Волновой трансформатор (практика)
Результат — 1\4 волны ток есть, 1\2 волны — тока нет, 1 длинна волны — тока нет.
То есть если длинна провода в катушке совпадает с длинной волны частоты генератора, то конденсатор большой ёмкости и даже короткое замыкание не влияет на ток потребление - тока в цепи обмотки нет !
Но есть одно замечательное свойство — отражение электромагнитной волны от неоднородностей.
Приведу пример — включим мощный передатчик и отключим антенну, выходной каскад просто сгорит (нет нагрузки). Но во первых выходной каскад сгорает не из-за того что нет нагрузки, а из-за того, что на конце кабеля возникает неоднородность материи (кабель кончается) образуется отражение электромагнитной волны от конца кабеля и отражённая волна поступает обратно в кабель. Происходит сложение фаз сигнала прямой волны и отражённой и как следствие идёт лавинное образование больших мощностей — которые и выводят выходной каскад из строя.
Но!!!!
выходной каскад как показала моя практика сгорает не всегда, а только тогда, когда длинна кабеля не совпадает с длинной волны (возникает КСВ).
С отражением получается интересный эффект — мы затратили энергию на возникновение электромагнитной волны и с задержкой по времени волна возвращается к нам отдавая нашу затраченную энергию, которая складывается с следующий порцией энергии. Многократное сложение волн даёт лавинный приток энергии.
Ни каких нарушений законов физики — просто дали энергию в займы и получаем свои проценты.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
Собрал вч ген, подцепил к катухам на гильзе,doktorsvet пишет:
И вообще мне тут как бы скучно паять одному в одно лицо, давайте присоединяйтесь, а результаты выкладывайте сюда на ветку...
одел на вторичку.
Подцепил ко вторичке осциллограф,
видно что ген не заводится на максимум, двигая первички на гильзе которая свободно ходит по вторичке,
ловятся моменты, когда генератор заводится как бешеный,
на осциллографе цена деления 10 в и включен делитель на 10, и всё равно зашкал.
и это от генератора на 315 транзисторе.
Ген заводится приблизительно в центре и по краям (не идеально, а почему то с небольшим смещением)
и также отступая какие то равные промежутки тоже, но амплитуда меньше.
Но печально, что когда ген заводится. на процесс генерации влияет ВСЁ,
т.е положение катушки, подношение к ней руки или металлических предметов.
Вроде так не должно быть.... в случае со стоячкой...
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
Запускается если расположить обмотки так:
настроил на частоту 14 Mhz. Работает крайне не стабильно. С прогревом транзистора сильно уходит частота ( с 14.1 до 13.5 ). Иногда происходит срыв генерации.
Решил всё таки остановиться на схеме с кварцем ( которую выкладывал ранее ).
Обмотки оставил также, потому что такое расположение исключает влияние обмоток между собой. Гармоника которая возникает в коллекторной катушке гасится противофазным расположением обмоток ВЧ.
Начинаю финальную сборку, пока решаю на каком кварце остановиться. Думаю что на 13809 кГц.
Эксы встали — кончился провод. Подкуплю, продолжу.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
попов - сооющите кромы осци-мы частоты контуров и откуда снимали показания? А то подумать можно о многом..
Мне отмщение, и аз воздам.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
Собственный резонанс катухи, это как бы индуктивность катухи и собственная емкость.Magur пишет: Эти несколько загогулин должны сразу совпадать с собственным резонансом катушки, тогда энергия на переходном процессе теряться не будет.
Я как бы пытался сказать, надо знать что мотать...
Можно пару лет мотать по точной инфе, но так и не собрать. Я просто уверен.
Сегодня специально намотал проводом 0.224мм на трубе 50 с шагом 1.5мм катушку.
Так вышло, что влезло только 18м... Ну это было не важно.
Собственная частота была отлична (занижена) намного от требуемой.
И на ослике было видно, как отраженные волны просто мешают получившимуся ЛЦ резонансу, сильно убивая весь процесс. На определенном отрезке колебания были разрознены в размере до 1МГц.
Из этого следует, не построив правильный контур, не надо его долбить какими то импульсами, магнитными полями и привязывать бубен, танцуя перед ним.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
vpk пишет:
Как на 50кГц может работать генератор без сердечника?.Обмотки
генератора НЧ по 10 витков.
Может, обмотки по десять витков, это вторички, а сам генератор НЧ намотан все таки на сердечнике?
