Pajisjet vakum dhe aplikimi i tyre. Pajisjet dhe pajisjet e elektronikës vakum

Karakteristikat statike, më të rëndësishmet prej të cilave janë rrjeti anode dhe anoda, hiqen me një parametër konstant.

Karakteristikat e rrjetit anodë pasqyrojnë varësinë e rrymës së anodës nga tensioni në rrjet në një tension të caktuar konstant të anodës, domethënë I a = f (U c) me U a = konst.

Karakteristika të tilla merren për disa tensione të anodës dhe fitohet një familje karakteristikash të rrjetit anodë, të paraqitura në figurën më poshtë:

1 - karakteristikat e rrjetit anodë të triodës; 2 - karakteristikat e anodës së triodës.

Triodëështë një pajisje elektrike vakum me tre elektroda, një nga më të përhapurat në inxhinierinë elektronike.

Tre nga elektrodat e tij - anoda, katoda dhe rrjeti vendosen brenda cilindrit, nga i cili evakuohet ajri. Një rrjet kontrolli spirale ndodhet midis katodës, e cila zakonisht është në qendër të balonës, dhe anodës, e cila është më së shpeshti cilindrike ose në formë kutie. Simboli i triodës pasqyron strukturën e tij bazë.

Duke marrë parasysh modelin e triodës, është e lehtë të kuptohet se, meqenëse seksioni kryq ndodhet shumë më afër katodës sesa anoda, efekti i potencialit të tij në rrymën e llambës tejkalon ndjeshëm efektin e potencialit të anodës. Kjo shpjegon funksionin kryesor të triodës: kontrollin e një rryme të madhe në qarkun e anodës me anë të sinjaleve (potencialeve) me fuqi të ulët të furnizuar në qarkun e rrjetit.

a - pajisja me triodë; b - përcaktimi në diagrame; c - diagrami i lidhjes për marrjen e karakteristikave

Figura e mësipërme (c) tregon një nga opsionet për ndezjen e triodës. Furnizimi me energji E a, rezistenca R a dhe seksioni anodë-katodë formojnë qarkun e anodës dhe furnizimi me energji Ec, rezistenca dhe seksioni i katodës së rrjetit formojnë qarkun e rrjetit. Në këtë qark, duke ndryshuar pozicionin e kontaktit rrëshqitës në rezistencën R c, një ose një tjetër tension mund të vendoset në rrjet.

Kur voltazhi nuk aplikohet në rrjet (i barabartë me zero), ai praktikisht nuk ndikon në funksionimin e llambës dhe trioda vepron, në thelb, në të njëjtën mënyrë si llamba me dy elektroda të konsideruara më parë - një diodë.

Nëse një tension negativ dhe e është në rrjet, atëherë midis tij dhe katodës lind një fushë elektrike, e cila pengon lëvizjen e elektroneve dhe kufizon rrymën e anodës. Është e mundur të vendoset një tension i tillë negativ në rrjet që rryma e anodës të pushojë plotësisht, pasi të gjitha elektronet do të zmbrapsen nga rrjeti përsëri në katodë. Në këtë rast, ata thonë se llamba është e kyçur, dhe tensioni përkatës në rrjet quhet potencial mbyllës.

Diodë- tubi elektronik më i thjeshtë me dy elektroda. Dy elektrodat e saj janë një katodë (ngrohje direkte ose indirekte) dhe një anodë (zakonisht cilindrike). Vetia kryesore e diodave është përçueshmëria e njëanshme, domethënë aftësia për të kaluar rrymë në vetëm një drejtim.

Qarqet e ndërrimit të diodës:

a - me një katodë të ndezur drejtpërdrejt; b - me një katodë të ndezur indirekt.

Katoda është e lidhur me një burim rryme E n (për diodat me një katodë të ngrohjes direkte, E n është afërsisht 1-2 V, për diodat me një katodë të ndezur indirekt prej 6.3 V), dhe qarku i anodës është i lidhur me një rrymë burimi E a (zakonisht vlerat e E a janë në intervalin 80-300 V, por për llambat e fuqishme ato arrijnë disa kilovolt). Është karakteristikë që në llambat me një katodë të ndezur, qarku i filamentit dhe qarku i anodës janë plotësisht të ndara, gjë që krijon një sërë avantazhesh të projektimit.

Llambë elektrike- pajisja më e zakonshme e elektrovakumit. Elektrodat vendosen në një llambë qelqi, metali, qermeti ose plastike të llambës, nga e cila evakuohet ajri.

Në varësi të qëllimit dhe llojit të llambës, mund të ketë disa prej tyre, por çdo llambë ka dy elektroda kryesore:

• katodë- burimi i elektroneve;
• anodë- një marrës elektronesh.

Lëvizja e elektroneve në një vakum nga një elektrodë në tjetrën përcakton rrymën elektrike të llambës.

Dalloni katodat e ngrohjes direkte dhe indirekte.

Katodë e ndezur drejtpërdrejt

Katoda e ndezur drejtpërdrejt është një fije metalike 1 e lidhur me mbajtëset 2. Ky filament shtrihet nga sustat 3, të cilat janë ngjitur në traversat e instaluara në llambën e llambës. Fije nxehet nga një rrymë elektrike që kalon përmes saj (si rregull, konstante).

Pajisjet me elektrovakum(tubat e elektroneve, tubat me rreze katodike, tubat e fotoshumëzuesit, fotocelat etj.) së bashku me ato gjysmëpërçuese përbëjnë bazën e teknologjisë moderne elektronike.

Pajisjet me elektrovakum përdorin në punën e tyre një rrjedhë të drejtuar të elektroneve në vakum, e cila gjithashtu lind si rezultat i fenomenit fizik të emetimit të elektroneve, që kuptohet si fenomeni i emetimit të elektroneve nga një metal nën ndikimin e nxehtësisë, dritës. apo ndikime të tjera.

Thelbi i emetimit të elektroneve është si më poshtë. Siç e dini, elektronet në metale janë në gjendje të largohen relativisht lehtë nga atomet e tyre. Elektrone të tilla quhen elektrone të lira. Vendin e tyre në atome e zënë elektronet e tjera të lira, të cilat po aq lehtë mund të largohen nga atomet. Nëse nuk aplikohet tension elektrik në përcjellës, atëherë elektronet e lira lëvizin në mënyrë kaotike, në drejtime shumë të ndryshme dhe me shpejtësi të ndryshme. Elektronet e lira mund të largohen nga përcjellësi, por kjo parandalohet nga dy arsye.

Së pari, mbi sipërfaqen e përçuesve formohet një shtresë ngarkesash negative, e krijuar nga ato elektrone që për një moment largohen nga përcjellësi dhe kthehen përsëri. Kjo shtresë ekziston vazhdimisht, pasi edhe nëse elektronet kthehen në përcjellës, mbi sipërfaqen e tij shfaqen të reja etj. Por duke qenë se një sasi e caktuar elektronesh është jashtë përcjellësit, atëherë vetë përcjellësi duhet të ketë ngarkesa pozitive të tepërta të formuara nga ato atome që kanë elektronet e humbura... Ngarkesat pozitive janë të përqendruara në sipërfaqen e brendshme të përcjellësit. Një shtresë elektrike e dyfishtë e ngarkesave negative dhe pozitive krijon një fushë frenimi në sipërfaqen e përcjellësit. Kjo do të thotë që elektroni që të largohet nga përcjellësi duhet ta kapërcejë këtë fushë, domethënë të bëjë disa punë. Prandaj, elektroni duhet të ketë energjinë e duhur.

PAJISJET ELEKTRIKE VAKUUM-pajisjet, në të cilat transferimi i rrymës kryhet nga elektronet ose jonet që lëvizin midis elektrodave përmes një të lartë ose gazi brenda një guaske të papërshkueshme nga gazi.

E. P. Ndahen në dy klasa të mëdha: pajisjet elektronike dhe pajisje jonike.Në pajisjet elektronike transferimi i energjisë elektrike. në hapësirën ndërelektrodike shkaktohet nga lëvizja e elektroneve të lira të emetuara nga katoda në një vakum të lartë. Në pajisjet e shkarkimit të gazit (jonike) në transferimin e elektricitetit. ngarkuar, përfshihen si elektronet ashtu edhe ngarkesat e rënda. grimca - jone të formuara nga bashkëveprimi i elektroneve që lëvizin në elektrike. fushë me atome gazi që mbushin pajisjen.

Një nga tiparet e kalimit të rrymës në një E.P. është varësia jolineare e madhësisë së rrymës që rrjedh nëpër pajisje nga vlera e aplikuar - jolineare. karakteristikat volt-amper, buzë për pajisjet elektronike në pl. rastet mund të përshkruhen me një funksion eksponencial. Karakteristikat e pajisjeve të shkarkimit të gazit janë të llojeve të ndryshme: në rritje, në rënie, të ndërprerë, etj. Mn. llojet e elektroneve kanë përçueshmëri të njëanshme - kushtet për kalimin e rrymës ndryshojnë ndjeshëm kur polariteti i tensionit të aplikuar ndryshon.

Madhësia e rrymës që kalon nëpër E. p. Mund të kontrollohet në një gamë të gjerë - nga "bllokimi" (zero) deri në vlerën maksimale të mundshme për një pajisje të caktuar, praktikisht pa konsum të energjisë.

Elektronet elektronike janë praktikisht pa inerci, domethënë, ndryshimi në rrymën që rrjedh nëpër pajisje ndodh pothuajse menjëherë kur ndryshon tensioni i aplikuar. Kjo përcaktohet nga fakti se elektronet lëvizin në elektrike. fushë në hapësirën e lirë (vakum i lartë), mund të fitojë një shpejtësi afër: kur kalon në një fushë përshpejtuese me një diferencë potenciale prej 100 kV, shpejtësia e elektronit është ~ (2/3) Me... Me shpejtësi të tilla, koha e fluturimit të elektronit ndërmjet hapësirës së elektrodës është<=10 -10 -10 -9 с, что позволяет считать Э. п. приборами мгновенного действия.

Shumica e komponentëve elektronikë janë konvertues të informacionit (sinjaleve), si për nga lloji i energjisë që konvertohet ashtu edhe për nga parametrat e konvertimit.

Sipas llojit të energjisë që shndërrohet, E. p. Ndahen në grupe: elektrike transformuese. sinjale elektrike me parametra të tjerë; konvertimin elektrik. sinjale për optike (dritë); optike - në elektrike; optik-në optik me parametra të tjerë.

E. P. Mund të transformojë vlerën (amplitudën) e sinjalit, duke realizuar amplifikimin e tensionit, rrymës, fuqisë, shkëlqimit të optikës. imazhe, etj. në një gamë shumë të gjerë ndryshimesh në vlerën e sinjalit të konvertuar, për shembull. me fuqi - nga fraksionet e W në dhjetëra MW. E. P. Mund të konvertojë sinjalet në frekuencë, duke gjeneruar luhatje HF dhe mikrovalë, zbulimin, korrigjimin e AC. aktuale (gjithashtu në një gamë shumë të gjerë - nga zero në dhjetëra GHz). Një numër E. p. Përdoret për ndërrimin (komutimin) elektrik. qarqe me fuqi të lartë dhe tension të lartë duke përdorur sinjale kontrolli me fuqi të ulët.

Në E. p., Konvertimi elektrik. sinjalet elektrike me parametra të tjerë përfshijnë tuba elektronike, pajisje elektronike me mikrovalë ( klystron, magnetrone, tub valësh udhëtuese, tub valësh prapa), tuba depozitues me rreze katodë, disa pajisje për shkarkimin e gazit (valvulat e merkurit, gasotronet, tiratronet e harkut dhe). Pajisjet që konvertojnë elektrike. sinjalet për optike, janë tubat me rreze katodike (oshilografike, tregues, kineskopë), tregues të tensionit të dritës elektron, llambat inkandeshente, burimet e dritës së shkarkimit të gazit, duke përfshirë llambat fluoreshente (shih. ) ... Shndërrimi i sinjaleve optike (të lehta) në ato elektrike kryhet me vakum fotocelat transmetimin e TV. tuba (dissektorë, super-or-ticone, vidikona, etj.). Konvertimi optik sinjalet në optike me parametra të tjerë ndodh duke përdorur konvertuesit elektrono-optikë, përmirësuesit e shkëlqimit, përmirësuesit e imazhit me rreze x.

