Výkonný RF generátor na bázi MOSFET tranzistoru. Stabilní pásmový generátor

Trubkové generátory se používají jako zdroje energie pro elektrotermické instalace na frekvencích od 60 kHz do 80 MHz. Aby se zajistilo, že nebudou rušit rádiovou komunikaci, byly přiděleny frekvence: 66 kHz (–10...+12 %); 440 kHz (±2,5 %); 880 kHz (±2,5 %); 1,76 MHz (±2,5 %); 5,28 MHz (±2,5 %); 13,56 MHz (±1 %); 27,12 MHz (±1 %); 40,68 MHz (±1 %); 81,36 MHz (±1 %).

Tento předmětový projekt pokrývá problematiku výpočtu obvodu lampových generátorů pro indukční ohřev, konstrukčního výpočtu obvodových prvků, frekvenční analýzy a konstrukčního vývoje generátorové jednotky.

lampa generátoru

Hlavním prvkem elektronkového generátoru je elektronka generátoru. Anoda generátorové lampy je vyrobena z mědi a je intenzivně chlazena, protože působením anodového napětí (průměrně 5...10 kV) získávají elektrony větší energii a předávají ji anodě.

Katoda lampy je vyrobena z wolframového drátu, který se během provozu zahřeje na přibližně 2300 °C. Při zahřátí z 20 na 2300 °C se odpor wolframu zvýší přibližně 10x. Proto se nedoporučuje zapínat studenou katodu na plné napětí. Poteče velký proud vlákna a elektrodynamické síly mezi vlákny povedou ke zničení katody. Napětí vlákna se obvykle zapíná ve dvou stupních. Nejprve se přivede poloviční napětí a když se vlákno zahřeje, zapne se plné napětí. U generátorových výbojek je to obvykle 10–15 V, proudy vláken jsou desítky a stovky ampér.

Anodový obvod

Anodový obvod generátoru obsahuje tři hlavní prvky: elektronku, oscilační obvod a zdroj anodového napětí. Mohou být zapojeny sériově nebo paralelně.

Na Obr. Obrázek 1 ukazuje dvě možnosti pro sekvenční napájecí obvod podél anody. V prvním z nich je oscilační obvod při vysokém napětí vůči zemi, ve druhém je anodový usměrňovač. Nutnost izolace od země komplikuje výrobu generátoru využívajícího sériový napájecí obvod, proto se obvykle používá paralelní napájecí obvod podél anody (obr. 2). Toto schéma nemá výše uvedené nevýhody, ale je složitější. Dráhy střídavých a stejnosměrných složek anodového proudu jsou odděleny pomocí anodového oddělovacího kondenzátoru C a.p a blokování plynu L a.b. Stejnosměrná složka anodového proudu tedy prochází přes usměrňovač, lampu a blokovací tlumivku anody L a.b.

Rýže. 1. Sériové napájecí obvody podél anody

Střídavá složka prochází lampou, oscilačním obvodem a kondenzátorem pro oddělení anody S a.r Účelem tohoto kondenzátoru je nepropustit stejnosměrnou složku anodového proudu a mít dostatečně nízký odpor pro proměnnou. Význam S a.r je vybrán z podmínky:

,

Kde R e – ekvivalentní odpor oscilačního obvodu.

N
účel L a.b – nepropouštějte střídavou složku anodového proudu do usměrňovače. Vybírá se z poměru:

Obr.2. Anodový paralelní napájecí obvod

Pro další snížení velikosti proměnné složky je usměrňovač bočníkem s kondenzátorem C b (viz obr. 2).

Vysokofrekvenční generátory se používají ke generování oscilací elektrického proudu ve frekvenčním rozsahu od několika desítek kilohertzů do stovek megahertzů. Taková zařízení se vytvářejí pomocí LC oscilačních obvodů nebo křemenných rezonátorů, což jsou prvky pro nastavení frekvence. Pracovní vzory zůstávají stejné. V některých obvodech jsou nahrazeny obvody harmonických kmitů.

HF generátor

Zařízení pro zastavení elektroměru slouží k napájení domácích elektrických spotřebičů. Jeho výstupní napětí je 220 voltů, spotřeba energie je 1 kilowatt. Pokud zařízení používá komponenty s výkonnějšími charakteristikami, lze z něj napájet výkonnější zařízení.

