7ReBHL2QE8
.pdf
zc1 >> dc1, zc1 ³ 0,8a , za - zc1 ³ 0,8a (тетрод).
Если проверка на сводимость не выполняется, то расчет геометрических размеров системы электродов повторяется при задании меньшего значения коэффициента заполнения сетки σ .
На этом расчет системы электродов триода заканчивается, и остается уточнить заданное вначале значение коэффициента токопрохождения δ:
|
|
dc |
ln 21,7 |
zc |
|
δ = 1− σ − |
zc |
dc |
|
||
|
|
||||
4π(za − zc )
|
U |
a |
|
|
z |
− z |
|
|
|
|
|
|||
a |
c U |
|
|
|
|
|
c |
||
U . 1+ D a
Uc
Если уточненное значение δ существенно отличается от первоначального, нужно повторить расчет системы электродов с уточненным коэффициентом токопрохождения. В тех случаях, когда получаются очень малые значе-
ния dc и a ( dc < 0,01 см ), нужно использовать несводимую конструкцию.
Тогда проницаемость будет меняться вдоль системы электродов от макси-
мального значения между витками сетки Dc до минимального под витком
D0 . Более подробно с расчетом несводимых конструкций можно познако-
миться в [7].
Для завершения расчета системы электродов тетрода необходимо рас-
считать размеры второй сетки и расстояние «сетка вторая−анод» ( za − zc2 ).
Расчет второй сетки лучевого тетрода. Исходя из особенностей по-
строения лучевых конструкций: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Nc2 = Nc1 = Nc , |
a2 = |
πDc2 |
− для стержневой сетки; |
|
|
|
||||
N c |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nв2 = Nв1 = Nв , |
а2 = а1 − для спиральной сетки. |
|
|
|
|
|
||||
Для расчета коэффициента заполнения второй сетки σ |
2 |
= d |
c2 |
a |
2 |
зада- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ется диаметр сеточных |
проводников |
dc2 исходя |
из |
соотношения |
||||||
0,5 ≤ dc2 
a2 ≤ 1,0 .
В рассчитанной системе электродов лучевого тетрода можно оценить фокусировку электронного потока, исходя из оптимальности нахождения минимального поперечного сечения электронного потока (кроссовера) Fm в плоскости второй сетки (рис. 5.4) [7].
21
При условии Uc1 = 0 фокусное расстояние Φ определяется выражением
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(Ec2 −U∂1) |
|
|
|
|
|
a2 κ+ |
|
−1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
||||||
|
|
|
a1 |
|
2 |
|
|
a1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
Φ= |
+ |
a1 |
= |
|
|
+ |
|
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
16(zc2 − zc1)U∂1sin2 αm |
|
16(zc2 − zc1)sin2 αm |
, |
|
|||||||||||||
|
|
2tgαm |
2tg αm |
|
||||||||||||||||
где tg σ |
m |
= π ln (1 πσ ); U |
≈D E ; sin 2 |
α |
m |
= tg 2 α |
m |
(1 + tg 2 α |
m |
). Так как |
||||||||||
|
2 |
|
1 |
∂1 |
|
1 c2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
при учете объемного заряда фокусное расстояние Φ увеличивается, фокусировку можно считать удовлетворительной при выполнении соотношения
0,6 ≤ Φ
(zc2 − zc1 ) ≤ 0,8 . В случае существенного расхождения полученной СЭ с этим условием следует пересчитать систему электродов, используя дру-
|
|
|
|
гие значения zc2 zc1 или σ1. |
|
|
|
|
|
При этом необходимо иметь в виду, |
|
|
|
|
|
что увеличение zc2 zc1 приводит к уве- |
|
|
Ф |
Fm |
|
личению расстояния «сетка |
первая – |
|
|
сетка вторая», а увеличение коэффици- |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ента заполнения первой сетки σ1 - к ро- |
|
|
|
|
|
сту шага первой сетки a1 и фокусного |
|
К С1 |
С2 |
|
А |
расстояния Φ . |
|
|
Задав проницаемость второй сетки |
||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
D2 в пределах 0,01…0,04, |
определим |
|
Рис. 5.4 |
|
|
расстояние «сетка вторая-анод»: |
|
z |
− z |
|
= |
