I. ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАМПОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Работа лампового генератора неразрывно связана с использованием в их схемах всевозможного вида колебательных контуров.

Рассмотрим одиночный колебательный контур с параллельным соединением L, С (рис. 1, а), присоединенный в точках а, /г к источнику переменного тока с напряжением U и частотой w. Как известно, частота собственных колебаний такого контура определяется по формуле

При этой частоте

tiJoL= 1/(1)()С=р,

где р - волновое сопротивление контура.

При частоте io<u)o мЬ< 1 /dJoC и ток от источника будет определяться в основном индуктивной ветвью (Ь,> be). Проводимость цепи в точках а, k определяется bak = h [ - Ь где Л=l/юC, а bc=biL, сопротивление же для источника

Zak = 1 / bak-

При частоте со> oj wL> 1/ыС, ток от источника будет определяться теперь емкостной ветвью {bc>bi).

Таким образом, контур на частоте oj<:oJn представляет индуктивное сопротивление, а при частоте oj> ojo - емкостное. При частоте ы = 1о; ток равен току но так как они находятся в противофазе по отношению друг к другу, их сумма равна нулю, и ток от источника отсутствует. Сопротивление же контура в точках а, k равно оо (рис. 1, а). Если бы контур был составлен последовательным соединением LC, то картина бы изменилась при oJo<cu, ojZ,<:1/wC; сопротивление для источника становится емкостным, а при (Оо> ы, o)L> I/cdC сопротивление для источника будет индуктивным. При a)o = oj ojL= 1/ыС и цепь будет представлять нулевое сопротивление для источника (рис. 1,6). Картина изменится, если, например, в индуктивную ветвь параллельного контура ввести активное сопротивление (рис. 2, а). Тогда при резонансе на частоте ojo емкостный ток ветви С (рис. 2, б), опережающий напряжение источника на 90°, будет взаимодейство-

a О-

Рис. 1. Основные типы колебатель- Рис. 2. Типы колебательных конту-ных контуров ров ламповых генераторов

вать с током в цепи L, г, сдвинутым на угол, отличающийся от 90°, который равен

tg(p = a)oL/r.

Условно ток в индуктивной ветви можно разделить на реактивную {![) и активную составляющие (la) - Реактивная компенсируется током емкостной ветви, а активная составляющая /а является током, идущим от источника. Поэтому можно считать, что при резонансе, т. е. <й = шо, контур представляет активное сопротивление. Чем меньше л, тем меньше ток /а, т. е. тем больше сопротивление контура источнику. Наоборот, если г сравнительно велико, то составляющая /а увеличивается, а сопротивление контура для источника уменьшается. Контур, имеющий в ветвях сопротивления /-1 и Г2, в точках а, k (рис. 3) будет приводиться к последовательному сопротивлению R и X:

г,Г2 {г,+г-,) +XiXc {ri+r,)-riXc (xl -Хс) +r>Xi {.Ч~Ч)

(Г,+Г.2)+(Х-Х(.) ~

Г,Хс (Г--Г.,) - Г2Л; (Г+Г2)+Г,Г-, iXi-Xc) +XiXc (Xi-Xc)

(r>+r-,y+(XL-Xc)

При резонансе х = 0, и контур имеет чисто активное сопротивление, которое при Г1 = Г2-СХ вычисляется по распространенной на практике формуле

R = Xl/(r, + r2)=Xl/{r, + r2)=p/r=io,L)Vr=L/Cr.

Активное сопротивление колебательного контура в точках а, k при отклонении от резонансной частоты значительно изменяется, это изменение находится в зависимости от добротности. Зависимость реактивного сопротивления от частоты носит более сложный

характер, чем в случае л = 0. Достигая максимума вблизи резонансной частоты, в точке (ju==oj реактивное сопротивление становится равным нулю. (В этой точке активная составляющая достигает максимума.) Надо отметить, что резонансная частота особенно при низких добротностях определяется по формуле

= лГ1/LC-4г7Д

т. е. зависит от г.

В том случае когда вместо одного контура включается система из нескольких контуров, может быть несколько резонансных частот, при которых сопротивление для источника является активным и большим (точка полюса) или близким к нулю (точка нуля).

Для примера рассмотрим ход реальных частотных характеристик колебательных систем, изображенных на рис. 4.

В первом случае приводится параллельный контур с L1C2 с сопротивлением Г\ и последовательно включенным с ним конденсатором Си во втором приводится двухконтурная система с сопротивлениями Г\ в первом контуре и - во втором.

На рис. 5 представлены частотные характеристики реальных колебательных систем. По оси ординат отложено значение мнимой составляющей сопротивления колебательного контура / (Zbx), а по оси абсцисс - частота f, в зависимости от изменения которой меняется и входное сопротивление контура. При частоте около 300 кГц происходит последовательный резонанс емкости С\ и контура L1C2 (рис. 5, а). Реактивное сопротивление системы равно нулю. Затем реактивное сопротивление увеличивается, достигая положительного максимума в районе oj<:w() и отрицательного максимума при ш> озо- Сама величина соо изменяется и зависит от добротности системы. Активное сопротивление имеет макси-

Рис. 3. Двухконтурная колебательная система

I , J

Рис. 4. Реальные двухконтурные колебательные контуры ламповых генераторов: а - Ci = C2 = =0,1-10- Ф; L, =0,13-10 Ги; Q,=30 Q2 = 6; б -С,=0,654-10- Ф; С2=0,М0~ Ф Li =0,2-10- Ги; Ь = 0,13-10~ Гн; л, =0,2 Ом Q, = 30; Q2=6