Potente generador de RF basado en un transistor MOSFET. Generador de banda estable

Los generadores de tubos se utilizan como fuente de energía para instalaciones electrotérmicas en frecuencias de 60 kHz a 80 MHz. Para garantizar que no interfieran con las comunicaciones por radio, se han asignado frecuencias: 66 kHz (–10...+12%); 440 kHz (±2,5%); 880 kHz (±2,5%); 1,76MHz (±2,5%); 5,28MHz (±2,5%); 13,56MHz (±1%); 27,12MHz (±1%); 40,68MHz (±1%); 81,36MHz (±1%).

Este proyecto de curso cubre las cuestiones de cálculo del circuito de generadores de lámparas para calentamiento por inducción, cálculo estructural de elementos del circuito, análisis de frecuencia y desarrollo del diseño de la unidad generadora.

lámpara generadora

El elemento principal de un generador de tubos es el tubo del generador. El ánodo de la lámpara del generador está hecho de cobre y se enfría intensamente, ya que bajo la acción del voltaje del ánodo (promedia 5...10 kV), los electrones adquieren más energía y la entregan al ánodo.

El cátodo de la lámpara está hecho de alambre de tungsteno, que durante el funcionamiento se calienta hasta aproximadamente 2300 °C. Cuando se calienta de 20 a 2300 °C, la resistencia del tungsteno aumenta aproximadamente 10 veces. Por lo tanto, no se recomienda encender el cátodo frío a plena tensión. Fluirá una gran corriente de filamento y las fuerzas electrodinámicas entre los filamentos provocarán la destrucción del cátodo. La tensión del filamento suele conectarse en dos etapas. Primero, se aplica la mitad del voltaje y, cuando el filamento se calienta, se enciende el voltaje máximo. Para las lámparas generadoras suele ser de 10 a 15 V, las corrientes de filamento son de decenas y cientos de amperios.

circuito de ánodo

El circuito anódico del generador contiene tres elementos principales: un tubo de vacío, un circuito oscilatorio y una fuente de voltaje anódico. Se pueden conectar en serie o en paralelo.

En la figura. La Figura 1 muestra dos opciones para un circuito de suministro de energía secuencial a lo largo del ánodo. En el primero de ellos hay un circuito oscilatorio de alto voltaje con respecto al suelo, en el segundo hay un rectificador de ánodo. La necesidad de aislamiento del suelo complica la fabricación de un generador utilizando un circuito de alimentación en serie, por lo que generalmente se utiliza un circuito de alimentación en paralelo a lo largo del ánodo (Fig. 2). Este esquema no tiene las desventajas anteriores, pero es más complejo. Los caminos de las componentes alterna y directa de la corriente anódica se separan mediante un condensador de desacoplamiento de ánodo. do a.p y bloqueo del acelerador l ab Por lo tanto, el componente CC de la corriente del ánodo pasa a través del rectificador, la lámpara y el estrangulador de bloqueo del ánodo. l ab

Arroz. 1. Circuitos de alimentación en serie a lo largo del ánodo.

El componente alterno pasa por la lámpara, el circuito oscilante y el condensador de desacoplamiento del ánodo. CON a.r. El objetivo de este condensador es no dejar pasar la componente directa de la corriente del ánodo y tener una resistencia suficientemente baja para la variable. Significado CON a.r se selecciona de la condición:

,

Dónde R e – resistencia equivalente del circuito oscilatorio.

norte
objetivo l ab – no pasar la componente alterna de la corriente del ánodo al rectificador. Se selecciona de la proporción:

Fig.2. Circuito de suministro de ánodo paralelo

Para reducir aún más la magnitud del componente variable, el rectificador se deriva con un condensador. do b (ver figura 2).

Los generadores de alta frecuencia se utilizan para generar oscilaciones de corriente eléctrica en el rango de frecuencia desde varias decenas de kilohercios hasta cientos de megahercios. Estos dispositivos se crean utilizando circuitos de oscilación LC o resonadores de cuarzo, que son elementos para ajustar la frecuencia. Los patrones de trabajo siguen siendo los mismos. En algunos circuitos se reemplazan los circuitos de oscilación armónica.

generador de alta frecuencia

El dispositivo para detener el contador de energía eléctrica se utiliza para alimentar electrodomésticos. Su voltaje de salida es de 220 voltios, el consumo de energía es de 1 kilovatio. Si el dispositivo utiliza componentes con características más potentes, entonces se pueden alimentar dispositivos más potentes.

