МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра радиотехнической электроники

ОТЧЕТ

по лабораторной работе № 3

по теме: «Исследование процесса модуляции электронных потоков в вакуумных электронных приборах»

Студент гр. 9201		Рауан М.С.
Преподаватель		Тупицын А.Д.

Санкт-Петербург

2021

Цель работы: изучение квазистатических способов модуляции (управления) тока в пентоде в режимах 1-го и 2-го родов, а также влияния сопротивления анодной нагрузки на управляющую характеристику лампы.

Основные понятия, термины и определения.

Модуляция электронного потока – это изменение во времени по заданному закону его параметров, определяющих выполнение основной функции ВЭПУ. Модуляция осуществляется при взаимодействии электронного потока с переменным электромагнитным полем (или с его составляющими – электрическим либо магнитным полем), которое изменяет характер движения электронов (их траектории) и тем самым вызывает отклонение параметров электронного потока от исходных значений. Следовательно, способы модуляции можно классифицировать как по типу модулирующих полей (электрические, магнитные), так и по названию изменяемых параметров потока.

Способы модуляции, реализуемые при условии << , называются квазистатическими, а при ≥ – динамическими ( – время пролета эл-нов между электронами, – период модулирующего напряжения).

В триодном усилителе модулирующее устройство совмещено с преобразующим устройством (рис. 1), поэтому в его анодную цепь всегда включено активное сопротивление , на котором анодный ток создает падение напряжения (рис. 2.1). В связи с этим анодное напряжение становится равным и выражение для катодного тока примет вид

Рис. 1. Рис. 2.

Падение напряжения на сопротивлении понижает действующий потенциал, а вместе с ним и катодный ток, причем тем больше, чем выше значение . Этот результат следует рассматривать как проявление внутренней обратной связи выходной цепи с входной, приводящей к уменьшению крутизны наклона управляющей характеристики от и одновременно к ее спрямлению (рис. 2).

Режимы модуляции катодного тока:

1. Режимы 1-го рода, характеризующиеся тем, что модулирующее электрическое поле в промежутке взаимодействия сохраняется положительным в течение всего периода его изменения, поэтому конвекционный ток проходит через модулирующее устройство также в течение всего периода;

2. Режимы 2-го рода, характеризующиеся тем, что модулирующее электрическое поле в указанном промежутке сохраняется положительным только в часть периода, равную , поэтому ток проходит через модулирующее устройство только в течение данной части периода. Режимы 2-го рода называют также режимами с «отсечкой» катодного тока, а величину – углом отсечки. Таким образом, если первая группа характеризуется равенством , или , то вторая – неравенством (здесь – длительность импульса тока).

С целью конкретизации (уточнения) режимов модуляции внутри каждого рода колебаний вводятся классы колебаний. В группе режимов 1-го рода таковыми являются классы . Наибольшее распространение получил класс , который характеризуется использованием только прямолинейного участка управляющей характеристики, лежащего в области . Благодаря этому обеспечивается минимальное искажение формы катодного (и анодного) тока по отношению к форме управляющего напряжения. В этом заключается главное достоинство класса .

Рис. 3. Класс А.

В классе используется весь участок управляющей характеристики, лежащий в области , а в классе – вся управляющая характеристика.

В группе режимов 2-го рода выделяют также три класса колебаний, различающиеся значениями угла отсечки: класс , класс ( ) и класс ( ).

Углы отсечки анодного и сеточного токов определяются выражениями

Следует заметить, что отсечка сеточного тока будет иметь место не только в режимах колебаний 2-го рода, но и в режиме колебаний 1-го рода класса .

Рис. 4. Три класса модуляции режимов управления 2-го рода.

Схема измерительной установки.

Рис. 5.

Таблица 1 - Технические характеристики триода 6Н3П

Наибольшее напряжение накала, В	7.0
Наименьшее напряжение накала, В	5.7
Наибольшее напряжение на аноде, В	300
Наибольшая мощность, рассеиваемая на аноде, Вт	1.5
Наибольший ток катода, мА	18
Наибольшее постоянное напряжение между катодом и подогревателем, В	100
Наибольший ток утечки между катодом и подогревателем, мкА	20

Обработка результатов измерений

1. Сеточные характеристики триода.

Таблица 2 - Сеточные характеристики при

	0	-0,1	-0,2	-0,3	-0,4	-0,5	-0,6	-0,7
	0,076	0,043	0,025	0,015	0,009	0,005	0,001	0

Таблица 3 - Сеточные характеристики при

	0	-0,1	-0,2	-0,3	-0,4	-0,5	-0,6	-0,7	-0,8
	0,103	0,072	0,048	0,030	0,015	0,008	0,002	0,001	0

Таблица 4 - Сеточные характеристики при

	0	-0,1	-0,2	-0,3	-0,4	-0,5	-0,6	-0,7	-0,8	-0,9
	0,148	0,105	0,079	0,054	0,030	0,015	0,003	0,002	0,001	0

Рис. 6. Сеточные характеристики триода.

2. Анодно-сеточные характеристики и значения крутизны.

Таблица 5 - Характеристики и значение крутизны при

	0	-1		-2		-3		-4		-5		-6		-6,5
	23,7	15,2		8,3		3,5		1,2		0,2		0,02		0
	8,5		6,9		4,8		2,3		1		0,18		0,04

Пример расчета:

Таблица 6 - Характеристики и значение крутизны при

	0	-1		-2		-3		-4		-5		-6		-6,5
	10	6,5		4,3		2,3		0,8		0,21		0,03		0
	3,5		2,2		2		1,5		0,59		0,18		0,06

Таблица 7 - Характеристики и значение крутизны при

	0	-1		-2		-3		-4		-5		-6		-6,5
	3,38	2,47		1,7		1,07		0,5		0,14		0,01		0
	0,91		0,77		0,63		0,57		0,36		0,13		0,02

Рис. 7. Анодно-сеточная характеристика.

Рис. 8. Зависимость крутизны от величины напряжения.

3. Режим колебаний 1-го рода.

Таблица 8 - Характеристики при

	15	31	60	84
	1	2	4	8
	6,4	6,6	6,4	6,2
	0	0	0,06	0,28