книги из ГПНТБ / Хацкелевич В.А. Расчет режимов генератора при анодной модуляции на новых лампах

рым слагаемым выражения (9i), составит величину всего около 3-1-4% от основной (первого слагаемого).

Кроме того, модулятор при тройной модуляции дол­ жен иметь два выходных напряжения: одно из них для модуляции оконечного каскада Uau (75), а второе для модуляции возбудителя

теля. Обычно из удобства построения схемы передатчи­ ка оно берется либо равным напряжению Е „ т (для пи­ тания от общего выпрямителя), либо равным половине Е т (для питапия-от средней точки выпрямителя).

§ 3. Пример расчета

Даны следующие исходные значения:

/Дт — 15 кет;

т = 1;

/ = 15 Мгц.

Схема генератора двухтактная с общим катодом. Мо­ дуляция тронная (независимая анодная и возбуждением и автоматическая смещением).

Требуется выбрать лампы и рассчитать модуляцион­ ные режимы генератора.

Расчет

Сравнивая исходные данные этого примера и преды­ дущего (при двойной модуляции) видим, что они отли­ чаются лишь частотой. Поэтому выбор типа и количества ламп остается таким же, как в предыдущем случае, т. е. выбираем 2 лампы типа ГУ-10А, по одной в плече, по­ скольку и в данном случае заданная частота меньше наи­ большей частоты лампы

/= *15 Мгц < / шах = 25 Мгц.

Основные данные п эквивалентные параметры лампы ГУ-10А — см. в предыдущем примере.

50

А. Расчет в пиковой точке

Расчет режима в пиковой точке, очевидно, полностью сохраняется прежним. К нему лишь, в соответствии со сказанным выше, добавляем следующие пункты:

26. Предельное значение коэффициента глубины мо­ дуляции возбудителя

гдеEgореал~20 в определяется по реальным характери­ стикам лампы [Л. 4].

В дальнейшем индексы min 0, характеризующие данный режим, для сокращения записи отбрасываем, поскольку все величины будут относиться к этой точке.

Так как в пашем случае коэффициент m gдостаточно велик (больше 0,5-"-0,6), то по указанным выше сообра­ жениям следует пользоваться для расчета либо графо­ аналитическим методом, как при двойной модуляции, но положив £ ff0 = 0 и взяв пониженную крутизну (0,5-1—0,8) S, либо эмпирической зависимостью (87). Для сравнения, проделаем расчет обоими методами. Ведем его на одно плечо.

а) Р а с ч е т г р а ф о а н а л и т и ч е с к и м м е г о д о м

2. Возьмем расчетную крутизну

5 ' = 0,55 = 0,5-22 = 11 ма/в.

3. На стандартный график (44)

Ро = / ( —cos 0)

для остроконечного импульса (см. Приложение 3) нано­ сим прямую (43)

51

4. Нанеся на график точки а и б и соединив их пря мой, получим точку ее пересечения в с кривой р0. Коор­ динаты этой точки оказались равными:

cos 0 = cos ©£. = 0,54;

== 0,096.

При данном значении cos0 по графику или таблице для Pi находим

Pi = $\g — 0,173.

5. Постоянная составляющая сеточного тока (реаль­ ного)

Igo = s 'Ug K = 0,011-86-0,096 « 0,09 а.

6. Амплитуда первой гармоники сеточного тока (ре­ ального)

Igi = S'Us%g = 0,011 • 86 • 0,173 ж 0,16а.

7. Напряжение смещения

Eg= — Rglgo = — 500 • 0,09 = —45 в.

8. Мощность возбуждения

p i g = 0 y5UgIgi = 0,5 -86-0,16 — 7 вт.

9. Мощность рассеяния на сетке

Pg Pig + Egl'go = 7 — 45-0,09 = 3 вт;

Pg = 3 вт <C Ре доп = 300 вт (в 100 раз!!).

52

б) Р а с ч е т по э м п и р и ч е с к о й з а в и с и м о с т и (87).