Takové zařízení je zapojeno do domácí zásuvky a dodává energii spotřebitelské zátěži. Schéma elektrického zapojení nepodléhá žádným změnám. Není potřeba připojovat zemnící systém. Elektroměr funguje, ale bere v úvahu přibližně 25 % energie sítě.

Úkolem zastavovacího zařízení je připojit zátěž nikoli k síťovému napájení, ale ke kondenzátoru. Nabití tohoto kondenzátoru se shoduje se sinusoidou síťového napětí. Nabíjení probíhá vysokofrekvenčními impulsy. Proud odebíraný spotřebiteli ze sítě se skládá z vysokofrekvenčních impulsů.

Elektroměry (elektronické) mají převodník, který není citlivý na vysoké frekvence. Spotřeba energie pulzního typu je proto u měřiče zohledněna se zápornou chybou.

Schéma zařízení

Hlavní součásti zařízení: usměrňovač, kapacita, tranzistor. Kondenzátor je zapojen do sériového obvodu s usměrňovačem, když usměrňovač vykonává práci na tranzistoru, nabíjí se v daném čase na velikost napětí v elektrické síti.

Nabíjení se provádí frekvenčními impulsy 2 kHz. Při zátěži a kapacitě se napětí blíží sinusu při 220 voltech. Pro omezení proudu tranzistoru během doby nabíjení kapacity se používá rezistor, zapojený do kaskády spínačů v sériovém obvodu.

Generátor je vyroben na logických prvcích. Vytváří pulsy 2 kHz s amplitudou 5 voltů. Frekvence signálu generátoru je určena vlastnostmi prvků C2-R7. Tyto vlastnosti lze použít ke konfiguraci maximální chyby v účtování spotřeby energie. Tvůrce impulsů je vyroben na tranzistorech T2 a T3. Je určen pro ovládání klávesy T1. Tvůrce impulsů je navržen tak, aby se tranzistor T1 při otevření začal saturovat. Spotřebovává proto málo energie. Tranzistor T1 se také uzavře.

Usměrňovač, transformátor a další prvky tvoří nízkonapěťové napájení obvodu. Tento napájecí zdroj pracuje při 36 V pro čip generátoru.

Nejprve zkontrolujte napájecí zdroj odděleně od nízkonapěťového obvodu. Jednotka musí produkovat proud větší než 2 ampéry a napětí 36 voltů, 5 voltů pro generátor s nízkým výkonem. Dále je nastaven generátor. Chcete-li to provést, vypněte napájecí část. Z generátoru by měly vycházet impulsy o velikosti 5 voltů a frekvenci 2 kilohertz. Pro ladění zvolte kondenzátory C2 a C3.

Při zkoušce musí generátor impulsů produkovat impulsní proud na tranzistoru asi 2 ampéry, jinak tranzistor selže. Chcete-li zkontrolovat tento stav, zapněte bočník s vypnutým napájecím obvodem. Pulzní napětí na bočníku se měří osciloskopem na běžícím generátoru. Na základě výpočtu se vypočítá aktuální hodnota.

Dále zkontrolujte výkonovou část. Obnovte všechny obvody podle schématu. Kondenzátor se vypne a místo zátěže se použije lampa. Při připojování zařízení by mělo být napětí při normálním provozu zařízení 120 voltů. Osciloskop zobrazuje napětí zátěže v pulzech s frekvencí určenou generátorem. Impulzy jsou modulovány sinusovým napětím sítě. Na odporu R6 - usměrněné napěťové impulsy.

Pokud zařízení funguje správně, kapacita C1 se zapne, v důsledku toho se napětí zvýší. S dalším zvětšením velikosti nádoby C1 dosáhne 220 voltů. Během tohoto procesu je třeba sledovat teplotu tranzistoru T1. Při silném zahřívání při nízké zátěži hrozí nebezpečí, že nepřešel do režimu saturace nebo se úplně neuzavřel. Poté je třeba nakonfigurovat vytváření impulsů. V praxi se takové zahřívání nedodržuje.

V důsledku toho je zátěž připojena na její nominální hodnotu a kapacita C1 je určena jako taková, aby vytvořila pro zátěž napětí 220 voltů. Kapacita C1 se volí opatrně, začíná se s malými hodnotami, protože zvýšením kapacity se prudce zvyšuje proud tranzistoru T1. Amplituda proudových impulsů je určena připojením osciloskopu k rezistoru R6 v paralelním obvodu. Pulzní proud se nezvýší nad to, co je povoleno pro konkrétní tranzistor. V případě potřeby je proud omezen zvýšením hodnoty odporu rezistoru R6. Optimálním řešením by byla volba nejmenší kapacitní velikosti kondenzátoru C1.

