книги из ГПНТБ / Тимофеев В.М. Проектирование радиопередающих устройств пособие по курсовому и дипломному проектированию

источника по отношению к земле не будет играть существенной роли.

Включение источника постоянного сеточного смещения меж­ ду сеткой и катушкой связи недопустимо, так как он окажется под напряжением высокой частоты и его ёмкость по отношению к земле войдёт составным элементом в схему сеточной цепи ге­ нератора (нестабильная и трудно учитываемая ёмкость будет нарушать нормальную работу генератора).

Общим правилом для схем генераторов является включение элементов (источников питания, переключателей^ приборов и др.), по возможности, в такие точки цепи высокой частоты, в которых они не будут находиться под напряжением 'высокой ча­ стоты.

Помимо основных элементов, указанных на рис. :VI.5a, в се­ точной цепи генератора имеются ещё блокировочный конденса­ тор Сб и блокировочный дроссель L6 (рис.!VI.56). Назначение этих элементов такое же, как и в анодной цепи генератора. В практических схемах источники смещения обычно блокируются ёмкостями, включаемыми параллельно, для прохождения токов высокой частоты (на схеме VI.5а и &эти ёмкости показаны пунк­ тиром).

Впараллельной схеме напряжение смещения и напряжение возбуждения включены параллельно (рис. Vie). Однако нетруд­ но убедиться, что их действие такое же, как и в случае последо­ вательного соединения указанных напряжений.

Впараллельной схеме блокировочный конденсатор предохра­ няет схему от короткого замыкания по постоянному току, а дроссель — по току высокой частоты.

Соображения по выбору ёмкостей блокировочных конденса­ торов и индуктивностей дросселей примерно те же, что и по вы­ бору ёмкостей и индуктивностей аналогичных элементов в анод­ ной цепи генератора. Сопротивление блокировочных конденса­ торов в последовательной и параллельной схемах должно быть много меньше сопротивления органов связи с предыдущей сту­ пенью.

Для сеточной цепи генератора наиболее выгодна последова­ тельная схема. Однако её применение не всегда возможно. Так, например, при ёмкостной связи с предыдущей ступенью (рис. (VI.6а) применение последовательной схемы невозможно. В случаях, когда напряжение возбуждения снимается непосред­ ственно с контура предыдущей ступени, в котором осуществле­ но последовательное питание анодной цепи, возможно приме­ нить только параллельную схему сеточной цепи (рис. VI.66). Иначе постоянное анодное напряжение предыдущей ступени по­ падает на сетку возбуждаемого генератора.

Для получения отрицательного смещения можно использо­ вать падение напряжения, создаваемое на некотором сопротив-

лении за счёт сеточного тока (рис. VI.Та) или суммарного (ка­ тодного) тока (рис. VI.76).

Параллельно этому сопротивлению включается конденса­ тор С6 большой ёмкости, чтобы на сопротивлении не было па­

Рис. VI.6.

дения напряжения за счёт прохождении тока высокой частоты. Сопротивление блокировочного конденсатора должно быть во много раз меньше блокируемого сопротивления (в 50—100 раз). Отрицательное смещение, полученное указанным способом, на­ зывается автоматическим смещением.

Рис, VI.7.

Автоматическое смещение может быть получено не только при последовательной (рис. VI.7), но и при параллельной схеме сеточной цепи за счёт сеточного тока (рис. VI.8а) и за счёт тока

катода 1К= I a0 f- 1с0 (рис. VI.86).

Величина сопротивления автоматического смещения при за­ данном значении напряжения смещения определяется из следую­ щих равенств:

132

При использовании тока катода величина сопротивления по­ лучается порядка десятков и сотен ом, так как оно невелико, то при параллельной схеме необходимо включать последовательно с ним блокировочный дроссель (рис. VI.86).

При использовании сеточного тока сопротивление получает­ ся порядка десятков и даже сотен тысяч ом. Чем меньше мощ­ ность лампы, тем меньше сеточный ток и тем больше величина

на аноде лампы будет меньше напряжения источника питания на величину отрицательного смещения. Обычно применяется схема с заземлением минуса анодного напряжения.

Автоматическое смещение в сеточной цепи повышает устой­ чивость работы генератора. При смене ламп получается мень­ шее изменение токов и мощностей за счёт разброса параметров.

133

§4. Цепи второй и третьей сеток генератора

Вобычных схемах лампового генератора вторая (экраниру­ ющая) и третья (антидинатронная) сетки должны иметь нулевой потенциал по высокой частоте по отношению к катоду лампы

На экранирующую сетку подаётся постоянное положительное на­ пряжение порядка (0,2—0,3) Еа в среднемощных лампах и (0,5—0,7) Еа в маломощных.

На антидинатронную сетку некоторых ламп подают небольшое положительное постоянное напряжение порядка 5% от анодного.

