Oscilațiile electrice forțate, pe care le-am considerat până acum, apar sub influența Tensiune AC produse de generatoarele la centralele electrice. Cu toate acestea, astfel de generatoare nu sunt capabile să creeze oscilații de înaltă frecvență utilizate în inginerie radio, deoarece acest lucru ar necesita o viteză de rotație excesiv de mare a rotoarelor. Oscilațiile de înaltă frecvență se obțin folosind alte dispozitive, dintre care unul este așa-numitul generator de tuburi. Este numit astfel deoarece una dintre părțile sale principale este un tub de vid cu trei electrozi - o triodă.
Orez. 2.27
Un generator de tuburi este un sistem auto-oscilant în care sunt generate oscilații continue datorită energiei sursei. tensiune DC, cum ar fi bateriile sau redresoarele cu celule voltaice. În acest sens, un oscilator cu tub este similar cu un ceas în care oscilațiile neamortizate ale unui pendul sunt menținute prin energia unei greutăți ridicate sau a unui arc comprimat.
Un generator cu tub conține un circuit oscilator format dintr-o bobină cu inductanța L și un condensator cu capacitatea C. Se știe că dacă condensatorul este încărcat, în circuit vor apărea oscilații amortizate. Pentru a preveni dispariția oscilațiilor, este necesar să se compenseze pierderile de energie pentru fiecare perioadă.
Puteți reîncărca energia în circuit reîncărcând condensatorul. Pentru a face acest lucru, circuitul trebuie conectat periodic la o sursă de tensiune constantă pentru o anumită perioadă de timp. Condensatorul trebuie conectat la sursă numai în acele intervale de timp când placa condensatorului conectată la polul pozitiv al sursei este încărcată pozitiv, iar placa condensatorului este conectată la polul negativ- negativ (Fig. 2.27). Numai în acest caz sursa reîncarcă condensatorul, reîncărcându-i energia. În acest caz, câmpul electric al sarcinilor de pe plăcile condensatorului efectuează un lucru negativ, iar energia condensatorului crește.
Dacă întrerupătorul este închis într-un moment în care semnele sarcinilor de pe plăcile condensatorului corespund cu figura 2.28, atunci câmpul electric al sarcinilor prezente pe plăcile condensatorului
densator, va efectua munca pozitiva. Energia condensatorului scade; Condensatorul este parțial descărcat.
În consecință, o sursă de tensiune constantă, conectată constant la circuit, nu poate menține oscilații continue în ea. Pentru jumătate de perioadă, energia va intra în circuit, iar în următoarea jumătate a perioadei va părăsi din ea.
Dar dacă, folosind o cheie, conectați o sursă de curent la circuitul oscilator numai în timpul acelor semicicluri când energia este transferată în circuit (vezi Fig. 2.27), atunci se vor stabili oscilații neamortizate. Este clar că pentru aceasta este necesar să se asigure funcţionare automată cheie (sau supapă, așa cum este adesea numită). Deoarece despre care vorbim despre oscilații de frecvență foarte mare, cheia trebuie să aibă o viteză enormă. O triodă este utilizată ca atare un comutator aproape fără inerție (Fig. 2.29).
În circuitul anodic, în care este conectat circuitul oscilator, curentul trebuie să circule în acele perioade de timp în care placa condensatorului conectată la polul pozitiv al sursei este încărcată pozitiv. Pentru a face acest lucru, oscilațiile din circuit trebuie să controleze potențialul rețelei IC, care reglează curentul în circuitul anodic. Ceea ce este nevoie, după cum se spune, este feedback.
Feedback-ul într-un oscilator cu tub, al cărui circuit este prezentat în Figura 2.29, este inductiv. Circuitul rețelei include o bobină Lc, cuplată inductiv la bobină circuit oscilator. Fluctuații de curent în circuit datorită fenomenului inductie electromagnetica duce la
Direcția de ocolire
Orez. 2.29
fluctuaţiile de tensiune la capetele bobinei Lc şi astfel la fluctuaţiile potenţialului reţelei triode.
Să alegem în sens invers acelor de ceasornic ca direcție pozitivă pentru ocolirea circuitului anodic al generatorului. Tensiunea pe condensatorul circuitului în acest caz este egală cu diferența de potențial dintre placa inferioară a condensatorului conectată la polul pozitiv al bateriei anodului G și placa superioară.
