المذبذب الإلكتروني المقترن Electron Coupled Oscillators

إذا اقترن ناتج مذبذب مباشرة بمضخم طاقة تحدث تأثيرات تحميل غير مرغوب فيها، ويمكن أن يكون هناك تشويه في شكل الموجة الناتج أو حتى توقف التذبذب، وبالإضافة إلى ذلك لن يكون تردد التذبذب مستقراً لذلك يتم استخدام مضخم صوتي لربط التذبذبات بمضخم الطاقة، ويمكن أن يعمل مضخم الجهد الثلاثي العادي كمخزن مؤقت؛ لأنّه يستمد القليل من الطاقة من المذبذب.

ما هو المذبذب الإلكتروني المقترن Electron Coupled Oscillators؟

المذبذب الإلكتروني المقترن “Electron Coupled Oscillators”: هو مذبذب يستخدم أنبوباً متعدد الشبكات يعمل فيه الكاثود وشبكتان كمذبذب، كما يقترن حمل دائرة الأنود بالمذبذب عبر تيار الإلكترون واختصار “eco”، كما يُعرف أيضاً باسم مذبذب “داو”.

كيفة عمل المذبذب الإلكتروني المقترن Electron Coupled Oscillators:

يزداد تدفق الإلكترونات الذي يصل إلى هذا القطب وينقص في العدد عند تردد الدائرة المتذبذبة بالطريقة المعتادة، ولكن باستخدام شبكة من الأسلاك بدلاً من لوحة معدنية صلبة يمر جزء من هذا التيار من الإلكترونات المتذبذبة عبر “اللوحة” ويمكن استخدامه في جزء لاحق من الأنبوب، كما يبدو الأمر كما لو كان هناك كاثود “افتراضي” ينبعث منه إلكترونات يتنوع عددها من الحد الأقصى إلى الأدنى بشكل دوري وبمعدل مرتفع.

وحيث من المستحيل تسخين وتبريد كاثود حقيقي بترددات عالية، ومع ذلك فإنّ الجمع بين دائرة هارتلي والشبكة التي تعمل كـ “لوحة” يخدم نفس الغرض، وكما يصل تيار الإلكترون المتقلب الذي يمر عبر الشبكات إلى اللوحة الصلبة ويمرر إلى الدائرة المضبوطة “LC”، حيث عندما تتوافق التقلبات الدورية لتيار الإلكترون مع التردد الطبيعي للدائرة المضبوطة، فإنّها تعمل على تعويض الخسائر في دائرة الطنين أو الخزان هذه وإبقائها في حالة تأرجح.

ومن السمات المهمة لهذا الترتيب أنّ الشبكة العلوية تعمل في الأرض “rf” المحتملة، وبالتالي تعمل كدرع بين دائرة الإخراج أو الحمل المقترنة بـ “LC” والدائرة المتذبذبة نفسها، وبهذه الطريقة يتم منع التغيرات في تيار الحمل من التفاعل مع دائرة المذبذب وتغيير ترددها، كما أنّ المذبذب يعمل كثيراً بالطريقة المعتادة، لكنّ دائرة الحمل تكون “مقترنة بالإلكترون” وليست مباشرة أو سعة أو مقترنة مغناطيسياً بها.

كما يكون جهد الناتج والطاقة أقل وتفتقر إلى “التراكم” الذي توفره الدائرة المضبوطة، لكنّ دائرة اللوحة تتمتع بعزل أفضل عن المذبذب وبالتالي يكون استقرار التردد أكبر، كما يمكن استخدام “tetrodes” العادي و”pentodes” في هذه المذبذبات، حيث باستخدام الخماسي يجب تأريض شبكة “repressors”، وعدم توصيلها بالكاثود من أجل توفير حماية داخلية إضافية لدائرة الحمل من دائرة المذبذب.

• “LC” هي اختصار لـ “inductor-capacitor”.

العوامل المؤثرة في المذبذب الإلكتروني المقترن Electron Coupled Oscillators:

وبالنظر إلى أنّ الميزة المقترنة بالإلكترون التي تم وصفها للتو تحل إلى حد كبير مشكلة تثبيت التردد مقابل تغيرات الحمل، إلّا أنّه هناك مجموعة من العوامل المؤثرة الأخرى المحتملة، وهي:

• من حيث الأهمية من بين هؤلاء هو “Q” لدائرة الخزان للمذبذب، حيث يجب أن يكون هذا على أعلى مستوى ممكن، كما يمكن الحصول عليها بشكل أفضل من خلال جعل نسبة “L / C” للدائرة منخفضة قدر الإمكان.

• يجب أن تكون مقاومة الدائرة منخفضة عن طريق لف الملف بسلك كبير وباستخدام المكثفات التي تكون فيها خسائر العزل في العزل منخفضة.