Për E. p. Përfshini gjithashtu stabilizuesit e rrymës (barret), stabilizuesit e tensionit të shkarkimit të gazit (diodat zener) dhe mekatronet - pajisje që konvertojnë mekanikën. parametrat (ndryshimi në distancën ndërmjet elektrodave, presioni, nxitimi, amplituda dhe frekuenca e dridhjeve) në elektrike. sinjale.

E ndezur: Tyagunov G.A., Electrovakuum dhe, M.-L., 1962; Pajisjet elektronike, ed. G.G. Shishkina, botimi i 4-të, M., 1989; Katsnelson B.V., Kalugin A.M., Larionov A.S., Pajisje elektronike me elektrovakum dhe shkarkim gazi. Manual, botimi i dytë, M., 1985.

A. A. Zhigarev.

Pajisjet me elektrovakum.

1. Elektrovakum quhen pajisje në të cilat përçueshmëria elektrike kryhet nga elektronet ose jonet që lëvizin ndërmjet elektrodave përmes vakumit ose gazit. Pajisjet elektrovakum ndahen në llambat e kontrolluara në mënyrë elektronike, rreze elektronike dhe pajisjet e shkarkimit të gazit.

Elementet bazë strukturore të çdo pajisjeje elektrovakuumi janë elektroda të vendosura brenda cilindrit (predha e papërshkueshme nga gazi). Një elektrodë e një pajisjeje elektrovakum është një përcjellës që lëshon (emeton) ose mbledh elektrone (jone) ose kontrollon lëvizjen e tyre nga elektroda në elektrodë duke përdorur një fushë elektrike. Në varësi të qëllimit, dallohen elektrodat e mëposhtme të një pajisjeje elektrovakum: katodë, anodë dhe kontroll.

^ Katodë- është një burim elektronesh në një pajisje elektrike me vakum.

Anoda- elektroda përshpejtuese - zakonisht shërben edhe si elektrodë dalëse edhe si kolektor (mbledhës) kryesor i elektroneve.

Menaxheri quhet një elektrodë e krijuar për të kontrolluar rrjedhën kryesore të elektroneve. Nëse porta është një rrjet, ajo shpesh quhet portë. Elektrodat janë bërë në formën e fijeve, pllakave të sheshta, cilindrave të uritur dhe spiraleve; ato janë të fiksuara brenda cilindrit në mbajtës të veçantë - traversa dhe mikë ose izolues qeramike. Skajet e mbajtësve janë ngjitur në bazën e qelqit të cilindrit.

Cilindra Pajisjet me elektrovakum janë predha të papërshkueshme nga gazi të bëra prej qelqi, metali ose qeramike. Në cilindrat e llambave të kontrolluara elektronikisht, krijohet një vakum prej 10 -8 ... 10 -4 Pa, dhe në cilindrat e pajisjeve të shkarkimit të gazit - 10 -1 ... 10 4 Pa.

^ Pajisja e parë elektrike me vakum në botë - llamba inkandeshente u shpik në 1873 nga shkencëtari rus A.N. Lodygin. Në 1883, shpikësi amerikan T.A. Edison zbuloi efektin e kalimit të njëanshëm të një rryme elektronesh në një vakum nga një filament i ndezur në një pllakë metalike, nëse një ndryshim i caktuar potencial zbatohet ndaj tyre, për shembull, duke u lidhur me një qelizë galvanike. Kështu u shfaq prototipi i tubit të vakumit. Në atë kohë, një llambë e tillë nuk mund të gjente aplikim praktik, por puna për studimin e vetive të saj dhe kushtet për kalimin e elektroneve në vakum vazhdoi.
^ 2. Bazat fizike të punës së llambave me kontroll elektronik.

Llambë e kontrolluar në mënyrë elektronike quhet një pajisje elektrovakuumi, funksionimi i së cilës bazohet në kontrollin e një rryme, të kufizuar nga një ngarkesë hapësinore, duke përdorur potencialet e elektrodave. Në varësi të qëllimit, llambat e kontrolluara elektronikisht ndahen në gjeneratorë, modulues, rregullues, amplifikues, ndreqës. Sipas llojit të punës, dallohen llambat e vazhdueshme dhe pulsuese, dhe nga diapazoni i frekuencës - me frekuencë të ulët, me frekuencë të lartë dhe me frekuencë ultra të lartë. Sipas numrit të elektrodave, llambat ndahen në dioda, trioda, tetroda, pentoda, heksode, heptoda, oktoda, enode dhe dekode.

^ Emetimi elektronik quhet emetimi i elektroneve nga sipërfaqja e substancave në hapësirën përreth. Në metalet nga të cilat janë bërë katoda e pajisjeve elektrovakum, elektronet e lira janë në gjendje të lëvizjes termike të vazhdueshme kaotike dhe kanë një energji të caktuar kinetike që varet nga temperatura e katodës.

Termoelektronike quhet emetim i elektroneve vetëm për shkak të nxehjes së katodës (elektrodës). Si rezultat i ngrohjes së metalit rritet energjia kinetike e elektroneve dhe shpejtësia e tyre. Parimi i funksionimit të katodave të nxehta, të cilat përdoren gjerësisht në llambat me kontroll elektronik, bazohet në fenomenin e emetimit termionik.
^ 3. Pajisjet me rreze elektronike.

Rreze elektronike Quhen pajisje të tilla elektrovakuumi, të cilat përdorin një rrymë elektronesh të përqendruar në një rreze të ngushtë - një rreze elektronike e kontrolluar si në intensitet ashtu edhe në pozicion në hapësirë. Një nga pajisjet më të zakonshme të rrezeve katodike është një tub me rreze katodë marrëse (CRT).

CRT konverton një sinjal elektrik në një imazh optik. Ekzistojnë disa lloje të CRT-ve marrëse: projeksion, oshilografik, tregues, printim shenjash, me ngjyra, pikturë njëngjyrëshe, valvula drite dhe tuba fotografish.

CRT-të moderne përdorin drejtimin me rreze të përzier. Një fushë elektrike përdoret për fokusimin, dhe një fushë magnetike për devijimin e rrezes.

^ Emërtimi CRT. Elementi i parë i përcaktimit të CRT është një numër që tregon madhësinë e ekranit - diametrin ose diagonalin e tij (për CRT me një ekran drejtkëndor). Elementi i dytë - dy shkronja që tregojnë llojin e tubit (për shembull, LO - oshilografik me një sistem kontrolli të rrezeve elektrostatike, LC - kineskopët me një devijim magnetik të rrezes). Shkronjat pasohen nga një numër me të cilin krahasohen tubat e të njëjtit lloj me parametra të ndryshëm. Në fund të përcaktimit, vendoset një shkronjë me të cilën përcaktohet ngjyra e shkëlqimit të ekranit (B - e bardhë, C - ngjyra, I - jeshile, A - blu, etj.). Për shembull, 40LK6B është një kineskop me madhësi ekrani 40 cm diagonalisht, opsioni i 6-të i dizajnit, i cili ka një ngjyrë të bardhë shkëlqimi të ekranit. Zakonisht, prodhuesit e huaj tregojnë madhësinë e diagonales CRT në inç (1 inç është e barabartë me 2.54 cm).
^ 4. Pajisjet e shkarkimit të gazit. Bazat fizike të funksionimit të pajisjeve të shkarkimit të gazit.

Shkarkimi elektrik në gaze (ose avuj) quhet një grup dukurish që ndodhin në to kur kalon një rrymë elektrike. Pajisjet me elektrovakum, karakteristikat elektrike të të cilave përcaktohen kryesisht nga jonizimi i një gazi ose avulli të futur qëllimisht, quhen shkarkimi i gazit.

Këto përfshijnë, për shembull, valvulat e joneve dhe merkurit, tiratronet, shkarkuesit e joneve, treguesit e shkarkimit të shkëlqimit.

Ndryshe nga llambat e kontrolluara elektronikisht, në këto pajisje, jo vetëm elektronet, por edhe grimcat e ngarkuara (atomet, molekula) të një gazi ose avulli - jonet - përfshihen në krijimin e rrymës.

^ Pajisjet e shkarkimit të gazit Ato përbëhen nga një cilindër gazi (më shpesh qelqi) i mbushur me një gaz inert, hidrogjen ose avull merkur, dhe një sistem elektrodash metalike. Presioni i gazit në cilindër, në varësi të llojit të pajisjes, varion nga 10 -1 në 10 3 Pa dhe ndonjëherë arrin 10 4 Pa.

Në mungesë të ekspozimit ndaj burimeve të jonizimit, gazrat përbëhen nga atome dhe molekula neutrale, kështu që ato praktikisht nuk përçojnë rrymë elektrike. Rryma përmes gazit (si dhe përmes çdo mediumi) rrjedh vetëm nëse në këtë medium ka grimca të lira të ngarkuara elektrike - bartës të ngarkesës. Në një gaz, ato mund të formohen nëse elektronet janë "shkëputur" nga atomet (ose molekulat) neutrale për shkak të veprimit të disa burimeve të energjisë. Në këtë rast, formohen bartës të ngarkesave të shenjave të ndryshme: elektrone - ngarkesa negative dhe jone pozitive - atome gazi që kanë humbur elektrone - ngarkesa pozitive.

Në kushte reale, çdo gaz ndikohet gjithmonë (edhe nëse është shumë i dobët) nga temperatura e ambientit, hapësira dhe rrezatimi radioaktiv i instalimeve industriale, etj., duke kontribuar në formimin e grimcave të ngarkuara. Prandaj, në çdo vëllim të gazit ka gjithmonë elektrone dhe jone që mund të shkaktojnë një shkarkesë elektrike. Në një shkarkesë elektrike dallohen tre procese: ngacmimi i atomeve, jonizimi i tyre dhe rikombinimi i bartësve të ngarkesës me shenja të ndryshme.

Ngacmimi i atomeve është procesi i kalimit të një prej elektroneve të tij të jashtëm në një orbitë më të largët nga bërthama për shkak të energjisë së fituar si rezultat i një përplasjeje me një elektron të lirë. Kjo gjendje e atomit është e paqëndrueshme dhe nuk zgjat shumë: nga njësitë në dhjetëra nanosekonda. Pastaj elektroni kthehet në orbitën e tij të mëparshme dhe atomi rrezaton në hapësirën e jashtme energjinë e marrë në përplasje. Kjo energji lëshohet në formën e rrezatimit elektromagnetik, shpesh i shoqëruar nga shkëlqimi i dukshëm i gazit.

Jonizimi i atomeve është procesi i formimit të joneve dhe elektroneve të lira nga atomet elektrikisht neutrale.

Pajisjet moderne elektrike me vakum ia detyrojnë pamjen e tyre shpikësit amerikan Thomas Edison. Ishte ai që zhvilloi metodën e parë të suksesshme të ndriçimit, duke përdorur një llambë elektrike për këtë.

Historia e krijimit të llambës

Në ditët e sotme, është e vështirë të besohet se energjia elektrike nuk ka ekzistuar në të gjitha periudhat historike. Llambat e para inkandeshente u shfaqën vetëm në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë. Edison arriti të zhvillojë një model të një llambë, në të cilën ndodheshin fijet e karbonit, platinit, bambusë. Është ky shkencëtar që me të drejtë quhet “babai” i modernes.Ai thjeshtoi qarkun e llambës, uli ndjeshëm koston e prodhimit. Si rezultat, në rrugë u shfaq jo ndriçimi me gaz, por elektrik, dhe pajisjet e reja të ndriçimit u quajtën llambat Edison. Thomas punoi për një kohë të gjatë për të përmirësuar shpikjen e tij, si rezultat, përdorimi i qirinjve u bë i padobishëm.

Parimi i funksionimit

Çfarë pajisje kanë llambat inkandeshente Edison? Çdo pajisje ka një trup inkandeshent, një llambë qelqi, një kontakt kryesor, elektroda, një bazë. Secila prej tyre ka qëllimin e vet funksional.

