Vysokofrekvenční generátor je nepřítelem elektroměrů. §2.12. trubkový generátor

Moderní rádiový přijímač se bez příslušného měřicího zařízení jen obtížně sestavuje. V tomto případě je potřeba především generátor signálu, tedy generátor, který vytváří vysokofrekvenční oscilace v určitém frekvenčním rozsahu, s jehož pomocí můžete nastavit rezonanční zesilovače vysokých a středních frekvencí, zkontrolovat vazbu obvody v superheterodynním přijímači, určují vlastní frekvenci oscilačních obvodů a provádějí řadu dalších dimenzí.

Schematické schéma generátoru signálu je na Obr. 1. Skládá se z generátoru vysoká frekvence, nízkofrekvenční generátor (modulátor), usměrňovač a výstupní zařízení. Zařízení umožňuje získat vysokofrekvenční modulované nebo nemodulované kmity a také nízkofrekvenční kmity s frekvencí asi 400 Hz. Frekvenční rozsah generátoru signálu 100 kHz - 16 MHz rozdělena do následujících podrozsahů: 100-250 kHz; 250-700 kHz; 700-2000 kHz; 2-5,5 MHz a 5,5-16 MHz Hodnota výstupního napětí na výstupu generátoru signálu může dosáhnout 0,8-1 v závislosti na činiteli kvality obvodů. Zařízení je napájeno ze sítě AC s napětím 127 nebo 220 V,

Vysokofrekvenční generátor je vyroben na levé triodě lampy L1 podle tříbodového zapojení se zpětnou vazbou autotransformátoru. Na každém z dílčích rozsahů je oscilační obvod tvořen jedním z induktorů LI - L5, jeden z ladicích kondenzátorů C1-C5 a variabilní kondenzátor C7. Přechod z jednoho podrozsahu do druhého se provádí pomocí přepínače V 1. Konstantní napětí do lampy je přiváděno přes rezistor R3. Hladkou změnu frekvence vytváří proměnný kondenzátor C7. Funkce Gridlick jsou prováděny kondenzátorem C6 a odpory Rl, R2. Při vysoké frekvenci je jód lampy uzemněn kondenzátorem C8.

Modulátor je konvenční generátor audio frekvence s kapacitní zpětnou vazbou. Jako obrysová cívka se používá konvenční tlumivka Dr1. nízká frekvence. Oscilační obvod nízkofrekvenční generátor je tvořen tlumivkou Dr1 a kondenzátory stálá kapacita SI, C12. Modulátor je namontován na pravé lampové triodě L1. Pro snížení obsahu harmonických (zlepšení tvaru křivky nízkofrekvenčního napětí) je v katodě pravé triody zařazen rezistor R12. Generátor zvuku se vypíná spínačem VZ.

V obvodu generátoru signálu je použita anodová modulace. Nízkofrekvenční střídavé napětí z anody pravé triody je přiváděno na anodu levé triody současně s napájecím napětím přes rezistor R3. V důsledku nelineárních procesů probíhajících ve vysokofrekvenční generátorové lampě se provádí modulační proces.

Výstupní zařízení generátoru signálu se skládá z hladkého děliče R2, jehož stupnice je rozdělena do 10 dílků. Pro další snížení výstupního napětí je použit stupňovitý dělič tvořený odpory R4-R11. Každý článek obsahující dva odpory snižuje napětí 10krát. Potřebný útlum signálu odebraného z hladkého děliče (někdy nazývaného atenuátor, tedy atenuátor) o 1, 10, 100, 1000 a 10 000_krát provede přepínač B2. Například při nastavení přepínače AT 2 do pozice"10-1" mj. RF výstupní jack s odporem R5 je dodáváno napětí rovné desetině napětí odebraného z potenciometru R2; přes rezistor je zhášeno devět desetin posledního napětí R4, jehož odpor je 9krát větší než odpor pravé strany děliče mezi body a-b. Čtyři články děliče tedy umožňují snížit napětí faktorem /0 4krát, což při nastavení hladkého děliče do polohy odpovídající 0,1 V, umožňuje získat nejnižší napětí v řádu 10 mkv.

Je třeba poznamenat, že u generátoru signálu nejjednoduššího typu se amplituda kmitů v rozsazích a v každém rozsahu značně liší, takže použití takových děličů umožňuje pouze nepřímé posouzení skutečného napětí generátoru signálu.

Rezistor R1 slouží ke snížení vlivu zatížení generátoru signálu na kmitočet oscilací. Na rns. 1 ukazuje skutečné hodnoty odporů rezistorů R4-R11. Oii jsou vybírány z nejbližších hodnot rezistorů vyráběných naším průmyslem -

Nízkofrekvenční napětí pro testování různých nízkofrekvenčních zesilovacích zařízení je odstraněno z potenciometru RI3 a vstupuje do zásuvky wooferu. Rezistor R17, který je svodovým odporem sítě, zároveň snižuje odezvu zátěže na provozní režim nízkofrekvenčního generátoru.

Usměrňovač je osazen podle obvyklého polouzlového obvodu na dvou germaniových diodách D1 A D 2. Aby se snížila pravděpodobnost poruchy diod, jsou diody shuntovány odpory. R18, R19. Přepínání vinutí transformátoru tpl pro provoz ze sítě s různým napětím se provádí pojistkou Atd. Usměrňovací filtr je dvoudílný a skládá se z kondenzátorů C13, C14 a odpory R15, R16.

Generátor signálu je osazen na hranatém šasi z duralu tl.1,5 mm. Aby byla UUT chráněna před přímým zářením z obvodů generátoru (jiných než útlumový člen), musí být všechny obvody, spínač a proměnný kondenzátor uzavřeny v samostatném stínění.

