Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

Необходимая связь M между катушкой 'контура Lk и катуш­ кой обратной связи Lg устанавливается изменением расстоя­ ния между ними или числа витков Lg. Частота генерируемых колебаний в основном определяется резонансной частотой контура:

2 ^ L k -C k '

Настройка на нужную частоту чаще производится изме­ нением емкости конденсатора Ск.

Из рассмотренного видно, что для возбуждения и нор­ мальной работы автогенератора необходимо обязательное выполнение двух условий самовозбуждения: фазового и ам­ плитудного.

П р е и м у щ е с т в а с х е м ы автогенератора с трансфор­ маторной обратной связью:

а) легко осуществляется плавная регулировка обратной связи;

б) возможно применение последовательного и параллель­ ного питания анодной цепи;

в) коэффициент обратной связи не зависит от частоты. Н е д о с т а т к и с х е м ы :

а) относительная сложность конструкции, обусловленная наличием двух индуктивно связанных катушек;

б) при большой амплитуде колебаний получаются значи­ тельные импульсы сеточного тока. При этом контур автогене­ ратора сильно шунтируется цепью сетки лампы и его доброт­ ность ухудшается;

в) при малой амплитуде колебаний лампа работает в ре­ жиме колебаний первого рода, ее внутреннее сопротивление (Ri) мало и она заметно шунтирует контур.

159

На практике более широко применяют так называемые трехгочечные схемы автогенераторов.

В. Автогенератор с автотрансформаторной обратной связью

Схема автогенератора с автотрансформаторной обратной связью, параллельной схемой анодного питания и последова­ тельной ячейкой автоматического смещения изображена на рис. 4. 16.

Рис. 4. 16. Схема автотрансформаторного трехточечного ав­ тогенератора (индуктивная трехточка).

В данной схеме лампу подключают к контуру в трех точ­ ках со стороны индуктивной ветви. Поэтому такой автогене­ ратор часто называют индуктивной трехточкой.

Катушка контура состоит из двух частей: Lk= L a+ L g. О б ­ ратная связь осуществляется подачей на сетку лампы пере­ менного напряжения ug, снимаемого с части катушки конту­ ра (Lg).

Самовозбуждается этот генератор точно так же, как и ав­ тогенератор с индуктивной связью. Для выполнения фазового условия самовозбуждения —• сдвига фаз между переменными напряжениями на аноде и на сетке лампы на 180° -— вывод от катода к контуру подключен между выводами от анода и сетки лампы. Действительно, как показано на рис. 4. 16, в не­ который момент времени, в результате колебаний в контуре, в катушке его наводится э.д.с. самоиндукции, плюсом свер­ ху, а минусом снизу. Э.д.с. самоиндукции в катушке L a при­ кладывается к аноду и является переменным анодным напря­ жением и а, а э .д .с . самоиндукции в катушке L g — к сетке »: является напряжением обратной связи. В результате перемен­ ное напряжение на аноде в данный момент положительно, а

160

на сетке — отрицательно. В следующий полупериод поляр­ ность напряжения изменится, причем напряжения на аноде и сетке сохранятся в противофазе. Коэффициент обратной связи

Амплитудное условие самовозбуждения осуществляется перемещением катодного щупа по виткам катушки Lk. При выполнении обоих условий самовозбуждения автогенератор возбуждается и генерирует колебание с частотой

2 * K ( L k + L g) .C k ■

В автогенераторе с автотрансформаторной обратной свя­

резонансное сопротивление меньше, что ведет к уменьшению мощности генерируемых колебаний;

б) даже при параллельной схеме анодного питания нельзя заземлять роторные пластины конденсатора контура С к, так как при этом часть катушки контура Lg закорачивается и не возникает напряжение обратной связи.

Схема с автотрансформаторной обратной связью в конст­ руктивном отношении проще схемы с индуктивной обратной связью, поэтому она более широко используется.

Г. Автогенератор с емкостной обратной связью

Схема автогенератора с емкостной обратной связью, па­ раллельной схемой анодного питания и параллельной ячей­

Обратная связь осуществляется подачей на сетку лампы переменного напряжения, снимаемого с конденсатора C g кон-

Рис. 4. 17. Схема емкостного трехточечного автогенератора.

тура. Самовозбуждается автогенератор также за счет изме­ нения напряжения в момент включения источника Е а и флук­ туаций анодного тока.