Puterea curentului din bobina buclei întârzie în fază cu l/2 de la fluctuațiile de tensiune pe buclă (această tensiune este egală cu tensiunea de pe condensator). FEM indusă în bobina Lc (și deci tensiunea dintre rețea și catod), conform legii inducției electromagnetice, este decalată în fază în raport cu fluctuațiile puterii curentului în bobina circuitului, tot cu l/2 . În funcție de ordinea în care capetele bobinei Lc sunt conectate la rețeaua și catodul lămpii, defazarea tensiunii în secțiunea grilă - catod este fie +l/2, fie -l/2. În primul caz, fluctuațiile de tensiune pe rețea coincid în fază cu fluctuațiile de tensiune pe condensator. Aceasta înseamnă că în momentul în care placa de jos a condensatorului este încărcată pozitiv, grila este încărcată pozitiv în raport cu catodul lămpii. Lampa este deblocată, iar curentul din circuitul anodic creat de bateria G reîncarcă condensatorul. În momentul în care placa inferioară a condensatorului este încărcată negativ, potențialul rețelei este mai mic decât potențialul catodului și lampa este stinsă. Circuitul anodic se deschide, iar condensatorul nu se descarcă prin circuitul anodic. Aceasta este ceea ce este o conditie necesara funcţionarea generatorului.
La comutarea capetelor bobinei Lc, tensiunea de pe rețea schimbă faza la l. Rețeaua devine încărcată pozitiv atunci când placa de jos a condensatorului este încărcată negativ (și invers). Curentul anodic din lampă descarcă condensatorul mai degrabă decât să-l reîncarce. În aceste condiții, generatorul nu va funcționa.
După închiderea circuitului anodic, condensatorul este încărcat și încep oscilațiile în circuit. Amplitudinea lor crește până când pierderile de energie din circuit sunt exact compensate de alimentarea cu energie din circuitul anodic. Această amplitudine este direct proporțională cu tensiunea de la polii sursei de curent. Creșterea tensiunii sursei crește „glumele” de curent care reîncarcă condensatorul circuitului.
Frecvența de oscilație în circuit este determinată de inductanța L a bobinei și de capacitatea C a condensatorului circuitului conform formulei lui Thomson:
La mici L și C, frecvența de oscilație este mare.
Puteți detecta apariția oscilațiilor în generator (excitația generatorului) folosind un osciloscop aplicând tensiune de la condensator la plăcile sale verticale de deviere. Dacă schimbați capetele bobinei Lc conectate la rețea și catod, generatorul nu va funcționa.
„Generatoarele cu tuburi sunt disponibile la posturile radio de transmisie puternice și fac parte din alte dispozitive radio.
dispozitiv, schema circuitului care este prezentat în Fig. 1, reprezintă generator de sunet, care operează în intervalul de frecvență de la 23 Hz la 32 kHz. Întreaga gamă de frecvență este împărțită în patru subgagii 23-155 Hz, 142-980 Hz, 800-5500 Hz, 4,9-32 kHz. Dispozitivul are un indicator de tensiune de ieșire, precum și divizoare netede și trepte, cu care puteți regla tensiune de ieșire de la 10 mV la 10 V. Coeficientul de distorsiune neliniară nu depășește 3%. Precizie de măsurare a tensiunii de ieșire 3%.
Diagramă schematică
După cum se poate observa din fig. 1, generatorul de sunet constă dintr-un excitator în două trepte L1, un urmator catod L2, un dispozitiv de ieșire și un redresor.
Excitatorul este asamblat conform unui circuit cu reglaj reostatic-capacitiv și este un amplificator de joasă frecvență în două trepte cu feedback pozitiv. Prima treaptă de amplificare este asamblată pe trioda stângă a lămpii L1 cu o sarcină sub formă de rezistență R17. A doua etapă de amplificare este asamblată pe trioda dreaptă a lămpii L1.
Rezistorul R18 este folosit ca sarcină. Comunicarea între etape se realizează prin condensatorul C6. Feedback-ul pozitiv necesar pentru apariția oscilațiilor este furnizat de la circuitul anodic al triodei din dreapta către grila de control a triodei stângi printr-un condensator capacitate mare C5 și un divizor format din două secțiuni: rezistența R14, condensatoarele C1, C2 conectate în serie și rezistența R7 și condensatoarele C3, C4 conectate în paralel.
Tensiunea care acționează asupra grilei de control a triodei stângi L1 este eliminată din sectiune paralela separator R7. C3, C4. Utilizarea unui divizor dependent de frecvență face posibilă obținerea condițiilor de autoexcitare pentru o singură frecvență la care defazarea dintre tensiune este pozitivă părere pe grila de control a triodei stângi (divizor R7, SZ, C4) și anodul triodei drepte L1 egal cu zero. Acest lucru face posibilă obținerea de oscilații sinusoidale folosind un astfel de generator.
Pentru a modifica frecvența de generare, este necesară modificarea parametrilor elementelor incluse în lanțurile divizor. În acest circuit, se efectuează o schimbare lină de frecvență prin schimbarea capacității condensatorului dublu CI, C4, iar o schimbare bruscă este efectuată de comutatorul B1, care modifică valorile rezistențelor incluse în lanțurile divizor (R5 , R6 şi R12, R3, R4 şi R10, R1, R2 şi R8, R9);
După cum arată calculele, la orice frecvență și grila de control a triodei din stânga a lămpii L1 va primi întotdeauna suficient tensiune înaltă, prin urmare, treptele amplificatorului vor introduce distorsiuni mari din cauza suprasarcinii. Aceste distorsiuni sunt reduse prin utilizarea feedback-ului negativ, circuitul căruia constă dintr-un rezistor variabil R15, un rezistor constant R16 și lămpi cu incandescență L3, L4 conectate la catodul stâng al lămpii.
