Указатель колебаний при помощи газосветных ламп Советский патент 1935 года по МПК G01R19/145 

Предлагаемое изобретение касается устройства для обнаружения высокочастотных колебаний помощью свечения газов или паров, предпочтительно заключенных в трубку под пониженным давлением. Известным является уже свечение ламп тлеющего разряда под действием колебаний низкой и средней частоты (50-500 герц), причем к обоим полюсам лампы прикладывается напряжение, которое для нормальных ламп тлеющего разряда с железными электродами должно равняться приблизительно 140 вольт. Это напряжение, при условии соответственно и обработки электродов, может быть понижено до 75 вольт, а при слабых токах должно быть гораздо выше. При однополюсном соединении лампы диффузное свечение получается лишь при напряжениях в несколько тысяч вольт. Известным является далее, например, в системе Лехера, индицирование высокочастотных электромагнитных колебаний помощью световых явлений, причем один из электродов гейслеровой трубки или иной газосвет(265)

ной лампы приводится в соприкосновение с одним из двух проводов системы Лехера, или один либо оба полюса лампы соединяются с проводами системы Лехера, По этому способу можно, как известно, находить положение пучностей напряжения, распределенных вдоль проводов системы Лехера и изменяющих свое положение в зависимости от длины волны. Известным является и обнаруживание очень сильных высокочастотных электромагнитных колебаний помощью трубочек с благородными газами, например, гелием, причем нет необходимости в соприкосновении электродов с частями, через которые колебания распространяются. Такой способ обнаруживания колебаний является эффективным во всех тех случаях, когда электромагнитное поле достаточно мощно, чтобы возбуждать свечение газа в областях, не соприкасающихся непосредственно с проводящими частями. При более слабых электромагнитных полях световые явления более не возникают, причем, вообще говоря, установка, несущ,ая высокочастотную энергию, не является подходящей для специального возбуждения световых явлении в двухэлектродных трубках. Такая установка встречается чаще всего и в случае работы со столь короткими волнами, что длина волны является величиною такого же порядка, как и размеры аниаратуры, так что в таковой существуют такие пары меет, в которых имеются налицо высокочастотные разряжения противоположного знака, что приводит к короткому замыканию через электроды разрядной трубки.

Предлагалось далее (метод светящегося кварца Гйбе и Шейбе) обнаруживать электрпческие колебания определенной частоты при помощи пьезоэлектрического кристалла, работающего в качестве резонатора в разряженном благородном газе, причем в тех местах, где имеется максимум напряжения, благородный газ начинает светиться. Было далее найдено (Эбергард), что для достижения светового эффекта помощью кварцевого резонатора не является необходимым введение кристалла в газ, а что при известных предпосылках являетсядостаточным, если кварцевый кристалл находится хотя бы в непосредственном соседстве со стеклянной стенкой сосуда с благородным газом, но вне такового. При такой установке можно даже один из электродов, возбуждающих как колебание в кварце, так и свечение газа, располагать вне сосуда с газом. Такая установка облегчает применение кристаллов, шлифованных согласно какой-либо определенной длине волны, но не является достаточно гибкой, чтобы допустить возможность ее дальнейшего применения. В частности, и в этом случае свечение вызывается лишь в тех частях атмосферы благородного газа, которые находятся в непосредственной близости к кварцу, т. е. у стеклянной стенки. Это затрудняет возможность наблюдения таких световых явлений.

Предлагаемое изобретение имеет целью дать возможность избежать недостатков существующих установок. Аналогично тому, как уже выше указывалось, в устройстве, согласно изобретению, одна из проводящих частей установки, к которой подводится высокочастотная электромагнитная энергия, приводится в однополюсное соединение с газосветной лампой, светящейся под действием высокочастотных колебаний.

Изобретение состоит в том, что для указания колебаний применяют несколько газосветных ламп, одна из которых присоединена к цени коротким проводником, а остальные - более длинным. По вспыхиванию первой лампы судят о возникновении колебаний, а по вспыхиванию остальных - о достижении амплитуды колебаний определенной величины.

