی از هارمونیک دارد. در بیشتر موارد، حتی هارمونیک دوم را نمی توان اندازه گیری کرد. این یک کیفیت بسیار مثبت است، به خصوص در هنگام استفاده از چنین نوسانگر به عنوان یک نوسان ساز محلی در یک گیرنده چند مبدل یا به عنوان یک VFO در یک فرستنده SSB، که در آن خطر فرکانس های رامان یا سوت های تداخل وجود دارد.
با این حال، در ژنراتور باند پایدار توصیف شده، منظور ما از ضرب بیشتر فرکانس برای به دست آوردن تمام باندهای آماتور است؛ برای این منظور، پس از پیرو کاتد، یک مرحله تقویت کننده در فرکانس اصلی (باند آماتور 80 متر) وجود دارد که روی آن مونتاژ شده است. قسمت پنتودی از لامپ L2. برای اندازه گیری رانش فرکانس ژنراتور، از یک شمارنده دهه ECh-1 استفاده شد، زیرا، برای مثال، موج سنج 526U به هیچ وجه قادر به اندازه گیری دریفت فرکانس در طول یک آزمایش ساعتی نبود. اندازه گیری اصلی پس از بیست دقیقه گرم کردن انجام شد. دریفت فرکانس در 15 دقیقه اول اندازه گیری: 3,645,282-3,645,245 هرتز-37 هرتز بود! در 15 دقیقه بعد، رانش فرکانس 33 هرتز بود.
لازم به ذکر است که در طول آزمایش فقط ولتاژ آند تثبیت شد. صفحه مدار اصلی اسیلاتور (L1) در نزدیکی صفحه لامپ ژنراتور در فاصله 22 میلی متر قرار داشت. مدار به طور عمدی با ضریب کیفیت پایین Q = 60 انتخاب شد. دارای 60 دور سیم PE 0.29، چرخش برای روشن کردن یک قاب پلی استایرن با قطر 8 میلی متر، و در یک صفحه برنجی با قطر 21 محصور شده بود. میلی متر (کویل L2 روی همان قاب پیچیده شده است با همان صفحه پیکربندی شده با هسته فریت و دارای 37 دور سیم PELSHKO 0.2، سیم پیچ "جهانی"، سیم پیچ عرض 4 میلی متر). می توان استدلال کرد که اگر بپذیریم اقدامات اضافی; فیلامنت لامپ ژنراتور را با میله تثبیت کنید، از یک مدار نوسانگر اصلی با ضریب کیفیت بالا استفاده کنید، مدار ژنراتور را به بهترین شکل ممکن از نظر حرارتی ایزوله کنید، سپس پایداری حتی بیشتر خواهد شد.
در پایان، اجازه دهید به روش دستکاری مورد استفاده در اینجا بپردازیم. دستکاری نه با ایجاد اختلال در تولید، به طور معمول، بلکه با تغییر فرکانس به طرف، فراتر از محدودیت های انتقال مدارهای فرستنده انجام می شود. این کار توسط یک رله مینیاتوری RES-10 (امکان استفاده از رله RES-9) انجام می شود که دارای ابعاد 10x16 x 19 میلی متر است، وزن آن 7.5 گرم است، در دماهای تا +125 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی کار می کند. تا 98 درصد در عین حال کم ظرفیت بوده و زمان پاسخگویی آن 5 میلی ثانیه است. این رله و فرآیند دستکاری، یک خازن Ca ژنراتور باند پایدار را به مدار متصل می کند و فرکانس ژنراتور را به سمت کنار می برد، اما بدون ایجاد اختلال در آن.
آزمایش به صورت ذهنی با استفاده از موج سنج 526U انجام شد. در حین دستکاری، کوچکترین "خراش" یا هر پدیده نامطلوب دیگری مشاهده نشد. هیچ کلیکی وجود ندارد. آزمایش انجام شده به ما این امکان را می دهد که بیان کنیم روش مشابهدستکاری را می توان به اپراتورهای موج کوتاه توصیه کرد زیرا ساده، با کیفیت و بسیار موثر است.
