Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным модуляторам СВЧ-приборов и может быть использовано в радиопередающих устройствах.
Известен импульсный модулятор, состоящий из источника анодного питания, зарядной и разрядной ламп, источника смешения зарядной лампы, двух импульсных трансформаторов, управляющих каждый одной из ламп, параллельной RC-цепи, соединяющей обмотки импульсных трансформаторов так, что при возникновении на сетке одной из ламп положительного открывающего лампу импульса на сетке другой лампы возникает отрицательный запирающий лампу импульс [1] .
Недостатками модулятора являются большие масса и габариты в связи с использованием двух импульсных трансформаторов, рассчитанных на передачу импульсов длительностью, равной длительности выходного импульса.
Наиболее близким к изобретению, выбранным в качестве прототипа является импульсный модулятор, содержащий источник анодного питания, положительный полюс которого через первый резистор соединен с анодом зарядной лампы, сетка которой через второй резистор соединена с одним из выводов вторичной обмотки первого импульсного трансформатора и первым выводом третьего резистора, причем катод зарядной лампы соединен с выходом модулятора, положительным полюсом первого источника смещения, первым выводом четвертого резистора и через пятый резистор с анодом разрядной лампы, отрицательный полюс первого источника смещения соединен с другим выводом вторичной обмотки первого импульсного трансформатора и вторыми выводами третьего и четвертого резисторов, сетка разрядной лампы через шестой резистор соединена с одним из выводов вторичной обмотки второго импульсного трансформатора и первым выводом седьмого резистора, катод разрядной лампы соединен с положительным полюсом второго источника смещения, отрицательным полюсом источника анодного питания, первым выводом восьмого резистора, общей шиной модулятора, отрицательный полюс второго источника смещения соединен с другим выводом вторичной обмотки второго импульсного трансформатора, вторыми выводами седьмого и восьмого резисторов [2] .
Недостатками прототипа являются высокое энергопотребление и большие масса и габариты. Высокое энергопотребление модулятора происходит из-за наличия в момент включения одной из ламп наряду с током, протекающим через нагрузку, сквозного тока, протекающего через обе лампы. Этот ток обусловлен следующим. В момент включения одной из ламп повышается напряжение катод - анод на другой лампе, что приводит к ее открыванию за счет протекания зарядного тока через емкость анод - катод и повышения напряжения катод - сетка этой лампы. Плохие массогабаритные характеристики модулятора вызваны наличием двух импульсных трансформаторов, предназначенных для передачи большой импульсной мощности и имеющих поэтому большие массу и габариты магнитопроводов.
Целью изобретения является снижение энергопотребления и улучшение массогабаритных характеристик модулятора.
Цель достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий источник анодного питания, положительный полюс которого через первый резистор соединен с анодом зарядной лампы, сетка которой через второй резистор соединена с одним из выводов вторичной обмотки первого импульсного трансформатора и первым выводом третьего резистора, причем катод зарядной лампы соединен с выходом модулятора, положительным полюсом первого источника смещения, первым выводом четвертого резистора и через пятый резистор с анодом разрядной лампы, отрицательный полюс первого источника смещения соединен с другим выводом вторичной обмотки первого импульсного трансформатора и вторыми выводами третьего и четвертого резисторов, сетка разрядной лампы через шестой резистор соединена с одним из выводов вторичной обмотки второго импульсного трансформатора и первым выводом седьмого резистора, катод разрядной лампы соединен с положительным полюсом второго источника смещения, отрицательным полюсом источника анодного питания, первым выводом восьмого резистора, общей шиной модулятора, отрицательный полюс второго источника смешения соединен с другим выводом вторичной обмотки второго импульсного трансформатора, вторыми выводами седьмого и восьмого резисторов, введен общий магнитопровод между первым и вторым импульсными трансформаторами, вторичные обмотки которых включены относительно их магнитных потоков встречно друг к другу.
Положительный эффект достигается за счет введения магнитной связи между импульсными трансформаторами, при которой в случае появления положительного импульса напряжения сетка - катод на одной из ламп, появляется отрицательный импульс напряжения сетка - катод на другой лампе. Этот отрицательный импульс компенсирует положительный заряд, приходящий через емкость анод - сетка второй лампы в момент включения первой лампы и тем самым исключает ее открывание и протекание сквозного тока через обе лампы, что уменьшает энергопотребление импульсного модулятора.
С другой стороны, в связи с прохождением через импульсные трансформаторы с общим магнитопроводом сигналов в разное время передаваемая импульсная мощность не увеличивается, что позволяет общий магнитопровод выполнить, используя магнитопровод только одного импульсного трансформатора устройства-прототипа, т. е. снизить массу и габариты импульсного модулятора.
На фиг. 1 изображена схема импульсного модулятора; на фиг. 2 приведены временные диаграммы его работы.
