5.2. Усилитель на лучевом тетроде

Принципиальная схема такого усилителя представлена на рис. 5.1. и система уравнений для неё будет такой же, как в случае, описанном выше.

Так как рассматриваемый импульсный усилитель работает в области характеристики большого анодного тока, то для анализа его работы можно использовать кусочно-линейную аппроксимацию :

(5.2.1)

где =J₀ - ток анода при напряжении на первой сетке, равном нулю, на аноде - Е_а и на второй сетке ;

= – крутизна характеристики ;

–действующее напряжение на первой сетке.

Для лучевого тетрода:

, (5.2.1а)

где D - проницаемость лампы по анодной цепи,

- проницаемость лампы по второй сетки.

Второе уравнение системы (5.1) с учетом (5.2.1), (5.2.1а) и первого уравнения системы (5.2.1) после нескольких преобразований запишется:

(5.2.2)

Решение полученного неоднородного линейного уравнения запишется:

После интегрирования -

(5.2.3)

определяется из начальных условий

(5.2.3a)

Подставим (5.2.3а) в (5.2.3) и после преобразований получим:

( 5.2.4)

Амплитуда выходного напряжения в установившимся режиме, при равна:

(5.2.5)

Из выражения (5.2.5) можно определить потенциал запирания лампы при отсутствии входного сигнала, если принять

(5.2.6)

Если выражение (5.2.6) подставить в (5.2.4), то значение выходного напряжения запишется в виде:

(5.2.7)

Установившееся значение напряжения на нагрузке при -

(5.2.8)

(5.2.8a)

Подставим (5.2.8а) в (5.2.8):

(5.2.8б)

Из выражения (5.2.8б) видно, что коэффициент передачи тем больше, чем меньше отношение внутреннего сопротивления лампы к сопротивлению нагрузки.

Здесь необходимо заметить, что в случае лампа не работоспособна, т.к. отсутствует замкнутая цепь для постоянной составляющей лампы. Импульсное напряжение на выходе катодного усилителя будет равно нулю, следовательно, практического применения данный случай не имеет.

Время нарастания амплитуды выходного напряжения, т.е. длительность переднего фронта, можно определить из уравнения (5.2.2), решив его относительно t:

(5.2.9)

определяется из начальных условий

.(5.2.9а)

Подставим (5.2.9а) в (5.2.9) и после преобразования получим

(5.2.10)

или с учетом (5.2.6) -

.(5.2.11)

Ко времени действия плоской части импульса переходной процесс заряда емкости нагрузки уже закончен. Ёмкость заряжена до потенциала выходного напряжения. Емкость источника напряжения анодного питания лампы велика, поэтому за время действия импульса потенциал заряда её практически не меняется и в цепи нагрузки протекает ток, равный

, (5.2.12)

где - внутреннее сопротивление источника питания;

- внутреннее сопротивление открытой модуляторной лампы в рабочей точке;

Амплитуда напряжения на нагрузке определяется выражением (5.2.5).

После окончания входного сигнала лампа запирается и емкость разряжается через сопротивление .

Постоянная времени разряда емкости и будет определять задний фронт выходного импульса.