Un dispositivo de este tipo se enchufa a una toma de corriente doméstica y suministra energía a la carga del consumidor. El diagrama de cableado eléctrico no está sujeto a cambios. No es necesario conectar el sistema de puesta a tierra. El contador funciona, pero tiene en cuenta aproximadamente el 25% de la energía de la red.

La acción del dispositivo de parada es conectar la carga no a la red eléctrica, sino al condensador. La carga de este condensador coincide con la sinusoide de la tensión de la red. La carga se produce en pulsos de alta frecuencia. La corriente consumida por los consumidores de la red consiste en pulsos de alta frecuencia.

Los medidores (electrónicos) tienen un convertidor que no es sensible a las altas frecuencias. Por lo tanto, el medidor tiene en cuenta el consumo de energía del tipo pulso con un error negativo.

Diagrama del dispositivo

Los componentes principales del dispositivo: rectificador, capacitancia, transistor. El condensador está conectado en un circuito en serie con un rectificador, cuando el rectificador realiza trabajo en el transistor, se carga en un momento dado al tamaño del voltaje de la línea eléctrica.

La carga se realiza mediante pulsos de frecuencia de 2 kHz. En carga y capacitancia, el voltaje es cercano al seno a 220 voltios. Para limitar la corriente del transistor durante el período de carga de la capacitancia, se utiliza una resistencia conectada a la cascada del interruptor en un circuito en serie.

El generador está hecho sobre elementos lógicos. Produce pulsos de 2 kHz con una amplitud de 5 voltios. La frecuencia de la señal del generador está determinada por las propiedades de los elementos C2-R7. Estas propiedades se pueden utilizar para configurar el error máximo en la contabilidad del consumo de energía. El creador de impulsos se fabrica en los transistores T2 y T3. Está diseñado para controlar la tecla T1. El creador de impulsos está diseñado para que el transistor T1 comience a saturarse cuando esté abierto. Por tanto, consume poca energía. El transistor T1 también se cierra.

El rectificador, el transformador y otros elementos crean la fuente de alimentación del lado bajo del circuito. Esta fuente de alimentación funciona a 36 V para el chip generador.

Primero, verifique la fuente de alimentación por separado del circuito de bajo voltaje. La unidad debe producir una corriente mayor a 2 amperios y un voltaje de 36 voltios, 5 voltios para un generador de baja potencia. A continuación, se configura el generador. Para hacer esto, apague la sección de energía. Del generador deben salir pulsos de 5 voltios y una frecuencia de 2 kilohercios. Para sintonizar, seleccione los condensadores C2 y C3.

Cuando se prueba, el generador de impulsos debe producir una corriente de impulso en el transistor de aproximadamente 2 amperios; de lo contrario, el transistor fallará. Para verificar esta condición, encienda la derivación con el circuito de alimentación apagado. El voltaje del pulso en la derivación se mide con un osciloscopio en un generador en funcionamiento. Según el cálculo, se calcula el valor actual.

A continuación, verifique la parte de potencia. Restaure todos los circuitos según el diagrama. El condensador se apaga y se utiliza una lámpara en lugar de la carga. Al conectar el dispositivo, el voltaje durante el funcionamiento normal del dispositivo debe ser de 120 voltios. El osciloscopio muestra el voltaje de carga en pulsos con una frecuencia determinada por el generador. Los pulsos son modulados por la tensión sinusoidal de la red. En la resistencia R6 - pulsos de voltaje rectificados.

Si el dispositivo funciona correctamente, el condensador C1 se activa y, como resultado, el voltaje aumenta. Con un mayor aumento en el tamaño del contenedor C1 se alcanzan los 220 voltios. Durante este proceso, es necesario controlar la temperatura del transistor T1. Al calentar mucho con poca carga, existe el peligro de que no haya entrado en modo de saturación o no se haya cerrado del todo. Entonces necesitas configurar la creación de impulsos. En la práctica, no se observa dicho calentamiento.

