Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [68] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

с электронной связью, в котором вторая сетка по высокой частоте заземлена. Благодаря этому исключается необходимость нейтрализации при использовании тетродов (см. § 6-2е).

Схемы автогенераторов с использованием последовательного резонанса кварцев. В этих схемах кварц включается последовательно в цепь обратной связи. Если сопротивления, стоящие в цепи обратной связи вместе с кварцем, чисто активные, будут иметь место автоколебания с частотой, при которой реактивное сопротивление кварца равно нулю, а его активное сопротивление минимально (см. рис. 6-21). Коэффициент усиления на такой частоте максимален. Частота колебаний будет точно равна /р только при условии, что общий фазовый сдвиг в схеме составляет 360°.

Большинство схем с использованием последовательного резонанса кварца требует большего числа деталей, чем схемы с параллельным резонансом кварца. Они требуют также настройки других колебательных контуров и не допускают заземления электродов кварца. На рис 6-26 приводятся две схемы автогенераторов с последовательным резонансом кварца. В обеих этих схемах кварц служит частотным фильтром в цепи обратной связи между двумя лампами.

В схеме, показанной на рис. 6-26, б, кварц может работать на нечетных обертонах механических колебаний. На анодном контуре усилителя гармоник выделяется напряжение с частотой того или иного обертона колебаний кварца. Работа кварца на обертонах становится возможной благодаря включению параллельно кварцу катушки индуктивности, образующей с емкостью кварцедержа-теля С0 параллельный контур с резонансной частотой, несколько ниже частоты обертона.

Сопротивления остальных последовательных элементов цепи обратной связи должны быть малыми Это позволяет полуинть максимальную стабильность частоты. Паразитные емкости смещают частоту автоколебаний в сторону от частоты fp последовательного резонанса кварца и уменьшают коэффициент усиления в схеме. Поэтому паразитные емкости должны быть по возможности малыми.

Мостовые схемы с кварцем. Наибольшая стабильность частоты достигается в мостовых схемах кварцевых генераторов, в которых кварц образует одно из плеч емкостного

моста или моста с активными сопротивлениями плеч. Схемы таких мостов приведены на рис. 6-27. Мостовая схема, изображенная на рис. 6-27, а, дает весьма высокую стабильность частоты и применяется в основном в стандартах на частоты ниже 1 Мгц. Мостовые схемы с ак-


Рис. 6-25. Схемы автогенераторов с использованием параллельного резонанса кварца.

а - схема Пирса, о - измененная схема Пирса; в - двухконтурный автогенератор, г -- кварцевый автогенератор с электронной связью.



использованием кварца.

последовательного

Рис. 6-26. Схемы автогенераторов

резонанса , ,

а - автогенератор с включением кварца в цепь обратной связи, б - гар мониковый автогенератор с включением кварца в цепь обратной связи.

тивиыми сопротивлениями плеч применяются главным образом на более низких частотах из-за трудностей балансировки паразитных емкостей. Мосте активными сопротивлениями плеч позволяет получить более высокую стабильность частоты, если водном нзплеч моста используется элемент с нелинейным сопротивлением, чувствительный к малым изменениям амплитуды автоколебаний и автоматически поддерживающий ее постоянной.



Емкостный мост может быть использован на частотах порядка 200 Мгц. В схемах емкостного моста параллельная емкость С0 кварце-держателя уравновешивается другими емкостями моста. Для обеспечения необходимой фазы сигнала обратной связи мост в целом балансируется при частоте, очень близкой к частоте f„ последовательного резонанса кварца.


рас тающего влияния индуктивности вывода катода (см. § 7-4з).

3. Влияние междуэлектродных емкостей. Минимальные значения емкости контура генератора определяются междуэлектродными емкостями лампы. На сверхвысоких частотах величина индуктивности


Рис. 6-27. Мостовые схемы с кварцем. а - кварц в мостовой схеме из активных сопротивлений; б - кварц в мостовой схеме из конденсаторов.

6-4д. Кварцевая стабилизация сверхвысоких частот. Вследствие чрезвычайно малой толщины пластинок кварца на частотах выше 20 Мгц обычно используются обертоны механических колебаний кварцев.

В схемах с параллельным резонансом кварц должен иметь индуктивное сопротивление. Это соответственно требует очень высоких доброт-ностей кварца при работе на обертонах. Поэтому схемы генераторов с параллельным резонансом кварца используются преимущественно на частотах ниже 20 Мгц при работе кварца как на основном тоне, так и на обертонах.

Схемы генераторов, использующих последовательный резонанс кварца, удовлетворительно работают на обертонах до 100 Мгц и выше. Предел рабочих частот определяется параллельными емкостями. Схемы с емкостными мостами применяются при работе на частотах выше 200 Мгц.

6-5. АВТОГЕНЕРАТОРЫ МЕТРОВЫХ И ДЕЦИМЕТРОВЫХ ВОЛН

При расчете генераторов на рабочие частоты выше 100 Мгц необходимо принимать во внимание целый ряд специфических явлений.

6-5а. Ограничения, связанные с работой ламп на сверхвысоких частотах. На частотах выше 100 Мгц работа ламп в автогенераторах или усилителях становится менее эффективной. Это связано с рядом причин, из которых наибо./ лее важны следующие:

1. Уменьшение входногосоп-ротивления лампы вследствие пролетного времени электронов (см. § 7-4з).

2. Увеличение нагрузки на возбудитель вследствие в о з -

требующаяся по условия м резонанса, становится весьма малой. Для осуществления резонанса с монтажными емкостями и междуэлектродными емкостями лампы (см. § 20-1) вместо сосредоточенных индуктивностей применяются отрезки длинных линий.

