3.12 Методика расчета гвв и гсвч на металлокерамической лампе
Металлокерамические лампы используются в схемах Генераторов с внешним возбуждением, в передатчиках с непрерывным излучением и в схемах автогенераторов СВЧ пе-редатчиков с импульсным излучением. Диапазонность таких ламп рассмотрена в [1]. Приводимая здесь методика расcчета применима и для расчета схем ГВВ с лампами общего применения типа ГУ.
Исходными данными для проектирования и расчета схем ГВВ на лампах являются:
выбранный тип лампы (из расчетов структурной схемы), выходная мощность P1 , рабочая частота f, справочные данные лампы.
Первым этапом проектирования является выбор схемы генератора. Сначала будем ориентироваться на схему ГВВ и расчет его электронного режима и элементов.
Обычными схемами ГВВ являются схемы с общим катодом и общей сеткой, которая чаще применяется в СВЧ диапазоне. Схемы таких ГВВ приведены на рис. 18.
На рисунках приведены схемы с автоматическим смещением на резисторах R1, с параллельным типом питания анодных цепей. На индуктивностях L1 выделяется входное высокочастотное напряжение возбуждения. Конденсатор С1 (б) заземляет сетку на корпус по ВЧ.
Сначала производится расчет электронного режима работы ГВВ.
Задается угол отсечки тока лампы Θ, оптимальным значением, которого является Θ Θ=70…120°. Для выбранного угла Θ определяют коэффициенты Берга a1 и a0. Выбирается величина Ea источника питания, близкая к типовому значению.Рассчитывается величина граничного коэффициента использования анодного напряжения схемы с ОК
Для схемы с общей сеткой (ОС) расчет производится по формуле:
ξ
В этих формулах: D-проницаемость лампы, S-крутизна входных характеристик лампы, Sгр - крутизна граничного режима.
Определяется амплитуда Ua1 - первой гармоники напряжения на лампе
Ua1 = ξос · Еа
Амплитуда тока первой гармоники на лампе:
Постоянная составляющая тока лампы
Энергетические параметры:
-потребляемая
от источника питания мощность,
-мощность
рассеяния на лампе,
,
проверить
-электронный
КПД, также
.
Эквивалентное выходное сопротивление ГВВ
Требуемое напряжение возбуждения на сетке
Напряжение смещения на сетке
,
где
- напряжение приведения, равное примерно
напряжению запирания лампы.
Расчет параметров сеточной цепи:
Угол отсечки тока сетки
Ток первой гармоники цепи сетки и ток постоянной составляющей
,
,
где
- крутизна сеточной характеристики, при
отсутствии справочного параметра,
ориентировочно можно положить
.
Мощность возбуждения и постоянной составляющей
,
- 45 -
Мощность,
рассеиваемая на сетке
.
Входное
сопротивление цепи сетки
.
Коэффициент
усиления ГВВ по мощности
.
Коэффициент обратной связи, необходимый для обеспечения электронного режима в случае работы каскада как автогенератора СВЧ:
Расчет элементов схемы (рис.18 а)
,
,
,
,
,
,
.
В этих формулах:
- минимальное значение рабочей частоты
передатчика,
- рабочая частота ГВВ,
- емкость анод-катод лампы.
Для ГВВ по схеме с общей сеткой следует пользоваться следующей модификацией формул:
,
,
.
Для схемы рис. 18б)расчет элементов схемы дополнительно имеет вид:
,
