Клапанные передатчики

This article does not cite any sources. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Valve transmitters" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (December 2009) (Learn how and when to remove this message)

Большинство усилителей передатчиков высокой мощности имеют ламповую конструкцию из-за высокой требуемой мощности.

Поскольку клапаны рассчитаны на работу с гораздо более высокими резистивными нагрузками, чем твердотельные приборы, наиболее распространенной анодной схемой является настроенная LC-цепь , в которой аноды подключены к узлу напряжения . Эту схему часто называют схемой анодного резервуара .

Примером этого, используемого на VHF/ UHF , может служить 4CX250B; примером двойного тетрода может быть QQV06/40A. Тетрод имеет экранную сетку, которая находится между анодом и первой сеткой. Она заземлена на рабочей частоте, но несет постоянный потенциал, обычно от 10 до 50% от напряжения анода. Экранная сетка служит для увеличения усиления каскада, а также обеспечивает экранирование, которое увеличивает стабильность схемы за счет уменьшения эффективной емкости между первой сеткой и анодом.

Для схем с очень высоким коэффициентом усиления экранирующий эффект экрана может быть недостаточным для предотвращения всех связей от пластины обратно к сетке. Даже небольшое количество обратной связи может вызвать трудности настройки и, возможно, даже самовозбуждение. Связь энергии с выхода обратно на вход может также происходить из-за плохой компоновки схемы. Поэтому часто необходимо добавлять схему нейтрализации, которая подает часть выходного сигнала обратно на вход с надлежащей амплитудой и противофазой, чтобы отменить вышеупомянутые нежелательные эффекты.

Как и во всех трех основных конструкциях, показанных здесь, анод лампы подключен к LC-контуру для настройки пластинчатого контура на резонанс . Питание может быть подключено к антенне через дополнительную индуктивную связь, как показано. Чаще всего современные схемы используют сеть Pi для резонирования пластинчатого контура и согласования его с антенной, а также для снижения гармоник.

При фиксированном анодном напряжении анодный ток триода можно описать следующим уравнением:

${\displaystyle I_{\mathsf {anode}}=K_{1}\cdot \left(E_{\mathsf {grid}}-N_{1}\right)+K_{2}\cdot \left(E_{\mathsf {grid}}^{2}-N_{2}\right)+K_{3}\cdot \left(E_{\mathsf {grid}}^{3}-N_{3}\right)\ \ldots }$

Для тетрода уравнение будет иметь вид:

${\displaystyle {\begin{aligned}I_{\mathsf {anode}}=&~K_{1\ {\mathsf {grid}}1}\cdot \left(E_{{\mathsf {grid}}1}-N_{1\ {\mathsf {grid}}1}\right)+K_{2\ {\mathsf {grid}}1}\cdot \left(E_{{\mathsf {grid}}1}^{2}-N_{2\ {\mathsf {grid}}1}\right)+K_{3\ {\mathsf {grid}}1}\cdot \left(E_{{\mathsf {grid}}1}^{3}-N_{3\ {\mathsf {grid}}1}\right)\ \ldots \\+&~K_{1\ {\mathsf {grid}}2}\cdot \left(E_{{\mathsf {grid}}2}-N_{1\ {\mathsf {grid}}2}\right)+K_{2\ {\mathsf {grid}}2}\cdot \left(E_{{\mathsf {grid}}2}^{2}-N_{2\ {\mathsf {grid}}2}\right)+K_{3\ {\mathsf {grid}}1}\cdot \left(E_{{\mathsf {grid}}2}^{3}-N_{3\ {\mathsf {grid}}2}\right)\ \ldots \end{aligned}}}$

Обратите внимание, что поскольку вторая сетка находится дальше от катода , значения констант K для второй сетки будут меньше, чем для первой сетки.

Поскольку вторая сетка (сетка экрана) в тетроде поддерживается при постоянном потенциале, уравнение для тетрода можно свести к уравнению для триода, при условии, что сетка экрана поддерживается при том же потенциале.