2. Постоянная составляющая сеточного тока (реаль­ ного)

4 о = 4 о ш а х [(^ — 1,15)3 — 0,02] =

=0,64 [(0,8 — 1,15)а — 0,02] = 0,066 а.

3.Амплитуда первой гармоники сеточного тока (ре­ ального)

Igi ~ 1,84о = 1,8-0,066~0,12 а.

4. Напряжение смещения

Eg = - Rgfgo = — 500 • 0,066 ^ - 33 в.

5. Мощность возбуждения

= 0 , 5 ^ 1 = 0,5-86.0,12^5 вт.

6. Мощность рассеяния на сетке

Pg = P~g-f- EgJgo — 5 — 33• 0,066 ^ 3 вт;

Pg — 3 вт «С. P g — 300 вт (в 100 раз!!).

Сравнивая результаты расчета по двум методам ви­ дим, что расхождение потокам получилось порядка 25%, но для подобных методов это закономерно и в данном случае вполне приемлемо, поскольку уровни токов и мощ­ ностей получаются здесь ничтожными. Например, мощ­ ность рассеяния на сетке получилась на два порядка меньше допустимой и почти на столько же меньше ее значения при двойной модуляции (ср. предыдущий при­ мер). Учитывая полученные здесь низкие уровни токов и мощностей будем в дальнейшем полагать их равными нулю.

В. Расчет в телефонной точке (в режиме молчания)

Расчет анодной цепи ведется (как и при двойной мо­ дуляции) с учетом линейности статических модуляцион­ ных характеристик обеих составляющих анодного тока. Поэтому в данном примере значения всех величин анод­ ной цепи в этом режиме

ЛгОТ, Ian, Ua7, 5т, Рот , Р~Т , Pal'

53

будут такими же, как и в предыдущем примере при двой­ ной модуляции (пункты 1—8).

Наоборот, 'значения величин сеточной цепи будут резко отличны от значений при двойной модуляции, по­ этому приведем этот расчет (для одного плеча).

PgT == 85 вт < Pgдоп = 300 вт.

Таким образом, тройная модуляция по сравнению с двойной позволила в режиме молчания снизить мощ­ ность возбуждения в четыре с лишним раза, а мощность

•рассеяния на сетке в три раза. Полученный более чем трехкратный запас относительно допустимого уровня обеспечивает достаточно надежную работу ламп в смы­ сле нагрева сетки.

54

Г. Расчет в минимальной точке

Поскольку в данном случае, как и в предыдущем (при двойной модуляции), т= 1, то минимальная точка совпадает с нулевой.

Д. Расчет в среднем режиме модуляции

Расчет ведем сразу на весь каскад (на два плеча). Очевидно, что значения величин анодной цепи в этом режиме

P-~c.pt Р0ср> Ра ср> ^]ср

будут такими же, как в предыдущем примере при двой­ ной модуляции (пункты 1—4).

5. Средняя мощность рассеяния на сетке

^ c P = /V r(l + - ^ - ) = 170^1 + - ^ ) ~ 2 2 0 вт-

Pg ср = 220 вт < tiPg,10п = 2-300 = 600 вт.

Хотя мощность рассеяния на сетке в среднем режиме по сравнению с режимом молчания и повысилась на 30%, она при тройной модуляции остается значительно ниже допустимой величины (почти’в три раза; ср. с расчетом при двойной модуляции).

Е. Определение исходных данных для расчета модулятора

Для определения этих значений необходимо предва­ рительно проделать расчет возбудителя. Ввиду его от­ сутствия зададимся ориентировочно следующими его данными:

55

(что соответствует коэффициенту усиления оконечного каскада kp =20).

На основании этих величин определяем исходные дан­ ные для модулятора

1.Колебательная мощность в анодной цепи модуля

тора

2.Амплитуда полного колебательного напряжения на выходе модулятора (амплитуда модулирующего анод­ ного напряжения для модуляции оконечного каскада ге­ нератора)

Выводы

Сравнивая результаты расчета модуляционных режи­ мов генератора при тройной модуляции (в данном при­

а) данные анодной цепи, соответственно принципу метода расчета, остаются одинаковыми и поэтому выво­ ды, сделанные для двойной модуляции относительно за­ паса по эмиссии и по анодному рассеянию, остаются справедливыми и для этого случая;

б) вследствие заметного снижения при тройной моду­ ляции уровней сеточных токов, соответственно падают и мощности в цепи сетки — возбуждения и -рассеяния; пер­ вое приводит к повышению коэффициента усиления кас­ када, а второе — для новых ламп наиболее важное — значительно облегчает режим работы ламп, что повы­ шает устойчивость и надежность их эксплуатации.'

