Импульсный усилитель мощности на лампе бегущей волны

 

ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, содержа- . щий лампу бегущей волны, анод которой через первую обмотку импульсного трансформатора и первый источник постоянного напряжения подключен к ее катоду, точка соединения первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника постоянного напряжения подключена к первому выводу конденсатора и аноду вентиля, катод которого соединен с вторым выводом конденсатора через вторую обмотку импульсного трансформатора, сетка лампы бегущей волны через третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цепи, первая из которых выполнена на реактивном двухполюснике, а вторая на последовательно соединенном резисторе и втором источнике постоянного напряжения, соединена с ее катодом, а замедляющая система - с лющей шиной устройства и с общим вьгаодом блока управления, снабженного первым и вторым выходами, а также компаратор, вход которого соединен с отводом аттенюатора, а общий вьпзод - с первым выводом аттенюатора и катодом трехзлектродной лампы, отличающийся , тем, что, с целью повышения КПД компаратор снабжен входом управления, который соединен с первым выходом блока управления и через четвертую обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине устройства, выход компаратора через первьгй введенный резистор соединен с управляющей сеткой трехэлектродной лампы и через первый введенный конденсатор - с вторым выходом блока управления, первый вывод аттенюатора (Л соединен с общей щиной устройства, а второй - с катодом лампы бегущей волны, при этом точка соединения первого введенного конденсатора и второй обмотки импульсного трансформатора, через введенный источник постоянного напряжения и введенную дополнительную обмотку импульсного трансформатора соединена с анодом трехзлектродной э ламп и через цепь из параллельно включенных второго введенного кондеЯSD X) сатора и второго вв.еденного резистора соединен с общей шиной уст ройства.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

31 1 Н 03 F 3/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3405340/18-09 (22) 01. 03. 82 (46) 07. 08. 84. Бюл. И 29 (72) В. С. Уманский (53) 621.375. 125(088.8) (54)(57) ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ НА ЛАМПЕ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, содержа-, щий лампу бегущей волны, анод которой через первую обмотку импульсного трансформатора и первый источник постоянного напряжения подключен к ее катоду, точка соединения первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника постоянного напряжения подключена к первому выводу конденсатора н аноду вентиля, катод которого соединен с вторым выводом конденсатора через вторую обмотку импульсного трансформатора, сетка лампы бегущей волны через .третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цепи, первая из которых выполнена на реактивном двухполюснике, а втораяна последовательно соединенном резисторе и втором источнике постоянного напряжения, соединена с ее катодом, а замедляющая система — с лющей шиной устройства и с общим выводом блока управления, снабженного первым и вторым выходами, а также компаратор, вход которого соединен с отводом аттенюатора, а общий вывод — с первым выводом аттенюатора и катодом трехэлектродной лампы, о т л и ч а юшийся, тем, что, с целью повышения КПД компаратор снабжен входом управления, который соединен с первым выходом блока управления и через четвертую обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине устройства, выход компаратора через первый введенный резистор соединен с управляющей сеткой трехэлектродной лампы и через первый введенный конденсатор - с вторым выходом блока .® управления, первый вывод аттенюатора соединен с общей шиной устройства, а второй - о катодом лампы батуыай (м волны, при этом точка соединения первого введенного конденсатора и вто- а рой обмотки импульсного трансформатор через введенный источник постоянного напряжения и введенную дополнительную

\, обмотку импульсного трансформатора соединена с анодом трехэлектродной ламп и через цепь из параллельно включенных второго введенного кондейсатора и второго введенного резистора соединен4 с общей шиной устройства.

1 110

Изобретение относится к радиотехйике и может найти применение, преиМущеСтренно, и передающих устройствах СВЧ для когерентных радиолокационных систем 5

В передающих устройствах СВЧ для радиолокационных систем известен и находит применение усилител..ный каскад на лампебугущей волны (ЛБВ), импульсная модуляция которого произ" 10 водится по управляющей сетке.

