Замедляющие системы. Генераторы с электрическим управлением электронным потоком. Методы и устройства стабилизации частоты и фазы колебании в задающих генераторах простых и сложных сигналов, страница 6

Обратная связь в генераторе  осуществляется  через  емкость Сас . Дополнительная обратная связь осуществляется с помощью емкостного штыря (10), проходящего через окно в сеточном цилиндре. Подвижное контактное соединение   между   цилиндрами резонаторов обеспечивается лепестковыми контактами или специальными пружинами, выполненными из фосфористой бронзы.

Конструктивные разделительные конденсаторы (8,11) устра­няют короткое замыкание между электродами по постоянному напряжению через цилиндры резонаторов. Анодное напряжение подводится к аноду и корпусу. Смещение по сетке создается за счет катодного тока, проходящего через резистор Rк. Связь с на грузкой осуществляется через емкостной зонд 2. Однако на прак­тике применяются и другие типы связей — индуктивная и кондуктивная.

Благодаря рациональной конструкции лампы и колебательной системы генераторов СВЧ  оказалось возможным   не учитывать влияние индуктивно стен вводов лампы, так как   они   являются продолжением колебательной системы. Это позволило вместо трехконтурных (рис. 3.14) рассматривать такие генераторы, как двух- или одноконтурные в зависимости от количества резонато­ров, подключенных к лампе.

В генераторах СВЧ наиболее рациональной схемой в конструк­тивном отношении является схема с общей сеткой. Достоинством такой схемы является наличие весьма слабой внутренней обрат­ной связи между контурами через емкость лампы Сак (рис 3.15). Это позволяет путем введения дополнительной внешней связи ре­гулировать в автогенераторах коэффициент обратной связи, а в усилителях обеспечивать устойчивость работы. Принципиальная схема автогенератора с обшей сеткой с коаксиальной колебательной системой представлена на рис. 3.16. На этом рисунке: / — лампа; 2 — зонд связи с нагрузкой; 3 — анодно-сеточный резонатор; 4 — сеточно-катодным резонатор; 5, 9 — блокировочные дроссели; 6 — подвижный короткозамыкающий контактный поршень (плунжер); 7 — катодный резистор, 8— подвижный плунжер с  конденсатором; 10 — емкостной штырь обратной связи; 11 - разделительный анодный конденсатор. Сетка по постоянному напряжению соединена с корпусом.

Эквивалентные схемы триодных автогенераторов с общей сет­кой представлены на рис. 3.17. При построении схем рис. 3.17 ко­аксиальные линии схемы рис. 3.16 заменены эквивалентными им элементами:  анодно-сеточная линия — индуктивностью Lас   a катодно-сеточная — индуктивностью Lск (рис. 3.17, а)   или  ем­костью Cэск(рис. 3.17,6).

Сопротивление Хак имеет емкостной характер, так как оно обусловлено межэлектродной емкостью лампы Сак. Поскольку, как показано ранее, сопротивления Хск и Хак должны иметь оди­наковый знак, обе схемы (рис. 3.17, а и 3.17,6) для частоты генерируемых колебаний могут быть заменены одной  и той же ем­костной трехточечной схемой (рис. 3.17, в). Результирующее сопротивление контура Lас Сас должно быть индуктивным, а контура Lск  Сск — емкостным. Эквивалентную индуктивность Lас можно найти из условия равенства ее реактивного сопротивления входному сопротивлению анодно-сеточной линии:

Аналогично

Здесь  характеристическое   сопротивление

Анодно-сеточной линии; λ — длина волны; 1ас, /ск— длины анодно-сеточной и катодно-сеточной линий; Dас  , Dск , dск , dас - диаметры цилиндрических поверхностей, образующих соответственна анодно-сеточную и катодно-сеточную коаксиальные линии.

Эквивалентная емкость Сэск   находится из соотношения

Частота генерируемых колебаний практически совпадает с соб­ственной частотой всей колебательной системы, т. о. частотой, для которой

Особенности усилителей мощности СВЧ

Наиболее рациональной как в конструктивном отношении, так и в отношении устойчивости режима усиления является двухсто­ронняя схема усилителя с общей сеткой. Упрощенная конструкция усилителя мощности приведена на рис, 3.18.

Основные элементы конструкции усилителя однотипны с ана­логичными элементами автогенератора, рассмотренного ранее. Отличие состоит в том, что здесь резонаторы по разные стороны от лампы и отсутствуют элементы обратной связи. Сигнал от ис­точника возбуждения подается в сеточно-катодный (входной) ре­зонатор (10). Вывод энергии   осуществляется с анодно-сеточного (выходного) резонатора  (2).   Эквивалентная   схема   усилителя приведена на рис. 3.19

Схема с общей сеткой по сравнению со схемой с общим като­дом более устойчива, однако имеет меньшое усиление и требует подачи большей мощности возбуждения. Повышение устойчивос­ти обусловлено тем, что   емкость Сак , определяющая   обратную связь . значительно меньше   других   емкостей лампы.

Усилитель с общей сеткой обладает низким входным сопротив­лением, поскольку через входной контур протекает ток 1+ 1. Малое Rвх обусловливает увеличение мощности возбуждения,  6—8 раз превосходящую мощность возбуждения генератора с об­щим катодом. Дополнительная мощность возбуждения идет на увеличение полезной мощности, выделяемой в анодно-сеточном контуре. На этом основании говорят, что дополнительная мощ­ность возбуждения проходит со входа на выход.

Ламповые усилители СВЧ большой мощности. Резнатрон. Коакситрон

В настоящее время усиление колебаний ламповыми генераторами осуществляется практически во всем диапазоне дециметровых волн (до λ—30 см.) Сверхмощные лампы, как правило, имеют двухстороннюю конструкцию, позволяющую уменьшить ее междуэлектродные емкости {рис. 3.20). Колебательная   система

выполнена как один конструктивное целое с электронной часть лампы и размещена внутри вакуумной оболочки.   Это позволили снизить потери в соединениях лампы с резонаторами и уменьшить их эквивалентную емкость. В целях значительного повышения тока эмиссии катода и уменьшения   его  индуктивности   применен цилиндрический решетчатый катод.   Для   увеличения  плотности электронного потока и уменьшения токов сеток попользуется элек­тронно -оптический (лучевой) принцип конструирования   электродов (рис. 3.21). Введено более экономичное пароиспарительное охлаждение электродов. Примером новых сверхмощных ламп с сеточным управлением является резнатрон и коакситрон.