Como resultado, la carga se conecta a su valor nominal y se determina que la capacitancia C1 tiene un valor tal que crea un voltaje de 220 voltios para la carga. La capacitancia C1 se elige con cuidado, comenzando con valores pequeños, porque al aumentar la capacitancia aumenta bruscamente la corriente del transistor T1. La amplitud de los pulsos de corriente se determina conectando el osciloscopio a la resistencia R6 en un circuito paralelo. La corriente de pulso no superará lo permitido para un transistor en particular. Si es necesario, la corriente se limita aumentando el valor de resistencia de la resistencia R6. La solución óptima sería elegir el tamaño de capacitancia más pequeño del capacitor C1.

Con estos componentes de radio, el dispositivo está diseñado para consumir 1 kilovatio. Para aumentar el consumo de energía, es necesario utilizar elementos de potencia más potentes del interruptor de transistor y del rectificador.

Cuando los consumidores están apagados, el dispositivo consume una cantidad considerable de energía, que el medidor tiene en cuenta. Por lo tanto, es mejor apagar este dispositivo cuando la carga esté apagada.

Principio de funcionamiento y diseño de un generador de RF semiconductor.

Los generadores de alta frecuencia se fabrican en un circuito ampliamente utilizado. Las diferencias entre los generadores radican en el circuito emisor RC, que establece el modo actual para el transistor. Para generar retroalimentación en el circuito del generador, se crea una salida terminal a partir de la bobina inductiva. Los generadores de RF son inestables debido a la influencia del transistor en las oscilaciones. Las propiedades del transistor pueden cambiar debido a fluctuaciones de temperatura y diferencias de potencial. Por tanto, la frecuencia resultante no permanece constante, sino que “flota”.

Para evitar que el transistor afecte la frecuencia, es necesario reducir al mínimo la conexión del circuito de oscilación con el transistor. Para hacer esto, es necesario reducir el tamaño de los contenedores. La frecuencia se ve afectada por cambios en la resistencia de carga. Por lo tanto, es necesario conectar un repetidor entre la carga y el generador. Para conectar voltaje al generador, se utilizan fuentes de alimentación permanentes con pequeños pulsos de voltaje.

Los generadores fabricados según el circuito que se muestra arriba tienen características máximas y están ensamblados. En muchos circuitos osciladores, la señal de salida de RF se toma del circuito oscilante a través de un pequeño condensador, así como de los electrodos del transistor. Aquí es necesario tener en cuenta que la carga auxiliar del circuito de oscilación cambia sus propiedades y frecuencia de funcionamiento. Esta propiedad se utiliza a menudo para medir diversas cantidades físicas y comprobar parámetros tecnológicos.

Este diagrama muestra un oscilador de alta frecuencia modificado. El valor de retroalimentación y las mejores condiciones de excitación se seleccionan mediante elementos de capacitancia.

Del número total de circuitos generadores destacan las variantes con excitación por choque. Funcionan excitando el circuito de oscilación con un fuerte impulso. Como resultado del impacto electrónico, se forman en el circuito oscilaciones amortiguadas a lo largo de una amplitud sinusoidal. Esta atenuación se produce debido a pérdidas en el circuito de oscilación armónica. La velocidad de tales oscilaciones se calcula mediante el factor de calidad del circuito.

La señal de salida de RF será estable si los pulsos tienen una frecuencia alta. Este tipo de generador es el más antiguo de todos los considerados.

Generador de RF de tubo

Para obtener plasma con ciertos parámetros, es necesario llevar el valor requerido a la descarga de energía. Para los emisores de plasma, cuyo funcionamiento se basa en una descarga de alta frecuencia, se utiliza un circuito de alimentación. El diagrama se muestra en la figura.

En las lámparas, convierte la energía eléctrica de corriente continua en corriente alterna. El elemento principal del funcionamiento del generador era un tubo de electrones. En nuestro esquema se trata de tetrodos GU-92A. Este dispositivo es un tubo de electrones con cuatro electrodos: ánodo, rejilla protectora, rejilla de control y cátodo.

La rejilla de control, que recibe una señal de alta frecuencia de baja amplitud, cierra algunos de los electrones cuando la señal se caracteriza por una amplitud negativa y aumenta la corriente en el ánodo cuando la señal es positiva. La rejilla de blindaje crea un foco del flujo de electrones, aumenta la ganancia de la lámpara y reduce cientos de veces la capacitancia del paso entre la rejilla de control y el ánodo en comparación con el sistema de 3 electrodos. Esto reduce la distorsión de la frecuencia de salida del tubo cuando se opera a altas frecuencias.

