Устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

11125 ИзЬб;)етение относится к имПульСИоТГ технике и может найти применение в передающих устройствах СВЧ для когерентцых радиолокациоршых систем. Известно устройство для сеточной им пульсной модуляции ЛБВ, содержащее первый и второй источники постоянного напряжения, импульсный трансформатор, фнкснруюшнй диод, накопительный конденсатор и генератор импульсов, причем замедляющая система ЛБВ соединена с общейЮ шиной и положительным полюсом второго источника постоянного напряжения, отрицательный полюс которого соединен с катодом фиксирующего диода, защунтированного включенным параллельно накопительным конденсатором и вторичной обмоткой трансформатора, анод фиксирующего диода соединен с катодом ЛБВ и через первичную обмотку трансформатора с отрицательным полюсом первого источника постоянного напряжения, положительный20 полюс которого срединен с коллектором ЛБВ, а выход генератора нмпульсов включей между сеткой и катодом ЛБВ I. Недостаток данного устройства состоит в нестабильности фазы .сигналов СВЧ на выходе ЛБВ при изменении длительности модулирующих нмпульсов на ее сетке в широких пределах. . Панболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для сеточной импульсной модуляции ЛБВ,JQ содержащее первый и второй источники постоянного напряжения, импульсный тра сформатор, фиксирующий и разделительный диоды, накопительный конденсатор, генератор импульсов, ключевой элемент, делитель напряжения, компаратор, регулирую-35 щнй элемент, формирующий двухполюсник и два резистора, при этом замедляющая система ЛБВ соединена с общей шиной,, параллельно накопительному конденсатору через фиксирующий диод подключена первая обмотка импульсного трансформатора, первая обкладка накопительного кон- денсатора присоединена к положительному полюсу первого источника постоянного напряжения, подключенному через вторую обмотку импульсного трансформатора к45 коллектору ЛБВ, делитель напряжения включен между общей шиной и объединенными выводами катода ЛБВ, отрицательного полюса первого и положительного полюса второго нсточннков постоянного напряжения, выход делителя напряжения50 соединен через компаратор с управляющим входом регулирующего элемента, сетка ЛБВ через включенные последовательно третью обмотку трансформатора и формирующий двухполюсник соединена с катодом ЛБВ, параллельно формирующему двух- полюснику через первый резистор присоединен второй источник постоянного напряження, первый выход генератора импульсов 35j соединен с обшей тиной через включенные последователвно ра.члелительный диод v четвертую обмотку трамс||н)рм;ггора, зашунтированную включенными послеловательно вторым резистором и ключевым элементом, управляющий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, общий вывод которого соединен с общей шиной. Вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с общей шиной и анбдом электроннойлампы, катод которой соединен с катодом ЛБВ и общим выводом компаратора (2|. Недостатком известного устройства является уменьшение КПД при уменьшении скважности импульсов. Цель изобретения - повышение КПД при малой скважности импульсов, Поставленная цель достигается тем, что в устройство-для сеточной импульсной модуляиии ЛБВ, содержащее первый и второй источники постоянного напряжения, импульсный трансформатор, фиксирующий и разделительный диоды, накопительный конденсатор, генератор нмпульсов, ключевой элемент, делитель напряжения, компаратор, регулирующий элемент, формирующий двухполюсник и два резистора, при этом замедляющая система ЛБВ соединена с общей шиной, параллельно накопительному конденсатору через фиксирующий диод подключена первая обмотка импульсного трансформатора, первая обкладка накопительного конденсатора присоединена к положительному полюсу первого источника постоянного напряжения, подключенному через вторую обмотку импульсного трансформатора к коллектору ЛБВ, делитель напряжения включен между общей шиной и объединенными выводами, катода ЛБВ, отрицательного полюса первого и положительного полюса второго источников постоянного напряжения, выход делителя напряжения соединен через компаратор с управляющим входом регулирующего элемента, сетка ЛБВ через включенные последовательно третью обмотку трансформатора и формирующий двухполюсник соединена с катодом ЛБВ, параллельно формирующему двухполюснику через первый резистор присоединен второй источник постоянного напряжения, первый выход геиератора импульсов соединен с общей шйиой через включенные последовательно разделительный диод и четвертую обмотку трансформатора, зашунтированную включенными последовательно вторым резистором и ключевым элементом, управляющий вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, общий вывод которого соединен с общей шиной, введены трётий источник постоянного напряжения и цепочка из параллельно соединенных ре.эистора и конденсатора, причем один электрод регулирующего элемента соедииеи с

Ьбщей шнноА, другой - с положительным полюсом третьего источннка постоянного напряжения, отрицательный полюс которого соединен с второй обкладкой накопительного конденсатора, подключенной через цепочку параллельно соединенных резнстора и конденсатора к общей шине, с которой соединен и общий вывод ком паратора.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для сеточной импульсной модуляции ЛБВ.