56

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

ТРОЙНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ГЕНЕРАТОРА

СОБЩЕЙ СЕТКОЙ

§1. Общие соображения и особенности генератора

собщей сеткой при модуляции

Схема генератора с общей или заземленной сеткой 1 или, как ее часто называют, инверсная схема генератора нашла, как известно, очень широкое — а в некоторых слу­ чаях исключительное — применение при построении триодных генераторов коротких или ультракоротких волн, включая метровый и дециметровый диапазоны. Это об­

условлено известными ее свойствами и преимуществами перед другими схемами, в частности схемой с общим ка­ тодом. Эти свойства общеизвестны, и мы на них останав­ ливаться не будем; некоторые из них будут рассмотрены ниже, поскольку они потребуются для анализа и расчета модуляционных режимов генератора.

Так как в данной главе исследуется анодная модуля-^ ция инверсных генераторов, которая находит пока ос­ новное применение в диапазоне коротких волн в передат­ чиках большей и средней мощности, то здесь всюду бу­ дут подразумеваться именно такие передатчики. Однако многие принципиальные положения и расчетные форму­ лы в той или иной степени будут, естественно, справед­ ливы и для других случаев.

Принципиальная схема генератора с общей сеткой в самом простейшем виде показана на рис. 11, а, а экви-

1 Хотя общий электрод (в данном случае сетка, а в нормальной схеме — катод) обычно заземляется, тем не менее второе название нельзя признать удачным, так как принципиальные различия схем генератора обусловлены не тем, какой из электродов заземлен, а тем, какой из них является общим.

57

валентная ей по высокой частоте (без источников пита­ ния) — на рис. 11,6. Возбуждение включается между ка­ тодом и сеткой, а колебательный контур R3 — между анодом и сеткой. На этих схемах для упрощения не по­ казаны междуэлектродные емкости, индуктивности выво­ дов лампы, элементы нейтрализации и блокировки, вы­ ходное сопротивление возбудителя и др. Некоторые из них в определенных случаях могут оказать заметное влияние на режим работы генератора. Это будет рас­ смотрено ниже особо.

Напомним некоторые основные соотношения, харак­ терные для инверсной схемы лампового генератора [Л. 2]; они потребуются нам для дальнейшего анализа и рас­ чета.

Напряжение на контуре R3, г. е. между анодом и сет­ кой (землей)

представляет собой колебательную мощность, генерируе­ мую лампами усилительного каскада за счет обычного преобразования энергии источника постоянного напря­ жения Еа в энергию колебаний высокой частоты, а вто­ рое слагаемое

представляет собой колебательную мощность, переда­ ваемую в контур усилителя возбудителем за счет проте­ кания через последний тока / а1.

В инверсной схеме через возбудитель протекает пол­ ный катодный ток и в частности его первая гармоника

58

(рис. 11, а). Поэтому полная мощность, отдаваемая уси­ лителю возбудителем, равна

где смысл первого слагаемого указан выше, а второе слагаемое

представляет собой, как'и в нормальной схеме, колеба­ тельную мощность, отдаваемую возбудителем в цепь сетки усилителя.

Подводимая к анодной цепи мощность от источника постоянного анодного напряжения Еа определяется как обычно

но мощность рассеяния на аноде в инверсной схеме бу­ дет равна

и соответственно этому к.п.д. анодной цепи будет опре­ деляться как отношение

( 101)

Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки в ин­ версной схеме будет равно

Таким образом, оно при одинаковых лампах, их токах и

1 Но при этом колебательная мощность в анодном контуре Р~ также увеличится пропорционально Ra-

59