Ламповый диапазонный генератор

 

№ 111737

Класс 21а4, 8оа

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЪСТВУ

Ф. А. Водопьянов

ЛАМПОВЫЙ ДИАПАЗОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

Заявлено 2 июня 1950 г. за № 425022 в Гостехнику СССР

Предметом изобретения--является ламповый диапазонный генератор, частота которого определяется величиной крутизны характеристики лампы.

В существующих широкодиапазонных регулируемых генераторах, изменение частоты которых осуществляется изменением крутизны одной или нескольких ламп, регулируемые элементы выполняются в виде каскадов, охваченных комплексной обратной связью по току. Недостатком подобных генераторов является необходимость наличия большого числа регулируемых по крутизне ламп для получения широкодиапазонности настройки.

В предлагаемом генераторе, с целью получения широкого диапазона частот при минимальном числе регулируемых по крутизне ламп, применена комплексная обратная связь по напряжению. Предлагается также практическая схема генератора с замкнутым кольцом, образованным из и каскадов с комплексной обратной связью по напряжению и одним фазоинверсным каскадом, и упрощенный вариант этой схемы без фазоинверсного каскада. В этой схеме фазовращающая часть замкнутого кольца образована одним каскадом с комплексной обратной связью по напряжению и одним усилительным каскадом, дающим постоянный сдвиг фазы в 90 .

Схема генератора с комплексной обратной связью по напряжению иэооражеиа иа фиг. 1. Дли этой схемы коэффиииеит передачи (К= — " — "1

Е определяется соотношением, 1 — SZ, Z,+Z Z,+Z.

1-ЯЛ + +

i и где: S — крутизна характеристики лампы; № 111737

R — внутреннее сопротивление лампы;

У„ У;, Z — сопротивления, показанные на схеме фиг. I.

Z.+Zi

Если в генераторе используется пентод, то - 0. Тi

При использовании в качестве нагрузки достаточно большого

2.+Z; сопротивления Z — — - 0 й

В этом случае

1 — SZ, 1 + SZ

При соответствующем выборе значений Z, и Z получаем.

1. К, =1 — 5Л„когда Z; — 0

1 — SZ

2. К, = 1,, когда Zi - Z, = Z (2) (3) 1

3. А;, 1, SZ., когда Z,=Î (5)

В случае, когда Z, и Z. образованы конденсаторами С, и С; вышеприведенные соотношения примут вид:

К,= 1+J

S (6)

1 у ж

С, (7)

1—

С, (8) S

1 — /

С, Таким образом, во всех трех случаях при изменении частоты О или крутизны лампы S изменяются лишь фазовые углы приведенных коэффициентов передачи, а модули остаются неизменными. При одновременном изменении крутизны и частоты фазовый угол также постоянен

S если — = const . (9) (10) Таким образом, рассматриваемые режимы работы обеспечивают также коэффициенты передачи, которые дают возможность построения широкодиапазонного генератора с настройкой изменением крутизны S.

Для обеспечения требуемого баланса фаз следует взять либо три, либо два каскада на комплексных лампах.

Действительно, если взять третью степень К или Кз, то: № 111737 (12) (О = каскадом.

Схема, показанная на фиг. 3, работает с конечными величинами

° Zo. На этой схеме указаны параметры элементов макета генератора. Здесь замкнутое кольцо образовано двумя лампами (Л и Л ) и одной фазоинверсной лампой Л,.

Для первого случая баланса фаз получаем при

3 — (I=0,ò. е. -, ик, „, — — 8 (11) а для второго случая:

r c 3 щду

1 з

Определяя квадрат К, имеем при С,.= С,= С

Я 2 Я

1 — (, 1+2j

С С (13)

Я, 2 Я

1 — (, ) — 2у

Отсюда условие баланса фаз: (14)

Два варианта схем генератора изображены на фиг 2 и 3. В схеме по фиг. 2лампы Л, Л,Л с конденсаторами С; и С„нагрузками R, и утечками R являются регулируемыми по крутизне, а лампа Л, служит фазоинвертором. Ее коэффициент усиления выбирается в зависимости от рассматриваемых выше режимов. В случае усилительного режима комплексных ламп, когда C; — — (для получения Z,=О), усиление

1 фазоинверсного каскада должно быть равна — (соотношение 11).

