Схема лампового ГВВ с последовательным питанием цепей сетки и анода.

Общие принципы построения схем ГВВ рассмотрим вначале на примере ламповых, а затем транзисторных ГВВ. В анодную цепь ГВВ входит 3 основных элемента: лампа с внешними зажимами анод-катод, колебательный контур и источник питания Е_а. При составлении схемы включения этих элементов следует руководствоваться следующими соображениями:

1.Для постоянной составляющей анодного тока должна существовать замкнутая цепь. Анодный ток протекает от плюса к минусу источника через лампу. При этом падение напряжения от него должно создаваться только на лампе;

2.Для первой гармоники анодного тока I_a1, источником которого является лампа, должна существовать замкнутая цепь. Ток должен проходить через колебательный контур так, чтобы в его нагрузке выделялась полезная мощность и не протекать через источник анодного питания Е_а, чтобы исключить связь между каскадами через цепи питания;

3.В анодной цепи протекают также токи высших гармоник. Их источником является лампа, работающая с отсечкой тока. Сопротивление анодной цепи на частотах высших гармоник, как правило, выбирается достаточно малым, чтобы на аноде лампы не было неконтролируемого напряжения этих гармоник, вызывающего изменения режима лампы, уменьшение полезной мощности и снижение КПД. Следует заметить, что в случае бигармонического или полигармонического (ключевого) режима специально создают определенное сопротивление на частоте нужной гармоники.

Лампу, колебательные контур (нагрузку) и источник питания можно включить последовательно друг с другом либо параллельно. В первом случае получается схема последовательного, а во втором – параллельного питания.

Рассмотрим схему лампового ГВВ с последовательным питанием цепей сетки и анода (рисунок 1).

Рисунок 1.Схема лампового ГВВ с последовательным питанием цепей сетки и анода.

Здесь лампа включается по схеме с заземленным катодом и последовательным включением измерительных приборов, назначение которых будет указаны далее.

Лампа является источником первой и высших гармоник анодного тока, которые протекают через анодный контур LC и блокировочный конденсатор С_б6. Первая гармоника I_a1 создает на контуре полезное напряжение , а высшие гармоники I_an закорачиваются через малое сопротивление контура, которое примерно равно . В элементах L и C колебательного контура протекает значительный контурный ток , который определяется добротностью контура , где - характеристическое сопротивление контура.

Нормальная работа каскада требует, чтобы сопротивление блокировочного конденсатора Сб6 на частоте первой гармоники было в 50 – 100 раз меньше резонансного сопротивления контура R_ВХ. Кроме того, т.к. параллельно контурному конденсатору подключена цепочка из последовательно включенных емкостей С_ВЫХ и С_б6, требуется также, чтобы напряжение на С_б составляло не более 1 – 2% от напряжения анода. Эти требования позволяют записать следующие расчетные формулы: , , где w – средняя несущая частота передатчика.

Для уменьшения паразитной связи через цепь питания включают дополнительно блокировочный дроссель L_б3. Его величину надо выбирать так, чтобы его сопротивление по ВЧ было в 10 – 20 раз больше внутреннего сопротивления источника питания. Т.к. сопротивление источника питания трудно рассчитать и практически замерить, сопротивление, L_б3 выбирают много большим нагрузочного сопротивления R_ВХ или сопротивления блокировочного конденсатора, т.е

Блокировочные конденсаторы и дроссели образуют звенья фильтров нижних частот, которые обеспечивают замыкание переменных токов всех гармоник в пределах схемы одного каскада ГВВ и устраняют паразитные связи через общие цепи питания.

На достаточно, высоких частотах дроссель следует рассматривать как линию с распределенными параметрами. Его сопротивление достигает максимального значения, когда эквивалентная электрическая длина обмоточного провода близка к , а затем уменьшается и становится очень малым при (последовательный резонанс). Поэтому длину провода следует выбирать значение меньше .

Основное преимущество схемы последовательного питания состоит в том, что блокировочный дроссель L_б3 не шунтирует LC-контур и его паразитная емкость не уменьшает волновое характеристическое сопротивление контура и не увеличивает в нем потери. Поэтому такая схема широко используется в диапазонах КВ и УКВ. Главный недостаток этой схемы состоит в том, что контурные катушка и конденсатор находятся под высоким напряжением Е_а. Это создает неудобства, особенно если велико Е_а, велики размеры катушки (большие мощности и длинные волны) и требуется перестройка контура. В этих случаях трудно изолировать катушку и конденсатор от корпуса передатчика и удовлетворить требованиям техники безопасности.