2. Индуктивная перестройка контура

Выше мы отмечали, что в ГВВ наиболее часто используются перестройка контура катушкой со скользящим контактом и вариометром. Рассмотрим эти способы.

2.1. Перестройка катушкой со скользящим контактом

Схема контура показана на рис.10.9. В таком контуре при перестройке. Сопротивление потерь в катушке индуктивности с переменным числом рабочих витков изменяется с частотой f по закону

,

где а - коэффициент, зависящий от диаметра, материала и длины намотки провода рабочей части катушки.

С ростом частоты сопротивление потерь уменьшается, так как уменьшается длина намотки используемой части катушки.

Ненагруженное эквивалентное сопротивление контура в этом случае

(10.29)

где - постоянная ёмкость контура.

В отличие от перестройки контура переменной ёмкостью в этом случае ненагруженное эквивалентное сопротивление контура уменьшается с ростом частоты, так как, несмотря на уменьшение сопротивления потерь , резко падает характеристическое сопротивление контура

,

что явно видно из правой части последнего соотношения, где . Напомним, что - резонансная частота контура или частота его настройки. Зависимость от  квадратичная, что усиливает изменение с частотой.

Если принять, что при перестройке контура регулируется связь с полезной нагрузкой генератора⁸ и таким образом всё время сохраняется , то КПД контура в этом случае

и мощность в полезной нагрузке

уменьшаются с ростом частоты. Напомним, что при ёмкостной перестройке при , в том числе при р = 1, эти зависимости имеют противоположный характер.

Полоса пропускания контура при перестройке катушкой со скользящим контактом

Уменьшение мощности в полезной нагрузке генератора с ростом рабочей частоты и постоянство полосы пропускания контура при перестройке катушкой со скользящим контактом рассматриваются как достоинства этого способа перестройки по сравнению с перестройкой ёмкостью. Напомним, что при ёмкостной перестройке подобного можно добиться при сохранении с перестройкой , что требует изменения р с частотой. Постоянство полосы пропускания облегчает сопряжённую перестройку контуров и снижает требования к температурной стабильности параметров элементов контура. Уменьшение мощности в полезной нагрузке с ростом рабочей частоты, например, у ГВВ – выходного каскада передатчика компенсируется, в некоторой степени, усилением направленных свойств антенны с повышением частоты, что повышает напряжённость электромагнитного поля в месте приёма.

Катушки со скользящим контактом имеют спиральную намотку. Для обеспечения скользящего контакта катушки наматываются лентой или трубкой прямоугольного профиля. Число работающих витков изменяется вращением скользящего контакта или катушки. Намотка катушек однослойная, с необходимым зазором между витками для перемещения контакта и обеспечения электрической прочности. Каркасы катушек не сплошные (для лучшего охлаждения и упрощения механизма перестройки), витки закрепляют на рейках или стержнях из высокочастотного изоляционного материала. При больших уровнях мощности генератора, соответственно больших контурных токах, возникает необходимость принудительного воздушного или водяного охлаждения катушки индуктивности. При водяном охлаждении вода циркулирует внутри трубы, из которой намотана катушка. Во избежание резонанса в нерабочей части катушки, а также ослабления её влияния на контур, витки нерабочей части катушки обычно замыкаются дополнительными скользящими контактами.

Наличие подвижного трущегося контакта, необходимость обеспечения большой жёсткости усложняют конструкцию катушки со скользящим контактом и увеличивают её габариты. Поэтому в маломощных ГВВ такой способ перестройки контура не применяется. В основном он используется в мощных генераторах в диапазоне частот (10…60) МГц.

Практически реализуемый коэффициент перекрытия по индуктивности у катушек со скользящим контактом

доходит до 25, что обеспечивает коэффициент перекрытия по частоте контура, соответственно и генератора,