Глава 5 .Совмещенные импульсные модулирующие устройства для триодных генераторов свч.

Ранее отмечалось, что вид накопителя определяет требования к источнику питания, а режим работы его - требования к коммутатору. В импульсных моду­ляторах, совмещенных с источником питания, отсутствуют дополнительный накопитель и зарядная цепь. Функцию источника энергии в рабочем режиме выполняет фильтрующий конденсатор. Для предотвращения протекания боль­шого импульсного тока через выпрямитель модуляторы работают в режиме с частичным использованием энергии накопителя.

Характерной особенностью совмещённых импульсных модуляторов является непосредственное последовательное соединение источника энергии, коммутатора и нагрузки. Следовательно, в установившемся режиме ток нагрузки равен току коммутатора и току источника энергии , т.е. , а распределение потенциалов имеете вид:

или .

Коммутатор и нагрузка представляют собой нелинейные активные элементы, поэтому электрическая цепь с присутствием их является нелинейной и принцип суперпозиции не удовлетворяется.

может быть при , а также при максимальном значении, т.е., что соответствует закрытому состоянию коммутатора.

Максимальное значение может быть при минимальной величине – остаточного напряжения на коммутаторе, что соответствует открытому состоянию его.

Аналогичные условия могут быть выполнены для тока нагрузки.

Так как в установившемся режиме , то током в цепи модулирующего устройства можно управлять изменением напряжения или тока в нагрузке либо в коммутаторе.

Таким образом, совмещённые импульсные модуляторы можно классифицировать по выполняемым ими функциям:

а) управляющие источником анодного питания выходного каскада усилителя мощности СВЧ;

б) управляющие катодной цепью выходного каскада СВЧ;

в) осуществляющие комбинированное управление источником анодного питания и катодной цепью выходного каскада усилителя мощности СВЧ.

Известная анодная импульсная модуляция здесь соответствует управлению источником анодного питания, сеточная импульсная модуляция – управлению катодной цепью. Третий вид модуляции аналога не имеет.

Для наглядности преимуществ совмещённых модуляторов составим блок-схемы их и проведем сравнительную оценку с соответствующими схемами модуляторов других типов.

Источник питания

Выходной. каскад СВЧ

Катодная обратная связь

Возбудитель СВЧ

Импульсное модулирующее устройство

5.0. Модулятор управления по катодной цепи генератора СВЧ

Возбудитель СВЧ

Выходной каскад СВЧ

Источник питания

Источник отрицательного смещения

Импульсное модулирующее устройство

5.0.1. Модулятор управления по сеточной цепи генератора СВЧ

При катодной модуляции сопротивление насыщенного перехода транзисторного ключа близко к нулю () и изменения напряжения смещения за счет постоянной составляющей катодного тока лампы не происходит.

Одно их основных достоинств модулятора управления по катодной цепи генератора СВЧ заключается в том, что он позволяет использовать схему усилителя СВЧ с заземленной сеткой профессора М.А. Бонч-Бруевича, обеспечивающую устойчивую работу каскада в диапазоне СВЧ.

При катодной модуляции отпадает необходимость в дополнительном источнике смещения, однако для полного запирания лампы в некоторых случаях можно подать положительный потенциал в катод лампы. Мощность управления катодной цепью не превышает .

Таким образом, использование модулятора по управлению катодной цепью генератора СВЧ позволяет создать триодный передатчик, работающий в нижней части дециметрового диапазона, уменьшить мощность потерь и увеличить мощность, отдаваемую лампой, т.е. улучшить коэффициент использования генераторной лампы.

Решение этого уравнения с учётом начальных условий t=0; U_i=0 запишется:

Из этого уравнения можно сделать выводы:

а) Усилитель выполняет функцию коммутатора напряжения источника питания в нагрузку;

б) Полярность выходного сигнала совпадает с полярностью входного;

в) Для получения большего КПД и увеличения крутизны нарастания выходных импульсов в нагрузке необходимо выбирать лампу с возможно меньшим внутренним сопротивлением и возможно большей крутизной анодно-сеточной характеристики.