Устройство для сеточной импульсной модуляции лампы бегущей волны

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н, 03 К 3 53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ вЂ” — — -- -:—

0llHGAHHE 8306PETEHHR ;

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- ». (21l 3494287/18-21 (22) 27. 09.82 (46 l 15. 05. 84. Бюл. Р 18 (721 В.С.Уманский (53) 621. 376. 5 (088. 8) (56l 1. Патент СщА 9 3806836, кл. 332-12, опублик. 1974.

2. М.Y.Feild. А Solid State Т)(Т

Modu1stor, 1976, IEFF Conf.Rec., 12

Modulator Symp., pp. 65-67. (54l(571 УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕТОЧНОЙ

ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ ЛАМПЫ БЕГУЩЕЙ

ВОЛНЫ, содержащее два источника питания, зашунтированные конденсаторами, отрицательные полюсы которых соединены между собой, а положительный полюс первого источника питания соединен с первым выводом первого резистора, р-и-р- и п-р-итранзисторы, импульсный трансформатор,один из выводов вторичной обмотки которого соединен с базой р-п-p-транзистора, а первичная его обмотка подключ на к выходу источ» ника импульсов запуска, а также второй резистор, катод ЛБВ соединен с источником ускоряющего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уиеньщения искажений формы импульсов при изменении их длительности и частоты повторения, в него введены диод и делитель напряжения, причем объединенные выводы сетки ЛБВ и положительного полюса второго источника питания через делитель напряжения подключены .к точке соединения катода ЛБВ, второго вывода вторичной обмотки импульсного трансформатбра, первого вывода второго резистора и базы и --р-итранзистора, эмиттер которого соединен с выходом делителя напряжения, а коллектор соединен с положительным полюсом первого источника питания, второй вывод первого резистора сое- ф/ динен с анодом диода и со вторым выводом второго резистора, катод С диода соединен с эмиттером р-и-ртранзистора, коллектор которого под- Я ключен к объединенным выводам отрицательных полюсов обоих источников питания °

1092712

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано преимущественно для сеточной импульсной модуляции усилительных электронных приборов СВЧ типа ЛББ (лампы бегущей волны или клистронов, работающих в передающих устройствах СВЧ или установках для ускорения заряженных частиц.

Известно устройство для импульс. ной модуляции, содержащее включен- 10 ные последовательно между катодом !

ЛБВ и общей шиной источник постоян,:ного напряжения и два ключевых элемента на электронных лампах. При этом между анодом лампы первого клю- )5 чевого элемента и катоцом лампы второго ключевого элемента включен стабилитрон,К объединенным выходам катода лампы второго ключевого элемента и катода стабнлитрона присоединен управ 70 ляющий электрод ЛБВ или клистрона.

Промежуток сетка-катод лампы первого ключевого элемента соединен через трансформатор с выходом источника отрицательных управляющих импульсов заданной длительности, а между сеткой лампы второго ключевого элемента и объединенными выводами анода стабилитрона и анода лампы первого ключевого элемента подключен через трансформатор выход источника положительных пусковых импульсов (1).

Недостаток известного устройствамалый КПД. Кроме того, из-за применения трансформатора для передачи импульсов заданной длительности на сетку лампы первого ключевого элемента возникают искажения формы импульсов при работе в расширенном диапазоне длительностей импульсов (от единиц до сотен мкс f и частот их 40 повторения (от сотен Гц до сотен кГц

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ, содержащее два источ- Д5 ника питания, зашунтированные конденсаторами, отрицательные полюсы которых соединены между собой, а положительный полюс первого источника питания соединен с первым вы- gp водом ёервого резистора, р-Il-р и п-р-п-транзисторы, импульсный трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с базой р-о-р-транзистора а первичная его обР 55 мотка подключена к выходу источника импульсов запуска, а также второй резистор, катод ЛБВ соединен с источником ускоряющего напряжения, другой вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к точке со- 6О единения положительного полюса второго источника питания и эмиттера р-п-р-транзистора, коллектор которого соединен с сеткой ЛБВ непосредственнО, а с отрицательным полюсом 65 второго источника питания через второй резистор. Вторая вторичная обмотка импульсного трансформатора включена между базой и эмиттером п-р-п-транзистора, коллектор которого соединен с катодом ЛБВ и вторым выводом первого резистора. Эмиттер

0-рг -транзистора подключен к объединенным отрицательным полюсам обоих источников питания С23.