El generador consta de circuitos:

1. Circuito de filamento con alimentación de baja tensión.
2. Control de excitación de la red y circuito de potencia.
3. Circuito de alimentación de la red de pantalla.
4. Circuito de ánodo.

Hay un transformador de RF entre la antena y la salida del generador. Está diseñado para transferir energía al emisor desde el generador. La carga del circuito de la antena no es igual a la potencia máxima tomada del generador. La eficiencia de la transferencia de potencia desde la etapa de salida del amplificador a la antena se puede lograr haciendo coincidir. El elemento coincidente es un divisor capacitivo en el circuito del ánodo.

Un transformador puede actuar como elemento de adaptación. Su presencia es necesaria en varios circuitos de adaptación, porque sin un transformador no se puede lograr el aislamiento de alto voltaje.

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§ 137. GENERADOR DE TUBO

El uso de una lámpara de tres electrodos en un amplificador electrónico se analizó anteriormente. Sin embargo, los triodos también se utilizan ampliamente en generadores de válvulas, que se utilizan para crear corrientes alternas de varias frecuencias.

El circuito más simple de un generador de tubos se muestra en la figura. 186. Sus elementos principales son un triodo y un circuito oscilatorio. Se utiliza una batería incandescente BN para alimentar el filamento de la lámpara. El circuito de ánodo incluye una batería de ánodo Ba y un circuito oscilatorio que consta de un inductor Lk y un condensador Sk. La bobina Lc está incluida en el circuito de red y está conectada inductivamente a la bobina Lk del circuito oscilatorio. Si carga un capacitor y luego lo cortocircuita a un inductor, el capacitor se descargará y cargará periódicamente, y aparecerán oscilaciones eléctricas amortiguadas de corriente y voltaje en el circuito del circuito oscilatorio. La amortiguación de las oscilaciones se debe a las pérdidas de energía en el circuito. Para obtener oscilaciones de corriente alterna no amortiguadas, es necesario agregar periódicamente energía al circuito oscilatorio a una determinada frecuencia utilizando un dispositivo de alta velocidad. Tal dispositivo es

Si calienta el cátodo de la lámpara y cierra el circuito del ánodo, aparecerá una corriente eléctrica en el circuito del ánodo, que cargará el condensador C del circuito oscilatorio. El condensador, que se descarga sobre el inductor LK, provocará oscilaciones amortiguadas en el circuito. La corriente alterna que pasa a través de la bobina LK induce un voltaje alterno en la bobina Lc, que actúa sobre la rejilla de la lámpara y controla la intensidad de la corriente en el circuito del ánodo.

Cuando se aplica un voltaje negativo a la rejilla de la lámpara, la corriente del ánodo en ella disminuye. Cuando el voltaje en la rejilla de la lámpara es positivo, la corriente en el circuito del ánodo aumenta. Si en este momento hay una carga negativa en la placa superior del condensador C del circuito oscilante, entonces la corriente del ánodo (flujo de electrones) cargará el condensador y así compensará las pérdidas de energía en el circuito.

El proceso de disminuir y aumentar la corriente en el circuito del ánodo de la lámpara I se repetirá durante cada período de oscilaciones eléctricas en el circuito.

Si, con un voltaje positivo en la rejilla de la lámpara, la placa I superior del capacitor Ck se carga con una carga positiva, entonces la corriente del ánodo (flujo de electrones) no aumenta la carga del capacitor, sino que, por el contrario, reduce él. En esta situación, las oscilaciones en el circuito no se mantendrán, sino que se atenuarán. Para evitar que esto suceda, debes conectar correctamente los extremos de las bobinas.

Lk y Lc y así asegurar la carga oportuna del condensador. Si no se producen oscilaciones I en el generador, entonces es necesario intercambiar los extremos de una de las bobinas.

Un generador de tubo es un convertidor de energía de corriente continua de una batería de ánodo en energía de corriente alterna, cuya frecuencia depende de la inductancia de la bobina y la capacitancia del condensador, formando un circuito oscilatorio. Es fácil entender que esta transformación en el circuito generador la realiza un triodo. mi. d.s, inducido en la bobina Lc por la corriente del circuito oscilante, actúa periódicamente sobre la rejilla de la lámpara y controla la corriente del ánodo, que, a su vez, recarga el condensador a una determinada frecuencia, compensando así las pérdidas de energía en el circuito. El proceso se repite muchas veces durante todo el tiempo de funcionamiento del generador.

