В мини-лекции о пролётных клистронах я упомянул об использовании таких клистронов в качестве генераторов СВЧ. В принципе любой усилитель можно довести до кондиции после чего он сойдёт с ума и начнёт генерить... То есть генерировать какую-то частоту! Какую?!! Такую для которой соблюдается правило: БАЛАНС ФАЗ И БАЛАНС АМПЛИТУД. Догадываюсь, что Вы не поняли. В усилителе, как усилителе как раз и не должно такое соблюдаться. Там наоборот всячески избегают этих балансов. А если, что, то получится как в кине «Бриллиантовая рука»?! Сцена в ресторане «Плакучая ива». Это когда Никулин пел песню про зайцев. Потом схватил микрофон, развернул его и в динамиках появились звуки с переливами. Вот! Там, в зале неожиданно стал выполняться этот самый баланс! Как? очень просто. Чтобы усилитель стал генератором, нужно часть усиленного сигнала подать на вход. Причём фазы входного сигнала и с выхода усилителя должны совпадать. А с точки зрения уровня сигнала с выхода должно быть выполнено условие... Какое?
Посмотрите на рис.2а. Зелёный прямоугольник в общем виде УСИЛИТЕЛЬ. В случае с Никулиным электрических колебаний звуковой частоты. На входе микрофон (ы) На выходе динамики (колонки). Пурпурный прямоугольник цепь обратной связи. В нашем случае акустической. Такая связь (в общем виде) может быть как отрицательной, так и положительной. Отрицательная как правильно искусственная. Делается для выравнивания амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Всякие тембры и прочая фигня. А положительная всегда присутствует, и? И вот ниже в виде формул разъяснение того, что нас шибко волнует! К, на зелёном фоне это коэффициент усиления. На голубом фоне, отношение Uвых/Uвх, напряжение на динамиках к напряжению с микрофона. На жёлтом фоне b коэффициент передачи цепи обратной связи на вход усилителя, Uос, — напряжение с цепи обратной связи. На зелёном фоне формула зависимости суммарного коэффициента усиления (с учётом вмешательства в процесс подлой обратной связи). В нашем случае формула именно положительной обратной связи. Для отрицательной нужно поменять минус на плюс! Чем больше произведение bK тем больше Кос. При bK = 1 наступает критический «момэнт»! А, при bK > 1 усилитель превращается в генератор, если конечно фазы сигнала на входе и с цепи обратной связи совпадают?! Зачастую, как и в случае с Никулиным все эти балансы выполняются на одной частоте. А так как он перемещал микрофон, то выполнение баланса спонтанно менялось для разных частот, отсюда и такие переливы как амплитуд, так и частот! Такие казусы иногда встречаются и без Никулина. Так идиоты делают видео одновременно с включенным не только монитором (телевизором), но и колонками. На ТВ разговор ведущих через телевизор, та же история! Просто люди не понимают, что есть, что??? Ну, дык?!
В случае с двухрезонаторными клистронами для генерации искусственно создаётся положительная обратная связь. Самый простой вариант, это когда два резонатора сближают сторонами друг с другом. После чего организуют отверстие для проникновения энергии выходного резонатора во входной... И загудело... Генератор готов. В готовом клистроне-усилителе подают энергию с выхода на вход через линию связи.
Но, зачем огород городить, когда можно применить однорезонаторный клистрон! Дёшево и сердито! Такой клистрон обзывается как Вы и догадались, ОТРАЖАТЕЛЬНЫЙ. Как единое целое на рис.3 клистрон К-19 и на рис.8 К-308. Они как две капли воды не похожи друг на друга! :-)) В чём же отличие? Думаю не надо впереди паровоза (попереду батьки). А, для начала понять что это за зверь отражательный?! На рис.1 он и есть схематически конечно. Итак: 1-1, катод; 1-2, ускоряющий электрод в виде сетки (всё до кучи, электронная пушка); 1-3, резонатор в виде тороида рис.1а; 1-4, как бы анод, но не анод, а отражатель с отрицательным потенциалом относительно катода. И последнее рис.1-5, выход сгенерированного СВЧ. Противной фокусирующей системы нет. Просто электроны не успевают разлететься, как только, так сразу! А, это как? А так.
Электроны вылетевшие из пушки в общем виде представляют собой флуктуационные сгустки. Пролетая сквозь сетки резонатора наводят в нём, хоть и слабое но поле. Припозднившиеся электроны модулируются этим полем как обычно по скорости. Попадая после резонатора в пространство дрейфа они начинают сбиваться хоть и слабо но в сгустки плотности. А, тут, как тут на пути отражатель! Он-то и поворачивает эти сгустки обратно к сеткам резонатора. И если они попадают в момент когда поле внутри резонатора оказывается тормозящим, то? То они отдают свою энергию полю и обессиленные захватываются управляющей сеткой. Получается, что в системе существует положительная обратная связь по потоку. Что в конечно счёте приведёт к возникновению устойчивой генерации.
