1.7.1. Зависимость режима лампового генератора от амплитуды напряжения возбуждения Ugm

1.7.2. Зависимость режима лампового генератора от напряжения смещения на управляющей сетке

1.7.3. Зависимость режима лампового генератора от напряжения источника анодного питания Ea

Режим генератора с внешним возбуждением зависит от питающих лампу напряжений Е_g, U_g, E_a и др. Чтобы правильно отрегулировать режим генератора, необходимо знать, как он зависит от каждого из них. Зависимости токов, напряжений и энергетических показателей генератора от питающих напряжений необходимо знать еще и потому, что все применяемые на практике методы амплитудной модуляции основаны на использовании зависимости первой гармоники анодного тока генераторной лампы от питающих напряжений. И, наконец, четкое представление о влиянии питающих напряжений на режим генератора необходимо для изучения процессов, происходящих в автогенераторах, в частности, вопросов устойчивости амплитуды и частоты автоколебаний.

Для анализа влияния питающих напряжений на величину первой гармоники анодного тока генератора, работающего в недонапряженном режиме на настроенную нагрузку, используется рассмотренная выше эквивалентная схема, изображенная на рис.1.6б.

, (1.12)

где U_g - напряжение возбуждения, R_э - сопротивление нагрузки , R’_i - приведённое внутреннее сопротивление лампы , a_i - коэффициент приведения, зависимость которого от угла отсечки q показана на рис. 1.6а.

При анализе зависимости первой гармоники анодного тока от какого-либо напряжения предполагается, что все остальные питающие лампу напряжения не изменяются.

1.7.1. Зависимость режима лампового генератора от амплитуды напряжения возбуждения U_gm

Характер зависимости I_a1=f(U_gm) определяется положением рабочей точки, то есть смещением на управляющей сетке лампы.

a)

( - напряжение запирания) - рис.1.9^а

При этом угол отсечки q = 90° и при изменении амплитуды возбуждения остается постоянным. Из формулы (1.12) видно, что в недонапряженном режиме зависимость I_a1=f(U_gm) в этом случае линейная. При U_gm>U_gmкр режим становится перенапряженным, рост I_a1 сначала замедляется, а затем прекращается. При U_gm>> U_gmкр резко возрастает ток управляющей сетки, и первая гармоника анодного тока уменьшается. Характер зависимостей коэффициента использования лампы по анодному напряжению и подводимой к анодной цепи мощности P₀ = E_aI_a0 от U_gm такой же, как I_a1=f(U_gm) , поскольку R_э и E_a постоянны. Зависимость отдаваемой генератором мощности от U_gm в недонапряженном режиме представляет собой параболу. Кривая зависимости мощности рассеяния на аноде P_a=P₀-P_»1 имеет максимум при некотором среднем значении амплитуды U_gm. Можно показать, что при этом КПД h=0,5. Таким образом, для теплового режима анода лампы наиболее опасны не большие значения U_gm, а промежуточные

б) - рис.1.9^б.

В этом случае при U_gm=0 лампа заперта. Анодный ток появляется лишь при значениях U_gm>÷E_g- E'_g½. Угол отсечки анодного тока q < 90°. При возрастании амплитуды угол отсечки увеличивается, оставаясь, однако, меньше 90°. Кривая зависимости I_a1=f(U_gm) имеет S - образную форму.

в) - рис.1.9^в.

При U_gm£½ -E_g½ лампа работает в режиме колебаний класса А ,то есть q=180⁰. При этом a_i=1 , характеристика I _a1=f(U_gm) линейна и имеет наибольшую крутизну. При U_g>½ -E_g½ угол отсечки уменьшается, оставаясь всегда больше 90°, величина a_i растет и возрастание I_a1 замедляется. При переходе лампы в перенапряженный режим анодный ток в случаях (б) и (в ) изменяется так же, как и в случае (а). Кривая зависимости I_a1=f(U_gm) имеет выпуклую форму.

1.7.2. Зависимость режима лампового генератора от напряжения смещения на управляющей сетке

При изменении напряжения смещения Е_g (при постоянных значениях напряжения на аноде E_a , амплитуды возбуждения U_gm и сопротивления нагрузки R_э) одновременно меняются и высота импульса анодного тока i_amax , и угол отсечки q. Когда остаточное напряжение на управляющей сетке равно напряжению запирания , угол отсечки q=0, и анодный ток I_a=0. По мере уменьшения отрицательного напряжения смещения E_g анодный ток и угол отсечки начинают расти. Ток управляющей сетки появляется при |E_g|=U_gm и растет по мере уменьшения |E_g| сначала медленно, а после перехода в перенапряженный режим его рост становится бурным, при этом амплитуда первой гармоники анодного тока падает.

Итак, активное нарастание первой гармоники анодного тока имеет место лишь в недонапряженном режиме. Из анализа приведенной выше эквивалентной схемы лампового генератора (рис.7) и формул (1.13) и (1.14) следует, что в недонапряженном режиме у ламп с малой проницаемостью D первая гармоника анодного тока практически не зависит от анодного напряжения Е_a, поэтому линейная зависимость первой гармоники анодного тока от напряжения смещения E_g при неизменной амплитуде напряжения возбуждения U_gm имеет место в интервале значений углов отсечки анодного тока 60°£q£120°, где зависимость 1/a_i =f(cosq) – линейная. Характер зависимости энергетических показателей генератора от напряжения смещения E_g такой же, как и от амплитуды возбуждения U_gm.

1.7.3. Зависимость режима лампового генератора от напряжения источника анодного питания E_a

Чтобы понять зависимость режима лампового генератора от напряжения источника анодного питания, следует вспомнить, что в триоде анодный ток лампы i_a равен разности между суммарным током и сеточным :i_a =i_s - i_g. Поскольку проницаемость D даже у триодов весьма мала, то влияние анодного напряжения на суммарный ток остается весьма слабым. Что касается тока управляющей сетки, то при E_a=0 он равен суммарному току, с ростом анодного напряжения сеточный ток уменьшается, при этом анодный ток, который при E_a=0 отсутствовал, практически линейно увеличивается после небольшой выпуклости при малых, близких к нулю, значениях E_a .

При E_a ³ E_aкр анодный ток приближается по величине к суммарному. Таким образом, пи E_a ³ E_aкр имеет место недонапряженный режим, и анодный ток практически не зависит от анодного напряжения. Поскольку в перенапряженном режиме (0 <E_a< E_aкр) зависимость анодного тока от анодного напряжения почти линейная, то можно считать, что здесь коэффициент использования по анодному напряжению x= U_к/Е_а, а также КПД h=0,5gx - постоянны (g=a₁/a₀). Все мощности, определяющие энергетический баланс анодной цепи, изменяются по параболическому закону.