2 Балл. За представление иного взгляда, чем в учебнике.

Но! Нет оценки размеров прибора и излишнее копирование.

Задача №2

Приборы с квазистатическим управлением. Триод.

Рассчитать статические углы пролета носителей заряда в промежутке катод-сетка триода, работающего в одном из режимов А, В или С (выберите самостоятельно). Фазы вылета с катода задать от 0 до 360⁰. (Считать напряжение на электродах не изменяющимся за время пролета). Рабочая частота , расстояние катод-сетка 0.1* , постоянное напряжение на аноде 50* , проницаемость сетки 0,01*( . Рассчитайте для этих углов коэффициент взаимодействия. Используя полученные результаты, объясните, почему триоды неэффективны на высоких частотах.

Дано:

(рабочая частота)

(расстояние катод-сетка)

(проницаемость сетки)

Найти:

1. Статические углы пролета носителей заряда в промежутке катод-сетка триода, работающего в режиме А.

2. Коэффициенты взаимодействия для этих углов.

Решение:

Класс А характеризуется использованием только прямолинейного участка управляющей характеристики, лежащей в области [4].

Найдем напряжение запирания:

Найдем углы пролета носителей заряда:

Примем (напряжение большее, чем напряжение запирания)

Найдем коэффициенты взаимодействия для этих углов:

Из полученных выражений следует, что коэффициент взаимодействия угла пролета зависит от частоты. При увеличении частоты – коэффициент взаимодействия будет уменьшаться.

Может возникнуть такая ситуация, что при работе триода на СВЧ электроны, испускаемые катодом, будут разворачиваться, не успевая дойти до анода. В таком случае электроны будут просто колебаться в лампе, не отдавая энергию во внешнюю цепь.

Уменьшение расстояние между анодом и катодом может помочь в данной ситуации, но это же приведет к увеличению емкостному сопротивлению триода (будут появляться дополнительные помехи в выходном сигнале).

Ответы: .

1 балл

Задача №3.

Приборы с динамическим управлением. Клистрон.

Рассчитать угол пролета в пространстве дрейфа, при котором электрон, попавший в ускоряющую фазу напряжения в 1-ом резонаторе, догонит электрон, попавший в тормозящую фазу. Расчет провести в кинематическом приближении. При расчетах принять: постоянное ускоряющее напряжение , длину зазора (область взаимодействия) , глубину скоростной модуляции , рабочая частота . Задачу решить с использованием нормированных параметров: глубина модуляции, угол пролета, параметр группирования.

Проанализируйте, как изменится процесс группирования при учете сил пространственного заряда, если ток луча равен , а диаметр луча ? На каком расстоянии от середины модулирующего зазора будет максимальная группировка? Прокомментируйте результат.

Дано:

(ускоряющее напряжение);

(длина зазора);

(глубина скоростной модуляции);

(рабочая частота);

(ток луча);

(диаметр луча).

Решение:

Пренебрегаем силами расталкивания электронов и считаем, что в пространстве дрейфа они движутся с постоянной скоростью, приобретенной при выходе из зазора [1, 142].

Скорость электрона в тормозящей фазе: . Этот электрон вошел в трубу дрейфа в момент времени . (1)

Скорость электрона в ускоряющей фазе: . Этот электрон вошел в трубу дрейфа позже, чем первые, . (3)

Определим скорость электронов перед зазором:

Эта же скорость будет соответствовать скорости электрона, занимающего промежуточное положение. Он вошел в трубу дрейфа в момент времени . (2)

Определим временный интервал , с которым электроны (1) и (3) пересекут плоскость, расположенную на расстоянии от зазора.

или

Если , то электроны пересекут плоскость одновременно. Тогда

Учтем, что ;

Из выражения получим z:

Тогда, угол пролета электрона:

Определим, как измениться процесс группирования при учете сил пространственного заряда.

Найдем площадь поперечного сечения пучка:

Плотность тока:

Найдем плазменную частоту колебаний:

Параметр группирования определим:

Из-за действия кулоновских сил параметр группирования изменится:

, где – параметр расталкивания

Итак, произойдет разгруппирование (параметр группировки уменьшается с учетом пространственных сил).

Определим расстояние, на котором будет наблюдаться максимальная группировка.

Условие максимума:

Выразим :

Тогда расстояние от середины модулирующего зазора:

Ответ: