зуют схему возбуждения гармоническим напряжением. Оптимальный угол отсечки коллекторного тока удается реализовать при работе на низких частотах. С ростом рабочей частоты импульс тока расширяется и в области высоких частот становится равным 180°, из-за чего резко снижается содержание высших гармоник в коллекторном токе.

На практике заметное содержание высших гармоник в импульсе на блюаается при работе в области частот, не превышающих (3-10) coji

0,3 Игр-

При работе на частотах, превышающих 0,5 ир, хорошие результа ты лает применение пара.метрического умножения частоты за счет нелинейности коллекторной емкости. В этом случае транзистор исноль-

Рис. 4.2

зуют как усилитель мощности основной частоты. Коллекторная емкость транзистора работает в качестве емкости варакторного умножителя частоты (подробнее см. гл, 9).

Транзисторные умножители частоты, использующие нелинейность коллекторной емкости, работая в качестве удвоителей или утроителей частоты, позволяют получать выходной сигнал с частотой, в 1,5-3 раза превышающей частоту /гр транзистора. При этом коэффициент усиления по мощности Кр - 1 -г- 3.

На рис. 4.2 показана типичная схема транзисторного умножителя частоты, работающего в области как низких, так и высоких частот. Контур в цепи базы настроен на основную частоту и обеспечивает согласование входной цепи транзистора с предыдущим каскадом. В цепи коллектора включены полосовые фильтры, которые обеспечивают короткое замыкание наибольших по величине нерабочих гармонических составляющих и выделение в нагрузке требуемой гармоники тока.

Возрастание коэффициента усиления транзистора с уменьшением частоты приводит к необходимости подавления нерабочих гармоник. Режекторные фильтры умгюжителя частоты способны обеспечить (га-давление на 25-30 дБ. Обычно после умножителя частоты ставят усилительный каскад, в коллекторной цепи которого также включают полосовой фильтр.

Кроме ммножителей частоты на лампах и транзисторах в современных передатчиках встречаются умножители на варакторах. Эти умно,

;кители частоты имеют коэффициент передачи по мощности меньше единицы; их применяют только в тех случаях, когда использование ламп нецелесообразно, а транзисторов - невозмол<но из-за ограниченности частотных свойств.

§ 4.3. Широкополосные ламповые усилители

Усилитель с распределенным усилением (УРУ) представляет собой устройство с несколькими (от 4 доЮ) одинаковыми лампа.ми, соединенными друг с другом с помощью искусственных длинных линий (рис. 4.3), Напряжение от предшествующей ступени вх подается на сеточную линию (нижняя левая часть рисунка). По линии распространяется бегущая волна (Кбв = 1), так как ее нагрузкой является балластное сопротивление Rqi, равное волновому сопротивлению сеточной линии Zc. Потерями в линии в первом приближении можно пренебречь, тогда на сетках ламп создается одинаковое по величине напряжение Uc, сдвинутое по фазе в соответствии с временем задержки ячеек линии. Входные емкости лалш Свх являются составной частью искусственной линии. Известно, что линия в режиме бегуш,ей волны для

Рис. 4.3

uiHpoKoro диапазона частот, вплоть до граничной частоты (частоты среза) /гр, эквивалентна активному сопротивлению, равному волновому Zq. Таким образом, несмотря на наличие нескольких ламп, каждая пз которых обладает входной емкостью Свх, напряжение возбуждения на сетках ламп не зависит от частоты.

Аноды ламп соединены между собой с помощью анодной линии (верхняя часть рисунка), причем скорости распространения волны сдоль анодной и сеточной линий должны быть равными, т. е. сдвиги фаз каждой ячейки линии одинаковы. Выходная емкость лампы входит в состав анодной линии. Анодная линия нагружена с обеих сторон

активными сопротивлениями, равными по величине волновому сопротивлению Zo анодной линии. Ток каждой лампы распространяется в обе стороны линии, так как участки линии справа и слева от лампы в режиме бегущей волны обладают одинаковым сопротивлением Zc. Токи ламп, текущие вправо, приходят к нагрузке синфазно и арифметически складываются в нагрузочном сопротивлении. На нагрузке УРУ напряжение

и = 0,5/ai Z,N = 0,5Syi (6) и, R .V,

где N - число ла.мп УРУ; множитель 0,5 учитывает распространение тока каждой лампы в обе стороны.

Поскольку анодная линия работает в режиме бегущей волны, напряжение (мощность) на нагрузке мало зависит от частоты вплоть до граничной частоты /рр. При частоте выше граничной эквивалентное сопротивление линии быстро убывает, соответственно уменьшается напряжение на выходе, т. е. линия обладает некоторым фильтрующим действием.

Гар.монические составляющие тока отдельных ламп, распространяющиеся в анодной линии в левую сторону, поступают на балластный резистор Rci в разных фазах. При /V > 4-f-5 мощность рассеяния на балластном резисторе РвОЛ Рв и тем меньше, чем боль-Hie N.

Волновое сопротивление линии не может быть большим. Обычно Zo = 50-200 Ом, Za = 75500 Ом.

Особенностью работы УРУ является различный режим ламп. Переменное напряжение анода лампы (рис. 4.3) Ui = 0,5 li, и зависит только от ее собственного тока. Переменное напряжение анода лампы Лы определяется суммой токов N ламп: La/v = 0,5/ai, ZaA. Если предположить, что лампа Лы работает в граничном режиме, как бывает на практике, то режим других ламп будет педонапряженным и тем менее напряженным, чем меньше номер лампы. Следовательно, к. п. д. УРУ меньше, че.м к. п. д. резонансных усилителей. На анодах ламп, стоящих в начале УРУ, мощность рассеяния больше.

Для повышения к. п. д. и уменьшения мощности рассеяния на анодах первых двух-трех ламп применяют анодные искусственные длинные линии с меняющимся по длине волновым сопротивлением - неоднородные линии. В начале УРУ волновое сопротивление линии делается возможно большим, а по мере приближепия к концу-умень-и:ается. Таким образом, для всех ламп УРУ обеспечивают режим, близкий к граничному.

В УРУ малой мощности используются одпородьые анодные линии; лампы работают, как правило, в режиме класса А при г] < 0,2. Прп Мощностях более 50-100 Вт лампы работают в режиме класса В, для УРУ с однородными анодными линиями г\ 0,3 а при неоднородных Г) < 0,4 0,5.

Для упрощения конструкции УРУ, работающие в режиме !<ласса А, строят однотактными. При работе ламп в режиме класса В применяют как однотактное, так и двухтактное построение. После одпотактного УРУ, работающего с отсечкой анодного тока, необходим фильтр для