• يتم زيادة “Q” الفعالة للدائرة باستخدام قيمة عالية لمقاومة تسرب الشبكة وباستخدام أقل قدر ممكن من التغذية الراجعة التي ستحافظ على التذبذبات المستقرة.

• سيكون ثبات التردد أكبر عندما تكون نسبة اللوحة إلى جهد الشاشة حوالي ثلاثة إلى واحد كما يجب أن يكون مصدر اللوحة خاليا من التموج وقد يكون مستقراً في الجهد.

• من أجل الحفاظ على استقرار التردد والقوة الثابتة والتحرر من التوافقيات، لا ينبغي بناء المذبذبات من النوع الموصوف لتقديم كميات كبيرة من الطاقة، كما يجب أن تتبعها معدات تضخيم القدرة.

• يمكن تجنب الاهتزاز الميكانيكي والذي يسبب عدم استقرار التردد من خلال العناية بالتفاصيل الإنشائية، فعلى سبيل المثال استخدام خيوط قصيرة وشاسيه ثقيل ومواد اللوحة.

• كما يكون الكاثود فوق سطح الأرض المحتمل لـ “rf”، حيث يتم تقليل فرصة همهمة “60 دورة” من مصدر تسخين الفتيل عن طريق المكثفات الالتفافية المشار إليها.

دائرة المذبذب الإلكتروني المقترن Electron Coupled Oscillators:

تكون دائرة “Electron Coupled Oscillators” متصلة مباشرة بالمجمع وبالتالي جيدة لتبديد الحرارة، ووفقاً لمعلمات جهاز معين يكون تردد العمل “30 ميجاهرتز”، وتردد اقتران الخرج العالي حوالي “0.8 واط”، وباستخدام أنبوب متعدد الأقطاب يمكن استبدال المذبذب ومراحل المخزن المؤقت بدائرة واحدة تؤدي كلا الوظيفتين، كما تُسمى هذه الدائرة مذبذب مقترن بالإلكترون.

وغالباً ما يتم دمج الدوائر في مذبذبات مقترنة بالإلكترون، حيث عادةً ما يُنظر إلى الأجهزة الإلكترونية على أنّها أجهزة مكونة من قسمين، كما تشتمل بشكل فردي على مذبذب ومضخم مع اقتران بينهما بسبب تيار الإلكترون المشترك، حيث يعتمد ما إذا كان هذا صحيحاً أم لا على تكوين الدائرة.

حيث في الدارة التالية، وهذا هو نموذج إلكتروني تقليدي من نوع “Colpitts” مع نقطة الأرض في شبكة الشاشة أو “لوحة” قسم المذبذب، حيث تُظهر الدائرة المكافئة في الشكل التالي، حيث أنّ مجموع التيار المتردد، كما يتدفق تيار الأنبوب عبر عنصر التغذية الخلفية “C3″، وهذا يعني أنّ كل من تيارات الشاشة واللوحة متاحان للتغذية الخلفية، كما يسود تيار اللوحة لأنّه أكبر من تيار الشاشة.

مع متوسط “​​pentode” تكون مقاومة اللوحة “rp” أكبر بكثير من مجموع “Zp” أي مقاومة تحميل اللوحة والمقاومة التي تُظهر عند النظر إلى دائرة الطنين عبر “C3″، وعندما يكون هذا صحيحاً يكون تيار اللوحة مستقلاً عن مقاومة الحمل لتقريب من الدرجة الأولى، ولهذا السبب فإنّ تواتر التذبذب مستقل نسبياً عن الاختلافات في حمل اللوحة، ولكنّ سيتم تصميم الدائرة بنفس طريقة تصميم أي مذبذب بسيط، مع إهمال “Zp”.

وحيث إذا تم نقل نقطة الأرض في المذبذب إلى الكاثود كما هو موضح في الشكل التالي، فإنّ تيار الشاشة فقط يتدفق عبر عنصر التغذية المرتدة، وفي هذه الحالة يجب تصميم قسم المذبذب في “e.c.o” باستخدام خصائص الصمام الثلاثي المكون من الكاثود والشبكة وشاشة الأنبوب.

كما يتم اعتبار مذبذبين مقترنين كهربائياً موصوفين بواسطة معادلات “Fitzhugh-Nagumo” المعدلة، وكما أنّه يتم التحقق من التأثير النسبي للخصائص الخلوية الفردية، والاقتران الكهربائي على سلوك النظام المقترن، حيث أنّه بالنسبة لمذبذبات مماثلة يزداد تأثير حمل المذبذب البطيء مع قوة الاقتران، ولقد تم إثبات أنّ عدم التناسق بين المفككات غير المنفصلة يمكن أن يسرع النظام فيما يتعلق بالخلايا الحرة وهذا التأثير يعتمد على خصائص الاقتران.