Ламповые высокочастотные генераторы с внешним возбуждением

Типовая электрическая схема лампового ГВВ

Типовая схема лампового ГВВ содержит: электровакуумный прибор - тетрод; выходную электрическую цепь - параллельный колебательный контур; входную электрическую цепь - высокочастотный трансформатор; цепи питания анода, управляющей и экранной сеток.

АЧХ контура, в анодной цепи, имеет вид ,

где - напряжение при резонансной частоте , - добротность контура; - относительная расстройка,

где , - индуктивность и емкость контура.

АЧХ параллельного колебательного контура при Q=30 и Q=100

Кроме согласования с нагрузкой параллельный контур выполняет функцию фильтра, так как при Q»1 при небольшом отклонении частоты сигнала от резонансной частоты напряжение на нем резко падает. При Q»1 полоса пропускания контура: .

Благодаря высокой добротности контура при , напряжение на выходе генератора является синусоидальным. Напряжение на входе лампы складывается из ВЧ сигнала источника возбуждения и постоянного напряжения смещения : ,

где - амплитуда ВЧ сигнала. Напряжение на выходе лампы, снимаемое с электродов анод-катод, складывается из постоянного напряжения , и высокочастотного напряжения на анодном контуре, резонансная частота которого - равна частоте входного сигнала. Поскольку лампа поворачивает фазу сигнала на , то перед следует поставить знак «—»:

где - амплитуда ВЧ сигнала на анодном контуре.

Для связи с нагрузкой служит емкость , не пропускающая на выход генератора постоянное напряжение. Для защиты от проникновения ВЧ сигнала в цепи питания включены дроссели . Той же цели служат блокировочные конденсаторы , замыкающие ВЧ сигнал на землю.

Лампа в схеме ГВВ предназначена для усиления мощности входного сигнала. Для определения параметров ГВВ необходимо найти анодный ток лампы. Данная задача может быть решена с помощью статических характеристик электровакуумного прибора, которые делятся на три основных вида: анодно-сеточные - при разных значениях и (a); анодные - при разных значениях и (б); сеточные - при разных значениях и (а).

Эти характеристики называются статическими, потому что они снимаются при постоянных напряжениях на электродах без ВЧ сигнала.

При расчете ГВВ производится полигональная аппроксимация этих характеристик отрезками прямых.

Согласно рисунку а для анодного тока при

при ; при ,

где - напряжение отсечки; - крутизна анодно-сеточной характеристики лампы (сокращенно - крутизна), измеряемая в мА/В. Чем больше анодное напряжение тем левее располагается характеристика . Для анодного тока (б) при имеем:

при ; при

где - крутизна линии граничного режима, проводимая через точки резкого спада анодного тока, мА/В; - напряжение, при котором происходит излом анодной характеристики; значение зависит от уровня напряжения на сетке . Согласно рис. 5.4,а для сеточного тока при запишем: