Стр.102-201 (1152179), страница 7
Текст из файла (страница 7)
4.7. Обобщенная эквивалентная схема ьключения триода (а) и схемы триодного генератора с общей сеткой (б, е) Каннадно-семочныо регонангор б. )гекоторые свойство трнодного генератора с оби(ей сеткой Рис. 4.8. Расположение полых резонаторов относительно триода в случае усилителя с общей сеткой Определим частоту колебаний, генерируемых в схеме с общей сеткой, и роль контуров, образующих внешнюю цепь триодного генератора Согласно общим принципам (см. 4 3 2), частота колебаний, генерируемых любым генератором с резонансной ко. лебательиой системой, в первом приближении определяется чхолодной» резонансной частотой его колебательной системы Для простоты отвлечемся сначала от эффектов инерции электронов Прн резонансе всей колебательной системы токи, протекающие в правой и левой ветвях сложного контура, изображенного на рис 4.7, б, равны по вели. чине н направлены в противоположные стороны (резонанс токов) В контуре циркулирует ток!ю создающий падение напряжения на элементе Ез и на катод- но-сеточном контуре Поэтому для того, чтобы получить противофазность полей в пространствах катод — сетка и сетка — анод, необходимо обеспечить одинаковый знак реактивного сопротивлении Яэ и реактивного сопротивления натодно-сеточного контура.
2. Схема усилителя и генератора с общей сеткой особенно удобна на сверх. высоких частотах с конструктивной точки зрения. В самом деле, соединение три. ода с двумя независимыми полыми резонаторами без их взаимного пересечения возможно лишь при включении резонаторов по обе стороны от плоскости сетки, как показано на рис.
4.8. Первый полмй резонатор оказывается включенным между сеткой и катодом, второй— между сеткой и анодом. Катод, анод и сетка непосредственно входят в состав полых резонаторов Недостатком схемы с общей сетной является вы. од сокаЯ входнаЯ активнаЯ пРоводимость и, как следствие, более низкий коэффициент усиления. Однако, как было показано в э 4 2, б, при повышении частоты происходит сближение величин входных проводимостей схемы с общей сеткой и схемы с общим катодом Таким образом, этот недостаток не мо. жег играть существенной роли в диапазоне сверхвысоких частот.
В настоящее время большинство триодных усилителей и генераторов СВЧ выполняется по схеме с общей сеткой Если элемент Яз образован емкостью, как показано на рис. 4 7, б, в, то нз частоте автоколебаиий катодно-сеточный контур должен обладать емкостной (положительной) реактивной проводимостью Это означает, что генерируемая частота и соответствующая ей резонансная частота всей системы обязательно должна быть выше собственной частоты катодио-сеточного контура. С другой стороны, при двух элементах схемы 3г н Яз, имеющих на рабочей частоте емкостный характер, для обеспечения резонанса на той же частоте анод- но-сеточный контур должен представлять собой индуктивное сопротивление Отсюда следует, что резонансная частота анодно-сеточного резонатора должна быть несколько выше частоты генерируемых колебаний Эквивалентная схема генератора в рассматриваемом случае приобретает вид, показанный на рис.
4.7, в Резонансная частота м,, равная приблизительно генерируемой частоте ы„е„, определяется из очевидного условия (4.13) Обозначения Ез, С„и С, ясны из рис. 4.7. При изменении настройки катодно-сеточного резонатора изменяется его реактивная проводимость. Соответственно этому изменяется высокочастотное напряжение ()е, подаваемое между натодом и сеткой триода Отношение этого напряжения к напряжению между катодом н анодом 0„называется козффициенглом обратной связи. Следовательно, настройка катодно-сеточного контура влияет как на резонансную частоту всей колебательный системы, так н на коэффициент обратной связи триодиого генератора.
Однако напряжение ()а по модулю превышает напряжение ()с. Поэтому эквивалентная емкость См которую представляет собой катодно.сеточный контур на частоте генерируемых коле. баний, должна быть больше емкости Сз (см. рис. 4 7, в). Уравнение (4.13) показывает, что при С, > Сз частота мало зависит от величины С,, т.
е. от настройки катодно-сеточного контура. Роль этого контура сводится в основном к изменению коэффициента обратной связи, от которого зависит мощность генерируемых колебаний. При перестройке катодно-сеточного резонатора генерируемая мощность сильно изменяется н проходит через максимум, хотя частота колебайнй остается почти неизменной и равной ! ыген ыоз ф Е,Сз (4.14) 121 Коэффициент обратной связи зависит не только от настройки катодно-сеточного контура, но и от сопротивления обратной связи 2э, имеющего в рассма.
трнваемом случае емкостный характер Это сопротивление делают обычно фиксированным, чтобы упростить процесс настройки генератора в заданной полосе частот Емкость С, выбирается по возможности небольшой, чтобы не уменьшалось резонансное сопротивление колебательной системы триода на рабочей ча. стоге. Поэтому величина эквивалентной нндунтивностн Ез оказывается высокой, н частота генерируемых колебаний ыген оказывается очень близкой к резонансной частоте аиодно-сеточного контура Проведенное обсуждение позволяет сделать следующие выводы.