(1 D2 )ln cth πσ 2 + ln ch πσ 2 |
d |
|
a |
|
c2 |
|
πσ 2 |
c2 |
|
|
|
|
|
|||
Найденное значение ( zа − zc2 ) проверяется с двух сторон (слева - на от-
сутствие динатронного эффекта, справа - на отсутствие фиктивного катода):
|
1 2 |
3 4 |
|
1 2 |
3 4 |
|
|
||
1,2 ×10 |
−3 Fср |
Eс2 |
< za - zc2 < 3,6 ×10 |
−3 Fср |
Eс2 |
. |
(5.3) |
||
|
Ia102 |
|
Ia1 2max |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Здесь Fср - средняя площадь сечения электронного потока между второй сеткой и анодом; Fср = 0,5π(Dc2 + za − zc2 )h . Постоянная составляющая
22
тока анода I a0 = δI 0 . Напряжение на второй сетке Ec2 определяется режимом работы лампы. В случае невыполнения проверок (5.3) слева или справа зна-
чение ( za − zc2 ) пересчитывается при задании, соответственно, меньших или больших значений D2 и dc2 
dc1 . Если при этом левое неравенство по-прежнему не выполняется, то для предотвращения динатронного эффекта применяется камерный анод [7].
После проверки найденной величины ( za − zc2 ) определяются расстоя-
ние «катод−анод» za и диаметр анода лучевого тетрода Da = Dк + 2za .
В случае применения камерного анода в лучевой конструкции в зависимости от формы лучей камеры могут быть как вертикальными при стержневой сетке, так и горизонтальными при спиральной сетке. Очевидно, что в конструкции лучевого тетрода ребра камер должны быть в тени сеточных проводников [7].
5.3.3. Разработка эскизов основных узлов и общего вида прибора
После завершения расчетов и получения варианта конструкции прибора, удовлетворяющего исходным данным и всем необходимым проверкам, нужно ознакомиться с чертежами и конструкциями аналогов разрабатываемого прибора. С помощью аналога нужно выбрать подходящую металлокерамическую систему выводов прибора, методы крепления на ней катода и сеток, установить назначение вспомогательных элементов, порядок сборки. Для унификации размеры металлокерамической системы выводов должны быть такими же, как у аналога, а сопряжение присоединительных размеров катода и сеток с системой выводов можно осуществить за счет соответствующих держателей электродов. Далее таким же образом выбирается конструкция анодного узла. Следует обратить внимание на размещение металлического штенгеля для откачки. В приборах с воздушным принудительным охлаждением он обычно устанавливается в дне анода; в приборах с водяным охлаждением – в коаксиальной системе выводов. Конструкции керамических изоляторов и методы их соединений с металлическими выводами берутся из аналога. В качестве эскиза решетчатого ВТКК можно изобразить только решетку катода; эскиз подогревного ОК должен содержать керн катода и подогреватель, собранный в разрезе; сетки изображаются в собранном виде; анод можно изображать в несобранном виде. Эскиз общего вида должен иметь
23
разрез. На всех эскизах должны быть указаны материалы, из которых изготавливаются детали прибора. К сборочным эскизам прикладываются спецификации деталей, входящих в узлы. Все эскизы делаются в масштабе. Размеры указываются только те, которые были рассчитаны в ходе выполнения работы.
За время выполнения КР проводится контрольная проверка для обеспечения систематической работы студентов в течение семестра (студенты заочной формы обучения, живущие далеко от СПб, присылают материалы для проверки по электронной почте).
При сдаче КР студент должен уметь обосновать выбор того или иного решения при расчете и проектировании прибора; понимать физический смысл расчетных формул и проверок результатов расчета; знать допущения, при которых справедливы эти формулы; пояснять эскизы деталей, узлов и прибора в целом и выбор материалов для них.