Thelbi i funksionimit të kësaj pajisjeje është si më poshtë. Kur trupi i inkandeshencës nxehet fuqishëm nga një rrymë grimcash të ngarkuara, energjia elektrike shndërrohet në një formë të lehtë.

Në mënyrë që syri i njeriut të perceptojë rrezatimin, është e nevojshme të arrihet një temperaturë prej të paktën 580 gradë.

Midis metaleve, tungsteni ka pikën maksimale të shkrirjes, prandaj, prej tij është bërë trupi inkandeshent. Për të zvogëluar volumin, tela u vendos në formën e një spirale.

Pavarësisht rezistencës së lartë kimike të tungstenit, për mbrojtjen maksimale të tij nga procesi i korrozionit, trupi ngrohës vendoset në një enë qelqi të mbyllur, nga e cila është evakuuar më parë ajri. Në vend të kësaj, një gaz inert derdhet në balonë, i cili parandalon hyrjen e telit të tungstenit në reaksione oksidimi. Më shpesh, argoni përdoret si gaz inert, ndonjëherë përdoret azot ose kripton.

Thelbi i shpikjes së Edisonit është se avullimi që ndodh gjatë ngrohjes së zgjatur të metalit parandalohet nga presioni i krijuar nga gazi inert.

Karakteristikat e llambës

Ka mjaft llamba të ndryshme të krijuara për të ndriçuar një zonë të madhe. Një tipar i shpikjes së Edison është aftësia për të rregulluar fuqinë e kësaj pajisjeje, duke marrë parasysh zonën e ndriçuar.

Prodhuesit ofrojnë lloje të ndryshme llambash që ndryshojnë në aspektin e jetës së shërbimit, madhësisë, fuqisë. Le të ndalemi në disa lloje të këtyre pajisjeve elektrike.

Tubat më të zakonshëm të vakumit janë LON. Ato përputhen plotësisht me kërkesat higjienike dhe jeta mesatare e tyre e shërbimit është 1000 orë.

Ndër disavantazhet e llambave për përdorim të përgjithshëm veçojmë atë të ulët.Afërsisht 5 për qind e energjisë elektrike shkon në dritë, pjesa tjetër lirohet në formën e nxehtësisë.

Dritat e vëmendjes

Ato janë mjaft të fuqishme për të ndriçuar zona të mëdha. Pajisjet me elektrovakum ndahen në tre grupe:

• projeksion filmi;
• far;
• Qëllimi i përgjithshëm.

Burimi i dritës së prozhektorit ndryshon në gjatësinë e trupit inkandeshent, ka dimensione më kompakte, gjë që bën të mundur rritjen e shkëlqimit të përgjithshëm, përmirësimin e fokusimit të fluksit të dritës.

Pajisjet me vakum pasqyre kanë një shtresë alumini reflektuese, një dizajn të ndryshëm llambë.

Ajo pjesë e saj, e cila është e destinuar për transmetimin e dritës, është prej xhami të ngrirë. Kjo ju lejon ta bëni dritën të butë, duke reduktuar hijet e kundërta nga objekte të ndryshme. Pajisjet e tilla vakum përdoren për ndriçimin e brendshëm.

Brenda balonës halogjene gjenden komponime të bromit ose jodit. Për shkak të aftësisë së tyre për të përballuar temperaturat deri në 3000 K, llambat kanë një jetëgjatësi prej rreth 2000 orë. Por ky burim ka edhe të metat e tij, për shembull, një llambë halogjene ka një rezistencë të ulët elektrike kur ftohet.

Cilësimet kryesore

Në një llambë inkandeshente Edison, filamenti i tungstenit është rregulluar në forma të ndryshme. Për funksionimin e qëndrueshëm të një pajisjeje të tillë, kërkohet një tension prej 220 V. Mesatarisht, jeta e tij e shërbimit është nga 3000 në 3500 orë. Duke marrë parasysh se temperatura e ngjyrës është 2700 K, llamba ofron një spektër të ngrohtë të bardhë ose të verdhë. Llambat aktualisht ofrohen në madhësi të ndryshme (E27). Nëse dëshironi, mund të kapni një llambë në formën e një kapëse flokësh, një kurriz peshku, një spirale në një llambadar tavani ose një pajisje ndriçimi në mur.

Shpikja e Edisonit ndahet me numrin e fijeve të tungstenit në klasa të veçanta. Kostoja e pajisjes së ndriçimit, fuqia e saj dhe jeta e shërbimit varen drejtpërdrejt nga ky tregues.

Si funksionon EVL

Emetimi termionik konsiston në emetimin e elektroneve nga një trup i ndezur në një vakum ose në një mjedis inert të krijuar brenda balonës. Një fushë magnetike ose elektrike përdoret për të kontrolluar rrjedhën e elektroneve.

Emisioni termionik bën të mundur përdorimin praktik të cilësive pozitive të rrjedhës së elektroneve - për të gjeneruar, përforcuar dridhjet elektrike të frekuencave të ndryshme.

Karakteristikat e tubave të radios

Dioda e elektrovakumit është baza e inxhinierisë radio. Llamba ka dy elektroda (katodë dhe anodë), një rrjet. Katoda siguron emetim, për këtë shtresa e tungstenit është e veshur me barium ose torium. Anoda është bërë në formën e një pllake të bërë nga nikel, molibden, grafit. Rrjeti është një ndarës midis elektrodave. Kur mediumi i punës nxehet, një rrymë elektrike e fuqishme krijohet nga grimcat lëvizëse në vakum. Pajisjet elektrovakum të këtij lloji përbëjnë bazën e inxhinierisë radio. Në gjysmën e dytë të shekullit të kaluar, tubat vakum u përdorën në fusha të ndryshme të industrisë teknike, radio-elektronike.

Pa to ishte e pamundur të bëheshin radio, televizorë, pajisje speciale, kompjuterë.

Aplikacionet

Me zhvillimin e instrumenteve precize, radio elektronike, këto llamba kanë humbur rëndësinë e tyre, kanë pushuar së përdoruri në një shkallë të gjerë.

Por edhe në kohën e tanishme ka zona të tilla industriale në të cilat kërkohet EVL, sepse vetëm një llambë vakum është në gjendje të sigurojë funksionimin e pajisjeve sipas parametrave të dhënë, në një mjedis të caktuar.

EVL-të janë me interes të veçantë për kompleksin ushtarak-industrial, pasi janë tubat vakum që dallohen nga rezistenca e tyre në rritje ndaj pulseve elektromagnetike.

Një aparat ushtarak mund të përmbajë deri në qindra EVL. Shumica e materialeve gjysmëpërçuese, REC nuk mund të funksionojnë nën rrezatim të shtuar, si dhe në kushte vakum natyral (në hapësirë).

EVL-të kontribuojnë në përmirësimin e besueshmërisë dhe qëndrueshmërisë së satelitëve dhe raketave hapësinore.

konkluzioni

Në pajisjet elektrovakum, të cilat lejojnë gjenerimin, amplifikimin, konvertimin e energjisë elektromagnetike, hapësira e punës është plotësisht e lirë nga ajri, e rrethuar nga atmosfera me një guaskë të padepërtueshme.

Zbulimi i emetimit termionik çoi në krijimin e një llambë të thjeshtë me dy elektroda të quajtur diodë vakum.

Kur lidhet me një qark elektrik, brenda pajisjes shfaqet një rrymë. Kur polariteti i tensionit ndryshon, ai zhduket, dhe pavarësisht se sa nxehet katoda. Duke ruajtur një vlerë konstante të temperaturës së katodës së ndezur, ishte e mundur të vendosej një marrëdhënie e drejtpërdrejtë midis tensionit të anodës dhe fuqisë së rrymës. Rezultatet e marra u aplikuan në zhvillimin e pajisjeve elektronike vakum.

Për shembull, një triodë është një tub elektronik që ka tre elektroda: një anodë, një katodë termionike dhe një rrjet kontrolli.

Ishin triodat që u bënë pajisjet e para të përdorura për të përforcuar sinjalet elektrike në fillim të shekullit të kaluar. Aktualisht, triodat janë zëvendësuar nga transistorë gjysmëpërçues. Triodat e vakumit përdoren vetëm në ato zona ku është e nevojshme të konvertohen sinjale të fuqishme me një sasi të vogël të përbërësve aktivë, dhe pesha dhe dimensionet mund të neglizhohen.

Tubat e fuqishëm të radios janë të krahasueshëm me transistorët për sa i përket efikasitetit dhe besueshmërisë, por jeta e tyre e shërbimit është shumë më e shkurtër. Në triodat me fuqi të ulët, shumica e nxehtësisë shkon në fuqinë e kaskadës së konsumuar, ndonjëherë vlera e saj arrin 50%.

Tetrodes janë një llambë elektronike me dy rrjete, e cila është krijuar për të rritur fuqinë dhe tensionin e sinjaleve elektrike. Këto pajisje kanë një fitim më të lartë se një triodë. Karakteristika të tilla të projektimit bëjnë të mundur përdorimin e tetrodave për të përforcuar frekuencat e ulëta në televizorë, marrës dhe pajisje të tjera radio.

Konsumatorët përdorin në mënyrë aktive llambat inkandeshente, në të cilat trupi inkandeshent është një spirale ose tel tungsteni. Këto pajisje kanë një fuqi nga 25 në 100 W, jeta e tyre e shërbimit është 2500-3000 orë. Prodhuesit ofrojnë llamba me një bazë, formë, madhësi të ndryshme, kështu që ju mund të zgjidhni një opsion llambë, duke marrë parasysh karakteristikat e pajisjes së ndriçimit, zonën e dhomës.

Krijimi i tubave elektronikë bëri të mundur krijimin e sistemeve të radio komunikimit dhe transmetimit radiofonik. Zhvillimi dhe prodhimi i pajisjeve me rreze elektronike kontribuoi në shfaqjen dhe zhvillimin e televizionit. Në vitet 20-50. i shekullit të kaluar u formua si një degë e pavarur e elektronikës dhe industrisë me vakum. Në mesin e shekullit të kaluar, gjenerata e parë e kompjuterëve u krijua në bazë të pajisjeve elektronike vakum.

Një fazë cilësore e re në zhvillimin e elektronikës vakum filloi me zhvillimin e diapazonit të frekuencës mbi 500 MHz. Ndërsa frekuenca rritet dhe gjatësia e valës së rrezatimit zvogëlohet, aftësia për të përqendruar rrezatimin elektromagnetik në një rreze të ngushtë rritet. Përdorimi i rrezeve shumë të drejtuara të gamës së radios siguron një ulje të ndërhyrjes së ndërsjellë të radarëve që funksionojnë njëkohësisht, rrit gamën e sistemeve të radios dhe bën të mundur arritjen e saktësisë së lartë në përcaktimin e koordinatave të objekteve. Janë zhvilluar parimet e kontrollit dinamik të rrjedhës së elektroneve. U shfaqën pajisje të klasave të reja - klystron, magnetron, tubat e valëve udhëtuese (TWT) dhe të tjera, bazuar në ndërveprimin e elektroneve me fushat elektromagnetike. Valët elektromagnetike me mikrovalë kanë një kapacitet të madh informues. Në sistemet e komunikimit radio, kjo bën të mundur rritjen e numrit të kanaleve të komunikimit telefonik dhe telegrafik. Në komunikimet hapësinore, mekanizmi i kalimit të rrezatimit elektromagnetik nëpër shtresat e jonizuara të atmosferës është veçanërisht i rëndësishëm. Këto shtresa të atmosferës janë më të depërtueshme ndaj rrezatimit të mikrovalës. E gjithë kjo bëri të mundur formimin e elektronikës me mikrovalë si një drejtim i pavarur në elektronikën vakum.

Në varësi të parimit të funksionimit, qëllimi, pajisjet dhe pajisjet e elektronikës vakum ndahen në tuba vakum, pajisje mikrovalore, pajisje me rreze elektronike, pajisje fotoelektronike dhe me rreze X.

Klasifikimi i pajisjeve elektronike me vakum është paraqitur në Fig. 2.1.

