Способ борьбы с паразитной динатронной генерацией

 

Класс 21а -, 18„

СССР № 70231

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ эчМцц

С. В. Персон

Способ борьбы с паразитной динатронной генерацией

Заявлено 13 августа 1943 года в Народный комиссариат электропромышленности СССР за Ле 228 (3230051

Опубликовано 31 января 1948 года

Как известно, работа электрон; ных ламп в режимах генерации и усиления при наличии в них двух или более электродов, находящихся под положительным напряжением по отношению к эмитирующему катоду, часто сопровождается паразитной генерацией, обусловленной появлениями динатронного эффекта.

Последний характеризуется следующим.

Если на электроде, находящемся под болев низким напряжением (т. е. нормально на сетке), повышать напряжение от О, то ток его сначала растет (участок ав на фиг. 1), затем начинает уменьшаться и может даже приобрести отрицательное значение (участок вс), затем вновь начинает увеличиваться, возрастая в дальнейшем уже нормально. Падающий участок характеристики обусловливается интенсивностью вторичного излучения указанного электрода.

Динатронный электрод при падающем участке тока l представляет отрицательнов сопротивление, поскольку при увеличении приложенного напряжения ток уменьшается.

12 свод в. 1.

Крутизна характеристики S падающего участка вс (фиг. 1)

di

Ы

dU 0 определяет проводимость отрицательного сопротивления о.

Отрицательное сопротивление может вызвать свободныв незатухающие колебания.

При подключении отрицательного сопротивления — o параллельно некоторой цепи Z, обладающей резонансными свойствами, в получившейся системе могут возникнуть свободные колебания, если проводимость между точками соединения указанных импеданцев будет равна

0 или будет отрицательна по активной составляющей и равна 0 по реактивной.

Чтобы сделать возникновение подобных колебаний невозможным, сопротивление резонирующей цепи, включенной параллельно отрицательному сопротивлению, должно быть численно меньше отрицательного сопротивления.

В радиопередающих устройствах

177 № 70231 особенно широко распространена паразитная динатронная генерация.

Если параллельно сеточной цепи присоединена резонирующая цепь (которой почти всегда является сеточная цепь усилителей), то обычно имеет место . соблюдение условия возникновения свободных колебаний, так как крутизна падающего участка характеристики часто больше проводимости цепи, подключенной к участку сетка — нить, при ее резонансе.

Для появления собственных колебаний в упомянутой цепи отнюдь не требуется, чтобы ток сетки изменил свое направление (что обусловливает лишь возникновение более примитивного явления «блокинга»), а достаточно лишь наличия падающего участка характеристики сеточного тока, хотя бы и не пересекающего ось абсцисс.

Импульс сеточного тока в этом случае приобретает провал, в области которого возникают паразитные колебания с частотой резонанса сеточной цепи, обычно отличной от частоты усиливаемого напряжения.

Работа усилителей с динатронной генерацией отличается крайней неустойчивостью, выражающейся в частных пробоях в сеточной и анодной цепи.

Для борьбы с динатронной генерацией применялись до настоящего времени следующие два приема:

1. Численное уменьшен ив нагрузочного сопротивления, шунтирующего цепь сетка — катод. Этот прием влечет за собой черезмерную нагрузку предыдущего каскада, так как сопротивление нагружает последний не только в динатронном участке характеристики, но и в течение всего периода. Он оказывается весьма нежелательным в усилителях низкой частоты класса В, так как черезвычайно сильно перегружает драйвер, предельная мощность которого очень ограничена тем, что он работает в режиме класса А, а и иковая нагрузка -которого, определяемая импульсом сеточною тока мощного каскада, обычно весьма значительна.

