Ламповый генератор, работающий с самовозбуждением Советский патент 1939 года по МПК H03B5/06 

Изобретение касается лампового генератора ультракоротких волн, работающего на самовозбуждении.

При работе ламповых генераторов с самовозбуждением, имеющих обычную схему, на ультракоротких волнах, получаются коэфициенты полезного действия, значительно более низкие, чем при работе на более длинных волнах. Причина этого явления заключается в том, что вследствие инерции электронов появляется сдвиг фаз между управляющим напряжением и первой гармоникой анодного тока лампы, т. е. анодный ток запаздывает по сравнению с управляющим напряжением. Угол сдвига фаз растет пропорционально укорочению длины волны. Его величина приближенно может быть определена по формуле

3600 г

YU:

Здесь и - напряжение на аноде в вольтах, г - радиус анода в сантиметрах, X - длина волны в метрах.

Легко видеть, что уже при волнах длиной в 5-10 м этот угол достигает значительной величины. Так, например,

для лампы ГУО-500 при L 4000 вольт, г 2,5 см, X 5 м, имеем

3600

2.5 5

1800

QO

, г- 7 :

65

К 4000

Фактически в генераторном режиме ,-;тот угол еще больше, так как анодный ток при работе с небольшой отсечкой имеет место в ту часть периода высокой частоты, когда анод находится под пониженным напряжением, что необходимо для получения удовлетворительного коэфициента полезного действия.

Наличие внутрилампового сдвига фаз не уменьшает, как показывают соответствующие вычисления, коэфипиента полезного действия генераторов, работающих с независимым возбуждением. В генераторах же с самовозбуждением этот сдвиг фаз должен резко отражаться на коэфициенте полезного действия. Действительно, ламповый автогенератор генерирует ту частоту, при которой имеет место баланс фаз в цепи самовозбуждения. Поэтому при наличии внутрилампового сдвига при обычных схемах будет генерирогаться та частота, при которой будет

иметь место равный и обратный по величине сдвиг фаз анодного контура. Другими словами, при самовозбуждении анодная цепь будет расстроена по отношению к генерируемой частоте. При расстройке же анодного контура снижается коэфициент полезного действия.

Предлагаемое изобретение имеет целью устранение указанного вредного влияния внутрилампового сдвига фаз, вызванного инерцией электронов, а также в некоторых случаях и другими причинами (например, наличием гармоник в составе управляющего напряжения).

Сущность изобретения состоит в том, что цепь самовозбуждения составляют по такой схеме, чтобы фаза обратной связи, точнее, сдвиг фаз между управляющим напряжением и напряжением на аноде лампы, был равен и противоположен по знаку внутриламповому сдвигу фаз (точнее, сдвигу фаз между анодным током и управляющим напряжением). В этом случае, очевидно, генерироваться будет та частота, на которую настроена анодная цепь.

Это может быть достигнуто, например, при помощи выполнения автогенератора по схеме, изображенной на чертеже. В этой схеме обратная связь через емкость анод-сетка лампы устранена тем пли иным образом, например, при помощи нейтродинных схем и ламп с экранированным анодом. Обратная связь осуществляется через четырехполюсник /, поворачивающий фазу на нужный угол. Четырехполюсник 2 представляет собой трансформатор высокой частоты, повышающий или понижающий напряжение до нужной величины. Практически четырехполюсник 1 может быть осуществлен либо в виде линии с распределенными постоянными нужной длины либо в виде фильтра того или иного типа.

Если внутриламповый сдвиг фаз есть и трансформатор 2 не вносит заметного сдвига фаз, то, в случае применения линии с распределенными постоянными, сдвиг фаз в ней должен быть равен минус Р + 2кл, где к - любое целое число. Если, кроме того, трансформатор 2 и связь его с линией выполнены так, что в линии имеется

чистая бегущая волна, то сдвиг фаз,

9г/ даваемый линией, будет равен --,

где / - длина линии. Приравнивая ну лю сумму сдвигов фаз, имеем

--Ь о О,

i откуда

/ :ZpH-- -Х.

А- - 1

jP /9°

ЧЛПР

360°/

27: 9 30°, то

/-1Ч 12

Таким образом, длина линии должна быть несколько короче длины волны. Если длину линии желательно сделать меньшей, то можно применить перекрещивание концов линии, что даст дополнительный сдвиг фаз на 180° и позволит таким образом взять длину короче на полуволну. При внутриламповом сдвиге фаз в 30° длина линии

« 5

будет -- длины волны.

X

Трансформатор 2 может быть выполнен многими способами, например, в

виде колебательного контура, в виде

резонансной линии, в виде мостика из

самоиндукций и емкостей и т. д.

В линии / может иметь место и смешанная волна, В этом случае ее оптимальная длина будет другой.

Предмет изобретения.

1. Ламповый генератор, работающий с самовозбуждением, отличающийся тем, что в качестве элемента обратной связи между цепью анода и сеткой применено устройство, создающее сдвиг фаз между управляющим напряжением сетки и анодным напряжением, приблизительно равный и противоположный сдвигу фаз, возникающему внутри лампы между основной составляющей анодного тока и управляю1ДИМ напряжением.

2. Форма выполнения генератора по | сдвиг фаз, применены линия с распроп. I с ослабленной или устраненной обратной связью через емкость анодсетка лампы, отличающаяся тем, что в качестве устройства, создающего

страненными постоянными или фильтр, связанные своим началом с анодной цепью и своим концом с цепью сетки.