Первое слагаемое в (12.39) характеризует уменьшение напряжения на нагрузке, обусловленной разрядкой емкости; второе - увеличение падения напряжения на модуляторной лампе за счет возрастания тока в шунтирующей индуктивности.

Выражение для обычно используют при расчетах в несколько измененном виде

8- I (и-М^и 1

(:+д)с /и и~:+ д/?гС- -

4. Расчет импульсных модуляторов с частичной разрядкой накопительной емкости. Исходными данными для расчетов обычно являются: напряжение на выходе модулятора Ui\, ток на выходе модулятора /и; длительность модулирующего импульса т; частота следования импульсов Рц (или скважность 5и); основные характеристики формы импульса: длительность фронта импульса Тф; длительность спада импульса Те; коэффициент неравномерности плоской вершины импульса Р; тип модулируемого генераторного прибора и его основные характеристики (в частности, его ВАХ).

Обычно расчет модулятора начинают с выбора модуляторной лампы. Лампу выбирают по максимальному напряжению Агатах на ее аноде и по рабочему анодному току / . Обычно £ашах (1,2 1,3) Uw, la (Ы - 1,2) /и- На-пряжение на управляющей сетке должно быть таким, чтобы лампа обеспечивала ток, равный 1а, примерно в точке перегиба характеристики (см. рис. 12.11). По характеристикам лампы определяют смещение Ее, обеспечивающее устойчивое запирание лампы в промежутках между импульсами, а также значения ее внутреннего сопротивления на пологом и на крутом участках характеристики.

Далее по соотношению = R,. 1/5и (Rt - и и) находят сопротивление резистора R. Затем, задавшись значением паразитной емкости Со 100 -ь 200 пФ сравнивают с значением SRCq. Если Хс > 3R,.Co, выбирают схему модулятора с шунтирующим сопротивлением, если Тс SRCo - схему с шунтирующей индуктивностью. Если нагрузкой модулятора является прибор с ВАХ магнетронного типа, сразу останавливаются на схеме с шун-

* Таково ориентировочное значение Сц при работе на вакуумные приборы СВЧ.

тирующей индуктивностью. Далее расчет проводят в зависимости от выбранной схемы.

а) Модулятор с шунтирующей индуктивностью. Считая Рл = Рс = 0,5р, по (12.40) и (12.39) находят накопительную емкость С и шунтирующую индуктивность L. Выбирают гасящий диод по обратному напряжению U > > Un, максимальному току / ах 5з Uh/L и мощности рассеяния Ра > 0,Ы11Рц = 0,5 {UrxYFrIL. Оценку Тф и Тс импульса производят по (12.19), (12.29) или (12.30) при работе на приборы триодного типа и по (12.22) и (12.31) при работе на приборы с ВАХ магнетронного типа .

б) Модулятор с шунтирующим сопротивлением. Шунтирующее сопротивление определяют как Pi ~ (10 15) Рг. накопительную емкость - по (12.35); форму импульса оценивают по (12.19) и (12.25).

§ 12.4. ИМПУЛЬСНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ С ПОЛНОЙ РАЗРЯДКОЙ НАКОПИТЕЛЯ И ИХ РАСЧЕТ

В модуляторах с полной разрядкой накопителя коммутатор только замыкает цепь разрядки в начале импульса, заканчивается же импульс после того, как накопитель полностью разрядится. Поэтому в качестве коммутатора можно использовать или газонаполненные лампы - тиратроны, или тиристоры. Модуляторы с такими коммутаторами имеют ряд преимуществ по сравнению с модуляторами на электронных лампах: малые значения падения напряжения на коммутирующих элементах, возможность пропускания через них весьма значительных разрядных токов, менее жесткие требования к форме управляющих импульсов.

Однако модуляторы с полной разрядкой простого емкостного накопителя практически не применяют вследствие крайне неудовлетворительной формы импульса на нагрузке. Этот недостаток устраняют, применяя более сложные накопители, а именно формирующие линии.

На рис. 12.17, а представлена эквивалентная схема участка однородной линии с распределенными параметрами, соединенного коммутатором К с резистором Pj. (Со и Lj - погонные емкость и индуктивность линии). Основньши параметрами однородной линии являются ее волновое сопротивление Zo = (Lo/Co) и скорость распространения электромагнитного возмущения вдоль линии v = {Ь^С^У^!. Процесс зарядки линии аналогичен процессу зарядки ем-

кости, равной Сц/, где / - длина линии. Если линия заряжена до напряжения Е^, то в ней запасена энергия

Л = 0,5Со/£.

;12.41)

Рассмотрим процесс разрядки полностью заряженной линии с распределенными постоянными. Пусть в момент времени t = О коммутатор К замыкает линию на активное сопротивление R. В это время линия ведет себя как источ-

К 1-0

т-а -j-cn -т-п

-31-

0<t<l/v

t=l/v

l/v<t<2l/v

ник напряжения £j, с внутренним сопротивлением Zq (рис. 12.17, б). Ток, протекающий в цепи,

/ = £,/(Zo+

на сопротивлении R падает напряжение

f/, = £,/?,/(/?,-1-Z ), (12.42)

а на внутреннем сопротивлении линии

t/, = £,Zo/(/?,-bZo).

(12.43>

Распределенные емкости линии постепенно начинают разряжаться до напряжения U, т. е. можно считать, что вдоль линии от ее начала к разомкнутому концу распространяется волна напряжения f/, (рис. 12.17, в). Эта волна достигает разомкнутого конца линии в момент времени t = llv (рис. 12.17, г) и, отразившись в той же фазе, движется к началу линии (рис. 12.17, д). При этом распределенные емкости линии разряжаются до напряжения

= - = Е, {R, - Zo)!(R, + Zo). (12.44)

В момент времени t -= 2l/v обратная волна достигает начала линии (рис. 12.17, е). Таким образом, в интервале

t=2l/v

Рис. 12.17. Эквивалентная схема отрезка однородной линии с распределенными постоянны>ш (а) и процесс разрядки линии через сопротивление генератора (б - ё)