El proceso considerado de excitación de oscilaciones no amortiguadas en el circuito se denomina autoexcitación del generador, ya que las oscilaciones en el generador se apoyan a sí mismas.

En 1913, A. Meissner inventó un método extraordinario para generar oscilaciones eléctricas continuas utilizando un tubo de electrones (§ 53). El circuito de un oscilador de tubo de electrones se muestra en la figura. 405. Se conecta un circuito oscilatorio al ánodo y al cátodo de una lámpara de tres electrodos. Junto a la bobina del circuito oscilante, en el mismo marco se enrolla una segunda bobina, un extremo de la cual también está conectado al cátodo de la lámpara y el otro extremo está conectado a la rejilla de la lámpara. Con la correcta elección del modo de lámpara, esta instalación, tras el “empujón” inicial que se da al cerrar el circuito, produce oscilaciones eléctricas no amortiguadas con una frecuencia determinada por la capacitancia y la autoinductancia del circuito.

Arroz. 405. Esquema de utilización de un triodo para la autoexcitación de oscilaciones eléctricas continuas.

La autoexcitación de oscilaciones se produce mediante un tubo de electrones de la siguiente manera. En el momento inicial, tras el cierre del circuito del ánodo, el flujo de electrones corre dentro de la lámpara desde el cátodo al ánodo y en el circuito externo desde el ánodo a través de la bobina del circuito 1 hasta el cátodo. La corriente, que aumenta rápidamente, crea, al pasar a través de la bobina del circuito, un campo magnético que, en el momento de su formación, induce en la bobina de rejilla 2 una fuerza electromotriz en tal dirección que la rejilla de la lámpara adquiere un potencial positivo en relación con el cátodo. La aparición de un potencial positivo en la red aumenta instantáneamente la corriente que pasa a través de la lámpara y de la bobina.

contorno. Esto implica un nuevo aumento brusco (incluso más rápido que en el primer momento después de cerrar el circuito) del campo magnético. En la bobina de rejilla, se induce nuevamente una fuerza electromotriz en la misma dirección que antes, pero aún mayor en magnitud, proporcional a la mayor tasa de aumento del campo magnético; el potencial positivo de la red aumenta. Un aumento en el potencial positivo de la red afecta instantáneamente al aumento de la corriente del ánodo, etc. Así, en la primera etapa del proceso considerado, el aumento de la corriente carga positivamente la red, lo que a su vez aumenta la corriente.

Pero esta primera etapa del proceso pronto desemboca en una “crisis” y termina. Se interrumpe cuando, en alguna etapa del aumento actual, la tasa de aumento actual es menor que la de la etapa anterior. El campo magnético de la bobina de bucle, que aumenta a una velocidad menor que antes, da en la bobina de rejilla una fuerza electromotriz de la misma dirección que antes, pero de menor magnitud. El potencial de red, si permanece positivo, disminuirá, lo que provocará una disminución de la corriente y detendrá el crecimiento del campo magnético de la bobina del bucle. La fuerza electromotriz en la bobina de la red ya no se induce y el potencial de la red cae instantáneamente a cero. Como resultado, la corriente disminuye bruscamente, el campo magnético de la bobina del bucle disminuye rápidamente e induce una fuerza electromotriz en la bobina de la rejilla, dirigida en sentido opuesto a la anterior. La red adquiere un gran potencial negativo e inmediatamente "bloquea" la lámpara: detiene la corriente a través de ella, convirtiéndola en un no conductor. Así, en la segunda etapa (más corta que la primera), se produce una caída de crisis en el potencial de la rejilla, que termina con la rejilla recibiendo un gran potencial negativo y bloqueando la lámpara.

Ahora entra en juego el condensador de bucle. La lámpara está bloqueada y la bobina del bucle ha almacenado energía magnética. El campo magnético de la bobina, al desaparecer, crea una corriente adicional que carga el condensador; El flujo de electrones, cuyo paso a través de la lámpara está bloqueado, se concentra en las placas del condensador conectadas al cátodo.

Las placas conectadas al ánodo adquieren un alto potencial positivo. Esto completa la tercera etapa.

