Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

В усилительном звене генератора применяются операционные усилители и транзисторы, биполярные и полевые. Частоту производящихся колебаний определяет баланс амплитуд на определенной частоте, в связи с соответствием усилителя с резонансной нагрузкой резонансной же частоте контура.

От выбранного рабочего режима для генератора с самовозбуждением зависит процесс генерации колебаний. Режим определяется коэффициентом обратной связи и питающим напряжением. При выборе режима важно обращать внимание на положение рабочей точки на усилительном элементе, зависящей от напряжения смещения. Самовозбуждение легко возникает при расположении рабочей точки в области большой крутизны. Обратное положение рабочей точки приостанавливает, затрудняет самовозбуждение генератора. Существует два режима возбуждения: жесткий и мягкий. При жестком режиме рабочая точка смещается в левую сторону, напряжение смещения отсутствует. В результате этого небольшие колебания контура не могут вызвать самовозбуждение. Мягкий режим возникает тогда, когда рабочая точка лежит на прямолинейном участке усилительного элемента.

Процесс самовозбуждения проходит беспрепятственно, увеличивается амплитуда тока базы и в то же время возрастает амплитуда выходного напряжения.

Для эксплуатации генератора с самовозбуждением необходимо использовать оба перечисленных режима возбуждения, т. е. комбинированную схему смещения. В момент включения удобен мягкий режим, но в дальнейшем он приводит к большим потерям в схеме генератора, поэтому после установления мягкого надо перейти к жесткому режиму.

Одним из главнейших параметров генератора с самовозбуждением считается стабильность частоты. Ее количественной оценкой выступает обратная величина. Эта обратная величина представляет собой относительную нестабильность частоты. Под влиянием дестабилизирующих факторов параметры генератора меняются, в результате чего изменяются и фазовые углы. Любопытно, что после этой операции в генераторе устанавливается другой стационарный режим колебаний и сумма фазовых углов снова соответствует соотношению.

Повысить стабильность, так необходимую генератору с самовозбуждением, можно с помощью нескольких приемов. Путем параметрической стабилизации – при поддержке постоянства колебательной системы и нужных параметров генератора. Для осуществления такой стабилизации необходимо поддерживать постоянство питающих напряжений и защищать колебательную систему от влияния внешних воздействий. Повысить стабильность можно и другим путем. Для этого необходимо выбрать такие схему и режим работы генератора, при которых фазовые углы изменялись бы незначительно. Еще один вариант повышения стабильности заключается в компенсации изменений температуры элементов генератора, причем они должны быть противоположными другим изменениям по своему характеру. Этим элементом может быть колебательный контур, который увеличивается с повышением температуры. И, наконец, последний способ добиться стабилизации – с использованием кварцевых резонаторов, которые обладают высокой стабильностью как колебательные системы.

Существуют синхронные генераторы с самовозбуждением серии SJ, которые предназначаются для долгого режима работы как источник переменного тока. Они работают в составе передвижных и стационарных агрегатов. Такие генераторы могут работать автономно, параллельно с другими генераторами, а также с жесткой сетью.

Двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели и различные турбины используются в качестве привода такого генератора.

Генератор с самовозбуждением применяется в радиопередающих устройствах, где он генерирует энергию постоянного и переменного тока в энергию радиочастотных колебаний.

Генераторная лампа – это электронная лампа, которая предназначена для генерирования энергии источника переменного или постоянного тока в энергию электромагнитных колебаний.

Используются генераторные лампы в различных радиопередатчиках, физических и медицинских радиоэлектронных устройствах, измерительных приборах, а также в установке индукционного нагрева. Применяются генераторные лампы и в диапазонах волн: УКВ и коротковолновом. У таких ламп небольшие расстояния между электродами, их выводы утолщены и снабжены малыми индуктивностями, а изолирующие элементы изготовлены из материалов, характеризующихся малыми диэлектрическими потерями.

В дециметровом диапазоне волн генераторные лампы обладают резонансной системой колебаний, которая относится к составу и конструкции данной генераторной лампы.

Такие колебательные системы встречаются в металлокерамических, маячковых лампах и резонатронах. В отличие от предыдущих в миллиметровом, сантиметровом и дециметровом диапазонах волн используются лампы бегущей и обратной волн, магнетроны и клистроны.

Генераторную лампу с тройным количеством электродов – триод – впервые применил А. Мейснер в 1913 г. С ее помощью немецкий ученый преобразовывал высокочастотные колебания. В России генераторная лампа стала использоваться с первых лет становления Советской власти. М. А. Бонч-Бруевич в лаборатории города Горький производил новейшие разработки. В 1919 г. он доказал возможность создания мощных генераторных ламп, применив охлаждение анода водяным способом. Через 4 года Бонч-Бруевич изобрел генераторную лампу, мощность которой была 25 кВт, а еще через 1,5 года лампу мощностью 40 кВт. Под руководством С. А. Векшинского и С. А. Зусмановского с 1922 г. производство генераторных ламп было поставлено на поток. Дальнейший период развития генераторных ламп связан с их усовершенствованием. В 1930 г. П. А. Остряков впервые сконструировал генераторную лампу с принудительным воздушным охлаждением. Спустя 3 года инженер Н. И. Оганов и академик А. Л. Минц разработали первый разборный триод, мощность которого была равна 200 кВт. В 1956 г. эти же ученые совместно с инженером М. И. Басалаевым сконструировали разборный триод с мощностью в 500 кВт.

Различаются генераторные лампы по числу электродов, по диапазонам радиочастот, по самой большой мощности, которую рассеивает отрицательный заряд, а также по конструкции баллона и по характеристике работы. Число электродов бывает разным и носит название триод, пентод, тетрод и т. д. Анод рассеивает мощности малую – 50 Вт, среднюю – 5 кВт, большую – более 5 кВт. Баллон может состоять из стекла, металла, металла и стекла вкупе и из металлокерамики. Работа генераторной лампы делится на импульсную и работу непрерывного действия.

В связи с вырабатываемым генераторной лампой диапазоном волн и мощностью конструкции их различны и каждая обладает конкретной особенностью. Маломощные генераторные лампы работают при отрицательном напряжении в 500 Вт, по своему строению схожи с приемно-усилительными лампами. Некоторая часть электрической энергии источника питания, подводимая к генераторной лампе, генерируется в полезную энергию. Другая часть энергии нагревает анод и рассеивается им. Генераторные лампы со средней и большой мощностью работают при напряжении отрицательного заряда в 20 кВт. В них применяются разнообразные катоды и аноды. Вольфрамовый, вольфрамовый торированный и карбидированный катоды используются с подогревом. Медный анод охлаждают воздушным или водяным способом. Анод становится частью баллона генераторной лампы и снабжается специальным радиатором. По другому способу анод вместе с сетками выплавляют из молибдена и вольфрама, металлов, которые являются тугоплавкими.