S těmito rádiovými komponenty je zařízení navrženo na spotřebu 1 kilowatt. Pro zvýšení spotřeby je třeba použít výkonnější výkonové prvky tranzistorového spínače a usměrňovače.

Když jsou spotřebitelé vypnuti, zařízení spotřebovává značnou energii, která je zohledněna měřičem. Proto je lepší toto zařízení vypnout, když je zátěž vypnutá.

Princip činnosti a konstrukce polovodičového RF generátoru

Vysokofrekvenční generátory jsou vyrobeny na široce používaném obvodu. Rozdíly mezi generátory spočívají v obvodu RC emitoru, který nastavuje režim proudu pro tranzistor. Pro generování zpětné vazby v obvodu generátoru je z indukční cívky vytvořen koncový výstup. RF generátory jsou nestabilní kvůli vlivu tranzistoru na oscilace. Vlastnosti tranzistoru se mohou měnit vlivem teplotních výkyvů a rozdílů potenciálů. Výsledná frekvence tedy nezůstává konstantní, ale „pluje“.

Aby tranzistor neovlivňoval frekvenci, je nutné zredukovat spojení oscilačního obvodu s tranzistorem na minimum. Chcete-li to provést, musíte zmenšit velikost nádob. Frekvence je ovlivněna změnami odporu zátěže. Proto musíte mezi zátěž a generátor připojit opakovač. Pro připojení napětí ke generátoru se používají trvalé napájecí zdroje s malými napěťovými impulsy.

Generátory vyrobené podle výše uvedeného obvodu mají maximální charakteristiky a jsou namontovány. V mnoha obvodech oscilátoru je výstupní RF signál odebírán z oscilačního obvodu přes malý kondenzátor, stejně jako z elektrod tranzistoru. Zde je nutné počítat s tím, že pomocná zátěž oscilačního obvodu mění své vlastnosti a frekvenci provozu. Tato vlastnost se často využívá k měření různých fyzikálních veličin a ke kontrole technologických parametrů.

Tento diagram ukazuje upravený vysokofrekvenční oscilátor. Hodnota zpětné vazby a nejlepší podmínky buzení se volí pomocí kapacitních prvků.

Z celkového počtu obvodů generátoru vynikají varianty s rázovým buzením. Fungují tak, že buzení oscilačního obvodu silným impulsem. V důsledku elektronického nárazu se v obvodu vytvoří tlumené oscilace podél sinusové amplitudy. K tomuto útlumu dochází v důsledku ztrát v obvodu harmonických kmitů. Rychlost takových oscilací je vypočítána jakostním faktorem obvodu.

RF výstupní signál bude stabilní, pokud budou mít impulsy vysokou frekvenci. Tento typ generátoru je nejstarší ze všech uvažovaných.

Trubkový RF generátor

Pro získání plazmatu s určitými parametry je nutné přivést požadovanou hodnotu do výkonového výboje. U plazmových zářičů, jejichž činnost je založena na vysokofrekvenčním výboji, se používá napájecí obvod. Schéma je znázorněno na obrázku.

U lamp převádí elektrickou energii stejnosměrného proudu na střídavý proud. Hlavním prvkem činnosti generátoru byla elektronka. V našem schématu se jedná o tetrody GU-92A. Toto zařízení je elektronka se čtyřmi elektrodami: anoda, stínící mřížka, řídicí mřížka, katoda.

Řídicí mřížka, která přijímá vysokofrekvenční signál s nízkou amplitudou, uzavře některé elektrony, když je signál charakterizován zápornou amplitudou, a zvýší proud na anodě, když je signál pozitivní. Stínící mřížka vytváří ohnisko toku elektronů, zvyšuje zisk výbojky a snižuje kapacitu průchodu mezi řídící mřížkou a anodou ve srovnání s 3-elektrodovým systémem stokrát. To snižuje zkreslení výstupní frekvence elektronky při provozu na vysokých frekvencích.

