Устройство для сеточной импульсной модуляции лампы бегущей волны Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано преимущественно для сеточной импульсной модуляции усилительных электронных приборов СВЧ типа ЛББ (лампы бегущей волны | или клистронов, работающих в передающих устройствах СВЧ или установках для ускорения заряженных частиц. Известно устройство для импульс. ной модуляции, содержащее включенные последовательно катодом 1ЛБВ и общей шиной источник постоян;ного напряжения и два ключевых элемента на электронных лампах. При этом между анодом лампы первого клю чевого элемента и катоцом лампы вто рого ключевого элемента включен ста литрон.К объединенным выходам катод лампы второго ключевого элемента и тода стабилитрона присоединен- управ ляющий электрод ЛБВ или клистрона. Промежуток сетка-катод лампы первого ключевого элемента соединен чере трансформатор с выходом источника отрицательных управляющих импульсов заданной длительности, а между сеткой лампы второго ключевого элемента и объединенными выводами анода стабилитрона и анода лампы первого ключевого элемента подключен через трансформатор выход источника положительных пусковых импульсов Г13 Недостаток известного устройства малый КПД. Кроме того, иэ-за применения трансформатора для передачи импульсов заданной длительности на сетку лампы первого ключевого элемента возникают искажения формы импульсов при работе в расширенном диапазоне длительностей импульсов (от единиц до сотен мкс ) и частот и повторения (от сотен Гц до сотен кГ Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ, содержащее два источ ника питания, зашунтированные конденсаторами, отрицательные полюсы которых соединены между собой, а положительный полюс первого источника питания соединен с первым выводом первого резистора, р-п-р и п-р-п-транзисторы, импульсный трансформатор, один из выводов вторично обмотки которого соединен с базой р-п-р-транзистора, а первичная его мотка подключена к выходу источника импульсов запуска, а также второй резистор, катод ЛБВ соединен с исто ником ускоряющего напряжения, друго вывод вторичной обмотки импульсного трансформатора подключен к точке со единения положительного полюса второго источника питания и эмиттера р-п-р-транзистора, коллектор которо го соединен с сеткой ЛБВ непосредственно, а с отрицательным полюсом второго источника питания через второй резистор. Вторая вторичная обмотка импульсного трансформатора включена между базой и эмиттером п-р-п-транзистора, коллектор которого соединен с катодом ЛБВ и вторым выводом первого резистора. Эмиттер h-p-n-транзистора подключен к объединенным отрицательным полюсам обоих источников питания С22. Однако известному устройству присуще искажение формы импульсов при его работе в расширенном диапазоне длительностей и частот повторения импульсов, вызванное импульсным трансформатором. Цель изобретения - уменьшение искажений формы импульсов при изменении их длительности и частоты повторения. : Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ, содержащее два источника питания зашунтированные конденсаторами, отрицательные полюсы которых соединены между собой, а .положительный полюс первого источника питания соединен с первым выводом первого резистора, р-п-р и п-р-птранзисторы, импульсный трансформатор, один из выводов вторичной обмотки которого соединен с базой р-п-ртранзистора, а первичная его обмотка подключена к выходу источника импульсов запуска, а также второй резистор, катод ЛБВ соединен с источником ускоряющего напряжения, введены диод и делитель напряжения, причем объединенные выводы сетки ЛБВ и положительного полюса второго источника питания через делитель напряжения подключены к точке соединения катода ЛБВ, второго вывода вторичной обмотки импульсного трансформатора, перво- го вывода второго резистора и базы -р-Г(-транзистора, эмиттер которого соединен с выходом делителя напряжения, а коллектор соединен с положительным полюсом первого источника питания, второй вывод первого резистора соединен с анодом диода и со вторым выводом второго резистора, катод диода соединен с эмиттером р-п-р-транзистора, коллектор которого подключен к объединенным выводам отрицательных полюсов обоих источников питания. На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для сеточной импульсной модуляции ЛБВ, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на элементах схемы. Устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ содержит два источника 1 и 2 питания, конденсаторы 3 и 4, первый резистор 5, ЛБВ б, p-rt-p и h-p-n-транзисторы 7 и 8, импульсный трансформатор 9, источник 10 импульсов запуска и второй резистор 11. в устройство введены диод 12 и делитель 13 напряжения. Источники 1 и 2 зашунтированы ко денсатораМй 3 и 4, их отрицательные полюсы соединены между собой, полож тельный полюс первого источника 1 питания соединен с первым выводом первого резистора 5. Один из выводо вторичной обмотки импульсного трансформатора 9 соединен с базой р-л ртранзистора 7, а первичная его обмо ка присоединена к выходу источника 10 импульсов запуска заданной длите ности. Вывод сетки ЛБЕ и положительного полюса второго источника 2 питания через делитель 