4.7. Генераторы гармонических колебаний большой мощности

В предыдущих параграфах почти ничего не говорилось о выходной мощности автогенераторов. Между тем величина выходной мощности автогенератора наряду со стабильностью его частоты играет первосте­пенную роль и оказывает существенное влияние на схему. При не­высоких требованиях к стабильности частоты и небольшой выходной мощности обычно используют однокаскадные схемы. Если же не­обходимо получить мощные высокостабильные по частоте гармони­ческие колебания, используют многокаскадные схемы генераторов, в которых автогенератором является только первый каскад, называ­емый задающим генератором. Высокостабильные по частоте колеба-

ния, созданные в задающем генерато­ре, поступают на ряд усилительных каскадов, где происходит усиление этих колебаний сначала по напряже­нию, а затем по мощности. В резуль­тате на выходе последнего каскада создаются мощные гармонические ко­лебания с высокой стабильностью по частоте. Структурная схема мощного генератора гармонических колебаний показана на рис. 4.22.

Рис. 4.22. Структурная схема мощ­ного генератора гармонических ко­лебаний:

/ — задающий генератор; 2 — буферный каскад; 3 и 4— предварительный и око­нечный усилители мощности; 5 и 6 — источники анодного питания

заоающии генератор является маломощным автогенератором вы­сокостабильных по частоте гармонических колебаний. Для сохранения высокой эталонности и добротности его колебательной системы коле­бания, созданные в задающем генераторе, сначала подаются на буфер­ный каскад. Основное требование, предъявляемое к буферному кас­каду, состоит (см. § 4-6) в создании большого и как можно более по­стоянного по величине входного сопротивления. Предварительный усилитель является резонансным усилителем напряжения. В качестве усилителя мощности, обычно называемого в таких устройствах гене­ратором с внешним возбуждением, используют резонансный усилитель мощности, который может быть как ламповым, так и транзисторным. Чаще в генераторах с внешним возбуждением применяют специальные мощные электронные лампы, поэтому ограничимся рассмотрением только лампового варианта таких схем.

Генератор с внешним возбуждением может работать в двух раз­личных режимах: линейном — режиме колебаний первого рода, и не­линейном — режиме колебаний второго рода. В ламповом генераторе в режиме колебаний первого рода напряжение на управляющей сетке не выходит за пределы линейного участка динамической характери­стики и форма анодного тока в точности повторяет форму сеточного напряжения. Но к. п. д. генератора в этом режиме мал (не более 50%), поэтому режим колебаний первого рода в мощных генераторах с внешним возбуждением не применяется.

В режиме колебаний второго рода мгновенные значения напря­жения на управляющей сетке выходят за пределы Линейного участка динамической характеристики, вследствие чего форма анодного тока резко отличается от формы сеточного напряжения. Однако в связи с тем, что в качестве нагрузки в таких схемах используется колеба­тельный контур, частотная избирательность которого позволяет обеспечить достаточную фильтрацию высших гармонических состав­ляющих, выходное напряжение генератора с внешним возбуждением и в режиме колебаний второго рода может практически совпадать с сеточным напряжением. При этом к. п. д. генератора оказывается достаточно высоким (до 80%).

Режим колебаний второго рода в свою очередь подразделяют на недонапряженный, перенапряженный и критический.

Недонапряженным называют режим, при котором сеточный ток отсутствует (рис. 4.23, а, где показаны идеализированные характе-