در سال 1913، A. Meissner یک روش قابل توجه برای تولید بدون میرا اختراع کرد. ارتعاشات الکتریکیبا استفاده از یک لوله خلاء (§ 53). مدار یک نوسان ساز لوله الکترونی در شکل نشان داده شده است. 405. مدار نوسانی به آند و کاتد لامپ سه الکترودی متصل است. در کنار سیم پیچ مدار نوسانی، سیم پیچ دوم روی همان قاب پیچ می شود که یک سر آن نیز به کاتد لامپ و سر دیگر آن به شبکه لامپ متصل است. در انتخاب درستحالت لامپ، این تنظیم، پس از "فشار" اولیه که با بستن مدار وارد می شود، نوسانات الکتریکی بدون میرایی با فرکانس تعیین شده توسط خازن و خود القایی مدار ایجاد می کند.
برنج. 405. طرح استفاده از تریود برای خود تحریکی نوسانات الکتریکی پیوسته.
خود تحریک نوسانات توسط یک لوله الکترونی به شرح زیر تولید می شود. در لحظه اولیه، به دنبال بسته شدن مدار آند، جریان الکترون به داخل لامپ از کاتد به آند و در مدار خارجی از آند از طریق سیم پیچ مدار 1 به کاتد می رود. با افزایش سریع جریان، با عبور از سیم پیچ مدار، یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که در لحظه شکل گیری آن، در سیم پیچ شبکه 2 نیروی محرکه ای در جهتی ایجاد می کند که شبکه لامپ پتانسیل مثبتی را در رابطه با کاتد ظهور یک پتانسیل مثبت در شبکه بلافاصله جریان عبوری از لامپ و سیم پیچ را افزایش می دهد.
کانتور این مستلزم افزایش شدید جدید (حتی سریعتر از لحظه اول پس از بسته شدن مدار) است میدان مغناطیسی. در سیم پیچ شبکه، نیروی محرکه الکتریکی مجدداً در همان جهت قبلی القا می شود، اما از نظر بزرگی حتی بیشتر، متناسب با نرخ بیشتر افزایش میدان مغناطیسی. پتانسیل مثبت شبکه افزایش می یابد. افزایش پتانسیل مثبت شبکه فوراً بر افزایش جریان آند و غیره تأثیر می گذارد. بنابراین در اولین مرحله از فرآیند در نظر گرفته شده، افزایش جریان به طور مثبت شبکه را بارگذاری می کند که به نوبه خود باعث افزایش جریان می شود.
اما این مرحله اول روند به زودی به یک "بحران" منجر می شود و به پایان می رسد. زمانی از بین می‌رود که در مرحله‌ای از افزایش جریان، نرخ افزایش جریان کمتر از مرحله قبلی باشد. میدان مغناطیسی سیم پیچ حلقه ای که با سرعت کمتری نسبت به قبل افزایش می یابد، در سیم پیچ شبکه نیروی محرکه ای در همان جهت قبلی، اما با بزرگی کمتر ایجاد می کند. پتانسیل شبکه با مثبت باقی ماندن کاهش می یابد که باعث کاهش جریان و توقف رشد میدان مغناطیسی سیم پیچ حلقه می شود. نیروی محرکه الکتریکی در سیم پیچ شبکه دیگر القا نمی شود و پتانسیل شبکه فوراً به صفر می رسد. در نتیجه، جریان به شدت کاهش می یابد، میدان مغناطیسی سیم پیچ حلقه به سرعت کاهش می یابد و یک نیروی الکتروموتور در سیم پیچ شبکه، بر خلاف سیم قبلی، ایجاد می کند. شبکه پتانسیل منفی زیادی به دست می آورد و بلافاصله لامپ را "قفل" می کند - جریان را از طریق آن متوقف می کند و آن را به یک نارسانا تبدیل می کند. بنابراین، در مرحله دوم (کوتاهتر از مرحله اول)، افت بحران در پتانسیل شبکه رخ می دهد که با دریافت پتانسیل منفی زیاد شبکه و قفل شدن لامپ به پایان می رسد.