Circuitul de feedback negativ stabilizează și tensiunea de ieșire, care se modifică relativ puternic atunci când se schimbă frecvența. Pe măsură ce tensiunea de ieșire a excitatorului crește, adâncimea feedback-ului negativ crește, reducând câștigul primei trepte a generatorului. Astfel, tensiunea de ieșire a generatorului va fi stabilizată în interval.
Cea mai mică distorsiune la ieșirea excitatorului va fi atunci când tensiunea îndepărtată din ramura paralelă a divizorului este aproape de tensiunea de reacție negativă, a cărei valoare, la reglarea dispozitivului, este setată folosind un rezistor variabil R15.
De la ieșirea excitatorului prin condensatorul de tranziție C7, tensiunea de frecvență audio este furnizată la intrarea followerului catodului asamblat pe lampa L2. Sarcina lămpii este potențiometrul R23. Un divizor format din rezistențe R22, R21 stabilește modul de funcționare necesar al acestei cascade. Rezistorul R20 este limitativ. Utilizarea unui catod follower, care are o rezistență mare de intrare, face posibilă reducerea răspunsului la sarcină la frecvența generatorului și a cantității de distorsiune introdusă de treapta de ieșire.
Dispozitivul de ieșire constă dintr-un divizor neted (R23) și treptat (R26, R27; R28,. R29) și un voltmetru cu diodă convențional, care utilizează un galvanometru cu o scară de 50 μ. Rezistoarele R24, R25 sunt instalate. Utilizarea rezistorului R30 permite o mai bună liniaritate a scării.
Detalii
Redresorul este asamblat folosind un circuit convențional de dublare a tensiunii de undă completă. Dispozitivul poate fi alimentat de la o tensiune de rețea AC de 110, 127 și 220 V.
Dispunerea pieselor pe șasiu este prezentată în Fig. 2. Sasiul masoara 180X X 170x63mm si este realizat din aluminiu de 2mm grosime. La acesta este atașat un panou frontal care măsoară 150X 180 mm. Vederea de pe panoul frontal este prezentată în Fig. 3, din partea de instalare - în Fig. 4. Este posibilă o altă aranjare a pieselor, dar ar trebui să vă străduiți să mențineți transformatorul de putere Tr1 cât mai departe de circuitele rețelei lămpii L1.
Comutatorul B1 este un comutator cu două plăci cu patru poziții. A doua placă este utilizată pentru a atașa rezistențe individuale ale divizorului dependent de frecvență.
Lămpile L3, L4 au fost folosite de la proiectorul de film Luch (110 V, 8 W). Puteți folosi o lampă de 220V cu o putere de 10-25 wați. Transformator de putere de la receptorul Record-53M. De asemenea, puteți utiliza transformatoare de la receptoarele Moskvich-V, Volna, ARZ-52 etc.
Pentru confortul instalării dispozitivului, ramurile divizorului dependent de frecvență sunt formate din două rezistențe conectate în serie (R1, R2, R8, R9 etc.). Configurarea generatorului începe cu verificarea funcționării redresorului. Sub sarcină, tensiunea la ieșirea redresorului ar trebui să fie de 280-320 V. Curentul consumat de dispozitiv de la redresor trebuie să fie în intervalul 30-35 mA.
După aceasta, un osciloscop este conectat la ieșirea generatorului (1/1-Gn1) și se obțin oscilații stabile și absența distorsiunii în subgama de frecvență cea mai joasă. Forma curbei de oscilație generată este foarte influențată de mărimea feedback-ului negativ. Cu feedback negativ slab (R15 este mare), se obțin oscilații mai stabile, dar cu distorsiuni de formă vizibile.
Când conexiunea este puternică, oscilațiile sunt întrerupte. Prin urmare, prin selectarea valorii feedback-ului negativ (R15), se găsește o soluție de compromis: adâncimea feedback-ului este aleasă astfel încât să asigure o generare suficient de stabilă pe întregul interval de frecvență și forma buna strâmb.
Pentru a calibra scala generatorului, puteți utiliza un frecvențămetru sau un generator frecvențe audio. ÎN acest din urmă caz Calibrarea fiecăreia dintre cele patru scale se realizează folosind figurile Lissajous observate pe ecranul tubului osciloscopului. Indicatorul de ieșire este calibrat folosind un voltmetru cu lampă standard, care este conectat între punctele a-b ale circuitului.
