электровакуум.приборы (1084498), страница 22
Текст из файла (страница 22)
От генераторных ламп требуется отдача возможно большей колебательной мощности Р„в нагрузку при высоком значении КПД схемы з?, В усилителе и генераторе гармонического сигнала колебательная (выходная) мощность равна (см. рис, 7.15) Р„= 0,5Т,„,Цпд. (9.1) Мощиосп, расходуемая источником питания схемы, состоит из колебательной мощности в нагрузке и мощности, рассеиваемой анодом, 1ьи Еи?ао Рк + Ра. 108 Отсюда КПД схемы ц= — "= — = (9.2) Р Рк + Рь "гаеяи Таким образом колебательная мощность генератора прн заданном КПД пропорциональна мощности, рассеиваемой анодом, 1 а.
К Поэтому ощшм из основных классификационных признаков генераторных ламп является мощность, рассеиваемая анодом. По этому признаку генераторные лампы делятся на три группы: маломощные (Р, < < 25 Вт), средней мощности (Р, < 1 кВт) и мощные (Р, > 1 кВт) . Мозцность, рассеиваемая анодом самых мощных генераторных ламп, превышает 500 кВт.
Для обеспечения высоких значений выходной мощности в анодной цепи генераторных ламп должен протекать большой ток, достигающий нескольких сотен ампер, поэтому катоды ламп обладают высокой эмиссионной способностью. Мгновенные значения положительного напряжения управляющей сетки дпя получения такого тока могут превышать тысячу вольт, вследствие чего генераторные лампы работают с значнтельнымн сеточными токами.
Импульсные и постоянные значения анодных напряжений некоторых генераторных и модуляторных ламп превышают сто кш1овольт. Особенности работы, связанные с высокими значениями предельных электрических параметров генераторных и модуляторных ламп, определяют существенные конструктивные отличия этих приборов от ранее рассмотренных электронных ламп. 9.2. РЕЖИМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП Как следует из (9.2), достигнуть повышения КПД электронных ламп можно путем увеличения отношения амплитуды переменной составляющей анодного тока к значению постоянной составляющей этого тока 1,/7 . Это отношение определяется положением рабочей точки на анодно-сеточной характеристике и амплитудой сигнала в сеточной це пи лампы. Кроме того, КПД генератора зависит от отношения амплитуды переменной составляющей напряжения на нагрузке к ЭДС источника питания, т.
е. от коэффициента использования анодного напряжения Различают несколько режимов работы лампы при усилении и генерапии сигналов. В режиме класса А напряжение смещения выбрано так, что ток через лампу протекает в течение всего периода переменного напряжения сигнала на сетке (рис. 9.1, а). Такой режим является ха- 109 Рис. 9.1. Режимъ~ работы лами: а — режим класса А; б — режим класса В; е — режим класса АВ; е — режим класса С рактерным Лдя приемно-усилительных н модуляторных ламп и часто называется режимом линейного усиления. Чем меньше амплитуда сигнала на сетке, тем меньше будут нелинейные искажения и ниже КПД схемы.
Очевидно, что амплитуда переменной составляющей анодного тока не может превысить постоянной составляющей, поэтому КПД в режиме класса А, как следует из (9.2), менее 50%. Практически его значение не превышает 20 — 30%. Такой режим редко используется в мощных генераторных лампах. В режиме класса В напряжение смещения равно напряжению отсечки анодного тока (рис.
9.1, б). Анодный ток протекает только при положительном напряжении сигнала. Продолжительность импульса анодного тока характеризуется углом отсечки 6, который равен половине разности фаз гармонического сигнала от момента начала протекания тока анода до момента запирания лампы. В режиме класса В угол 110 Рис. 9.2.
Семейство анодно-сеточных характери- стик генераторного триода ГУ 49А чбб РРО и„б Рис. 9.3. Семейство анодных характеристик генераторного триода ГУ 49А д = 90, т, е. анодный ток протекает только в течение половины периода сигнала на сетке. Во время отрицательного полупериода лампа закрыта. Такой режим характеризуется существенно большим КПД, чем режим класса А, за счет снижения постоянной составляющей анодного тока и повышения коэффициента использования анодного напряжения. Амплитуда импульсов анодного тока может значительно превышать значение его постоянной составляющей. Если лампа заперта меньше половины периода гармонического сигнала, то имеет место промежуточный режим класса АВ (рис. 9.1, в). Он характеризуется углом отсечки 90' < О < 180'. В режиме класса С напряжение смещения по абсолютному значению превышает значение напряжения отсечки анодного тока (рис. 9.1, г).