6.ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ
1.Приведите и поясните особенности статических характеристик МЭПЭСУ.
2.Приведите и поясните режимы работы МЭПЭСУ по сетке и по аноду.
3.Приведите факторы, влияющие на работу МЭПЭСУ, связанные с увеличением частоты.
4.Приведите виды высокочастотных потерь в МЭПЭСУ. Как они учитываются?
5.Какие конструктивные изменения производятся в МЭПЭСУ при переходе в диапазон СВЧ?
6.Что такое пролетные явления? Как они влияют на работу МЭПЭСУ в диапазоне ДЦВ?
7.Опишите воздушный принудительный способ охлаждения.
8.Опишите водяной принудительный способ охлаждения.
9.Опишите испарительный способ охлаждения.
10.Сравните между собой способы принудительного охлаждения МЭПЭСУ по эффективности и по экономичности.
11.Приведите факторы, влияющие на эмиссионную способность оксидного катода в МЭПЭСУ в ходе эксплуатации.
12.В чем различие обратимых и необратимых отравлений оксидного ка-
тода?
24
13.Приведите факторы, влияющие на эмиссионную способность ВТКК
входе эксплуатации.
14.Какими причинами вызывается декарбидирование ВТКК?
15.Опишите механизмы дезактивирования ВТКК. Как можно восстановить эмиссионную способность дезактивированного катода?
16.Охарактеризуйте виды механических воздействий на МЭПЭСУ.
17.Назовите основные блоки аналитического расчета МЭПЭСУ. В чем разница между прямыми и обратными методами расчета?
18.Как правильно выбрать угол отсечки θ и коэффициент использования лампы по анодному напряжению ξ при проектировании МЭПЭСУ для радиовещания, телевидения и промышленного нагрева?
19.Приведите порядок расчета параметров МЭПЭСУ для радиовещания и радиосвязи по данным режима использования.
20.Приведите порядок расчета параметров МЭПЭСУ для телевидения по данным режима использования.
21.Приведите порядок расчета параметров МЭПЭСУ для промышленного нагрева по данным режима использования.
22.Как провести тепловой расчет сетки, охлаждаемой излучением?
23.Как провести тепловой расчет сетки, охлаждаемой излучением и теплопроводностью?
24.Приведите порядок теплового расчета анода с принудительным воздушным охлаждением.
25.Приведите порядок теплового расчета анода с принудительным водяным охлаждением.
26.Приведите области применения МЭПЭСУ. Изобразите АМ-сигнал и укажите режим несущей и пиковый режим. Приведите соотношения между мощностями АМ-колебаний: в режиме несущей, в пиковом режиме и средней телефонной мощностью.
27.Приведите спектры АМ и однополосного радиосигналов. Какие дополнительные требования предъявляются к МЭПЭСУ, работающим в этих условиях?
28.Какие специальные требования предъявляются к МЭПЭСУ для широкополосного усиления?
29.Какие виды модуляции применяются в радиовещании и радиосвязи? Какие частотные диапазоны и мощности используются в передатчиках для радиовещания и радиосвязи?
25
30.Приведите основные требования, предъявляемые к МЭПЭСУ для радиосвязи и радиовещания.
31.Изобразите полный телевизионный видеосигнал, и укажите на нем уровни черного поля, белого поля и уровень синхроимпульсов. Приведите соотношения между уровнями по амплитуде и по мощности.
32.Какой частотный диапазон занимает один ТV-канал? Укажите на этом диапазоне поддиапазоны видеосигнала и звукового сигнала.
33.Поясните требования, предъявляемые к МЭПЭСУ, работающим в ТV-передатчиках.
34.Каковы области применения промышленных генераторов высокой частоты? Какие требования предъявляются к МЭПЭСУ, работающим в промышленных генераторах?