Однако известному устройству присуще искажение формы импульсов при его работе в расширенном диапазоне длительностей и частот повторения импульсов, вызванное импульсным трансформатором.

Цель изобретения — уменьшение искажений формы импульсов при изменении их длительности и частоты понторения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ, содержащее два источника питания зашунтированные конденсаторами, отрицательные полюсы которых соединены между собой, а .положительный полюс первого источника питания соединен с первым выводом первого резистора, р-и-р и и-р-итранзисторы, импульсный трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с базой р-п-ртранзистора, а первичная его обмотка подключена к выходу источника импульсов запуска, а также второй резистор, катод ЛБВ соединен с источником ускоряющего напряжения, введены диод и делитель напряжения, причем объединенные выводы сетки ЛБВ и положительного полюса второго источника питания через делитель напряжения подключены к точке соединения катода

ЛБВ, второго вывода вторичной обмотки импульсного трансформатора, первого вывода второго резистора и базы

h-p-ь-транзистора, эмиттер которого соединен с выходом делителя напряжения, а коллектор соединен с положительным полюсом первого источника питания, второй нынод первого резистора соединен с анодом диода и со вторым выводом второго резистора, катод диода соединен с эмиттером р-п-р-транзистора, коллектор которого подключен к объединенным вынодам отрицательных полюсов обоих источников питания

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для сеточной импульсной модуляции ЛБВ; на фиг.2 — временные диаграммы напряжений на элементах схемы.

Устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ содержит два источника 1 и 2 питания, конденсаторы

3 и 4, перный резистор 5, ЛБВ б, р-и-р и h-p-и-транзисторы 7 и 8, импульсный трансформатор 9, источник

10 импульсов запуска и второй резис1092712 тор 11. В устройство введены диод

12 и делитель 13 напряжения.

Источники 1 и 2 зашунтированы конденсаторамй 3 и 4, их отрицательные полюсы соединены между собой, положительный полюс первого источника 1 питания соединен с первым выводом первого резистора 5. Один из выводов вторичной обмотки импульсного трансформатора 9 соединен с базой р-мртранзистора 7, а первичная его обмот- )0 ка присоединена к выходу источника

10 импульсов запуска заданной длитель" ности °

Вывод сетки ЛБВ и положительного полюса второго источника 2 питания через делитель 13 напряжения подключены к точке соединения катода ЛБВ 6, второго .вывода вторичной обмотки трансформатора 9, первого вывода второго резистора 11 и базы n-p-п;транзистора В. Его эмиттер соединен .с выходом делителя 13, а коллектор соединен с положительным полюсом первого источника 1 питания. Второй вывод первого резистора 5 соединен с выводами анода . диода 12 и второго вывода второго резистора 11. Катод диода 12 соединен с эмиттером р-n-p-транзистора 7, коллектор которого подключен к выводам отрицательных полюсов источников 1 и 2.

На катод ЛБВ б подается отрицательное ускоряющее напряжение Е ; замедляющая система и коллектор ЛБВ соединены с корпусом. устройство для сеточной импульс- 35 ной модуляции ЛБВ работает следующим образом.

Напряжение E источника 1 выбра1 но большим, чем напряжение Е источника 2. В результате протекайия то- 40 ка через резисторы 5 и 11 и через делитель 13 в исходном состоянии в паузах между импульсами на резисторе 5 образуется малое положительное напряжение Е (фиг.2 в), недостаточное для отпи-45 рания диода 12 и эмиттерно-базового перехода р-n-p-транзистора 7. На выходе делителя 13 образуется напряжение обратной связи Е отрицатель1 ной полярности около(1-2 B) относительно катода ЛБВ 6 (фиг.2 r), которое отпирает n-p-n-транзистор 8, включенный по схеме с общей базой.

Транзистор 8 шунтирует резисторы

5 и 11, напряжение Е 8 между коллектором и базой минимально — порядка 12 В (фиг.2 д ), транзистор 7 при этом заперт и напряжение Е на его коллекторе максимально по абсолютной величине (фиг.2 ж ). В результате к сетке ЛБВ б оказывается прило- 60 женным запирающее напряжение -(Е.,—

-E ), имеющее отрицательный знак относительно катода (фиг.2 е ).

