УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЛАМПОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ Советский патент 1936 года по МПК H03B5/10 

Уже известен компенсационный способ стабилизации частоты, основанный на изменении сопротивлений и подачи добавочного напряжения с разными знаками для компенсации меняющихся соотношений в цепях, при изменении режима генератора, т.е. анодного и сеточного напряжения, тока накала, связи на сетку, и т.п. Этот способ дает возможность, как бы, автоматической подстройки напряжения в соответствующих цепях генератора. Известно также применение для стабилизации генераторов фотоэлемента-регулятора.

Согласно изобретению, фотоэлемент освещается источником лучистой энергии, мощность (яркость и сила) которого модулируется под влиянием подводимых к нему электрических импульсов и прямо пропорциональна их величине, например, неоновой лампой. Для стабилизации наиболее коротких волн используется при этом ультрафиолетовая часть спектра. Можно, например, использовать три лампочки, включаемые в Лехеровы системы так, что максимальная интенсивность свечения средней соответствует принятой длине волны, а боковых - одной более короткой, другой - более длинной волне. При сдвоенных схемах применяют две серии таких ламп, которые могут быть параллельно включены в один колебательный контур. Можно также использовать две лампы на большую и меньшую волну, включенные в системы связанных контуров, и одну лампу, соответствующую рабочей частоте колебаний.

Связь источников лучистой энергии с контурами может быть индуктивная или непосредственная, в зависимости от комбинирования применяемых схем генераторов и длины волны.

Компенсирующей частью являются вспомогательные источники электрической энергии, связанные через потенциометры, с цепями усилителей (тиратронов) токов фотоэлементов с одной стороны и соответствующими цепями генераторов с другой.

Таким образом, сущностью настоящего изобретения является использование фотоэлектрического эффекта в связи с источниками лучистой энергии так, чтобы изменяющаяся в генераторах, под влиянием прямых или косвенных факторов, частота электромагнитных колебаний, изменяющая яркость, интенсивность и время свечения источников лучистой энергии, восстанавливалась и стабилизировалась путем соответствующих компенсационных влияний напряжения, подаваемого в соответствующие цепи генераторов посредством вспомогательных источников электрической энергии и изменения сопротивлений, пропорционального происходящим изменениям. Благодаря возможности быстрой настройки на любой в принятом интервале диапазон или любую длину волны в принятом диапазоне и строгой пропорциональности предлагаемый способ может быть применен и для поддерживания оптимального режима в высокочастотном поле конденсаторов, используемых для биологических целей. В частности, можно этим путем стабилизировать волну, преимущественно в УКВ и ДМВ генераторах и передатчиках, применяемых в радиотелеграфии, радиотелефонии, дальновидении, телемеханике, при точных измерениях и пр.

На фиг. 1, 2 и 3 изображены схемы предлагаемого генератора в разных вариантах.

Фиг. 1 изображает схему сдвоенного однолампового генератора независимого возбуждения, причем возбудитель стабилизован одним из известных способов.

Здесь применены индуктивно связанные с колебательными контурами Лехеровы системы (1-2-3 и 4-5-6), каждая с мостиком и включенным в него источником световой энергии. Источники света тщательно экранированы друг от друга. Практически они монтируются в ящике с соответствующими оптическими системами, измерительными приборами и фотоэлементами.

Средние лампы 2-5 соответствуют настройке Лехеровской системы на пучность тока рабочей длины волны; боковые 1-4 ближайшей, более длинной, и боковые 3-6 ближайшей, более короткой. Эти источники света, через линзы 7 и отверстия в экране 8 посылают лучи, отражаемые рефлекторами 9, на пластинки катода фотоэлементов Ф и Ф₉, соединенных с цепями тиратронов y₁-y₆ и вспомогательными батареями ВБ₁ и ВБ₂.

Как известно, при уменьшении емкости и самоиндукции, или их обеих, увеличится частота. При этом увеличится анодное напряжение, а ток сетки и напряжение на ней убывают. Увеличившаяся частота усилит мощность потока лучистой энергии, увеличивая ток в фотоэлементах и соответствующих усилительно-выпрямительных схемах (тиратронах), подающих добавочное напряжение в цепь сеток генераторов. Произойдет подстройка напряжения на сетке по абсолютной величине и восстановление режима генерирования. При изменениях, происходящих в сторону увеличения емкостных и индуктивных влияний генератора и влияния их на режим генератора, произойдет обратное. Диференциальное сочетание двух симметричных частей схемы фотоэлементов, при разных изменениях в отдельных половинах контуров генераторов, будет давать пропорциональную результирующую в общей схеме генератора.