Короче говоря, анодный ток контролируется электрическим потенциалом (напряжением) первой сетки. К клапану применяется смещение постоянного тока , чтобы гарантировать, что используется та часть уравнения переноса, которая наиболее подходит для требуемого применения.

Входной сигнал может возмущать (изменять) потенциал сетки, а это в свою очередь изменит анодный ток . Другим термином для анода в клапане является пластина , поэтому во многих конструкциях анодный ток называется током пластины.

В конструкциях ВЧ, показанных на этой странице, между анодом и источником высокого напряжения (условно называемым B+) находится настроенный контур . Этот настроенный контур был приведен в резонанс, и в конструкции класса A может рассматриваться как сопротивление. Это происходит потому, что резистивная нагрузка связана с настроенным контуром. В аудиоусилителях резистивная нагрузка ( громкоговоритель ) связана через трансформатор с усилителем. Короче говоря, нагрузку, образованную громкоговорителем, работающим через трансформатор, можно рассматривать как резистор, подключенный между анодом лампы и B+.

Поскольку ток, протекающий через анодное соединение, контролируется сеткой, то ток, протекающий через нагрузку, также контролируется сеткой.

Одним из недостатков настроенной сетки по сравнению с другими конструкциями РЧ является необходимость нейтрализации.

Примером пассивной сетки, используемой на частотах VHF/ UHF , может служить 4CX250B ; примером двойного тетрода может служить QQV06/40A. Тетрод имеет экранную сетку, которая находится между анодом и первой сеткой, цель экранной сетки — повысить устойчивость схемы за счет уменьшения емкости между первой сеткой и анодом. Сочетание эффектов экранной сетки и демпфирующего резистора часто позволяет использовать эту конструкцию без нейтрализации.

Сигналы поступают в схему через конденсатор, затем они подаются непосредственно на первую сетку лампы. Значение резистора сетки определяет усиление каскада усилителя. Чем больше резистор, тем больше усиление, тем ниже эффект затухания и тем выше риск нестабильности. При таком типе каскада хорошая компоновка менее важна.

Пассивная конструкция сетки идеальна для аудиооборудования, поскольку аудиооборудование должно быть более широкополосным, чем радиочастотное оборудование. Радиочастотному устройству может потребоваться работать в диапазоне от 144 до 146 МГц (1,4% октавы), в то время как аудиоусилителю может потребоваться работать в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, в диапазоне трех порядков величины.

• Стабильный, нейтрализация обычно не требуется
• Постоянная нагрузка на захватывающем этапе

• Низкий коэффициент усиления, требуется большая входная мощность
• Меньше усиления, чем настроенная сетка
• Меньше фильтрации, чем у настроенной сетки (более широкая полоса пропускания), поэтому усиление внеполосных паразитных сигналов, таких как гармоники, от возбудителя больше

В этой конструкции используется триод. Ток сетки, потребляемый в этой системе, выше, чем требуется для двух других базовых конструкций. Из-за этого лампы, такие как 4CX250B, не подходят для этой схемы. Эта схема использовалась на частоте 1296 МГц с использованием триодных ламп с дисковым уплотнением, таких как 2C39A.

Сетка поддерживается на нулевом потенциале, а привод подается на катод через конденсатор. Источник питания нагревателя должен быть очень тщательно изолирован от катода, поскольку в отличие от других конструкций катод не подключен к ВЧ-земле. Катод может иметь тот же постоянный потенциал, что и сетка, если используется такой клапан, как 811A (триод нулевого смещения), в противном случае катод должен быть положительным по отношению к сетке, чтобы обеспечить надлежащее смещение. Это можно сделать, поместив стабилитрон между катодом и землей или подключив подходящий источник питания к катоду.

• Стабильный, нейтрализация обычно не требуется
• Часть мощности возбуждающего каскада появляется на выходе (без инверсии фазы)

• Очень низкий коэффициент усиления, требуется гораздо большая входная мощность
• Нагреватель должен быть изолирован от земли с помощью дросселей.