Modificarea tensiunii furnizate la intrarea divizorului (sau a indicatorului) este efectuată de potențiometrul R23, în care este izolată o componentă de tensiune alternativă de aproximativ 13 V. Setarea tensiunii de pe voltmetrul de referință la 10 V rezistor variabil R24, asigurați-vă că acul indicator deviază la scara maximă. Folosind un voltmetru standard folosind potențiometrul R23, setând tensiunea corespunzătoare la 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 și 1 V, faceți de fiecare dată semnele corespunzătoare pe scara indicatorului tsA.
Trebuie subliniat că prezența unei capacități constante C2 în ramura superioară a divizorului îmbunătățește semnificativ condițiile de apariție a oscilațiilor pe frecvente inalteși ajută la egalizarea amplitudinii oscilațiilor excitatorului în orice poziție a blocului de condensatori variabili. Dacă lipsește o lampă 6P14P, aceasta poate fi înlocuită cu lămpi de tip 6P15P, 6P18P sau 6Zh5P.
Divizorul de tensiune, atunci când selectează cu precizie valorile indicate în diagrama rezistenței, nu necesită ajustări. Trebuie avut în vedere doar că atenuarea necesară furnizată de divizor va apărea numai dacă rezistența de sarcină este de câteva ori mai mare decât rezistența divizorului la care este conectată această sarcină.
Generator de bandă stabilă în practica radioamatorilor, problema numărul unu este încă stabilitatea frecvenței generatoarelor cu reglare lină. Fiecare operator de unde scurte știe cât de neplăcut și uneori dificil este să lucrezi cu un corespondent atunci când frecvența emițătorului său „se strecoară” în sus sau în jos. Acest lucru este vizibil mai ales când se operează CW sau SSB. Dar, pe lângă factorul subiectiv, există și o reglementare oficială care determină strict stabilitatea frecvenței unui post de radio cu unde scurte. Derivarea frecvenței generatorului în practica radioamatorilor nu este întotdeauna cauzată de neglijența proiectantului-operator: lucrul la unde scurteÎn această activitate sunt implicați oameni de vârste și profesii diferite, cu diferite grade de pregătire specială.
În condiții de laborator, în urma analizelor și a numeroaselor experimente, a fost selectat un circuit pentru setarea unui oscilator cu gamă stabilă, care este oferit atenției cititorilor. Acest generator poate fi folosit și ca oscilator local într-un receptor, în echipamente de măsură etc. La alegerea unui circuit generator s-au luat în considerare o serie de curbe care caracterizează deplasarea de frecvență în funcție de modificările tensiunii de alimentare. diverse scheme oscilatoare cu tub, circuitul descris mai jos are cea mai mare stabilitate. Alți factori care afectează stabilitatea frecvenței oscilatorului tubului sunt luați în considerare și compensați prin metode cunoscute, Evident, va fi mai convenabil să urmăriți acest lucru direct pe diagrama propusă (Fig.).
Întregul conține trei etape: generatorul însuși pe o lampă 6N15P (L1), un adept de catod și un amplificator pe o lampă 6F1P (L2).
De fapt, generator de gamă stabilă
asamblate după un circuit cu rezistenţă negativă. Funcționarea generatoarelor cu rezistență negativă este acoperită destul de pe deplin în literatură (de exemplu, a se vedea A. A. Kulikovsky „Nou în tehnologia de recepție a radioamatorilor”, Thomas Martin „Circuite electronice”). În esență, circuitul este un multivibrator asimetric, într-unul dintre circuitele căruia este inclus un element reactiv. Comunicarea directă între triodele generatorului se realizează prin -tod; feedback-ul pozitiv necesar pentru ca generarea să aibă loc este de la anodul triodei din dreapta (conform circuitului) la grila triodei stângi.
Aici este necesar să ne oprim asupra unui detaliu foarte semnificativ, nesubliniat în literatură. Acest detaliu afectează în principal funcționarea generatorului și căruia mulți designeri nu i-au acordat atenție și au fost nevoiți să-l abandoneze.
Ideea este că, după cum sa menționat mai sus, comunicarea directă între triodele generatorului se realizează prin catod. Astfel, sarcina catodului va fi o sarcină atât în alternanță cât și în interior DC. Ce se întâmplă dacă catodul conține numai rezistență activă? În primul rând, valoarea acestei rezistențe va fi selectată pentru a asigura modul dorit cascadă.
În practică, valoarea sa nu va depăși 2-3 bulgări. La rândul său, această rezistență este și o sarcină pentru tensiunea de înaltă frecvență. Și aici, de regulă, se dovedește că valoarea sa este prea mică și nu oferă un transfer suficient de energie RF către trioda din dreapta a circuitului. În plus, această rezistență oprește în mod semnificativ circuitul generatorului, reducând foarte mult factorul de calitate al acestuia, înrăutățind condițiile de excitație deja dificile. După ce a analizat Intr-un mod similar circuit al unui generator de gamă stabilă, puteți veni la solutie simpla: porniți șocul RF în serie cu rezistența catodică a sarcinii. Acum sarcina complexă a catodului se va aduna peste curentul continuu.