Однако данное устройство не обеспечивает работу при изменении частоты и скважйости импульсов в широких пределах. 13

Наиболее близким техническим реШеиием к изобретению является импульс. ный усилитель мощности на ЛБВ, содержащий ЛБВ, анод которой через пер" вую обмотку импульсного трансформатора и первый источник постоянного напряжения подключен к ее катоду, точка соединения первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника постоянного напряжения под- 25 ключена к первому выводу конденсатора и аноду вентиля, катод которого соединен с вторым выводом конденсатора через вторуЬ обмотку импульсного трансформатора, сетка ЛБВ через 30 третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цепи, первая из которых выполнена не реактивйом двухполюснике, а вторая на последовательно соединенном резисторе и втором источнике постоянно.го напряжения, соединена с ее катодом, а замедляющая вистема — с общей шиной устройства и с общим выводом блока управления, снабженного пер- 4б вым и вторым выходами, а также компаратор, вход которого соединен с отводом аттенюатора,.а общий выводе первым выводом аттенюатора и катодом трехэлектродной лампы. 45

В известноМ устройстве ЛБВ работа ет в режиме ждущего блокинг-генерато-. ра, что обеспечивает режим импульсной модуляции усиливаемых СВЧ сигналов без применения специального внешнего модулятора.

Однако известное устройство имеет йизкйй КПД из-.ва протекания анодйого тока, трехзлектродной лампы, регулирующей напряжение на замедляю- 55 щей системе ЛБВ, через первый источйик постоянного напряжения и из"за йеполного перемагничивания сердечника

7284 2 импульсного трансформатора при больших длительностях импульсов.

Цель изобретения - повышение КПД.

Для этого в импульсном усилителе мощности на ЛБВ, содержащем ЛБВ, анод которой через первую обмотку импульсного трансформатора и первый источник постоянного напряжения подключен к ее катоду, точка соединения первой обмотки импульсного трансформатора и первого источника постоянного напряжения подключена к первому выводу конденсатора и аноду вентиля, катод которого соединен с вторым выВодом конденсатора через вторую обмотку импульсного трансформатора, сетКа ЛБВ через третью обмотку импульсного трансформатора и две параллельно включенные цейи, первая из которых выполнена на реактивном двухполюснике, а вторая — на последовательно соединенном резисторе и втором источнике постоянного напряжения, соединена с ее катодом, а замедляющая система — с общей шиной устройства и с общим выводом блока управления, снабженного первым и вторым выходами, а также компаратор, вход которого соединен с отводом аттенюатора, а об" щий вывод - с первым выводом аттенюатора и катодом трехэлектродной лампы, компаратор снабжен входом управления, который соединен с первым выходом блока управления и через четвертую обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине устройства, выход компаратора через первый введенный резистор соединен с управляющей сеткой трехэлектродной лампы и через первый введенный конденсаторс вторым выходом блока управления, первый вывод аттенюатора соединен с общей шиной устройства, а второй - с катодом ЛБВ, при этом точка соединения первого введенного конденсатора и

Второй обмотки импульсного трансфорМатора через введенный источник постоянного напряжения и веденную дополнительную обмотку импульсного трансформатора соединена с анодом трехэлектродной лампы и через цепь иэ параллельно включенных второго введенного конденсатора и второго введенного резистора соединена с общей шиной устройства.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема импульсного усилителя мощности на ЛБВ.

1107284

Импульсный усилитель мощности на

ЛБВ содержит ЛБВ 1, импульсный трансформатор 2 с первой 3, второй 4, третьей 5, четвертой 6 и дополнительной 7 обмотками, блок 8 управления, 5 вентиль 9, конденсатор 10, аттенюатор 11, компаратор 12, трехэлектродную лампу 13, реактивный двухполюсник 14, резистор 15, первый источник

16 постоянного напряжения, второй источник f7 постоянного напряжения, введенный источник 18 постоянного напряжения, первый введенный резистор

19, второй введенный резистор 20, первый введенный конденсатор 21 второй введенный конденсатор 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии (ЛБВ) 1 заперта отрицательным напряжением смещения, поступающим на ее сетку от источника 17 через резистор 15 и обмотку 5. На аноде ЛБВ существует постоянное напряжение Е, поступающее от источника 16, Напряжение на замедляющей системе ЛБВ также близко к Е> благодаря протеканию тока источника 16 по цепи: аттенюатор 1 1, общая шина устройства, резистор 20, обмотка 4, вентиль 9. Конденсатор 10 в это время разряжен, а трехэлектродная лампа 13 почти заперта.

