Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 74

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 74)

'ГРАНЗНСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ С САМОВОЗБРЖДЕННЕМ Во всех схемах генераторов с самовоэбуждением, рассмотренных в ~предыдущем параграфе, лампы могут быть заменены транзисторами. Все особенности работы этих генераторов, отмеченные выше, при этом сохраняются аеизменными. Исключение составляет схема двухконтурного генератора с электронной связью, которая собирается на многоэлектродной лампе; последнюю можно заменить двумя транзисторами, ио такая схема не получила широкого распространения, поэтому она рассматриваться не будет. Специфическую особенность построения схем транзисторных автогенераторов определяет «правое» расположение характеристик транзисторов. Если сохранить при этом только используемую в ламповых автогенераторах цепочку автоматического смешения, то при включении схемы на базе будет нулевое смещение, при котором транзистор заперт, и колебания смогут возникнуть только п(Ш наличии значительных по амплитуде начальных колебаний, что маловероятно.

Для получения «мягкого» режима самовозбуждения необходимо, чтобы в начале процесса транзистор работал на участке характеристики с высокой крутизной. Это достигается подачей на базу части напряжения коллекторного источника (ко- лучить более высокую стабильность частоты, чем ее могут дать одноконтурные автогенераторы. торое для змиттерного перехода будет отпирающим) через делитель напряжения из резисторов Л, и )гз (рис. 10.31).

Рис. 10.31. Транзисторный автогенератор по схеме Клаппа Для получения нужного угла отсечки после установления стационарной амплитуды колебаний в схеме используется дополнительная цепочка базового )гаС» или эмиттерного Е»С» автосмещения. Последняя вместе с делителем напряжения Еь Е» служит также для термостабилизации. С ростом амплитуды колебаний в схеме возрастает и вырабатываемое ими смешение, что поз- 23У 10.6.

УСТРАНЕНИЕ САййОВОЗЕУЖДЕНИЯ УСИЛИТЕЛЕИ воляет в установившемся режиме по. лучить нужные углы отсечки. Изображенная на рис. 10.31 схема является широко используемой на практике разновидностью емкостного трехточечного генератора, называемой схемой Клаппа. В ней последовательно с катушкой индуктивности включается дополнительный конденсатор Сь Это увеличивает общее емкостное сопротивление конденсаторов контура, поэтому для получения резонанса на заданной частоте нужно увеличить индуктивность Проведенное выше рассмотрение процесса самовозбуждения генераторов позволяет обратиться к очень важному вопросу об устойчивости ус и. л е н и я генераторов с внешним возбуждением.

Если сравнить схемы генератора с внешним возбуждением (рис. 10.6, а) и автогенератора с общим катодом (рис. 10.27,а) и учесть наличие междуэлектродных емкостей лампы, то легко увидеть, что они не отличаются одна от другой. Это говорит о том, что при до. статочной емкости С, „связывающей анодную и сеточную цепи, большом усилении и определенной взаимной рас. стройке этих цепей могут создаваться условия для самовозбуждения генератора на частоте, отвечающей условию (10.34) . 'Вероятность возникновения авто- колебаний, очевидно, тем больше, чем больше усиление генератора, так как тем меньше нужна при этом ОС для получения баланса амплитуд.

Поэтому на практике и наблюдается, что по мере увеличения усиления вдруг наступает нарушение нормального режима работы генератора с рнешним возбуждением и он переходит в режим автоколебаний. Тогда говорят, что генератор вышел из состояния устойчивого усиления («потерял устойчивость»). Очевидно, что для устранения этого явления следует всемерно уменьшать ОС через междуэлектродные емкости лампы. Эта задача решается в первую очередь применением в схеме четырех- электродной лампы (тетрода), у которой между анодом и управляющей (первой) сеткой помещена экранирующая сетка.

Последняя по высокой частоте через конденсатор достаточно большой емкости соединяется с катодом лампы (рис. 10.32). Она экрани- 238 катушки. Последнее дает возможность увеличить ее диаметр и сечение провода, а следовательно, уменьшить потери и увеличить добротность, что, иак будет показано в гл. 12, приводит к повышению стабильности частоты авто. генератора. Данная схема используется на частотах до 200 †3 Мрц. Двухконтурные схемы на транзисторах применяются преимущественно в высокостабильиых кварцевых генераторах, которые рассматриваются в гл. 13. Рис.

10.32. Устранение паразитной емкостной связи анодной и сеточной цепей при использовании тетродов рует анодную цепь от сеточной, и токи высокой частоты, вызванные напряжением на контуре, замыкаются через нее, а ие через цепь управляющей сетки. В настоящее время созданы тетроды, позволяющие производить устойчивое усиление вплоть до волн с длиной 20 — 30 см.

Однако на более коротких волнах и при большой мощности генераторов из-за ряда нонструктивно-тех. нологических трудностей тетроды пока ие используются. В этих случаях для получения устойчивого усиления триодиых генераторов М. А. Бонч-Бруевич предложил включать лампу по схеме с общей сеткой (рис. 10.33), в которой управляющая сетка играет роль экрава, разделяющего входную и выходную цепи; через нее замыкается ток обратного прохождения 1„, возникающий под действием напряжения на контуре.

При таком включении ОС осуществляется через емкость С, „ которая в десятки и сотни раз меньше емкости С» Усилители с обшей сеткой нашли самое широкое распространение в диапазонах КВ н УКВ. Рассмотрим основные особенности усилителя с общей сеткой. Эти особенности являются следствием того, что в 10.7. ЛАМПОВЫЕ И ТРАНЗИСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ СВЕРЕВЫСОЕИ)а ЧАСТОТ Рис. 10.33.