Generátor se skládá z obvodů:

1. Vláknový obvod s nízkonapěťovým zdrojem.
2. Řízení buzení sítě a silového obvodu.
3. Síťový napájecí obvod obrazovky.
4. Anodový obvod.

Mezi anténou a výstupem generátoru je vf transformátor. Je určen k přenosu energie do emitoru z generátoru. Zatížení anténního obvodu se nerovná maximálnímu výkonu odebranému z generátoru. Účinnosti přenosu výkonu z koncového stupně zesilovače do antény lze dosáhnout přizpůsobením. Přizpůsobovacím prvkem je kapacitní dělič v obvodu anodového obvodu.

Transformátor může fungovat jako přizpůsobovací prvek. Jeho přítomnost je nezbytná v různých přizpůsobovacích obvodech, protože bez transformátoru nelze dosáhnout vysokonapěťové izolace.

Pište komentáře, doplnění článku, možná mi něco uniklo. Podívejte se, budu rád, když na mě najdete něco dalšího užitečného.

§ 137. TRUBKOVÝ GENERÁTOR

Použití tříelektrodové lampy v elektronovém zesilovači bylo diskutováno výše. Triody se však hojně používají i v elektronkových generátorech, které slouží k vytváření střídavých proudů různých frekvencí.

Nejjednodušší zapojení elektronkového generátoru je na Obr. 186. Jeho hlavními prvky jsou trioda a oscilační obvod. K napájení vlákna žárovky se používá žárovka BN. Anodový obvod obsahuje anodovou baterii Ba a oscilační obvod sestávající z tlumivky Lk a kondenzátoru Sk. Cívka Lc je součástí mřížkového obvodu a je indukčně spojena s cívkou Lk oscilačního obvodu. Pokud nabijete kondenzátor a poté jej zkratujete na induktor, bude se kondenzátor periodicky vybíjet a nabíjet a v obvodu oscilačního obvodu se objeví tlumené elektrické oscilace proudu a napětí. Tlumení kmitů je způsobeno energetickými ztrátami v obvodu. Pro získání netlumených oscilací střídavého proudu je nutné periodicky přidávat energii do oscilačního obvodu při určité frekvenci pomocí vysokorychlostního zařízení. Takovým zařízením je

Pokud zahřejete katodu lampy a uzavřete anodový obvod, pak se v anodovém obvodu objeví elektrický proud, který nabije kondenzátor C oscilačního obvodu. Kondenzátor, vybíjející se na induktor LK, způsobí tlumené oscilace v obvodu. Střídavý proud procházející cívkou LK indukuje v cívce Lc střídavé napětí, které působí na mřížku lampy a řídí sílu proudu v anodovém obvodu.

Když je na mřížku lampy přivedeno záporné napětí, anodový proud v ní klesá. Když je napětí na mřížce lampy kladné, proud v anodovém obvodu se zvyšuje. Pokud je v tomto okamžiku na horní desce kondenzátoru C oscilačního obvodu záporný náboj, pak anodový proud (tok elektronů) nabije kondenzátor a tím kompenzuje energetické ztráty v obvodu.

Proces snižování a zvyšování proudu v anodovém obvodu lampy I se bude opakovat během každé periody elektrických oscilací v obvodu.

Pokud je při kladném napětí na mřížce lampy horní I deska kondenzátoru Ck nabita kladným nábojem, pak anodový proud (tok elektronů) náboj kondenzátoru nezvyšuje, ale naopak snižuje. to. V této situaci se oscilace v obvodu neudrží, ale budou slábnout. Abyste tomu zabránili, musíte správně připojit konce cívek

Lk a Lc a tím zajistit včasné nabití kondenzátoru. Pokud v generátoru nedochází k oscilacím I, pak je nutné prohodit konce jedné z cívek.

Elektronkový generátor je převodník stejnosměrné energie z anodové baterie na energii střídavého proudu, jejíž frekvence závisí na indukčnosti cívky a kapacitě kondenzátoru, tvořící oscilační obvod. Je snadné pochopit, že tuto transformaci v obvodu generátoru provádí trioda. E. d.s, indukovaný v cívce Lc proudem oscilačního obvodu, periodicky působí na mřížku lampy a řídí anodový proud, který zase dobíjí kondenzátor o určité frekvenci, čímž kompenzuje energetické ztráty v obvodu proces se mnohokrát opakuje během celé provozní doby generátoru

Uvažovaný proces buzení netlumených kmitů v obvodu se nazývá samobuzení generátoru, protože kmity v generátoru se podporují samy.