2.1. Tuba elektronike

Tubat vakum janë pajisje elektrovakuumi me një katodë termionike dhe kontroll elektrostatik të rrjedhës së elektroneve, që përdoren për të zbuluar, gjeneruar dhe konvertuar sinjale elektrike. Një numër i ndryshëm elektrodash përdoren për të kontrolluar rrjedhën e elektroneve. Elektrodat që janë të përshkueshme nga tufa elektronike quhen rrjete. Nga numri i elektrodave dallohen diodat, triodat, tetrodat, pentoda etj.

Zakonisht janë tubat elektronikë të projektuar për zbulimin (korrigjimin), konvertimin e frekuencës dhe përforcimin e sinjaleve elektrike, kryesisht në frekuenca deri në 300 MHz, si dhe për gjenerimin e lëkundjeve elektrike me fuqi të ulët në pajisje të ndryshme radioteknike marrëse, amplifikuese dhe matëse. të quajtura llamba përforcuese marrëse (PUL) ...

Historikisht, PUL e parë ishte një diodë elektrike me vakum, e shpikur nga shkencëtari anglez J.A. Fleming në vitin 1905. Në vitin 1907, inxhinieri amerikan Lee de Forest krijoi një triodë, në të cilën, me ndihmën e një rrjeti kontrolli, elektronet e lira kontrolloheshin elektrostatikisht për herë të parë. Pas triodës, u ndërtuan një tetrode dhe një tetrode rreze, një pentodë. Pastaj u shfaqën PUL-të shumëfunksionale (heksode, heptoda, oktoda, pentagride), si dhe llamba të kombinuara (trioda të dyfishta, diodë - pentoda, trioda - heptoda, etj.).

Strukturisht, PUL është një tullumbace në të cilën vendoset një sistem elektrodash, i lidhur me saldim kontakti me terminalet e pajisjes me vakum. Mbyllja e llambës arrihet ose me saldim elektrik për PUL në ​​cilindër metalik, ose me saldim me pishtarë gaz-plazma për cilindra xhami. PUL moderne bën të mundur kryerjen e transformimeve lineare dhe jolineare të lëkundjeve elektrike me frekuenca të rendit 10 1o Hz.

Një diodë është një pajisje vakum me dy elektroda me një anodë dhe një katodë. Dioda përcjell rrymë në një drejtim - nga katoda në anodë dhe përdoret për të kthyer rrymën alternative në rrymë të drejtpërdrejtë (kenotron).

Elektronet e emetuara nga katoda krijojnë një ngarkesë hapësinore midis katodës dhe anodës. Me një potencial pozitiv në anodë, pengesa potenciale negative e ngarkesës hapësinore kapërcehet nga elektronet më të shpejta, të cilat krijojnë 42

Rryma e anodës në qarkun e jashtëm (Fig. 2.2, b, lakorja 1). Rryma e anodës përcaktohet nga tensioni i anodës U &, si dhe nga rryma e emetimit të katodës. Me një rritje të tensionit të anodës shfaqen elektrone energjetike, të cilat kapërcejnë potencialin negativ të ngarkesës elektronike (lakorja 2). Në këtë rast, rryma e anodës është më e vogël se rryma e emetimit. Në modalitetin e ngarkimit hapësinor, rritja e rrymës së anodës i bindet ligjit të tre sekondës: / a = kU & yi.

Me një rritje të mëtejshme të tensionit të anodës në të gjitha pikat e hapësirës ndërelektrodike, potenciali bëhet pozitiv në raport me katodën dhe të gjitha elektronet e emetuara nga katoda arrijnë në anodë (Fig. 2.2, kurba 3). Regjimi i ngopjes vendoset në E/a dhe U Hac të ndryshëm. Në fig. 2.2, është dhënë familja e karakteristikave të anodës së diodës.

Parametrat kryesorë të diodës janë: pjerrësia S = dlJdU ^ rezistenca e brendshme D = 1 / S. Përçueshmëria e njëanshme e diodës lejon që ajo të përdoret për korrigjimin e rrymës alternative, zbulimin e lëkundjeve elektromagnetike dhe konvertimin e frekuencave.

Një triodë është një pajisje elektrovakuumi, një tub vakum me tre elektroda me një rrjet kontrolli midis anodës dhe katodës (Fig. 2.3). Duke ndryshuar potencialin e rrjetit U c, është e mundur të kontrollohet vlera e rrymës së anodës / a ose, e cila është e njëjtë, numri i elektroneve që kalojnë nëpër rrjet nga katoda në anodë. Prania e rrjetit lejon përdorimin e triodave për amplifikimin dhe gjenerimin e lëkundjeve elektromagnetike. Dalloni midis karakteristikave të rrjetit të anodës / a = A £ 4) në një tension konstant të anodës, rrjetit / c = LYu (Fig. 2.3, b) dhe karakteristikave të anodës / a = LYU PRI me një tension të vazhdueshëm të rrjetit (Figura 2.3, c ). Këto karakteristika quhen statike.

Oriz. 2.2. Dioda:

d - përcaktimi konvencional; 6-Shpërndarja e potencialit në katodë - hendeku anole

c - karakteristikë e anodës

Nëse një ngarkesë përfshihet në qarkun e anodës, atëherë kur ndryshon rryma, tensioni do të ndryshojë njëkohësisht. Ky modalitet dhe parametra korrespondojnë me modalitetin e ngarkesës dinamike.

Rrjeti-anodë / a = D U në U a - konst dhe hyrja e rrjetit / c ~ AUc) në dhe l = karakteristikat e rrymës-tensionit konst janë paraqitur në Fig. 2.3, b. Karakteristikat e daljes së anodës / a = / £ 4) në U c = konstacion për vlera të ndryshme të tensionit në rrjet janë paraqitur në Fig. 2.3, c.

Triodat përdoren kryesisht për konvertimin e informacionit, veçanërisht për përforcimin dhe gjenerimin e lëkundjeve elektrike. Disavantazhet e triodave përfshijnë një fitim relativisht të vogël dhe një kapacitet të madh të xhiros C ca, i cili formon një reagim midis daljes dhe hyrjes së qarkut të llambës, - Në kushte të caktuara, ndodh vetë-ngacmimi dhe përkeqësimi i karakteristikave. Pajisjet si tetroda dhe pentoda, të cilat kanë rrjete shtesë për kontrollin e parametrave të rrjedhës së elektroneve, janë kryesisht të lira nga këto mangësi.

Një tetrode është një pajisje elektrovakum, një llambë me katër elektroda me një rrjet të dytë ekrani C 2, i cili ju lejon të zvogëloni kapacitetin e xhiros. Kur tetroda funksionon në qarkun amplifikues, një tension pozitiv konstant aplikohet në rrjetin e ekranit në lidhje me katodën dhe Ce ~ 0,5 £ / a - Elektronet që kalojnë nëpër rrjetin e ekranit kapen pjesërisht prej tij, duke formuar një rrymë 1 C b Në këtë rast, kapaciteti i xhiros së llambës mund të ulet me dy rend të madhësisë dhe të rrisë fitimin statik (Fig. 2.4, b).

Në tensione të ulëta në rrjetin Q, vërehet një pjesë në rënie e karakteristikës, e shoqëruar me trokitje të elektroneve dytësore nga anoda - efekti dinatron. Seksioni në rënie zvogëlon zonën e variacionit C / a dhe qarku vetë-ngacmohet. Për të hequr zi-

Oriz. 2.4. Tetrode:

a - emërtimi konvencional, b - karakteristikë e anodës në tensione të ndryshme në rrjetin C,

e efektit të fronit, futet një rrjetë tjetër - antidinatronic C 3. Ndodhet midis rrjetës së ekranit dhe anodës dhe është në potencialin e katodës ose një potencial të vogël pozitiv.

Nëse krijoni një rrjedhë elektronike në formën e një shiriti, rreze paksa divergjente, atëherë për shkak të një rritje të densitetit të ngarkesës hapësinore pranë anodës, krijohet një pengesë e vogël potenciale. Është ai që pasqyron elektronet dytësore të emetuara nga anoda, gjë që bën të mundur që të mos futet një rrjet i tretë antidinatron në strukturë. Ky dizajn i tetrodës quhet tetrode me rreze. Në fazat e daljes së pajisjeve radiotransmetuese, tetrodat e rrezeve përdoren gjerësisht për të gjeneruar lëkundje RF (1 GHz).

Tetrodat përfshijnë një nuvistor - një llambë miniaturë marrëse-përforcuese metal-qeramike me një sistem elektrodash të fiksuar me konsol cilindrike. Ky dizajn siguron rritje të forcës së dridhjeve dhe rezistencës ndaj nxehtësisë.

Pentoda është një llambë me pesë elektroda (Fig. 2.5). Falë rrjetës mbrojtëse C3, në hapësirën ndërmjet anodës dhe rrjetës mbrojtëse krijohet një fushë që parandalon hyrjen e elektroneve dytësore në rrjetën C 2 (Fig. 2.5, a). Kjo parandalon depërtimin e elektroneve nga anoda në rrjetën e ekranit. Zhytja në karakteristikën e anodës, karakteristikë e tetrodave, eliminohet në pentodë (Fig. 2.5, b).

Pentodat ndahen në marrës dhe gjenerator, të cilët kanë një tension pozitiv në rrjetin C3. Në pentodat e kontrollit të dyfishtë, rrjeti C 3 është rrjeti i dytë i kontrollit në të cilin aplikohet një potencial negativ. Në këtë rast, një ngarkesë hapësinore formohet midis rrjetave C 2 dhe C 3 dhe

katodë virtuale. Në këtë rajon, potenciali është zero, elektronet ngadalësohen, duke krijuar një lloj katode. Disavantazhet e pentodave përfshijnë kapacitetin e madh midis rrjetit të tretë dhe anodës. Kjo kufizon kufirin e sipërm të diapazonit të frekuencës së valëve elektromagnetike të përforcuara.

Për të eliminuar këtë mangësi, futet një rrjetë më shumë. Ky dizajn quhet heksod.

Hexod është një pajisje elektrovakum; një llambë elektronike me gjashtë elektroda vepron si një mikser frekuencash. Tensioni i sinjalit zakonisht aplikohet në rrjetin e parë të kontrollit. Tensioni i alternuar në rrjetin e dytë të kontrollit ndryshon shpërndarjen e rrymës në llambë. Në këtë rast, pjerrësia e karakteristikës së rrymës së anodës në rrjetin e parë ndryshon me frekuencën e oshilatorit lokal, voltazhi në të ndryshon me frekuencën e sinjalit hyrës.

Si rezultat, rryma e anodës është një kombinim i lëkundjeve, në veçanti, luhatjet e frekuencës së ndërmjetme f np 0 M = = / g - / s, ku / g është frekuenca e oshilatorit lokal; f c - frekuenca e sinjalit. Heksodet përdoren gjithashtu për të përforcuar sinjalet me frekuencë të lartë. Në qarqet e inxhinierisë radio, zakonisht përdoren llambat e kombinuara të tipit triod-heksod.

Heptoda është një tub vakum me shtatë elektroda që shërben si një konvertues frekuence dhe gjithashtu si një llambë përzierëse. Qarku i oshilatorit lokal përfshihet në qarkun e rrjetit të parë të kontrollit, spiralja e reagimit përfshihet në qarkun e rrjetit të dytë, rrjeti i tretë dhe i pestë përdoren për mbrojtje, sepse në heksod një rrjet mbrojtës nuk mjafton. Rrjeti i katërt përdoret gjithashtu për kontrollin e rrjedhës dhe furnizohet me tension të sinjalit.

Ndonjëherë një heptodë konsiderohet një triodë plus një tetrodë. Një llambë me dy kontrollues, dy mburoja dhe një rrjet pa kthesa quhet petagrid (nga latinishtja pente - pesë, rrjet - një rrjet).

Oktode - një tub vakum me tetë elektroda ka gjashtë

rrjete dhe është projektuar për të punuar në konvertuesit e frekuencës së marrësve të radios. Në thelb është një heptodë e përmirësuar. Rrjeti i gjashtë është antidinatronik, i cili lejon rritjen e amplitudës së sinjaleve të daljes. Oktodet nuk kanë marrë shumë shpërndarje.