حالا خازن حلقه وارد بازی می شود. لامپ قفل است و سیم پیچ حلقه انرژی مغناطیسی را ذخیره می کند. جریان الکترون ها که مسیر آنها از طریق لامپ مسدود شده است، روی صفحات خازن متصل به کاتد متمرکز می شود.
صفحات متصل به آند پتانسیل مثبت بالایی به دست می آورند. این مرحله سوم را کامل می کند.
در یک نقطه بعدی از زمان، خازن تخلیه می شود. از طریق سیم پیچ حلقه، جریان الکترون به آند باز می گردد. اگر چه میدان مغناطیسی سیم پیچ دوباره افزایش می یابد، قطبیت آن مخالف قطب قبلی است، و بنابراین نیروی الکتروموتور القا شده در سیم پیچ شبکه دارای جهتی است که پتانسیل شبکه منفی می ماند. لامپ قفل باقی می ماند تا زمانی که پتانسیل در پایانه های خازن برابر شود، میدان مغناطیسی سیم پیچ به حداکثر خود می رسد (پایان مرحله چهارم).
از این لحظه، به دلیل انتقال از افزایش میدان مغناطیسی به کاهش آن، جهت نیروی الکتروموتور القا شده در سیم پیچ شبکه تغییر می کند. شبکه، مانند مرحله اول، پتانسیل مثبتی به دست می آورد و لامپ را باز می کند، اما لامپ برای مدتی غیر فعال می ماند، زیرا نیروی الکتروموتور ناشی از خود القای سیم پیچ حلقه، نیروی الکتروموتور باتری را جبران می کند. ولتاژ در آند کم و جریان آند به همان نسبت کم است. میدان مغناطیسی سیم پیچ حلقه، ناپدید می شود، الکترون ها را به صفحات خازن متصل به آند هدایت می کند. جریانی از الکترون‌ها که از لامپ می‌آیند و شروع به کار می‌کنند، به زودی به آنجا سرازیر می‌شوند. فوراً یک پتانسیل منفی بالا در اینجا به وجود می آید (پایان مرحله پنجم).
در مرحله بعدی، ششمین مرحله فرآیند، پدیده هایی که در مرحله اول رخ داده اند با شدت بیشتری تکرار می شوند: جریان تخلیه خازن و جریان عبوری از لامپ به طور همزمان در سیم پیچ حلقه جریان می یابد.
برنج. 406. مدار سه نقطه ای نوسان ساز لوله ای
هرچه ارتعاشات الکتریکی در یک ژنراتور لوله ای "خود نوسان" قوی تر باشد، قوی تر است. لحظه مناسبمعلوم می شود که لامپ توسط پتانسیل منفی بالای شبکه قفل شده است. اتلاف انرژی در طول نوسانات به طور خودکار توسط انرژی باتری آند پر می شود. دامنه نوسانات توسط قدرت لامپ محدود می شود. برای افزایش قدرت، چندین لامپ به صورت موازی وصل می شوند.
در حال تولید لوله های خلاء، طراحی شده برای قدرت دارای جریان اشباع بیش از 5-10 A در ولتاژ آند
در مدار کلاسیک مایسنر که در نظر گرفتیم، ولتاژهای اعمال شده به شبکه لامپ گرفته شده است (in در این مورداز طریق جفت القایی سیم پیچ های 1 و 2) از مدار آند. این اصل تحریک ولتاژها در مدار شبکه با قرض گرفتن آنها از مدار آند، اصل بازخورد نامیده می شود. تغییرات مختلفی در این طرح امکان پذیر است. به جای بازخورد استقرایی، می توان از بازخورد خازنی استفاده کرد. به اصطلاح طرح سه نقطه ای اغلب استفاده می شود، که در آن بخشی از سیم پیچ کانتور به عنوان سیم پیچ مشبک عمل می کند (شکل 406).
