4.2.2 Схемы сеточных цепей

Схема цепи управляющей сетки включает элементы связи между каскадами, источник смещения и блокировочные элементы.

Связь между каскадами может быть осуществлена с помощью контура или трансформатора. Многоконтурные схемы связи в ламповых генераторах практически не используются вследствие чрезмерного усложнения процесса настройки передатчика.

Рассмотрим некоторые варианты одноконтурных схем.

На рисунке 4.6а приведена трансформаторная схема связи, в которой путем изменения взаимоиндуктивности М можно плавно регулировать напряжение возбуждения. Однако применяется такая схема довольно редко, т.к. требует довольно сложного вариометра. Кроме того, схему трансформаторной связи практически не удается использовать в диапазоне ВЧ. Это объясняется тем, что входная емкость лампы Свх совместно с катушкой связи образует неперестраиваемый паразитный контур. Резонансная частота этого контура обычно лежит в пределах ВЧ диапазона, поэтому при работе на частоте выше резонансной сопротивление контура имеет емкостный характер. В результате коэффициент передачи трансформатора с ростом частоты существенно уменьшается и обеспечить требуемую величину напряжения возбуждения не удается.

Рисунок 4.6 – Трансформаторная схема связи между каскадами

Такой вывод нетрудно сделать на основании эквивалентных схем, представленных на рисунке 4.6б, где Ls – индуктивность рассеяния трансформатора; Cэ – эквивалентная емкость паразитного контура.

Большее применение находит автотрансформаторная (кондуктивная) схема связи (рисунок 4.7а). Входная емкость лампы в этом случае компенсируется при настройке контура в резонанс, а требуемую амплитуду возбуждения всегда можно получить соответствующим выбором точки подключения к контуру.

На практике используется и емкостная схема связи (рисунок 4.7б)

Рисунок 4.7 – Схемы связи между каскадами

Достоинством этой схемы является повышенная устойчивость к самовозбуждению на частотах диапазона ОВЧ и УВЧ. Объясняется это тем, что емкость С2 (обычно значительной величины) подключена параллельно участку сетка-катод. В результате входное сопротивление генератора для высокой частоты паразитных колебаний понижается, уменьшается глубина паразитной положительной обратной связи и, как следствие, устраняется опасность самовозбуждения. Емкость С2 целесообразно размещать непосредственно на выводах сетки и катода с тем, чтобы исключить влияние паразитных индуктивностей соединительных проводников. В диапазонах ВЧ и УВЧ в качестве С2 можно использовать входную емкость лампы; емкость С1 изменяют (плавно или ступенчато) с целью регулировки амплитуды возбуждения.

Основные элементы сеточной цепи – источник возбуждения, лампа и

источник смещения могут быть включены последовательно или параллельно. В зависимости от этого различают схемы последовательного или параллельного питания сеточной цепи.

Схема последовательного питания обычно применяется при трансформаторной схеме связи (рисунки 4.6, 4.8). Ее основное достоинство – простота, т.к. требуется лишь один блокировочный элемент Сбл . Во всех остальных случаях как правило используется схема параллельного питания. В таких схемах приходится включать два или три блокировочных элемента (рисунок 4.7).

Разделительная емкость Ср в диапазоне НЧ выбирается следующим образом

где Rвх = Uc/Jвх

Для диапазонов СЧ, ВЧ и ОВЧ Ср = (20 – 30)Свх

На рисунке 4.7б разделительный конденсатор отсутствует, т.к. его функцию выполняет конденсатор С1.

Блокировочный дроссель Lбл исключает короткое замыкание источника возбуждения через источник смещения. Величина его индуктивности для схемы на рисунке 4.7а выбирается в пределах (30 – 50)Lc. Для схемы 4.7б Lбл = (30 – 50)/ωС2.

Емкость блокировочного конденсатора подбирается следующим образом .

При использовании в предварительном тракте передатчика широкополосных усилителей мощности сеточная цепь лампового каскада должна представлять собой чисто активную нагрузку во всем рабочем диапазоне передатчика. Такое условие может быть выполнено при использовании генераторных тетродов, способных отдавать номинальную мощность без тока управляющей сетки. Входное сопротивление лампы в этом случае имеет чисто емкостный характер. Чтобы обеспечить активное входное сопротивление генератора, на входной емкости собирается звено фильтра нижних частот (ФНЧ), нагруженное на согласованный резистор Rб (рисунок 4.8).

Подстроечный конденсатор Сп совместно с входной емкостью лампы образует емкость Т-образного звена ФНЧ, волновое сопротивление которого определяется соотношением

, где

4.8 - Схема широкополосной связи

между каскадами

Решение этой системы уравнений позволяет определить параметры элементов фильтра L и Rб по заданной частоте среза фильтра ωс и известной входной емкости Свх.

Подстроечная емкость Сп выбирается величиной (0.1 – 0.2)Свх.

В рассмотренных выше схемах напряжение смещения на управляющую сетку подается от отдельного источника. Этим источником обычно является выпрямитель. Однако, выпрямитель не может пропустить постоянную составляющую сеточного тока из-за наличия в его схеме вентиля (см. рисунок 4.9а). Поэтому напряжение смещения с выпрямителя на сетку подается через реостатный делитель (рисунок 4.9б), ток которого должен в несколько раз превышать ток сетки. В противном случае, смещение будет зависеть от тока сетки и, следовательно, от режима генератора.

Рисунок 4.9 – Схема подачи смещения от выпрямителя

Н а практике зависимость напряжения смещения от тока Ico может оказаться полезной. В таких случаях применяется «автоматическое» сеточное смещение, при котором необходимость в специальном источнике отпадает (рисунок 4.10).

Напряжение смещения в этом случае определяется следующим образом

Ec = -Ico·Rc.