Устройство содержит ЛБВ I, первый 2 и второй 3 источинки постоянного напряжения, импульсный трансформатор 4 с обмот.камн 5-8, фикснрующнй 9 и разделительный 10 диоды, накопнтельный конденсатор И, генератор 12 импульсов, ключевой элемент 13 (например, тиристор или транзистор), делитель 14 напряжения, компаратор 15, регулирующий элемент 16 (например, в виде электраиной лампы или транзистора), формирующий двухполюсник 17 (например, в виде линии формирования) и резисторы 18 и 19, третий источник 20 постоянного напряжения, цепочку параллельно соединенных резистора 21 и конденсатора 22.

При этом замедляющая система ЛБВ 1 соединена с общей шиной, параллельно конденсатору П через диод 9 подключена обмотка 5. Объединенные выводы первой обкладки конденсатора 11 и анода диода 9 присоединены к положительному полюсу источннка 2, подключенному через обмотКу 6к коллектору ЛБВ 1. Делитель 14 включен между общей щнной и объединенными выводами катода ЛБВ 1, отрицательного полюса первого 2 и положительного полюса второго 3 источников постоянного напряжения. Выход делителя 14 соединен через компаратор 15 с управляющим входом регулирующего элемента 16 (например, с сеткой лампы или базой п-р-п-транзистора). Сетка ЛБВ I через включенные последовательно обмотку 7 и двухполюсник 17 соединеиа с катодом; параллельно двухполюс иику через резистор 18 присоединен отрицательиый полюс источника 3. Первый выход генератора 12 (выход импульсов запуска) соединен с общей шиной через включенные последовательно диод 10 и обмотку, зашунтйрованную включенными последовательно резистором 19 и ключевым элементом 13, управляющий вход которого соединен с вторым выходом генератора 12 (выходом импульсов сброса).

Один электрод регулирующего элемента 16 (например, катод лампы или эмиттер транзистора), соединен с общей шиной, второй электрод (например, анод лампы или коллектор транзистора) соединен с по,пожительным полюсом третьего источника 20, Отрицательный полюс которого соедийен непосредственно с второй обкладкой конденсатора II, подключенной через цепочку параллельно соединенных резистора 21 и конденсатора 22 к общей щине.

Устройство работает следующим обрязом.

В исходном состоянии ЛБВ 1 заперта отрицательиым напряжением смещения, поступающим на ее сетку от источника 3 через резистор 18 и обмотку 7. На коллекторе ЛБВ существует постоянное напряжение EI, поступающее от источника 2. Напряжение Ед иа замедляющей системе ЛБВ также близко к Ej благодаря протеканию тока источника 2 по цепи, делитель 14 - общая шииа - цепочка из резистора 21 и конденсатора 22 - обмотка 5 - дио,,

9. Конденсатор И в это время разряжен. Элемент 16 почти закрыт.

При поступлении очередного пускового положительного импульса от первого выхода генератора 12 на обмотку 8 на обмотке 7 индуцируется положительный импу. с,

поступающий иа сетку ЛБВ, и отпирающий ее. Под действием положительной обратной связи, цепь которой замыкается при появлении тока коллектора ЛБВ, протекающего через обмотку 6 и источник 2, возникает блокинг-процесс. (Обмотки 6 и 7 включены встречно, что и обеспечивает положительную обратную связь).

На сетке ЛБВ 1 формируется положительный импульс, максимальная длнтельность которого {ц определяется в основном

параметрами двухполюсника 17. ЛБВ в течение этого импульса остается открытой. JBoзникaющaя при этом на обмотке 5 ЭДС через диод 9 заряжает конденсатор 11 до напряжения Е||. Это напряжение складывается с напряжением Ег источника 2 и напряжением ЕЛ нд цепочке из резистора 21 и конденсатора 22 и прикладывается к замедляющей системе ЛБВ относительно ее катода, так что

Ер EJ -f E,,-f EII. В момент окончания импульса заданной

длительности от второго выхода генератора 12 иа управляющий вход ключевого элемента 13 подается импульс сброса положительной полярности. Элемент 13 отпирается и шунтирует обмотку 8 через малое

сопротивление резистора 19, что обеспечи.ваёт срыв блокинг-процесса и последующее запирание ЛБВ I.