При поступлении положительного импульса запуска Е„ от выхода источ- 65 ника 10 на вторичной обмотке импульсного трансформатора, выполняющего функцию инвертора полярности и дифференцирующего элемента, появляется пара разнополярных кратковременных импульсов Е (фиг.2 а и б). Первый из них, имеющий отрицательную полярность и совпадающий по времени с фронтом импульса, поступает на базу р-h-p-транзистора 7 и отпирает его. Напряжение Е на его коллекторе уменьшается до малой величины (фиг.2 ж ).

В результате протекания тока от источника 2 через открытый транзистор 7, диод 12, резистор 11 и делитель 13 к сетке ЛБВ 6 и делителю 13 прикладывается положительное напряжение (фиг.2 е ), примерно равное Е> (за вычетом падения напряжения), ЛБВ б отпирается, и в ней происходит процесс усиления СВЧ сигнала.

Одновременно на выходе делителя

13 появляется небольшое положительное напряжение Е, около 2-3 В (Лиг.

2 г), поступающее на эмиттер h-р -птранзистора 8 и запирающее его.

Благодаря этому положительное напряжение Е1„от источника 1 через цепь обратной связи в виде делителя напряжения, образованного резисторами

5 и 11, и далее через открытый диод 12 прикладывается к эмиттеру р-и-р-транзистора 7 и удерживает его в открытом состоянии после окончания импульса. Е на базе (фиг.2 ж)

Ток базы транзистора 7 при этом замыкается через вторичную обмотку трансформатора 9.

Итак, после окончания отрицательного импульса запуска Е транзистор

7 остается открытым, а транзистор

8 — запертым, на сетке ЛБВ б существует положительное отпирающее напряжение, близкое к Е

Спустя промежуток времени, равный заданной дпительности импульса

Е„, на вторичной обмотке трансформатора 9 появляется положительный импульс сброса Eg, соответствующий окончанию импульса фиг.2 а и б и запирающий р-и-р-транзистор 7.

В результате к сетке ЛБВ и,к делителю 13 вновь прикладывается отрицател ное напряжение (Е;Е,фиг.2 е).На эмиттер и-р-и-транзистора 8 поступает вновь отрицательное напряжение Е от выхо-да делителя 13. Транзистор Ъ отпирается и шунтирует резисторы 5 и 11 (фиг.2 в и г). Напряжение Е.,„ на резисторе 11 уменьшается вновь до величины меньшей, чем напряжения отпирания диода 12 и промежутка база эмиттер р-n-p-транзистора 7, благодаря чему этот транзистор запирается, и устройство переходит в исходное состояние вплоть до появления

1092712

duz, f очередного отрицательного импульса

Е (фиг. 2 ж .

Итак, в промежутках времени < между импульсами Е9 запуска и сброса фиг. 2 а и б ) на сетку ЛБВ б подаются модулирующие импульсы положительной полярности, а в интервалах между импульсами в течение времени ТЛБ — запрета (фиг.2 е).

Максимальная величина длительнос- 10 ти импульсов Г не ограничена, а минимальная величина С ойределяется временами включения и выключения транзисторов 7 и 8 и может достигать

1 мкс и менее. 15

Положительный технический эффект от использования предложения состоит в том, что параметры трансформатора 9 не оказывают влияния на форму модулирующих импульсов, поступающих на сетку ЛБВ б, при изменении их длительности и частоты повворения в широких пределах. Это происходит потому, что трансформатор 9 участвует только в процессе передачи кратковременных импульсов запуска и сброса Е9, которые имеют малую фиксированную длительность. Требования к форме этих импульсов не являются жесткими. Улучшение формы импульсов способствует, например, увеличению разрешающей способности, РЛС со сжатием импульсов при испоэ.еУ .зовании устройства в составе коге1 рентного передающего устройства.

1092712

Еу

F>

4 .2

Составитель В.Егоркин

Корректор В.Бутяга

Редактор Т.Парфенова Техред В.Далекорей

Ти аж 862 Подписное

Закаэ 3275/43 Тираж тета СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по д о делам иэобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская на ., д. а наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4