Скважность сделай 20 % и будет работать.
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
bogdan64 пишет:
oktogen пишет:
vpk пишет:
Как на 50кГц может работать генератор без сердечника?.Обмотки
генератора НЧ по 10 витков.
Может, обмотки по десять витков, это вторички, а сам генератор НЧ намотан все таки на сердечнике?
Скважность сделай 20 % и будет работать.
А где Вы увидели на 555 изменение скважности?
диод
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.
Схема состоит из двух генераторов.
На микросхеме NE 555 и транзисторе Т1 выполнен генератор низкой частоты
(НЧ генератор), формирующий короткие импульсы с частотой следования 50-300
Кгц.
На транзисторе Т2 собран высокочастотный генератор (ВЧ генератор).
Схема работает следующим образом:
ВЧ генератор создает в трансформаторе Тр1 стоячую волну с пучностями тока
на выходе. Таким образом, конденсатор С8 находится под воздействием сильного
тока, но при этом, на нем отсутствует ВЧ напряжение.
Одновременно к конденсатору С8 прикладывается напряжение от генератора
НЧ. Когда напряжение совпадает по фазе с током, конденсатор С8 заряжается до
этого напряжения. В моменты, когда ток и напряжение находятся в противофазе,
конденсатор сохраняет заряд. В результате напряжение на конденсаторе
изменяется с частотой НЧ генератора, при этом, мощность пропорциональна
произведению НЧ напряжения на ВЧ ток.
Выходные дроссели предназначены для исключения проникновения ВЧ
составляющей в нагрузку.
Первичные обмотки трансформатора намотаны таким образом, чтобы исключить
проникновение ВЧ напряжения в контур НЧ генератора и наоборот. В этих целях
катушки ВЧ генератора расположены встречно, а их положение подбирается так,
чтобы создаваемые ЭДС соответствовали направлениям тока во вторичной
обмотке трансформатора.
Трансформатор намотан на пластиковой трубе диаметром 50 мм. Вторичная
обмотка содержит 130 витков. Обмотки генератора ВЧ – по 3 витка. Обмотки
генератора НЧ по 10 витков.
Схема может работать на любых частотах. Чем выше частота ВЧ генератора, тем
меньше размеры трансформатора, но при этом повышается требование к
компонентам. Граничная частота транзистора Т2 должна быть минимум в 5 раз
выше частоты генерации.
Конденсатор С8 должен быть не только высокочастотным, но и способным
выдерживать большие токи. В этой связи желательно применять несколько
соединенных параллельно керамических конденсаторов.
Включение и выключение устройства производится выключателем S1 после
подсоединения аккумулятора.
В случае повышения напряжения более 14-15 вольт, срывается частота ВЧ
генератора и напряжение на конденсаторе С8 быстро падает, пока снова не
запустится ВЧ генератор. Таким образом, схема самостабилизируется без
применения дополнительных узлов. Для более точной регулировки напряжения
можно использовать компаратор.
Вначале рассмотрим работу классического трансформатора, к первичной
обмотке которого через выключатель периодически подключается источник
постоянного напряжения.
При замыкании выключателя, первичная обмотка создает возрастающее
магнитное поле. Это поле наводит ЭДС во вторичной обмотке. Возникший на
обмотке потенциал распространяется по поверхности провода до пластин
конденсатора, после чего в проводе начинает возникать ток. Обратим внимание на
то, что ток возникает в проводе – через конденсатор ток не идет, поскольку вакуум
является идеальным диэлектриком.
Проходя через вторичную катушку, ток создает противодействующее магнитное
поле, на преодоление которого затрачивается энергия источника питания. Чтобы
снизить затраты энергии, необходимо уменьшить противодействующее магнитное
поле. Но в классическом трансформаторе это сделать невозможно, поскольку ток
вторичной обмотки определяет мощность нагрузки, а создающая ток ЭДС всецело
определяется магнитной связью между обмотками. Ослабление тока или связи
между обмотками автоматически ведет к уменьшению мощности.
Означенную проблему можно решить, если применить волновой трансформатор.
Волновой трансформатор представляет собой устройство, в котором вторичная
обмотка имеет длину провода соизмеримую с длиной волны возбуждающего
сигнала и по существу является спиральным резонатором.
