Стр.102-201 (1152179), страница 6
Текст из файла (страница 6)
д. сверхвысокочастотного триода. В реальных триодах СВЧ почти никогда не используются катоды, работающие в режиме температурно-ограниченной эмиссии. Однако, как показывают детальные расчеты, отмеченные основные закономерности движения электронов 117 в пространстве сетка — катод остаются в силе также н при наличии пространотвенного заряда у катода Одним из очевидных следствий пролетных явлений э пространстве катод— сетка является отставание импульсов конвекционного тока в плоскости сетки от высокочастотного управляющего напряжения Из рис. 4.5 видно, что при большом угле пролета электронные сгустни могут пересенать плоскость сетки даже в начале тормозящего полупериода управляющего напряжения В усилителях запаздывание импульсов конвекционного тока не может иг.
реть существенной роли. В самом деле, при прохождении электронного сгуст. ка через зазор сетка — анод во внешней цепи этого зазора наводится ток. Если кодебательный контур, включенный между сеткой и анодом триода, настроен точно на первую гармонику наведенного тока, т. е. полное сопротивление контура яв. ляется чисто активным, то в момент прохождения сгустка на зазоре автоматически устанавливается тормозящее электрическое поле (см 42.4) Таким образом, эффективность отбора энергии от электронов в усилителе не зависит от сдвига фазы конвекционного тока по отношению к управляющему напряжению Однако в генераторе этот фазовый сдвиг играет важную роль, так нан перестают со. блюдаться привычные на иизиих частотах условия синфазиости сеточного иа. дряжеиия и конвекционного тока триода и противофазности сеточного и анод.
ного напряжений Фаза обратной связи на сверхвысоких частотах должна отличаться от и и может приближаться н 2я. С увеличением угла пролета пно увеличивается также активная входная проводимость промежутка катод — сетка Помимо явлений, качественно описан. цых в 4 2.5, а н 4.2, б, в режиме больших амплитуд начинают играть роль потери высоночастотной мощности за счет электронов, бомбардирующих катод. другим важным обстоятельством является изменение формы импульса кон. векционного тока и уменьшение амплитуды первой гармоники конвекционного тока. Средняя составляющая конвекционного тока в плоскости сетки также уменьшается Тем не менее, анализ показывает, что отношение амплитуды пер.
вой гармоники конвекционного тока к его постоянной составляющей с увеличе. нием ан не уменьшается, а несколько увеличивается Это указывает на отсутствие принципиальных затруднений в управляющем действии сетки триода при углах пролета сгно, доходищих до 120 — 126' (сведений о расчетах для более зна. чительных ггис в настоящее время не имеется). Однако амплитуда обратной связи в триодном автогенераторе СВЧ должна быть повышена.
Коэффициент усиления триода СВЧ, используемого в качестве усилителя, оназывается меньше, чем на более низких частотах. Возникает вопрос, какое из отмеченных пролетных явлений приводит к наиболее резному ухудшению работы триодов СВЧ и определяет в конечном счете- предельную частоту триода. Окончательный ответ на этот вопрос дать пока не удается Как будет показано ниже, заметное влияние на предельную частоту триода могут оказывать пролетные явления не только в промежутке катод— сетка, но и в зазоре сетка †ан, а также конструкция лампы и колебательной системы Тем не менее, опыт показывает, что современные триоды СВЧ способны работать в режиме больших амплитуд при угле пролета санс, не превышающем примерно 120', т. е — ц.
Поэтому величина анс - -— ц может считаться предель. 2 2 3 3 ной для режима больших амплитуд ц Явления э пространстве сетка — ииод Остроконечные импульсы конвекционного тока, поступающие в зазор сет' ка — анод, наводят ток во внешней цепи лампы. В этом отношении можно провести некоторую аналогию с наведением тока в зазоре, рассмотренным в 42.3, г. Следует учитывать, однако, что между сеткой и анодом приложены постоянное н переменное напряжения, поэтому скорости каждого из электронов не остаются постояннымн.