În cazul general, capacitatea condensatorului C1 poate fi selectată în câteva picofarads. Generația se dovedește a fi atât de stabilă, încât atunci când tensiunea anodului scade la 10 V, o tensiune RF de aproximativ 1,5 V rămâne la bobina catodului. Revenind la datele specifice ale circuitului de mai sus, observăm că modificarea pozitivă a capacității circuitului generatorului de la încălzire în timpul funcționării este compensată de condensatorul C3 (KTK albastru). Condensatorul C3 trebuie să fie grupul KSO-2 „G”. Condensator C1 - tip KTK albastru.
Pentru a crește și mai mult stabilitatea, este recomandabil să eliminați tensiunea HF la următoarea etapă tocmai din inductorul de sarcină catodică și nu din orice alt punct al circuitului, din următoarele motive: prin eliminarea tensiunii HF direct din circuitul generatorului, de la anodul triodei drepte sau direct de la catodul generatorului, încălcăm stabilitatea vibrațiilor. Îndepărtând semnalul din șocul catodului, izolăm aproape complet generatorul.
Aici este deosebit de clar cât de justificată este această secvență specială de includere a unei rezistențe și a inductorului în catodul generatorului. De fapt, circuitul de sarcină catodic în cazul nostru pentru HF poate fi reprezentat ca un divizor format din doi rezistențe în serie: R1, care, în funcție de tipul lămpii și de modul generator selectat, poate fi de la câțiva ohmi la 2-3 kohmi; Și reactanţă accelerația Rx, care este în cel mai bun scenariu disproporționat de mare în comparație cu R1 (Fig.) 
Astfel, pentru un semnal RF, valoarea lui R1 în divizorul nostru se dovedește a fi foarte mică și putem presupune că, în cel mai bun caz, în ceea ce privește HF, Uin va fi egal cu Uout sau, cu alte cuvinte, Tensiunea RF scoasă din inductor va fi egală cu tensiunea RF la catodul generatorului. Cu toate acestea, în conditii reale, desigur, rezistența RF a choke-ului va avea o valoare specifică datorită parametrilor finali ai acestuia din urmă și influenței circuitului în ansamblu.
Dar, cu toate acestea, valoarea sa va fi mult mai mare decât R1 și pierderea de tensiune eliminată va fi nesemnificativă. În același timp, rezistența R1 protejează în mare măsură de posibile interferențe în circuitul de comunicație care asigură funcționarea generatorului. Pentru a „decupla” în continuare generatorul de gamă stabilă de etapele ulterioare, există o etapă tampon asamblată conform circuitului de urmărire a catodului de pe trioda lămpii L2. După cum se știe, adeptul catodului are un înalt impedanta de intrareși practic nu ocolește accelerația Dr1. Este necesar să remarcăm încă un avantaj al acestui generator.
Atunci când este selectat corespunzător, are un procent mic de armonici. În cele mai multe cazuri, nici măcar a doua armonică nu a putut fi măsurată. Aceasta este o calitate foarte pozitivă, mai ales atunci când se folosește un astfel de oscilator ca oscilator local într-un receptor multi-convertor sau ca VFO într-un transmițător SSB, unde există riscul de frecvențe Raman sau fluiere de interferență.
Totuși, în generatorul de bandă stabilă descris, ne referim la multiplicarea ulterioară a frecvenței pentru a obține toate benzile de amatori în acest scop, după adeptul catodului, există o etapă de amplificare la frecvența principală (bandă de amatori de 80 m), asamblată pe partea pentodă; a lămpii L2. Pentru a măsura deviația de frecvență a generatorului, a fost folosit un contor de decenii ECh-1, deoarece, de exemplu, contorul de undă 526U nu a putut măsura deloc deviația de frecvență în timpul unui test orar. Măsurătoarea principală a fost luată după o încălzire de douăzeci de minute. Deviația de frecvență pentru primele 15 minute de măsurare a fost: 3.645.282-3.645.245 Hz-37 Hz! În următoarele 15 minute, deriva de frecvență a fost de 33 Hz.
Trebuie remarcat faptul că în timpul experimentului a fost stabilizată doar tensiunea anodului. Ecranul circuitului oscilator principal (L1) a fost situat lângă ecranul lămpii generatorului, la o distanță de 22 mm. Circuitul a fost ales în mod deliberat cu un factor de calitate scăzut Q = 60. Avea 60 de spire de sârmă PE 0,29, spire înfăşurată pentru a se întoarce pe un cadru de polistiren cu diametrul de 8 mm şi a fost închis într-un ecran de alamă cu diametrul de 21. mm (bobina L2 este înfășurată pe același cadru cu același ecran configurat cu un miez de ferită și avea 37 de spire de sârmă PELSHKO 0,2, înfășurare „universală”, lățime de înfășurare 4 mm). Se poate argumenta că dacă acceptăm măsuri suplimentare; stabilizați filamentul lămpii generatorului cu un bartor, utilizați un circuit master oscilator cu un factor de înaltă calitate, izolați circuitul generatorului cât mai termic posibil, atunci stabilitatea va fi și mai mare.