Cívky jsou navinuty na keramických rámech o průměru 10 mm a mají jádra typu SCR-1 pro seřízení. Vinutí cívky L1-L4 suiiverzální typ", šířka vinutí 5 mm. Cívka L1 obsahuje 850 závitů drátu PELSHO 0,12 s odbočkou od 200. otáčky; L2- 275 závitů drátu PELSHO 0,2 s odbočkou od 70. otáčky; L3 -112 závitů lyceidrátového drátu 7X0,07 s odbočkou z, 45. závit; L4- 42 závitů lichoběžníkového drátu 7X0,07 s odbočkou od 15. otáčky. Cívka L5 je jednovrstvý, má 11 závitů běžného vinutí, drát PELSHO 0,51 s odbočkou od 5. závitu. Cívky lze také navíjet na papír impregnovaný ceresinem nebo bakelitové rámy vhodných velikostí. Při provádění navíjení lahvičky je nutné udělat tváře. Počet otáček se v tomto případě bude lišit od uvedených.

Lze použít libovolný proměnný kondenzátor C7, nejlépe však frekvenční, pak při kalibraci získáte rovnoměrné umístění dílků na stupnici. Přepínač rozsahu je nejlépe keramický.

Plyn Dr1 vyrobeno na jádru Ř16, tloušťka sady 16 mm. PEL drát 0,15 je navinut na rámu až do naplnění. Lze použít prakticky jakýkoli mezitrubkový transformátor.

Transformátor tpl má jádro Ш22, tloušťka sady 32 mm. Vinutí sítě se skládá ze dvou částí. Sekce I obsahuje 763 závitů drátu PEL 0,31, sekce 11-557 závitů drátu PEL 0,2. Boost Winding III obsahuje 1140 závitů drátu PEL 0,2, vinutí žárovky IV - 44 závitů drátu PEL 1.0. V tomto designu můžete použít jakýkoli silový transformátor z přijímačů "Moskvich-V", "Volia", ARZ atd.

Pro usnadnění práce se zařízením se otáčení rotoru proměnného kondenzátoru C7 provádí pomocí noniusového zařízení, jehož konstrukci lze snadno pochopit z obr. 2.

Přední panel přístroje má rozměry 210X160 mm. Instalace hlavních dílů byla provedena na vodorovný panel o rozměru 200X120 mm. Rozměry podvozku se mohou lišit v závislosti na typu použitých dílů.

Nastavení zařízení začíná kontrolou generování, poslechem signálu ze známého dobrého přijímače. K tomu se pomocí kousku koaxiálního kabelu, na jehož konci je speciální zástrčka, připojí vysokofrekvenční výstup generátoru signálu na vstup přijímače. Přítomnost generování lze také kontrolovat pomocí avometru pracujícího v režimu měření konstantního napětí, který je připojen k anodě levé triody. Pokud při zkratu řídicí mřížky levé triody ke katodě napětí na anodě příliš neklesne, generátor pracuje. Obvykle s opravitelnými díly a lampou okamžitě začne fungovat.

Činnost generátoru zvuku je snadné zkontrolovat přivedením nízkofrekvenčního napětí z výstupu skgyal-geeratoru ke sběracím konektorům vysílacího přijímače. Požadovaný generační kmitočet se nastavuje změnou kapacity kondenzátorů C1I, C12'.

Po zjištění, že vysokofrekvenční generátor pracuje ve všech polohách přepínače B1 n, proběhne normální modulace, začnou upravovat hranice jednotlivých podrozsahů. Nastavení začíná od dlouhovlnné sekce prvního rozsahu (s maximální kapacitou proměnného kondenzátoru C7). Otáčením jádra nebo změnou počtu závitů cívky L1 se frekvence nastaví na 100 kHz. Poté se ladicí knoflík přesune do jiné krajní polohy (odpovídající minimální kapacitě kondenzátoru C7) a určí se frekvence generátoru. Pokud je vyšší, než je požadováno, zvyšte kapacitu ladícího kondenzátoru C / a nastavení opakujte znovu. Pro nastavení hranic druhého dílčího rozsahu je také kondenzátor C7 nastaven do polohy maximální kapacity a volbou indukčnosti cívky L2 je zajištěno, že na začátku stupnice tohoto dílčího rozsahu je kmitočet generátoru. poněkud nižší než frekvence (250 kHz) a měřítko stupnice prvního podrozsahu. Hranice zbývajících podrozsahů jsou nastaveny podobným způsobem. Odstupňování C G se provádí podle obecně uznávané metody - pomocí GSS podle beatové metody, pomocí kontrolního přijímače nebo indikátoru heterodynní rezonance - GIR.

Spotřebič, Kruhový diagram který je znázorněn na Obr. 1 představuje generátor zvuku pracující ve frekvenčním rozsahu od 23 Hz až 32 kHz. Celý frekvenční rozsah je rozdělen do čtyř dílčích pásem 23-155 Hz, 142-980 Hz, 800-5500 Hz, 4.9-32 kHz. Zařízení má indikátor výstupního napětí, stejně jako plynulé a krokové děliče, pomocí kterých můžete nastavit výstupní napětí od 10 mV do 10 PROTI. Součinitel nelineární zkreslení nepřesahuje 3 %. Přesnost měření výstupního napětí 3 %.

Jak je patrné z Obr. 1 je generátor zvuku složen z dvoustupňového budiče JI1, katodový sledovač L2, výstupní zařízení a usměrňovač.

