Работа ГВВ на триоде, временные диаграммы.

Рассмотрим схему ГВВ на триоде рисунок 1.

Рисунок 1.Генератор с внешним возбуждением на триоде.

Все каскады РПУ кроме ЗГ и М (модулятор) называют ГВВ. Они являются умножителями частоты и преобразуют энергию источника постоянного тока в ВЧ энергию сигнала под действием входного сигнала слабого уровня. Форма входного и выходного сигнала обычно не совпадают, т.к. ГВВ имеют резонансную нагрузку, которая обрабатывает чисто синусоидальные колебания.

Назначение элементов:

С₁, С₆ – разделительные конденсаторы, которые легко пропускают ВЧ ток рабочей частоты (Хс≈0). При расчете считают, что на них допускается потеря напряжения в 5%, т.е. Хс≤0,05 Rвх.

Ср – не пропускает постоянный ток (напряжение) между каскадами, в противном случае это привело бы к аварийной ситуации, т.к. U₀ из предоконечного каскада попала бы на сетку данного каскада, в результате чего лампа выходит из строя.

L₁, L₃ – сеточный и анодный дросселя. У них для рабочей частоты Х_L=wL велико, а для постоянного тока – мало (R_L≈0). Через них считают допустимым прохождение ВЧ тока не более 5%, т.е. они практически не пропускают ВЧ ток и легко пропускают постоянный ток.

L₁ передает на сетку напряжение смещения (-Е_д) и пропускает постоянный ток сетки (Iдо). Благодаря L₁, входной ВЧ сигнал не шунтируется на корпус цепью смещения.

L₃ не пропускает ВЧ ток с колебательного контура в источник питания (Е_а). Если ВЧ пройдет, то источник питания – выпрямитель анодного напряжения Е_а может выйти из строя, пробьются выпрямительные диоды и сглаживающий конденсатор, а так же будут значительные потери выходного сигнала.

С₅ – блокировочный конденсатор (ХС5≈0). Его емкость, примерно, как Ср, но он высоковольтный, его рабочее напряжение должно составить Uр≥2, т.к. в противном случае наступает его пробой, при этом через него замыкается ВЧ ток анода.

С₇,С₉ – сглаживающие фильтры выпрямителей смещения и анодного питания, их емкость 10 – 100 мкФ, поэтому они оксидные конденсаторы.

mА₁, А₂, А₃ – приборы постоянного тока, которые нужны для настройки каскада и контроля работы.

С₈, С₃, С₁₀ – они шунтируют ВЧ ток на корпус, который все же прошел к прибору, т.к. показания будут сильно завышены или искажены. Так если С3 отключить, А₂ выходит из строя, т. к. через него пойдет ВЧ ток катода, который значительно превышает постоянную составляющую.

С₂ – ставят обычно в мощных каскадах. Он шунтирует ВЧ ток, который все же прошел через L₁.

С₄, L₂ – колебательный контур, нагрузка лампы по ВЧ.

Большинство ГВВ работают в режиме «В», при ≈90°, значит -Е_д=-Е´_д=Е_нач.

При отсутствии входного сигнала лампа заперта. Она открывается положительной полуволной на полпериода, при этом идет заряд через лампу. Согласно закону Кирхгофа напряжение на конденсаторе растет, а на аноде падает. Е_а=U_дн1+U₀. В критическом режиме (при полной мощности) напряжение на конденсаторе С₄ достигает максимума U_сч.max≈0,9Е_а. Напряжение на конденсаторе точно повторяет форму тока лампы полпериода. Это видно из формулы: ∫i_at, .

При действием отрицательной полуволны или ее отсутствии лампа закроется на полпериода, при этом С₄ разрежается на L₂, в результате чего возникает противо ЭДС: -U_L2=U_C4, т.е. при закрытой лампе L₂ работает как вольт добавка анодного напряжения: U_A=E+U_L2≈2E_а; затем все повторяется.

Если +U_ВХm>-Ед, то Uд>0 на сетке лампы появляется напряжение. Сетка начнет вытягивать электроны, пойдет ток в виде короткого импульса в пике сигнала и при большом сеточном токе форма тока меньше искажается, что наблюдается при перенапряженном режиме. При номинальном режиме видим, что напряжение на выходе значительно больше, чем на входе и имеет одинаковую с ним форму. В этом суть усиления сигнала.

Рисунок 2.Временная диаграмма схемы генератора с внешним возбуждением.