Мощная импульсная модуляторная лампа
Изобретение относится к области электронной техники. Технический результат заключается в повышении мощности, электрической и механической прочности, в уменьшении массы и габаритов, а также в упрощении технологии изготовления. Корпус лампы выполнен из двух коаксиальных металлических труб и кольцевых крышек, во внутренней трубе расположен радиатор. Внутри корпуса к внутренней трубе присоединен общий анод - кольцевой диск с отверстиями. В каждом отверстии расположен цилиндрический катод с управляющей и прикатодной сетками. Прискатодная сетка соединена электрически с катодом. Сетки изготовлены из сплавов коваровой группы. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области электронной техники, а именно к такому классу ЭВП, как импульсные модуляторные лампы (ИМЛ), преимущественно мощные.
Известна многокатодная пакетная цилиндрическая ИМЛ, в которой “один или несколько катодов овального сечения смонтированы вместе с сетками в единый пакет также овального сечения” [1, с.11, рис.3]. В лампе может быть один или несколько таких пакетов. Пакеты охватываются одним общим анодом. Для увеличения коммутируемой мощности число пакетов увеличивают до 10, как в лампе ГМИ-2Б. Как отмечается в [1], “лампы такой конструкции недостаточно устойчивы к механическим воздействиям”.
Для повышения механической прочности в другой конструкции лампы использован один мощный цилиндрический катод и охватывающие его управляющая и экранирующая сетки. Анод также цилиндрический с ребрами радиатора на внешней поверхности и крепится на нескольких держателях в колбе [1, с.12, рис.4]. Недостатком такой конструкции является ограниченная коммутируемая мощность из-за того, что анод находится внутри вакуумного корпуса и потому охлаждение его затруднено. Анод охлаждается только за счет лучеиспускания и очень малой теплопередачи по держателям к стеклянному корпусу.
Известен также “триод с защитной сеткой” [1, с.14-16, рис.6]. На самом деле эта лампа также тетрод, т.к. имеет 2 сетки: управляющую и защитную. Защитная сетка введена с целью повышения электрической прочности, она находится между анодом и управляющей сеткой и соединена с катодом (т.е. имеет нулевой электрический потенциал) и, следовательно, усложняет управление электронным потоком. Токопрохождение в этой лампе является также недостаточно высоким и не превышает 86%, а поэтому и мощность управления весьма значительна (что подтверждают характеристики триодов с защитной сеткой типа ГМИ-42Б и ГМИ-46Б).
Известна конструкция маломощного триода с катодной сеткой [2, с.251]. Эта сетка требует подачи постоянного положительного напряжения на нее и, следовательно, дополнительного источника питания; она не применяется в ИМЛ.
Наиболее близким техническим решением является ИМЛ многокатодная с анодом в центре [1, с.13-14, рис.5]. Из-за высокой мощности рассеяния анод и сетка имеют принудительное жидкостное охлаждение, что увеличивает массу и габариты. Такие лампы имеют низкую механическую прочность и применяются в основном в стационарной аппаратуре. Существующие ИМЛ обладают, таким образом, рядом недостатков.
Недостаточно высокое токопрохождение на анод обусловлено принятым расположением электродов относительно друг друга: катод - управляющая сетка - экранирующая (или защитная) сетка - анод. Токи сеток составляют 15-20% от тока анода, т.е. токопрохождение на анод не превышает 86% [1, с.9]. Вследствие этого ИМЛ имеют большую мощность управления: коэффициент усиления по мощности Кум подавляющей части ИМЛ не превышает 200 (например, у близких по коммутируемой мощности ИМЛ: ГМИ-27 Кум
84; у ГМИ-46 Кум 170).
Затруднен теплоотвод от анода и от сеток из-за размещения их внутри корпуса. При жидкостном охлаждении добавляются развязки, что приводит к увеличению массы и габаритов [1, с.13-14, рис.5].
Изготовленные из молибденовой проволоки протяженные сетки недостаточно формоустойчивы, что снижает механическую прочность ламп [1, с.11, 13, 14].