Импульс сброса имеет регулируемое время зад.ер(ки относительно импульса запуска на первом выходе генератора 12.

Пределы изменения tj не должны при этом превышать максимальную длительность ig импульсов «свободного блокинг-процесса, определяемую параметрами реактивного двухполюсника 17. Так, если используется линия задержки на время 1, то время

задержки t не должно превышать t 21, , т.е. ,.

Таким образом, ЛБВ 1 работает в ре,жиме ждущего блокннг-генератора, чем и , обеспечивается режим импульсной Модуляции усиливаемых сигналов СВЧ без применения специального внешнего модулятора. Постоянство величины ускоряющего напряжения Е иа замедляющей системе ЛБВ I при колебаниях напряжения питающей сети или изменении скважности импульсов обеспечиваете следующим образом. При появлении, напрймер, тенденции к уменьшению ускорягощегй напряжения ЕО на замедляющей системе ЛБВ 1 в компараторе 15 (на вход котбрбго через делитель 14 поступает часть напряжения Е EZ + EII+EJ,) вырабатывается напряжение рассогласования, поступающее далее на сетку лампы и приоткрывающее ее (источник напряжения смещения, обеспечивающего запирание лампы в исходном состоянии, имеется в составе компаратора 15). В результате протекания тока анода лампы от источника 20 через цепочку из резистора 21 и конденсатора 22 на ней увеличивается напряжение вольтдобавки Ej,, складывающееся с напряжением Р. + Е,,. Рсзульти-. рующее напряжение Е на замел.чяющей системе ЛБВ возрастает, что иротиводействует понижению напряжения Е. Этим достигается необходимое постоянство напряжения ЕО. Ввиду малости . тока замедляющей системы ЛБВ источник 20 напряжения может быть маломощным, а сопротивление цепочки может иметь большую величину. Мощность, рассеиваемая ня аноде лампы, оказывается малой, поэтому КПД устройства возрастает, особенно при малой скважности импульсов. Кроме того, катод лампы и компаратор 15 находятся под нулевым потенциалом, что способствует упрощению конструкции. Этому же способствует относительно малая величина рабочего анодного напряжения на лампе (обычно 2-3 кВ прн (, 15-18 вкВ). Положительный технический эффект от применения изобретения состоит в повышении КПД при малой скважности импульсов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕТОЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИИ ЛБВ, содержащее первый и второй источники постоянного напряжения, импульсный трансформатор, фиксирующий и разделительный диоды, накопительный конденсатор, генератор импульсов, ключевой элемент, делитель напряжения, компаратор, регулирую щий элемент, формирующий двухполюсник и два резистора, при этом замедляюп1ая система ЛБВ соединена с о6п1ей П1ииой, параллельно накогппельному конденсатору через фиксирующий диод подключена первая обмотка импульсного трапс()орматора, первая обкладка накопительного конденсатора присоединена к положительному по, первого источника гюстоянного напряжения, подключенному через вторую обмотку импульсного трансформатора к коллектору ЛВБ, делитель напряжения включен между обп1ей шиной и объединенными выводами катода ЛБВ, отрицательного полюса первого и положительного полюса второго источников постоянного напряжения, выход делителя напряжения сое .инен чере:( компаратор с управляюпиш входом регулируюп1его элемента, сетка через В1 люченные последовательно трегью обмотку трансформатора и формирующий двухполюсник соединена с катодом ЛВВ, параллельно формирующему двухполюснику через первый резистор присоединен второй источник ностоянного напряжения, первый выход генератора импульсон соединен с обн1ей П1ННОЙ через включенные noc,ieдовательно разделительный диод и четвертую обмотку трансформатора, ;иипунтир()ванную включенными последопательно вторым резистором и ключевым э,1ементом, управляющий вход которого соединеп с вторым выходом генератора импульсов, € обп1ий вывод которого соединен с об1ней (Л шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД при малой скважности импульсов, в него введены третий источник постоянного напряжения и цепочка из параллельно соединенных резистора и конденсатора, причем один электрод регулирующего элемента соединен с обп1ей 1 }нной, другой -- с положительным полюсом третьего источника постоянного напряжения, отрицательный нолюс KOTOpoio соеto ел динен с второй обкладкой накопительного конденсатора, подключепной через цепочОО ку, параллельно соединенhH)ix резистора и ел конденсатора к общей шнне, с которой соединен и обн1ий вывод компарг1гора.