книги из ГПНТБ / Пахлавян, А. Н. Радиопередающие устройства учебник

Напряжение запирания E'gHou■ Эта величина определяет абс­ циссу начала восходящего участка идеализированной статической характеристики анодного тока (в анодно-сеточной системе) при номинальном анодном напряжении ЕаномОна обычно указывается

втаблице параметров лампы.

Вслучаях, когда анодное напряжение отлично от номинально­

го, т. е. £ а<£аном> напряжение запирания E'g должно определять­ ся по реальным характеристикам.

Р ис. 3.10. Идеализация семейства статических характеристик в предпо­ ложении постоянства параметров S a D

Крутизна граничной линии S^. Положение граничной линии наиболее удобно определяется в анодной системе (см. рис. 3.106), где ее .начало совпадает с началом координат.

Граничная линия условно рассматривается как геометрическое место граничных точек отдельных характеристик семейств лампы, имеющей опадающие участки анодного тока, т. е. перенапряжен­ ную область. Для ламп, не имеющих в семействах характеристик перенапряженной области, параметр Srp становится неопределен­ ным и не рассматривается как расчетный.

Для достоверности расчетов режимов генераторов величины параметров должны уточняться по реальным характеристикам лампы (транзистора).

В рассмотренных идеализированных семействах каждая точка линейных характеристик связывает между собой анодный ток и на­ пряжения. Их зависимость также линейна и может быть просто выражена. Для этого рассмотрим еще раз рис. 3.10а. Значение анодного тока (для произвольно взятой точки А на восходя­

41

щем участке характеристик, т. е. в недонапряженной области) определится, как это видно из треугольника БАБ, соотношением t’a —tg а ВБ

где отрезок ВБ= (ОБ + ОВ) является суммой значений: мгновенно­ го напряжения на сетке eg, определяемого рассматриваемой точ­ кой А, и запирающим напряжением E'g при анодном напряжении, равном еча . Таким образом, выражение (3.1) может быть пред­

ставлено как

е„— Е

К)

азапирающее напряжение для характеристики V как

Подставив (3.2) в выражение для анодного тока, получим

Уравнение (3.3) справедливо для любой произвольно взятой характеристики идеализированного семейства с соответствующими значениями Ей и E'g, а поэтому может быть записано в общем ви­ де, т. е.

Выражение (3.4) является общим уравнением семейства идеа­ лизированных параллельно расположенных статических характери­ стик лампы и служит основанием для вывода количественных со­ отношений — расчетных формул, справедливых для недонапряженных и граничного рабочих (динамических) режимов работы лам­ пы генератора.

Для семейства с веерным расположением характеристик (см. рис. 3.76, г) предположение о постоянстве статических параметров лампы S, D, Ri будет грубым допущением. Более правильно пред­ ставлять семейство таких идеализированных характеристик распо­ ложенными, как это показано на рис. 3.11а и б. Положение семей­ ства в этом случае идеализации характеризуется напряжением за­ пирания E'g= const. Статические параметры лампы 5, D, Ri зави­ сят от величин анодного и сеточного напряжений и должны опре­ деляться по реальным характеристикам на участках формирования

42

между анодом и экранирующей сеткой вблизи последней. Она обычно имеет потенциал, равный 'потенциалу катода или близкий к нему. У тетродов явление вторичной эмиссии устраняется благо­

большого экрана, соединенного с катодом внутри лампы. Поэтому характеристики анодного тока и тока экранирующей сетки гене­ раторных тетродов не имеют провалов и изменяются монотонно. На рис. 3.12 показаны типичные семейства статических характери­ стик современных ламп с экранирующей сеткой. Они снима­ ются для разных постоянных напряжений на экранирующей сетке Eg2 (и Eg3=0 у пентодов).

В анодно-сеточной системе координат характеристики выража­ ют графические зависимости ia= fi(egi, Еа, Eg2); ig2 = f2 (egi, Еа, Eg2)\ igi=f3(egit Е& Egz) при постоянном для каждой характеристики анодном напряжении Еа и неизменном для группы характеристик напряжении на экранирующей сетке Е&.

