Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 70
Текст из файла (страница 70)
10.14. Методы создания отрицательного напря- жения смешения на управляющей сетке лампы ге- нератора: а — включение источника смещения; б — сеточное смещение; в — катодное смещение ма) — перегрева сетки лампы. В триодах эта опасность грозит управляющей, а в тетродах и пентодах еще и экраиирующей сетке, на которую подается значительный положительный потенциал. Все сказанное выше относится к генераторам, у которых смещение создается специальным источником и не меняется с изменением режима.
Однако такой метод создания смещения используется в общем довольно редко. На самом деле, зачем ставить источник напряжения, если его энергия не используется? Поэтому чаще его заменяют ячейкой из параллельно соедииснных резистора )!, и конденсатора С, (рис. 10.14, б). Постоянная составляющая сеточного тока, проходя через резистор, создает на нем падение напряжения Ес = — )са Ес (10.2!) которое и действует как отрицательное напряжение на сетке относительно катода.
Переменные составляющие сето ь ного тока, проходя через конденсатор Сч достаточно большой емкости, не созлают заметвого падения напряжения на ием, н можно считать, что напряизсние на ячейке практически постоянно. Такую элементарную ячейку называют цепочной автоматического с м е щ е н и я. Необходимо отметить, что она обладает рядом интересных особенностей, влияющих иа работу генератора. При изменении режима работы последнего изменяется сеточный ток, поэтому и смешение не остается неизменным.
Независнмый же источник смешения. обладающий малым внутренним соцротнвлением, поддерзкпвает смешение постоянным пезависямо от режима генератора. 224 В ряде случаев использование цепочки автоматического смещения полезно. Так, например, если из-за изменения питающих напряжений режим генератора сдвинется к перенапряженному, то ток сетки возрастет, смещение увеличится и напряженность режима несколько уменьшится. Иныип словами, цепочка стабилизирует напряженность режима. Однако иногда ее действие может привести к нежелательным эффектам, Например, если анодный контур расстроится, то напряжение на нем умень. шится, а остаточное напряжение на аноде е, ° ~и=Е. У возрастет, и результате чего анодный ток увеличится, а сеточный упадет, что, в свою очерель, приведет к уменьшению смещения и дополнительному росту анодного тока, а это может привести к перегреву анода.
Для устранения подобных неприятностей часто используют цепочку катодного смещения (рис. !О,!4,в). По своему принципу действия она аналогична цепочке сеточного автоматического смешения, но смещение здесь создается за счет постоянной составляющей катодного тока. Поскольку последний представляет собой суммарный ток всех электродов лампы, то значение сто пе зависит от напряженности режима.
Часто используются коыбн1шрозаю иые схемы смещения, в которых оно создастся одновременно за счет сеточного и катодного токов. Такие комбинированные схемы позволяют получить большую устойчивость режима. На работу генератора оказывает влияние также способ питания других электродов лампы. В рассмотренных ьышс схемах питание анода ламп осу- Ва = Е, — гза )гп. ('10.22) Рис, 10.15. Схема, питания электродов генераторных ламп 10.3. ТРАНЗИСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ществлялось через контур генератора, что опасно, если оператор в процессе эксплуатации должен перестраивать контур.
Такая схема питания анода получила название последовательн о й. Чтобы обеспечить безопасность оператора, в генераторах с напряжениями выше 250 В обычно используют п а р а лл'ель н у ю схему питания анода (рнс. 10.15). В ней контур отделен от анода разделительным конденсатором Ср достаточно большой емкости, представляющим практически короткое замыкание для токов высокой частоты. Источник же вводного напряжения включен через разделительную катуш.
ку Ер (дроссель), предотвращающую замыкание токов высокой частоты через цепь питания. Сопротивление дросселя йэ для первой гармоники анодного тока должно примерно в десять раз превышать эквивалентное сопротивление контура. Поскольку же последнее измеряется тысячами ом, то дроссель должен иметь большое число витков. Защитная сетка пентодов соединя- В рассмотренных выше ламповых генераторах неоднородный поток электронов создавался в лампе за счет воздействия на сетку напряжения смещения и возбуждения.
В лампе же в пространстве между анодом и катодом действует напряжение колебательной системы, с которым взаимодействует поток электронов. В гл. 8 было показано, что транзисторы в определенных частотных пределах также могут играть роль безынерционных регуляторов тока в коллекторной цепи за счет управле- 8 — !31 ется по постоянному току с катодам или же на нее подается небольшое положительное напряжение (обычно с потенциометра в общей цепи питания) На экранирующую сетку лампы подается значительное положительное напряжение, соизмеримое с анодным, паэтому чаще всего ее питают от анод- ного источника через поглотительное сопротивление )г, (рис.
1О.!5). Постоянная составляющая тока экранирующей сетки йм создает на поглотительноы сопротивлении падение напряжения У,=1ье)гч, поэтому на экранирующую сетку подается напряжение При подобном способе питания изменение напряженности режима также, как и при сеточном автоматическом смещении, приводит к изменениям напряжения на энранирующей сетке, которые оказывают стабилизирующее воздействие на режим работы генератора. Накал ламп чаше всего осуществляется от понижающего трансформатора Тр, один из коннов или средняя точка вторичной обмотки которого заземляется. Последнее обстоятельство всегда надо иметь в виду потому, что катод лампы в некоторых схемах находится под напряжением высокой частоты относительно земли. В этих случаях необходимо в цепь накала ставить высокочастотные дросселн.
