Глава 5. Ламповые высокочастотные генераторы с внешним возбуждением

5.1. Типовая электрическая схема лампового гвв

Типовая схема лампового ГВВ (рис. 5.1) содержит: электровакуумный прибор - тетрод; выходную электрическую цепь - параллельный колебательный контур; входную электрическую цепь - высокочастотный трансформатор; цепи питания анода, управляющей и экранной сеток.

Рис. 5.1. Типовая схема лампового ГВВ

АЧХ контура, в анодной цепи, имеет вид , (5.1)

где - напряжение при резонансной частоте , - добротность контура; - относительная расстройка,

, (5.2)

где , - индуктивность и емкость контура.

Г рафики функции (5.1) при Q=30 и Q=100 приведены на рис. 5.2. Кроме согласования с нагрузкой параллельный контур выполняет функцию фильтра, так как при Q»1 при небольшом отклонении частоты сигнала от резонансной частоты напряжение на нем резко падает. При Q»1 полоса пропускания контура: . (5.3)

Рис. 5.2. АЧХ параллельного колебательного контура

Благодаря высокой добротности контура при , напряжение на выходе генератора является синусоидальным. Напряжение на входе лампы складывается из ВЧ сигнала источника возбуждения и постоянного напряжения смещения : ,

где - амплитуда ВЧ сигнала. Напряжение на выходе лампы, снимаемое с электродов анод-катод, складывается из постоянного напряжения , и высокочастотного напряжения на анодном контуре, резонансная частота которого - равна частоте входного сигнала. Поскольку лампа поворачивает фазу сигнала на , то перед следует поставить знак «—»:

, (5.4)

где - амплитуда ВЧ сигнала на анодном контуре.

Для связи с нагрузкой (рис. 5.1) служит емкость , не пропускающая на выход генератора постоянное напряжение. Для защиты от проникновения ВЧ сигнала в цепи питания включены дроссели . Той же цели служат блокировочные конденсаторы , замыкающие ВЧ сигнал на землю.

5.2. Статические характеристики триода и тетрода и их аппроксимация

Л ампа в схеме ГВВ предназначена для усиления мощности входного сигнала. Для определения параметров ГВВ необходимо найти анодный ток лампы. Данная задача может быть решена с помощью статических характеристик электровакуумного прибора, которые делятся на три основных вида: анодно-сеточные - при разных значениях и (рис. 5.3,a); анодные - при разных значениях и (рис. 5.3,б); сеточные - при разных значениях и (рис. 5.3,а).

Рис. 5.3. Статические характеристики лампы

Эти характеристики называются статическими, потому что они снимаются при постоянных напряжениях на электродах без ВЧ сигнала.

П ри расчете ГВВ производится полигональная аппроксимация этих характеристик отрезками прямых (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Полигональная аппроксимация статических характеристик

Согласно рис. 5.4, а для анодного тока при

при ; при , (5.5)

где - напряжение отсечки; - крутизна анодно-сеточной характеристики лампы (сокращенно - крутизна), измеряемая в мА/В. Чем больше анодное напряжение тем левее располагается характеристика . Для анодного тока (рис. 5.4,б) при имеем:

при ; при (5.6)

где - крутизна линии граничного режима, проводимая через точки резкого спада анодного тока (см. рис. 5.3,б), мА/В; - напряжение, при котором происходит излом анодной характеристики; значение зависит от уровня напряжения на сетке . Согласно рис. 5.4,а для сеточного тока при запишем:

при ; при , (5.7)

где - крутизна сеточной характеристики лампы, мА/В.