高稳定度的振荡器

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在装置短波发射机时所遇到的重要问题之一,便是如何来得到高稳定度的振荡频率。当温度升高或降低时,振荡器振荡回路的参数变化得越小。所接上的电子管的工作状态的变化对振荡回路的谐振频率影响越小,这振荡回路的质量因数(Q)越高(相位特性越尖锐),发射机的频率稳定度就越高。

图1
图1 🔍原图 (366×321)

增加振荡回路内的电容量可以减少电子管极间电容量的变化对振荡频率的影响。如以电容量作回授的自励振荡器为例来说明:组成振荡回路的电容量包括两个串联电容器C\(_{1}\)、C2和电子管的极间电容量:C\(_{ac}\)、Cck和C\(_{ak}\)。由于电子管工作状态的改变,温度的变动或机械的震动会引起极间电容量的增加或减小,于是就改变了振荡回路的谐振频率。电容器C1和C\(_{2}\)的电容量越大,所能引起振荡回路电容量和其平均值间的相对偏差就越小,因此所发生的振荡频率的移动也越小。

用这种方法也带来不好的后果,因为振荡回路的电容量增加便会降低其质量因数(在一定的频率下,振荡回路的电感量越大,电容量越小它的质量因数越高)。

那么用什么方法可以减少电子管极间电容量变化对振荡频率的影响,同时又不增加振荡环路的总电容量呢?要达到这个目的,可将第三个电容量较小的电容器C\(_{3}\)和由电容量相当大的电容器所组成的分压器C1C\(_{2}\)串联(图2)。这样,振荡回路的总电容量减少了。振荡回路的质量因数也提高了。而电子管极间电容量对振荡频率的影响却减弱了。这是因为电子管的极间电容量是和电容量较大的C1,C\(_{2}\)相并联,极间电容量的改变将不致引起振荡回路总电容量显著的改变。

图2
图2 🔍原图 (359×398)

上述回路还有一个优点,即在其产生的振荡中所包含的谐波成份极少。理由是这样的:电子管屏流的交流部分分别经C\(_{1}\)和经电容器C3,线圈L和电容器C\(_{2}\)所组成的串联回路的两条道路,同时由其屏极流向阴极。由于频率的增高,C1的阻抗减小,但C\(_{3}\)LC2回路中由于接有电感应量较大的线圈L,它的阻抗却增加。因此在C\(_{3}\)LC2回路中电流的谐波部分甚少。

控制栅极的电压由C\(_{2}\)两端取得。由于频率升高时,回路C3LC\(_{2}\)中的电流减小,同时C2的阴抗亦减,故加到电子管控制栅极的谐波电压非常微小。在这种回路中对谐波的回授作用非常微弱,因此振荡中的谐波振幅就很小。

图2的回路不同于图1。因有C\(_{3}\)使振荡回路LC1C\(_{2}\)C3与电子管的并连变松(即由该回路所产生的高频电压仅有很小部分加到电子管的控制栅极)。因此当C\(_{1}\)和C2有较大电容量时,振荡器所发出的功率就显著地降低。

很好地按照图2回路装置振荡器,可得到相当高的频率稳定度,并且电源的变化对频率的影响实际上也可忽略不计。为了经久地保持高度的频率稳定度,C\(_{3}\)可由两个或三个电容器组成,其中的一个应具有负温度系数。调整所需频率往往以改变C3来进行。

为了减轻负荷对该振荡器的影响,下一级往往不用调谐放大器或使其下一级为一倍频级,并应将该级电子管的偏压调整到不致产生栅流。

图3
图3 🔍原图 (415×359)

减小电子管极间电容量变化对振荡频率的影响,同样可以在以自耦变压器作回授的三点式振荡线路(图3)中将电子管接到线圈的抽头上的方法来得到。这是因为极间电容量并不是和全部回路并联,而仅和一部分并联,故它们的变化对振荡频率的影响也就减小。但是图3的回路和图2的比较起来,还存在着很大的缺点,这是由于它由电感性的分压器组成,其回授系数和谐波部分都随着频率的升高而增加(和图2回路正好相反)。因此该回路频率的稳定性稍低于前一种的回路(电源电压对频率的影响较大)。

按图2装置的振荡器,分压器C\(_{1}\)C2C\(_{3}\)中的C3接受大部分的电压,因此加到控制栅极的电压可能不够引起振荡器的自励,为了易于自励,振荡回路中线圈的质量因数必须尽可能的高。

为了减少损耗,线圈应由裸铜线绕在瓷质线圈管上作成,并应与隔离罩保持相当距离(不小于线圈的直径)。为了尽可能地减少温度的变动对线圈电感量的影响,应将其导线加热至70—100℃,用力拉紧绕到线圈管上。当上述振荡器工作于0.85至1.7兆周波段时,为了增加振荡回路的质量因数,可以用多股绞合线绕制振荡线圈。此时,为了减少温度对线圈电感量的影响需拉紧绕制,然后用溶于硝基苯的苯乙烯溶液将线圈胶于线圈管上。

如振荡器不是自励的,则应增加C\(_{3}\)的电容量及分别减小C1和C\(_{2}\)的电容量。但是电容量这样的改变会使振荡器振荡频率的稳定度因而降低。

图4
图4 🔍原图 (643×551)

图4所示实际振荡回路,其优点是频率有很高的稳定度。该回路中电子管屏极的高频部分经电容器C\(_{7}\)通地。输至下级的电压,取自接在电子管极回路中的高频扼制线圈的两端,其电感量为3—5(毫)亨。电容器C4和C\(_{5}\)用来补偿振荡频率的温度系数.振荡回路线圈的电感量应按电容器C3,C\(_{4}\)和C5的总电容量不超过100—150微微法计算。上述回路可采用6C2C三极管或6ж4,6ж8等五极管,将它们接成三极管使用。 (吴治衡 译自苏联无线电杂志,1953年号六月份)((苏联)л.亚历克山得罗夫原著)。