Budič je sestaven podle obvodu s reostatově kapacitním laděním a jedná se o dvoustupňový nízkofrekvenční zesilovač s kladnou zpětnou vazbou. První zesilovací stupeň je namontován na levé triodě lampy L1 s odporovou zátěží R17. Druhý zesilovací stupeň je namontován na pravé lampové triodě L1. Jako zátěž se používá rezistor. R18. Spojení mezi kaskádami se provádí přes kondenzátor Sat. Kladná zpětná vazba nutná pro vznik kmitů je přiváděna z anodového obvodu pravé triody do řídicí mřížky levé triody přes vysokokapacitní kondenzátor C5 a dělič sestávající ze dvou částí: rezistoru R14, kondenzátory zapojené do série C1, C2 a odpor R7 a paralelně zapojené kondenzátory SZ, C4. Napětí působící na řídicí mřížku levé triody L1, odstraněny z paralelní části děliče R7. SZ, C4. Použití frekvenčně závislého děliče umožňuje získat podmínky samobuzení pouze pro jeden kmitočet, při kterém dochází k fázovému posunu mezi kladným napětím zpětná vazba IA řídicí mřížka levé triody (dělič R7, C3, C4) a anoda pravé triody L1 rovna červenci. To umožňuje získat sinusové oscilace pomocí takového generátoru.

Pro změnu frekvence generování je nutné změnit parametry prvků zařazených do dělicího řetězce. V tomto obvodu se plynulá změna frekvence provádí změnou kapacity duálního kondenzátoru CI, C4, a skok - spínač V 1, který mění hodnoty rezistorů obsažených v dělicích řetězcích ( R5, R6 A R12, R13; R3, R4 A R10, R11; Rl, R2 A R8, R9).

Jak ukazují výpočty, při jakékoli frekvenci bude řídicí mřížka levé triody lampy L1 vždy přijímat dostatek velké napětí, takže stupně zesilovače v důsledku přetížení způsobí velké zkreslení. Snížení těchto zkreslení je dosaženo pomocí negativní zpětné vazby, jejíž obvod se skládá z proměnného rezistoru R15, pevný odpor R16 a žárovky obsažené v levé katodě žárovky LZ, L4. Obvod záporné zpětné vazby také stabilizuje výstupní napětí, které se poměrně silně mění s frekvencí. S nárůstem výstupního napětí budiče se zvyšuje hloubka negativní zpětné vazby, což snižuje zisk prvního stupně generátoru. Výstupní napětí generátoru tak bude stabilizováno v celém rozsahu. Nejmenší zkreslení na výstupu budiče bude, když se napětí odebrané z paralelní větve děliče blíží zápornému zpětnovazebnímu napětí, jehož hodnota se při nastavování zařízení nastavuje pomocí proměnného rezistoru R15.

Z výstupu budiče přes přechodový kondenzátor C7 audiofrekvenční napětí je přivedeno na vstup katodového sledovače sestaveného lampou L2. Lampa je zatížena potenciometrem. R23. odporový dělič R22, R21, je nastaven požadovaný režim provozu této kaskády. Rezistor R20 omezující. Použití katodového sledovače s velkým vstupním odporem umožňuje snížit odezvu zátěže na frekvenci generátoru a velikost zkreslení zaváděného koncovým stupněm.

Výstupní zařízení se skládá z hladkého(R23) a vykročil(R26, R27; R28, R29) děliče a konvenční diodový voltmetr, který využívá galvanometr se stupnicí 50 mka. Rezistory R24, R25 instalace. Aplikace rezistoru R30 umožňuje získat nejlepší linearitu stupnice.

Usměrňovač je sestaven podle obvyklého schématu zdvojení napětí s plnou vlnou. Zařízení je možné napájet ze sítě střídavého proudu o napětí 110, 127 a 220 e.

Přepínač B1 dvouplotýnkový a čtyři polohy. Druhá deska slouží k montáži jednotlivých rezistorů frekvenčně závislého děliče.

Lampy LZ, L4 použitý z filmového projektoru Luch (110 PROTI, 8 út). Můžete použít jednu lampu např. 220 PROTI výkon 10-25út. Napájecí transformátor z přijímače Record-53M. Je možné použít transformátory z přijímačů Moskvich-V, Volna, ARZ-52 atd.

Pro usnadnění nastavení zařízení jsou větve frekvenčně závislého děliče tvořeny dvěma sériově zapojenými odpory (Rl, R2, R8, R9 atd.). Nastavení generátoru začíná kontrolou činnosti usměrňovače. Při zátěži by mělo být napětí na výstupu usměrňovače 280-320 A. Proud odebíraný zařízením z usměrňovače by měl být v rozmezí 30-35 mA. Poté na výstup generátoru (///- Gn1) - připojte osciloskop a dosáhněte stabilních kmitů a absence zkreslení v nejnižším kmitočtovém podrozsahu. Tvar křivky generovaných kmitů je do značné míry ovlivněn množstvím negativní zpětné vazby. Se slabou negativní zpětnou vazbou (R15 je velký) se získají stabilnější oscilace, ale se znatelnými tvarovými zkresleními. Když je spojka silná, kmity se rozpadnou. Volbou hodnoty záporné zpětné vazby (R15) je tedy nalezeno kompromisní řešení: hloubka zpětné vazby je zvolena tak, aby poskytovala dostatečně stabilní generování v celém frekvenčním rozsahu a dobrá forma křivý.

Ke kalibraci stupnice generátoru můžete použít měřič frekvence nebo generátor zvukové frekvence. V druhém případě se dělení každé ze čtyř stupnic provádí pomocí Lissajousových obrazců, pozorovaných na obrazovce tubusu osciloskopu. Indikátor výstupu je kalibrován pomocí lampového vzorového voltmetru, který je zapojen mezi body a-b systém. Změna napětí přiváděného na vstup děliče (nebo indikátoru) se provádí potenciometrem R23, ve kterém je proměnná složka napětí řádově 13 PROTI. Nastavením napětí na referenčním voltmetru 10 PROTI proměnný odpor R24, ujistěte se, že se ručička indikátoru odchyluje na plný rozsah. Nastavením vzorového potenciometru voltmetru R23 napětí odpovídající 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 a 1 PROTI, pokaždé si udělejte příslušné poznámky na stupnici indikátoru CA.

