Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 60
Текст из файла (страница 60)
22) (18.23) = — [Хв (т ) + [Хм (тм))/лт ((/а) где 1(в (т,„) = (1 — СО5 тм)/тм, Хм (Ъм) = 51П тм/тм, ге (18,24) 299 Подставляя (18.21) в (18.13) и записывая 1, (() в виде 1„, (1) = = )те Паы ехр ()ю/)1, находим комплексную амплитуду 1, 1-и гармоники тока, наведенного частицами, движущимися в пролетном простраис гве, 1„, = 11 — ехр ( — Тт„))!л,/ ()тч,), где т„= ю/ . С учетом (18.22) зто выражение можно представить в виде Рис. 18.7. Зависимость модуля нормированной средней крутизны лавинного тока от нормированной амплитуды напряжения на слое умножения (рис. 18.8).
Наибольшее значение )(, (т„) соответствует т„ж 2,4. Отметим, что вещественная составляющая тока 1, находится в противофазе с напряжением на слое умножения ий (1) при всех т, а ее значение зависит от частоты колебаний от и времени пролета 1,„. йа.в. АвтОГенеРАТОРы нА лАВиннО.ЛРОПВтнОм диОде, УСЛОВИЯ САМОВОЗВУЖДЕНИЯ Автогенератор на ЛПД (ГЛПД) состоит из резонатора того или иного вида и диода, включенного в этот резонатор. В конструкции резонатора учитывается необходимость подстройки частоты, регулировки связи с нагрузкой и подачи напряжения питания (рис. 18.9). а) Рис.
18 9 Эскиз коаксиальной конструкции (и) н топология микрополоскового (б) генератора на лавинно пролетном диоде: 7 — лпд; 7 — корпус 1подломкеи  — резонатор: В елемент сзпзн с нагРузкой;  — линни снззн с нагрузкой;  — «нод онтаннп; 7 — злененты Енльтрз непа пнтеннп;  — нлеыент под стройке частоты р йв в,б вр й7 в В,Х» 'йв бб йб й7 в -87 -бб Рис. 18.8. Функции Х„(т ) и Х (т ), харак.
териаующие вещественную и мнимую части наведенного во внешней цепи тока г» 1» л, В, Аг я и„„ Ае 2 ч) Ркс. 18.10 Эскиз лавинно поочетвого диода э ковксиалькай ливни (а) э чквяявлектная схсые лля учета влпвряя гы элементов корпуса и креплеиия диоаэ в лавин (б): С т - во»вове»~я»я линия, 6 — выводы лвок»1 Š— вервывчеоввэ вороте~ 6 вряств»я: »в контактные ерово»очвв В эквивалентной схизме эвтогевервтарв следует учитывать, что ЛПД обычно помещается в корпусе (ряс 18.10, а) к внешние цепи соедэняются в яям через схему замещения корпуса. В эту схему входят пврээитквя индуктивность выводов йо к емкость корпуса Сэ (ркс. !8.10, б). Кроме того, влемевты монтажа дяодв в схеме (ковксиэльной, воляоводпой йлк полосковой) создают участок о сущестлеппымн неадяородяостямп (см.
рис, 18.10, а), влияние которых можно отобразить эквиввлектвой схемой (кэпример, П-оправкой между точками АвА', и АтА ', пв рис. 18 1О, б). Только после этого участка подключается колебательная система, размеры и характеристики которой определяет рвэрэботчэк ГЛПД Влияппе элемевтов схемы эамещевкч корпуса к устройства креплекия при расчете параметров колебвтельвой системы учесть трудно для уточкснвв расчета следует измерить комплексное сопротпвлевие цепи, состоящей яэ диода и одиородяой линии, заменяющей элементы крепления н корпуса, в пересчитать его в сечение, в котором включен диод. Для анализа работы ГЛПД заменим двухполюсн11к, подключаемый к запорному ел<но ЛПД (точкн ВВ' на рис. 18.11) последовательной схемой замещения. Выделнм в ней сопротивления потерь г, диода и г, колебательной системы, а также сопротивление г„обусЛовленное передачей моагности в нагрузку, н реактивное сопротивление 1Хв нагруженной колебательной системы. В эквивалентной схеме запорного слоя на рнс.
18.5 учтем лишь первые гармоники токов и напряжений. С учетом того, что ток 1ьм управляется напряженнем на слое умножения, легко заметить, что полученная эквивалентная схема (рис. 18.11) аналогична трехточечной (см. рио. 9.3). Поскольку параллельно управляемому генератору тока 1оы подключена )х» емкость С, самовозбуждение получается мягким лишь при условии, что эквиб В' валентная схема слоя умножения (контур Сз(.й) имеет емкостное сопротивле- 6~ 6 1» 1и ы ны нне. Следовательно, частота самовозбуждения ш должна быть больше лаРкс. 18.11.
Упрощепвэя чяэп. винной частоты ь»л, а Реактивное со- ввлеаткэя схеме в ерв противленне )Хк иметь индуктивный рв вэ лавинно пролетиом диохарактер, де за! При ш ) Ии автогенератор будет находиться на границе самовозбуждения, если ((/ь) (18.25) где 1 1 !мС !мСь+1/!ыь Х (!ш,О)=— 1 1 + „. +1Хи( ) гги+~п+~а !мСм 1/М. +!ыСь — управляющее сопротивление трехточечной схемы на рис. 18.11 С учетом (18. 10) и (18.23) перепишем (18. 25) в виде (Ха+ !Хм) — =- з С,„С, ~1 — — '~ Х ыьл ых и + ! —,~.
