Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ИГ ИД ИЗ ИМ ИН ИО ИС ИЮ

Искусственная длинная линия

 
Искусственные длинные линии анодной и сеточной цепей УРУ чаще всего собирают из цепочки Т - образных т звеньев - фильтров нижних частот. Каждое звено образовано ( рис. 4.4, а) ДВУМЯ индуктивно связанными катушками L и конденсатором С. Функции конденсатора выполняет междуэлектродная емкость лампы, которая в обычных усилителях ограничивает верхнюю рабочую частоту усилителя и коэффициент усиления; здесь междуэлектродная емкость ( С х или Спых) яв-дгется составной частью линии, чем и определяется широкополооность УРУ.
Конструктивно искусственные длинные линии делятся на два типа: линии с сосредоточенными постоянными и линии с распределенными постоянными. Линии большой реактивной мощности выполняются, как правило, по первому типу; линии малой реактивной мощности и линии задержки - по первому и второму.
Схема импульсного генератора на 500 кв. Формирующие линии представляют собой искусственные длинные линии, состоящие из емкостей и индуктивностей. Они предназначены для формирования мощных высоковольтных импульсов ( в сотни и тысячи киловатт) прямоугольной формы при сравнительно маломощном источнике питания. Формирующие линии используют в радиолокационной технике - в импульсных модуляторах.
Выбираем в качестве двухполюсника искусственную длинную линию цепочечного типа.
В некоторых устройствах, например искусственных длинных линиях, на ультракоротких волнах требуется настолько малая индуктивность, что ее можно получить путем использования прямого провода с надетыми на него бусинками из магнитодиэлектрика. Такую конструкцию на схемах изображают, как катушку с сердечником из магнитодиэлектрика.
Схемы с накопителем энергии в виде искусственной длинной линии получили большое распространение и в настоящее время имеется много вариантов таких схем. Удобство этих схем заключается в возможности получения приблизительно прямоугольного импульса длительностью 7 - г - Ш мксек и значительных мощностей ( 100 кет и более) в импульсе. К этому следует еще добавить относительную простоту изготовления и эксплуатации схемы.
Искусственная длинная линия.| Частотные характеристики ГВП полузвена ФНЧ типа р. В итоге получается конструкция, называемая искусственной длинной линией. Схема этой линии ( рис. 9.42) является; очевидно, цепочечным фильтром нижних частот.
В реальных схемах по габаритным соображениям применяются искусственные длинные линии, состоящие из ряда секций, включающих элементы с сосредоточенными постоянными. Зарядно-раз-рядные процессы в такой линии несколько отличаются от процессов в реальной длинной линии, и поэтому форма импульса при разряде искусственной линии отличается от прямоугольной. Однако путем увеличения числа секций можно устранить несовершенство искусственной длинной линии Для этого практически достаточно взять 3 - 5 секций.
Планарные структуры на основе сегнетоэлектрической. На рис. 6.6.4. показан фазовращатель в виде искусственной длинной линии с сегнетоэлектрическими конденсаторами, емкость которых управляется приложенным постоянным напряжением.
Схема модулятора оптического дальномера. Импульсы тока возбуждения формируются модулятором, выполненным на искусственной длинной линии с сосредоточенными параметрами. Последовательно с линией и полупроводниковым диодом Д включен для согласования резистор Rz сопротивлением 4 ом.
К основным элементам модулятора, которые необходимо рассчитывать, относятся искусственные длинные линии, зарядные дроссели и импульсные трансформаторы.

В качестве ступенчатых фазовращателей применяют обычно пинии задержки, представляющие собой искусственные длинные линии, работающие в режиме бегущей волны. Линия задержки при небольших размерах, исчисляемых сантиметрами, эквивалентна по действию, например, кабелю длиной несколько сот метров.
При необходимости получить значительную задержку ( сотни микросекунд и более) искусственные длинные линии становятся слишком громоздкими и для получения больших величин Тя используют ультразвуковые линии задержки.
Этот упрощенный механизм работы, разумеется, не1 учитывает особенности разряда искусственных длинных линий; каждая линия рассматривается как идеальная. Иными словами, схема рис. 6.3 заменяется упрощенной эквивалентной схемой, показанной на рис. 6.4. Входным сигналом в этой схеме является включение напряжения величины Е, что согласно теореме замещения эквивалентно короткому замыканию начала заряженной линии.
