Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) ( 57 ) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (57)

Принципиальная схема импульсной модуляции магнетрона с частичным разрядом накопительного конденсатора и зарядной ип-дуктивностью показана на рис. 1.136.

В этой схеме на лампе Лх собран коммутирующий каскад. На сетку лампы Лх подается положительный управляюншй импульс (УИ), сформированный в каскадах подмодулятора. Диод Лг- демпфирующий диод, назначение которого будет пояснено ниже.

Спар - паразитная емкость схемы. Эта емкость складывается из емкости Сак коммутируюптей лампы Л, емкости анод-катод магнетрона, емкости Ск диода, паразитной межвитковой емкости


Отбор

ВЧ знереии

Рис. 1.136. Принципиальная схема импульсной модуляции магнетрона с накопительным конденсатором

зарядной индуктивности и емкости монтажа. Суммарная паразитная емкость достигает 60-100 пф.

Принцип работы схемы заключается в следующем. Во время паузы между импульсами лампа Л, заперта отрицательным смещением Eg на управляющей сетке. Накопительный конденсатор заряжается от источника £а через резистор /?огр, дроссель L и подключенный параллельно ему диод Лг. При подаче управляющего импульса коммутирующая лампа Лх отпирается, становится проводящей и конденсатор Снак разряжается через лампу Лх на магнетрон. При этом большая часть напряжения, до которого заряжается накопительный конденсатор, оказывается приложенной к магнетрону и в магнетроне возбуждаются высокочастотные колебания. Внутреннее сопротивление коммутирующей лампы А*,, не должно при этом превышать 10% величины статического сопротивления магнетрона (Дген), являютцегося полезной нагрузкой модулятора. В противном случае значительная часть напряжения на конденсаторе будет падать на коммутирующей лампе и КПД модулятора будет низким.

Статическое сопротивление магнетрона определяется величиной анодного тока магнетрона и- его рабочим напряжением и обычно имеет величину от 500 до 2000 ом. Поэтому для уменьшения внутрен.чего сопротивления коммутирующих ламп и, следовательно, для повышения КПД модулятора часто приходится




Рис. 1.137. Влияние зарядной ппдк-тивиости иа задний фроит модулирующего импульса

вместо одной лампы ставить несколько ламп, включенных параллельно.

После окончания управляющею импульса ко.ммутируюп1ая лампа вновь запирается. Накопительный конденсатор отключается от магнетрона, колебания в магнетроне прекращаются. Накопительный конденсатор начинает вновь заряжаться от источника до тех пор, пока не поступит следующий управляюпшй импульс.

Рассмотрим влияние паразитных парамегров схемы на процесс формирования модулирующего импульса. Крутизна переднего и заднего фронтов модулирующего импульса определяется временем заряда и разряда емкости схемы Спар. Во время нарастания напряжения на магнетроне емкость Спар заряжается от нуля до напряжения и„шс- Постоянная времени заряда определяется произведением паразитной емкости схемы на внутреннее сопротивление отпертой коммутирующей лампы: 1:зар=Спар,,. Внутреннее сопротивление отпертой лампы не превыщает сотни ом, суммарная же паразитная емкость измеряется десятками пикофарад. Поэтому постоянная времени заряда емкости схемы мала (сотые доли микросекунды), что обусловливает высокую крутизну переднего фронта модулирующего импульса в этой схеме.

Задний фронт модулирующего импульса формируется после запирания коммутирующей лампы (момент 4 на рис. 1.137). На длительность заднего фронта влияет главным образом величина емкости Спар, так как магнетрон продолжает генерировать до тех пор, пока напряжение на емкости Спар, разряжающейся через маг-neipoH, не снизится до напряжения, при котором колебания в магнетроне прекращаются. Внутреннее сопротивление магнетрона сравнительно велико, и поэтому 1Шстоянная времени разряда е.м-кости Спар в пять -десять раз больше постоянной времени заряда. Вследствие этого длительность заднего фронта модулирующего импульса велика (рис. 1.137, кривая /) и может даже превысить длительность самого импульса.

Для укорочения заднего фронта формируемых импульсов параллельно Mai нетрону включается индуктивность L, которая вместе с паразитной емкостью Спар образует колебательный контур. Вследствие этого разряд емкости Спар носит колебательный характер (см. кривую 2 на рис. 1.137) и крутизна заднего фрвнта импульса увеличивается Однако -при колебательном разряде е.мко-сти в положительные полупериоды напряжения на магнетроне в нем вновь могут возникнуть колебания, что недопустимо. Поэтому в схеме индуктивность L шунтируется демпфирующим диодом Л. Этот диод отпирается в момент t, когда напряжение на



аноде магнетрона становится отрицательным, и шунтирует контур LCnap, гася в нем колебания (см. кривую 3).

Во время формирования плоской вершины импульса напряжение на магнетроне уменьшается на величину AU. Это вызывает изменение частоты магнетрона, а также уменьшение амплитуды высокочастотною тока магнетрона к концу импульса. Спад напряжения на вершине происходит как из-за постепенного разряда накопительного конденсатора, так и вследствие нарастания тока в индуктивности, шунтирующей магнетрон. Поэтому величина индуктивности, включаемой в схему, определяется из допустимого значения тока, ответвляюп1егося в нее к концу импульса.

Приближенно можно считать, что ток в индуктивности нарастает во время действия импульса по экспоненциальному закону:

Ir. --~

где гь - активное сопротивление катушки L. Б конце импульса t=xi, и, следовательно.

макс

(1.106)

Разложив величину е в ряд и ограничившись двумя первыми членами разложения, получим:

~"«1

Отсюда согласно формуле (I 106)

макс

Допустимая величина тока 1ьлюкс не должна превышать Ю/о величины постоянной составляющей тока магнетрона /ао.

Так как /,о«-%, то-т„ < 0,1или/:> 10/?„„„. *

Величину индуктивности выбирают не слишком большой, так как при увеличении индуктивности увеличивается период колебательного процесса и, следовательно, длительность заднего фронта, поэтому величину L берут в пределах (10-20) РгенТи- Иногда для увеличения затухания в контуре LC„ap последовательно с индуктивностью L включается дополнительно небольшое активное сопротивление. Его величина ограничивается допустимой длительностью заднего фронта импульса.

На рис. 1.138 совмещены графики, воспроизводяпще форму мо-дулируютцего импульса и высокочастотного тока магнетрона в рассматриваемой схеме. Участок от /=0 до / = соответствует отпи-



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) ( 57 ) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82)