Качели для радиоволн: удваиваем добротность ферритового контура на 14 МГц ритмом вместо мощности

Сложная радиоэлектронная установка для верификации параметрического возбуждения с электрическими разрядами.

Вспомните, как ребёнок раскачивается на качелях без посторонней помощи. Его никто не толкает. Он приседает и выпрямляется в нужные моменты, дважды за каждое качание, и с каждым выпрямлением в нижней точке добавляет качелям немного энергии. Размах растёт. Физики называют это параметрическим резонансом: колебания подпитываются ритмичным изменением параметра системы, а не толчком со стороны. Ровно этот приём мы повторим с колебательным контуром на 14 МГц.

Роль приседаний в нашем контуре играет феррит. Его магнитная проницаемость зависит от тока подмагничивания: стоит добавить ток, и индуктивность катушки немного уменьшается. Если менять подмагничивание с частотой 28 МГц, вдвое выше рабочей, и выставить правильный фазовый сдвиг, катушка начнёт «приседать» точно в такт колебаниям. В каждом цикле накачка возвращает в контур часть энергии, которую съели потери в меди и сердечнике. Контур ведёт себя так, будто его сопротивление потерь уменьшилось, и эффективная добротность растёт с исходных 180 до 360 и выше. Полоса сужается, избирательность растёт, и слабая станция на двадцатиметровом диапазоне выделяется заметно чище.

Честное предупреждение для искателей свободной энергии: энергию в контур приносит генератор накачки, так же как качелям её приносят мышцы ребёнка. Закон сохранения энергии здесь не нарушается, и вечного двигателя не получится. Взамен вы получаете сверхдобротный контур из ферритового кольца, обмотки подмагничивания и маломощного генератора на 28 МГц. Есть и тонкость: если перестараться с накачкой, контур перейдёт порог и начнёт генерировать сам. Как поймать режим чуть ниже этого порога, мы разберём дальше, вместе со схемой, настройкой фазы и замерами.

Читать далее

Подкачай контур сам: как ферритовое кольцо 100НН поднимает добротность на 14 МГц выше 180

Параметрическое возбуждение контура с катушками индуктивности и электрическими разрядами

Представьте пружину в часах: если чуть сжимать её в такт колебаниям, маятник не остановится, пока вы продолжаете это делать. Ферритовое кольцо 100НН работает как такая пружина. Подмагничивание на удвоенной частоте подкачивает энергию прямо в колебания контура. Похожее знакомо каждому с детства: на качелях мы приседаем и выпрямляемся дважды за одно качание и раскачиваемся всё сильнее, хотя никто нас не толкает.

В радиоконтуре роль приседаний играет индуктивность. Ток подмагничивания меняет магнитную проницаемость феррита, а вместе с ней и индуктивность катушки. Если делать это с частотой 28 МГц, точно в нужной фазе к колебаниям на 14 МГц, контур на каждом полупериоде получает небольшую порцию энергии. Эта порция частично покрывает потери в проводе, сердечнике и нагрузке, поэтому колебания затухают медленнее. На практике это выглядит как рост добротности: резонансная кривая становится уже и выше. Обычный контур на этой частоте редко дает больше 100–120, а с модулятором добротность переваливает за 180. Явление называется параметрической регенерацией. Его описали Мандельштам и Папалекси ещё в 1930-х годах, и оно честно работает на любительском столе.

Важно понимать, откуда берётся добавка. Её дает генератор накачки на 28 МГц: сколько энергии контур получил, столько ушло из источника подмагничивания, а не возникло из ничего. Поэтому методика ценна вполне земными вещами: это избирательный входной контур без лишних каскадов, малошумящее усиление и наглядный опыт по физике колебаний. Ниже по шагам разобраны выбор кольца, намотка, подбор тока смещения и фазы накачки, а также способ поднять добротность так, чтобы контур не сорвался в самовозбуждение.

Читать далее

Математический аппарат свободной энергии: уравнения Максвелла, резонанс Томсона и уравнения Матье

Математический аппарат свободной энергии, уравнения Максвелла, резонанс Томсона и уравнение Матье

В современной альтернативной энергетике и исследованиях бестопливных генераторов (БТГ) фундаментальную роль играет строгое математическое описание электродинамических и параметрических процессов. В данной статье систематизированы ключевые уравнения, лежащие в основе резонансных трансформаторов, параметрических контуров и связанных колебательных систем.

Читать далее