Для получения на второй и третьей сетках нулевого потен­ циала по току высокой частоты они соединяются с катодом лам­ пы через блокировочные ёмкости достаточной величины. Индук­ тивность проводов, соединяющих концы блокировочного конден­

в смысле постоянства режима лампы, является подача напря­ жений Е с2с потенциометра.

!34

Для питания антидинатронной сетки часто используют также источник постоянного анодного напряжения. В этом случае для понижения напряжения лучше применять потенциометр (рис. VI.11). Ток антидинатронной сетки мал, весьма неустой­ чив и, следовательно, при питании сетки через гасящие сопро­ тивления напряжение на этой сетке будет неустойчивым.

§ 5. Схемы включения ламп для увеличения мощности

Соединение ламп

При проектировании лампового генератора нередко сталки­ ваются с таким положением, когда применение одной лампы ка­ кого-либо типа оказывается недостаточным для обеспечения заданной полезной мощности.

В этих случаях соединяют несколько ламп для работы на об­ щую нагрузку. Различают две схемы соединения — параллель­ ную и последовательную. Последовательная или так называе­ мая двухтактная схема применяется не только в тех случаях, когда одной генераторной лампы недостаточно для обеспечения заданной мощности. Часто она применяется при необходимости иметь симметричный выход генератора и в тех случаях, когда требуется повышенная фильтрация высших гармоник. Двух­ тактная схема очень удобна и широко распространена на корот­ ких волнах, так как передатчик обычно работает на симметрич­ ную антенну (фидер).

Параллельное включение генераторных ламп

При параллельном соединении аноды и сетки ламп вклю­ чаются параллельно (рис. VI.12).

а,

Рис, VIЛ 2

135

Последовательное включение генераторных ламп (двухтактная схема)

Схема последовательного соединения генераторов, так назы­ ваемая двухтактная, показана на рис. VI. 13а. В ней переменные напряжения на управляющие сетки первой и второй ламп по­ даются в противофазе. Поэтому импульсы анодного тока этих ламп сдвинуты по фазе на 180°.

Известно, что для токов первой гармоники двухтактную схе­ му можно разделить на две однотактные схемы (рис. VI. 136). Такое разделение обеспечивает весьма простой порядок расчёта двухтактного генератора (см. главу «Расчёт ламповых генера­ торов») .

В проводе, соединяющем контур с катодами ламп, токи пер­ вой гармоники обоих ламп направлены противоположно. Если схема точно сбалансирована, то сумма этих токов будет равна нулю.

Двухтактная схема имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с параллельной. При параллельном включении ламп переменные напряжения на их сетках и.анодах имеют одинако­ вые значения для всех включённых ламп. Вследствие этого при различных параметрах ламп они будут работать в разных ре­ жимах. Поэтому полная полезная мощность при параллельном включении не равна сумме мощностей отдельных ламп.

Отсутствие чётных гармоник в одной из ветвей контура двух­ тактной схемы приводит к резкому повышению фильтрации выс­ ших гармоник, а отсутствие тока основной частоты в питающем проводе — к уменьшению стоимости и габаритов фильтров вч в этих цепях, а также и к некоторому повышению кпд генератора. Кроме этого, применение двухтактной схемы особенно удобно при симметричном выходе генератора.

Преимущества двухтактной схемы делают её более выгодной не только по сравнению с параллельной схемой, но также и по

136

сравнению с однотактным одноламповым генератором. Поэтому на коротких и ультракоротких (метровых) волнах в последнее время двухтактная схема почти полностью вытеснила одно­ тактную.

В двухтактной схеме важна роль провода, соединяющего сред­ нюю точку контура с катодами ламп. При точной балансировке схемы ток основной частоты по нему не проходит, но устранить его из схемы нельзя, так как опыт показывает, что при отсутст­ вии этого провода работа схемы резко ухудшается. Это объяс­ няется тем, что с устранением пути для тока основной частоты устраняется путь и для токов чётных гармоник. В этом случае они пройдут через блокировочный дроссель источника питания и создадут на нём большое падение напряжения, которое в силь­ ной степени исказит форму анодного напряжения и нарушит нор­ мальную работу генератора. Таким образом, для двухтактных схем, работающих искажённой формой анодного тока, провод,, соединяющий среднюю точку контура с катодами ламп, необ­ ходим.

