Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 78

При эксплуатации ЛБВ существенную роль играет стабильность источников питания. Напряжение коллектора и накала лампы сравнительно слабо влияют на режимы ее работы и их можно не стабилизировать. Наиболее высокие требования по стабильности предъявляются к напряжению питания спирали, которое определяет скорость электронов в пространстве взаимодействии и благодаря этому влияет на коэффициент усиления, мощность и КПД.

В выходных ЛБВ, работающих в нелинейном режиме, основным источником искажений является эффект преобразования амплитудной модуляции в фазовую. Зависимость сигнала фазы от амплитуды сигнала приводит к тому, что в ЛБВ возникает преобразование амплитудной модуляции в фазовую. Это преобразование характеризуется коэффициентом преобразования .

ЛБВ непрерывного режима может использоваться в импульсном режиме. Однако ЛБВ непрерывного действия не позволяет реализовать преимущества импульсного режима и при данной рассеиваемой мощности получить выигрыш в импульсной мощности в скважность раз. Поэтому ЛБВ, разработанная для непрерывного режима, как правило, не используется для импульсной работы. Для импульсных передатчиков разрабатываются специальные ЛБВ. В некоторых импульсных ЛБВ применяются специальные управляющие электроды. В ЛБВ, предназначенных для работы в передатчиках связи в режиме малой скважности, применение управляющих электродов определяется практической необходимостью. Манипуляции по другим электродам требует применения высоковольтных импульсных модуляторов достаточно большой мощности с целью получении переходных процессов малой длительности. Модуляция при управлении электронным потоком по спирали или по первому аноду будет сопровождаться существенной фазовой модуляцией.

Ток в пучке подчиняется закону трех вторых:

На основании линейной теории ЛБВ устанавливаются следующие соотношения. Амплитуда первой гармоники тока луча:

, где X – параметр группирования.

; ;  - угол пролета.

Подводимая мощность, как обычно равна: .

Выходная мощность определяется значением КПД  - КПД колебательной системы;  - электронный КПД:

Под выходной мощностью понимают мощность, выделяемую на согласованную нагрузку. В справочных данных  указана максимальная в режиме насыщения. Обычно:

;

Величины электронной мощности и электронного КПД главным образом определяются значением параметра :

 - сопротивление связи замедляющей системы;  - сопротивление электронного луча.

Если  по своим свойствам близка к однородной и хорошо согласована, то  - волновому сопротивлению  и имеет порядок десятков или сотен Ом.

Максимуму электронной мощности соответствует значение параметра группирования , тогда для максимальной мощности в режиме насыщения

           ,  где

Из этого выражения следует, что электронный КПД выше у ламп с большим параметром , что соответствует малому значению и большему .

Выражение для коэффициента усиления впервые выведенное Пирсом для линейного режима:

, дБ.

N – число замедленных волн, укладывающихся вдоль спирали.

Рис. 3. Зависимость энергетических параметров

от напряжения на спирали.

Это зависимости режима прибора от параметров колебательной системы. Напрямую параметры колебательной системы изменить нельзя. Однако, известно, что фазовая скорость полны связана со скоростью электронов уравнением синхронизации . С одной стороны, усиление в ЛБВ возможно, если фазовая скорость волны равна. При заданном напряжении па спирали  начальная скорость электронов

.

При изменении  из-за дисперсии замедляющей системы условия взаимодействия электронов с полем нарушаются и усиление падает. Кроме того, из-за влияния отражений внутри лампы или в тракте связи с нагрузкой на одних частотах обратная связь положительная и  возрастает, а на других – отрицательная и  уменьшается.

С другой стороны  задает скорость электронов , которая при фиксированной на заданной частоте фазовой скорости , должна лежать в узких пределах .

Поэтому усиление в зависимости от  имеет вид зоны максимум, которой соответствует такому  при котором

 - номер постоянной гармоники;  - шаг замедляющей системы.