178

2. Шунтирование участка сетка— катод генерирующего каскада кенотроном, проводимость которого определяется крутизной его характеристики, а потребляемая мощность ограничивается вне динатронного .участка с одной стороны его током эмиссии, а с другой — его вентильными свойствами. Здесь необходимо применение добавочных электронных ламп на большие напряжения и чоки эмиссии. В мощных модуляционных устройствах класса В кенотроны во.— обще но могут быть рекомендованы в качестве единственного средства. для борьбы с динатронной генерацией, так как опыт показывает, что высокоомное резонансное сопротивление цепи сетки при диодной нагрузке обусловливает настолько резкое выделение гармоник высоких звуковых частот, что работа установки делается неустойчивой.

Настоящее изобретение основано на том, что динатронная генерация возможна только на резонансных частотах сеточной цепи, поэтому для уничтожения ее достагочнообеспечить должное затухание на этих частотах, не создавая его для усиливаемого спектра частот. При этих условиях антидинатронное приспособление поглощает практически ничтожную мощность, являясь в то же время весьма эффективным средством для подавления динатронной генерации.

Для этого, согласно настоящему изобретению, импеданцу внешней цепи, подключаемой параллельно участку сетка — катод или другому электроду лампы, обусловливающему генерацию, придается такая зависимость от частоты, чтобы при. резонансных частотах он представлял достаточно малое активное сопротивление, обеспечивающее подавление динатронной генерации, а при частотах полезного усиливаемого спектра — достаточно большое, чтобы мало загружать предыдущий каскад усилителя.

Сущность изобпетения поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена характеристика лампы с динатвонным эффектом, на фиг, 2 — эквива¹ 70231

Zg = Ra+ jXg, Фиг. 3

Фиг. 2

Фиг, 1

179 лентная схема контура и параллельно включенного отрицательного сопротивления, а фиг. 3, 4, 5, 6 и 7 иллюстрируют приемы осуществления предлагаемого способа.

Предлагаемый способ практически может быть осуществлен самыми разнообразными приемами, например, следующим.

Пусть отрицательное сопротивление цепи сетки подключено параллельно цепи с параметрами причем в общем случае Р и Х,. зависят от частоты.

При резонансной частоте Х = О, а й, обычно больше g 1. Для устранения динатронной генерации параллельно указанным цепям подключается антидинатронный шунт

Z, = R„+ jX, (фиг. 3).

Если частотная генерация значительно выше резонансной часто ы полезного усиливаемого спектра, то цепь 2, может быть составлена из емкости С, и активного сопротивления R,(фиг. 4) таким образом, чтобы на резонансной частоте цепи сетка — катод шунт 2 представлял достаточно большую проводимость; или, наоборот, если частота генерации лежит ниже усиливаемых частот, то цепь 2„ можно составить из активного сопротивления и индуктивности.

Можно также осуществить шунт а или только реактивность Хд в виде цепи последовательного резонанса (фиг. 5) или более сложной резонансной цепи, например, заменить емкость ячейкой фильтра низкой частоты (фиг. 6), обеспечивающей более крутой спад импеданца с частотой.

В случае резонансных усилителей на одну частоту можно в качестве шунта использовать антирезонансный контур, настроенный на усиливаемую частоту (фиг. 7); в этом случае Z, представляет достаточно большое сопротивление для усиливаемой частоты и достаточно малый импеданц для остальных частот. в том числе и для резонансной частоты сеточной цепи, При рационально подобранных элементах антидинатронного шунта можно подавить антидинатроннмю генерацию практически без добавочной затраты мощности предыдущего каскада или значительно уменьшив затрату этой мощности.

Предмет изобретения

Способ борьбы с паразитной динатронной генерацией электронных ламп, отличающийся тем, что импеданцу внешней цепи, подключаемой параллельно участку сетка —— катод или другому электроду лампы, обусловливающему генерацию, придается такая зависимость от частоты, чтобы при резонансных частотах он представлял достаточно малое активное сопротивление, обеспечивающее подавление динатронной генерации, а при частотах голезного усиливаемого спектра — до статочно большое, чтобы мало загружать предыдущий каскад усилителя.