Применяются и комбинированные схемы, в которых формирование импульса происходит при помощи искусственной длинной линии, а разрядной цепью служит ламповый модулятор.
Промежуточный каскад с настраиваемым анодным контуром. а принципиальная схема, б эквивалентная схема. Третью группу схем составляют усилители бегущей волны, в которых нагрузкой ламп является искусственная длинная линия из нескольких звеньев с усилительной лампой в каждом звене.
Это соотношение имеет ясное физическое истолкование и позволяет установить характерные особенности работы модуляторов с искусственными длинными линиями.
Эквивалентные схемы импульсных модуляторов с емкост. В модуляторах с частичным разрядом в качестве накопителя энергии применяются конденсаторы, зарядные индуктивности и искусственные длинные линии, а в качестве коммутирующих элементов - импульсные модуляторные лампы.
В магнитных импульсных модуляторах в качестве накопителей электрической энергии применяют как конденсаторы, так и искусственные длинные линии, причем конденсаторы используют в режиме полного разряда. В модуляторах импульсных передатчиков создают несимметричный режим магнитного ключа, при котором насыщение сердечника достигается один раз за период питающего модулятор переменного напряжения. При этом модулятор формирует последовательность импульсов одной полярности.
В импульсных передатчиках большой мощности применяют модуляторы, где в качестве емкостного накопителя энергии используют искусственную длинную линию, а в качестве ключа - импульсный водородный тиратрон.
С этой целью энергия источника длительное время накапливается в реактивном накопителе ( емкости, индуктивности или искусственной длинной линии), а затем накопитель через соответствующий ключ быстро отдает свою энергию. Наилучшую форму импульсов удается получить при использовании искусственной длинной линии, но при этом длительность импульса не будет превышать нескольких микросекунд.
Для того чтобы обеспечить стабильность длительности импульса и частоты автоколебаний, в схемах блокинг-генераторов вместо хронирующих конденсаторов применяют искусственные длинные линии. Рассмотрим схему, изображенную на рис. 8.5, где такая линия используется для стабилизации длительности импульса.
Магнитострикци-онная линия задержки.| Линия задержки из пьезо-электрика.
Электромагнитные линии задержки могут быть трех основных типов: волноводные линии, электрические длинные линии с распределенными параметрами и искусственные длинные линии с сосредоточенными параметрами. Электромагнитные линии задержки могут быть эффективно использованы для запоминания данных в электронных счетных машинах, если частота повторения импульсов значительно больше, чем 10е в 1 сек.
К первому типу относятся схемы, в которых формирование кратковременных импульсов напряжения производится при помощи накопления энергии в конденсаторе или искусственной длинной линии, а в разрядной цепи используются газоразрядные приборы.
Как будет показано далее, вышеприведенные приближенные значения переходных проводимостей могут быть положены в основу анализа некоторых модуляторных устройств с искусственными длинными линиями.
Схема включения линии задержки.| Искусственная линия задержки. На практике в качестве такого устройства применяются отрезки коаксиального кабеля ( время задержки которого составляет 5 - 6 нс / м) или искусственные длинные линии ( рис. 6.11), представляющие собой ряд последовательно включенных одинаковых звеньев L и С, соединенных по схеме фильтра нижних частот. Такие электрические линии используются для задержки сигналов на время от десятых долей микросекунд до десятков микросекунд.
Слюдяные конденсаторы чаще всэго применяются в цепях низкой и высокой частоты в качестве переходных, блокировочных и контурных, а также в контурах искусственных длинных линий формирования и задержки. Наиболее распространенным типом, выпускаемым промышленностью, являются конденсаторы КСО.
Импульсная модуляция с использованием блокинг-генератора. Однако в отличие от обычного блокинг-генератора, в котором начало быстрого спада анодного тока обусловлено внутренними процессами в самом генераторе, в данной схеме причиной начала обратного процесса является резкое уменьшение напряжения на сетке лампы Лъ вызванное отражением в искусственной длинной линии. Это уменьшенное напряжение на сетке уменьшает анодный ток лампы и вызывает процесс спада анодного тока. Длительность получающегося импульса определяется параметрами длинной линии и равна времени прохождения электрической волны вдоль линии к открытому концу и обратно.
Катодный повторитель нагружен на линию задержки. Это искусственная длинная линия, составленная из элементов L и С.
