Режим работы АЭ в генераторах внешнего воздействия.

ГЕНЕРАТОРЫ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ, АВТОГЕНЕРАТОРЫ И ВОЗБУДИТЕЛИ ДИАПАЗОНА ВЫСОКИХ ЧАСТОТ

Источники колебаний, используемые в устройствах формирования и усиления радиосигналов, делятся на два больших класса: генераторы с внешним возбуждением (ГВВ) и генераторы с самовозбуждением, или автогенераторы (АГ). ГВВ – источник колебаний, создающий их под воздействием колебаний другого, обычно менее мощного ГВВ или АГ. К ГВВ относятся усилители мощности (УМ) и умножители частоты (УЧ) на активных элементах.

Основными энергетическими характеристиками УМ является максимальная выходная мощность, коэффициент усиления по мощности Кр и коэффициент полезного действия η.

Структурная схема УМ в общем случае содержит активный элемент (АЭ), входную (ЦСвх) и выходную (ЦСвых) цепи согласования, а также цепи блокировки по напряжению питания (ЦБП) и по напряжению смещения (ЦБС).

Нагрузка выходного УМ передатчика, в простейшем случае, представляет собой входное сопротивление антенны или фидерную линию, соединяющую передатчик с антенной.

Каждый промежуточный УМ многокаскадного тракта нагружен на входное сопротивление АЭ следующего каскада. Характерными особенностями реальных нагрузок УМ является их комплексный характер, зависимость от частоты, в ряде случаев нелинейность.

Активные элементы.

Основными электронными приборами в ГВВ являются лампы, лампы бегущей волны (ЛБВ), клистроны и транзисторы. Ориентировочно области использования этих приборов представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Область применения ЭП.

Современные генераторные лампы (ГЛ) принято подразделять по допустимой мощности, рассеиваемой на аноде на следующие подгруппы: маломощные (Ра.доп<25 Вт), средней мощности (25 Вт<Ра.доп<1 кВт) и мощные (1 кВТ < Ра.доп).

Особенности ГЛ отмечены в их маркировке, которая состоит из буквенных и цифровых символов. Первая буква “Г” – генераторная (лампа), вторая – “К”, ”У” или “C” указывает диапазон волн, вплоть до которого возможно частичное или полное её использование (“K” – коротковолновый, “У” – ультракоротковолновый, “C” – сантиметровый). Следующий за ними цифровой символ соответствует порядковому номеру заводской разработки. За ним могут стоять буквы

“A”, ”Б” или “П”, указывающие на способ охлаждения анода: водяной воздушный или пароводяной (испарительный) соответственно. Отсутствие этих букв означает, что ГЛ имеет естественный способ охлаждения. Например, ГУ-81, ГУ-74Б, ГС-9Б. Модуляторные и импульсные ГЛ имеют в индексе буквы “M” и “И” (например, ГМ-60, ГИ-33Б, ГМИ-25А).

В передатчиках малой мощности лампы практически вытеснены транзисторами. На транзисторах часто выполняются и каскады средней мощности (до 10 кВт) с использованием мостовых схем сложения мощности.

Транзисторы, как полевые (ПТ), так и биполярные (БП), - принципиально более низковольтные приборы, чем ГЛ. Увеличение их мощности за счёт тока ограничено снижением входных и нагрузочных сопротивлений, затрудняющим согласование со стандартными нагрузками (50;75 Ом и т.д.). На частотах до 4 ГГц чаще применяются БТ, а выше 4ГГц предпочтительнее оказываются ПТ. В ключевых усилителях ПТ имеют меньшее время переключения. Мощные ПТ, используемые в ключевых усилителях, работают с токами до 20 – 30 А при напряжениях питания до 800 В и уровнях выходной мощности 1 – 2 кВт.

Пролётные клистроны и ЛБВ относятся к приборам со скоростной модуляцией электронного потока. По сравнению с ГЛ пролётные клистроны обладают рядом достоинств. Они могут работать на частотах 0,2 – 40 ГГц при выходных мощностях до 500 кВт. Однако, по сравнению с ламповыми клистронные ГВВ имеют меньший электронный КПД и большую стоимость. Мощные клистроны имеют принудительное водяное или воздушное охлаждение, но буквы “A” и “Б” в маркировке, в отличие от маркировки ГЛ, указывают не на способ охлаждения, а на одну из особенностей данной модификации ЭП.

ЛБВ уступают клистрону в отношении выходной мощности и КПД, но имеют и ряд преимуществ перед ним: значительно большую полосу усиления (20 – 30 % от среднего значения частоты) и меньшие собственные шумы.

Режим работы АЭ в генераторах внешнего воздействия.