По своему общему виду статические характеристики экраниро­ ванных ламп в анодно-сеточной системе координат преимущест­ венно веерообразные. Для них остается в силе определение недонапряженной и перенапряженной областей характеристик, связан­ ных с перераспределением тока катода. Однако в лампах с экра­ нирующей сеткой процесс перераспределения определяется соот­ ношением анодного и экранного напряжений еа/Egz и происходит в основном между анодным током и током экранирующей сетки.

Влияние анодного напряжения на анодный ток в этих лампах из-за двух весьма густых сеток ослаблено. Поэтому величина ре­ зультирующей проницаемости для большинства экранированных

Egz. Именно вследствие этого характеристики анодного и сеточных

ния экранирующей сетки Eg2j что хорошо видно на приведенном рис. 3.12. Вот почему основным расчетным параметром является D2— проницаемость управляющей сетки для экранного напряже­ ния Eg2.

Заметное перераспределение тока катода у тетрода ГУ-36Б на­ чинается при значениях анодных напряжений ea^ E g2. У различ­ ных тетродов и пентодов, в отличие от триодов, граничная точка, характеризующая начало заметного перераспределения тока като­ да, отличается значительным разбросом соотношения напряже­ ний: у маломощных тетродов ea/Eg2«0,05 —‘1,2; у мощных тетро­ дов eJEgztt 0,5— 1,5.

Использование тетродов и пентодов в перенапряженных режи­ мах исключается из-за ограниченных величин допустимой мощно-

44

сги рассеяния на экранирующей сетке Pg2ДОш поэтому участки ха­ рактеристик, соответствующие перенапряженной области, в семей­ ствах отсутствуют.

Изменение величины постоянного напряжения экранирующей сетки Ее2 сдвигает веер (пучок) характеристик и приводит к изме­ нению величины запирающего напряжения Е'е (рис. 3.13). Таким

Рис. 3.13. Семейства идеализированных характеристик совре­

менных тетродов и .пентодов:

а ) анодно-сеточных п.ри различных значениях E s2\ б ) анодных при Eg 2 = const

образом, напряжение запирания E'g, указываемое в таблицах па­ раметров экранированных ламп, соответствует только величине номинального напряжения экранирующей сетки Eg2ll0M. При его изменении величина запирающего напряжения E'g должна уточ­ няться по реальным характеристикам лампы.

Рассмотрим возможную идеализацию статических характери­ стик экранированных ламп (тетродов и пентодов) в анодно-сеточ­ ной системе координат и в анодной. В основу идеализации поло­ жены соображения, высказанные ранее в отношении триодов. Се­ мейство идеализированных анодно-сеточных характеристик пред­ ставлено на рис. 3.13а. Одна группа характеристик соответствует номинальному напряжению на экранирующей сетке Е&нон, две другие — большему (E'sll> E g2 п ом ) и меньшему (Е {g< E g2ном) зна­

чениям экранного напряжения. Каждой группе характеристик со­ ответствует определенное напряжение запирания Е'е. Характерис­ тики с одинаковым анодным напряжением еа в различных пучках, соответствующих разным напряжениям на экранирующей сетке — Еи’ , Е,l, Е™1 и т. д., располагаются параллельно. Допущение о

параллельном расположении не является грубым и согласуется с видом реальных семейств статических характеристик (см. рис. ЗЛ2а). В таких условиях идеализации проницаемость управляю­

46

щей сетки для напряжения экранирующей сетки Dz может считать­ ся неизменной, т. е. Dz= const, а величина сдвига запирающего на­ пряжения по оси абсцисс между двумя группами (лучками) ха­ рактеристик с различными значениями Egz (см. рис. 3.13а) опреде­ лится как

Формула (3.9) может быть использована для расчета запираю­ щего смещения у экранированных ламп в случае выбора рабочего напряжения Egzраб, отличающегося от табличного Eg2ном-

Семейства идеализированных характеристик в анодной системе координат соответствуют одному напряжению на экранирующей сетке £g2 =const. При его изменении происходит параллельное пе­ ремещение всех характеристик. Так, с увеличением Egz анодные токи возрастут и все характеристики переместятся параллельно себе вверх. При уменьшении Egz характеристики анодного тока сместятся вниз.

В случае тетродов и пентодов понятие граничной линии еще бо­ лее условно, чем у триодов, так как в перенапряженной области характеристики не образуют общей линии спада. Параметр Srp — крутизна граничной линии — утрачивает смысл и не используется как расчетный.