В относительно мощных генераторах на лампах прямого накала токи высокой частоты, неравномерно обтекая нить, могут создать на ее выводах значительную разность потенциалов. Чтобы исключить возможность электрического пробоя, выравнивают высокочастотный потенциал выводов, соединяя их между собой через конденсатор.
ния напряжением на базе. Это позволяет заменить в схемах генераторов лампы на транзисторы, выдержав включение источников питания так, чтобы эмиттерный переход был смещен в пропускном направлении, а колленторный переход в обратном (рис. 10.16, а). При использовании транзисторов в схемах генераторов следует учитывать, что в отличие от ламп, которые обладают «левыми» характеристиками, характеристики транзисторов сдвинуты вправо (рис. 10.!6, б), коллекторный и 225 Щ Ндпа Рис. 10.16, Транзисторный генератор с внешним возбуждением и характеристи- ки транзистора базовый токи возникают практически при одинаковых напряжениях между базой и эмиттером, составляющих десятые доли вольта.
Это позволяет приближенно полагать, что запирание транзистора происходит при нулевом напряжении на базе. Поэтому для получения режима В можно обойтись без источника смещения в цепи базы. Это же обстоятельство говорит о том, что в транзисторных генераторах невозможен буферный режим (без токов базы). Для работы в режиме С необходимо включать источник смещения между базой и эмиттером, однако при этом в 'некоторые моменты времени, когда напряягеиие возбуждения имеет максимальную запирающую фазу, на базе возникает обратное напряжение, равное сумме напряженвй возбуждения и смещения. Это может быть опасно для транзистора, так как данный участок пробивается при небольшом напряже'нии.
Поэтому чаще всего транзисторные генераторы используют в режиме В. Статические характеристики транзисторов в области запирающих значений напряжений на коллекторном переходе аналогичны характеристикам пентодов (рис. 10.16, в). Поэтому особенности недонапряженного, граничного и перенапряженного режимов, сформулированные ранее для ламповых генераторов, остаются в силе и для транзисторных генераторов.
Следует только отметить, что сильно перенапряженные режимы недопустимы для транзисторов: при (1,) Е, напряжение на коллекторном переходе в некоторую часть периода становится отпирающим, что приводит к резкому росту коллекторного тока обратного направления. В недонапряжевном режиме, как и в ламповых генераторах, падает КПД н возрастает мощность, рассеиваемая иа коллекторе. В отличие от ламп, где 226 анод пространственно отделен от других электродов, коллектор представляет собой часть единого кристаллического тела, каким является транзистор.
Нагревание его приводит к повышению температуры транзистора, а это, в свою очередь, — к увеличению проводимости полупроводника, и при тех же напряжевиях на базе токи транзистора возрастают, что проявляется в сдвиге характеристик влево (рис. 10.16, б шприховые кривые). При превышении температуры в 90 — 110 С у германиевых и 130 — 160'С у кремниевых транзисторов происходит пробой р — и переходов н транзистор выходит из строя. Чувствительность транзисторов к измевениям температуры заставляет обычно прибегать к использованию схем термокомпеисации, подобнык тем, которые были 'приведены на,рис. 9.9. Для улучшения теплоотвода от транзистора коллектор соединяют с массивным радиатором.
При использовании транзисторов в передатчиках следует учитывать еще одну особенность их рабочих режимов. Если лампы обладают значительным запасом электрической прочности и напряжение на их анодах кратковременно может даже в два раза превышать предельное напряжение, указанное в паспорте для режимов непрерывного использования, то напряжение на коллекторе транзистора даже кратковременно не должно превышать указанного в паспорте напряжения пка, . Превышение его приводит к возникновению вторичного пробоя и выходу транзистора из строя (рис. 10.16, в). Если учесть, что в граничном режиме переменное напряжение на коллекторе Ук=бк, то, исходя нз сказанного выше, следует устанавливать постоянное напряжение на коллекторе Ек=икапа)2.
10.4. ГЕНЕРАТОРЫ С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ Генераторы с самовозбуждением отличаются от рассмотренных выше генераторов с внешним возбуждением наличием цепи ОС. На рис. !О.!7 изо- Рис. 1О.!7. Схема авто- генератора с трансформаторной ОС бражена схема автогеиаратора, в которой ОС осуществляется через трансформатор, связывающий анодную и сеточную цепи ламп. Наличие ОС создает возможность для возбуждения в схеме незатухающих колебаний без воздействия внешнего источника.
Это может вызвать недоумение: если бы в контуре в начальный момеат существовали колебания, то из-за наличия ОС на сетке возникло бы напряжение возбуждения и благодаря усилительным свойствам генератора колебания в данной замкнутой системе продолжались бы неограниченно долго. Но ведь в момент включения генератора этих колебаний нету! Обратимся к гармоническому анализу. В момент включения во всех цепях генератора проходят кратковременные импульсы токов, заряжающих емкости схемы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