Posteriormente se descarga el condensador. A través de la bobina de bucle, el flujo de electrones regresa al ánodo; aunque el campo magnético de la bobina vuelve a aumentar, su polaridad es opuesta a la anterior, y por tanto la fuerza electromotriz inducida en la bobina de rejilla tiene tal dirección que el potencial de rejilla permanece negativo; la lámpara permanece bloqueada. Cuando los potenciales en los terminales del capacitor se igualan, el campo magnético de la bobina alcanzará su máximo (final de la cuarta etapa).

A partir de este momento, debido a la transición de un aumento del campo magnético a su disminución, cambia la dirección de la fuerza electromotriz inducida en la bobina de rejilla. La rejilla, como en la primera etapa, adquiere un potencial positivo y abre la lámpara, pero la lámpara permanece inactiva durante algún tiempo, ya que la fuerza electromotriz de la autoinducción de la bobina del bucle compensa la fuerza electromotriz de la batería; el voltaje en el ánodo es bajo y la corriente del ánodo es correspondientemente baja. El campo magnético de la bobina del bucle, al desaparecer, conduce los electrones a las placas del condensador conectadas al ánodo; Una corriente de electrones procedente de la lámpara, que comienza a funcionar, pronto se precipita allí. Instantáneamente surge aquí un alto potencial negativo (fin de la quinta etapa).

En la siguiente, sexta etapa del proceso, los fenómenos que ocurrieron en la primera etapa se repiten con mayor intensidad: la corriente de descarga del capacitor y la corriente que pasa a través de la lámpara fluyen simultáneamente en la bobina del circuito.

Arroz. 406. Circuito de tres puntos de un oscilador de tubo.

Cuanto más fuertes sean las oscilaciones eléctricas en el generador de la lámpara, más fuertemente se bloqueará la lámpara en el momento adecuado por el alto potencial negativo de la red. La disipación de energía durante las oscilaciones se repone automáticamente con la energía de la batería del ánodo. La amplitud de las oscilaciones está limitada por la potencia de la lámpara; Para aumentar la potencia, se conectan varias lámparas en paralelo.

Los tubos de vacío del generador diseñados para energía tienen una corriente de saturación superior a 5-10 A con voltaje de ánodo.

En el circuito clásico de Meissner que examinamos, los voltajes aplicados a la rejilla de la lámpara se toman (en este caso a través del acoplamiento inductivo de las bobinas 1 y 2) del circuito del ánodo. Este principio de excitación de voltajes en el circuito de la red tomándolos prestados del circuito del ánodo se llama principio de retroalimentación. Son posibles varias modificaciones del esquema. En lugar de retroalimentación inductiva, se puede utilizar retroalimentación capacitiva. A menudo se utiliza el llamado esquema de tres puntos, en el que parte de la bobina de contorno sirve como bobina de malla (Fig. 406).

El análisis matemático de la autoexcitación de las oscilaciones muestra que la inductancia mutua de las bobinas que proporcionan retroalimentación no debe ser menor que el valor determinado por la desigualdad.

donde está la resistencia activa, capacitancia e inductancia del circuito oscilatorio del circuito del ánodo, la ganancia y la pendiente de la rejilla característica de la lámpara.

Por lo tanto, la autoexcitación de las oscilaciones se produce a un valor menor de la inductancia de retroalimentación mutua, cuanto mayor es la ganancia y la transconductancia de la lámpara y menores son todos los parámetros del circuito oscilatorio: su resistencia activa, capacitancia e inductancia.

Los generadores de tubos suelen funcionar con dinamos, que proporcionan corriente para calentar las lámparas y alto voltaje para alimentar los circuitos de ánodo. A menudo se utiliza corriente alterna convencional: los filamentos de las lámparas calefactoras se pueden calentar directamente con corriente alterna, mientras que para alimentar los circuitos de ánodos se obtiene alto voltaje mediante un transformador y un rectificador de lámpara (kenotron).

Dado que la frecuencia de las oscilaciones generadas en el circuito está algo influenciada por el modo de funcionamiento de la lámpara, para evitar cambios accidentales de frecuencia asociados con cambios en el modo de funcionamiento de la lámpara, se utilizan los llamados estabilizadores de frecuencia piezocuarzo.