Окончательное выражение уравнения идеализированных ста­ тических характеристик экранированных ламп (при Egs= 0), спра­ ведливое для недонапряженной и граничной областей, может быть записано как

где E'g = f{E gi).

В пентодах (и лучевых тетродах специальной конструкции) благодаря действию защитной сетки отсутствуют динатронные яв­ ления, что позволяет применять более высокое напряжение на эк­ ранирующей сетке Е&. Это сдвигает анодно-сеточные характерис­ тики влево, в область отрицательных напряжений управляющей сетки. В недонапряженной области это приводит к малым ее токам

47

(практически полному их отсутствию). Перераспределение тока ка­ тода происходит в основном между цепями анода и экранирующей сетки, так как ток управляющей сетки увеличивается мало. .

Обычно генераторные пентоды работают при напряжениях за­ щитной сетки Eg3^ 0 . Изменения отрицательного напряжения Ее3 оказывают сильное влияние на анодный ток пентода и при опреде­ ленной его величине анодный ток прекращается (рис. 3.14). Обыч­ но величина запирающего напряжения защитной сетки вычисляется

igг для различных значений на­ пряжений Egз показаны на рис. 3.14. При отрицательных напря­ жениях на защитной сетке (Egз<0, £g3= 0 ) характеристики сдви­ гаются-вправо и анодный ток начинается из точки, определяемой анодным напряжением Е'а= Е 'е3 р, ag3 (кривая 1).

Таким образом, изменение сггрицательного напряжения на за­ щитной сетке (ее потенциала относительно катода) дает возмож­ ность оказывать эффективное влияние на величину анодного тока. Это свойство пентодов используется в практических схемах для управления колебаниями при амплитудной модуляции.

К О Н Т Р О Л Ь Н Ы Е В О П Р О С Ы

1.По каким признакам классифицируются генераторные лампы?

2.Перечислите типы катодов, укажите их условные обозначения.

3.В чем заключаются преимущества применения активироваиных катодов по сравнению с чисто вольфрамовыми?

4.Чем вызвана иеобходимость строгого поддержания 'напряжения накала активи­ рованных катодов при эксплуатации генераторных ламп?

5.Каковы эксплуатационные особенности режимов сеток генераторных ламп и чем опасен дополнительный подопрев сеток за счет тепла, испускаемого внут­ ри баллона нагретыми анодом и катодом?

6.Поясните необходимость и способы принудительного охлаждения анода и элементов конструкций генераторных ламп.

7.В чем заключаются принципы действия различных систем принудительного охлаждения анодов мощных ламп (см. рис. 3.4, 3j5, 3.6)?

48

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ГЕНЕРАТОР С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Ламповый (транзисторный) генератор с внешним возбуждением является преобразователем энергии источника посто­ янного тока в энергию переменного тока требуемой частоты и од­ новременно усилителем мощности высокочастотных колебаний. В его входной цепи действует другой, менее мощный генератор-воз­ будитель, дающий необходимое внешнее управляющее напряже­ ние1).

Цель преобразования энергии ламповым генератором — созда­ ние высокочастотных электрических колебаний. Это наиболее удоб­ но производить в такой электрической цепи, где они легко возни­ кают при малейшем нарушении равновесия, т. е. в колебательном контуре или другой резонансной системе.

Электронная лампа (транзистор) в схеме генератора выполня­ ет роль прибора, регулирующего под воздействием внешнего уп­ равляющего напряжения (возбуждения) поступление энергии от источника в колебательную систему, т. е. осуществляет прямую связь источника с контуром (рис. 4Д). Для того чтобы колебания

Рис. 4.1. Прямая овязь,

осуществляемая лампой (транзистором) в генера­ торе

в контуре были незатухающими, необходимо периодическое попол­ нение энергии в контуре. Переносчиком энергии источника являет­ ся поток электронов в лампе, т. е. периодически изменяющийся в такт с колебаниями в контуре анодный ток.

Механизм преобразования энергии источника в энергию высо­ кочастотных колебаний в контуре заключается в изменении кине-

ром благодаря резонансным свойствам анодной нагрузки, помимо усиления ко­ лебаний высокой частоты, возможны и другие процессы (на-пример, умножение частоты и др.).

50