U krijuan tuba elektronikë me nëntë dhe dhjetë elektroda (dekode). Megjithatë, ata nuk gjetën ndonjë aplikim praktik. Më të përhapurat janë diodat e dyfishta - triodat, triodat e dyfishta, triodat - pentoda.

Vini re se nga pikëpamja e analizës së sistemeve, të gjitha modelet e konsideruara korrespondojnë me modelin e propozuar të pajisjeve elektronike vakum. ^ J

Dizajni i llambave. Tubat vakum të projektuar për të kthyer energjinë e një burimi DC ose AC në energji me frekuencë të lartë deri në 10 GHz quhen llamba oshilatore. Ekzistojnë modele të ndryshme të llambave të gjeneratorëve. Në llambat miniaturë dhe nënminiaturë, dimensionet janë parametri përcaktues. Një llambë e tillë është llamba me shufër. Një tipar i dizajnit të tij është prania e një katode me ngrohje të drejtpërdrejtë, si dhe dizajni i rrjetave në formën e shufrave metalike të vendosura paralelisht me katodën.

Llambat marrëse dhe amplifikuese (PUL) janë llamba elektronike të krijuara për zbulimin, konvertimin e frekuencës dhe amplifikimin e sinjaleve elektrike në frekuenca deri në 300 MHz, si dhe për gjenerimin e lëkundjeve elektrike.

PUL përdoret si elemente kontrolli të një gjeneratori ose amplifikuesi në transmetuesit radio për transmetimin e radios, televizionin, radarin, përshpejtuesit e grimcave dhe elektronikën mjekësore. Dalloni midis fuqisë së ulët (deri në 25 W), mesatare

fuqi (deri në 1 kW), llamba të fuqishme (deri në 200 kW) dhe superfuqi (mbi 200 kW). Ato mund të funksionojnë në intervalet e gjatësisë së valëve HF (deri në 30 MHz), VHF (deri në 300 MHz) ose mikrovalë (deri në 10 GHz).

Llambat luhatëse dhe moduluese me fuqi të lartë janë me interes të veçantë. Pajisjet e fuqishme elektronike janë krijuar për të hequr energjinë nga anoda. Në varësi të metodës së nxjerrjes së energjisë së tepërt termike nga anoda, dallohen ngrohësit rrezatues, ajri, uji dhe avullues.

Për të rritur shpërndarjen e nxehtësisë, sipërfaqja e anodës rritet me ndihmën e një radiatori me fije dhe llamba vendoset në një vëllim të mbyllur, përmes të cilit ajri i pastruar nga pluhuri, papastërtitë dhe avujt e vajit drejtohet me forcë me anë të një ventilatori. .

Në llambat me ujë dhe ftohje avulluese, anoda me një pjesë të balonës vendoset në një enë të mbyllur të mbyllur, nëpër të cilën kalohen rrjedhat e ujit me presion prej (2 ... 3) 10 5 Pa.

Në llambat e ftohura me avull, anoda ftohet duke nxjerrë nxehtësinë e avullimit.

Llambat e fuqishme janë bërë të palosshme për mundësinë e riparimit dhe zëvendësimit të pjesëve individuale. Këto pajisje kërkojnë mirëmbajtje të veçantë gjatë funksionimit. Në fig. 2.6 tregon lloje të ndryshme llambash qermeti të prodhuara në uzinën Svetlana.

Ekranet vendosen ndonjëherë midis anodës dhe rrjetës, të cilat përmirësojnë mbrojtjen e anodës dhe për këtë arsye reduktojnë kapacitetin rrjet-anodë (Fig. 2.7).

2.2. Pajisjet me mikrovalë

llambat elektronike me mikrovalë. Në intervalin e frekuencës prej më shumë se 100 MHz, funksionimi i tubave elektronikë ndikohet ndjeshëm nga inercia e elektroneve, kapacitetet ndër-elektrodike dhe induktancat e I/O. Për të reduktuar inercinë, elektrodat e sheshta bëhen me një distancë ndërelektrodike prej 0,1 ... 0,3 mm, prizat e elektrodave në formën e përcjellësve të trashë, kabllot e rrjetit dhe katodës janë kontakte në formë unaze të shtypura kundër kontakteve të pajisjeve koaksiale rezonante, plumbi i anodës është një kunj me diametër të madh (fig. 2.8).

Për një hendek të sheshtë diodë, koha e fluturimit është t = - =

Një faktor i rëndësishëm është këndi i fluturimit 0, i cili është i barabartë me ndryshimin në fazën e tensionit të frekuencës së lartë nëpër elektroda gjatë kohës t fluturojnë elektronet në distancën ndërelektrodike d. Ekuacioni për përcaktimin e këndit të fluturimit ka formën 0 = 18 / rf /> / Z / o, ku / është frekuenca, MHz; d, cm;

(/ o është tensioni në anodë, V.

Në frekuenca të ulëta, dioda është një rezistencë aktive Rh dhe në frekuenca të larta, një rezistencë komplekse. Dizajni i tubave të vakumit me mikrovalë duhet të plotësojë maksimalisht kërkesat e kohës minimale të fluturimit të elektroneve dhe kapaciteteve dhe induktancave minimale ndërelektrodike të daljes. Dalloni midis llambave oshilator dhe modulator.

Llambat me mikrovalë janë trioda, tetroda me rreze, pentoda. Pentodat dhe tetrodat e rrezeve përdoren për të gjeneruar valë matëse (mbi 6 m). Në modalitetin pulsues, tubat oshilator pulsues përdoren për radar. Triodat e modulatorëve përdoren për modulim në transmetuesit radiotelefonik dhe amplifikatorët e transmetimit.

Klystrons [nga greqishtja. klyzi - për të goditur, rrokullisur (valë) dhe ... fron] - pajisje mikrovalore me vakum, funksionimi i të cilave bazohet në modulimin në shpejtësi. 2.8. Qermetë-qeramike - triodë elektrike FLOW ELECTRONIC me fusha mikrovalore të oshilatorit rezonant

sistemeve. Elektronet grumbullohen në tufa, dhe më pas energjia kinetike e elektroneve të grumbulluara shndërrohet në energji mikrovalore. Klystron janë krijuar për të gjeneruar dhe përforcuar valë elektromagnetike.

Sipas metodës së shndërrimit të energjisë së burimit të energjisë në energjinë e lëkundjeve të mikrovalëve, klistronet klasifikohen si pajisje të tipit O ose pajisje me kontroll dinamik të fluksit elektronik. Këto pajisje përdorin një mekanizëm të modulimit të shpejtësisë. Parimi i grupimit të elektroneve në tufa qëndron në themel të fizikës së klystroneve. Në fig. 1.16, b tregon një diagram të grupimit të elektroneve në hapësirën e rezonatorit. Elektrone për të cilat raporti Usin është i kënaqur? > 0, merrni nxitim shtesë dhe elektrone me СЛsin с /< 0 замедляются. Электроны

1, 2, 3 kthehen në rezonator në të njëjtën kohë dhe formojnë një tufë elektronesh (shih Fig. 1.15, b).

Veçanërisht duhet theksuar se të ashtuquajturat inhomogjenitete dinamike janë bartës të sinjalit të informacionit në pajisjet e këtij lloji. Në këtë rast, këto janë tufa elektronesh. Formimi i tufave të elektroneve dëmton si forcat e Kulombit ashtu edhe kohën e kufizuar të fluturimit të elektroneve midis rrjetave të rezonatorëve.

Në fig. 2.9 tregon konstruksionin e klistronit. Rrezja e elektroneve e formuar nga arma elektronike 1 përshpejtohet nga fusha e elektrodës 2 dhe depërton në hendekun e ngushtë A midis mureve të rezonatorit toroidal të hyrjes (buncher elektron) 4 dhe lëviz në tubin drift 6.

Nuk ka fusha elektrike në tubin drift, dhe modulimi i shpejtësisë së rrjedhës shndërrohet në modulim të densitetit në të. Pastaj rrjedha nga tufat e elektroneve hyn në rezonatorin e daljes 5.

Rezonatori i dytë përdoret për të zgjedhur energjinë me frekuencë të lartë nga rrjedha e elektroneve. Frekuenca e mbërritjes së tufave të elektroneve në rezonatorin e dytë është e barabartë me frekuencën e sinjalit hyrës. Rryma induktohet në sipërfaqen e brendshme të mureve të rezonatorit të dytë (dalës). Energjia elektrike që shfaqet midis rrjeteve të rezonatorëve

fusha ngadalëson elektronet. Energjia kinetike e elektroneve të marra nga një burim i tensionit përshpejtues shndërrohet në energjinë e lëkundjeve të mikrovalës. Elektronet që kanë kaluar hendekun e dytë hyjnë në kolektor dhe shpërndahen atje në formën e nxehtësisë.

Karakteristikat e klystron në krahasim me llambat me mikrovalë janë:

mungesa e kontrollit elektrostatik të rrjedhës elektronike;

përdorimi i kontrollit dinamik bazuar në modulimin e shpejtësisë dhe grumbullimin e elektroneve;

përdorimi i parimit të induksionit të rrymës në hendekun e daljes B dhe ndarja e funksioneve të hendekut të daljes dhe kolektorit të elektroneve;

përdorimi i rezonatorëve të zbrazët që plotësojnë kërkesat e gamës së mikrovalëve;

ndarja e katodës nga qarku me frekuencë të lartë dhe pozicionimi i hendekut përshpejtues përballë hendekut të kontrollit të frekuencës së lartë.

Klystron (përforcuesi) mund të shndërrohet në një oshilator duke futur një reagim pozitiv midis rezonatorëve të daljes dhe hyrjes.

Një rritje në fitimin e një klistroni është e mundur për shkak të një lidhjeje kaskade ose krijimit të strukturave me shumë zgavra me fokusim periodik elektrostatik të rrezes elektronike. Klystroni reflektues ka një rezonator të fushës, i cili shpohet dy herë nga një elektron

përrua. Rezonatori luan rolin e një grumbulli elektronesh gjatë kalimit të parë të elektroneve përmes hendekut dhe rolin e një qarku dalës gjatë kalimit të dytë të hendekut.

Në mënyrë që klistroni të gjenerojë lëkundje mikrovalore, tufat e elektroneve duhet të kalojnë përmes hendekut gjatë lëvizjes së kundërt në ato momente kur në të ka një fushë elektrike me frekuencë të lartë ngadalësuese. Për këtë qëllim, P e ", tensioni në elektrodën përshpejtuese dhe tensioni në reflektor rregullohen njëkohësisht (Fig. 2.10).

në katodë. Kur përdorni një klistron reflektues si një përforcues, rryma në rreze bëhet më e vogël se ajo fillestare, dhe rrezja elektronike e moduluar nga shpejtësia në fluksin e reflektuar shndërrohet në një rreze të moduluar për sa i përket densitetit. Në këtë rast, një sinjal i përforcuar ngacmohet në rezonator.

Qëllimi kryesor i klystroneve reflektuese është të gjenerojnë lëkundje të mikrovalës me fuqi të ulët. Avantazhi i tyre është në thjeshtësinë e dizajnit, lehtësinë e akordimit dhe në karakteristikat e mira të modulimit. Një avantazh i rëndësishëm është forca dhe besueshmëria e lartë mekanike.

Të dallojë klistronet reflektuese me rezonatorë të jashtëm dhe të brendshëm. Klystron me akordim integral të frekuencës janë bërë të përhapura, krijimi i të cilave u bë i mundur për shkak të teknologjisë së zhvilluar të prodhimit të kontakteve elektrike rrëshqitëse në vakum. Gama e akordimit është 10 ... 15% dhe efikasiteti është mbi 40%.

Klystrons përforcues me shumë rreze (MJIK), i zhvilluar në vitet 1960. kanë një tension të furnizimit 2-3 herë më të ulët, një masë 3-4 herë më të ulët të pajisjes, një rritje 2-5 herë brezin e frekuencës së funksionimit në krahasim me pajisjet me një rreze. Klystronët e fuqishëm me shumë rreze kanë nga 6 deri në 36 rreze dhe funksionojnë në modalitete më të larta dridhjeje.

Klystron përforcues me shumë rreze përdoren gjerësisht në sistemet moderne të pajisjeve elektronike. Ato janë baza për transmetuesit e komplekseve moderne të avancuara ajrore, detare dhe tokësore. Është zhvilluar një gamë e gjerë e klystroneve shtëpiake (Fig. 2.11).

