Влияние времени пролета на характеристики электронной лампы. Эквивалентная схема электронной лампы на СВЧ. Особенности триодного автогенератора с общей сеткой. Элементы конструкций триодных генераторов и усилителей. Применение триодов и тетродов СВЧ.
Аннотация к работе
Контрольная работаПри повышении частоты электрических колебаний, подводимых к управляющей сетке лампы, возникают явления, затрудняющие нормальную работу лампы. Уменьшается входное активное сопротивление лампы, крутизна анодно-сеточной характеристики становится комплексной величиной.На низких частотах активная составляющая входной проводимости при положительной сетке определяется сеточными токами, а при отрицательной сетке стремится к нулю. Реактивная составляющая входной проводимости определяется емкостями сетка-катод и сетка - анод. Реактивная составляющая входной проводимости электронной лампы может быть скомпенсирована внешними реактивными элементами, чего нельзя сделать с активной составляющей. 1) на сетку подано отрицательное смещение, т.е. через нее протекает только ток смещения. Ток смещения равен: Определим какая часть тока смещения эквивалентного диода попадает на сетку.На радиочастотах, когда пролетными эффектами в лампе можно пренебречь эквивалентная схема имеет вид рис рис Схема усилителя на лампе будет иметь вид рис 4. Мощность отдаваемая усилителем в нагрузку равна, , где и - резонансные проводимости входного и выходного контуров. Прежде, чем воспользоваться формулой (10) необходимо исследовать устойчивость схемы усилителя во всем частотном диапазоне, так как самовозбуждение возможно на частотах, далеких от предполагаемой рабочей частоты усилителя. Величину , соответствующую минимуму можно определить из условия: Подставляя 12 в 11, и отбрасывая максимальное решение, получим условие устойчивости усилителя в видеВ отличие низких частот на СВЧ наиболее широкое применение нашла не схема с общим катодом, а схема с общей сеткой, воспользуемся неопределенной матрицей У - параметров (вспомним курс ЭЦ и МСТ). Составим неопределенную матрицу У - параметров, используя в качестве исходных параметры в схеме с общим катодом: Или в матричной форме Вычеркивая первую строку, соответствующую току общего электрода (сетки) и первый столбец, соответствующий напряжению общего электрод - сетки, получим после упорядочения: с учетом Выражение для коэффициента усиления (10) при настройке контуров резонанс с учетом того, что имеет вид Практическое отсутствие внутренней обратной связи в схеме с общей сеткой за счет малости Сак приводит к необходимости использования внешней обратной связи в СВЧ автогенераторах, построенных по этой схеме.Обобщенная эквивалентная схема и ее двухрезонаторная реализация в схеме с общей сеткой имеет вид (рис 8) В сложном параллельном колебательном контуре, образованном Z1, Z2 и Z3, на частотах близких к резонансу токов, токи в ветвях Z1-Z2 и Z3 почти противофазны. Чтобы получить противофазность напряжений, катод - сетка и катод-анод необходимо обеспечить одинаковый знак сопротивлений Z3 и Z1 (реактивного сопротивления катодно-сеточного контура). Это означает, что генерируемая и соответствующая ей резонансная частота всей системы обязательно должна быть выше собственной частоты катодно-сеточного контура. С другой стороны при двух элементах системы Z1 и Z3, имеющих на рабочей частоте емкостной характер, для обеспечения резонанса на той же частоте, анодно-сеточный контур должен обязательно иметь индуктивное сопротивление.В случае мощных усилителей и генераторов часто анод лампа делается внешним для принудительного охлаждения. В этом случае приходится использовать схему включения лампы с общим анодом. Вычеркивая в неопределенной матрице Y - параметров вторую строку, соответствующую току анода и второй столбец, соответствующий напряжению на аноде получим. Из этой матрицы получим Запасу по устойчивости Ку=2 соответствуетЕсли триод работает как усилитель, входной сигнал подается в катодно-сеточный резонатор, а выходной снимается изза анодно-сеточного резонатора, обратная связь в автогенераторе осуществляется через штыри связи (рис 12), или петли связи (рис 13) или отверстия в общей стенке резонаторов. В зависимости от величины постоянного смещения на сетке Uco и амплитуды переменного напряжения Uc1 конвекционный электронный ток ia, поступающий в пространство сетка-анод при низких частотах изменяется во времени как показано на рис. При углах пролета все электроны, выходящие из облака вблизи катода, достигают сетки и двигаются далее к аноду (рис 16). Этот электрон оказывается в переднем фронте сгустка, пересекающего плоскость сетки, и подходит к сетке в момент t1 со значительной скоростью. Анализ показывает, что при , половина эмитированных электронов, т.е. все электроны, вышедшие из катода во второй половине ускоряющего полупериода после электрона типа 3, не достигают сетки и возмущаются на катод.Недостатки триодов СВЧ, сказывающиеся в режиме большого сигнала, могут быть частично уменьшены путем добавления экранирующей сетки, расположенной между анодом и управляющей сеткой. Рассмотрим тетрод, у которого входной колебательный контур включен между катодом и управляющей сеткой, а выходной контур между анодом и экранной сеткой (рис 19).
План
Содержание
1. Влияние времени пролета на характеристики электронной лампы
2. Входная проводимость лампы
3. Эквивалентная схема электронной лампы на СВЧ. Усилители и генераторы
4. Включение лампы в схеме с общей сеткой
5. Особенности триодного автогенератора с общей сеткой
6. Схема с общим анодом
7. Элементы конструкций триодных генераторов и усилителей
8. Тетроды СВЧ. Резнатрон
9. Применение триодов и тетродов СВЧ
10. Некоторые вопросы расчета и проектирования электронных СВЧ ламп и ламповых СВЧ устройств
Литература
1. Влияние времени пролета на характеристики электронной лампы