І.Мета роботи
Познайомитись з конструкцією деяких типів метало-керамічних тріодів і типовим генератором надвисоких частот на метало-керамічному тріоді та експериментально дослідній його основні характеристики.
Завдання та порядок виконання роботи
2.1. Завдання, для підготовки до роботи
© Вивчити теоретичний матеріал по темі „Надвисокочастотні вакуумні тріоди".
© Вивчити завдання до роботи та продумати хід її виконання.
® Ознайомитись із лабораторним обладнанням, звернувши увагу на органи регулювання та контролю.
3) По конструктивними та експлуатаційними даними тріоду НВЧ в режимі малих амплітуд розрахувати час прольоту електрону - t„р та кут прольоту - θпр в просторі сітка-нса-тод.
2.2. Завдання для виконання роботи
О 3 дозволу викладача ввімкнути апаратуру та прогріти її на протязі 5 ч 10 хвилин.
© Зняти залежність вихідної потужності генерованого сигналу від величини анодної напруги Рвнх = f(Uа) при постійному значенні довжини коаксіального резонатору (l).
© Зняти залежність частоти генерованого сигналу від величини анодної напруги f= f(Uа) при постійному значенні довжини коаксіального резонатору (l).
О Зняти залежність вихідної потужності, генерованого сигналу від довжини коаксіального резонатору Рвнх = f(l) при постійному значенні анодної напруги.
© Знятії залежність частоти генерованого сигналу від довжини коаксіального резонатору f =f(l) при постійному значенні анодної напруги.
Теоретичні відомості
При малих амплітудах змінних напруг на електродах електронних ламп анодний струм вакуумного тріоду можна вважати функцією напруг тільки в тому випадку, коли час прольоту електрону між електродами буде набагато меншим за період коливань змінної напруги. Це так званий квазістатичиий режим при не дуже високих частотах змінної напруги. Якщо ж період змінної напруги буде співмірним або набагато меншим за час прольоту електронів, то за цей час з.мінна напруга на електродах може істотньо змінитись по величині, а значить може змінитись і величина анодного струму.
Час прольту електронів між катодом і сіткою тріоду може бути підрахований за формулою:
де: lк_с - віддаль між катодом і сіткою;
m = 9,109558*1031кг - маса електрону;
e = 1,602917*10 -19- заряд електрону;
Uс - постійна від'ємна напруга зміщення на сітці;
Uа- постійна додатня.напруга аноду;
D- проникливість тріоду, D= 1/μ, μ - статичний коефіцієнт підсилення тріоду.
З фізичної точки зору кут прольоту електронів - це приріст фази змінної напруги за час прольоту електрону. Його величина визначається формулою: θ = ωτпр; де: ω = 2πf; f -частота генерації.
Із збільшенням частоти, на нормальну роботу тріоду впливатиме не тільки інерція електронів, а і зростаючі діелектричні втрати, а також втрати на паразитне випромінювання. Однак діелектричні втрати та втрати на випромінювання молена звести до мінімуму при раціональній конструкції тріоду разом з резонансною коливальною системою, особливо, коли резонансна система буде коаксіальною, яка добре стикується з дисковими виводами від електродів тріоду.
Негативно впливають на роботу тріоду також паразитні міжелектродні ємності та паразитні індуктивності виводів від електродів тріоду. В тріодах НВЧ для зменшення впливу паразитних міжелектродних ємностей стараються зменшити площу електродів тріоду до можливого мінімуму. Зменшити паразитну ємність, збільшенням віддалі між електродами, недопустимо із-за зростання часу прольоту електронів. Для зменшення паразитної індуктивності виводів в тріодах НВЧ використовують дискові виводи, які, одночасно, добре стикуються з коаксиальннми резонаторами. Дискові виводи мають на 2-^3 порядки меншу паразитну індуктивність виводів ніж звичайні дротяні виводи. Ишце показано схематичну конструкцію тріоду НВЧ з дисковими виводами:
де: А - анод тріоду;
С - сітка тріолу;
К - катод тріоду.
Як коливальна резонансна система в тріодних генераторах і підсилювачах НВЧ використовуються в дециметровому діапазоні - коаксіальні резонатори або коротко замкнуті четвертьхвильові відрізки двох провідних ліній в метровому діапазоні.
Для кожного вакуумного тріоду існує своя гранична частота, вище якої відбувається різке падіння вихідної потужності та на яких вже не можна використовувати тріод в якості генератора або підсилювача.
Рекомендована література:
Ледедев И.В. Техника и приборьі СВЧ, т. І, II. - М.: Вьісшая школа, 1970, 1972.
Кацман ІО.А. Прпборьі свервьісокпх частот, т. II. -М.: Вьісшая школа, 1983.
3. Березин В.М. Злектронньїе приборьі СВЧ, - М.:Вьісшая школа, 1985.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
“ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра «Електронні прилади»
Лабораторна робота №4
“Дослідження генератора НВЧ на метало-керамічному тріоді ”
Виконано:
Ст.гр.ЕЛ-32
Прийняв:
Фечан А.В
Львів- 2008