На чертеже фиг. 1 и 2 дают схематическое изображение контрольного и наблюдательного устройства, причем фиг. 1 изображаег устройство из двух передатчиков, колебания которых могут быть наглядно контролируемы помощью лампы, а фиг. 2 изображает соответственную распредалительную доску.

На фиг. 1 через S и S обозначены два передатчика, частота которых поддерживается постоянной при помощи кварцевых стабилизаторов Q и Qj. В каждом из передатчиков лежащая со стороны сетки обкладка кварцевого стабилизатора Q, Q электрически соединена с двумя газосветными лампами GII, и соответственно Gg, G Первая лампа каждой пары, т. е. лампы GH и Ggi присоединены к соответствующему электроду коротким проводом, тогда как вторые лампы , присоединены при помощи более длинных проводов. Металлические обкладки на баллоне ламп обозначены двумя параллельными чертами. Вследствие различия в длине проводов, например, у ламп GII и Gi2, для передатчика S могут быть достигаемы следующие результаты.

Каждой определенной длине соединительных проводов соответствует определенное предельное значение амплитуд колебаний; лищь в том случае, когда амплитуды колебаний на присоединенных обкладках кварца превышают это предельное значение, начинается свечение соответственной лампы. Устанавливая различные предельные значения, что без труда достигается подходящим изменением длины проводов, можно достигнуть различных преимуществ, причем возможно также и применение многих различных ламп, что дает возможность обнаруживать более двух различных пре

дельных значений для &дного-и того же передатчика.

Пьезоэлектрический кристалл, как известио, постольку служит для стабилизации колебаний, даваемых генератором, поскольку частота этих колебаний становится под действием кварца равной составной частоте также и в том случае, когда собственные колебания колебательного контура в передатчике до известной степени уклоняются от собственных колебаний кварца. Колебательный контур в передатчике, состоящий, например, пз конденсатора и индукционных катушек, может очень легко изменить собственную частоту под действием разнообразных внешних воздействий, как-то температура, воздушное давление, механические колебания аппаратуры и т. п. Как известно, изменение сопротивления в колебательном контуре не только влияет на затухание, но также может изменять и собственную частоту этого контура. Во всех тех случаях, когда под действием непроизвольных изменений затухания (которые, например, могут быть косвенно вызываемы модуляцией или т. п.) происходит предвиденное, но тем не менее нежелательное изменение собственной частоты, можно, как известно, прибегнуть к помощи пьезоэлектрического кристалла, стабилизирующего колебания, колебания которого сравнительно мало поддаются внешним воздействиям и для которого уже разработаны в значительном количестве особые средства, позволяющие избежать влияния также и этих незначительных посторонних воздействий.

При таких вспомогательных средств можно в известных пределах поддерживать частоту колебаний, равную собственной частоте колебаний кварца, поскольку уклонения частоты колебательного контура от собственной частоты кристалла не выходят за известные пределы, которые, вообще говоря, легко можно соблюдать.

Однако амплитуда этих колебаний все же зависит от разности между собственными частотами кварца и того из колебательных контуров, который оказывает наибольшее действие на частоту колебаний.

Может, таким o6pasosr, случиться, что, в надежде на стабилизирующее частоту действие осцилляторного кристалла, нб будут учтены вовсе или лишь в недостаточной степени изменения в собственной частоте колебательного контура, так что при постепенном изменении температуры может в конце концов оказаться, что амплитуда колебаний подвергается значительным пзменения; и оказывается значительно ниже желае-. мого и возможного значения.

Этому вредному явлению можно противодействовать при помощи устройства согласно фиг. 1 и 2. В этом случае рекомендуется провод к одной из ламп, например Оц, делать возможно короче, так чтобы даже относительно слабые амплитуды колебаний уже вызывали вспыхивание лампы. Эта лампа таким образом первая показывает возникновение колебаний. Вторай лампа Gjg снаб жена, наоборот, столь длинным соединительным проводом к кварцу Q, что эта лампа светится лишь при положении, близком к действительному резонансу, т. е. когда амплитуда колебаний равна желаемому максимуму или, во всяком случае, лежит в его непосредственной близости.