Je třeba poznamenat, že přítomnost konstantní kapacity C2 v horní větvi děliče výrazně zlepšuje podmínky pro vznik kmitů na vysokých frekvencích a pomáhá vyrovnat amplitudu kmitů budiče v libovolné poloze bloku proměnných kondenzátorů. Pokud není k dispozici žárovka 6P14P, lze ji nahradit žárovkami typu 6P15P, 6P18P nebo 6Zh5P.

TRUBKOVÝ GENERÁTOR

(Elektronový generátor) - zařízení používané v radiotechnice ke generování (získávání) netlumených kmitů pomocí elektronky. LG převádí stejnosměrný proud na vysokofrekvenční střídavý proud. Elementární obvod LG: tříelektrodový elektrická lampa, oscilační obvod, vazební cívka a napájecí zdroj.

Samojlov K.I. Námořní slovník. - M.-L.: Státní námořní nakladatelství NKVMF SSSR, 1941

Podívejte se, co je "TUBE GENERATOR" v jiných slovnících:

trubkový generátor- — [Ja.N. Luginskij, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. Anglický ruský slovník elektrotechniky a energetiky, Moskva, 1999] Témata v elektrotechnice, základní pojmy EN elektronkový generátorventilový generátortrubkový oscilátorvakuová elektronka… …

trubkový generátor- lempinis generatorius statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Elektrinių virpesių generatorius, kuriame naudojama stiprintuvinė elektroninė lempa. atitikmenys: angl. trubkový generátor; generátor ventilů; oscilátor ventilu vok... ... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

trubkový generátor- lempinis generatorius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. trubkový generátor; generátor ventilů; ventil oscilátor vok. Röhrengenerátor, m; Rohrenoszillator, m rus. trubkový generátor, m pranc. generur à lampes, m; générateur à tube… … Fizikos terminų žodynas

elektronkový pulzní generátor- — [Ja.N. Luginskij, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. Anglický ruský slovník elektrotechniky a energetiky, Moskva, 1999] Elektrotechnická témata, základní pojmy EN pulzní elektronkový oscilátor ... Technická příručka překladatele

- (Ventilový vysílač) elektronkový generátor připojený k anténě, který umožňuje vyzařování vysokofrekvenčního proudu ve formě rádiových vln. Podle charakteru práce L.P. se dělí na telegrafní, telefonní, pro televizi a fototelegrafii. Samoilov K. I ... Marine Dictionary

Armstrongovy generátorové obvody z US1,113,149 Oct.06, 1914 Armstrongův generátor a Meisnerův (Meisnerův) generátor jsou pojmenovány po jejich vynálezcích, elektrotechnicích Edwinu Armstrongovi a Alexanderu Meisnerovi. V obou generátorech ... ... Wikipedie

- (lat. generátor, z rodu, generis rod). 1) předek. 2) kotel v parních strojích. 3) přijímací stroj elektrický proud. 4) zařízení, které vyrábí umělý led. Slovník cizích slov obsažených v ruském jazyce. Chudinov A.N ... Slovník cizích slov ruského jazyka

- (výrobce lat. generátoru) zařízení, přístroj, stroj, který vyrábí jakýkoli produkt (například generátor acetylenu, generátor páry), který vyrábí elektrická energie(např. elektrický stroj, magnetohydrodynamický, termionický ... ... Velký encyklopedický slovník

A; m. [z lat. výrobce generátoru]. 1. Zařízení, přístroj nebo stroj určený k výrobě nějakého druhu látky, generující energii nebo přeměňující jednu formu energie na jinou. G. AC. G. rádiové signály. Kvantové g… encyklopedický slovník

- (od výrobce lat. generátor) zařízení, přístroj nebo stroj: vyrábějící jakékoli produkty (generátor acetylenu, generátor ledu, parní generátor, generátor plynu, generátor vodíku) generující elektrickou energii ... ... Wikipedia

V roce 1913 vynalezl A. Meisner pozoruhodnou metodu generování netlumených elektrických kmitů pomocí elektronky (§ 53). Schéma elektronkového oscilátoru je na Obr. 405. K anodě a katodě tříelektrodové výbojky je připojen oscilační obvod. Vedle cívky oscilačního obvodu je na stejném rámu navinuta druhá cívka, jejíž jeden konec je rovněž připevněn ke katodě výbojky a druhý konec k mřížce výbojky. Na správná volba režim lampy, toto nastavení po počátečním "šoku" způsobeném uzavřením obvodu dává netlumené elektrické oscilace s frekvencí určenou kapacitou a samoindukcí obvodu.

Rýže. 405. Schéma použití triody pro samobuzení netlumených elektrických kmitů.

Samobuzení kmitání je vytvářeno elektronkou následovně. V počátečním okamžiku, po uzavření anodového okruhu, proudí elektrony uvnitř výbojky od katody k anodě a ve vnějším okruhu od anody přes cívku okruhu 1 ke katodě. Rychle rostoucí proud vytváří při průchodu cívkou obvodu magnetické pole, které v okamžiku svého vzniku indukuje v cívce mřížky 2 elektromotorická síla v takovém směru, aby mřížka výbojky nabyla kladného potenciálu vzhledem ke katodě. Vzhled kladného potenciálu na mřížce okamžitě zvyšuje proud procházející lampou a cívkou

obrys. To s sebou nese nový prudký (ještě rychlejší než v prvním okamžiku po uzavření okruhu) nárůst magnetické pole. V mřížkové cívce se opět indukuje elektromotorická síla ve stejném směru jako předtím, ale ještě větší velikosti, úměrně větší rychlosti nárůstu magnetického pole; kladný potenciál sítě se zvyšuje. Zvýšení kladného potenciálu sítě okamžitě ovlivňuje zvýšení anodového proudu atd. V první fázi uvažovaného procesu tedy zvýšení proudu kladně nabíjí síť, což zase zvyšuje proud.

