Рис. 62

ное напряжение, а на анод ее небольшое отрицательное напряжение, то в лампе и связанных с ней контурах, возбуждаются колебания чрезвычайно высокой частоты. То обстоятельство, что частота таких колебаний повышается с увеличением напряжения на сетке, дает основание заключить, что фактором, определяющим частоту, является время, потребное для пробега электронов от нити к собирающему электроду.

На рис. 62 показана распространенная схема возбуждения колебаний Баркгаузена-Курца, к которой в качестве внешнего контура присоединена Лехеровская система.

Оба провода Лехеровской системы должны быть раздвинуты на 5--10 см и соединены металлическим мостиком,

разделенным посредине конденсатором С (емкостью напр. в 10(Ю см). Так как анодное напряжение отрицательно, то, в отсутствии колебаний никакого анодного тока нет. Отклонение миллиамперметра (мА) указывает на возбуждение колебаний, и тогда движок передвигают до тех пор, пока не получится максимальное показание прибора.

Длину генерируемой волны можно измерить с помощью второй Лехеровской системы, расположенной вблизи генератора. Она состоит из двух проводов, длиной в несколько метров и раздвинутых на 5 см. Оба провода соединены металлически на одном конце и затем вдоль них движется скользящий контакт. Положения, соответствующие резонансу, определяются по отклонению гальванометра с термопарой Т, включенных последовательно с мостиком. Расстояние между двумя положениями, соответствующими резонансу, равно половине длины волны. В случае отсутствия термопары, при достаточно сильной связи между обеими системами, положения резонанса можно определить по падению показания миллиамперметра до минимума или до нуля.

При напряжении на сетке около 150 в можно получить длину волны в 70 см, а при более высоких напряжениях она, конечно, может быть еще значительно уменьшена.

Магнетрон как генератор ультракоротких волн. Высокочастотные колебания электронов можно получить и внутри диода, если его поместить в равномерное магнитное поле, направление которого совпадает с осью диода.

Натушна злектроиагмита

ЛвтероВа Система

Как уже указывалось в главе III, такая комбинация образует так наз. магнетрон. Когда напряженность магнитного поля превосходит некоторую критическую величину, то ток через диод должен быть равен нулю, так как все электроны, вылетающие из нити, поворачивают обратно, не достигнув анода. Однако на практике часто наблюдается анодный ток и при магнитных полях больше критического, что указывает на наличие в анодной цепи высокочастотных напряжений. Большая эмиссия нити, повидимому, благоприятствует возбуждению этих колебаний.

Так же, как и для колебаний Баркгаузена-Курца, период колебаний в магнетроне пропорционален времени пробега электронов от нити к аноду. Можно также убедиться, что отрицательное напряжение на аноде играет ту же роль для поворачивания электронов обратно к нити, что и магнитное поле в магнетроне. Возможно также, что для поддержания этих колебаний некоторую роль играет и влияние на пространственный заряд возвращающихся обрятно электронов.

Практической разработкой ряда магнетронных схем занимались Окабе и Иаги. Одна из схем показана на рис. 63. Для получения очень коротких волн необходимы: очень высокое анодное напряжение, сильное магнитное поле и

анод малого диаметра. В настоящее время в подобной схеме можно получить колебания с длиной волны в 10 см. Подробное исследование практических возможностей маг-нетронного метода возбуждения ультракоротких волн привели Окабе к заключению, что практическим пределом здесь является длина волны в 1 см.

Некоторые применения ламповых генераторов. Явление биений, возникающих между двумя генераторами высокой частоты, нашло себе многочисленные применения в физических измерениях. Предположим, что два ламповых генератора с постоянными частотами и щ настроены таким образом, что разность их частот лежит в области слышимых (звуковых) частот. Таким образом, в телефоне связанного с этими генераторами детектора можно услышать комбинационный тон частоты (rtj - п. Если мы будем очень медленно изменять один из параметров первого контура (например емкость или самоиндукцию), то значение rtj будет также изменяться. Абсолютное изменение частоты биений («) - будет равно абсолютному измене-

Рис. 63

�590

нию частоты rtj. Если теперь воспользоваться для сравнения эталонным акустическим генератором, дающим постоянный акустический тон, то, отсчитывая биения между этим тоном и комбинационным, мы сможем определить, насколько изменилась частота (л - щ), а следовательно, и п. Так как зависимость Л] от параметров контура известна, то этот метод дает возможность измерять милые изменения этих параметров.