V roce 1913 vynalezl A. Meissner pozoruhodnou metodu generování spojitých elektrických kmitů pomocí elektronky (§ 53). Obvod 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 připojen ke katodě lampy a druhý konec je připojen k mřížce lampy. Při správné volbě režimu lampy tato instalace po počátečním „zatlačení“ způsobeném uzavřením obvodu vytváří netlumené elektrické oscilace s frekvencí určenou kapacitou a vlastní indukčností obvodu.

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

Samobuzení kmitů 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 se zvyšujícím proudem vzniká při průchodu cívkou obvodu magnetické pole, které v okamžiku svého vzniku indukuje v mřížkové cívce 2 elektromotorickou sílu v takovém směru, že mřížka výbojky získá kladný potenciál vůči katodu. Vzhled kladného potenciálu na mřížce okamžitě zvyšuje proud procházející lampou a cívkou

obrys. To má za následek nové prudké (ještě rychlejší než v prvním okamžiku po uzavření obvodu) nárůst magnetického pole. V mřížkové cívce se opět indukuje elektromotorická síla ve stejném směru jako předtím, ale ještě větší velikosti, úměrné 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 však brzy vede ke „krizi“ a končí. Přeruší se, když v určité fázi nárůstu proudu je rychlost nárůstu proudu nižší než v předchozí fázi. Magnetické pole smyčkové cívky, rostoucí při nižší rychlosti než dříve, dává v mřížkové cívce elektromotorickou sílu stejného směru jako dříve, ale menší velikosti. Potenciál sítě, který zůstane kladný, se sníží, což způsobí pokles proudu a zastaví růst 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 proud skrz ni a změní ji na nevodič. Ve druhé fázi (kratší než první) tedy dochází ke krizovému poklesu potenciálu mřížky, který končí tím, že mřížka obdrží velký záporný potenciál a zablokuje lampu.

Nyní přichází na řadu smyčkový kondenzátor. Lampa je uzamčena a cívka smyčky má uloženou magnetickou energii. Magnetické pole cívky, které mizí, vytváří další proud, který nabíjí kondenzátor. tok elektronů, jejichž cesta přes výbojku je blokována, se soustředí na deskách kondenzátoru připojených ke katodě.

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

V následujícím časovém okamžiku se kondenzátor vybije. Přes smyčkovou cívku proudí elektronový tok zpět k anodě; ačkoli se magnetické pole cívky opět zvětší, její polarita je opačná než předchozí, a proto elektromotorická síla indukovaná v mřížkové cívce má takový směr, že mřížkový potenciál zůstává záporný; lampa zůstane 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 nárůstu 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 nízké a anodový proud je odpovídajícím způsobem nízký. Magnetické pole smyčkové cívky, mizející, žene elektrony k deskám kondenzátoru připojeným k anodě; záhy se tam řítí proud elektronů vycházející z lampy, která začíná fungovat. Okamžitě zde vzniká vysoký negativní potenciál (konec pátého stupně).

V následující, šesté, fázi procesu se se zvýšenou intenzitou opakují jevy, které nastaly v první fázi: ve smyčkové cívce současně protékají vybíjecí proud kondenzátoru a proud procházející lampou.

Rýže. 406. Tříbodový obvod elektronkového oscilačního generátoru

Čím silnější jsou elektrické oscilace v generátoru lampy „samooscilují“, tím pevněji je lampa ve správný okamžik uzamčena vysokým záporným potenciálem mřížky. Ztráta energie při oscilacích je automaticky doplňována energií anodové baterie. Amplituda oscilací je omezena výkonem lampy; Pro zvýšení výkonu je paralelně zapojeno několik lamp.

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

V klasickém Meissnerově obvodu, který jsme zkoumali, jsou napětí aplikovaná na mřížku lampy (v tomto případě prostřednictvím indukční vazby cívek 1 a 2) odebírána 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. tříbodové schéma, 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 je aktivní odpor, kapacita a indukčnost oscilačního obvodu anodového obvodu, zesílení a strmost mřížkové charakteristiky lampy.

K samobuzení kmitů tedy dochází při nižší hodnotě vzájemné zpětnovazební indukčnosti, čím větší je zesílení a transkonduktance výbojky a tím menší jsou všechny parametry oscilačního obvodu: jeho činný odpor, kapacita a indukčnost.