تجزیه و تحلیل ریاضی خود تحریکی نوسانات نشان می دهد که اندوکتانس متقابل سیم پیچ های ارائه دهنده بازخورد نباید کمتر از مقدار تعیین شده توسط نابرابری باشد.
مقاومت فعال، ظرفیت خازنی و اندوکتانس مدار نوسانی مدار آند، بهره و شیب شبکه مشخصه لامپ کجاست.
بنابراین، خود تحریک نوسانات در مقدار کمتری از اندوکتانس فیدبک متقابل رخ می دهد، بهره و رسانایی لامپ بیشتر و تمام پارامترهای مدار نوسانی کوچکتر می شود: مقاومت فعال، ظرفیت و القایی آن.
ژنراتورهای لوله اغلب توسط دینام ها تغذیه می شوند که جریان را برای گرم کردن لامپ ها و ولتاژ بالا را برای تغذیه مدارهای آند فراهم می کند. اغلب به طور منظم استفاده کنید جریان متناوب: رشته های لامپ های گرمایش را می توان به طور مستقیم با جریان متناوب گرم کرد، در حالی که ولتاژ بالا برای تغذیه مدارهای آند با استفاده از ترانسفورماتور و یکسو کننده لامپ (کنوترون) به دست می آید.
از آنجایی که فرکانس نوسانات ایجاد شده در مدار تا حدودی تحت تأثیر حالت عملکرد لامپ است، به منظور جلوگیری از تغییرات تصادفی فرکانس مرتبط با تغییر در حالت عملکرد لامپ، به اصطلاح از تثبیت کننده های فرکانس پیزوکوارتز استفاده می شود.
یک صفحه کوچک، که به طور مناسب از یک کریستال کوارتز بریده شده است (§ 23)، در یک خازن K متصل به شبکه لامپ قرار می گیرد (شکل 407). ارتعاشات الکتریکی باعث ارتعاشات مکانیکی اجباری صفحه پیزوکوارتز می شود. هنگامی که فرکانس نوسانات بالقوه اعمال شده روی صفحه نزدیک به فرکانس طبیعی ارتعاشات مکانیکی صفحه باشد، نوسانات تشدید کننده نوسانات صفحه رخ می دهد. تغییرات نوسانی در ضخامت صفحه پیزوکوارتز به نوبه خود با ظاهر شدن بارها در وجه های آن همراه است، تغییراتی در بزرگی و علامتی که از نوسانات بالقوه روی صفحات خازن شبکه K پشتیبانی می کند. تغییرات تصادفیفرکانس نوسانات الکتریکی ارائه شده به خازن K تقریباً هیچ تأثیری بر نوسانات پتانسیل شبکه ندارد که همزمان با نوسانات طبیعی صفحه پیزوکوارتز رخ می دهد. میرایی نوسانات صفحه پیزوکوارتز بسیار کم است، کاهش میرایی کمتر از یک ده هزارم است.
در نمودار نشان داده شده در شکل. 407، بازخورد از طریق یک خازن کوچک C انجام می شود. هنگام ایجاد نوسانات با فرکانس بالا، ظرفیت بین الکترودی (شبکه آند در لامپ ژنراتور) اغلب برای اجرای بازخورد کافی است و خازن C را جایگزین می کند. مقاومت از بزرگ شدن (بیش از حد) جلوگیری می کند. ارزش محاسبه شده) پتانسیل های منفی، بارها از طریق این مقاومت جریان می یابند.
