Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 49

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

Текст из файла (страница 49)

При наличии LКАТ напряжение возбуждения возрастает216за счёт падения напряжения от тока первой гармоники анодного тока на этой индуктивности.1Для уменьшения индуктивности ввода катода генераторные лампы изготавливают сплоским стеклянным дном и толстыми прямыми выводами. Соединять катод с землёю(корпусом) следует как можно более коротким путём.В генераторных лампах дециметрового и сантиметрового диапазонов применяютдисковые и цилиндрические выводы электродов, что существенно снижает величину индуктивности вывода и с нею практически можно не считаться.Чтобы ослабить нежелательную связь через ёмкость САС между цепями возбужденияи нагрузки и повысить этим устойчивость режима работы лампового ГВВ на триоде, последний в диапазонах декаметровых, метровых, дециметровых и сантиметровых волнвключают по схеме с общей сеткой (ОС).

В такой схеме сетка является общим электродомдля входной и выходной цепей генератора. В большинстве случаев общий электрод в генераторах заземляют (имеется в виду в первую очередь заземление по высокой частоте),поэтому генератор с ОС иногда называют генератором с заземлённой сеткой. При заземлении сетки связь между входной и выходной цепями генератора осуществляется черезмежэлектродную ёмкость анод-катод САК, которая обычно на порядок меньше ёмкостиСАС, следовательно, считаться с нею приходится на более высоких частотах.

Индуктивность вывода сетки также, как правило, существенно меньше индуктивности вывода катода лампы.Для повышения устойчивости режима работы ГВВ как усилителя мощности, выполненного как по схеме с ОК, так и с ОС, разработаны специальные схемы нейтрализациивлияния проходной ёмкости, принцип действия которых сводится к компенсации нежелательной (паразитной) связи между входом и выходом генератора. Например, между сеткой и анодом в ламповом генераторе с ОК включается индуктивность, образующая с ёмкостью САС параллельный колебательный контур, настроенный на рабочую частоту генератора. Из-за большого эквивалентного сопротивления образованного контура как бы разрывается связь между входом и выходом генератора через ёмкость САС. Физически это соответствует тому, что связь через ёмкость САС компенсируется связью через подключаемую индуктивность.

Современные генераторные лампы, как правило, в нейтрализации ненуждаются.Отмеченные выше особенности ламповых ГВВ по схеме с ОК в определённой степени характерны и для транзисторных ГВВ по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Возможнотакже включение биполярного транзистора по схеме с общей базой (ОБ). Однако соображения, которыми определяется выбор схемы включения транзистора с ОЭ или с ОБ, всётаки иные, чем при выборе схемы включения лампы. Транзисторные ГВВ по схеме с ОБобычно применяют на частотах выше 1 ГГц, а до этой частоты применяют, как правило,схему с ОЭ.На низких частотах в транзисторном генераторе с ОЭ обеспечивается существеннобольше коэффициент усиления по мощности, чем при включении по схеме с ОБ. Однакона частотах, близких к граничной,2 коэффициент усиления по мощности КР транзисторного ГВВ по схеме с ОЭ заметно снижается и невозможно получить КР > 1, тогда как привключении транзистора по схеме с ОБ коэффициент усиления по мощности на частотах,близких к граничной, оказывается выше, чем в ГВВ по схеме с ОЭ.1В общем случае напряжение возбуждения возрастает также за счёт тока первой сетки и тока через входнуюёмкость лампы.

На индуктивности ввода катода образуется также напряжение высших гармоник. Подробноэти вопросы в лекции не рассматриваются. Частично затрагиваются в лекции 17.2Имеется в виду частота, на которой модуль коэффициента передачи по току биполярного транзистора привключении по схеме с общим эмиттером в режиме малого сигнала стремится к единице.217Принцип работы, основные энергетические соотношения и особенности расчёталампового генератора с общей сеткойВозможная схема ГВВ с ОС на триоде, позволяющая уяснить принцип его работы иосновные энергетические соотношения, представлена на рис.14.2.САКеАuАiАiC + iAК источникувозбужденияеСiСuСICnеАС- ЕССБЛ ССКLКIC0uК1IAnСБЛ А1IА0+ ЕАРис.14.2Управляющая сетка через блокировочный конденсатор СБЛ С, шунтирующий по высокой частоте источник напряжения смещения – ЕС, подключена к земле (корпусу). Всепитающие напряжения подаются в обычном порядке, как и в ГВВ с ОК.В генераторе с ОС, как отмечалось выше, паразитная связь между цепями возбуждения и нагрузки осуществляется через межэлектродную ёмкость анод-катод САК и индуктивность ввода сетки (на схеме рис.14.2 индуктивность ввода сетки не показана).

ЁмкостьСАК значительно меньше ёмкости САС. Индуктивность ввода сетки LС также удаётся сделать существенно меньше индуктивности ввода катода LКАТ. Следовательно, нежелательные элементы связи между цепями возбуждения и нагрузки в генераторе с ОС получаютсяменее значительными, чем в генераторе с ОК.Принимаем, что между сеткой и катодом в генераторе с ОС, как и в генераторе с ОК,действует гармонический сигнал возбуждения в форме напряженияuC  U MC cos t.Очевидно, как и в генераторе с ОК, в момент положительной полуволны напряжения возбуждения, когда потенциал сетки по отношению к катоду повышается, анодный ток лампы iА возрастает.

