Опис експериментальної установки та методика вимірювань

 

В даній роботі експериментальне дослідження областей генерації проводиться шляхом візуального спостереження зон генерації на осцилографі га шляхом зняття по точкам залежності генерованої потужності та частоти від напрямку на відбивачі. При візуальному спостереженні розгортка осцилографа відбувається тією ж пилкоподібною напругою, яка подається на відбивач клістрону.

Рис.3.4. Структурна схема установки для дослідження характеристик відбивного клістрона

 

Експерименти проводяться на установці, структурна схема якої показана на рис.3.4. Установка містить стабілізований блок живлення типу 3-490 М, який забезпечує подачу напруги розжарювання, напруги на резонатор та відбивач клістрону. Номінальне значення напруги на резонаторі складає 320В. Напруга на відбивачі регулюється в межах 30-450В по відношенню до катоду при встановленні режиму " внутр ". Грубо виміряти напругу на відбивачі можна по приладу, який встановлений на блоці живлення. Точне встановлення та замір напруги на відбивачі слід проводити з допомогою блоку вимірювання.

Методика вимірювання залежності потужності та частоти від напруги на відбивачі має бути наступною. Регулюванням напруги на відбивачі в блоці живлення за допомогою вимірювача потужності в режимі " прямий відлік " знаходиться максимум однієї із зон генерації. Подальше регулювання та вимірювання напруги на відбивачі треба проводити в блоці вимірювання з кроком 5 В. Вимірювання потужності та частоти на кожному кроці проводиться за допомогою вимірювача потужності МЗ-10 (М4-2) та резонансним хвилеміром 35 ІМ.

Відбір енергії з клістрону відбувається за допомогою клістронної секції. Більша частина потужності через направлений відгалужувач подається на вимірювач потужності МЗ-10 (М4-2).

Вимірювач потужності МЗ-10 (М4-2) призначений для вимірювання середнього значення потужності немодульованих НВЧ сигналів. Межі вимірювання потужності в діапазоні робочих частот 50-7500 мкВт. Вимірювання потужності в даній роботі треба проводити балансним методом. Вказівки по використанню вимірювача потужності МЗ-10 наведені в Додатку 2 (частина 2).

Вимірювання частоти резонансним хвилеміром 35 ІМ проводиться безпосередньо по двом значенням шкали лімба, кожне з яких відповідає мінімальному показу стрілкового приладу хвилеміра. Різниця в вказаних значеннях шкали відповідає половині довжини хвилі в міліметрах. Чутливість приладу регулюється ручкою настроювання " детектор " та " затухання ". При зміні потужності та частоти, яка генерується клістроном, необхідно врахувати перехідне послаблення відгалужувача та атенюатора. Градуйовані графіки атенюаторів знаходяться на робочому місці.

При візуальному спостереженні зон генерації необхідно перевести блок живлення в режим " зовнішня ". В цьому випадку модуляційний сигнал подається на відбивач клістрону. Регулювання величини модуляційного сигналу треба проводити в підсилювачі пилки та напругою відбивача. При правильному підборі цієї напруги на екрані осцилографа можна спостерігати всі зони генерації клістрона.

В клістронній секції є два органи настроювання: регулювання зв’язку та узгодження. Регулювання зв’язку клістрону з навантаженням (вхідним імпедансом хвилеводно-вимірювального тракту) відбувається шляхом зміни степені зв’язку коаксіального виводу енергії клістрону з об’ємним резонатором клістронної секції. Узгодження проводиться зміною положення узгоджуючого поршня.

Порядок виконання роботи та завдання:

1. Ознайомитися з конструкцією досліджуваних клістронів, визначити їх відмінності. Засвоїти методику вимірювання частоти за допомогою хвилеміру 35 ЇМ та вихідної потужності вимірювачем потужності МЗ-10.

2. Подати напругу живлення на клістрони, зберігаючи наступний порядок:

a) ввімкнути блок живлення клістрону (при цьому подається напруга розжарювання)

b) зачекати 2-3 хвилини, подати напругу на клістрон, ввімкненням тумблера " вкл. клістрону ". Встановити номінальний режим роботи клістрону (струм клістрону не повинен перевищувати 40 мА).

3. Провести дослідження впливу навантаження на вихідну потужність клістрону. Дослідження проводити візуально, спостерігаючи зони генерації на осцилографі при різному зв’язку та узгодженнях.

4. Зняти по точкам залежності генерованої потужності та частоти від напруги резонатора. Дослідження проводити для всіх зон генерації, які ми спостерігаємо, при навантаженні близькому до оптимального.

 

Зміст звіту

 

У звіті необхідно привести:

1. схеми вимірювальної установки та пристрою клістрону;

2. дані осцилографічних спостережень зон генерації від узгодження та зв’язку з навантаженням;

3. побудувати графіки залежностей генерованої потужності клістрону від напруги випрямляча для різноманітних зон генерації, на цих же к кривих побудувати криві електронного настроювання (залежності частоти коливань від напруги на відбивачі);

4. за результатами експерименту визначити діапазон електронного настроювання та крутизну електронного настроювання для кожної зони генерації.

 

В кінці звіту дати письмове завершення про зроблену роботу. Зіставити експериментальні дані про результати теоретичного аналізу. На основі отриманих даних описати можливі області використання відбивного клістрону.

 

 

 

Лабораторна робота №4