Если длина волны выйдет за пределы световой модуляции или внезапно резко изменится, свечение возникнет в лампах, настроенных на более длинную или более короткую волну, например, в двух крайних 1-4 или двух внутренних 3-6 и соответствующие усилительные схемы, компенсируют изменение напряжения на анодах, подстраивая соответственным образом напряжение в цепях сеток.

Модуляция на цепь сеток, как известно, не всегда удобна при УКВ и, поэтому, в следующих примерах приведены случаи модуляции подстройкой анодных цепей. Настройка на другую волну производится установкой мостиков лампы в пучности тока в Лехеровых системах (которые могут быть заранее проградуированы) в совокупности с общей обыкновенно производимой подстройкой всей системы в целом.

На фиг. 2 изображена сдвоенная симметричная схема в виде двутактных схем типа Мени. Связь ее с передатчиком индуктивная, изображенная в виде контура 1, воспринимающего результирующие колебания, будь то в случае работы с уменьшением частоты, будь то с основной частотой, генерируемой сдвоенной схемой в целом. Связь световых индикаторов изменения длины волны представлена, в данном случае, тоже индуктивная; как и в предыдущем случае она осуществлена посредством Лехеровых систем с мостиками, несущими лампы (3-4 и 5-6).

Средняя лампа установлена в пучности тока, соответственно принятой рабочей волне; боковые лампы настроены, предположим: 3 и 4 - на волну несколько длиннее принятой, 5-6 - на несколько более короткую. Световые лучи, отраженные рефлекторами 7, проходят через собирательные линзы, поступают на соответствующие обыкновенные фотоэлементы (Ф₁…Ф₅), соединенные с усилителями, а цепи последних - с вспомогательными батареями и цепями генератора. Компенсирующее напряжение подается в этом случае в цепь анода генераторной схемы. Средняя лампа 2 при нормальном свечении и работе соответствующих усилителей У₁ и У₂ реагирует лишь на мельчайшие изменения интенсивности свечения. Боковые лампы 3-4-5-6 с цепями усилителей У₃-У₄,-У₅,-У₆, настроенных на смежные более короткие и более длинные волны, при изменениях частоты поочередно подают вспомогательное напряжение или меньшей абсолютной величины, с соответствующим изменением знака. Вспомогательные батареи обозначены ВБ₁ и ВП₂, а сопротивление потенциометров R₁, R₂, R₃, R₄, ВН - анодная батарея.

На фиг. 3 изображен генератор типа Баркгаузен-Курц. Источников световой энергии три 1-2-3, соответственно трем фотоэлементам I-II-III с относящимися к ним усилительно-выпрямительными схемами. Вспомогательный источник электрической энергии состоит из двух идентичных батарей (ВБ), соединенных отрицательными полюсами в точке О, связанной с минусом сеточной батареи высокого напряжения. Ползунок 4 на средней точке потенциометра R₁ R₂ соединен с анодом. Цепи усилителей (анод-нить) соединены: с одной стороны с средней точкой О батареи (ВБ), а с другой - с средним 4 и боковыми 8 и 9 ползунками потенциометра. В случае увеличения частоты излучение лампы пропорционально усиливается; ток в усилителях увеличивается и в связи с взаимоотношением напряжения на потенциометре и э.д.с. батарей (ВБ) нулевой потенциал в цепи анода переходит к положительному знаку, увеличивая длину пробега электронов, в пространстве сетка-анод ламп колебательных контуров, т.е. уменьшая частоту и восстанавливая длину волны. В случае уменьшения частоты свечение уменьшается, ток фотоэлементов слабеет и усилители подают ток меньшей силы, что дает отрицательное напряжение на аноды, уменьшая пробег электронов (в промежутке анод-сетка) и тем увеличивая частоту до средней принятой.

Во всех случаях предполагается, что ток накала электронных ламп генератора поддерживается постоянным путем введения специальных приспособлений, например, барреттеров и др.

Само собой разумеется, что должны быть обеспечены неизменяемость и постоянство источников электрической энергии, служащих вспомогательными батареями.

Устройство для стабилизации ламповых генераторов при помощи фотоэлементов, отличающееся тем, что для освещения фотоэлементов, действующих на регулирующее частоту приспособление, применены лампы, например, неоновые, питаемые цепью Лехера, связанной с генератором.