В случае работы регулируемых ламп с ослаблением (соотношение 12), когда С, — —, коэффициент усиления фазоинверсного каскада должен быть равен 8. В этом случае схема принимает вид генератора с катодными повторителями.

Очевидно, что первый режим предпочтителен, так как при нем фазоинверсный каскад имеет малое усиление и, следовательно, его фазовые сдвиги на высоких частотах будут пренебрежимо малы по сравнению с фазовым сдвигом, даваемым регулируемыми лампами. Кроме того, здесь ограничителем амплитуды является немодулируемая фазоинверсная лампа, так как колебания в цепи ее сетки в 8 раз больше колебаний в цепи анода. Благодаря этому амплитуда колебаний генератора не изменяется с частотой, как это имеет место в случае генератора с катодными повторителями, где амплитуда на низких частотах вследствие ма:. лой крутизны модулируемых ламп, ограничивающих колебания, резко падает.

При постоянном уровне ограничения можно усиление фазоинверсной лампы подобрать ближе к критическому и тем самым значительно улучшить форму кривой генерируемых колебаний.

Таким образом, схема, приведенная на фиг. 2, соответствующая случаю, когда регулируемые лампы работают в усилительном режиме, обладает существенными преимуществами по сравнению со схемой генератора на катодных повторителях.

В этой схеме замкнутое кольцо генератора образовано из трех (в общем случае из n) каскадов с комплексными цепями обратной связи, 18 каждый из которых дает сдвиг фаз на „, и одним фазоищверсным № 111737

На фиг. 4 приведены модуляционные характеристики генератора по первой f= (Ug,) и второй f=-ф (Ug, сеткам. Как видно, схема дает

f „> 12 мага и f;„<0,5 яггц,т. е.перекрытие по частоте больше 25 раз.

Клирфактор при наибольшей амплитуде составляет по второй гармонике приблизительно 10%, а по третьей гармонике — 3%.

На фиг. 5 изображена схема генератора с одной регулируемой лампой Л . Лампа J73 здесь служит фазоинвертором, а каскад на лампе

Л дает поворот фазы на 90 во всем диапазоне генерируемых частот.

Для этого она поставлена в режиме работы с емкостной нагрузкой (Ca )

1 1 при Р,) . Ее коэффициент усиления равен S ., т. е. он яв(О у,. /о> Ссиg ляется чисто мнимым. Модулирующее напряжение изменяет крутизну S так, чтобы приближенно соблюдалось равенство S= > C При этих условиях коэффициент усиления каскада будет равен ja, где о — вещественное число, близкое к единице. Таким образом, каскад на лампе Л дает поворот фаз па 90 во всем диапазоне генерируемых частот.

Дополнительный сдвиг фаз на 90 дает регулируемая лампа Л .

Поэтому частота генератора определяется соотношением 14.

Вариант генератора с одной регулируемой лампой приведен на фиг. 6. Здесь, как и в схеме на фиг. 5, каскад с лампой Л дает поворот фаз во всем диапазоне частот, но уже на 90, так как нагрузка образована индуктивностьюБлагодаря этому, необходимость в фазоинверсном каскаде отпадает и генератор может содержать лишь две лампы. Частота будет определяться крутизной лампы Л .

Предмет изобретения

1. Ламповый диапазонный генератор, частота которого определяется величиной крутизны характеристики лампы, отличающийся тем, что, с целью получения широкого диапазона частот при минимальном числе регулируемых по крутизне ламп, применена комплексная обратная связь по напряжению.

2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что фазовращающая часть его замкнутого кольца образована одним каскадом с комплексной обратной связью по напряжению и одним усилительным каскадом, дающим постоянный сдвиг фазы в 90 .

3. Генератор по п. 1, отл и ч а ю щи и ся тем, что его замкнутое кольцо образовано из и каскадов с комплексной ооратной связю по напряжению и одним фазоинверсным каскадом.

Фиг. i

Фиг. 5

Фиг. 6

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор И. В. Макаров Гр. 89

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14, Информационно-издательский отдел.

Объем 0,5I п. л. Зак, 3332

l мод

Подп, к печ. 16.Х-59 г.

Тираж 700 Цена 75 коп.