Tato první fáze procesu ale brzy vede ke „krizi“ a končí. Přeruší se, když se v určité fázi současného nárůstu ukáže, že rychlost nárůstu proudu je nižší než v předchozí fázi. Magnetické pole smyčkové cívky, které se zvyšuje pomaleji než dříve, dává mřížkové cívce elektromotorickou sílu stejného směru jako předtím, ale menší velikosti. Potenciál sítě, který zůstane kladný, se sníží, což způsobí pokles proudu a zastavení růstu magnetického pole cívky smyčky. Elektromotorická síla v cívce mřížky se již neindukuje a potenciál mřížky okamžitě klesne na nulu. V důsledku toho proud prudce klesá, magnetické pole smyčkové cívky se rychle zmenšuje a indukuje v mřížkové cívce elektromotorickou sílu, směřující opačně než předchozí. Mřížka získává velký negativní potenciál a okamžitě „uzamkne“ lampu – zastaví jí proud, změní ji na nevodič. Ve druhé fázi (kratší než první) tedy dochází ke krizovému poklesu potenciálu mřížky, který vyvrcholí tím, že mřížka přijme velký záporný potenciál a zablokuje lampu.

Nyní přichází na řadu obvodový kondenzátor. Lampa je uzavřena a cívka smyčky má uloženou magnetickou energii Magnetické pole cívky, které mizí, vytváří další proud, který nabíjí kondenzátor; tok elektronů, který je blokován v cestě skrz lampu, se soustředí na desky kondenzátoru připojeného ke katodě.

Desky spojené s anodou získávají vysoký kladný potenciál. Tím je třetí etapa dokončena.

V dalším okamžiku se kondenzátor vybije. Přes smyčkovou cívku proudí elektrony zpět k anodě; magnetické pole cívky se sice opět zvětší, ale její polarita je opačná, a proto elektromotorická síla indukovaná v cívce mřížky má takový směr, že potenciál mřížky zůstává záporný; lampa je nadále uzamčena. V době, kdy se potenciály na vývodech kondenzátoru vyrovnají, dosáhne magnetické pole cívky svého maxima (konec čtvrtého stupně).

Od tohoto okamžiku se vlivem přechodu od růstu magnetického pole k jeho poklesu mění směr elektromotorické síly indukované v mřížkové cívce. Mřížka, stejně jako v první fázi, získává kladný potenciál a otevírá lampu, ale lampa zůstává po určitou dobu neaktivní, protože elektromotorická síla samoindukce smyčkové cívky kompenzuje elektromotorickou sílu baterie; napětí na anodě je malé, a proto je anodový proud malý. Magnetické pole smyčkové cívky, mizející, žene elektrony k deskám kondenzátoru připojeným k anodě; záhy se tam řítí proud elektronů, vycházející ze začátku lampy. Zde okamžitě vzniká vysoký negativní potenciál (konec pátého stupně).

V následující, šesté, fázi procesu se se zvýšenou intenzitou opakují jevy, které nastaly v první fázi: proud výboje kondenzátoru a proud procházející lampou současně protékají smyčkovou cívkou.

Rýže. 406. Tříbodový diagram elektronkového oscilátoru

Čím silnější jsou elektrické oscilace v generátoru lampy „samohoupání“, tím silnější je ve správný čas lampa uzamčena vysokým záporným potenciálem sítě. Ztráta energie při vibracích je automaticky doplňována energií anodové baterie. Amplituda kmitání je omezena výkonem lampy; pro zvýšení výkonu zapojte několik lamp paralelně.

Elektronky generátoru určené pro napájení mají saturační proud vyšší než 5-10 A při anodovém napětí

V klasickém Meissnerově obvodu, který jsme uvažovali, se berou napětí aplikovaná na mřížku lampy (in tento případ pomocí indukční vazby cívek 1 a 2) z anodového obvodu. Tento princip buzení napětí v mřížkovém obvodu jejich vypůjčením z anodového obvodu se nazývá princip zpětné vazby. Jsou možné různé modifikace schématu. Místo induktivní zpětné vazby lze použít kapacitní zpětnou vazbu. Často se používá tzv. tříbodový obvod, ve kterém část obrysové cívky slouží jako síťová cívka (obr. 406).

Matematická analýza samobuzení kmitů ukazuje, že vzájemná indukčnost cívek poskytujících zpětnou vazbu nesmí být menší než hodnota určená nerovností

Kde aktivní odpor, kapacita a indukčnost oscilačního obvodu anodového obvodu, zesílení a strmost mřížkové charakteristiky lampy.

K samobuzení kmitů tedy dochází s tím, čím menší je hodnota vzájemné indukčnosti zpětné vazby, tím větší je zesílení a strmost lampy a tím menší jsou všechny parametry oscilačního obvodu: jeho činný odpor, kapacita a indukčnost.

Elektronkové generátory jsou často vyráběny z dynam, které poskytují proud pro zahřívání lamp a vysoké napětí pro napájení anodových obvodů. Často používejte obvyklé střídavý proud: vlákna topných žárovek lze zahřívat přímo střídavým proudem, přičemž se získá vysokého napětí pro napájení anodových obvodů se vyrábí pomocí transformátoru a lampového usměrňovače (kenotronu).