4. Влияние индуктивностей выводов. Минимальное значение индуктивности в схеме определяется индуктивностями выводов электродов лампы. Эти индуктивности вместе с междуэлектродными емкостями лампы определяют максимальную рабочую частоту лампы.

5. Искажение формы тока вследствие конечного времени пролета электронов в лампе. Когда рабочая частота автогенератора и усилителя достаточно высока, время пролета электронов от катода к аноду составляет заметную долю периода колебаний. В этом случае форма импульса анодного тока отличается от той, какая наблюдалась бы при более низких частотах (см. § 4-46). Изменение формы импульса анодного тока связано с тем, что скорости электронов за время импульса тока различны вследствие переменного напряжения на аноде. В импульсе, измененной формы уменьшается амплитуда -основной составляющей тока. В связи с этим уменьшается полезная мощность генератора.

6. Увеличение рассеяния на аноде вследствие конечного времени пролета электронов. Напряжение эквивалентного генератора -f*"c.K в анодной цепи сдвигается по фазе относительно «с.к больше, чем иа 180°. Величина дополнительного сдвига вследствие конечного времени пролета электронов равна:

6 = <лт [рад\, (6-39)



где ш - частота автоколебаний, рад/сек;

х - время пролета электронов от катода к аноду, сек.

На частотах выше 100 Мгц этот дополнительный фазовый сдвиг вызывает заметное изменение анодного тока и увеличение мощности рассеяния на аноде лампы. Из рис. 6-5 видно, что дополнительный фазовый угол между исж и - (iuc.K в генераторах I типа оказывает иное действие, чем в генераторах II типа. В генераторе I типа анодный ток и рассеяние на аноде уменьшаются с увеличением фазового сдвига.


применение их на частотах выше 100 Мгц. Резонатор типа «бабочка» представляет собой видоизменение диапазонного колебательного контура. Он используется в маломощных генераторах на частотах порядка 100-1 000 Мгц. Преимуществами такого резонатора перед контурами с сосредоточенными LC являются значительно меньшие индуктивности и меньшие потери на этих частотах. Резонатор типа «бабочка» изображен на рис. 6-28, а, а его эквивалентная схема приведена на рис. 6-28, б. Две секции роторных и статорных пластин образуют два последова-

Сечение па Я-А



Рис. 6-28. Резонатор типа «бабочка». а - конструкция резонатора; б - эквивалентная схема резонатора.

В генераторах II типа анодный ток и рассеяние на аноде увеличиваются как от увеличения, так и от уменьшения дополнительного фазового сдвига, связанного с конечным временем пролета электронов. По этой причине генераторы I типа на высоких частотах более предпочтительны.

7. Увеличение внутренних потерь в лампе. Поверхностный эффект вызывает уменьшение глубины проникновения токов в выводах и электродах лампы, вследствие чего увеличиваются джоулевы потери в элементах лампы. На сверхвысоких частотах ухудшаются диэлектрические свойства баллона лампы и других изоляторов. Диэлектрические потери в них также увеличиваются.

Уменьшение междуэлектродных промежутков в лампе уменьшает время пролета электронов и тем самым расширяет диапазон используемых частот. Но при малых промежутках затрудняется охлаждение лампы, что приводит к уменьшению допустимой мощности рассеяния на аноде. Для повышения предела рабочих частот триодов и тетродов изменяют конструкцию электродов, разносят их для уменьшения междуэлектродных емкостей, выводы электродов выполняют в виде толстых стержней, широких лент, цилиндров или колец для уменьшения индуктивности выводов и лучшего сочленения их с колебательным контуром. На сверхвысоких частотах практически удобна схема генератора на триоде с емкостной обратной связью (см. § 6-2д). Индуктивность катодного вывода в этой схеме не является частью контура. Поэтому мощность возбуждения уменьшается и исключается влияние индуктивности катодного вывода на величину обратной связи.

6-56. Автогенератор с резонатором типа (бабочка». Увеличивающиеся потери в контактах токосъемников переменных конденсаторов и большие самоиндукции колебательных контуров с сосредоточенными постоянными ограничивают

тельных конденсатора переменной емкости. Параллельно им включены две индуктивности. Индуктивности образованы внешними кольцами, поддерживающими верхнюю и нижнюю ста-торные пластины. Когда емкость контура уменьшают, роторные пластины выводят из статорных и создается экран, вихревые токи которого уменьшают магнитное поле колец индуктивности. Поэтому одновременно уменьшается индуктивность контура. Максимальное сопротивление резонатор имеет в точках 1 и 2. Когда роторные пластины либо полностью введены, либо полностью выведены, точки а я а оказываются под нулевым напряжением высокой частоты. Схема использования резонатора типа «бабочка» в генераторе с емкостной обратной связью приведена на рис. 6-29.


Рис. 6-29. Резонатор типа «бабочка» в схеме с емкостной обратной связью.

6-5в. Автогенераторы с отрезками двухпроводных линий. На частотах 100-1 000 Мгц часто применяются схемы с отрезками двухпроводных линий (см. § 20-26). Эти генераторы удобны для получения весьма мощных колебаний. Типовые схемы приведены на рис. 6-30. На рис. 6-30, а показано, что короткое замыкание по высокой частоте осуществляется с помощью перемещающегося шунтирующего конденсатора. Короткозамкнутые линии должны иметь электрическую длину, несколько меньшую нечетного числа четвертей рабочей волны. Длина линии, близкая к А/4, выбирается так,



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 [68] 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0058