Частота генерируемых колебаний в двухконтурном генераторе с общей сеткой определяет. ся в основном настройкой анодно-сеточного резонатора. Настройка катодно-сеточного резонатора необходима для обеспечения требуемой величины коэффицнен. та обратной связи, т. е для получения максимальной генерируемой мощности Двухконтуриый трнодный генератор должен илгеть с этой точки зрения две ручки для настройки.
Для получения требуемой частоты сначала производится грубая настройка анодно-сеточным резонатором, а затем с помощью катодносеточного резонатора достигается максимум генерируемой мощности. После этого производится окончательная точная подстройка анодно-сеточного резона. тора на требуемую частоту генерируемых колебаний Пролетные явления в триоде значительно усложняют рассмотренные соот. ношения. Как было показано в й 4.3, для правильного отбора энергии от элек. тронных сгустков сдвиг фаз между вводным и сеточным напряжениями должен быть больше п и может приближаться к 2п.
Величина этого сдвига зависит от углов пролета электронов и, следовательно, от постоянных напряжений, приложенных к триоду, и от колебательного режима генератора Далее, промежуток катод — сетка приобретает комплексную входную проводимостзч также зависящую от величины напряжений. Ввиду этого желательно плавно регулировать не только модуль, но и фазу коэффициента обратной связи. Плавная регулировка фазы обратной связи возьюжна только при наличии активной составляющей у элементов, образующих делитель напряжения (см элементы 32 и Ез на рис 4.7) В рассматриваемом случае, однако, нет необходимости вводить какие-либо внешние активвые сопротивления, поскольку входная проводимость триода имеет значительную активную составляющую Таким образом, роль регулятора модуля и фазы обратной связи по-прежнему может выполнять катодно-сеточный резонатор Однако настройка обратной связи вблизи предельной частоты триода оказывается очень критичной в.
Элеаыпгы конструкции гриоднык генераторов и тйгплпгелей СВЧ Основное применение в триодных генераторах и усилителях СВЧ нашли полые резонаторы типа коаксиальной линии, нагруженной на междуэлектрод. ную емкость лампы' При двухконтурной однотактной схеме с общей сеткой в) а) Рис 4.9 Двусторонний (а) и односторонний (б, в) варианты расположения коаксиальных резонаторов относительно триода: 7, 2 — «а~одно-сеточныа и аиодно-ссточнык реюнвторы. 3 — «ороткозамыкающиа поршень; г — короткозамыкающне поршни с разделительны.
ми конденсаторами; Б, 6, 7 -выводы катода, сетки и внопа по постовн- ному току; г -разделительные конденсаторы возможны двусторонний и односторонний варианты расположения резонаторов, показанные схематически на рис 4.9 Если триод используется в качестве усилителя, то входной сигнал подается в катодно-сеточный резонатор; усиленный сигнал снимается с анодно-сеточного резонатора Для ввода и вывода высокочастотной энергии применяютсн петли или штыри, находящиеся на конце коаксиальной линни (см рис. 4.8) На наиболее коротких волнах, где используются в настоящее время триоды()ь 3 — бел), находят применение также волиоводные выводы энергии.
* В случае сверхминнатюрных триодов СВЧ применяются также колв- бательные системы, выполненные нв базе полосковых линий В случае автогенерзтора внешнюю нагрузиу связывают обычно е анодно. сеточным резонатором Обратная связь между резонаторами осуществляется с помощью петель, емкостиых штырей или отверстий, как показано на рис 4 1О нэ примере генератора двусторонней конструкции. Настройка резонаторов в трнодных геиергторах и усилителях производит. ся с помощью короткозамыкающнх поршней контактного, дроссельного или емкостного типа, перемещаемых вну ри анодно-сеточного и катодно-сеточного резонаторов, как показано выше на рис. 4.9. При узком диапазоне настройки частоты (порядка нескольких процентов) оказывается возможным применять иастроечнме винты, ввертываемые внутрь резонатора через отверстие в боковой стенке.
С помощью передвижных поршней удается достичь значительно более широкого диапазона перестройки частоты — на октаву и более. На электроды триода должны быть поданы три питающих напряжения: постоянное напряжение анод — катод (/и, постоянное напряжение смещения сетка — катод (/о и постоянное или переменное напряжение накала (/в. Зля раз- Ютберстия сбази я тгерузне Пет гба сЮ сЮази ет иб иер Юе сй и) б) Ю/ з) Рнс, 4.10 Обратная связь в трнодных генераторах СВЧ: а-нидуктивнея связь с помощью двух петель и козкенедьной аннин; б — кондуктивно-емкостнея связь с помощью ютмрей, г-индуктнвиея связь с помощью двух петель; г †свя через отверстие е общей стение между двумя резонеторвми делеиияэтих напряжений я для устранения утечки высокочастотной энергии в колебательной системе триодиых генераторов н усилителей обычно предусматриваются блокировочные конденсаторы или дроссели.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