Vzhledem k tomu, že frekvence kmitů generovaných v obvodu je do jisté míry ovlivněna provozním režimem lampy, aby se předešlo náhodným změnám frekvence souvisejícím se změnou provozního režimu lampy, používají se tzv. piezoquartzové stabilizátory frekvence.

Malá destička, řádně vyříznutá z křemenného krystalu (§ 23), je umístěna v kondenzátoru K spojeném s mřížkou lampy (obr. 407). Elektrické vibrace způsobují nucené mechanické vibrace piezoelektrické desky. Když je frekvence kmitů potenciálu přiváděného na desku blízká vlastní frekvenci mechanických kmitů desky, dochází k rezonančnímu kmitání kmitů desky. Vibrační změny v tloušťce piezokřemenné desky jsou zase doprovázeny výskytem nábojů na jejích čelech, jejichž změna velikosti a znaménka udržuje kolísání potenciálu na deskách mřížkového kondenzátoru K. Tedy náhodné změny frekvence elektrické oscilace přiváděné do kondenzátoru K nemají téměř žádný vliv na kolísání potenciálu sítě, ke kterému dochází synchronně s přirozenými vibracemi piezoelektrické desky. Tlumení kmitů piezokřemenné desky je velmi malé, úbytek tlumení je menší než jedna desetitisícina.

Ve schématu na Obr. 407 se zpětná vazba provádí přes malý kondenzátor C. Při generování vysokofrekvenčních kmitů je mezielektrodová kapacita (anodová mřížka v generátorové lampě) často dostatečná k realizaci zpětné vazby a nahrazuje kondenzátor C. Odpor zabraňuje vzniku velkých ( překročení vypočtené hodnoty) záporné potenciály na mřížce, náboje stékají tímto odporem.

Použití piezoquartzových stabilizátorů umožňuje udržovat frekvenci elektronkových oscilátorů konstantní s přesností až na miliontiny. Toho se využívá u piezo quartzových hodin, což jsou elektronkové oscilátory s frekvencí stabilizovanou piezo křemenem a se zařízením pro automatický účet počet vibrací, které proběhly. Piezo quartz hodinky jsou nesrovnatelně přesnější než ty nejlepší chronometry. Měří čas s přesností až 3. Pomocí piezoquartzových hodin byly objeveny a studovány mírné nepravidelnosti v rychlosti denní rotace Země.

Rýže. 407. Oscilátor lampy s piezoquartzovým stabilizátorem frekvence

Spolu s elektronkovými generátory, které vytvářejí harmonické kmity napětí, se často používají elektronkové generátory napěťových impulsů, které se od sinusových výrazně liší tvarem. Takové takzvané relaxační oscilace se používají zejména pro řízení svazku elektronů v osciloskopech a televizních trubicích. Napěťové impulsy pilovitého tvaru jsou přiváděny (v televizních trubicích) do cívek, které vytvářejí magnetické pole, které svazek vychyluje, nebo (u osciloskopů) do kondenzátoru, mezi jehož deskami prochází elektronový paprsek, což umožňuje získat rovnoměrné výchylky paprsku nakreslené na obrazovce

přímé skenování paprsku. Na Obr. 408 ukazuje schéma elektronkového oscilátoru, který vytváří pilovité napěťové impulsy. Zde jsou dvě triody spojené v jednom válci a jejich mřížky jsou spojeny. Podstatné je, že anodový obvod první triody (blokovací oscilátor) je velmi pevně spojen s mřížkovým obvodem přes transformátor, který má pro zvýšení vzájemné indukčnosti železné jádro. Oscilace v mřížkovém obvodu jsou určeny výskytem náboje na kondenzátoru a průtokem tohoto náboje přes odpor k zemi; čím menší je časová konstanta tohoto obvodu, tím rychleji se vybíjí mřížkový kondenzátor

Rýže. 408. Blokovací generátor a generátor pilových napěťových impulsů.

Pokud byl v počátečním okamžiku mřížkový potenciál záporný a lampa blokovacího generátoru (levá trioda) byla zablokována, pak když je kondenzátor vybit, prochází lampou rychle rostoucí proud; tento rychlý nárůst proudu je zajištěn tím, že při nárůstu proudu transformátorem je do sítě přiváděno kladné napětí (při zapínání vinutí transformátoru je třeba zvolit správnou polaritu). Dále je podstatné, že lampa blokovacího oscilátoru pracuje v takovém režimu, kdy velký anodový proud odpovídá velmi velkému úniku elektronů mřížkou; v důsledku tohoto síťového proudu po kladném rázu (křivka 1 na obr. 408) se síťové napětí rychle opět stane záporným a lampa blokovacího oscilátoru opět zhasne. Napětí na anodě druhé triody (křivka 2 na stejném obrázku) prudce a hluboko klesá pokaždé, když lampou začne protékat proud, protože anodový obvod zahrnuje velký odpor(řádu Po zhasnutí lampy se napětí obnoví, roste přibližně lineárně, a čím větší rychlost, tím menší je časová konstanta anodového obvodu

Ve svazku II § 106 jsme se seznámili se zařízením elektronky a viděli jsme, že změnou napětí na její mřížce se mění síla proudu v jejím anodovém obvodu. Když je mřížka záporně nabitá, elektrony nemohou letět k anodě, neteče proud, lampa je, jak se říká, „uzamčena“. Po kladném nabití mřížky „odemkneme“ lampu, to znamená, že jí může protékat proud. Změny anodového proudu následují změny napětí na mřížce téměř okamžitě - po deseti miliardtinách sekundy (doba letu elektronů z mřížky k anodě), tedy elektronka je "spínač" se zanedbatelnou setrvačností. Proto spojením lampy s oscilačním obvodem a baterií tak, aby se lampa ve správných okamžicích otevřela a propouštěla proud do kondenzátoru, můžeme získat elektrický samokmitající systém, který nám umožňuje vybudit (generovat) netlumené elektrické kmity.

