Главная страница Комод Кухня Компьютерный стол Плетеная мебель Японский стиль Литература
Главная  Передающие устройства СВЧ 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 [ 104 ] 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

становлению на другой частоте, т. е. к изменению частоты:

(ii = d(pjdt. (11.11)

Если учесть характер связи между ускоряющим напряжением Uo и скоростью Vo, то у приборов 0-типа СМХ имеет квадратичный характер, а у приборов М-типа - линейный (рис. 11.2, а, б соответственно).

В приборах СВЧ всякое изменение питающего напряжения сопровождается изменением тока луча и времени пролета электронов, поэтому обычно имеет место смешанная амплитудно-угловая модуляция, что требует совместного рассмотрения СМХ амплитудной и угловой модуляций.

§ 11.2. АМПЛИТУДНАЯ МОДУЛЯЦИЯ

Амплитудная модуляция (AM) - изменение амплитуды несущего колебания в соответствии с модулирующим сигналом. Амплитудно-модулированное колебание можно записать в виде

t (0 = /(Осо5(сйо^ + Фо). (11.12)

Характер огибающей сигнала / (t) определяется модулирующим сигналом S (t). Если его представить в виде тригонометрического ряда, то выражение (11.12) имеет вид

i (t) = /н cos (Оо/ 4- 2[os (й)о + п)( + 4>п\ +

+ mn[cos{-Q,)t(11.13)

п

где т„ - коэффициент модуляции по п-й гармонике модулирующего сигнала.

Из (11.13) следует, что АМ-колебание состоит из несущей и двух боковых полос, причем их частоты отличаются от несущей на При усилении АМ-сишала его спектр определяет требования к ширине полосы пропускания усилителя СВЧ.

AM возможна практически во всех типах генераторных и усилительных приборов СВЧ, однако чаще всего ее используют в клистронах, ЛБВ и ЛОВ.

Как уже отмечалось в § 11.1, в приборах СВЧ, где источник электронов вынесен из пространства взаимодействия, СМХ по току имеет вид / = piif-, где Ыу - управляющее



напряжение. Роль последнего в пролетных клистронах, а также в ЛБВ и ЛОВ 0-типа (при постоянном напряжении первого анода u i) играет ускоряющее напряжение Uo, ЛБВ и ЛОВ М-типа напряжение первого анода Ищ; в МНН- напряжение управляющего электрода Uy. В ЛБВ 0-типз управляющим может быть также и Uai при постоянном ускоряющем напряжении Ug. Таким образом, в передатчиках в которых использованы эти приборы, в принципе возмож на AM изменением всех перечисленных напряжений. Прак тическое применение того или иного способа AM обуслов лено конкретными его особенностями, такими, как энерге тика процесса, степень паразитной угловой модуляции требования к модулирующему устройству, и т. д.

AM ускоряющим напряжением Uo имеет целый ряд весьма существенных недостатков: СМХ нелинейна; мощность, потребляемая от источника модулирующих колебаний, обычно велика (соизмерима с мощностью модулируемого каскада). Кроме того, AM ускоряющим напряжением сопровождается в усилительных каскадах значительной паразитной фазовой модуляцией, в автогенераторах - паразитной частотной модуляцией. Поэтому этот вид AM обычно не применяют, и AM производят изменением напряжений на первом аноде Uai или на специально вводимых в конструкцию приборов управляющих электродах (сетках). Сеточный ток в области линейной модуляции отсутствует, следовательно, мощность, потребляемая от модулятора, равна нулю. Паразитная фазовая модуляция также отсутствует.

AM в ЛБВ 0-типа обычно производят изменением напряжения на первом аноде Uai- Статическую модуляционную характеристику по мощности в этом случае можно получить, используя (11.3) и (9.12):

Рз..= l,546Cf/o/or]k= 1,546 (-j иорУа{\ =

= 0,97рЦУ, иГии, (11.14)

где Лк - коэффициент полезного действия колебательной замедляющей системы.

Как следует из (11.14), по выходной мощности модуляция линейна. Схема AM ЛБВ изменением напряжения на первом аноде представлена на рис. 11.3. Мощность по постоянному току, потребляемая от источника напряжения

смещения fali,. Pal = £al /al,i, где /а1н - ТОК ПСрВОГО

анода в отсутствии модуляции. 314



Мощность, которую должен развить модулятор, можно найти по (11.4), используя равенство i?j = (2/3)/?aj = = (2/3) (f/ i i ).

В лампах прямой волны М-типа при постоянном значении магнитной индукщж В ток луча также связан с напряжением на первом аноде законом степени трех вторых

0 = () af.

:ii.i5)

Выходная мощность для этих приборов может быть найдена по обычному соотношению

= Ф 1о = ФоРх (В) uli = СгиТ-

3/2

(11.16)

u(Qt)

Ua,(Qt}

-0 0-

I I I I I

Вход Выход

К. п. д. TI практически не зависит от Ыаъ поэтому при постоянном ускоряющем напряжении он постоянен. Зависимость (11.16) не квадратичная, поэтому AM по первому

аноду в ЛБВ М-типа неиз- , ,

бежно сопровождается нелинейными искажениями. 0

Усилительные приборы СВЧ часто работают в режиме усиления АМ-колебаний. Для неискаженного усиления АМ-сигналов необходимо находиться в пределах линейного участка зависимости выходной мощности от входной, приче.м рабочую точку выбирают в середине этого участка. При таком режиме работы средний ток луча за время, равное периоду модулирующего сигнала, не меняется, следовательно, и мощность, потребляемая приборо.м от источника питания, остается неизменной. Так как выходная мощность (особенно при глубокой модуляции) изменяется сильно, то и к. п. д. существенно .меняется при изменении Р^к- Это п;?иводит к увеличению мощности, рассеиваемой в приборе, для уменьшения которой и увеличения к. п. д. в режиме усиления АМ-колебаний целесообразно понижать ускоряющее напряжение примерно на 25 - 30 % по сравнению с его номинальным значением.

При использовании для усиления ЛМ-сигналов ЛБВ О-типа нужно иметь в виду, что из.менение входной мощности в этих приборах приводит и к фазовой модуляции

Рис. 11.3. Схема амплитудной модуляции ЛБВ типа О по первому аноду



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 [ 104 ] 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149

© 2007 EPM-IBF.RU
Копирование материалов разрешено в случае наличия письменного разрешения