Переменные составляющие анодного токаIAn, протекая через контур1нагрузки СК, LК, включенный через блокировочную ёмкость СБЛ А между анодом и землёю(корпусом генератора), создают на нём напряжение uК. Если контур настроен на первуюгармонику анодного тока, то, очевидно,u K  Roe АС I A1 cos t  U MK cos t ,где IА1 - амплитуда первой гармоники анодного тока; Roe AC - эквивалентное сопротивлениеконтура нагрузки СК, LК , включенного по высокой частоте через СБЛ С, СБЛ А между анодом и сеткой лампы; UMK - амплитуда напряжения на контуре.Возрастание анодного тока iА с возрастанием напряжения на сетке относительно катода приводит к возрастанию напряжения на контуре.

Следовательно, напряжение возбуждения uC и выходное напряжение в генераторе с ОС uK при настроенном контуренагрузки находятся в фазе, тогда как в генераторе с ОК они в противофазе.33См. лекцию 1.218На рис.14.2 показаны пути протекания составляющих сеточного iC и анодного iA токов в генераторе с ОС. Отличительной особенностью генератора с ОС является то, что через входную цепь (источник возбуждения) вместе с сеточным протекает анодный ток,причём первая гармоника анодного тока находится в противофазе с напряжением возбуждения (протекает против направления напряжения возбуждения uC).Мгновенные напряжения, действующие в генераторе с ОС между электродами лампы, при принятых на рис.14.2 направлениях их, удовлетворяют следующим соотношениям, записанным на основании второго закона Кирхгофа:eC  uC  EC  U MC cos t  EC ;e AC  EC  E A  u K  EC  E A  U MK cos t ;e A  e AC  eC  E A  u K  u C   E A  U MK  U MC cos t  E A  U MA cos t  E A  u A ,где uA - переменное напряжение, действующее между анодом и катодом лампы, амплитуда которого UMA = UMK – UMC .Как видно, мгновенное напряжение между сеткой и катодом еС в генераторе с ОСопределяется точно так же, как в генераторе с ОК.4 Для мгновенного напряжения междуанодом и катодом еА также получается соотношение, подобное для генератора с ОК.

Приэтом переменное напряжение uА, действующее между анодом и катодом, равно разностипеременных напряжений на контуре uК и возбуждения uС, то естьu A  u K  uC  U MK  U MC cos t  U MA cos t.Согласно последнему выражению в генераторе с ОС амплитуду колебательногонапряжения на нагрузке-контуре можно представить как алгебраическую сумму амплитудпеременного напряжения между анодом и катодом лампы и напряжения возбуждения, тоесть(14.1)UMK = UMA + UMC.Следует отметить, что соотношение (14.1) справедливо для любой схемы ГВВ, работающего в режиме усиления, то есть при совпадении частот выходного сигнала и возбуждения. При этом под UMK во всех случаях следует понимать амплитуду переменного напряжения между анодом и сеткой лампы UM AC.Принцип работы электронной лампы в схеме генератора и напряжённость режима еёработы не зависят от того, какой электрод у лампы заземлён:5 электроны с катода перемещаются в сторону сетки и анода, плотность электронного потока зависит от действующих между электродами напряжений, в первую очередь от управляющего напряжениямежду сеткой и катодом.

Действующие между электродами напряжения определяют величины токов электродов, которые можно найти по статическим ВАХ лампы. Поэтомуможно утверждать, что если в двух генераторах на одинаковых лампах действующиемежду электродами постоянные и переменные напряжения одинаковы, то режимы работыламп в этих генераторах также одинаковы.Следовательно, соотношение (14.1) указывает на тот факт, что если в генераторе сОС установить на электродах такие же напряжения, как в генераторе с ОК, то есть реализовать одинаковый режим работы ламп в обоих генераторах, то амплитуда напряжения нанагрузке UMK в генераторе с ОС будет больше на величину UMC, чем в генераторе с ОК. Вгенераторе с ОС амплитуда переменного напряжения на контуре UMK равна амплитуде переменного напряжения UM АC, действующего между анодом и сеткой, то есть(14.2)UMK = UM AC = UMA + UMC.Как правило, UMA >> UMC, поэтому напряжение на контуре, следовательно, и переменное напряжение между анодом и сеткой лампы UM AC в генераторе с ОС в основномопределяются переменным напряжением между анодом и катодом UMA.

Напомним, что в45См. лекцию 1.Принципиально вообще возможно отсутствие заземления какого-либо электрода.219генераторе с ОК одинаковыми являются переменные напряжения на контуре и междуанодом и катодом лампы.Рассмотрим энергетические соотношения в генераторе с ОС.Через источник анодного питания c напряжением ЕА протекает постоянная составляющая анодного тока IA0 (см. рис.14.2). Следовательно, мощность, потребляемая от источника анодного питания ЕА,Р0 = ЕА IA0.Колебательная мощность в анодно-сеточном контуре11P~  U MK I A1  U M AC I a1 .22Учитывая (14.2), получаем:11P~  U MA I A1  U MC I A1 .(14.3)22В выражении (14.3) первое слагаемое определяет колебательную мощность, которуюможно получить в нагрузке генератора с ОК при работе лампы в таком же по напряжённости режиме, как в генераторе с ОС.

Характеристики

Список файлов книги