Если волновой резонатор замкнуть на низкоомную нагрузку, в проводе
резонатора возникнет стоячая волна с пучностями тока на нагрузке. В самом же
резонаторе возникнут узлы тока, в которых ток приближается к нулю, а значит
магнитное поле возле узлов значительно ослаблено.
На рисунке показаны узлы тока. Пунктирные стрелки указывают направление
тока.
Однако, кроме токовой волны в резонаторе присутствует еще и волна
напряжения с пучностями в узлах тока. Отношения напряжения к току определяют
входное сопротивление резонатора в каждой конкретной точке. Это значит, что
резонатор должен быть согласован с возбуждающей обмоткой. В противном случае
резонатор не будет принимать всю мощность, которая обмоткой возбуждения
развивается. В любом случае такая система имеет КПД менее 100%.
Чтобы разрушить энергетический баланс системы, необходимо ввести в нее
дополнительный источник мощности. Причем этот источник должен быть не
резонансным для резонатора. Рассмотрим, как это можно реализовать:
Распределение тока и напряжения в волновом резонаторе
Черным цветом показан контур ВЧ генератора. Две обмотки контура
расположены возле пучностей тока и фактически выполняют роль индукторов,
аналогично трансформатору Тесла. Катушки должны быть намотаны в
противоположных направлениях, поскольку токи в местах их расположения меняют
направление, а ЭДС полярность.
Зеленым цветом показан контур НЧ генератора. Обмотки так же расположены
возле пучностей тока, но при этом намотаны в одном направлении. Поскольку ВЧ
токи в местах расположения НЧ катушек встречные, наводимые ВЧ ЭДС
вычитаются и не оказывают влияния на контур.
В то же время, за счет встречного включения ВЧ катушек, НЧ ток наводит в них
так же встречные ЭДС, и таким образом исключается влияние НЧ тока на ВЧ
контур.
В результате на выходе резонатора одновременно присутствует сильный ВЧ ток
и определяемое генератором НЧ напряжение.
В рассмотренном варианте нагрузка фактически не влияет на ВЧ генератор,
поскольку резонатор находится в состоянии близком к короткому замыканию. Ток в
нагрузке определяется добротностью резонатора, а значит, может быть усилен в
сотни и даже тысячи раз. Выходная мощность определяется произведением тока
на напряжение, и таким образом оказывается значительно выше мощностей
расходуемых для питания ВЧ и НЧ генераторов.
Конструкция и настройка трансформатора
Вторичная обмотка трансформатора намотана на пластиковой трубе диаметром
50 мм. Длина провода – 20 метров. Диаметр провода – 1 мм. Допускается
применение провода в эмалевой изоляции, но лучше использовать провод без
изоляции. Шаг намотки – 2 мм. С учетом коэффициента укорочения, рабочая
частота резонатора находится в районе 14 Мгц.
Волновой трансформатор
ВЧ катушки содержат по три витка провода диаметром 1-2 мм в эмалевой
изоляции. НЧ катушки содержат по десять витков провода диаметром 1-2 мм в
эмалевой изоляции. Намотка виток к вику. Катушки намотаны на картонных или
полиэтиленовых гильзах, позволяющих перемещать катушки по резонатору в целях
настройки.
Вначале необходимо настроить ВЧ генератор на волной резонанс. На время
настройки выводы НЧ катушек отключаются. Изменением емкости конденсатора С6
и положения ВЧ катушек необходимо добиться максимальной амплитуды стоячей
волны. Контроль можно осуществлять неоновой лампочкой или осциллографом. В
последнем случае щуп осциллографа можно разместить на расстоянии нескольких
десятков сантиметров от трансформатора. Подключать щупы к резонатору не
нужно.
Далее отключается питание ВЧ генератора и настраивается НЧ генератор.
Контроль напряжения осуществляется на конденсаторе С8 при отключенной
нагрузке. Форма сигнала должна быть в виде затухающих колебаний после каждого
импульса. Частота колебаний не критична и может находиться в диапазоне от
нескольких десятков до сотен КГц, в зависимости от емкости конденсатора С5.
Настраивать в резонанс выходной контур, образованный резонатором и С8 и
резонатором нет необходимости.
После настройки НЧ генератора подается питание на ВЧ генератор и при
необходимости осуществляется его подстройка.
Цепь самозапитки на время настроек должна быть отключена. Вместо
аккумулятора в качестве нагрузки можно применять любые активные
сопротивления, в т.ч. лампочки, рассчитанные на напряжение, создаваемое НЧ
генератором
Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.