Триодный усилитель с общей сеткой отличие от усилителя с общим катодом здесь через входную цепь протекает не только сеточный, но и анодный ток лампы, который во много раз больше сеточного. Поэтому лющность возбуждения этого усилителя 1 р,= — (у„+у,,) и 2 е.к 1 1 - — у„и, „+ —, у„и, „(10.41) намного больше мощности возбуждения усилителя с общим катодом.

Первое слагаемое этого выражения представляет собой дополнительную мощность возбуждения по сравнению с мощностью возбуждения генератора с общим катодом. Однако не следует думать, что эта мощность теряется бесполезно. Согласно правилу Кирхгофа для замкнутой цепи можно, пользуясь обозначениями рис. 10.33, написать и,„+и,.+и,„=о. (10.42) Знаки этих напряжений зависят от способа их отсчета. Если принять за Начиная с диапазона метровых волн и на более коротких волнах, в работе генераторов начинают появляться особенности, которые приводят к необходимости изменения конструкций как ламп, так и колебательных систем. Возрастание частоты колебаний приводит к уменьшению сопротивления междуэлектродных емкостей лампы. напряжение У,, падение напряжения на нагрузочиом контуре, т. е.

У = (аз!(э (10.43) то оно будет возрастать при положительном напряжении У .а между сет. кой и катодом. Примем за положительное направление обхода направление протекания анодного тока. Нетрудно видеть, что напряжения Уа.а н Уа.а действуют навстречу одно другому (см. рис. 10.33), т. е. противофазно. Следовательно, из уравнения (10.42) у и..=и..— иам и..=и.н+и,„. (10.44) Мощность в анодно-сеточном контуре 1 1 — — и.= — ! и + ах э,а 2 аз эн 1 + — 2йж У,н.

(10.45) Здесь первое слагаемое представляет собой мощность, отдаваемую лампой в нагрузку, а второе — ту добавочную мощность, которую потребляет схема от возбудителя. Следовательно, зта добавочная мощность .передается от возбудителя на выход усилителя. Большая мощность возбуждения является причиняй значительного снижения коэффициента усиления по мощности, который обычно лежит в пределах от 6 до 20. Увеличение же тока во входной цепи приводит к уменьшению входного сопротивления генератора и с.н и и (10.46) гах Гаа + )аз которое измеряется десятками или сотнями ом по сравнению с тысячами ом в схеме с общим катодом. Последнее полезно при построении широкополосных усилителей. Это же позволяет питать входную цепь через низкоомные коаксиальные фидеры. Например, переход от волны Х=!00 м к волне 1=1 м вызывает падение емкостных сопротивлений в 100 раз, а песход к волне 1= 1О см — в тысячу раз.

оэтому при тех же напряжениях на электродах в соответствующее число раз возрастают токи во вводах электродов лампы; тепловые же потери в них растут пропорционально квадрату токов 239 и увеличиваются еще дополнительно с частотой из-за поверхностного эффекта. У первых сверхвысокочастотных ламп перегрев вводов приводил к растрескиванию баллона в местах впаев. Для устранения перегревов вводы таких ламп выполняют в виде толстых стержней, широких лент или металлических колец-дисков. Одновременно стремятся уменьшать междуэлектродные емкости ламп. С ростом частоты значительно увеличиваются потери в диэлектриках, потому что при этом большее число раз в секунду происходит изменение поляризации их молекул.

Участки баллона, разделяющие вводы электродов, находятся под действующими на них напряжениями и подвергаются высокочастотному нагреву. Стекло плохо переносит повышение температуры. Поэтому приходится принимать особые меры во избежание размягчения баллона, для сохранения жесткости конструкции и уменьшения потерь. В настоящее время у большинства сверхвысокочастотных лалэп стекло заменено особой керамикой, обладающей повышенной термостойкостью и малыми потерями. Наличие индуктивностей у вводов ламп приводит к невозможности использования сеток в качестве экранов нз-за возрастания индуктивного сопротивления выводов с ростом частоты. Это сопротивление препятствует замыканию емкостных токов, возникающих под действием напряжения на нагрузочном контуре, через экранирующую сетку в схеме с общим катодом (рис.

10.32) и через управляющую сетку в схеме с общей сеткой (рис. 10.33). В результате этого увеличивается связь нходной и выходной цепей и снижается значение достижимого устойчивого усиления. Чтобы уменьшить индуктивность выводов, переходят от спиральных проволочных к плоским конструкциям электродов с дисковыми и цилинд ическими выводами. ипичные конструкции сверхвысоко- частотных триодов с плоскими электродами, дисковыми н цилиндрическими выводами приведены на рис. 10.34.

Некоторые их особенности можно будет дополнительно уяснить после знакомства со спецификой работы сверх- высокочастотных колебательных систем. С увеличением частоты индуктивность и емкость контура должны уменьшаться. Это приводит к тому, что в диапазоне метровых волн конденсаторы состоят всего из двух-трех пар небольших пластин, а катушки индук- 240 тивности — нз нескольких витков.

При конструировании контура всегда стремятся к всемерному уменьшению емкости, чтобы иметь возможность увеличить индуктивность, а следовательно, повысить характеристическое сопротивление р = У~,~С. Это важно для получения достаточно большого эквивалентного сопротивления нагрузки Р,=Яр, необходимого для ламповых генераторов. Поэтому уже в диапазоне метровых волн часто отказываются от внешних конденсаторов и используют только междуэлектродные емкости лампы, а настройку производят изменением индуктивностей.

Характеристики

Список файлов книги