În concluzie, să ne oprim asupra metodei de manipulare folosite aici. Manipularea se realizează nu prin întreruperea generării, ca de obicei, ci prin deplasarea frecvenței în lateral, dincolo de limitele de transmisie ale circuitelor emițătorului. Acest lucru este realizat de un releu miniatural RES-10 (este posibil să utilizați un releu RES-9), care are dimensiuni de 10X 16 X 19 mm, cântărește 7,5 g, funcționează la temperaturi de până la +125 ° C și umiditate relativă. până la 98%. În același timp, are o capacitate redusă și are un timp de răspuns de 5 ms. Acest releu și procesul de manipulare conectează un condensator generator de bandă stabilă Ca la circuit, deplasând frecvența generatorului în lateral, dar fără a o perturba.
Testul a fost efectuat subiectiv folosind un contor de undă 526U. În timpul manipulării, nu au fost observate cele mai mici „squelching” sau orice alte fenomene nedorite. Nu există deloc clicuri. Experimentul efectuat ne permite să afirmăm că metoda similara manipularea poate fi recomandată operatorilor de unde scurte deoarece este simplă, de înaltă calitate și foarte eficientă.
În 1913, A. Meissner a inventat o metodă remarcabilă pentru generarea neamortizată vibratii electrice prin intermediul unui tub vidat (§ 53). Circuitul unui oscilator cu tub electronic este prezentat în Fig. 405. Un circuit oscilator este conectat la anodul și catodul unei lămpi cu trei electrozi. Lângă bobina circuitului oscilant, o a doua bobină este înfășurată pe același cadru, un capăt al căruia este, de asemenea, conectat la catodul lămpii, iar celălalt capăt este conectat la grila lămpii. La făcând alegerea corectă modul lampă, această setare, după „împingerea” inițială dată prin închiderea circuitului, produce oscilații electrice neamortizate cu o frecvență determinată de capacitatea și autoinductanța circuitului.
Orez. 405. Schema de utilizare a unei triode pentru autoexcitarea oscilațiilor electrice continue.
Autoexcitarea oscilațiilor este produsă de un tub electronic, după cum urmează. În momentul inițial, în urma închiderii circuitului anodic, fluxul de electroni se năpustește în interiorul lămpii de la catod la anod și în circuitul exterior de la anod prin bobina circuitului 1 la catod. Cu creștere rapidă, curentul creează, trecând prin bobina circuitului, un câmp magnetic, care, în momentul formării lui, induce în bobina rețelei 2 o forță electromotoare în așa direcție încât grila lămpii capătă un potențial pozitiv în raport cu catodul. Apariția unui potențial pozitiv pe rețea crește instantaneu curentul care trece prin lampă și prin bobină
contur. Aceasta implică o nouă creștere bruscă (chiar mai rapidă decât în primul moment după închiderea circuitului) camp magnetic. În bobina rețelei, o forță electromotoare este din nou indusă în aceeași direcție ca înainte, dar și mai mare ca mărime, proporțională cu rata mai mare de creștere a câmpului magnetic; potențialul pozitiv al rețelei crește. O creștere a potențialului pozitiv al rețelei afectează instantaneu creșterea curentului anodic etc. Astfel, în prima etapă a procesului luat în considerare, creșterea curentului încarcă pozitiv rețeaua, care la rândul său crește curentul.
Dar această primă etapă a procesului duce curând la o „criză” și se încheie. Se întrerupe atunci când, la o anumită etapă de creștere a curentului, rata de creștere a curentului este mai mică decât cea din etapa anterioară. Câmpul magnetic al bobinei buclei, crescând cu o viteză mai mică decât înainte, dă în bobina grilă o forță electromotoare de aceeași direcție ca înainte, dar de o magnitudine mai mică. Potențialul rețelei, rămânând pozitiv, va scădea, ceea ce va determina o scădere a curentului și va opri creșterea câmpului magnetic al bobinei buclei. Forța electromotoare din bobina rețelei nu mai este indusă, iar potențialul rețelei scade instantaneu la zero. Ca urmare, curentul scade brusc, câmpul magnetic al bobinei buclei scade rapid și induce o forță electromotoare în bobina rețelei, îndreptată opus celei precedente. Rețeaua dobândește un potențial negativ mare și imediat „blochează” lampa - oprește curentul prin ea, transformându-l într-un neconductor. Astfel, în a doua etapă (mai scurtă decât prima), are loc o scădere de criză a potențialului rețelei, care se termină cu rețeaua care primește un potențial negativ mare și blochează lampa.
