Генератори з електронним зв’язком

ГЕНЕРАТОРИ З ЕЛЕКТРОННОЇ ЗВ'ЯЗКОМ

Радіофронт 1935 №4

За останні два роки в США набули великого поширення генератори з так званої електронним зв'язком. Ці генератори спочатку призначалися для стабілізації частоти передавачів, але в даний час проникли майже в усі галузі радіотехніки. Завдяки високій стійкості частоти, вони з успіхом застосовуються всюди там, де необхідний стабільний генератор. У порівнянні з кварцовим генератори з електронним зв'язком володіють тією величезною перевагою, що можуть працювати на будь-якій частоті в широкому безперервному діапазоні частот, який визначається параметрами їх коливальних контурів, в той час як кварц працює тільки на єдиній (або в кращому випадку - на кількох), певної для даної пластинки, частоті. Крім того при стабілізації передавачів кварцом, зважаючи на незначну потужності кварцового генератора і труднощі працювати з кварцом на хвилях нижче 80 м, передавачі доводиться робити багатокаскадного, що значно підвищує їх вартість і ускладнює управління, особливо при переході з однієї хвилі на іншу.

Доу була розроблена схема, частота якої вільна від впливу наступних каскадів (рис. 1). У цій схемі є лампа з двома анодами: зовнішній суцільний анод A2 і внутрішній анод A1 з отворами. Якщо відкинути подумки зовнішній анод, то отримаємо схему Колпітца. При генеруванні коливань деякі електрони будуть пролітати крізь анод A1 і досягати анода A2. В результаті в ланцюзі зовнішнього анода протікатиме пульсуючий струм, який створить пульсує напруга на опорі включеному в ланцюг A2, це напруга може бути передано на сітку наступного каскаду. Тут збудник з опір Z пов'язані потоком електронів, що пролітають в проміжку між анодами A1 і A2. Інакше кажучи, зв'язок між збудником і навантаженням обумовлена ​​тим, що існує залежність між силами струму в ланцюгах обох анодів A1 і A2.

Опір Z має мати величину, близьку до внутрішнього опору лампи за зовнішнім анода, так як Z знаходиться в ланцюзі зовнішнього анода. Як Z може бути взятий коливальний контур, налаштований на основну частоту або гармоніку генератора, В цьому випадку Z виділяє з пульсуючого струму зовнішнього анода доданків тієї частоти, на яку воно налаштоване, і на затискачах Z отримуємо змінну напругу цієї частоти. Як Z можна взяти також або самоіндукції, або омічний опір. Тоді вже налаштовуються і виділяють певну частоту ланцюга, пов'язані з генератором. Практично схему рис. 1 можна виконати зі звичайною екранованої лампою, причому її екрануюча сітка буде служити в якості анода A1. Недоліком схеми рис. 1 є зв'язок генератора з опором Z через междуелектродного ємність лампи (між анодами A1 і A2). Ця ємність однак може бути нейтралізована шляхом додавання до схеми рис. 1 нейтродінного конденсатора як показано на рис. 2.

При виконанні нейтралізації, напруга повідомляється анода A2 через междуелектродного ємність A1-A2, має дорівнювати за величиною і протилежно по напрямку (зрушено по фазі на 180 °) напруга, що підводиться до A2 через нейтродінную ємність CN. Математично умова нейтралізації має вигляд:

де CA - междуелектродного ємність між A1 і A2, С1 - сіткова секція ємності коливального контуру генератора і С2 - анодная секція. Практично нейтралізація проводиться так: знімаємо анодна напруга з зовнішнього анода A2, включаємо послідовно з контуром LC теплової міліамперметр і обертанням ручки CN добиваємося, щоб прилад показав нуль, при цьому висока частота в ланцюзі анода A2 йде через ємність С5. Замість нейтралізації можна застосовувати лампу з додатковою екранує сіткою Е між анодами A1 і A2 (рис. 3).

СХЕМИ З екранувати лампи

Розглянуті вище схеми (рис. 2 і 3) мають істотні недоліки. Схема рис. 2 вимагає нейтралізації досить кропіткої підгонкою CN.

Схема рис. 3 вимагає застосування спеціальної, мало поширеної п'ятиелектродної генераторної лампи. Для усунення зазначених недоліків Доу були розроблені нові схеми рис. 5, 6, 7 і 8. Ці схеми мають ту характерною особливістю, що внутрішній анод одночасно є електростатичний екран, граючи роль екрануючої сітки схеми рис. 3. Таким чином ці схеми працюють зі звичайною четирёхелектродной екранованої лампою. Це досягається тим, що внутрішній анод по відношенню до струмів високої частоти має нульове напруга, так як він з'єднаний через конденсатор досить великої ємності С5 з землею. При цьому звичайно нитка лампи не повинна бути заземлена, так як для високої частоти між внутрішнім анодом і ниткою існувало б коротке замикання. Екрануюча сітка схеми рис. 5 виконує також функції внутрішнього анода. Ізоляція нитки від землі для радіочастот виконана досить оригінально. Котушка коливального контуру генератора L1 намотана з мідної трубки, усередині якої і пропущений один провід напруження. Другим проводом напруження є сама трубка. Конденсатор С3 шунтирует нитка розжарення. Вихідний контур L2С2 приєднаний за схемою паралельного харчування. Незалежність частоти генератора від навантаження буде тим більше, чим меншою ємності узятий конденсатор зв'язку С6, але при цьому звичайно зменшується вихідна потужність.

Мал. 6 являє собою генератор за схемою Колпітца. Ізоляція нитки досягається за допомогою дроселів ДР1 і Др2, включених в ланцюг напруження. Ця схема була застосована в якості генератора, що задає в трёхкаскадном 500-ватних передавачі. Випробування її показали, що зміна частоти при зміні загального анодного напруги на 20% становило всього 0,001% (35 Гц при 3500 кГц робочої частоти), а зміна частоти при обертанні через область резонансу конденсатора С2 було 0,004%, конденсатора першого підсилювача 0,001% і конденсатора другого підсилювача - 0,0005%. Зміна частоти від нагрівання і охолоджування лампи при роботі ключем становило 0,0002%.

На рис, 7 зображена схема Доу в тому вигляді, в якому вона зазвичай застосовується в аматорських передавачах середньої потужності. Як видно, схеми рис. 6 і 7 мають накальную дроселі. При потужних лампах і частотах нижче 4000-5000 кГц ці дроселі виходять досить громіздкими. У схемі рис. 7 їх можна уникнути, якщо розподілена ємність між обмотками трансформатора Тр буде досить мала. Практично схема вже добре працює, якщо первинна і вторинна обмотки трансформатора намотані на різних стрижнях його сердечника. Найбільш хороша ізоляція катода виходить при застосуванні екранованої лампи з підігрівом, як показано на рис. 8. У такому вигляді схема Доу набула великого поширення в малопотужних передавачах, приймачах і хвилеміри.

До достоїнств генераторів з електронним зв'язком слід віднести їх властивість давати порівняно велику вихідну коливальну потужність при роботі на гармоніках. Так наприклад, генератор, зібраний за схемою рис. 7, на лампі з граничним розсіюванням на аноді 75 W дав у вихідному контурі L2C2 колебательную потужність 85 W при основний хвилі, 62W - при роботі на другій гармоніці, 51 W - на третій і 32 W - на четвертій. Як видно, падіння потужності при збільшенні номера гармоніки невелика. Ця особливість - наявність сильних гармонік - може бути використана в лампових хвилеміри.

Г. Єгоров (U9AD) і Б. Хитров (U9AF)