Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
Для ламп с цилиндрической формой электродов время пролета электронов тпР можно определить из формулы
При радиусе сетки # = 0,2 см и действующем на сетке напряжении 0ё=2,5 в время пролета
^27 ом.
6,28.3000-106.2.10-12
тпр = 0,255. Ю-7-4=- •
тпр=0,255.10~7
0,2
^3,3-10~9 сек.
/2,5
324
Легко подсчитать, что колебаниям с длиной волны Х=10 м соответствует период 7=33 • 10"9 сек., в 10 раз больший времени пролета. Уже при таком соотношении времени пролета электронов и периода колебаний появляется отставание анодного тока во времени по отношению к напряжению на сетке.
При длине волны К=1 м время пролета и период колебаний становятся одинаковыми. В этом случае инерция электронов проявляется настолько значительно, что электроны, еще не успев долететь до сетки, отталкиваются обратно к катоду вследствие изменения воздействующего на сетку напряжения. Очевидно, что на такой длине волны и даже на'несколько большей длине волн лампа полностью теряет свои усилительные свойства.
Ознакомление с физическими процессами, происходящими в лампе за счет междуэлектронных емкостей, индуктивностей вводов и инерции электронов, позволило до некоторой степени выяснить их отрицательное воздействие на работу усилительных ламп в диапазоне СВЧ. Более полное представление о влиянии этих факторов, вплоть до установления количественных результатов, можно получить из рассмотрения вопроса о входном сопротивлении усилительной лампы на СВЧ.
§ 72. ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛАМПЫ НА СВЕРХВЫСОКИХ
ЧАСТОТАХ
При изучении вопроса о входном сопротивлении лампы в диапазонах длинных, средних и, частично, коротких волн (§ 31) было установлено, что лампа, нагруженная на активное сопротивление, обладает входным сопротивлением Явх, близким по величине к бесконечности, вследствие чего ее шунтирующее действие на колебательный контур предшествующего каскада можно не учитывать. На сверхвысоких частотах, как будет показано ниже, входное сопротивление по величине незначительно и поэтому оказывает резкое влияние на работу предшествующих цепей.
Рассмотрим влияние индуктивности ввода катода на входное сопротивление лампы при СВЧ. Для построения векторной диаграммы используем схему фиг. 14. 6. Нагрузку анодной цепи полагаем активной: 1^=К.
Принимая во внимание диаграмму фиг. 6. 11 (см. § 31), построенную для активной нагрузки, считаем, что сеточный ток опережает фактически подводимое к сетке напряжение ибк на 90° (фиг. 14. 7).
Анодный ток лампы /а при условии, что общее сопротивление анодной цепи Яг\+И во" много раз больше^ индуктивного сопротивления катодного ввода Х1 , является по характеру активным и совпадает по фазе с напряжением иёк.
Напряжение на индуктивности катодного ввода ?/ко опережает анодный ток на 90°. Входное напряжение определяется через сумму известных напряжений
и^йек+ик0.
325
Из диаграммы фиг. 14. 7 видно, что между векторами и8 и 1ё> определяющими входное сопротивление, угол сдвига по фазе стал меньше 90°. При таком угле сдвига активная составляющая сеточного тока 1&т как проекция вектора 1ё на вектор имеет определенную величину, а активное входное сопротивление /?в* принимает конечное значение, т. е. уменьшается по сравнению с бесконечностью.
В заключение остановимся на определении входного сопротивления лампы, обусловленного инерцией электронов. Для уяснения свойств лампы на СВЧ необходимо прежде всего отказаться от
Фиг. 14.7. Векторная диаграм- Фиг. 14.8. К вопросу о на-
ма для определения входного ведении тока движущимися
сопротивления лампы с учетом зарядами,
влияния индуктивности катодного ввода.
обычных представлений о физических процессах в лампе, согласно которым значения токов в цепях определяются количеством электронов, попадающих на электроды в единицу времени.
По законам электростатической индукции точечный заряд <2, помещенный на половине расстояния между двумя короткозамкну-тыми пластинами (фиг. 14.8), индуктирует на них одинаковые заряды <7Ь #2, знаки которых противоположны знаку заряда С}, а сумма их
При перемещении заряда С? величина индуктированных зарядов будет изменяться: один заряд будет возрастать, а другой уменьшаться, в результате чего во внешней цепи возникнет уравнительный ток /ур, называемый наведенным током.
Переходя к случаю электронной лампы, можно показать, что наведенный ток в цепи электродов определится суммарным эффектом, вызванным перемещением электронов в лампе.
Рассмотрим образование наведенного тока в цепи сетки (фиг. 14.9).
При отрицательном заряде на сетке электроны, пролетая между ее витками, индуктируют на ней заряды. Движение электронов от катода к сетке сопровождается возрастанием индуктированного
326
заряда на сетке и появлением наведенного тока сетки одного направления. При удалении электронов от сетки к аноду заряд на сетке уменьшается и возникает наведенный ток сетки противоположного направления. Результирующий сеточный ток определится как разность этих наведенных токов.
При постоянных напряжениях на электродах лампы, когда величина наводящего электронного потока во всех сечениях лампы одинакова, результирующий сеточный ток равен нулю, так как наведенный ток, вызванный электронным потоком, подходящим к сетке, будет равен наведенному току от действия электронного потока, отходящего от сетки.