Una pequeña placa, convenientemente cortada de un cristal de cuarzo (§ 23), se coloca en un condensador K conectado a la rejilla de la lámpara (Fig. 407). Las vibraciones eléctricas provocan vibraciones mecánicas forzadas de la placa piezocuarzo. Cuando la frecuencia de las oscilaciones potenciales aplicadas a la placa está cerca de la frecuencia natural de las vibraciones mecánicas de la placa, se produce una oscilación resonante de las oscilaciones de la placa. Los cambios oscilatorios en el espesor de la placa de piezocuarzo van, a su vez, acompañados de la aparición de cargas en sus caras, cuyos cambios en magnitud y signo sustentan oscilaciones potenciales en las placas del condensador de red K. Así, los cambios aleatorios en el La frecuencia de las oscilaciones eléctricas suministradas al condensador K casi no influye en las oscilaciones del potencial de red, que se producen de forma sincrónica con las oscilaciones naturales de la placa piezocuarzo. La amortiguación de las oscilaciones de una placa piezocuarzo es muy pequeña, la disminución de la amortiguación es inferior a una diezmilésima.

En el diagrama que se muestra en la Fig. 407, la retroalimentación se realiza a través de un pequeño capacitor C. Al generar oscilaciones de alta frecuencia, la capacitancia entre electrodos (ánodo-rejilla en una lámpara generadora) suele ser suficiente para implementar la retroalimentación y reemplaza al capacitor C. La resistencia evita la aparición de grandes ( superando el valor calculado) potenciales negativos en la red, las cargas fluyen a través de esta resistencia.

El uso de estabilizadores piezocuarzo permite mantener constante la frecuencia de los osciladores de tubo con una precisión de partes por millón. Esto se utiliza en los relojes piezocuarzo, que son un oscilador de tubo con una frecuencia de oscilación estabilizada por un piezocuarzo, y con un dispositivo para contar automáticamente el número de oscilaciones que se han producido. Los relojes piezocuarzo son incomparablemente más precisos que los mejores cronómetros. Miden el tiempo con una precisión de hasta. Utilizando relojes de piezocuarzo, se descubrieron y estudiaron pequeñas irregularidades en la velocidad de rotación diaria de la Tierra.

Arroz. 407. Generador de oscilación de tubo con estabilizador de frecuencia piezocuarzo.

Junto con los generadores de tubos que crean oscilaciones armónicas de voltaje, a menudo se utilizan generadores de tubos de pulsos de voltaje que difieren mucho en su forma de los sinusoidales. Las llamadas oscilaciones de relajación sirven especialmente para controlar el haz de electrones en osciloscopios y tubos de televisión. Los pulsos de voltaje en forma de dientes de sierra se suministran (en tubos de televisión) a bobinas que crean un campo magnético que desvía el haz, o (en osciloscopios) a un capacitor, entre cuyas placas pasa un haz de electrones, lo que permite desviaciones uniformes del haz dibujado en la pantalla a lo largo del tiempo.

barrido de haz en línea recta. En la figura. 408 muestra un circuito de un oscilador de tubo que produce pulsos de voltaje en dientes de sierra. Aquí hay dos triodos combinados en un contenedor y sus rejillas están conectadas. Es importante que el circuito anódico del primer triodo (generador de bloqueo) esté muy fuertemente conectado al circuito de red a través de un transformador, que tiene un núcleo de hierro para aumentar la inductancia mutua. Las oscilaciones en el circuito de la red están determinadas por la aparición de una carga en el condensador y el flujo de esta carga a través de la resistencia a tierra; cuanto menor sea la constante de tiempo de este circuito, más rápido se descargará el condensador de red

Arroz. 408. Generador de bloqueo y generador de impulsos de tensión en diente de sierra.

Si en el momento inicial el potencial de la red era negativo y la lámpara del oscilador de bloqueo (triodo izquierdo) estaba bloqueada, cuando se descarga el condensador, una corriente que aumenta rápidamente pasa a través de la lámpara; Este rápido aumento de corriente está garantizado por el hecho de que a medida que aumenta la corriente, se suministra un voltaje positivo a la red a través del transformador (al encender los devanados del transformador, se debe seleccionar la polaridad correcta). Además, es significativo que la lámpara del generador de bloqueo funcione en un modo en el que una gran corriente anódica corresponde a una fuga muy grande de electrones a través de la rejilla; Gracias a esta corriente de red, tras una sobretensión positiva (curva 1 en la figura 408), la tensión en la red rápidamente vuelve a ser negativa y la lámpara de bloqueo del generador se vuelve a bloquear. El voltaje en el ánodo del segundo triodo (curva 2 en la misma figura) cae brusca y profundamente cada vez que la corriente comienza a pasar a través de la lámpara, ya que se incluye una gran resistencia en el circuito del ánodo (del orden de Cuando la lámpara está encendida bloqueado, el voltaje se restablece, aumentando aproximadamente linealmente, y a mayor velocidad, menor es la constante de tiempo del circuito del ánodo.

