Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 41
Текст из файла (страница 41)
12.2, а). Лампы и цилиндрическими, дисковыми плн кольцевыми выводами хорошо сочленяются с резонаторами на отрезках коаксиальных линий, закороченных на конце. Болыиой периметр линии, по которой протекают токи, отсутствие диэлектриков, малое излучение уменьшают потери, что повышает как их КПД, так и общий КПх1 УМ.
Непосредственная связь между ЦСн и ЦСв отсутствует, поскольку высокочастотное поле сосредоточена внутри резонаторов, В ламповых генераторах применяют также контуры о отрезками короткозамкнутых полосковых линий, чаще всего с круглым или плоским центральным проводником, расположенным в прямоугольном экране или между двумя широкими проводящими плоскостями. г > 1г л ех т 3 1 1 4 Рис. 12 1. Схема усилителя мощности с общей сеткой Для проверки УМ по схеме с общей сеткой на устойчивость можно воспользоваться неравенством И71 «>Сан)1ае ар ( 2~ (12.2) где В„„р — входное сопротивление ЦСн, необходимое для реализации критического режима в УМ, Для трансформации комплексного сопротивления нагрузки Х в активное Я„„в и фильтрации высших гармоник анодного тока ЦСн настраивают в резонанс на частоту входного сигнала. ЦСв выполняют по-разному в зависимости от характера входной проводимости лампы т'„ = 6„ + )В„ (рис.
12.1), где 6ах — 7кг/(уах Ввх ж огС,к) 7кт — 1-я гармоника Катодного тока. Если В„)) 6„, т. е. преобладает емкостная составляющая проводимости, то ее компенсируют, включая отрезок линии с индуктивной проводимостью. Образуется контур, настроенный на частоту возбуждения (рис. 12.2, а). Если В,х к. 6„, то комплексная проводимость Т„примерно равна активной составляющей и компенсировать В„нет необходимости. Тогда ЦСв выполняют в виде конического перехода, с помощью которого поперечные размеры стандартного соединительного фидера, идущего от возбудителя, увеличивают до размеров выводов сетки и катода лампы (рис.
12,2, б). Добротность даже нагруженной линии обычно достаточно высокая. Поэтому ее входное сопротивление можно считать почти реактивным и для закороченной линии равным Х, ж )ге1д р1, (12.3) где р = го)п = 2гт))г — волновое число; п, Х вЂ” скорость и длина волны в линии; гэ, 1 — волновое сопротивление и длина линии. Реактивная проводимость контура о линией (риа. 12.1, б) равна В = В, + В„= огС вЂ” с(й (Р1)/ш. При настройке контура в резонанс В = 0 и выполняется условие 1)огоС = гп 1п ))1. (1 2.4) Пользуясь (12.4), можно определить резонансные длины линии 1р, если авданы частота ме, емкость С и волновое сопротивление ы.
Повиольку входное еопро. тнвленив линии меняется по периодическому аакону, то резонансные длины глагагнмй гргнан3~ накала 4 а) Рис. 12 2. Схемы цепи согласования в виде настроенного контура (а) и конического перехода (б) принимают бесконечное множество ди- 9' скретных значений: 1Ш1 = (агс12 ( — ыш,С) + лил, (12.5) где а=О, 1, 2,3,... При и = 0 длина ли~а~ нии (р ( 0,25 Х минимальна и соответствует работе ее на основном тоне. Если такую длину неудобно реализовать из конструктивных соображений, следует перейти на первый (и = 1) или еще более высокий обертон (и = 2, 3...), удлиняя линию на й щ .целое число полуволн: 11ш= )р ' + 0,5 ид. р=р Если заданы емкость С, длина) и волновое сопротивление ш линии, из (12.4) можно найти собственные частоты конту. ра ым Для этого трансцендентное относительно ыь уравнение (12.4) приводят к виду аз 1и ае = Сот!С, где ае = ()а1 ыь(/в — электрическая длина линии; Сот — — 11еш — статнчеа- ка я ем кость л и н и и. При заданных параметрах линии 1, ш н емкевти контура С отношение Сс /С известно.
По таблицам функции п (яа определяют сс)"~, а по ним рассчитывают частотУ ыь("1, полУчаЯ бесконечное множества ее ДискРетных значений ыещ1, При расчете режима УМ необходимо учесть активные аопротивленна потерь в контуре. Они распределены в металле линии, в контактах между линией и порш. нем, линией н лаыпой, в диэлектрике ламоы, в крепежных элементах линии н т. д. Измерить или рассчитать каждую составляющую трудно, ио оценить суммарные потери можно, если измерить добротность контура ()вея по ширине резонансной кривой, так как контур с линией вблязи резонанса ведет себя подобно контуру с сосредоточенными параметрами.
Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура при резонансе Якеи, перевчитаниое к входу линии, ввязано в доброт- ностью выражением 11!1 Рис. 12.3. Зависимость функции ф(а), определяющей резонансное сопротивление линии, от ее алек. трической длины авек = ш()иеи Ф (ж)* (12.6) где р (а) =4 з(пзця(2ц + ) з(п 2 ц 11. Значение р зависит от злектрической длины линии ц. (рис. 12.3). В режиме основного тона ~р максимально при и 0,5 и, а на первом обертоне — прим = 1,5п, причем максимальное значение на первом обертоне в 3 раза меньше, чем иа основном тоне.
При одинаковых добротностях контура переход в режим первого обертона приведет к уменьшению еопротивле. ния йиея в 3 раза по сравнению с основным тоном*), что ухудшает КПЛ контура~ Чцо 1 — Йао ир' )(иеи. Применяют два вида компоновки УМ: двустороннюю и одностороннюю.