Elektronkové generátory jsou často poháněny dynamy, která poskytují proud pro ohřev lamp a vysoké napětí pro napájení anodových obvodů. Často se používá konvenční střídavý proud: vlákna žhavicích žárovek lze přímo ohřívat střídavým proudem, přičemž k napájení anodových obvodů se získává vysoké napětí pomocí transformátoru a usměrňovače žárovky (kenotron).

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 změnami provozního režimu lampy, používají se tzv. piezoquartzové stabilizátory frekvence.

Malá destička, vhodně vybroušená z křemenného krystalu (§ 23), je umístěna v kondenzátoru K připojeném k mřížce lampy (obr. 407). Elektrické vibrace způsobují nucené mechanické vibrace piezokřemenné desky. Když je frekvence potenciálních kmitů působících na desku blízká vlastní frekvenci mechanických vibrací desky, dochází k rezonančnímu kývání kmitů desky. Oscilační změny tloušťky piezokřemenné desky jsou zase doprovázeny výskytem nábojů na jejích čelech, jejichž změny velikosti a znaménka podporují potenciální kmity na deskách mřížkového kondenzátoru K. Náhodné změny v frekvence elektrických oscilací přiváděných do kondenzátoru K nemají téměř žádný vliv na oscilace potenciálu sítě, které se vyskytují synchronně s vlastními oscilacemi piezokřemenné desky. Tlumení kmitů piezokřemenné desky je velmi malé, úbytek tlumení je menší než jedna desetitisícina.

Ve schématu znázorněném 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 protékají tímto odporem.

Použití piezoquartzových stabilizátorů umožňuje udržovat frekvenci elektronkových oscilátorů konstantní s přesností dílů na milion. Toho se využívá v piezoquartzových hodinách, což jsou elektronkové oscilátory s frekvencí kmitání stabilizovanou piezoquartzem a se zařízením pro automatické počítání počtu vzniklých kmitů. Piezoquartzové hodinky jsou nesrovnatelně přesnější než ty nejlepší chronometry. Měří čas s přesností až Pomocí piezoquartzových hodin byly objeveny a studovány drobné nepravidelnosti v rychlosti denní rotace Země.

Rýže. 407. Elektronkový oscilační generátor s piezoquartzovým stabilizátorem frekvence

Spolu s elektronkovými generátory, které vytvářejí harmonické kmity napětí, se často používají elektronkové generátory napěťových pulzů, které se tvarem ostře liší od sinusových. Takové takzvané relaxační oscilace slouží zejména k řízení svazku elektronů v osciloskopech a televizních trubicích. Napěťové impulsy pilovitého tvaru jsou přiváděny (v televizních trubicích) do cívek, které vytvářejí magnetické pole vychylující paprsek, nebo (u osciloskopů) do kondenzátoru, mezi jehož deskami prochází elektronový paprsek, který umožňuje rovnoměrné vychylování paprsku. paprsek nakreslený na obrazovce v průběhu času.

straight line-beam sweep. Na Obr. 408 znázorňuje obvod elektronkového oscilátoru, který vytváří pilovité napěťové impulsy. Zde jsou dvě triody spojené v jednom kontejneru a jejich mřížky jsou spojeny. Důležité je, že anodový obvod první triody (blokovacího generátoru) je velmi pevně spojen s mřížkovým obvodem přes transformátor, který má železné jádro pro zvýšení vzájemné indukčnosti. 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 mřížkový kondenzátor vybíjí

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

Pokud byl v počátečním okamžiku mřížkový potenciál záporný a blokovací oscilační lampa (levá trioda) byla zablokována, pak když je kondenzátor vybit, prochází lampou rychle rostoucí proud; tento rychlý nárůst proudu je zajištěn tím, že při zvyšování proudu je přes transformátor přiváděno do sítě kladné napětí (při zapínání vinutí transformátoru je třeba zvolit správnou polaritu). Dále je významné, že blokovací generátorová lampa pracuje v režimu, kde velký anodový proud odpovídá velmi velkému úniku elektronů mřížkou; Díky tomuto síťovému proudu se po kladném rázu (křivka 1 na obr. 408) napětí na síti rychle opět stane záporným a blokovací lampa generátoru se opět zablokuje. Napětí na anodě druhé triody (křivka 2 na stejném obrázku) prudce a hluboko klesá pokaždé, když lampou začne procházet proud, protože anodový obvod obsahuje velký odpor (řádu Když je lampa uzamčeno, napětí se obnoví, roste přibližně lineárně a při vyšší rychlosti, čím kratší je časová konstanta anodového obvodu