Todo empezó cuando me encontré con una lámpara 6P45S hace varios años. Naturalmente, inmediatamente encontré lo que se podía montar con él: una bobina de Tesla en un tubo de radio. Lo monté, lo encendí y funcionó con dificultad. Pero al final, aun así quemé esta lámpara debido a mi inexperiencia. Después de todo, era la primera vez en mi vida que tenía una lámpara en mis manos :) Desde entonces, he coleccionado muchas diferentes, desde descargadores de chispas hasta semiconductores. Y entonces surgió nuevamente la idea de ensamblar una bobina de Tesla en un estuche decente, para no tener vergüenza de mostrársela a mis amigos. De lo contrario, todo está en cables y en cables. Empecé a montar según el esquema estándar, pero decidí hacer algunas modificaciones. Quería que funcionara en 2 modos. En modo 220V y 900V con disyuntor. Iba a conseguir un voltaje de 900V montando un multiplicador por tres. Según el diagrama, para cambiar el modo, debe cambiar simultáneamente la posición de todos los interruptores.

El condensador C1 parece sacado de una grabadora. Pero siguió recibiendo golpes y lo reemplacé con un soviético sano del receptor. Yo mismo enrollé el transformador incandescente, o más bien el secundario, con un cable milimétrico. El generador de frecuencia de ajuste se montó utilizando un temporizador NE555. Con modos de cuatro generaciones y ajuste fino.

Decidí montarlo en una caja con fuente de alimentación ATX. Aunque mucha gente intentó disuadirme de usar una caja metálica, no los escuché. La caja sufre corriente de RF si el devanado de alto voltaje no está conectado a tierra. Logré deshacerme de esto gracias a un filtro de paso alto. La derivación de C3 y C4 va a la carcasa y toda la corriente de RF de la carcasa sale a través de estos condensadores.

En general, comencé a ensamblar... Cavé agujeros para todos los interruptores, reguladores y el portalámparas, y comencé a meterlo en la carcasa.

Y luego me di cuenta de que el multiplicador no encajaba. Sin pensarlo dos veces, reemplacé las funciones de multiplicador y picador por el modo ionófono. Esto simplificó un poco el diagrama, pero ya no dibujé este diagrama, ya que lo ensamblé inmediatamente sobre la marcha :) El ionófono funciona casi como un interruptor en el cátodo, solo que "interrumpe" con la música. El transistor está configurado N-P-N. No le diré a Mark exactamente: lo arranqué del monitor de la computadora, estaba en algún lugar de la línea de escaneo.

Aquí hay un diagrama esquemático de un ionófono. Aquí puede cambiar la frecuencia de generación y el ciclo de trabajo de los pulsos.

Varias fotos del proceso de montaje del Tesla 6p45s. Durante el montaje realicé “pruebas de manejo” y, si no funcionaba, buscaba jambas. Por cierto, aquí hay un condensador variable de una grabadora, que constantemente se rompía...

En esta foto hay el mismo transistor en el radiador, a la izquierda. Puedes intentar leer el título si puedes.

Algunas palabras sobre el secundario (devanado de alto voltaje). Lo he estado usando durante mucho tiempo, pensé que sería útil, ¡y así fue! Envuelto en un tubo hecho con papel de aluminio. Diámetro de unos 3 cm, altura 28 cm y aproximadamente 1500 vueltas de alambre de 0,16 mm. El primario se dio cuerda con 30 vueltas con un toque cada 5. Todo el Tesla pesa unos 2 kg.

Dispositivo listo:

Algunas fotos en acción))

Con y sin flash.

Bueno, un par de videos que demuestran el funcionamiento del generador.

En el video donde la bobina funciona en modo ionófono, los íconos en la computadora parpadean constantemente si notas que había unas tijeras sobre el teclado y se presionaron los botones. Autor del diseño: Denis.

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