При поступлении очередного положительного импульса запуска с первого З5 выхода блока 8 управления на обмотку 6, на обмотке 5 возникает положительный импульс, отпирающий ЛБВ

Под действием положительной обратной связи, цепь которой замыкается при 40 появлении тока анода ЛБВ, протекающего через обмотку 3 и источник 16, :возникает блокинг-процесс (обмотки 3 и 7 включены встречно, что обеспечивает положительную .обратную связь) . 45

На сетке ЛБВ 1 формируется положительный импульс, максимальная

1цлительность которого определяется в основном параметрами реактивного двухполюсника 14. ЛБВ в течение эта50 го импульса остается открытой. Возникающая при этом на обмотке 4 ЭДС через вентиль 9 заряжает конденсатор 10 до напряжения sn . Это напряжение складывается с напряжением источника 16 и напряжением Е на втором

55 введенном конденсаторе 22 и прикладывается к замедляющей системе ЛБВ относительно ее катода, так что

@о 12 4î 24

Напряжение Fz> образуется при протекании тока анода трехэлектродной лампы 13, через введенный источник 18 постоянного напряжения и цепь иэ параллельно соединенных второго вве-. денного резистора 20 и второго введенного конденсатора 22.

На вход управления компаратора 12 ат обмотки 6 подается импульс. Благодаря этому во время импульса компаратор 12 заперт и с его выхода на сетку трехэлектродной лампы 13 подается только напряжение отрицательного смещения (от источника, имеющегоest в составе компаратора 12).

В момент окончания импульса со вто. рого выхода блока 8 управления через первый введенный конденсатор 21 на сетку трехзлектродной лампы 13 подается импульс сброса положительной полярности. Трехэлектродная лампа 13 открывается и шунтирует обмотку 7, что обеспечивает срыв блокингпроцесса и последующее эапирание

ЛБВ 1. Одновременно вследствие протекания анодного тока трехэлектродной лампы 13 через обмотку 7 от введенного источника 18 постоянного напряжения происходит перемагничивание сердечника импульсного трансформатора 2.

Импульс сброса имеет регулируемое время задержки относительно импульса запуска. Пределы изменения времени задержки, определяющие длительность импульсов, не должны при этом превьппать максимальную длительность импульсов "свободного" блокинг-процесса.

Для устранения влияния генерируе= мого импульсным трансформатором видеоимпульса на работу блока 8 управ" пения по первому выходу в его схеме предусмотрена защита от воздействия этого импульса.

После окончания импульса компаратор 12 отпирается, так как импульс строба, поступающий от обмотки 6 на его вход управления, заканчивается.

Постоянство величины ускоряющего напряжения Ео на замедляющей системе

ЛБВ t при колебаниях напряжения питающей сати или изменении скважнос" ти импульсов обеспечивается следующим образом. При появлении, например, танденции к уменьшению ускоряющего напряжения Fo на замедляющей систе-.

1107284

8rot Рд/ид

ВНИИПИ Заказ 5775 42 Тиоаж 862 Подписное

Филиал ПППп 1втент, r.ужтород, ул.Проектная, 4 ме JIBB 1> в компараторе 12 (на вход которого через аттенюатор 1! поступает часть напряжения F,=Å Е о Еqq вырабатывается после окончания импульса на входе управления напряжение 5 рассогласования, поступающее далее через резистор 19 на сетку трехэлектродной лампы 13 и приоткрывающее ее.

В результате протекания тока анода О трехэлектродной лампы 13 от введенного иеточника 18 постоянного напряжения через цепь из параллельно соединенных второго введенного резистора 20 и второго введенного конденсатора 22 на ней увеличивается напряжение вольтддобавки tg, складывающееся с напряжением < Å, Результирующее напряжение, замедляющей системе ЛВВ 1 возрастает, что противо о действует понижению напряжения E .

Этим достигается необходимое постоянство напряжения Е, . Ввиду малости тока замедляющей системы ЛБВ источник

18 постоянного напряжения может быть маломощным, а резистор 20 может иметь большую величину, Поэтому мощность рассеяния на аноде трехэлектродной лампы 13 оказывается малой. КПД усилителя поэтому увеличивается, особенно при малой скважности импульсов.

Стробирование компаратора 12 на время импульса позволяет практически исключить регулирование напряжение вольт-добавки во время импульсов, что важно при их большой длительности.

Положительный эффект от применения предложенного технического решения состоит в КПД усилителя.