Файл: Основы радиотехники и радиолокации учеб. пособие.pdf

мом режиме находилась на середине линейного участка анод­

5. С 2 — блокировочный конденсатор в цепи экранирующей сетки по высокой частоте (в. ч). Он обеспечивает постоянство напряжения на экранирующей сетке (замыкает экранирую­ щую сетку с корпусом по в .ч .). С 2 выбирают порядка десят­ ков тысяч пикофарад, чтобы его сопротивление на в. ч. было мало.

6.С„ — переходный (разделительный) конденсатор. Слу­ жит для предотвращения попадания постоянного напряжения на управляющую сетку лампы Л 2. Емкость С п выбирают по­ рядка тысяч пикофарад.

7.Резистор Ra — анодная нагрузка лампы. Его выбирают из расчета требуемой полосы пропускания и необходимой ве­ личины резонансного коэффициента усиления. Сопротивление Ra берут порядка единиц килоом.

Р а б о т а с х е м ы (рис. 5.15)

В УВЧ лампы работают без сеточных токов. При отсутст­ вии сигналов на входе усилителя в схеме протекает постоян­ ный ток по цепи + Е а, Ra, анод-катод лампы, Ri, корпус, — Е а. На резисторе Ri он создает падение напряжения смещения, которое прикладывается плюсом на катод и минусом на уп-, равляющую сетку лампы, вызывая смещение рабочей точки на середину линейной части анодно-сеточной характеристики.

.Напряжение на выходе каскада, когда сигналы на входе от­ сутствуют, равно нулю (промежуток времени 0-yti).

катод Л ь Сі, корпус, контур C KLK, С п, анод Лі и создает паде­ ние напряжения на контуре ик = иВыХ, которое прикладывается к управляющей сетке лампы второго каскада У В Ч (проме­ жутки t. — 12, t2 — 13 и т. д.).

При правильном выборе режима работы лампы напряже­ ние на выходе каскада имеет значительно большую величину, чем на входе, то есть данная схема является усилителем на­ пряжения. Напряжение ивых по форме воспроизводит на­ пряжение цВхАмплитуда переменной составляющей анодного тока и выходного напряжения зависит от амплитуды входного

250

L a -lao *I m a & n Cdt

Рис. 5. 15. Временные диаграммы напряжения и тока в ре­ зонансном усилителе.

напряжения и крутизны рабочего участка анодно-сеточной динамической характеристики.

Всостав контура резонансного усилителя входят не толь­ ко радиодетали, изображенные на принципиальной схеме (рис. 5. 16), но и те элементы схемы, через которые проходит (разветвляется) переменная составляющая анодного тока.

Вэтой схеме лампа заменяется эквивалентным генерато­ ром, э. д. с. которого в р раз больше, чем усиливаемое напря­ жение, а внутреннее сопротивление равно сопротивлению лам­

пы для переменной составляющей анодного тока. Из эквива­ лентной схемы видно, что резонансный контур в У В Ч шунти­ руется внутренним сопротивлением лампы (Лі) и входным

251

Рис. 5. 16. Эквивалентная схема резонансного усилителя.

сопротивлением следующего каскада. Поэтому для увеличе­ ния коэффициента усиления и повышения избирательности У В Ч необходимо выбирать лампы с большим внутренним со­ противлением и работающие без сеточных токов, а контуры конструировать из деталей с малыми активными потерями, то есть с высокой добротностью.

К о э ф ф и ц и е н т у с иле ния, п о л о с а п р о п у с к а н и я

и и з б и р а т е л ь н о с т ь р е з о н а н с н о г о у с и л и т е л я

Коэффициент усиления каскада представляет собой отно­ шение напряжения полезнего сигнала, возникающего на вы­ ходе его ц Вых, к напряжению сигнала, подводимого к вхо­ ду UBX-

UBX

Резонансный коэффициент усиления каскада зависит от крутизны рабочего участка сеточной динамической характе­ ристики и величины резонансного сопротивления контура:

где Sd — крутизна динамической характеристики пентода. Для пентода крутизна Sd совпадает со статической S.

Тогда

Контур шунтируется двумя активными сопротивлениями Ra и RBX следующей лампы. На сравнительно малых частотах RBx

велико И Kpe3 = S - Z k pe3.

252

Так как на выходе резонансного усилителя в качестве нагрузки включен резонансный контур, то на резо­ нансной частоте его сопротивление, а следовательно, и паде­ ние напряжения на нем будут максимальными. Для сигналов других частот контур оказывается расстроенным, его сопро­ тивление резко уменьшается.

Таким образом, избирательность сигналов У В Ч будет тем выше, чем уже резонансная кривая контура и круче ее скаты. Полосу пропускания однокаскадного усилителя рассчитыва­

Для уменьшения полосы пропускания, то есть увеличения из­

О с о б е н н о с т и р а б о т ы л а м п на с в е р х в ы с о к и х ч а с т о т а х ( С В Ч )

В диапазоне С В Ч необходимо учитывать факторы:

1)время пролета электронов в лампе;

2)индуктивности вводов лампы и взаимоиндуктивности между ними;

3)междуэлектродные емкости лампы;

4)диэлектрические потери в лампах и контурах.

Влияние этих факторов на работу генераторных радио­ ламп рассмотрено в теме «Передающие устройства». В схе­ мах усиления высокочастотных сигналов указанные факторы приводят к значительному снижению входного сопротивления лампы, то есть к уменьшению коэффициента усиления кас­ када.

В х о д н ы м с о п р о т и в л е н й е м лампы называется со­ противление входной цепи лампы переменному току:

253

Если в диапазоне длинных, средних и коротких волн вход­ ное сопротивление лампы близко к бесконечности (в сеточной цепи лампы не расходуется энергия источника входного сиг­ нала), на С В Ч ее входное сопротивление становится малым и оказывает большое влияние на работу предшествующих це­ пей. Уменьшение входного сопротивления объясняется тем, что во входной цепи протекает значительный сеточный ток да­ же при отрицательном потенциале сетки (влияние инерции электронов).

Кроме этого, Z BX лампы сильно изменяется на в. ч. за счет емкости Cg„ и индуктивности катодного ввода L BK (рис. 5.17).

Рис. 5. 17. Входная цепь усилителя СВЧ.

Входом ^ усилителя является участок сетка-корпус, пред­ ставляющий собой реактивный делитель напряжения, со­

ний. Величина фактически подводимого к сетке лампы напря­ жения U gK определится соотношением этих сопротивлений. На

.254

оказаться замкнутым накоротко и лампа потеряет свои уси­ лительные свойства.

Итак, на сверхвысоких частотах обычные радиолампы в схемах усиления сигналов применять нельзя. Поэтому на де­ циметровых и особенно сантиметровых волнах для усиления высокочастотных колебаний используют специальные элек­ тронные приборы: двухконтурные клистроны, лампы с бегу­ щей волной, лампы с двумя электронными потоками, парамет­ рические усилители, усилители на туннельных диодах и т. д.

В некоторых радиотехнических станциях наибольшее приме­ нение получили усилители на лампе бегущей волны.

Название лампы обусловлено принципом ее действия, ко­ торый основан на взаимодействии бегущей волны высокоча­ стотного электрического поля с электронным потоком, имею­ щим неодинаковую плотность.

У с т р о й с т в о и р а б о т а У В Ч на Л Б В У В Ч на Л Б В состоит (рис. 5. 18):

За счет электрического поля, находящегося между первым и вторым анодами, осуществляется предварительная фокуси­ ровка электронного луча.

255