Электроника и радио, теория и практика для юного любителя
20.02.2011 02:22
Высокая частота и экранирование
Так как уровень мощности генератора значительно превышает уровень высокого сигнала и генератор может непосредственно воздействовать на исследуемый приемник, очень важно обеспечить хорошее экранирование сигнал-генератора. Напряжения, непосредственно наводимые генератором в приемнике, даже в том случае, если они малы по сравнению с испытательным сигналом, могут вносить большие погрешности при исследовании приемника.Это можно иллюстрировать следующим примером. Причины утечки очень многочисленны. Утечка возникает в любом недостаточно хорошо подогнанном сочленении и через любое небольшое отверстие в высокочастотной линии. В большей части сигнал-генераторов, сконструированных в прежние годы, происходила утечка высокочастотной мощности через крепление термистора и коаксиальную линию, с помощью которой к термистору подводилась мощность постоянного тока.
Другими источниками утечки являлись держатели высокочастотной генераторной лампы, соединение держателя лампы и выходной линии передачи, дроссельные, фланцевые сочленения и отверстия, предназначенные для механических устройств, регулирующих ослабление аттенюатора и настройку высокочастотного генератора. Уменьшить утечку можно различными способами.
В основном все соединения, подобные сочленениям отрезков волноводов, должны возможно тщательнее выполняться механически. Необходимые отверстия в волноводе, как, например, щель, в которую вносятся поглощательные аттенюаторы, или отверстия, через которые проходят опоры, поддерживающие аттенюатор, должны очень хорошо экранироваться. Установлено, что порошковое железо, представляющее собой материал, обладающий большим ослаблением для колебаний сантиметровых волн, является превосходным средством для поглощения мощности утечки.
Следовательно, через которые проходят подвижные части аттенюатора, оси и пр., должны закрываться порошковым железом. Уменьшения утечки из волноводных соединителей можно добиться несколькими способами. Одним из них является тщательное конструирование фланцев, обеспечивающих превосходный контакт, конструкций с кольцом из металлической сетки, расположенной в неглубоком пазу, вырезанном концентрически с осью волновода.
Кольцо из металлической сетки состоит из медной оплетки, запрессованной в эластичные кольца, которые вставлены в этот паз. При такой конструкции получается соединение обеспечивающее почти полное отсутствие утечки. При использовании конструкции, состоящей из двух фланцев, иногда применяется тонкая прокладка, компенсирующая возможное отсутствие точного параллельного расположения поверхностей обоих фланцев.
Кольцо из металлической сетки обычно дает значительно лучшие результаты, чем сплошная прокладка. Источником ощутимой утечки являются держатели термисторов. Особенно заметно влияют на величину утечки перемещение задней стенки и коаксиальная линия, центральный проводник которой используется для подачи постоянного тока на термистор. Утечку, вносимую задней стенкой, можно значительно уменьшить, если тщательно пропаять контакт после согласования термистора.
Высокая частота
Сопротивление термисторных головок
Значительная исследовательская работа была произведена по изучению причин изменений сопротивления термисторов, установленных в головках типов "S-S" и "О-0". Результаты этой работы дали возможность улучшить контроль производства термисторов, однако нежелательный разброс полных сопротивлений все еще продолжает существовать.Один из наиболее важных параметров, оказывающих влияние на полное сопротивление термистора, это длина поддерживающих бусинку проволок диаметром в 0,001 дюйма. Эти проволоки имеют заметное индуктивное сопротивление при сантиметровых волнах. Далее, емкость между концами (внутри стеклянного капсюля) выводов из проволоки диаметром 0,030 дюйма должна меняться при изменении длины поддерживающих проволок. Эти эффекты разделить - не так легко, но в этом, по-видимому, и нет нужды, так как в производстве существуют одновременно.
Небольшие изменения массы стеклянного капсюля оказывают влияние на реактивную, но не на активную компоненту полной проводимости головки. Увеличение массы стекла сдвигает реактивную проводимость по направлению к более положительной точке на диаграмме полной проводимости. Этого и следовало ожидать благодаря дополнительной емкости, вызванной увеличенной массой диэлектрика.