Для получения лучшей фильтрации высших гармоник като­ ды ламп двухтактной схемы необходимо соединять со средней точкой той ветви контура, которая не связана с выходом антен­ ны, так как при этом в ветви контура, связанной с входом ан­ тенны, отсутствуют токи чётных гармоник. Однако последнее ещё не гарантирует полностью от прохождения чётных гармоник в антенный контур, так как катушка контура находится под на­

Р и с , V I .14

пряжением тока второй гармоники по отношению к земле, кото­ рое передаётся в антенный контур через паразитные ёмкости между катушками. При параллельном питании анодной цепи двухтактной схемы рекомендуется включать дроссель между средней точкой контурной катушки и катодами ламп (рис. VI.14aJ. Дроссель замыкает накоротко (по постоянному току) контурные конденсаторы и тем самым снимает с них по­ стоянное анодное напряжение. При последовательном питании и

' 137'

имеющемся заземлении точки контура не следует ставить блоки­ ровочный конденсатор, обозначенный пунктиром (на рис. VI.146). При наличии его двухтактная схема полностью разде­ ляется на две однотактные схемы и, следовательно, теряет неко­ торые свои преимущества.

§6. Инверсная схема лампового генератора

Ввыходных ступенях современных мощных коротковолновых передатчиков широко применяется так называемая инверсная схема в вариантах с заземлённой или нейтральной сеткой. Она полностью вытеснила применявшиеся ранее сложные и неустой­ чивые схемы с мостом нейтрализации.

между анодом и сеткой, а входной — между сеткой и катодом лампы (рис. VI. 15а). Сетка лампы соединена с землёй. При та­ ком включении входная и выходная цепи лампы разделены эк­ раном, которым является управляющая сетка триода, несущая нулевой потенциал.

Такая схема весьма сильно уменьшает связь между выходной и входной цепями и при достаточно малой ёмкости Сак даёт воз­ можность обеспечить устойчивую работу ступени без применения моста нейтрализации. Отсутствие последнего значительно умень­ шает начальную ёмкость схемы, упрощает и облегчает всю конст­ рукцию мощной ступени передатчика.

В инверсной схеме паразитная связь между цепями входа и выхода (в правильно сконструированной ступени) осуществляет­ ся только за счёт ёмкости С ак и индуктивности вывода сетки Lc (рис. VI.156), так как индуктивное сопротивление вывода сетки, что видно из схемы, является элементом связи между этими цепями.

Анодный контур возбуждающей ступени или часть его вклю­ чается между катодом и сеткой лампы инверсной схемы и вхо­ дит в ёё анодную цепь. Напряжение возбуждения Uc , действу­ ющее на входном контуре, находится в фазе с переменным на­ пряжением, действующим на самой лампе.

Поэтому, напряжение на выходном контуре инверсной схемы будет

и к = и с + и а .

Ток в цепи этих генераторов будет равен

; _ и с + и а

138

где Ra — эквивалентное сопротивление нагрузочного контура. Мощность, выделяемая в сопротивлении нагрузки (контуре),

р~ = -у."Л. = у V. + и.)1л = у Г0/а, + -i-V./.,.

Таким образом, мощность, выделяемая в нагрузке, состоит из двух слагаемых. Первое — мощность, доставляемая в на­ грузку из цепи возбуждения, а второе—мощность, развиваемая в контуре ламповым генератором (преобразующим мощность анодного источника в мощность переменного высокочастотного гока).

В связи с тем, что часть мощности возбудителя проходит не­ посредственно в нагрузку, общая мощность возбудителя, при инверсной схеме, должна быть повышена по сравнению с обыч­ ной схемой (с заземлённым катодом). Однако эта «излишняя» мощность является полезной, так как обе ступени, мощная и её возбуждающая — работают совместно на общую нагрузку.

Проходящая в нагрузку от возбудителя мощность равна

др __ U с!а\

с2

Применение инверсной схемы обладает рядом преимуществ, которые обусловили её широкое распространение на коротких и ультракоротких волнах.

К ним относятся;

1.Значительное уменьшение начальной ёмкости схемы, что ведёт к уменьшению токов и потерь в контуре.

2.Увеличение эквивалентного сопротивления контура R а

(вследствие уменьшения начальной ёмкости), что особенно важ­ но на самых коротких волнах.

3.Увеличение кпд ступени, особенно на коротковолновой час­ ти диапазона.

4.Расширение диапазона ступени в области коротких волн.

5.Повышение устойчивости ступени, достигаемое простыми

средствами (см. ниже).

6. Полезное использование части мощности возбудителя, ра­ ботающего совместно с мощной ступенью на общую нагрузку.

Для обеспечения устойчивости инверсной схемы требуется принятие дополнительных мер, так как в реальных схемах оста­ ётся обратная связь через ёмкость Сак, а также за счёт индук­ тивности сеточного вывода лампы (особенно у ламп старого ти­ па). Индуктивный характер сеточной цепи недопустим так как при этом через цепь — ёмкость СаС я индуктивность L ac — течёт ток, создаваемый переменным анодным напряжением, который обра­ зует на индуктивности сеточного вывода Lc напряжение, совпа­ дающее по фазе с напряжением возбуждения. По этой причине схема будет склонна к самовозбуждению. 3. В. Топуриа и В. М.

139

140

141