б) аномальную - абсолютная величина фазовой скорости возрастает при увеличении частоты сигнала. ЛОВ можно использовать как усилитель, если сигнал на ЗС подается у коллекторного конца, и ток лампы не превышает пускового тока, при котором начинается генерация.
Возникновение самовозбуждения лампы можно представить следующими физическими процессами. Флуктуации с частотой, на которой электронный поток синхронизирован с замедленной волной возбуждают в ЗС волны переменного напряжения. Здесь в поле ЗС входит немодулированный электронный поток. Двигаясь вдоль системы, электроны группируются в сгустки и передают электромагнитному полю энергию, которая электромагнитным полем переносится обратно к катодному концу ЗС. Наличие обратной связи приводит к нарастанию колебаний.
Как и в ЛБВ, в пространстве взаимодействия ЛОВ должно выполняться условие синхронизма
1/2
Vф < Vо = ( 2е Uo/ M ) ,
где e и M соответственно заряд и масса электрона. При изменении ускоряющего напряжения Uo изменяются средняя скорость электронов пучка и фазовая скорость, при которой выполняется условие синхронизма. Поскольку ЗС ЛОВ обладает аномальной дисперсией, то с увеличением Uo условие синхронизма выполняется для возрастающих фазовых скоростей и частота генерируемых колебаний ЛОВ увеличивается. Диапазон электронной перестройки частоты ЛОВ зачастую ограничен полосой пропускания вывода энергии.
Существенное влияние на процессы в лампе оказывает величина тока пучка. Наименьшее значение тока пучка, при котором происходит самовозбуждение лампы, называется пусковым током Iп. При возрастании тока пучка изменяются параметры усиления лампы. Наименьший пусковой ток соответствует колебаниям основного порядка. Величина рабочего тока лампы обычно в 3 - 5 раз превышает пусковой ток.
При повышении рабочего тока возрастает рабочаяя мощность лампы. Намного повышать рабочий ток нельзя, так как появляется мноочастотная генерация и выходная мощность на частоте основного порядка снижается.
Основными параметрами и характеристиками ЛОВ типа "О" являются:
1. Пусковой ток для колебаний основного порядка. Величина его зависит от фокусирующего и анодного напряжений.
2. Зависимость частоты колебаний от ускоряющего напряжения.
Ширина диапазона электронной перестройки частоты численно характеризуется коэффициентом перекрытия
@n = fmax / fmin,
где fmax и fmin - максимальная и минимальная частоты генерации.
3. Крутизна электронной перестройки частоты в диапазоне изменения ускоряющего напряжения Uo
Sf= df / dUо,
4. Выходная мощность ЛОВ пропорциональна ускоряющему напряжению Uo и разности рабочего и пускового токов лампы
Pвыx = K Uo ( Io - In ),
где К - коэффициент пропорциональности. Уровень выходной мощности зависит от тока пучка, который регулируется напряжением на первом аноде Uo и фокусирующим напряжением Uф. В лабораторной установке показания индикаторного прибора пропорциональны уровню генерируемой мощности.
5. Коэффициент электронного смещения частоты определяется величиной изменения частоты колебаний ЛОВ при изменении тока пучка для постоянного Ua
Kf = - df / dIo,
C увеличением пространственного заряда средняя скорость электронов пучка уменьшается и условие синхронизма выполняется для более низкой частоты сигнала.
6. Спектр колебаний ЛОВ. Колебания, генерируемые ЛОВ, не являются монохроматическими, т.е. спектр колебаний занимает некоторую полосу частот. Расширение спектральной линии является следствием флуктуации тока пучка и выполнением условия синхронизма в некоторой полосе частот ( рис. 17 ).
Рис. 17. Связь условия фазового синхронизма с расширением спектральной линии
Основными для ЛОВ являются зависимости выходной мощности, частоты генерации и крутизны электронной перестройки от ускоряющего напряжения ( рис. 18 ).
Рис. 18. Основные зависимости ЛОВ
3. Описание лабораторной установки
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.