Хотя практических выводов из этих наблюдений до сих пор и не было сделано, было найдено, что намазывание толстого слоя серебряной пасты (экранчика) на концы стеклянного капсюля имеет заметное влияние на реактивную компоненту полной проводимости головки. Емкость намазанною слоя приводит примерно к такому же результату, как и увеличение массы стекла в капсюле. Между параметрами термистора на постоянном токе и его полным сопротивлением на сантиметровых волнах прямой связи не существует.
Изменение процентного содержания окись меди в составе смеси, из которой сделана бусинка, оказывает малое влияние на конечную полную проводимость головки, хотя это изменение и заметно влияет на сопротивление холодной бусинки (сопротивление при ничтожно малом токе). Однако размер бусинки оказывает большое влияние на величину активной компоненты проводимости головки, почти не оказывая влияния на реактивную компоненту этой проводимости.
Количество стекла, покрывающего бусинку, и продолжительность и температура спекания являются, по-видимому, сравнительно мало значащими факторами. Для того, чтобы выяснить эквивалентную схему термистора, помещенного в волноводной головке, было сделано много попыток, по успехом они увенчались только частично. В некоторых случаях ток должен перекрывать емкостные зазоры, вызванные несовершенным контактом между соседними частицами смеси.
Емкость Су представляет собой совместное влияние емкости выводных проводов и диэлектрика стеклянного капсюля. Многие из знакомых способов расширения полосы не пригодны для применения в конструкции термисторной головки. Например, переходы от волновода к коаксиальной линии часто могут быть сделаны широкополосными путем правильного расположения диафрагмы или коаксиального шлейфа с подходящей реактивной проводимостью.
Читать далее
Сопротивление
Мы указывали, что разные куски провода по разному проводят электрический ток, и что эту способность проводить электрический ток характеризует так наз. сопротивление провода. Ясно, что чем больше сопротивление провода, тем он хуже проводит электрический ток. Сопротивление провода зависит, главным образом, от двух причин от размеров провода и от материала, из которого провод сделан. Кроме того, сопротивление зависит и от температуры провода, при чем для всех металлов сопротивление будет тем больше, чем выше температура провода.Соединяя линейкой значения Р и d, мы в точке пересечения линейки с правым столбцом получим значение сопротивления. Полученное сопротивление относится к проводу длиною в один метр и, следовательно, для определения полного сопротивления провода нужно еще полученную величину умножить на длину провода, взятую в метрах.
Зависимость сопротивления от температуры. В приведенных выше рассуждениях мы считали, что удельное сопротивление есть величина для данного проводника постоянная, зависящая только от материала проводника. Однако в действительности это не так. Удельное сопротивление зависит не только от материала, но и от температуры проводника. Правда, изменение удельного сопротивления в зависимости от температуры настолько мало, что в пределах 10 20° практически заметного изменения сопротивления проводников не наблюдается.
Поэтому все приведенные выше данные относительно удельных сопротивлений разных проводников можно с достаточной для практики точностью относить вообще к комнатной температуре. В случае же изменения температуры на сотни или тысячи градусов связанные с этим изменения удельного сопротивления бывают настолько велики, что с ними уже необходимо считаться на практике.
Зависимость сопротивления проводников от температуры для разных сортов проводников различна. У всех металлов удельное сопротивление растет с повышением температуры; у многих же неметаллических проводников, например, угля, оно с повышением температуры наоборот понижается. Поэтому, например, экономическая лампа накаливания (с металлической нитью) в накаленном состоянии имеет гораздо большее сопротивление, чем в холодном. Угольная же лампочка в накаленном состоянии обладает гораздо меньшим сопротивлением, чем в холодном.
Так как лампами накаливания радиолюбители часто пользуются в качестве сопротивлений, то зависимость сопротивления лампы от температуры накала нужно всегда учитывать. Для того, чтобы учесть эту зависимость нужно знать точно, на сколько изменяется сопротивление проводника при изменении температуры. Для этого можно воспользоваться температурным коэффициентом сопротивления, который показывает, на какую долю изменяется удельное сопротивление проводника при изменении температуры на один градус.
Очевидно, что температурный коэффициент металлов положителен (с увеличением температуры сопротивление возрастает), а, например, температурный коэффициент угля отрицателен, (с увеличением температуры сопротивление уменьшается). Так, например, температурный коэффициент меди равен примерно 0,004, т.е. при изменении температуры на 1 градус сопротивление изменяется на четыре тысячных, -или почти на полпроцента.
Сопротивление