Радиофизика. Лабораторная работа.

Отражательный клистрон

Цель работы: На примере отражательного клистрона ознакомиться с принципом работы электронных приборов сверхвысоких частот (СВЧ), использующих время пролета между электродами

Приборы и принадлежности

  1. Отражательный клистрон
  2. Стабилизированный выпрямитель СИП-1
  3. Аттенюатор
  4. Вольтметр
  5. Волномер
  6. Осциллограф ЭО-7

Схема экспериментальной установки

На сетку, резонатор и катод клистрона подается напряжение со стабилизированного выпрямителя СИП-1. Излучение клистрона проходит через вентиль, аттенюатор, после чего поступает в волномер. Волномер соединен с осциллографом, выход развертки осциллографа соединен с отражателем клистрона. Стрелочный вольтметр измеряет напряжение на отражателе.

Порядок работы с экспериментальной установкой

Стабилизированный выпрямитель СИП-1

Стабилизированный выпрямитель имеет два регулируемых выхода и множество нерегулируемых. Один из нерегулируемых выходов используется для накала катода клистрона, регулируемые выходы позволяют подавать различные напряжения на сетку и резонатор клистрона. Требуемые напряжения устанавливаются при помощи переключателей и регуляторов. Переключателями устанавливаются нижний и верхний предел для плавного изменения напряжения регуляторами. Буквами "О" и "Р" помечены регуляторы и переключатели, которые изменяют напряжение на отражателе и резонаторе соответственно. Между регуляторами имеется тумблер, который переключает встроенные амперметр и вольтметр для измерения напряжения и силы тока либо на отражателе, либо на резонаторе, в зависимости от того, в какую сторону переключатель "смотрит".

Вверх

Волномер

Волномер позволяет измерять длину волны излучения. В волномер встроены детектор, ток которого измеряется встроенным микроамперметром, и лимб для проведения измерений. Измерения длины волны излучения проводятся следующим образом. Аккуратно вращая рычаг, установленный на правой стороне волномера, добиться значительного падения тока на детекторе, после чего по лимбу провести отсчет: лимб разделен на левую и правую части. Миллиметры отсчитываются по правой шкале лимба, доли миллиметров по левой, записать показания. После чего необходимо продолжить вращать рычаг, найти еще положение, при котором ток на детекторе значительно упадет, снять показания с лимба. Вычислить длину волны излучения, учитывая, что разница показаний лимба - это половина длины волны.

Вверх

Ход работы

  1. Упражнение: Изучение областей возбуждения клистрона в непрерывном режиме

    1. Убедитесь, что переключатель на волномере установлен в положение "ПРИБОР", регуляторы напряжения на выпрямителе установлены на минимальные значения.
    2. Включите выпрямитель, подождите 3-4 минуты.
    3. Снимите зависимость тока детектора от напряжения на отражателе при постоянном напряжении на резонаторе 100 В, напряжение на отражателе изменяйте в пределах 0—100 В с шагом 5 В.
    4. Снимите зависимость тока детектора от напряжения на отражателе при постоянном напряжении на резонаторе 140 В, напряжение на отражателе изменяйте в пределах 0—100 В с шагом 5 В.
    5. Снимите зависимость тока детектора от напряжения на резонаторе при постоянном напряжении на отражателе 45 В, напряжение на резонаторе изменяйте в пределах 100—300 В с шагом 20 В.
    6. Снимите зависимость тока детектора от напряжения на резонаторе при постоянном напряжении на отражателе 65 В, напряжение на резонаторе изменяйте в пределах 100—300 В с шагом 20 В.
    7. Выключите выпрямитель на 5-10 минут.
    8. Постройте полученные зависимости.

  2. Упражнение: Измерение длины волны, генерируемой клистроном

    1. Включите выпрямитель, подождите 3-4 минуты.
    2. Выставьте на отражателе и резонаторе клистрона напряжения, соответствующие зоне генерации (максимуму тока детектора).
    3. Найдите длину волны при помощи волномера.
    4. Измените напряжение на отражателе так, чтобы не выйти из этой области возбуждения, и снова измерьте длину волны. Повторите это измерение для 4х различных напряжений на отражателе в пределах выбранной зоны генерации.
    5. Нанесите зависимость длины волны от напряжения на график, полученный ранее

  3. Упражнение: Наблюдение областей возбуждения с помощью осциллографа

    1. Включите осциллограф и установите переключатель на панели волномера в положение "ОСЦИЛЛОГРАФ"
    2. Настройте осциллограф так, чтобы видеть четкую картину областей возбуждения, зарисуйте её.
    3. Изменяя настройку волномера, добейтесь появления сигнала (провал в области возбуждения)
    4. Определите ширину электронной подстройки частоты в процентах от резонансной частоты