Acum intră în joc condensatorul de buclă. Lampa este blocată, iar bobina de buclă a stocat energie magnetică Câmpul magnetic al bobinei, dispărând, creează un curent suplimentar care încarcă condensatorul; fluxul de electroni, a cărui cale prin lampă este blocată, este concentrat pe plăcile condensatoarelor conectate la catod.
Plăcile conectate la anod capătă un potențial pozitiv ridicat. Aceasta completează a treia etapă.
La un moment ulterior în timp, condensatorul este descărcat. Prin bobina buclă, fluxul de electroni curge înapoi la anod; deși câmpul magnetic al bobinei crește din nou, polaritatea acesteia este opusă celei precedente și de aceea forța electromotoare indusă în bobina grilă are o astfel de direcție încât potențialul grilei rămâne negativ; lampa rămâne blocată. În momentul în care potențialele de la bornele condensatorului devin egale, câmpul magnetic al bobinei va atinge maximul (sfârșitul etapei a patra).
Din acest moment, datorită trecerii de la o creștere a câmpului magnetic la scăderea acestuia, direcția forței electromotoare indusă în bobina rețelei se modifică. Grila, ca și în prima etapă, capătă un potențial pozitiv și deschide lampa, dar lampa rămâne inactivă o perioadă de timp, deoarece forța electromotoare a autoinducției bobinei buclei compensează forța electromotoare a bateriei; tensiunea la anod este scăzută, iar curentul anodului este în mod corespunzător scăzut. Câmpul magnetic al bobinei buclei, dispărând, conduce electronii către plăcile condensatoarelor conectate la anod; un flux de electroni care vine de la lampă, care începe să funcționeze, se repezi acolo în curând. Instantaneu, aici apare un potențial negativ ridicat (sfârșitul etapei a cincea).
În etapa ulterioară, a șasea, a procesului, fenomenele care au avut loc în prima etapă se repetă cu intensitate crescută: curentul de descărcare al condensatorului și curentul care trece prin lampă curg simultan în bobina buclei.
Orez. 406. Circuit în trei puncte al unui generator de oscilații tubulare
Cu cât vibrațiile electrice „auto-oscilează” mai puternice într-un generator de tuburi, cu atât este mai puternică momentul potrivit lampa se dovedește a fi blocată de potențialul negativ ridicat al rețelei. Disiparea energiei în timpul oscilațiilor este completată automat de energia bateriei anodului. Amplitudinea oscilațiilor este limitată de puterea lămpii; Pentru a crește puterea, mai multe lămpi sunt conectate în paralel.
Generarea tuburi vid, proiectate pentru putere au un curent de saturație care depășește 5-10 A at tensiunea anodului
În circuitul clasic Meissner pe care l-am considerat, tensiunile aplicate rețelei lămpii sunt preluate (in în acest caz, prin cuplarea inductivă a bobinelor 1 şi 2) din circuitul anodic. Acest principiu de excitare a tensiunilor din circuitul rețelei prin împrumutarea acestora din circuitul anodic se numește principiul feedback-ului. Sunt posibile diferite modificări ale schemei. În loc de feedback inductiv, poate fi utilizat feedback-ul capacitiv. Este adesea folosită așa-numita schemă în trei puncte, în care o parte a bobinei de contur servește ca bobină de plasă (Fig. 406).
Analiza matematică a autoexcitației oscilațiilor arată că inductanța reciprocă a bobinelor care oferă feedback nu trebuie să fie mai mică decât valoarea determinată de inegalitate.
unde este rezistența activă, capacitatea și inductanța circuitului oscilator al circuitului anodic, câștigul și panta rețelei caracteristice lămpii.
Astfel, autoexcitarea oscilațiilor are loc la o valoare mai mică a inductanței de feedback reciproc, cu cât câștigul și transconductanța lămpii sunt mai mari și toți parametrii circuitului oscilator sunt mai mici: rezistența sa activă, capacitatea și inductanța.
Generatoarele cu tuburi sunt adesea alimentate de dinamo, care furnizează curent pentru încălzirea lămpilor și tensiune înaltă pentru alimentarea circuitelor anodice. Utilizați adesea obișnuit curent alternativ: filamentele lămpilor de încălzire pot fi încălzite direct cu curent alternativ, în timp ce se obține tensiune înaltă pentru alimentarea circuitelor anodice folosind un transformator și un redresor de lampă (kenotron).
Deoarece frecvența oscilațiilor generate în circuit este oarecum influențată de modul de funcționare al lămpii, pentru a evita modificările accidentale ale frecvenței asociate cu modificările modului de funcționare al lămpii, se folosesc așa-numitele stabilizatoare de frecvență piezoquartz.