— .)- Хн (ы) 118.26) где гх — ги 1- г„+ г,. Приравнивал аргументы правой и левой частей равенства (!8 26), получз и уравнение дли частоты самовозбужденин нн Х«(е')/гх = Хм/Х~ (18.27) Здесь 1 Хи (ге) =Хи(м) — —— шСЖ гоСь (! Йл/ы ) — сопротивление кругового обхода контура генератора в схеме на рнс. 18 11. Будем отсчитывать ы от частоты ые собственных колебаний того же контура, но при отсутствии тока через диод(Ьл са, Ол О).
Частота ш определяется равенством (18.28) Полагая, что ш = ма + Лш и Лго/ша (( 1, выражаем Х„(а) через Хнв (ш) с учетом лишь малых порядков Ьв/ша: зьх Хи (гв) = Хха (ма + /.~го) оз/гех ыа Сь (! — !хх/ы~) ~ бХ„, ~ аа/, (!8.29) 4ы )и и, еь Сь (1 — мха/<оо) Во втором слагаемом производная не учтена, так как оно само поряд- ИХ„! ка Ьш/шв. Отношение ше ~ — ~ /2гх = (/, представляет собой бм !м=е.
добротность нагруженного контура при отсутствии тока через диод. (18.3!) (18.33) где 1„ = 1 1 (1 + Р!/ Х ) (18.35) — пусковой ток, превышение которого при заданной связи в нагрузкой приводит к возникновению колебаний. Очевидно, что пусковой ток будет минимален (1,„,„) при отсутствии связи с нагрузкой, когда добротность контура Я„а определяется только потерями в нем самом и в диоде: /а мчя /х/ (1 + РЯяааХ»). (18.36) Поскольку Яа и Яяаи связаг!ы между собой через КПД контура Чи, т.
е. (/и = (1 — т)и)Яваи, по РезУльтатам измсРениа 1, и 1, можно найти КПД контура. Из равенства вещественных составляющих в (18.26) следует, что 41'/ю' =гх, э'а См ! ~а/юа и поэтому Г/а/.а. С„/С, !Е ав Се(1-Пх/юо) хв Учитывая эти соотношения, из (18.27) и (18.29) получаем ою 1 Хм+Сю/Са (18.30) <аа 20и Хв Таким образом, в ГЛПД колебания возбуждаются на чаототе, лежащей немного выше частоты ю, определяемой из (18.28). Поправка на час- тоту связана с добавлением к контуру индуктивнооти /.и и комплекс- ностью «крутизны» тока пролетного провтранства.
Малые колебавия будут иарастать, если равенство вещеотвеииых аовтавля- юших в (18.26) нарушено, причем 1 ~л Х,— > а С„С ~! —" /1 г, юЕ, а т е. энергия, отдаваемая генератором тока в эквивалеитиой схема ЛПД, пре- вышает энергию потерь. Преобраауем неравенство (18.31), учитывая, что 0' = = !'/.лса = !4!/!аса//аа, ГдЕ! — тОК ПИтаНИя ЛПД, ВВЕДЕМ ХараКтврпотаЧЕС- кий ток !,= а ! С !/ 1!4, (И.32) при достижении которого лавиииая частота стала бы равна рабочей. Кроме того, примем во внимание, что Са аа =Ф, юсю гх См юсв»и гх где Св, — эквпвалеитиая емкость контура ГЛПД; Р = Скак/См — коэ$фи- циеит включения пролетного пространства в контур.
Тогда неравенство (18.31) можно записать в виде 1) 1, (18.34) Из (18.32), (!8.35) следует, что при прочих равных условиях для возбуждения колебаний с большей частотой со требуется увеличение пускового и рабочего токов. Поэтому с повышением частоты колебаний ЛПД усложняются проблемы теплоотвода и надежности. зв.а.
СтдциОИАРныя Резким ГенеРАтОРА НА ЛАВЙННО-ПРОЛЕТНОМ ДИОДЕ. ИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ цели выполнено условие самовозбуждения (!8.34), то амплитуда колббаыий нарастает до значения, определяемого уравнением стационарного режима — л,т ()оз, ь/») =-1. (18.37) Из (18.20) нетрудно заметить, что увеличение амплитуды приводит к уменьшению множителя д (А») и модуля индуктивной проводимости слоя умножения (см.
(18.!5) и рис. 18.7!. Этот же множитель и (Ае) определяет и закон уменьшения средней по 1-й гармонике крутианы б з =- )1 г/1/»! наведенного тока. Поэтому уравнение стационарного режима (18.37) в развернутом виде можно формально получить из (18.26), заменив малосигнальную проводимость 1/оз/. проводимостью для большого сигнала и (А»)/оз/.„. Соответственно требуется заменить ь»,' на ь1,'/7 (Ае). Ятсюда следует, что, поскольку поправка на частоту Лот/ще (18.30) не зависит от 8, она не зависит и от амплитуды колебаний. Это позволяет находить частоту оз = оз + Лго по (18.30) не только на границе самовозбуждения, но и в стационарном режиме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