Сложная технология изготовления ламп за счет операций золочения сеток и покрытия внешней поверхности анодов тонким слоем циркония.
Технический результат изобретения заключается в повышении мощности, электрической и механической прочности, а также в упрощении технологии изготовления и уменьшении массы и габаритов импульсной модуляторной лампы.
Конструкцию предлагаемой ИМЛ характеризует следующее:
Корпус выполнен из двух коаксиальных металлических труб и кольцевых крышек; во внутренней трубе расположен радиатор (в некоторых случаях съемный); внутри корпуса к внутренней трубе присоединен общий анод в форме кольцевого диска с отверстиями, в которых располагаются катоды и сетки. В результате улучшается охлаждение лампы, повышается механическая прочность, уменьшаются ее масса и габариты, а также упрощается технология изготовления ламп, поскольку не требуется покрывать анод цирконием.
В электродную систему между катодом и управляющей сеткой введена прикатодная сетка, соединенная электрически с катодом. За счет этого улучшается фокусировка электронов, уменьшается их оседание на управляющей сетке, увеличивается токопрохождение на анод и уменьшается мощность управления электронным потоком, что приводит к снижению мощности рассеяния в лампе и уменьшению ее массы и габаритов, а также повышению электрической прочности, т.к. прикатодная сетка предохраняет катод от разрушения при случайном электрическом пробое.
Число анодных отверстий от 6 до 30 выбирают в зависимости от требуемого анодного тока.
Изготовление сеток из сплавов коваровой группы, имеющих большую пластичность по сравнению с обычно применяемым молибденом, повышает механическую жесткость (прочность) сеток.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1.представлен разрез лампы. На фиг.2 представлено сечение лампы, где анодные отверстия показаны без заполнения их катодами и сетками.
Корпус образован металлическими трубами 1, 2 и крышками 3, 4.
Общий анод выполнен в виде кольцевого диска 5 с анодными отверстиями.
В каждом анодном отверстии находится катод 6 с прикатодной сеткой 7 и управляющей сеткой 8.
Внутренняя труба 2 имеет полость 9 для размещения воздушного (или с жидкостным охлаждением) радиатора.
Все катоды и сетки закреплены на диске-держателе 10.
Испытания моделей лампы подтвердили достоинства лампы:
высокое токопрохождение на анод (95-98%);
малая мощность управления электронным потоком (по источникам питания к тому же это триод, а не тетрод) в 10 раз меньше, чем в существующих ИМЛ;
остаточное напряжение составляет 700-1000 В по сравнению с 2000-4000 В в существующих ИМЛ;
внутреннее сопротивление в 2-3 раза меньше, чем в существующих ИМЛ;
катод защищен от случайных пробоев;
катодно-сеточный узел и лампа в целом механически прочны;
теплоотдача анода повышена.
Эти качества обеспечивают устойчивость к электрическим пробоям, вибрациям и ударам и в конечном счете безотказность и долговечность такой мощной ИМЛ.
Источники информации
1. Б.А.Подъяпольский, В.К.Попов. Импульсные модуляторные лампы. Москва, Советское радио, 1967.
2. Электроника. Энциклопедический словарь. Москва, Советская энциклопедия, 1991, с.251.
Формула изобретения
1. Мощная импульсная модуляторная лампа, содержащая в вакуумном корпусе электродные системы триодного типа, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде двух металлических коаксиальных труб и кольцевых крышек, внутри которого перпендикулярно внутренней трубе расположен общий анод в виде кольцевого диска с анодными отверстиями в количестве 6 - 30 с размещенными в каждом из них соосно цилиндрическим катодом и управляющей и прикатодной сетками, закрепленными на диске-держателе, причем каждая управляющая сетка размещена между стенкой анодного отверстия и прикатодной сеткой, электрически соединенной с катодом.
2. Мощная импульсная модуляторная лампа по п.1, отличающаяся тем, что все сетки выполнены из сплавов коваровой группы.