Если на распределительной доске, изображенной на фиг. 2, ни одна из газосветных ламп не светится, то это означает, что передатчик вообще не испускает колебаний, или что амплитуда таковых крайне незначительна. Если светится лампа G, но не лампа ffjg, то это показывает, что генератор испускает колебания, но с весьма слабой амплитудой, так что необходимо произвести регулирование. Можно также включить диференциальный фотометр или т. п., который вступает в действие тогда, когда светится лампа (л, но не лампа Gjj, причем, например, можно включать сигнальное приспособление в контрольном помещении, где тогда устанавливается причина, по которой желаемая амплитуда отсутствует. Эта причина может, между прочим, лежать и в том, что одпн пз элементов установки оказывается механическя нечаянно смещенным. Однако, вообще говоря, эти элементы оказываются не смещенными, но их действие оказалось измененным вследствие посторонних

влияний (колебания температуры и т. п.). Вследствие этого распределительная доска, согласно фиг. 2, снабжена под лампами G и G двумя приспособлениями для точного регулирования А и А, например, верньерами переменных конденсаторов, при ПОМОП1И которых может быть произведено желаемое регулирование с тем, чтобы лампы Gj п опять вспыхнули. Распределительная доска содержит далее под лампами (Э и Gjj по выключателю Е, Е, при помощи которых может быть включена вся генераторная установка. Вместо выключателей можно воспользоваться каким-либо индикатором, например лампочкой или т. п., показывающим-включен генератор или нет. Если генератор включен, но лампы не светятся, то это показывает, что колебания колебательного контура настолько сместились, что колебания вообще оборвались.

Предлагаемое устройство может быть применено и для приемных установок, для кварцевых резонаторов и тому подобных установок. Ери световом резонаторе возникновение светового эффекта является критерием очень точного совпадения частот. Вследствие этого кварц перестает светиться, как только частота несколько изменится. При помощи самого кварца нельзя поэтому установить, имеются ли вообще колебания налицо, а также, если наличие колебаний установлено каким-либо иным путем, является ли длина волны слишком большой или слишком малой. Обычно действуют так, что применяют несколько светящихся кварцев, например, три или пять, из коих средний имеет собственную частоту, равную желаемой, а остальные кварцы имеют слегка отличающиеся собственные частоты, например, одинаково удаленные от средней. Однако, и в случае применения такого устройства часто оказывается, что свечение кварца отсутствует, так что сперва приходится изменить настройку, чтобы попасть в ту узкую полосу резонанса, внутри которой кварц начинает светиться. Таким образом, установить, имеются ли вообще налицо колебания, можно часто лишь при посредстве известного изменения настройки и наблюдения, который из кварцев начинает светиться, что указывает на неправильные отклонения от желаемой настройки.

Настоящее изобретение позволяет избежать и этих недостатков. Изменяя длину соединительного провода и подбирая подходящим образом металлическую обкладку и форму электродов, можно установить желательные пределы, внутри которых происходит вспыхивание лампы, соединенной с колеблющимся кристаллом или иным местом установки, подводящей высокочастотные колебания. Так например, если желательно обнаружить более малые амплитуды у обкладки кварца, то провод к лампе должен быть соответственно укорочен.

Предмет изобретения.

1.Указатель колебаний при помощи газосветных ламп, однополюсно присоединенных к цепи тока высокой частоты, отличающийся тем, что одна из ламп присоединена к цепи коротким проводником, а остальные лампы - болев длинным, с той целью, чтобы по вспыхиванию первой лампы можно было судить о возникновении колебаний, а по вспыхиванию остальных - о достижении амплитуды колебаний определенной величины.

2.Применение в устройстве по п. 1 металлических обкладок на баллоне лампы.

к авторскому свидетельству ин-ца Отто Эмерслебен Л 44278

Фиг

ШигЭ

)

-,

©

(«