книги из ГПНТБ / Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие

Рис. 4. 3. Графики физических процессов, происходящих з ге­ нераторе с посторонним возбуждением при работе лампы а режиме колебаний первого рода.

такт с напряжением на сетке и тоже будет пульсирующим. Он состоит из постоянной составляющей, равной Іао, и пере­ менной составляющей.с амплитудой Iam= S d - U mg= Sd -U mBx

(Sd крутизна динамической сеточной характеристики лам­ пы).

140

Переменная составляющая анодного тока зарождается й лампе, поэтому путь ее таков: анод-катод лампы, корпус, кор-

настроенный контур, создает на нем напряжение с амплиту*

Напряжение на аноде лампы генератора (иа) при этом рав­ но алгебраической сумме напряжения источника анодного питания (Еа) и напряжения на контуре (uk). Это напряжение действует в противофазе с анодным током лампы и напряже­ нием возбуждения генератора. Докажем это. В момент вре­ мени ti^-t2 (рис. 4.3)

Іа — Іао + і т а > Іао- (

Это означает, что переменная и постоянная составляющие анодного тока направлены одинаково, то есть от анода к ка­

действует отрицательный полупериод напряжения возбужде­ ния (t2-T-t3), анодный ток лампы уменьшается. Это означает, что переменная составляющая анодного тока направлена на­ встречу постоянной составляющей, то есть от катода к аноду лампы. Она образует на контуре переменное напряжение, сов­

Из графиков (рис. 4. 3) видно, что анодный ток с напря­ жением возбуждения изменяется в фазе, а анодное напря­ жение— в противофазе.

При прохождении по контуру переменной составляющей анодного тока в нем возбуждаются и поддерживаются коле­ бания с частотой задающего генератора и при этом в конту-

141

увеличить амплитуду возбуждающего напряжения UmaxОд­ нако нужно помнить, что в режиме колебаний первого рода не должно происходить отсечки анодного тока. Она будет в том случае, если Іта<Іао- Полезная колебательная мощность Рк создается за счет расхода мощности постоянного тока ис­ точника питания Р 0 = Іао-Еа, где Іао — постоянная составляющая анодного тока;

Е а — постоянное напряжение источника анодного пита­ ния. Разность мощностей Р 0 и Рк есть мощность потерь Ро— Рк = Р а- Эта мощность рассеивается на аноде лампы в ви­ де тепла.

142

Второй недостаток заключается в том, что при работе на линейном участке динамической характеристики лампы в ге­ нераторе невозможно осуществить амплитудную модуляцию создаваемых высокочастотных колебаний.

В.Особенности генератора с посторонним возбуждением

иотсечкой анодного тока (режим колебаний второго

рода)

Мощные генераторы обычно работают в режиме колеба­ ний второго рода.

Р е ж и м о м к о л е б а н и й в т о р о г о р о д а называет­ ся такой режим работы генератора, при котором рабочая точ­ ка на характеристике лампы выходит за пределы прямоли­ нейного участка.

Для получения этого режима на сетку лампы должно быть подано постоянное отрицательное напряжение, смещаю­ щее рабочую точку на нижний изгиб анодно-сеточной харак­ теристики лампы (рис. 4.6, точка «А»),

В режиме колебаний второго рода анодный ток проходит через лампу только в течение части периода напряжения воз­ буждения и имеет форму импульсов с амплитудой Іат. Коле­ бательный контур настраивается на частоту первой гармони­ ческой составляющей Iami (fci= fc) - Для остальных гармоник сопротивление контура близко к нулю. Вследствие этого коле­ бания второго рода часто называют колебаниями с отсечкой анодного тока. Эти колебания характеризуются углом отсеч­ ки (Ѳ°), который определяется длительностью половины им-

14а

пульса анодного тока и выражается в градусах (рис. 4 .6). Величина угла отсечки может быть в пределах от нуля до 180° (режим колебаний первого рода). Она определяется ве­ личиной напряжения смещения E g. Если Е К = ЕЙ0, то анодный ток течет в продолжение половины периода напряжения воз-

Рис. 4. 6. Графики физических процессов происходящих R

генераторе с постоянным возбуждением при работеТайпы в режиме колебаний второго рода.

ш

Суждения, а длительность половины импульса анодного тока составляет четверть периода. При этом Ѳ° = 90°.

Если E g < E g0 (рис. 4. 6), анодный ток будет протекать в промежуток времени, больший половины периода. Поэтому Ѳэ получится больше 90° и т. д.

Таким образом, величина угла отсечки зависит от соотно­ шения между величинами напряжения смещения и напряже­ ния запирания лампы E g0. При изменении угла отсечки изме­ няется форма импульсов анодного тока (рис. 4. 6).