Je zřejmé, že aby oscilace v obvodu řídily anodový proud lampy, je nutné přivést na její mřížku napětí, které závisí na oscilacích proudu nebo napětí v obvodu, tj. pro připojení obvodu k síťovému obvodu lampy. Takové elektrické připojení lze provést různými způsoby - pomocí elektrostatické indukce (kapacitní vazba), pomocí elektromagnetické indukce (indukční vazba) atd. Zde není hlavní, jak přesně je obvod připojen k lampě, ale jakým způsobem k tomuto zapojení máme nejen vliv lampy na kmitání v obvodu, ale také zpětný vliv těchto kmitů na lampu. Různé způsoby spojení lampy s oscilačním obvodem, poskytujícím takovou zpětnou vazbu, jsou příklady tak zvané zpětné vazby a elektrické samooscilační systémy tohoto druhu se nazývají generátory lamp. Moderní elektronkové oscilátory umožňují získat oscilace s frekvencemi až několika miliard hertzů a jsou velmi široce používány. Tvoří základ každé rozhlasové stanice a jsou součástí mnoha typů rozhlasových přijímačů.

Na Obr. 58 ukazuje jeden z velmi početných a rozmanitých obvodů elektronkového oscilátoru - obvod s indukční zpětnou vazbou.

Oscilační obvod, sestávající z induktoru a kapacitního kondenzátoru, je zapojen do série s baterií v anodovém obvodu lampy, to znamená mezi anodou a žhavícím vláknem (katodou). Vlákno je ohříváno proudem z žhavící baterie. Mřížkový obvod lampy - mezi mřížkou a katodou - obsahuje druhý induktor připojený indukčně k cívce obvodu. Cívky tedy tvoří jakoby primární a sekundární vinutí transformátoru, ale bez jádra. V generátorech nízkých (zvukových) frekvencí však lze použít transformátor s železným jádrem.

Cívka řídí napětí na mřížce a poskytuje zpětnou vazbu mezi oscilacemi v obvodu a na mřížce lampy.

Představte si, že v obvodu sestávajícím z induktoru a kapacity dochází k oscilacím. Cívkou protéká střídavý proud, který v cívce indukuje střídavý proud. d.s. Mřížka se nabíjí buď kladně nebo záporně vzhledem ke katodě a perioda těchto oscilací síťového napětí je zjevně stejná jako perioda oscilací v obvodu, tzn.

Lampa se poté „odemkne“ a poté „zamkne“; tak oscilace v obvodu způsobují zvlnění anodového proudu lampy. Anodový proud přicházející z anody obvodem ke katodě, větvení, prochází induktorem a kondenzátorem (samozřejmě konstantní, t.j. s časem se neměnící složka anodového proudu prochází pouze cívkou, protože DC. nemůže projít kondenzátorem, viz svazek II, § 159). Je-li správně zvolena fáze kmitů anodového proudu, tedy „rázy“ anodového proudu působí na obvod ve správných okamžicích, pak budou kmity v obvodu zachovány (srov. § 30). Jinými slovy, pro každou periodu oscilace bude část energie vypůjčena z baterie, která po stejnou dobu pouze pokryje energetické ztráty v obvodu, a oscilace budou netlumené. Pokud dojde k záměně konců cívky, změní se fáze kmitů síťového napětí o 180° a oscilace nebudou buzeny (podobně jako v systému na obr. 56).

Rýže. 58. Generátor lamp

Kmity lze pozorovat pomocí elektronického osciloskopu nebo, pokud mají oscilace slyšitelné frekvence, pomocí reproduktoru připojeného přímo k anodovému obvodu lampy. Do kondenzátorové větve obvodu můžete zařadit i žárovku (z baterky nebo auta, podle výkonu generátoru). Jelikož je žárovka zapojena sériově s kondenzátorem, neprochází jí přímá složka anodového proudu. Žárovka se tedy rozsvítí pouze tehdy, pokud jsou v obvodu elektrické oscilace.

Pomocí elektronkového generátoru podobného popsanému není obtížné jev pozorovat elektrická rezonance, spojující indukčně s obvodem generátoru druhý podobný oscilační obvod, ale s proměnným kondenzátorem a se žárovkou zahrnutou v obvodu. Plynulou změnou kapacity v tomto obvodu jej lze naladit na rezonanci na frekvenci generátoru. Vhodnou volbou žárovky a zapojením mezi obvody není těžké dosáhnout takových podmínek, aby při rezonanci žárovka blikala a při rozladění zhasla.

Přístroje a příslušenství: tříelektrodová lampa, zdroj konstantní napětí pro 300 V, zdroj střídavé napětí pro 4V dva vzduchové kondenzátory konstantní a proměnné kapacity, dva tlumivky, dva kondenzátory pevné kapacity, odpor, mikroampérmetr, vysokofrekvenční indikátor elektromagnetického pole na neonové lampě, neznámá kapacita a indukčnost.

Stručná teorie

Elektrický oscilační obvod je obvod (obr. 1), sestávající z sériově zapojených vodičů kapacity C, indukčnosti L a odporu R.

V obvodu dochází k periodickým změnám síly proudu a veličin s tím spojených. Dobíjení desek kondenzátoru lze pochopit, když si zapamatujeme, co je to jev samoindukce.