Метод биений может быть использован для измерения диэлектрической иостоянной газов; для этой цели конденсатор одного из генераторов заполняют газом и затем измеряют изменение дикости, вызванное последующей откачкой конденсатора; Виддингтон пользуется этим методом для измерения чрезвычайно малых смещений металлической пластины, которая образует одну половину конденсатора

настройки. Белц использует этот метод для определения малых магнитных про-ницаемостей (образец вводится в катушку настройки одного из генераторов). В своей работе он очень подробно разбирает все затруднения, связанные с этим применением метода биений.

Чаще всего ламповым генератором пользуются для получения синусоидальных колебаний, однако в некоторых случаях его можно использовать как релаксационный генератор, дающий колебания резко несинусоидальной, например, прямоугольной формы. Такие колебания богаты гармониками, число которых иногда доходит до 200. Если сделать основную частоту колебаний низкой, то ее можно сравнить с колебаниями камертонного генератора и тогда частоты высоких гармоник будут очень точно известны. (Нужно только приблизительно определить их частоту,чтобы узнать порядок гармоники). Для этой цели очень удобно пользоваться релаксационным генератором, в виде так называемого мультивибратора Абрагам-Блока, схема которого показана на рис. 64.

Для полученя основной частоты около 1000 гц. можно взять следующие значения: С=60000 см и /? = 70(Ю0 см.

Величина анодных сопротивлений гг обычно берется равной 50 000 ом. Катушка связи L служит для введения импульсов релаксационных колебаний в нужное место цепи.

Применение мультивибратора в эталонном гармоническом

Рис. 64

волномере высокой точности изучено в работах Дайя.

Применение триода для возбуждения механических колебаний (камертона или пьезо-кварцевого генератора) описано в книге Рэтклиффа. Им же дано описание многочисленных применений триодов в радиотелеграфии и радиотелефонии.

Вытод

Вход

ГЛАВА VIII

ЧЕТЫРЕХ и ПЯТИЭЛЕКТРОДНЫЕ ЛАМПЫ

Тетрод. Электронные лампы с двумя сетками, т. е. всего четырьмя электродами, так называемые тетроды, распадаются на два отдельных класса в зависимости от того, какая из сеток служит управляющим электродом-расположенная ближе к аноду или ближе к катоду.

Тетрод с сеткой, нейтрализующей пространственный заряд. В тетродах этого типа на внутреннюю сетку Cj, расположенную ближе к катоду (см. рис. 65) подается постоянное положительное напряжение, в то время как внешняя сетка играет роль нормальной сетки трехэлектродной лампы. Положительное напряжение на внутренней сетке, даже при невысоких напряжениях (от 10 до 12 в), обусловливает нейтрализацию отрицательного пространственного заряда. По отношению к электронному току, который проходит через отверстия внутренней сетки, можно поверхность внутренней сетки рассматривать как некоторый эквивалентный катод или «нить», в то время как внешняя сетка и анод выполняют свои нормальные функции. Главным преимуществом ламп этого типа является работа при низком анодном напряжении.

Воздействие обеих сеток и анода на анодный ток можно учесть подобным же образом, как это мы делали для трехэлектродной лампы. Обозначим соответственно нить, внутреннюю сетку, внешнюю сетку и анод через 1, 2, 3 и 4. Тогда согласно формуле (4.5) мы можем сказать, что экви-валггнтное обоим действующим напряжениям значение напря-

Рис. 65

жения на внешней сетке задается приближенно выражением:

где С как и прежде означает соответствующую взаимную емкость. Подобным же образом можно написать для эквивалентного значения напряжения на внутренней сет-

ке К

(8.2)

ИЛИ, подставляя сюда значение V и заменяя-Л® через

и -- через получим

(8.3)

И таким образом уравнение для области пространственного заряда принимает вид:

(8.4)

где А-есть константа. Распределение электронного тока между тремя электродами, как и в случае трехэлектродной лампы, зависит от отношений между площадью проводов сеток и площадью их отверстий. Так как в формуле (8-4) Д мало, а DD еще меньше, то очевидно, что анодный ток заметным образом зависит от напряжения на внутренней сетке, меньше от напряжения на внешней сетке и почти не зависит от анодного напряжения.

Если практически весь или постоянная часть электронного тока идет к аноду, то, пользуясь уравнением (8-4), легко показать, что для тетрода с нейтрализацией пространственного заряда получается соотношение:

аналогичное тому, которое мы получили для триода.

Тетрод с экранирующей сеткой. В тетродах второго типа внутренняя сетка играет роль управляющего электрода, в то время как на внешнюю сетку подается положительное напряжение несколько ниже анодного. Обычная схема включения такой лампы показана на рис. 66; ее полезно