Импульсный модулятор содержит источник 1 анодного питания, зарядную 2 и разрядную 3 лампы, два импульсных трансформатора 4, 5, восемь резисторов 6-13, два источника 14, 15 смещения. Положительный полюс источника 1 анодного питания через первый резистор 6 соединен с анодом зарядной лампы 2, сетка которой через второй резистор соединена с одним из выводов вторичной обмотки первого импульсного трансформатора 4 и первым выводом третьего резистора 8. Катод зарядной лампы 2 соединен с выходом модулятора, положительным полюсом первого источника 14 смещения, первым выводом четвертого резистора 9 и через пятый резистор 10 с анодом разрядной лампы 3. Отрицательный полюс первого источника 14 смещения соединен с другим выводом вторичной обмотки первого импульсного трансформатора 4 и вторыми выводами третьего 8 и четвертого 3 резисторов. Сетка разрядной лампы 3 через шестой резистор 11 соединена с одним из выводов вторичной обмотки второго импульсного трансформатора 5 и первым выводом седьмого резистора 12, катод разрядной лампы 3 соединен с положительным полюсом второго источника 15 смещения, отрицательным полюсом источника 1 анодного питания, первым выводом восьмого резистора 13, общей шиной модулятора. Отрицательный полюс второго источника 15 смещения соединен с другим выводом вторичной обмотки второго импульсного трансформатора 5, вторыми выводами седьмого 12 и восьмого 13 резисторов. Первый 4 и второй 5 импульсные трансформаторы выполнены на общем магнитопроводе, а их вторичные обмотки подключены относительно их магнитных потоков встречно друг к другу.
Импульсный модулятор работает следующим образом.
В исходном состоянии (t = 0) после подачи напряжения накалов на зарядную 2 и разрядную 3 лампы, включения первого 14 и второго 15 источников смещения и источника 1 анодного питания на выходе модулятора за счет подбора значений напряжения Есм1 > Есм2 устанавливается постоянное напряжение Uвых < Еа. После подачи на первый вход модулятора импульса запуска зарядная лампа 2 открывается и заряжается выходная емкость нагрузки, формируя фронт выходного импульса. При этом на вторичной обмотке второго импульсного трансформатора 5 возникает отрицательный импульс (Uт.2), который компенсирует на сетке разрядной лампы 3 положительный заряд, поступающий через паразитную емкость между ее анодом и сеткой, тем самым предотвращая ее открывание и увеличение энергопотребления от источника 1 анодного питания. Во время формирования плоской части выходного импульса (после прохождения импульса запуска) напряжение на выходе (Uвых) медленно спадает за счет утечки заряда выходной емкости нагрузки. После подачи на второй вход модулятора импульса срыва разрядная лампа 3 открывается и через нее разряжается выходная емкость нагрузки, формируя спад выходного импульса, напряжение анод - катод зарядной лампы 2 возрастает и на сетку этой лампы через паразитную емкость между ее анодом и сеткой начинает поступать положительный заряд. Одновременно на вторичной обмотке первого импульсного трансформатора 4 возникает отрицательный импульс, компенсирующий положительный заряд на сетке зарядной лампы 2, что предотвращает ее открывание и увеличение энергопотребления от источника 1 анодного питания. После прохождения импульса срыва напряжение на выходе устанавливается в исходное состояние.
Объединение общим магнитопроводом двух трансформаторов дает возможность за счет мягкой магнитной связи (Kсв ≅ 0,7) между ними и жесткой связи внутри них между собственными обмотками (Ксв близко к единице) уменьшить потери во входных устройствах одного трансформатора 4 в момент его выполнения от нагрузки входными устройствами другого трансформатора 5 и наоборот.
Таким образом, изобретение позволяет уменьшить энергопотребление от источника питания и массогабаритные характеристики модулятора. (56) 1. Кублановский Я. С. , Батуров Б. Б. , Межнев П. П. Сеточный модулятор СВЧ-усилителей. Вопросы радиоэлектроники, серия Общие вопросы радиоэлектроники, вып. 7, 1984, с. 59-69.
2. ОСТ. 11331.005-75. Лампы модуляторные для работы в импульсном режиме. Руководство по применению. ВНИИЭлектростандарт, с. 29-33.
Импульсный модулятор используется в радиопередающих устройствах. Сущность изобретения: модулятор содержит источник 1 анодного питания, зарядную 2 и разрядную 3 лампы, импульсные трансформаторы 4, 5, резисторы 6, 13 и источники 14, 15 смешения. 2 ил.
ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР , содеpжащий источник анодного питания, положительный полюс котоpого чеpез пеpвый pезистоp соединен с анодом заpядной лампы, сетка котоpой чеpез втоpой pезистоp соединена с одним из выводов втоpичной обмотки пеpвого импульсного тpансфоpматоpа и пеpвым выводом тpетьего pезистоpа, катод заpядной лампы соединен с выходом модулятоpа, положительным полюсом пеpвого источника смещения, пеpвым выводом четвеpтого pезистоpа и чеpез пятый pезистоp с анодом pазpядной лампы, отpицательный полюс пеpвого источника смещения соединен с дpугим выводом втоpичной обмотки пеpвого импульсного тpансфоpматоpа и втоpыми выводами тpетьего и четвеpтого pезистоpов, сетка pазpядной лампы чеpез шестой pезистоp соединена с одним из выводов втоpичной обмотки втоpого импульсного тpансфоpматоpа и пеpвым выводом седьмого pезистоpа, катод pазpядной лампы соединен с положительным полюсом втоpого источника смещения, отpицательным полюсом источника анодного питания, пеpвым выводом восьмого pезистоpа, общей шиной модулятоpа, отpицательный полюс втоpого источника смещения соединен с дpугим выводом втоpичной обмотки втоpого импульсного тpансфоpматоpа, втоpыми выводами седьмого и восьмого pезистоpов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энеpгопотpебления массогабаpитных хаpактеpистик модулятоpа, в него введен общий магнитопpовод между пеpвым и втоpым импульсным тpансфоpматоpами, втоpичные обмотки котоpых подключены относительно их магнитных потоков встpечно одна дpугой.