O placă mică, tăiată corespunzător dintr-un cristal de cuarț (§ 23), este plasată într-un condensator K conectat la grila lămpii (Fig. 407). Vibrațiile electrice provoacă vibrații mecanice forțate ale plăcii de piezoquartz. Când frecvența oscilațiilor potențiale aplicate plăcii este apropiată de frecvența naturală a vibrațiilor mecanice ale plăcii, are loc o oscilație rezonantă a oscilațiilor plăcii. Modificările oscilatorii ale grosimii plăcii piezoquartz sunt, la rândul lor, însoțite de apariția unor sarcini pe fețele sale, modificări ale mărimii și semnului cărora susțin potențialele oscilații pe plăcile condensatorului de rețea K. Astfel, modificări aleatorii frecvențele oscilațiilor electrice furnizate condensatorului K nu au aproape niciun efect asupra oscilațiilor potențialului rețelei, care apar sincron cu oscilațiile naturale ale plăcii piezocuarțului. Amortizarea oscilațiilor unei plăci de piezoquartz este foarte mică, decrementul de amortizare este mai mic de o zecemiime.
În diagrama prezentată în fig. 407, feedback-ul este efectuat printr-un mic condensator C. Când se generează oscilații de înaltă frecvență, capacitatea interelectrodului (anod-grilă într-o lampă generator) este adesea suficientă pentru a implementa feedback și înlocuiește condensatorul C. Rezistența previne mari (depășirea) valoare calculată) potențiale negative, sarcinile curg prin această rezistență.
Utilizarea stabilizatorilor piezoquartz face posibilă menținerea constantă a frecvenței oscilatoarelor cu tub cu o precizie de părți per milion. Acesta este utilizat într-un ceas piezo cuarț, care este un oscilator cu tub cu o frecvență de oscilație stabilizată cu cuarț piezo și un dispozitiv pentru numărare automată numărul de oscilații finalizate. Ceasurile piezoquartz sunt incomparabil mai precise decât cele mai bune cronometre. Ei măsoară timpul cu o precizie de până la. Folosind ceasuri piezoquartz, au fost descoperite și studiate nereguli minore în viteza de rotație zilnică a Pământului.
Orez. 407. Generator de oscilații tubulare cu stabilizator de frecvență piezoquartz
Împreună cu generatoarele de tuburi - crearea vibratii armonice de tensiune, se folosesc adesea generatoare tubulare de impulsuri de tensiune, puternic diferite ca formă de cele sinusoidale. Astfel de așa-numitele oscilații de relaxare servesc, în special, la controlul fasciculului de electroni în osciloscoape și tuburi de televiziune. Impulsurile de tensiune în formă de dinți de ferăstrău sunt furnizate (în tuburile de televiziune) bobinelor care creează un câmp magnetic care deviază fasciculul sau (în osciloscoape) unui condensator, între plăcile cărora există un fascicul de electroni, ceea ce face posibilă obținerea unor deviații uniforme ale trasării fasciculului pe ecran în timp
măturare linie dreaptă-faz. În fig. 408 prezintă un circuit al unui oscilator cu tub care produce impulsuri de tensiune din dinți de ferăstrău. Iată două triode combinate într-un singur container, iar grilele lor sunt conectate. Este important ca circuitul anodic al primei triode (generator de blocare) să fie foarte puternic conectat la circuitul rețelei printr-un transformator, care are un miez de fier pentru a crește inductanța reciprocă. Oscilațiile în circuitul rețelei sunt determinate de apariția unei sarcini pe condensator și de curgerea acestei sarcini prin rezistența la sol; cu cât constanta de timp a acestui circuit este mai mică, cu atât condensatorul rețelei se descarcă mai repede
Orez. 408. Generator de blocare și generator de impulsuri de tensiune dinți de ferăstrău.
Dacă în momentul inițial potențialul rețelei era negativ și lampa oscilatorului de blocare (trioda stângă) era blocată, atunci când condensatorul este descărcat, trece un curent în creștere rapidă prin lampă; această creștere rapidă a curentului este asigurată de faptul că, pe măsură ce curentul crește, o tensiune pozitivă este furnizată rețelei prin transformator (la pornirea înfășurărilor transformatorului, trebuie selectată polaritatea corectă). În plus, este semnificativ faptul că lampa generatorului de blocare funcționează într-un mod în care un curent anodic mare corespunde unei scurgeri foarte mari de electroni prin rețea; Datorită acestui curent de rețea, în urma unei supratensiuni pozitive (curba 1 în Fig. 408), tensiunea de pe rețea devine rapid din nou negativă și lampa generatorului de blocare este din nou blocată. Tensiunea la anodul celei de-a doua triode (curba 2 din aceeași figură) scade brusc și profund de fiecare dată când curentul începe să treacă prin lampă, deoarece rezistență ridicată(de ordinul mărimii. Când lampa este blocată, tensiunea este restabilită, crescând aproximativ liniar și cu o rată mai rapidă, cu cât constanta de timp a circuitului anodic este mai scurtă