Угол отсечки уменьшается (б < 90 ). Косинусоидальный импульс тока становится более острым, что приводит к дальнейшему снижению постоянной составляющей анодного тока. Режим класса С позволяет получить максимальный КПД, поэтому генераторные лампы работают, как правило, в этом режиме. Восстановление формы гармонического сигнала происходит в колебательном контуре, являющемся нагрузкой лампы. Контур настраивается на первую гармонику (редко на вторую) н вьщеляет ее из спектра частот импульса анодного тока, Часто мо~цные генераторные лампы работают в двухтактной схеме, в которой две лампы имеют общую нагрузку и работают поочередно со сдвигом по фазе на 180'. На сепсн ламп в каждом плече двухтактной схемы нютряжения сигнала подаются в противофазе.
Нагрузкой ламп обычно служит первичная обмотка трансформатора, а во вторичной обмотке происходит восстановление сигнала. !11 9.3. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГЕНЕРАТОРНЫХ И МОДУЛЯТОРНЬ1Х ЛАМП В качестве мощных генераторных ламп чаще всего используются триоды. На рис. 9.2 представлено семейство анодно-сеточных, а на рис. 9.3 — анодных характеристик мощного генераторного триода ГУ49А. Как видно из рис. 9.2, триод имеет "правые'* анодно-сеточ. ные характеристики, основная часть которьгх лежит в области положительных напряжений на сетке.
Правые характеристики генераторных ламп обусловлены необходимостью получения больших значений коэффициента усиления и коэффициента использования анодного напряжения. Увеличением густоты сеток достигается коэффициент усиления д = = 50 + 100, достаточный для использования ламп в схемах генераторов. При больших положительных напряжениях на сетке анодные характеристики триода имеют пентодный характер.
Это позволяет получить высокий коэффициент использования анодного напряжения, большие токи анода при заданном анодном напряжении, а следовательно, большую выходную мощность триода с высоким КПД. На анодных характеристиках генераторного триода, снятых при положительных напряжениях сетки, наблюдается резкий переход из режима возврата к режиму прямого перехвата. Как было отмечено, генераторные лампы, как правило, работают в режимах класса С или В, причем напряжение на нагрузке при протекании анодного тока изменяется от значения Е„до СГмигя. В общем случае от сопротивления нагрузки в анодной цепи и амплитуды сигнала на сетке лампы зависит коэффиагиент использования анодного напряжения, а следовательно, и КПД схемь2 генератора.
Наиболее выгодным положением рабочей точки„соответствующим максимальному анодному току, является перегиб аиодной характеристики при переходе из режима возврата в режим прямого перехвата. Мол1ность в нагрузке в этом случае будет наибольшей. Значение выходной мощности, как следует из (9.1), пропорционально площади прямоугольного треугольника, гипотенузой которого является отрезок нагрузочкой прямой от точки Еи на оси абсцисс до рабочей точки А, а катетами — отрезки на координатных осях, равные 1мв и Сгмв (рис. 9.3) .
Чем меньше остаточное напряжение на лампе Сгвм;я при максимальном вводном токе, тем меньшая мощность будет выделяться на аноде лампы. Уменьшение сопротивления нагрузки приводит к возрастанию мощности, выделяющейся на аноде лампы, и уменьшению мощности в нагрузке. Такой режим работы генератора назьвают недоиалряжеллььм. Увеличение сопротивления нагрузки в целях уменьше- ниЯ значениЯ овм1я пРиволит к Уменьшению моЩности, вьшелЯюшейся на аноде, однако при этом лампа перейдет в режим возврата и сеточньш ток резко возрастет, а анодный уменьшится, что приведет к снижению КПД. 112 -впа -ЮО О 2Рди„В е 5 и ие Рис.
9.4. Семейство яиодиосегочиых характеристик модуляториого триода ГМ-ЗА Рис. 9.5. Семейство вводных характеристик модуляториого триода ГМ-ЗА Если в течение какой-то части периода колебаний лампа переходит в режим возврата, то режим работы генератора называют лерелалрлжелным. Оптимальное положение нагрузочной прямой соответствует критическому режиму. Линией критического режима на семействе анодных характеристик называется кривая, соединяющая точки перехода характеристик из режима возврата в режим прямого перехвата.
Для большинства генераторных ламп линия критического режима совпадает с крутым участком анодных характеристик. Перенапряженный режим используется редко, так как он приводит к резкому возрастанию сеточного тока. Мощность, выделяемая на сетках, разогревает их до высокой температуры, что может привести к деформации сеток и выходу из строя лампы. Модуляторные лампы, применяющиеся в мощных выходных каскадах усиления напряжения низкой частоты, должны обеспечивать малые нелинейные искажения входных сигналов. Эти лампы используются, как правило, в режиме класса А обычно с заходом в область положительных напряжений на сетке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