Všechno to začalo, když jsem před několika lety narazil na lampu 6P45S. Přirozeně jsem okamžitě našel to, co se s tím dalo sestavit, totiž Teslova cívka na rádiové elektronce. Sestavil jsem to, zapnul a fungovalo to s obtížemi. Tuhle lampu jsem ale nakonec stejně pro svou nezkušenost spálil. Ostatně bylo to poprvé v životě, co jsem držel v rukou lampu :) Od té doby jsem jich nasbíral mnoho různých, od jiskřišť až po polovodiče. A tak opět přišel nápad sestavit Teslovou cívku do slušného pouzdra, abych se nestyděl ukázat ji svým přátelům. Jinak je vše na drátech a na drátech. Začal jsem s montáží podle standardního schématu, ale rozhodl jsem se provést nějaké úpravy. Chtěl jsem, aby to fungovalo ve 2 režimech. V režimu 220V a 900V s jističem. Napětí 900V jsem hodlal dosáhnout sestavením násobiče třemi. Na základě schématu, abyste přepnuli režim, musíte současně změnit polohu všech přepínačů.

Zdá se, že kondenzátor C1 je převzatý z magnetofonu. Ale pořád dostával pěstí a já ho nahradil zdravým sovětským ze sluchátka. Žhavící trafo jsem si sám, respektive sekundár, namotal na milimetrový drát. Generátor nastavovací frekvence byl sestaven pomocí časovače NE555. Se čtyřmi generačními režimy a jemným doladěním.

Rozhodl jsem se jej sestavit do pouzdra z ATX zdroje. Ačkoli se mě mnoho lidí snažilo odradit od používání kovového pouzdra, neposlouchal jsem je. Pokud není vysokonapěťové vinutí uzemněno, pouzdro trpí vysokofrekvenčním proudem. Toho se mi podařilo zbavit díky horní propusti. Odbočka z C3 a C4 jde do pouzdra a veškerý RF proud z pouzdra odchází přes tyto kondenzátory.

Obecně jsem začal s montáží... Vykopal jsem otvory pro všechny spínače, regulátory a objímku lampy a začal to strkat do pouzdra.

A pak jsem si uvědomil, že násobilka nesedí. Bez přemýšlení jsem nahradil funkce multiplikátoru a chopperu režimem ionofonu. To schéma trochu zjednodušilo, ale už jsem toto schéma nekreslil, protože jsem ho okamžitě sestavil za chodu :) Ionofon funguje skoro jako přerušovač v katodě, jen „ruší“ hudbou. Tranzistorová sada N-P-N. Markovi to neřeknu přesně - vytrhl jsem to z monitoru počítače, stálo to někde v řádkovém skenování.

Zde je schematický diagram ionofonu. Zde můžete změnit frekvenci generování a pracovní cyklus impulsů.

Několik fotografií procesu montáže Tesla 6p45s. Během montáže jsem provedl „zkušební jízdy“ a pokud to nefungovalo, hledal jsem zárubně. Mimochodem, tady je variabilní kondenzátor z magnetofonu, který neustále prorážel...

Na této fotografii je stejný tranzistor na chladiči vlevo. Pokud můžete, zkuste si přečíst název.

Pár slov o sekundárním (vysokonapěťové vinutí). Používám ho už dlouho, říkal jsem si, že se bude hodit - a stalo se! Zabalené na trubici vyrobené z potravinářské fólie. Průměr asi 3 cm výška 28 cm a přibližně 1500 závitů drátu 0,16 mm. Primární bylo navíjeno 30 závity s kohoutkem z každého 5. Celá Tesla váží asi 2 kg.

Připravené zařízení:

Pár fotek v akci))

S bleskem i bez něj.

No, pár videí demonstrujících fungování generátoru.

Ve videu, kde cívka funguje v režimu ionofonu, ikony na počítači neustále blikají, pokud si všimnete, že na klávesnici ležely nůžky a byla stisknuta tlačítka. Autor návrhu: Denis.

Diskutujte o článku TESLA GENERÁTOR NA LAMPU