Fenomén samoindukce je následující: při jakékoli změně proudu v obvodu v něm vzniká emf. samoindukce  c, která je přímo úměrná rychlosti změny proudu v obvodu (di/dt) a zpět na tuto rychlost směřuje:

Pokud se proud zvýší, emf. zabraňuje tomuto nárůstu proudu a vytváří indukční proud v opačném směru. Pokud se proud sníží, emf. zabraňuje poklesu proudu a vytváří indukční proud stejného směru.

Zvažte práci obvodu. Pojďme nabít kondenzátor vnější zdroj elektřiny na určitý potenciálový rozdíl U, informující své desky o nábojích ±q a poté pomocí klávesy K uzavřete obvod, poté se kondenzátor začne vybíjet a obvodem poteče určitý proud. S malou hodnotou R poroste velmi rychle. Směr pro proud já, na obr. 1, bereme to jako kladné (horní deska je nabitá kladně, spodní záporně) a uvažujeme procesy probíhající v obvodu.

Předpokládejme nejprve, že ohmický odpor vodiče, který tvoří obvod, je mizivě malý, tzn. R»0 a nechejte nabití kondenzátoru maximální v počátečním okamžiku ( q=qo). V tomto případě je potenciální rozdíl mezi jeho deskami také maximální (U=U o) a proud v obvodu je nulový (obr. 2a). Když se kondenzátor začne vybíjet, obvodem poteče proud.

V důsledku toho se energie elektrického pole sníží, ale bude stále větší energie magnetického pole v důsledku proudu procházejícího indukčností. Protože emf působí v obvodu. samoindukce, proud se bude postupně zvyšovat a po čase t=1/4 T (čtvrt periody) dosáhne maximální hodnota (i=i o), kondenzátor se zcela vybije a elektrické pole zmizí, tzn. q=0 a U=0. Nyní je veškerá energie obvodu soustředěna v magnetickém poli cívky (obr. 2b). V následujícím časovém okamžiku začne magnetické pole cívky slábnout, a proto se v ní indukuje proud, který protéká (podle Lenzova pravidla) stejným směrem jako vybíjecí proud kondenzátoru. Díky tomu se kondenzátor dobíjí. Po čase t=1/2 T magnetické pole zmizí a elektrické pole dosáhne svého maxima. V čem q=qo, U=Uo a i=0. Energie magnetického pole induktoru se tedy změní na energii elektrického pole kondenzátoru (obr. 2, c). Po čase t=3/4 T se kondenzátor zcela vybije, proud opět dosáhne maximální hodnoty (i=i o), a energie obvodu bude soustředěna v magnetickém poli cívky (obr. 2d). V následném časovém okamžiku začne magnetické pole cívky slábnout a indukční proud, který tomuto oslabení zabrání, dobije kondenzátor. Výsledkem je, že v čase t=T se systém (obvod) vrátí do výchozí stav(obr. 2, a) a začíná opakování uvažovaného procesu.

Během procesu se periodicky mění (kolísají) náboj a napětí na kondenzátoru, síla a směr proudu procházejícího indukčností. Tyto oscilace jsou doprovázeny vzájemnými přeměnami energií elektrického a magnetického pole.

Pokud je tedy odpor smyčky nulový, bude naznačený proces pokračovat donekonečna a dostaneme netlumené elektrické oscilace, jejichž perioda bude záviset na hodnotách L a C.

Oscilace vyskytující se v takovém ideálním obvodu (R=0) se nazývají volný, uvolnit nebo vlastní, kmity obrysu s periodou

. (10)

Ve skutečném oscilačním obvodu nelze ohmický odpor R snížit na nulu. Proto v něm budou elektrické oscilace vždy tlumeny, protože část energie bude vynaložena na ohřev vodičů (Joulovo teplo).

Pro realizaci netlumených elektrických oscilací je nutné zajistit automatické podávání energie s frekvencí rovnou frekvenci vlastních kmitů obvodu, tzn. je nutné vytvořit samooscilační systém. Takovým systémem netlumených kmitů je elektronkový generátor.

trubkový generátor

Nejjednodušší obvod elektronkový generátor netlumených elektromagnetických kmitů je na obr. 3. Obr

Skládá se z LC oscilačního obvodu zařazeného do anodového obvodu tříelektrodové výbojky v sérii se zdrojem B A konstantního anodového napětí. Anodová baterie B A je jakoby „zásobníkem“, ze kterého je přiváděna energie do oscilačního obvodu. K cívce L obvodu je indukčně připojena cívka L1, jejíž konce jsou připojeny k mřížce a katodě výbojky. Spojuje provoz lampy s oscilačním procesem v obvodu a nazývá se zpětnovazební cívka.

Tříelektrodová výbojka spolu se zpětnovazební cívkou slouží k zajištění dodávky energie do obvodu v čase s kmity. Nepřetržité oscilace se získávají díky periodickému dobíjení kondenzátoru anodovým proudem lampy procházejícím obvodem. Aby bylo možné provádět periodické dobíjení obvodového kondenzátoru v potřebných časových bodech, musí mít anodový proud pulsující charakter. To je zajištěno odpovídající změnou potenciálu na mřížce výbojky, který se mění se změnou směru vybíjecího proudu v LC obvodu vlivem jevu vzájemné indukce mezi cívkami L a L 1 .

Při záporném náboji na mřížce je lampa "uzamčena", anodový proud skrz lampu nepůjde. Oscilační obvod bude fungovat normální mód. Při kladném nabití mřížky se lampa ''otevře'' a dobije kondenzátor. Proces se pak bude opakovat.

Lampa tedy periodicky dodává energii do obvodu z anodové baterie. Díky tomu se v obvodu vytvářejí netlumené elektrické oscilace.