Для выполнения фазового условия самовозбуждения вы­ вод от катода к контуру подключен между выводами анода и сетки лампы. Из рис. 4.16 видно, что фазовое условие само­ возбуждения генератора выполнено, так как напряжение на сетке противофазно напряжению на аноде. Действительно, в некоторый момент времени в результате колебаний в контуре конденсаторы его C g «H С а оказываются заряженными (плюс на верхних обкладках, минус — на нижних). Напряжение с С а подается на анод и является поэтому переменным анодным напряжением, а напряжение с C g — на сетку и является на­ пряжением обратной связи. В результате переменное напря­ жение на аноде в данный момент положительно, а на сетке — отрицательно. В следующий полупериод полярность напря­ жений на конденсаторах изменится на обратную, но напря­ жения на аноде и сетке останутся в противофазе.

162

Коэффициент обратной связи

Второе условие самовозбуждения выполняется подбором соотношения между величинами емкостей конденсатора С а и Cg. Так как для нормальной работы автогенератора коэффи­ циент обратной связи должен быть 0,1 -^-0,3, то С а=(0,1-т- -r-0,3)Cg. При выполнении обоих условий самовозбуждения автогенератор возбуждается и генерирует колебания с часто­ той

При настройке генератора на заданную частоту нельзя из­ менять емкость конденсаторов С а и C g, так как изменяется и коэффициент обратной связи, и режим автогенератора. Поэто­ му очень часто в контур включают конденсатор переменной емкости С к параллельно катушке контура, как показано на рис. 4. 18.

Рис. 4. 18. Контур с дополнительным кон­ денсатором.

В автогенераторе с емкостной обратной связью ячейка автосмещения может быть только параллельной, так как кон­ денсатор Cg при последовательной схеме не пропустит посто­ янную составляющую сеточного тока.

Д о с т о и н с т в а автогенератора с емкостной обратной связью:

—простота конструкции;

—устойчивость работы.

Недостатки те же, что и в автогенераторе с автотрансфор­ маторной обратной связью.

Д . Общее правило составления схем трехточечных автогенераторов

Вычертим эквивалентные схемы индуктивной и емкостной трехточек для переменной составляющей анодного тока (рис. 4. 19, 4. 20).

Из рис. 4.20 видно, что если между анодом и сеткой ге­ нераторной, лампы включена емкость, то между анодом и ка­ тодом, а также между сеткой и катодом включены индуктив­ ности.

Рис. 4. 20. Упрощенные эквивалентные схемы трехточек: а — индуктивной; б — емкостной.

164

Из рис. 4.206 видно, что если между анодом и сеткой ге­ нераторной лампы включена индуктивность, то между ано­ дом и катодом, а также между сеткой и катодом должны быть включены емкости.

Отсюда общее правило составления трехточечных схем автогенераторов: реактивность, включенная между анодом и сеткой, должна иметь характер, противоположный реактив­ ностям, включенным между анодом и катодом, а также меж­ ду сеткой и катодом генераторной лампы.

В этом случае будет осуществлено фазовое условие само­ возбуждения трехточечного автогенератора.

Для выполнения амплитудного условия самовозбуждения необходимо подобрать соотношение между реактивностями одного знака так, чтобы оно составляло 0,14- 0,3.

В рассмотренных нами простейших трехточечных автогене­ раторах реактивностями контура являются конденсатор и ка­ тушка индуктивности. В более сложных трехточечных авто­ генераторах роль реактивностей выполняют колебательные контуры и междуэлектронные емкости ламп. Такие автогене­ раторы используются чаще в диапазоне метровых и децимет­ ровых волн.

§4. 7. Генераторы ударного возбуждения

А.Понятие об ударном возбуждении контура

Упрощенная схема, поясняющая работу генератора с ударным возбуждением контура, приведена на рис. 4.21 а. При замкнутом ключе К через сопротивление R и катушку индуктивности L протекает постоянный ток. Активное сопро­ тивление катушки индуктивности RL мало, поэтому постоян­ ный ток Іо создает на ней незначительное падение напряже­ ния. Конденсатор контура С практически разряжен. Если ра­ зомкнуть ключ К, то путь тока источника напряжения Е а обо­ рвется. Однако ток в катушке L мгновенно исчезнуть не мо­ жет. Между концами катушки возникает электродвижущая си­ ла самоиндукции E L , поддерживающая в катушке в первый момент времени после размыкания ключа прежнюю величину тока ІоЭтот ток теперь пройдет через конденсатор контура С , заряжая его верхнюю обкладку по отношению к нижней — за­ земленной обкладке — отрицательно. По мере заряда кон­ денсатора напряжение на нем повышается, а ток заряда убы­ вает. Когда ток в контуре упадает до нуля, напряжение на

165