13 напряжения подклю чены к точке, соединения катода ЛБЕ второго вывода вторичной обмотки трансформатора 9, первого вывода второго резистора 11 и базы п-р-п:транзистора И. Его эмиттер соединен ;с выходом делителя 13, а коллектор соединен с положительным полюсом пе вого источника 1 питания. Второй вывод первого резистора 5 соединен с выводами анода .. диода 12 и второ го вывода второго резистора 11. Катод диода 12 соединен с эмиттером р-п-р-транзистора 7, коллектор которого подключен к выводам отрицательных полюсов источников 1 и 2. На катод ЛБВ 6 подается отрицательное ускоряющее напряжение Ед; замед ляющая система и коллектор-ЛБЕ соединены с корпусом. Устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ работает следующш образом. Напряжение Е источника 1 выбрано большим, чем напряжение Е источ ника 2. В результате протекания тока через резисторы 5 и 11 и через делитель 13 в исходном состоянии в паузах между импульсами на резисторе 5 образуется малое положительное наиряж ние Ef (фиг. 2 в) , недостаточное для отпи рания диода 12 и эмиттерно-базового перехода р-г -р-транзистора 7. На вы ходе делителя 13 образуется напряже ние обратной связи Е отрицательной полярности около (1-2 В) относи тельно катода ЛБВ б (фиг.2 г|, кото рое отпирает п-р-п-транзистор 8, включенный по схеме с общей базой. Транзистор 8 шунтирует резисторы 5 и 11, напряжение Еg между коллект ром и базой минимально - порядка 12 В (фиг. 2 д), транзистор 7 при этом заперт и напряжение Е на его коллекторе максимально по абсолютной величине (фиг.2 ж |. В результате к сетке ЛБВ б оказывается приложенным запирающее напряжение -(.Е -Е;; I, имеющее отрицательный знак относительно катода (фиг. 2 еЬ При поступлении положительного импульса запуска выхода источ- 65 12 ;ника 10 на вторичной обмотке импульсного трансформатора, выполняющего функцию инвертора полярности и дифференцирующего элемента, появляется пара разнополярных кратковременных импульсов Eg (фиг.2 а и б. Первый из них, имеющий отрицательную полярность и совпадающий по бремени с фронтом импульса, поступает на базу p-h-p-транзистора 7 и отпирает Напряжение Е-, на его коллекторе уменьшается до малой величины (фиг. 2 ж ). В результате протекания тока от источника 2 через открытый транзистор 7, диод 12, резистор 11 и делитель 13 к сетке ЛБЕ 6 и делителю 13 прикладывается положительное напряжение (фиг.2 е } f примерно равное Енапряжения), (за вычетом падения ЛБЕ 6 отпирается, в ней происходит процесс усиления СЕЧ сигнала. Одновременно на выходе делителя 13 появляется небольшое положительное напряжение Е,,около 2-Э В (Лиг. 2 rj, поступающее на эмиттер h-p-nтранзистора 8 и запирающее его. Благодаря этому положительное напряжение источника 1 через цепь обратной связи в виде делителя напряжения, образованного резисторами 5 и 11, и далее через открытый диод 12 приклад1гвается к эмиттеру р-п-р-транзистора 7 и удерживает его в открытом состоянии после окончания импульса Eg на базе (фиг.2 жЦ Ток базы транзистора 7 при этом замыкается через вторичную обмотку трансформатора 9. Итак, после окончания отрицательного импульса запуска Eg транзистор 7остается открытым, а транзистор 8- запертым, на сетке ЛБВ б существует положительное отпирающее напряжение, близкое к Е-. Спустя промежуток времени Т, равный заданной длительности импульса , на вторичной обмотке трансформатора 9 появляется положительный импульс сброса Е, соот-ветствующий окончанию импульса фиг.2 а и б , и запирающий р-п-р-транзистор 7. ,В результате к сетке ЛБВ и js. делителю 13 вновь прикладывается отрицателе нее напряжение/Ь -Е.фиг. 2 е).На эмиттер п-р-п-транзистора о поступает вновь отрицательное напряжение Е, от выхода делителя 13. Транзистор а отпирается и шунтирует резисторы 5 и 11 (фиг.2 в иг). Напряжение резисторе 11 уменьшается вновь до величины меньшей, чем напряжения отпирания диода 12 и промежутка база эмиттер р-п-р-транзистора 7, благодаря чему этот транзистор запирается, и устройство переходит в исходсостояние вплоть до появления

очередного отрицательного импульса Е (фиг. 2 ж J.

Итак, в промежутках времениfмежду импульсами Eg запуска и сброса Хфиг. .2 а и б на сетку ЛЕВ б подаются модулирующие импульсы положительной полярности, а в интервалах между импульсами в течение времени Т Т ЛБВ - запрёта (фиг. 2 еК

Максимальная величина длительноети импульсов Т не ограничена, а минимальная величина Т определяется временами включения и выключения транзисторов 7 и 8 и может достигать 1 МКС и менее.

Положительный технический эффект от использования предложения состоит в том, что параметры трансформатора 9 не оказывают влияния на форму модулирующих импульсов, поступающих на сетку ЛБВ б, при изменении их длительности и частоты повторения в широких пределах. Это происходит потому, что трансформатор 9 участвует только в процессе передачи кратковременных импульсов запуска и сброса Eg, которые имеют малую фиксированную длительность. Требования к форме этих импульсов не являются жесткими. Улучшение формы импульсов способствует, например, увеличению разрешающей способности, РЛС со сжатием импульсов при испоЛ .зовании устройства в составе когерентного передающего устройства.

S