35.Изобразите упрощенную схему импульсного передатчика с сеточной импульсной модуляцией. Сформулируйте требования к генераторной лампе, работающей при таком способе модуляции.
36.Изобразите упрощенную схему импульсного передатчика с анодной импульсной модуляцией. Сформулируйте требования к генераторной и к импульсной модуляторной лампам, работающим при таком способе модуляции.
37.Приведите основные типы конструкций МЭПЭСУ.
38.Поясните различия между прямой и обращенной конструкциями. В каких случаях целесообразно использовать обращенную конструкцию?
39.В чем разница между сплошной и модульной (ячейковой) конструк-
циями?
40.Какие способы электронной фокусировки применяются в МЭПЭСУ?
41.Приведите систему электродов и принцип работы инжектрона.
42.Приведите пример цилиндрической конструкции электродов МЭПЭСУ. Почему она наиболее часто применяется в мощном электронном приборостроении?
43.Приведите пример планарной конструкции электродов МЭПЭСУ. На каких частотах целесообразно ее использовать и почему?
44.Какие основные узлы входят в состав конструкции МЭПЭСУ? Каким образом они соединяются между собой? Какие требования предъявляются к этим соединениям?
45.Почему в МЭПЭСУ всегда применяется выносной анод? Изобразите его на рисунке.
46.Почему в МЭПЭСУ, как правило, используется коаксиальная система выводов электродов? Изобразите ее на рисунке.
26
7.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Базовые лекции по электронике: в 2 т. Т. 1: Электровакуумная, плазменная и квантовая электроника / под ред. В. М. Пролейко. М.: Техно-
сфера. 2009.
2.Сушков А. Д. Вакуумная электроника: Физико-технические основы: учеб. пособие. СПб.: Изд-во «Лань», 2004.
3.Карнышев А. П., Шануренко А. К. Тепловые процессы в мощных электронных приборах с электростатическим управлением: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2003.
4.Карнышев А. П., Шануренко А. К. Особенности тепловых процессов в мощных электронных приборах с электростатическим управлением: учеб. пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007.
5.Кацман Ю. А. Электронные лампы. М.: Высш. шк., 1979.
6.Силаев С. А., Шануренко А. К. Методы расчета мощных электронных приборов с электростатическим управлением: текст лекций / ГЭТУ.
СПб., 1998.
7.Силаев С. А., Шануренко А. К. Проектирование мощных электронных приборов с электростатическим управлением: учеб. пособие / ГЭТУ.
СПб., 1999.
8.Особенности технологии производства мощных генераторных ламп: текст лекций / под ред. В. С. Прилуцкого. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ
«ЛЭТИ», 2005.
9.Современные технологические процессы в производстве мощных генераторных ламп / под ред. Ю. А. Быстрова. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ
«ЛЭТИ», 2009.
10.Прилуцкий В. С. Вольфрамовый торированный карбидированный катод. М.: Руда и металлы, 2000.
11.Прилуцкий В. С., Шануренко А. К. Особенности физических процессов в катодах мощных электронных приборов с электростатическим управлением: текст лекций / ГЭТУ. СПб., 1998.
12.Мощные электронные приборы: методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Мощные электронные приборы с электростатическим управлением» / сост. А. К. Шануренко. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012.
27
|
Содержание |
|
1. |
Цели и задачи дисциплины...................................................................... |
3 |
2. |
Содержание рабочей программы ............................................................ |
4 |
3. |
Лабораторный практикум ........................................................................ |
9 |
4. |
Перечень практических занятий............................................................ |
10 |
5. |
Контрольная работа................................................................................ |
10 |
6. |
Примерный перечень вопросов к экзамену.......................................... |
24 |
7. |
Список литературы................................................................................. |
27 |
Редактор И. Б. Синишева
--------------------------------------------------------------------------------------------
Подписано в печать 30.10.14 Формат 60х84 1/16.
Бумага офсетная. Печать цифровая. Гарнитура «Times New Roman». Печ. л. 1,75. Тираж 37 экз. Заказ 175.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
28