Двустороннюю конструкцию реализуют на лампах, у которых наибольший диаметр имеет вывод сетки. В одном из вариантов таксы го УМ (рис. 12.4, а) внешний цилиндр соединен с выводом сетки и является общим для выходного (ЦСн) и входного (ЦСв) контуров, Внут. ренний цилиндр ЦСн служит продолжением вывода анода лампы, а в ЦСв — вывода катода. Коаксиальные линии закорочены поршнями и размещены по обе стороны лампы. Настраивают контуры изменением длин линий, перемещая поршни. Связь о нагрузкой — трансформаторная, с возбудителем — емкостная. ь) Очевидно использовать линию на обертоне следует только тогда, когда ее невозможно реализовать конструктивно на основном тоне, зйз унт увя7 рантенн К наедине + к' и'атнаЬма «вланрр - Н~яии3Р а) ~ )( наеруенв х~ .а~а 1 аеатвунма уннннд~ ней аЫ .Г евет .Г Рис Гйд Схемы усилителей мощности с общей сюхой двусторонней (а) и одво.
сторонней (б) конструкции на триоде, а также иа тетроде (а) Трансформаторная связь осуществлена с помощью петли, включенной между внутренним проводом и внешней оплеткой фвдера. Менять евязь можно, поворачивая плоскость петли или перемещая ее вдоль линии. Йля уменьшения размеров петлю помешают в пучности тока, например в поршень. Элемент емкостиой связи выполнен в виде пластины на конце штыря, которым заканчивается внутренний провод фидера. регулируют связь или изменением глубины погружения пластины в резонатор или перемещением вдоль него. Для уменьшения поверхности пластину располагают в сечении линии с наибольц))у напряжрнием. 4ай По постоявному току заземлена сетка и внешний цилиндр, что удобно при эксплуатации УМ. Влокировочные конденсаторы Сп„т, Спад встроены в поршни и отделяют соответственно анод и катод от сетки по постоянному напряжению.
Напряжение смещения создается автоматически за счет прохождения постоянной составляющей катодного тока по резистору Я„. Вариант УМ односторонней конструкции (рип, 12.4, б) удобен для ламп с радиатором воздушного охлаждения, диаметр которого оказывается наибольшим по сравнению и диаметрами выводов сетки и катода. Ни один из электродов ламп на рнс. 12.4, а, б не заземлен по высокой частоте. Это объясняется тем, что глубина проникновения СВЧ поля в металл составляет тысячные доли миллиметра и значительно меныце толщямы труб коаксиальиых линий.
СВЧ поле сосредоточено внутри объема между внутренним и наружным цилиндрами, а на внешней поверхности отсутствует. Поэтому высокочастотные потенциалы точек на внутренней и внешней поверхностях труб не ввязаны между собой. Применечвге коакснальных линий в УМ облегчает построение цепей питания, поскольку трубы можно использовать для подачи поптоянного напряжения и для заземления корпуса УМ. Стенки труб линий играют роль блокировочных дросселей. ЦСн в УМ односторонней конструкции имеет сложную конфигурацию н состоит из емкостиСзо и двух отрезков коакональныл линий (рис.!2.4, б). Одна нз них образована анодным н сеточным цилиндрами (ы', 1'), а другая — знодным цилиндром и выводол1 анода (ые, 1"), Резонансное сопротивление такого контура можно рассчитать, пользуясь выражением 1171 (12.7) Контуры ва полосковых линиях рассчитывают аналогично контурам иа коаксиальных линиях, только волновое сопротивление и погонные реактивные и активные сопротивления определяются другими выражениями.
Наряду е триадами в диапазоне СВЧ разработаны и применяются металлокерамнческие лучевые тетроды. УМ на лучевых тетродах часто строят по схеме с обшей сеткой, как и на триодах (рис. 12.4, в). Здесь ЦСв — контур между катодом и сеткой, ЦСн — контур между анодом и экранной сеткой. Экранная и управляющая сетки имеют одинаковый потенциал по высокой частоте и разделены по постояяному напряжению блокировочным конденсатором Сп,.
Блокировочные конденсаторы рассчитывают по рекомендациям, приведенным в гл. 5. Ламповые умножители частоты (УЧ), подобно УМ, строят по схеме с общей сеткой, что связано с конструктивными особенностями лампы. В отличие от УМ выходная (ЦСн) и входная (ЦСв) цепи УЧ раборают на разных частотах, что заметно ослабляет паразитные связи между касккдзмн и увеличивает устойчивость и надежность работы передатчика. С ростом кратности умножения падает КПД, и поэтому ограничиваются удвоением пли утроением чвствты.
42.2. РАСЧЕТ ЛАМПОВОГО УСИЛИТЕЛЯ И УМНОИТИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ДИАПАЗОНА ДЕЦИМЕТРОВЫХ ВОЛН Исходными при расчете являются выходная мощность Р, „ сопротивление нагрузки Хп, и рабочая частота ((или диапазон частот). Зная Р, „„, прежде всего выбирают лампу, пригодную для работы на заданной частоте. Номинальная мощность Ряо в УМ должна превышать Р,ы„на 20 ...40% за счет потерь в Цдн, т. е. Р„,„= (1,2 ...1,4)Р, „,. В удвоителе частоты Р„„„следует брать примерно в 2 раза больше, а в утроителе — в 3 раза больше, чем в УМ из-за уменьшения амплитуд анодного тока соответствующих гармоник.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
