Принципові схеми генераторів із зовнішнім збудженням

Розрізнюють три схеми генераторів із зовнішнім збудженням:

1. Схема з загальним катодом

2. Схема з загальною сіткою

3. Схема з загальним анодом

1. Схема з загальним катодом

Вхідною ємністю є ємність сітка - катод,

прохідною - сітка - анод,

вихідною - анод - катод.

В потужних тріодів C_ac >> C_ak

Приклади тріодів

Тип	ГУ5Б	ГУ10Б	ГУ25Б	ГУ30А	ГК5А
Сас	16	24	45	60	100
Сак	0,5	2	1,5	2	4
Скс	19	35	55	80	220
P(квт)	3,5	10	30	40	300

Приклади тетродів, пентодів

Тип	ГУ80	ГУ34Б	ГУ44А	ГУ53Б
Сас	0,1	0,15	3	5
Сак	22,5	9,5	55	75
Скс	28,5	65	300	410
P(квт)	0,7	0,4	80	80

На УКХ тріоди в схемі з загальним катодом не використовуються. Краще тетроди, пентоди.

2. Схема з загальною сіткою

Винайдена в 1929 р. Бонч-Бруєвичем. В 1945 р. в Москві запущений передавач потужністю 100кВт.

В цій схемі С_прох = С_ак і вона мала, що зручно на УКХ.

Коливальна напруга на анодному контурі більша від коливальної напруги на аноді лампи на U_збудж. Таким чином потужність збудження передається в навантаження.

3. Схема з загальним анодом

С_вх - С_ас С_прох - С_кс С_вих -С_ак

В генераторах із зовнішнім збудженням не знайшла застосування, тому що не має переваг. Використовується як катодний повторювач в буферних каскадах.

Розділення змінних та постійних складових

струмів лампи

L - дуже малий опір постійному струму і великий для ВЧ

С - дуже малий опір ВЧ і безмежний опір постійному струмові.

Розрахунок елементів анодного кола

1. Змінна складова анодного струму I₁ повинна виділяти коливальну потужність в анодному навантаженні - контурі. Втрати потужності на інших елементах повинні виключатись

2. Відгалуження корисної потужності необхідно виключити, тому що це веде до:

а) втрати ККД

б) самозбудження.

Особливо небезпечно відгалуження потужності через джерела живлення. Необхідні С_бл

3. Для вищих гармонік опір зовнішнього анодного кола повинно бути малим.

4. Джерело Е_а необхідно під’єднувати так, щоб виключити втрати і₀.

Цим вимогам задовільняють дві схеми: послідовного і паралельного живлення.

Схема послідовного анодного живлення

В цій схемі три головних елемента анодного кола - лампа, коливальний контур (навантаження) і джерело постійного анодного живлення Е_а увімкнені послідовно. Одна точка коливального контура 1 під’єднується до анода лампи, інша - 2 - до катоду через блокуючий конденсатор С_б достатньої велечини, щоб струми високої частоти проходили в основному через С_б, минаючи джерело постійного анодного живлення. Реактивний опір цього конденсатора Х_сб повинен бути значно меншим, чим опір гілки, в якій знаходиться джерело живлення Е_а. Для цього в коло постійного анодного струму між плюсом анодного джерела і контуром вмикають додатковий блокуючий дросель високої частоти L_б. Елементи контура L_кC_к в схемі послідовного анодного живлення знаходяться під постійною високою напругою Е_а. Це створює певні незручності, які полягають в необхідності ретельного відгородження елементів контуро від можливого дотикання. Крім того елементи контура вимагають повної ізоляції від ”землі” по постійній напрузі.

Величини блкировочних елементів схеми С_б і L_б необхідно вибирати, маючи на увазі наступне:

1. Спад напруги виділеної змінної складової анодного струму на конденсаторі С_б не повинен перевищувати 1 - 3 % від корисного спаду напруги на контурі. В цьому випадку велечина ємності блокуючого конденсатора визначається із співвідношення:

2. Власна частота контура, створеного блокуючими елементами С_б і L_б, повинна лежати за межами робочого діапазону генератора, для чого при виборі їх велечин повинна виконуватись умова%

Вибір величин С_б і L_б не є критичним і деяке відхилення від рекомендованих величин не порушує роботу схеми.

Схема паралельного анодного живлення

В схемі паралельного анодного живлення основні елементи анодного кола - лампа, коливальний контур і джерело живлення увімкнені паралельно відносно один одного.

Постійна складова анодного струму I_a0 проходить помимо контура. В цій схемі деталі контура не знаходяться під постійною напругою Е_а , що є її перевагою. Розділення постійної і змінної складової в схемі паралельного анодного живлення можливе тільки при допомозі двох обов’язкових деталей - роздільного конденсатора C_p і роздільного високочастотного дроселя L_p.

Роздільний конденсатор C_p ввімкнений в коло змінного струму I_a1. Необхідно, щоб спад напруги, створюваний на ньому струмом І_а1, був малим. Звичайно її приймають такою, щоб спад напруги на C_p був не більший 1 - 5 % від напруги на контурі. Для цього його велечина повинна задовільняти нерівність:

Роздільний конденсатор підбирається по допустимим робочій частоті, напрузі, струму і допустимій реактивній потужності.

Роздільний дросель L_p заважає проходженю змінних складових анодного струму лампи через джерело анодного живлення

В схемі паралельного анодного живлення індуктивність роздільного дроселя включена паралельно контуру. Тому через дросель відгалуджується частина струму контура. Ця частина тим менша, чим більша індуктивність дроселя у порівнянні з індуктивністю контура. Але збільшення індуктивності дроселя обмежується величиною зростаючої паразитної міжвиткової ємності. Звичайно для вибора величини індуктивності дроселя керуються співвідношенням:

Для зменшення міжвиткової ємності роздільні дроселі виконуються циліндричними, одношаровими, з великим кроком намотки. При проектуванні дроселя необхідно, щоб довжина провідника дроселя не була близька до половини довжини робочої хвилі генератора (або цілому числу напівхвиль). В цьому випадку реактивний опір дроселя може виявитись близьким до ноля, як у лінії з розприділеними параметрами, довжиною.

Схема паралельного анодного живлення на УКХ не використовується. Це пояснюється необхідністю мати в цих діапазонах початкову ємність каскада мінімальну, щоб отримати добротність контура достатньо високу.

Елементи кола розжарення

Елементи кола керуючої сітки

Побудова кола керуючої сітки в схемі лампового генератора повинна забезпечувати одночасну і незалежну подачу напруг збудження Ug і зміщення Eg на вхід лампи.

Розрізнюють паралельну і послідовні схеми живлення.

C_бл> 20 - 30 C_вх L_р = (20 - 30) L_зв

Зміщення на керуючу сітку

1. Фіксоване

2. Автоматичне за рахунок катодного струму

3. Автоматичне за рахунок сіткового струму

Екрануюча та захистна сітки

В схемах генераторів екрануюча і захистна сітки повинні мати нольовий високочастотний потенціал. Конденсатори від 6 до 40 тис. пф.

С_g2 = C_g3 >>(C_вих + С_вх)