Llambat me valë udhëtuese janë pajisje elektrovakuumi me ndërveprim afatgjatë sinkron të një rrezeje elektronike me një valë elektromagnetike të ngadalësuar. Fusha elektromagnetike e sistemit ngadalësues është shuma e një grupi të pafund harmonish hapësinore. Nëse shpejtësia e fazës përkon me drejtimin e shpejtësisë së grupit të valës elektromagnetike, atëherë harmonikë të tillë janë të drejtpërdrejtë. Nëse shpejtësia e fazës është e kundërt me shpejtësinë e grupit, atëherë flasim për harmonikë të anasjelltë.

Për ndërveprimin afatgjatë të elektroneve me një fushë elektromagnetike, është e nevojshme të plotësohet kushti i përputhjes së fazës, në të cilin shpejtësia e elektroneve në rrjedhën Vrp përkon me SHPEJTËSINË fazore të VALËS UV.

Ndërveprimi afatgjatë i elektroneve me një valë elektromagnetike udhëtuese që përhapet në një sistem oshilator jo-rezonant qëndron në themel të funksionimit të TWT-ve përforcuese dhe gjeneruese.

Në këtë rast, elektronet e përshpejtuara grupohen dhe energjia e elektroneve të ngadalësuar transferohet në fushën e frekuencës ultra të lartë.

Dalloni midis llambave të valës së përparme, ose TWT, dhe llambave me valë prapa (BWT).

Në TWT, drejtimi i lëvizjes së elektroneve përkon me drejtimin e lëvizjes së energjisë përgjatë sistemit ngadalësues. Në këto pajisje, rrjedha e elektroneve ndërvepron me një valë të vonuar direkt ose me një harmonik hapësinor pozitiv (Fig. 2.12).

Pajisjet që përdorin bashkëveprimin e një rreze elektronike me valët e prapambetura ose harmonikat hapësinore negative quhen BWO. Në llambat me valë të kundërt, rrjedha e elektroneve lëviz drejt rrjedhës së energjisë. Në fig. 2.12, c tregon një TWT të tipit O në një armaturë koaksiale - Elektronet e emetuara nga katoda përshpejtohen nga voltazhi Uo, i cili siguron kushtin e kërkuar për sinkronizmin midis elektroneve dhe valës së ngadalësuar në një shpejtësi prej v = 0.1 s. , ku c është shpejtësia e dritës. Lëvizja e energjisë përgjatë sistemit ngadalësues ndodh në drejtim të lëvizjes së elektroneve. Përqendrimi i rrezes elektronike kryhet duke përdorur një fushë magnetike konstante të krijuar nga një solenoid. Tufat e elektroneve formojnë 54

ndërsa lëvizin përgjatë boshtit të llambës dhe nxisin një rrymë në spirale, dhe gjithashtu krijojnë një fushë frenimi me frekuencë të lartë. Është kjo fushë frenuese që siguron zgjedhjen e energjisë nga tufa elektronike dhe amplifikimin e sinjalit hyrës.

Avantazhi kryesor i TWT është brezi i gjerë i frekuencave të përforcuara. Së bashku me amplifikimin e TWT-ve, janë zhvilluar TWT-të konvertuese. Në llambat e këtij lloji, fluksi i elektroneve modulohet fillimisht në shpejtësi nga një sinjal me frekuencë Q dhe hyn në hapësirën e ndërveprimit të sistemit të ngadalësimit. Lëkundjet e gamës së mikrovalëve me një frekuencë prej * 10Q ushqehen përmes pajisjes hyrëse. Ndërveprimi i rrezes elektronike të moduluar nga dy frekuenca me fushën e valës udhëtuese çon në formimin e një strukture komplekse periodike të tufave elektronike. Ato nxisin lëkundjet në sistemin ngadalësues me frekuenca ω dhe ω ± mQ, ku m është një numër i plotë. Në mënyrë tipike, parametrat e sistemit të ngadalësimit optimizohen për funksionim në një frekuencë prej co + Q. Në varësi të mënyrës së funksionimit, TWT-të ndahen në veprime pulsuese, të vazhdueshme dhe pothuajse të vazhdueshme. Sipas nivelit të fuqisë dalëse, dallohen TWT me fuqi të ulët (1 ... 10 W), të mesme (10 ... 100 W) dhe të lartë.

TWT-të e para u krijuan për radar, inteligjencë radio dhe kundërmasa radio. Vitet e fundit, TWT me shumë rreze janë përdorur për sistemet e komunikimit, duke përfshirë komunikimet hapësinore. Krijuar

por një drejtim i ri është TWT me shumë rreze, të cilat lejojnë realizimin e sistemeve të transmetimit me shumë mënyra për sa i përket fuqisë dalëse. Janë zhvilluar zinxhirë TWT, të cilët ofrojnë kontroll të fuqisë nga qindra vat në dhjetëra kilovat, efikasitet të lartë dhe një gjerësi bande të gjerë. Janë krijuar TWT me valë pulsuese milimetrike me fuqi dalëse 20 W në intervalin 3 mm dhe 2 kW në intervalin 8 mm.

Llambat e valës së prapme ndonjëherë quhen edhe karcinotronë. Puna e tyre bazohet në fenomenin fizik të bashkëveprimit afatgjatë të rrjedhës së elektroneve dhe valës së prapme të fushës elektromagnetike. Skema BWT është paraqitur në Fig. 2.13.

Elektronet e emetuara nga katoda përshpejtohen nga voltazhi në mënyrë që kushti i sinkronizmit të plotësohet. Në këtë rast, shpejtësia e elektroneve dhe shpejtësia e fazës së harmonikës së kundërt në BWO përputhen në drejtim, dhe fluksi i energjisë drejtohet në drejtim të kundërt nga kolektori i elektroneve në armën elektronike. Prandaj, prodhimi i energjisë ndodhet në fundin e topit të sistemit të vonesës. Të gjitha harmonikët direkte përthithen nga ngarkesa e përputhur.

Energjia kinetike e rrezes së elektroneve shndërrohet në energji të fushës elektromagnetike, intensiteti i së cilës në sistemin valëdhënës rritet nga kolektori në katodë. Valët elektromagnetike të përforcuara që përhapen drejt rrezes elektronike ndërveprojnë me rreze elektronike me një efekt në rritje. Rrjedha e elektroneve është njëkohësisht një burim energjie dhe një lidhje që ofron reagime pozitive në llambë. Lëkundjet në BWT krijohen për shkak të pranisë së reagimeve të brendshme të shpërndara përgjatë gjatësisë së llambës. Kjo lidhje është për shkak të lëvizjes së ardhshme të energjisë dhe valëve në sistemin ngadalësues të BWT dhe siguron

aftësia për të rregulluar pa probleme frekuencën e gjenerimit kur ndryshoni tensionin e përshpejtimit.

Llambat si TWT dhe LOV ndahen në dy grupe kryesore. Pajisjet e tipit O përfshijnë llambat me një fushë magnetike gjatësore, e cila shërben vetëm për qëllimin e fokusimit të një rreze elektronike drejtvizore. Pajisjet e tipit M përfshijnë të gjitha pajisjet me mikrovalë në të cilat fusha magnetike konstante është tërthore.

Në këtë rast, elektronet lëvizin në fusha të kryqëzuara elektrike dhe magnetike. Në një BWO të tipit M, rrjedha e elektronit i jep një pjesë të energjisë së saj potenciale valës elektromagnetike. Rrjedha e elektroneve formohet në pajisjet e këtij lloji në valë elektromagnetike të kryqëzuara. Fuqia dalëse qëndron brenda

0.1 ... 1.0 kW me akordim elektronik të frekuencës. BWO-të funksionojnë në intervalin e frekuencave 0,5 ... 18,0 GHz, fuqia dalëse është brenda 0,1 ... 1,0 kW me akordim elektronik të frekuencës deri në 30%, efikasiteti është brenda 5 ... 50%.

Magnetronet (nga latinishtja magnetis - magnet) janë dioda cilindrike koaksiale në një fushë magnetike të drejtuar përgjatë boshtit të saj. Magnetroni i përket klasës së pajisjeve mikrovalore me vakum gjenerator, në të cilat formimi i një rryme elektronike dhe ndërveprimi i tij me fushën elektromagnetike të mikrovalës ndodh në hapësirën e ndërveprimit, ku kryqëzohen fushat elektrike dhe magnetike. Pamja e përgjithshme e magnetronit është paraqitur në Fig. 2.14.

Numri i rezonatorëve në një diodë të tipit magnetron është gjithmonë i barabartë.

Në hapësirën midis katodës dhe anodës ndodhin procese që janë karakteristike për çdo pajisje mikrovalore. Kontrolli i rrjedhës së elektroneve, formimi i tufave të elektroneve dhe lëshimi i energjisë në një fushë elektrike me frekuencë të lartë - të gjitha këto procese zhvillohen në një hapësirë.

Për shkak të shpërndarjes së fushave të rezonatorëve individualë, lëkundjet e tyre janë të lidhura në mënyrë të ngurtë me njëra-tjetrën, dhe sistemi

Oriz. 2.15. Trajektoret cikloidale të elektroneve në një magnetron të sheshtë (a) dhe formimi i tufave të elektroneve (gojave) në hapësirën e ndërveprimit të një magnetron cilindrike (b)

tema e të gjithë rezonatorëve është një sistem i vetëm oscilues.

Lëkundjet me frekuencë të lartë në hapësirën e ndërveprimit të magnetronit kanë formën e një vale në këmbë (Fig. 2.15, b). Valë të tilla mund të interpretohen si shuma e dy valëve udhëtuese që përhapen në drejtime të kundërta.

Kjo arrihet duke zgjedhur vlerat e tensionit të anodës dhe fuqisë së fushës magnetike. Elektronet kondensohen në tufa të ngjashme me foletë. Brenda foleve, trajektoret e elektroneve janë komplekse (shih Fig. 2.15, b).

Energjia kinetike e elektroneve ndërsa lëvizin në fole përcaktohet nga shpejtësia e elektroneve ndërsa lëvizin përgjatë një trajektoreje cikloide. Është maksimumi në majë të cikloidit, ku shpejtësia përcaktohet si v max = 2E / B.

Mekanizmi për transferimin e energjisë së elektroneve në një fushë me frekuencë të lartë konsiston në një ulje të energjisë së elektronit, e cila është maksimale në katodë dhe afër zeros në anodë. Shndërrimi i energjisë së elektroneve në energji të fushës mikrovalore vazhdon që nga momenti i emetimit të tyre nga katoda deri në momentin kur ato arrijnë në anodë. Vini re se disa nga elektronet kthehen në katodë si rezultat i trajektoreve komplekse dhe kontribuojnë në një rritje të emetimit për shkak të efektit të emetimit sekondar të elektroneve. Kushtet e sinkronizmit plotësohen në raportin optimal ndërmjet tensionit të anodës dhe vlerës së fushës magnetike.

Në pajisjet e tipit M vërehet fenomeni i bombardimit të pasëm të katodës. Ndonjëherë në këto pajisje, në vend të katodave termionike, përdoren katoda me emetim sekondar, të cilat nuk kërkojnë ngrohës. Kjo rrit jetën e shërbimit dhe besueshmërinë e pajisjeve. 58

Ein V, ■ ■

Në varësi të mënyrës së funksionimit, bëhet një dallim midis magnetroneve pulsuese dhe të vazhdueshme. Sipas dizajnit, magnetronet mund të jenë ose të sintonizueshëm në frekuencë ose të sintonizohen në një frekuencë specifike. Disa lloje magnetronesh janë paraqitur në Fig. 2.16. Këtu janë disa lloje magnetronesh.

Mitron është një magnetron, frekuenca e lëkundjeve të krijuara të të cilit ndryshon në një gamë të gjerë dhe është proporcionale me tensionin e anodës.

Amplitron (platinotron) është një përforcues i fuqishëm i valëve të prapambetura të tipit magnetron me një rrjedhje të mbyllur elektroni.

Dematron është një përforcues i valëve direkte të tipit magnetron me emetim të shpërndarë.