Электроны имеют различные скорости танже и при входе в зазор. Основным путем анализа здесь, как и при рассмотрении зазора катод — сетка, являетси применение графоанвлнтических методов. 113 йиамеиьнвемь нннулвса иаведенниеа тана йнимеиьиветь иниаиьда ивнаеиинаинвиа иьеиа Влияние конечного времени пролета элентронов в пространстве сетка— анод приводит прежде всего к расширению импульса наведенного тока в сравнении с импульсом конвекционного тока. Действительно, начало импульса наведенного тока совпадает с моментом, когда в зазор начинают поступать первые электроны Окончание же импульса наведенного тока соответствует моменту, когда последние электроны рассматриваемого сгустка достигают плоскости анода. Удлинение импульса наведенного тока связано также с тем, что в «хвосте» каждого сгустка через плоскость сетки проходят электроны, имеющие очень малые скорости (см рис.
4.5, в) Следует учесть, что для отбора энергии при движении сгустка на аноде должно быть тормозящее высокочастотное напряжение Поскольку амплитуда высокочастотного напряжения в' режиме больших амплитуд соизмерима с постояинмм анодным напряжением, электроны получают лишь незначительное ускорение Поэтому графики движения электронов на пространственно-вре- Рнс.
4.6 Пространственно-временной диаграмме приобретают веерообразный пенная диаграмма движения вид,„как показано качественно на рис. 4 6, электронов в зазоре сетка — анод Растягивание импульса наведенного тока триода в режиме больших ампрнводит к уменьшению амплитуд первой и плитуд всех остальных гармоник тока в выходном колебательном контуре триода. Следовательно, выходная мощность триодных генераторов и усилителей, а гакже умножителей частоты уменьшается при увеличении угла пролета сетка †ан, даже если в выходной зазор поступают хорошо сформированные сгустки электронов. В результате к. п, д триодов на СВЧ значительно ниже, чем на более низких частотах. Так, иа волнах длиной 7 †см величина к.
п. д. не превышает 20 — ЗО«4 . При укорочении длины волны происходит дальнейшее снижение к п. д и выходной мощности' 5 44. КОЛЕБАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ТРИОДНЬ)Х ГЕНЕРАТОРОВ И УСИЛИТЕЛЕН СВЧ и. Выбор скема усилителей и еенератороа СВЧ Всякий триод с точки зрения теории цепей является активным трехполюсником Поэтому в общем случае внешняя цепь триода может быть приведена к «трехточечной» эквивалентной схеме, показанной на рис. 4.7, а. Комплексные сопротивления 2«, Ев и Рю входящие в эту схему, включают в себя внешнюю цепь, междуэлектродные емкости и индуктивности вводов лампы.
Каждое из этих сопротивлений в общем случае может состоять из одного или нескольких колебательных контуров Наиболее широкое применение в диапазоне СВЧ нашла двукконтурная схема автогенераторов с общей сенекой, В этой схеме элементы Ль и Ез (рис. 4.7, а б) образованы полыми резонаторами. Элемент Яи, создающий связь между контурами Яь и Яз, на рабочей частоте не обладает резонансными свойствами. Удалив сопротйвление Хи, можно получить двухконтурный усилитель с общей сеткой, также находящий широкое применение на сверхвысоких частотах. Основные преимущества схемы с общей сеткой в диапазоне СВЧ сводятся н следующему. 1. В схеме с общей сеткой внутренняя обратная связь создается засчет конечной иидуктивности сеточного вывода Ее и междуэлектродной емкости катод— анодСва, Во всяком триоде емкость Сь„имеет наименьшую величину всравненин с двумя другими междуэлектродными емкостями.
Индуктивность сеточ. ного вывода также может быть сделана минимальной при использовании дискового вывода (см. й 4.6). Поэтому паразитная внутренняя обйатная связь в схеме 119 с общей сетной оказывается более слабой, чем в схемах с общим катодом и общим анодом Зто особенно существенно для триодных усилителей, склонных к самовозбуждению на высоких и сверхвысоких частотах В случае генераторов ослабление внутренней обратной связи, не поддающейся регулировке, также полезно для подбора оптимальной величины внешней обратной связи Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
