Радиолампа ГУ66Б с максимально допустимой рассеиваемой мощностью 100 кВт

 Выберем радиолампу ГУ66Б с максимально допустимой рассеиваемой мощностью Р_вых=100 кВт. Для расчета необходимы следующие параметры лампы:

f_t=350 МГц; В=23 ; S_гр=110 А/В; U_зап=-300 В; С_вх=160 пФ; С_вых=3 пФ; U_а=10 кВ; I_а=46А; P_а=100 кВт.

Учитывая, что Е_n≤U_{к доп}/2 выберем Е_а=8 кВ.

Установив угол отсечки θ=90˚ имеем α₁(θ)=γ₁(θ)=0,5; α₀(θ)=γ₀(θ)=0,318.

По результатам аппроксимации статических характеристик лампы находят S_k; S_гр; Е_со; Е_св и выбирают Е_А≈0,5Е_{А max}. Угол отсечки анодного тока берут обычно ψ=70...90˚.

Коэффициент использования анодного напряжения

=0,98

Рассчитываем оптимальный (с точки зрения максимума электронного к. п. д.) угол отсечки анодного тока

=73,8⁰

Если найденное значение окажется слишком малым (ψ_опт<60^о), то значением угла отсечки следует задаться, приняв ψ=80÷90^о. Для принятого ψ находятся коэффициенты разложения в ряд Фурье косинусоидального импульса α₁ и α₀, а затем следующие величины:

Амплитуда напряжения на контуре

U_mk=ξ_{к гр}|Е_а|           =0,98*440=428 В

Амплитуда первой гармоники анодного тока

= 25 А

Амплитуда импульса анодного тока

 = 28 А

Постоянная составляющая тока анода

= 20 А

При определении тока анода мы пренебрегаем асимметрией формы импульса анодного тока и полагаем возможным определить коэффициенты разложения α_1а и α_0а по обычным графикам или таблицам функций от угла отсечки Ψ.

Эквивалентное сопротивление нагрузки в анодного цепи

=440/(25 )=1420 Ом

Мощность потребляемая в анодного цепи

Р_ао=I_ао|Е_а| =25 4480 = 30000 Вт

Мощность рассеиваемая на аноде

Р_а=Р_ао-Р <Р_{а max}      

Далее производится расчет катодного тока

Ψ_э=Ψ_к-0,5φ_др                                

Амплитуда первой гармоники тока катода, при которой обеспечивается необходимая величина I_к1 находится по формуле

 где

Импульс катодного тока  где α_1к коэффициент разложения импульса тока при Ψ_к.

Постоянная составляющая тока катода

 α_о – коэффициент усиления в схеме с ОС.       

Амплитуда напряжения на сетке

=260 В

где _Uk=const; _Ik=const

S_k – крутизна статической характеристики анодного тока;

D – проницаемость по аноду.

Постоянная составляющая тока сетки

=23 А

Напряжение смещения на сетке, при котором угол отсечки тока  катода Ψ_к

Е_с=Е_св-(U_mск-DU_mА)cosφ_к-I_соr_с= - 3,8 В

r_с –64 Ом сопротивление сетки лампы.

Модуль коэффициента передачи входной цепи при работе УМ с отсечкой анодного и сеточного токов можно определить по приближенной формуле

=15

где ;            β_1э=α_1э(1-cosφ_э)

τ – постоянная времени входной цепи лампы.

Амплитуда напряжения на входных клемах лампы

=238 В

Мощность возбуждения можно приближенно определить, если предположить, что большая часть напряжения возбуждения U_mс падает на сопротивление r_с и, следовательно

= 45 Вт

Таким образом, инерционность лампы приводит к изменению на ВЧ угла отсечки катодного тока относительно угла отсечки тока анода и к уменьшению коэффициента передачи напряжения во входной цепи лампы. Следствием этого является уменьшение мощности усилительного каскада.

Поэтому в качестве нагрузки усилителя мощности целесообразно использовать полосовые фильтры или фильтры нижних частот, входное сопротивление которых может быть выбрано нужной величины.

Для согласования входной цепи усилителя с источником сигнала (предыдущим каскадом) часто применяют широкополосные трансформаторы или другие согласующие четырехполюсники, выполняющие одновременно функции ФНЧ или полосовых фильтров.