Një injektron është një llambë modulator pulsi me tre elektroda, në të cilën një armë magnetron përdoret për të formuar një rreze elektronike dhe për të kontrolluar rrymën.

Një karmatron është një pajisje e valës së prapme të tipit magnetron, në të cilën përdoret ndërveprimi i një rreze të mbyllur elektronike me një sistem të koordinuar ngadalësues.

Maseri i rezonancës ciklotronike i përket pajisjeve elektrike me mikrovalë me vakum. Funksionimi i tij bazohet në procesin e bashkëveprimit të një rryme elektronesh që lëvizin në një fushë magnetike konstante përgjatë trajektoreve spirale me fusha me frekuencë të lartë të rezonatorëve ose valëve me një frekuencë afër ose një shumëfish të frekuencës së ciklotronit elektronik. Këto pajisje janë të ngjashme me pajisjet kuantike. Në to, amplifikimi i valëve elektromagnetike kryhet me anë të rrezatimit të induktuar. Këto pajisje formojnë një klasë të veçantë të pajisjeve me mikrovalë. Pajisja e parë në këtë klasë ishte një xhirotron - një gjenerator me valë milimetrash me një fuqi të arritur prej qindra kilovatësh. Është zhvilluar një klasë e tërë e pajisjeve përforcuese: gyroklistron, gyrotvistron, gyro-TWT.

2.3. Pajisjet me rreze elektronike

Pajisjet me rreze elektronike quhen një klasë e pajisjeve elektrovakum të dizajnuara për të konvertuar informacionin, në të cilat një rrymë elektronesh në formën e një rreze ose një rreze rrezesh përdoret për këtë qëllim.

Ekzistojnë katër lloje kryesore të pajisjeve me rreze elektronike: sinjal - dritë; drita është një sinjal; sinjal - sinjal; drita është dritë.

Pajisjet sinjal-në-dritë janë pajisje me rreze elektronike që konvertojnë sinjalet elektrike në imazhe drite.

Në përputhje me modelin e propozuar të një pajisjeje elektrovakuumi, tufa elektronike e gjeneruar nga pajisja e kontrollit shndërrohet në një sinjal drite si rezultat i zbulimit.

Një tub oshiloskopi është një pajisje me rreze elektronike e krijuar për të shfaqur dhe regjistruar në një formë grafike ecurinë e proceseve të shpejta. Një shembull i një diagrami të tubit të oshiloskopit është paraqitur në Fig. 1.11 dhe 2.17 është një qark i thjeshtuar i oshiloskopit me rreze katodë i bazuar në të. Gjeneratori fshirës G gjeneron impulse të një frekuence të caktuar të llojit "sharrë", të cilat ushqehen përmes amplifikatori i devijimit horizontal Y x në pllakat devijuese horizontale Për * studimin e proceseve të vetme ose jo periodike që përsëriten, gjeneratori duhet të formojë impulse të vetme - Sinjali në studim furnizohet përmes amplifikatorit Y y në pllaka * Shtimi i këtyre zhvendosjeve përgjatë boshteve x dhe y çon në një vizatim prej 60

oshilogrami i procesit fizik. Për të kalibruar bazën kohore, një gjenerator i vulave kohore MB është ndërtuar në oshiloskop, i cili gjeneron sinjale periodike të një kohëzgjatjeje të caktuar. Këto sinjale kalojnë përmes amplifikatorit Yr në elektrodën moduluese të tubit, e cila formon shenjat. Me ndihmën e tyre, bëhet e mundur të përcaktohet kohëzgjatja e procesit në studim, si dhe detajet e tij individuale.

Karakteristikat kryesore të një tubi oshiloskopi janë brezi i frekuencave të regjistruara, ndjeshmëria e sistemit të devijimit dhe shpejtësia e regjistrimit të sinjalit pa shtrembërimin e tij. Memorizimi i pajisjeve oshilografike me rreze elektronike mundëson memorizimin e proceseve të vetme dhe të vazhdueshme. Shpejtësia e regjistrimit të sinjalit është në intervalin deri në 10 km / s, dhe ato mund të ruhen për orë të tëra dhe të vizualizohen përsëri në ekran. Janë krijuar tuba mikrovalë me brez të gjerë dhe oshiloskopikë, të cilët bëjnë të mundur regjistrimin e sinjaleve në diapazonin e frekuencës deri në 10 GHz. Për këtë, në vend që të devijonin pllakat, ata filluan të përdorin sisteme të devijimit të sinjalit të llojit të valës udhëtuese.

Një kineskop (nga greqishtja kinesis - lëvizje dhe skopeo - shikoj) është një pajisje me rreze elektronike e krijuar për të marrë sinjale elektrike dhe për t'i kthyer ato në një imazh të lehtë, për shembull, një televizor. Dalloni midis CRT-ve njëngjyrëshe dhe me ngjyra.

Funksionimi i një kineskopi bazohet në fenomenin e shndërrimit të energjisë së një rreze elektronike në një sinjal drite si rezultat i katodolumineshencës. Konsideroni dizajnin e kineskopit, bazuar në modelin e propozuar të një pajisjeje elektrovakum.

Rrezja e elektroneve kontrollohet si me ndihmën e sistemeve të devijimit elektrostatik ashtu edhe me ndihmën e dy palë mbështjellësve magnetikë devijues të montuar në qafën e tubit (Fig. 2.18, a). Përcaktimi konvencional i tubave të figurës është mjaft i ndërlikuar. Në fig. 2.18, b tregon një përcaktim të tillë për një kineskop me tre rreze të prodhimit vendas. Shkëlqimi i shkëlqimit në një pikë të caktuar në ekran përcaktohet nga intensiteti i menjëhershëm i rrezes që kontrollohet nga sinjali televiziv i marrë. Përçueshmëria elektrike e fosforeve është mjaft e ulët. Elektronet e depozituara në ekran e ngarkojnë atë me një ngarkesë negative dhe rrjedha e rrezes elektronike në ekran mund të ndalet. Megjithatë, fosforet kanë një koeficient të lartë të emetimit sekondar të elektroneve. Ky fenomen përdoret për të shkarkuar ngarkesat duke mbuluar anën e brendshme të ekranit me një shtresë përçuese dhe duke e lidhur atë me anodën.

Në televizionin me ngjyra, përdoren gjerësisht kineskopët e maskuar, ekrani i të cilave formohet nga shirita të ngushtë fosforesh të ngjyrave të lumineshencës së kuqe (K), jeshile (3) dhe blu (C). Ky lloj maske quhet maskë e hijes së çarjes (Fig. 2.19, a) - Tre projektorë elektronikë formojnë tre që konvergojnë në ekran

rreze elektronike, secila prej të cilave ngacmon shkëlqimin e një fosfori me vetëm një ngjyrë. Me një maskë të çarë, dritat e vëmendjes janë të vendosura në një plan, dhe kur përdorni një maskë me vrima të rrumbullakëta - përgjatë kulmeve të një trekëndëshi barabrinjës (Fig. 2.19, b). Ky lloj referohet gjithashtu si një rregullim i ngjashëm me deltën në një plan.

Perceptimi i të gjithë gamës së ngjyrave sigurohet në nivelin fiziologjik - shtimi i rrezatimit të tre fosforeve njëherësh në retinë. Intensiteti i ngacmimit të tyre është proporcional me sinjalin video.

Ekran (nga ekrani anglisht - për të treguar) - një pajisje për shfaqjen vizuale të informacionit, zakonisht në ekranin e një pajisjeje me rreze elektronike.

Informacioni në ekran vjen drejtpërdrejt nga kompjuteri ose futet nga operatori nga tastiera e panelit të kontrollit.

Ekrani përfshin një panel kontrolli me një tastierë dhe një mikrokontrollues për komunikim me një kompjuter.

Një pajisje e tipit të sinjalit të dritës përdoret kryesisht për të transformuar një imazh në një sekuencë të impulseve elektrike në mënyrë që t'i transmetojë ato në një distancë.

Ikonoskopi (nga greqishtja eikon - imazh dhe skopeo - look) është i pari i këtij lloji të pajisjeve. Parimi i tij i funksionimit bazohet në akumulimin e një ngarkese elektrike në një objektiv mozaik fotosensiv për shkak të proceseve të një efekti të jashtëm fotoelektrik.

Objektivi fotosensiv i ikonoskopit është një substrat dielektrik mbi të cilin aplikohet një shtresë fotosensitive. Një shtresë metalike aplikohet në anën tjetër të nënshtresës, e cila është një pllakë sinjalizuese (Fig.2.20)

Oriz. 2.20. Diagrami i ikonoskopit:

/ - katodë (prozhektor elektronik); 2 - sistemi i devijimit; 3 - lente; 4 - kolektor i elektroneve foto- dhe devijuese; 5- pllakë sinjalizimi mozaik; 6 - sinjal video; 7 - objektivi i fotografisë;

Imazhi i projektuar krijon një lehtësim të mundshëm në mozaik për shkak të efektit fotografik, që korrespondon me shpërndarjen e ndriçimit të objektit. Rrezja elektronike skanon sipërfaqen dhe ngarkon të gjithë elementët e ekranit të mozaikut në përputhje me ngarkesën e akumuluar më parë. Rryma në qarkun e pllakës së sinjalit modulohet nga ngarkesat e akumuluara.

Ikonoskopi u zhvillua më tej në superikonoskop. Në të, mozaiku fotosensiv zëvendësohet nga një fotokatodë e ngurtë dhe një objektiv i ngurtë (ndjeshmëria është një renditje e madhësisë më e lartë), të cilat janë të ndara në hapësirë. Akumulimi i ngarkesës dhe formimi i një lehtësimi të mundshëm ndodh për shkak të emetimit sekondar të elektroneve kur objektivi bombardohet me fotoelektrone në procesin e transferimit të një imazhi elektronik.

Pajisjet me ngarkesë të akumuluar.

Vidikon (nga lat. Video - Unë shoh dhe greqisht. Eikon - imazh) është një pajisje transmetuese televizive me rreze elektronike me një akumulim ngarkese, veprimi i së cilës bazohet në një efekt të brendshëm fotoelektrik.

Imazhi, i cili duhet të transmetohet në një kanal televiziv, fokusohet në objektivin e vidikonit duke përdorur një lente (Fig. 2.21). Objektivi është një shtresë e hollë gjysmëpërçuese e depozituar në një substrat përcjellës transparent - një pllakë sinjali (Fig. 2.21, b). Çdo element i mbuluar nga rreze mund të përfaqësohet si një kontur i një kapaciteti dhe një rezistencë e varur nga drita midis sipërfaqes së rrezatuar nga tufa elektronike dhe pllakës së sinjalit.

Procesi i formimit të imazhit zhvillohet në formën e paketave të ngarkimit. Kapacitetet elementare të elementeve të synuar shkarkohen përmes rezistencave lokale. Vini re se sa më i lartë të jetë ndriçimi lokal, aq më e ulët bëhet rezistenca - 64

Shkarkimi i zonës përkatëse dhe kapaciteti përkatës shkarkohet më fort sesa në zonat më pak të ndriçuara. Krijohet i ashtuquajturi lehtësim i ngarkesës.

Gjatë ciklit të ardhshëm të skanimit me një rreze elektronike, kondensatorët ringarkohen. Rryma e karikimit varet nga shkalla e shkarkimit të kondensatorit. Kështu, sinjali video U c formohet në pllakë.

Më vonë, u shfaqën vidikona, një tipar dallues i të cilave ishte përbërja e objektivit, e cila përcaktoi kryesisht karakteristikat e vidikonëve.

Vidikonët e parë të tillë kishin një objektiv trisulfidi antimon SbS3. Me kalimin e kohës, u shfaqën lloje të vidikonave.

Plumbicon është një vidikon, objektivi i të cilit është një shtresë e oksidit të plumbit PbO e depozituar në një film transparent të dioksidit të kallajit SnO2, i cili shërben si një pllakë sinjalizuese. Karakterizohet nga ndjeshmëria e lartë ndaj dritës dhe inercia e ulët.

Cadmikon është një vidikon, objektivi i të cilit bëhet në bazë të selenidit të kadmiumit CdSe.

