Лекция: Импульсные модуляторы

Учебные вопросы:

1Работа импульсного модулятора по схеме электрической принципиальной 2Способы устранения влияния паразитной ёмкости схемы

1Работа импульсного модулятора по схеме электрической принципиальной

Импульсный модулятор с накопительным конденсатором. Наиболее широко применяют схемы модуляторов с емкостным накопителем энергии в виде конденсатора большой емкости или искусственной длинной линии. На рис. 8.6 приведена простейшая схема импульсного модуляторах частичным разрядом накопительной емкости в магнетронном передатчике.

В паузах между импульсами модуляторная лампа закрыта отрицательным напряжением Ес на управляющей сетке. В это время накопительный конденсатор Сн медленно заряжается небольшим током i3 от выпрямителя с напряжением Е. Ток заряда протекает от выпрямителя через резистор R1, накопительный конденсатор Сн резистор R2 и к выпрямителю. За сравнительно продолжительное время паузы конденсатор успевает зарядиться до напряжения, почти равного Е.

При поступлении на управляющую сетку модуляторной лампы запускающего импульса, лампа открывается, ее внутреннее сопротивление резко уменьшается до небольшой величины и она замыкает цепь разряда конденсатора Сн. Ток разряда ip протекает по цепи от положительно заряженной пластины конденсатора Сн (точка А на рис. 8.6) через модуляторную лампу на анод магнетрона М, через магнетрон к отрицательно заряженной пластине конденсатора (точка В на рис. 8.6). На аноде магнетрона появляется импульс напряжения. Учитывая, что внутреннее сопротивление модуляторной лампы незначительно, можно считать, что почти все напряжение на конденсаторе оказывается приложенным к магнетрону. В магнетроне возникают колебания СВЧ По окончании запускающего импульса модуляторная лампа закрывается и разряд конденсатора прекращается. Напряжение на аноде магнетрона спадает до нуля, и генерация колебаний СВЧ прекращается.

Таким образом, продолжительность генерируемого импульса СВЧ колебаний определяется продолжительностью управляющего импульса. Для устойчивой работы магнетрона необходимо постоянство напряжения питания на его аноде, импульс напряжения должен иметь плоскую вершину. Для этого используется частичный разряд накопительной емкости Сн. Емкость конденсатора выбирается настолько большой, что постоянная времени цепи разряда получается значительно больше длительности импульса. Поэтому за время длительности импульса напряжение на аноде магнетрона изменяется незначительно.

Резистор R1 не допускает короткого замыкания источника питания Е через открытую лампу во время импульса. Резистор R2 предназначен для создания цепи заряда конденсатора Сн, так как магнетрон (или лампа) включается так, что ток заряда не может проходить через него (к аноду приложен минус источника питания).

На работу модулятора существенное влияние оказывает паразитная емкость схемы. Часть паразитной емкости схемы можно считать подключенной параллельно генераторной лампе, т. е. магнетрону (емкость См на рис. 8.6). Поскольку эта емкость шунтирует магнетрон, то при включении запускающего импульса напряжение на аноде магнетрона будет нарастать по мере заряда паразитной емкости. Это приводит к растягиванию фронта импульса. Напряжение на аноде магнетрона установится только после окончания заряда паразитной емкости См. По окончании действия импульса (разряда накопительной емкости Сн) паразитная емкость См полностью заряжена. И несмотря на то, что импульс прекратился, на аноде магнетрона есть положительное напряжение, обусловленное зарядом См. Емкость См разряжается через магнетрон. Срез генерируемого импульса растягивается. При некотором напряжении магнетрон прекращает работать, ток через него прекращается. Дальнейший разряд емкости См происходит через резистор R2. Так как R2>R1, длительность среза больше длительности фронта импульса.

При медленном разряде емкости См через большое R2 в схеме могут возникнуть паразитные колебания. Для уменьшения длительности среза в схему модулятора включают дроссель Lдр вместо R2. Но дроссель Lдр и конденсатор См образуют колебательный контур, в котором после прекращения запускающего импульса и запирания модуляторной лампы могут возникнуть медленно затухающие свободные колебания (кривая 2 на рис. 8.7).

Это может привести к появлению выбросов положительного напряжения на аноде магнетрона. Для исключения этих выбросов в схему модулятора вводят демпфирующий диод VD. Во время рабочего импульса диод VD закрыт, так как для него это напряжение является отрицательным. При появлении на аноде диода VD положительного напряжения диод VD открывается и своим малым внутренним сопротивлением шунтируем контур LдрСм, превращая колебательный процесс разряда в апериодический (кривая 3 на рис. 8.7). Модуляторы, построенные по схеме, приведенной на рис. 8.6, применяют в импульсных передатчиках мощностью до 500 кВт.

Дата добавления: 2015-08-17