Для получения максимальной колебательной мощности в контуре ( Р к макс) угол отсечки нужно установить таким, что­ бы lam был максимальным. Полезная колебательная мощ­ ность генератора определяется по формуле

Рк == ~~2~^mai'Uma ,

где Ijnai — амплитуда первой гармоники анодного тока. М ощ ­ ность, сообщаемая источником питания генератору, равна Р 0=1ао • Е а. Поэтому коэффициент полезного действия гене­ ратора (к.п.д.) по анодной цепи

U ma к постоянному напряжению Е а называют коэффициентом использования анодного напряжения и обозначают греческой

кой анодного тока может быть больше 0,5. Это связано с тем,

что отношение - ^т-а 1 всегда больше единицы и зависит от Іао

угла отсечки (при Ѳ°=?90°— 120° ІтаіЛао — 1,6— 1,4). Практиче­ ски в режиме усиления мощности коэффициент полезного дей­

первого рода;

145

впередатчике.

§4. 3. Способы получения автоматического

случаях, когда нельзя применить автоматическое смещение. Если же этого ограничения нет, то применяют различные схе­ мы автоматического смещения.

А. Получение напряжения смещения за счет постоянной составляющей катодного тока

Если лампа генератора (усилителя) (рис. 4. 7) работает в буферном режиме (без сеточного тока), то напряжение E g

146

можно получить за счет энергии источника питания. Для это­ го в цепь катода лампы включают ячейку автоматического смещения, состоящую из параллельного соединения Rk и C k. Емкость Ck должна иметь такую величину, чтобы его сопро­ тивление для всех переменных составляющих катодного тока

Ік0. Для триода Іко = Іао, а URk=Iko-Rk. Это напряжение при­ кладывается плюсом на катод и минусом — на сетку лампы че­ рез внутреннее сопротивление источника возбуждающего на­ пряжения. Требуемую величину R k выбирают по формуле

Rk =

'g Iko

необходимое напряжение смещения;

Iko требуемая величина постоянной составляющей ка­ тодного тока.

Напряжение URk и является напряжением смещения.

Б. Получение напряжения смещения за счет сеточного тока

Если лампа генератора работает с сеточными токами, то напряжение E g можно получить за счет энергии источника входного сигнала. Для этого в цепь сетки включают ячейку автоматического смещения, состоящую из резистора Rg и конденсатора C g. Сеточное смещение может быть последова­

участком сетка-катод лампы. Емкость C g выбирают такой величины, чтобы его сопротивление для первой гармоники се­ точного тока было много меньше Rg.

В режиме покоя напряжение на сетке равно нулю и на­ пряжения смещения не создается. При включении напряже­ ния возбуждения напряжение на сетке становится в один полупериод положительным, в другой — отрицательным (рис.

4. 8) .

При положительном сеточном напряжении в цепи сетки протекает импульсный сеточный ток по цепи: + u Bx, C g уча-

147

сток сетка-катод лампы, — ивх. Сеточный ток заряжает кон­ денсатор Cg, причем очень быстро, так как заряд идет через участок сетка-катод лампы, имеющий сопротивление около одного килоома.

Когда сеточное напряжение становится отрицательным, сеточный ток прекращается. Конденсатор C g при этом разря­ жается через сопротивление Rg. Так как величина сопротив­ ления резистора Rg составляет несколько десятков килоом, то разряд идет медленнее, чем заряд. В результате через не­ сколько периодов напряжения возбуждения конденсатор ока­ зывается заряженным примерно до 0,9 ивх. Напряжение на конденсаторе C g является напряжением смещения и прикла­ дывается отрицательным потенциалом на сетку лампы, а по­ ложительным— к катоду.

Если требуется изменить величину напряжения смещения, то нужно изменить величину сопротивления резистора R g. Например, если величину сопротивления Rg уменьшить, то конденсатор C g будет заряжаться до меньшего напряжения, а

148

счет постоянной составляющей сеточного тока Ig0, и по прин­ ципу действия она не отличается от рассмотренной выше. Та­ кая схема автоматического смещения применяется, когда тре­ буемая величина сопротивления Rg измеряется сотнями ты­ сяч ом. Иначе Rg будет шунтировать участок сетка-катод лам­ пы, что приведет к увеличению потребляемого тока источни­ ка сигнала. Если требуемое сопротивление Rg берут малой величины (единицы или десятки тысяч ом) , то последователь­ но с Rg включают ВЧ дроссель (рис. 4. 10), который ослабля­

ет шунтирующее действие Rg на колебательный контур воз­ буждающего каскада. Характерная особенность схем (трех последних) заключается в том, что в них напряжение сме­ щения возникает только в случае подачи возбуждающего на­ пряжения. Величина напряжения смещения получается про­ порциональной амплитуде входного напряжения. Поэтому та­ кие схемы смещения нельзя применять при усилении ампли- тудно-модулированных колебаний.

149