استفاده از تثبیت کننده های پیزوکوارتز این امکان را فراهم می کند که فرکانس نوسان سازهای لوله را با دقت قطعات در میلیون ثابت نگه دارد. این در ساعت پیزو کوارتز استفاده می شود که یک نوسان ساز لوله ای با فرکانس نوسان تثبیت شده پیزو کوارتز و دستگاهی برای شمارش خودکارتعداد نوسانات تکمیل شده ساعت های پیزوکوارتز به طور غیرقابل مقایسه ای دقیق تر از بهترین زمان سنج ها هستند. آنها زمان را با دقت تا اندازه گیری می کنند.با استفاده از ساعت های پیزوکوارتز، بی نظمی های جزئی در سرعت چرخش روزانه زمین کشف و مورد مطالعه قرار گرفت.
برنج. 407. ژنراتور نوسان لوله با تثبیت کننده فرکانس پیزوکوارتز
همراه با ژنراتورهای لوله - ایجاد ارتعاشات هارمونیکولتاژ، ژنراتورهای لوله ای پالس های ولتاژ اغلب استفاده می شوند که شکل آنها به شدت متفاوت از سینوسی است. چنین نوسانات به اصطلاح آرامش، به ویژه برای کنترل پرتو الکترونی در اسیلوسکوپ ها و لوله های تلویزیونی عمل می کنند. پالس های ولتاژ دندان اره ای شکل (در لوله های تلویزیون) به سیم پیچ هایی که میدان مغناطیسی ایجاد می کند که پرتو را منحرف می کند، یا (در اسیلوسکوپ ها) به یک خازن که بین صفحات آن وجود دارد، عرضه می شود. پرتو الکترونی، که امکان به دست آوردن انحرافات یکنواخت ردیابی پرتو روی صفحه را در طول زمان ممکن می کند
رفت و برگشت خط مستقیم پرتو. در شکل 408 مدار یک نوسان ساز لوله را نشان می دهد که پالس های ولتاژ دندانه اره ای تولید می کند. در اینجا دو تریود در یک ظرف ترکیب شده اند و شبکه های آنها به هم متصل شده اند. مهم است که مدار آند تریود اول (ژنراتور مسدود کننده) از طریق یک ترانسفورماتور که دارای یک هسته آهنی برای افزایش اندوکتانس متقابل است، بسیار قوی به مدار شبکه متصل شود. نوسانات در مدار شبکه با ظاهر بار روی خازن و جریان این بار از طریق مقاومت به زمین تعیین می شود. هرچه ثابت زمانی این مدار کوچکتر باشد، خازن شبکه سریعتر تخلیه می شود
برنج. 408. بلوک کننده ژنراتور و مولد پالس ولتاژ دندانه دار.
اگر در لحظه اولیه پتانسیل شبکه منفی بود و لامپ نوسانگر مسدود کننده (تریود سمت چپ) قفل شده بود، پس از تخلیه خازن، جریانی به سرعت در حال افزایش از طریق لامپ عبور می کند. این افزایش سریع جریان با این واقعیت تضمین می شود که با افزایش جریان، یک ولتاژ مثبت از طریق ترانسفورماتور به شبکه عرضه می شود (هنگام روشن کردن سیم پیچ های ترانسفورماتور، قطبیت صحیح باید انتخاب شود). علاوه بر این، قابل توجه است که لامپ ژنراتور مسدود کننده در حالتی کار می کند که یک جریان آند بزرگ مربوط به نشت بسیار زیاد الکترون ها از طریق شبکه است. به لطف این جریان شبکه، به دنبال یک موج مثبت (منحنی 1 در شکل 408)، ولتاژ روی شبکه به سرعت دوباره منفی می شود و لامپ ژنراتور مسدود کننده دوباره قفل می شود. ولتاژ در آند تریود دوم (منحنی 2 در همان شکل) هر بار که جریان از لامپ عبور می کند به شدت و عمیق افت می کند. مقاومت بالا(از مرتبه بزرگی. وقتی لامپ قفل می شود، ولتاژ بازیابی می شود، تقریباً خطی افزایش می یابد، و با سرعت بیشتر، ثابت زمانی مدار آند کوتاه تر می شود.