Satikon është një vidikon me një objektiv amorf të bazuar në Se - As - Te.

Newvicon është një vidikon me një objektiv të bazuar në përbërjen ZnS - Cd - Te.

Halnikon është një vidikon i bazuar në një heterobashkim të selenidit të kadmiumit CaSe.

Kremnikon - pajisje të bazuara në mozaik /> - i-nyje në silikon. Supercremnicon përdor elektrone me energji të lartë, të cilat përshpejtohen deri në 10 kV.

Rebicon është një vidikon me një rreze elektronike të kundërt, në të cilën një sinjal elektrik hiqet nga një kolektor që merr një rrymë të moduluar elektronesh dytësore, të përforcuar nga një shumëzues elektroni dytësor.

Secon është një pajisje transmetuese me rreze elektronike (një lloj vidikoni) me një objektiv, veprimet e së cilës bazohen në fenomenin e përçueshmërisë sekondare të elektroneve. Sekonet dallohen nga ndjeshmëria e lartë, inercia e ulët dhe dimensionet e përgjithshme të vogla, thjeshtësia dhe besueshmëria.

Ortikon është një pajisje transmetuese me rreze elektronike me akumulim ngarkese në një objektiv mozaik fotosensiv dhe lexim imazhi me një rreze elektronesh të ngadalta. Emri është për shkak të incidencës ortogonale të rrezes elektronike skanuese në objektiv. Puna e ortikonit bazohet në fenomenin fizik të efektit fotoelektrik të jashtëm.

Superortikoni. - një pajisje televizive transmetuese shumë e ndjeshme me akumulim ngarkese, transferim imazhi nga fotokatoda në një objektiv të dyanshëm, me leximin e imazhit nga objektivi me anë të elektroneve të ngadalta dhe amplifikimin e mëvonshëm të sinjalit video duke përdorur një shumëzues elektronik sekondar. Superortikonet janë efikase pothuajse në errësirë ​​të plotë (kur ndriçimi i autokatodës është 1 10 ~ 7 ... 10 -8 lx). Disavantazhet: dimensione të mëdha të përgjithshme, peshë dhe furnizim të madh me energji dhe energji.

Isocon është një pajisje e klasës superorticon, e cila ka një sistem të ndarjes së rrezeve të pasme, një objektiv që lejon kalimin e elektroneve të shpërndara.

Contrastcon - orticon me një përmirësim të veçantë të kontrastit të imazhit të transmetuar.

Për përdorim në televizionin me ngjyra, përdoren ose tre vidikona me filtra të përshtatshëm ngjyrash ose një vidikon me një dizajn të veçantë objektiv. Në objektiv

strukturat e integruara të filtrit që ofrojnë kodim dhe ndarje të sinjaleve që korrespondojnë me tre ngjyra kryesore.

Pajisjet pa akumulim ngarkese.

Disektorë (nga lat. Dissector - për të zbërthyer) - një pajisje transmetuese me rreze elektronike pa akumulim ngarkese, e cila shërben për të kthyer një imazh optik në një sekuencë sinjalesh elektrike (Fig. 2.22). Funksionimi i pajisjes bazohet në një efekt të jashtëm fotoelektrik. Mungesa e parimit të akumulimit të ngarkesës rrit shpejtësinë e disektorëve, mundësinë e përdorimit të tyre në procese të shpejta. Industria vendase ka zhvilluar një gamë të gjerë të pajisjeve transmetuese të rrezeve elektronike.

Pajisjet sinjal-sinjal janë konvertues të rrezeve elektronike të sinjaleve elektrike që lejojnë konvertimin e një sekuence të sinjaleve elektrike hyrëse në një sekuencë të modifikuar të sinjaleve elektrike dalëse. Strukturisht, këto pajisje bazohen në një tub oshilografik me rreze katodë. Në vend të njësisë emetuese, përdoret një matricë funksionale me transparencë elektronike të ndryshueshme mbi zonën e rrezatuar.

Rryma e kaluar nëpër këtë matricë modulohet nga një funksion i caktuar i dy variablave dhe më pas përforcohet nga kolektori. Ju mund të merrni menjëherë vlerat e dëshiruara të korrigjimit të kërkuar linear ose këndor, plumbit, zhvendosjes. Saktësia e llogaritjes është më pak se 1%, koha e llogaritjes është mikrosekonda.

Sinjali - pajisjet e sinjalit lejojnë konvertimin e një sinjali analog në një diskret, ruajtjen e një sinjali me riprodhimin e mëvonshëm, konvertimin e sinjaleve televizive sipas standardeve të ndryshme, etj.

Në pajisjet e memories, tufa elektronike modulohet nga një sinjal elektrik hyrës gjatë skanimit të objektivit, i cili është një shtresë dielektrike në sipërfaqen metalike. Rrezja e elektroneve formon një lehtësim potencial në sipërfaqen dielektrike. Leximi kryhet me të njëjtën ose një rreze elektronike të ndryshme. Konvertuesit e ruajtjes lejojnë riprodhimin e shumëfishtë të informacionit të regjistruar një herë.

Konvertuesit e ruajtjes përfshijnë grafekonin, litokonin, potencioskopin dhe konvertuesit e tjerë. Funksionaliteti i pasur i rrezes elektronike është përdorur gjerësisht në pajisjet e këtij lloji.

Vitet e fundit, pajisjet elektronike sinjal-sinjal janë zëvendësuar nga pajisjet mikro dhe fotoelektronike.

Pajisjet e tipit dritë - dritë - janë krijuar për të transformuar një imazh nga një rajon i spektrit në tjetrin, si dhe për të rritur shkëlqimin e imazheve dhe për të vizualizuar objekte me dritë të dobët që janë të paarritshme për vëzhgimin e drejtpërdrejtë me sy.

Pajisjet e këtij lloji përfshijnë konvertuesit elektro-optikë (EOC). Funksionimi i intensifikuesit të imazhit bazohet në parimin e shndërrimit të rrezatimit optik në rrezatim elektronik, amplifikimit të tij dhe shndërrimit të kundërt të një imazhi elektronik në një optik (shih Fig. 2.22). Përforcimi sigurohet nga proceset e përshpejtimit të elektroneve nga një fushë e fortë elektrike. Në këtë rast, imazhi i padukshëm për syrin shndërrohet në një spektër optik. Përforcimi i rrezatimit optik mund të arrijë disa renditje të madhësisë. Duke krijuar tuba përforcues imazhi me shumë dhoma, mund të arrihet amplifikimi deri në 10 7 herë. Kjo bën të mundur regjistrimin e çdo ngjarje të fotoemetimit. Si fotokatodë, përdoren veshje polialkaline antimon-cesium ose oksigjen-cezium. Rezolucioni N, i karakterizuar nga mprehtësia e imazhit, kufizohet nga devijimet e sistemit elektro-optik. Zakonisht N * 25 rreshta / mm. Tubat e intensifikimit të imazhit përdoren gjerësisht në teknologjinë IR, spektroskopinë, mjekësinë, fizikën bërthamore, etj.

Kohët e fundit, për të përmirësuar imazhin, përdoren pllaka mikrokanale, të cilat dallohen nga një koeficient i lartë i emetimit sekondar të elektroneve.

2.4. Pajisjet fotoelektronike

Pajisjet fotoelektronike janë pajisje elektrovakuumi që konvertojnë sinjalet elektromagnetike në diapazonin optik në sinjale elektrike. Pajisjet fotoelektronike me vakum përfshijnë kryesisht fotocelat dhe fotomultipliatorët, në të cilët përdoret një efekt i jashtëm fotoelektrik.

Një fotocelë me vakum përbëhet nga një fotokatodë, një anodë dhe një cilindër vakum (Fig. 2.23). Shtresa fotosensitive aplikohet ose drejtpërdrejt në balonën e qelqit (Fig. 2.23, b, d), ose në sipërfaqen e një nënshtrese të veçantë të montuar brenda balonës (Fig. 2.23, c). Fluksi i dritës Ф hyn në fotokatodë dhe stimulon emetimin e fotoelektronit, si rezultat i të cilit krijohet një rrjedhë e elektroneve të lira midis fotokatodës dhe anodës.

Më të përhapurat janë fotocelat vakum me fotokatoda antimon-cesium, multi-alkali ose oksigjen-argjend-cesium (Fig. 2.23, d). Përdorimi i fotocelave të mbushura me gaz është i kufizuar nga paqëndrueshmëria e tyre dhe jolineariteti i karakteristikave të tyre të dritës.

Tubi i fotoshumëzuesit (PMT) është projektuar për të përforcuar rrymat e dobëta foto. Puna e tij bazohet në efektin e emetimit sekondar të elektroneve. Tubi i fotoshumëzuesit përbëhet nga një fotokatodë, një kaskadë dinodash që sigurojnë shumëzimin e elektroneve për shkak të emetimit sekondar të elektroneve, një anodë dhe elektroda shtesë të vendosura në një cilindër vakum (Fig. 2.24).

Fluksi i ndritshëm stimulon emetimin e fotoelektronit nga fotokatoda. Sistemi elektrono-optik i dhomës së hyrjes i drejton elektronet e emetuara në sistemin e shumëzimit të elektroneve të dinodit. Rrjedha e elektroneve dytësore e shumëzuar me çdo dinodë hyn në anodë.

Modelet e fotoshumëzuesve janë shumë të larmishëm, por parimi është i njëjtë: shumëzimi i elektroneve ndodh në sistem.

dinodet diskrete. Ato janë në formë korte, në formë kutie, torroidale ose të çara, me një rregullim linear ose rrethor. Fotorryma mund të rritet deri në 108 herë për shkak të efektit të emetimit sekondar të elektroneve.

Sipas qëllimit të tyre funksional, PMT-të formojnë dy grupe të mëdha: metra për flukse drite jashtëzakonisht të vogla konstante ose që ndryshojnë ngadalë; regjistrues të flukseve të dobëta ndriçuese afatshkurtra.

PMT-të përdoren gjerësisht për zbulimin e rrezatimit të dobët deri në kuante të vetme, si dhe në pajisje të ndryshme optike. Modelet PMT janë zhvilluar për të vepruar në zona të ndryshme të spektrit të rrezatimit elektromagnetik.

Një fotoshumëzues elektronik me një kanal është një dinod ose kanal i vazhdueshëm, në skajet e të cilit aplikohet një tension prej afërsisht 1 ... 3 kV. Në anën e brendshme të sipërfaqes së kanalit formohet një shtresë aktive, e cila ka emetim sekondar të elektroneve dhe rezistencë elektrike të shpërndarë. Lëvizja e elektroneve dytësore ndodh nën veprimin e një fushe elektrike boshtore. Fitimi në një fotoshumëzues të tillë arrin vlerat e rendit 10.

Shumëzuesi sekondar i elektroneve (WPM) është një pajisje elektronike me vakum, e krijuar për të shumëzuar elektronet dytësore. Turbinat me erë pa guaskë quhen të hapura dhe përdoren në një hapësirë ​​me vakum natyror. Turbinat me erë me guaskë ose të mbyllur përdoren gjerësisht në pajisje të ndryshme kërkimore dhe industriale.

1. Çfarë janë tubat vakum?

2. Cilat parametra të triodës dini?

3 q T 0 është një klystron i tillë dhe çfarë funksionesh kryen? Përshkruani ndërtimin e klistronit.

4. Çfarë është një llambë me valë udhëtuese dhe si funksionon ajo?

5. Çfarë është një tub me valë prapa dhe si funksionon?

6. Çfarë janë pajisjet e tipit M dhe si ndryshojnë ato nga pajisjet e tipit O?

7. Çfarë është një magnetron? Përshkruani modelin e magnetronit.

8. Çfarë lloj pajisjesh me rreze elektronike njihni?

9. Çfarë është një tub fotografik dhe si funksionon ai?

10. Çfarë është ikonoskopi dhe si funksionon ai?

11. Çfarë është një vidikon dhe çfarë lloje vidikonash njihni?

12. Çfarë është një intensifikues imazhi dhe si funksionon ai?

13. Çfarë është tubi fotoshumësues dhe cilat fenomene fizike qëndrojnë në themel të funksionimit të tij?