Как Вы и догадались всё это происходит в определённые фазы переменного напряжения между сетками резонатора, а именно?! Вот на рис.6 и показано как потоки попадают куда надо в моменты времени равные:3T/4; 3T/4+T; 3T/4+2T и тд... Соответственно каждый момент обзывается зоной. Это, слева-направо: нулевая, первая, вторая и тд... Как Вам и подсказывает интуиция все страсти-мордасти в клистроне шибко зависят от напряжения между катодом и отражателем! Так на рис.7а зависимость выходной мощности от напряжения между отражателя=ем и катодом. цифорки около графиков, зоны. Но от этого противного напряжения зависят не только выходная мощность, но и частота! Вот на рис.7 оно и есть. Так, что напряжением можно управлять и частотой. И это одно из привлекательных качеств таких клистронов! Так как при изменении напряжения меняется не только частота, но и выходная мощность, то диапазон изменения частоты ограничен снижением мощности на уровне 0,5 зелёная двойная стрелка.
Но иногда положительную обратную связь делают искусственно. Это в старых радиоприёмниках прямого усиления.
http://proza.ru/2016/03/03/634 Положительная связь позволяет повысить усиление сигнала и повысить избирательность по соседнему каналу. Коэффициент усиления с обратной связью можно регулировать...
ФАКУЛЬТАТИВНАЯ ЧАСТЬ МИНИ-ЛЕКЦИИ
Что такое факультативный? ФАКУЛЬТАТИВНЫЙ от французского facultatif и латинского facultas, facultatis «способность, возможность». Возможный, НЕОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ, предоставляемый на выбор. Во как?! Одним словом, как хотите?! Можете читать, можете пока погулять?! Более подробно на:
http://proza.ru/2022/07/04/468 Так как мы рассматриваем электронный прибор СВЧ, отражательный клистрон, то? То в клистроне естественно применяется РЕЗОНАТОР. В свою очередь в некоторых клистронах применяются резонаторы, как находящиеся внутри (в вакууме), так и находящиеся вне прибора. Вот, как пример на рис.3 сам прибор, клистрон К-19, а на рис.4 чертёж разреза этого самого К-19. Так вот, в этом приборе резонатор то, что подкрашено красным цветом. А, перестройка частоты проводится изменением объёма с помощью этих странных рычагов с двух сторон прибора. Вниз клистрона опускается линия выхода напряжения СВЧ. Но вот в отражательном клистроне К-44 уже есть волноводный выход. Плюс-минус такая же конструкция как и у К-19. Если удосужитесь найти его (К-44), обратите внимание, на фоне блестящей штучки прямоугольное отверстие начала волновода.
Если забить в поисковик слово клистрон, и фото... То вывалятся в разных видах примерно такие вот стекляшки как К-308 рис.8. Вот Вы, не читая далее попробуйте найти резонатор в таких приборах?! Я тоже долго ломал голову... Вот синими стрелочками показаны эти странные диски. Это с одной стороны, а с другой? А с другой тоже синей стрелочкой показан контактик. Это всё говорит о том, что это отражательный клистрон и он должен иметь только один резонатор. Да бывают с двумя, тремя и тд... резонаторами! Но только не этот! И, вот?! И вот, что мы имеем с гуся?! Эти странные диски, — выводы двух сеток (рабочих частей прибора). А уж потом их соединяют с тем самым внешним резонатором! Осталось догадаться как???
Ладно, не буду Вас донимать... Вот на рис.5 вся хреновина в сборе. Какой-то самогонный аппарат?! :-)) Две шайбы по каждой на диск, прижимают их к телу резонатора и стягиваются болтами! Осталось дело за малым, — как его туда втиснуть между дисками? Очень просто, сам резонатор состоит из двух половинок (цилиндр разрезанный), двух полуколец с шириной равной расстоянию между дисками. Их заводят с двух сторон и шайбами прижимают диски к резонатору. Всё, дело сделано.
На рис.5а фрагмент всей этой сборки. Зелёная стрелочка показывает где в приборе находится фрагмент? Жёлтая окружность показывает именно тот стык двух половинок и по бокам два болта стяжки. Всё оказывается так просто! А писарчуки (шибко вумные), типа, Вы ведь и так всё знаете... Осталось догадаться откуда??? Ненавижу их всех, мать, перемать и мать сверху! На рис.5b условно показана сборка но уже для другого прибора, примерно такого же устройства как и К-308 на рис.8. Синим цветом, половинки резонатора, красным, прижимные шайбы. Там, к сожалению проблема с нижней шайбой (стеклянная колба внизу имеет утолщение)... В конечном варианте должен получиться ТОРОИД типа того, что на рис.1а. Только внутренние сеточки внутри прибора, а сам тороид наружу! На рис.9, — условное обозначение такого прибора — отражательного клистрона. Лампа, как лампа? Не совсем. Там где у всех нормальных ламп находится очень положительный анод, то здесь это лишь тот самый, отрицательный отражатель. В остальном всё как у людей! :-))