Длинные линии, работающие в режиме бегущей волны, обладают очень широкой полосой пропускания. Это свойство присуще и искусственным длинным линиям, составленным из звеньев с сосредоточенными постоянными.
Бивалентной схеме рис. 6.4 линии считаются идеальными и искажения сигналов, естественно, отсутствуют. Для реальной схемы с искусственными длинными линиями имеет место аналогичная зависимость (6.4.6), но теперь сигналы распространяются по линиям с искажениями, которые тем значительнее, чем больше задержка.
Импульсные модуляторы с ионными коммутаторами ( импульсными водородными тиратронами) работают в режиме полного разряда накопителя. В качестве накопителей энергии используются искусственные длинные линии с емкостной реакцией. Индуктивные накопители вследствие присущих им недостатков почти не применяются.
Внешний вид измерительной установки для лабораторных. Основным измерительным устройством этой установки является электронный осциллограф. Формирование импульсов происходит при помощи искусственной длинной линии, а разрядной цепью служит ламповый модулятор.
Прежде всего в таких схемах импульсы получаются недостаточно прямоугольными. Далее, в схемах с искусственной длинной линией сопротивление нагрузки должно быть согласовано с волновым сопротивлением линии. Для указанного согласования приходится применять специальные импульсные трансформаторы, тогда как в схемах с подмодулятором выход может быть прямым.

В УРУ производится сложение мощности нескольких высокочастотных усилителей. В цепи анодов ламп УРУ подключается искусственная длинная линия, что позволяет осуществить сложение токов отдельных ламп.
Во избежание этого в цепь, подводящую сигнал к пластинам Y, обычно вводят элемент, обеспечивающий задержку сигнала во времени. В качестве такого элемента часто используют искусственную длинную линию, число ячеек которой, а следовательно, и время задержки изменяются с помощью переключателя.
В качестве накопительного элемента в них используется искусственная длинная линия, а управление работой осуществляется мягким коммутатором.
С этой целью энергия источника длительное время накапливается в реактивном накопителе ( емкости, индуктивности или искусственной длинной линии), а затем накопитель через соответствующий ключ быстро отдает свою энергию. Наилучшую форму импульсов удается получить при использовании искусственной длинной линии, но при этом длительность импульса не будет превышать нескольких микросекунд.
Лампа Л16 является фазоинверсным каскадом, с которого снимаются строчные импульсы двух полярностей на фиксирующие цепи всех трех каскадов. Для компенсации задержки гасящих импульсов в цепь строчных ведущих импульсов включена искусственная длинная линия с общей задержкой, равной 1 мксек. Выходной каскад Л может обеспечить четыре выхода видеосигнала размахом до 2 в пр и нагрузке на кабель с вол-новьгм сопротивлением 150 ом.
Схемы многоэлементных фазовых СВЧ модуляторов. / - оптическое излучение. 2 - электроды. 3 - электрооптический кристалл. 4 - индуктивность. 5 - сопротивление нагрузки. 6 - СВЧ волновод. Для снижения амплитуды управляющего напряжения применяют многоэлементные фазовые модуляторы, составленные из большого числа фазовых ячеек, расположенных последовательно вдоль модулируемого луча. В схеме, приведенной на рис. 32, а, используется искусственная длинная линия, при изменении волнового сопротивления которой можно добиться синхронизации скорости распространения фазы модулирующего сигнала вдоль многоэлементной линии и скорости распространения оптического излучения.
Схема измерения импульсных параметров газоразрядных. Для измерения эмиссии возможно применение любой импульсной схемы, однако для получения более точных результатов предпочтительнее применять схемы с прямоугольным импульсом, позволяющие наблюдать спад эмиссии во времени. Для получения прямоугольных коротких импульсов обычно используется формирователь, выполненный в виде искусственной длинной линии, разряжаемой с помощью тиратрона.
Схема подмодулятора с выходным усилителем. На лампе Л2 собран заторможенный блокинг-генератор. В отличие от обычных схем блокинг-генераторов в цепь управляющей сетки вместо конденсатора включена искусственная длинная линия, обеспечивающая высокую стабильность длительности формируемого импульса.
Методы предыдущей главы неприменимы к задачам формирования импульсов. Формирование импульса, близкого к прямоугольному, происходит за счет многократного распространения скачка напряжения по искусственным длинным линиям, не цтличающимся по схеме от линий задержки.
В последние годы в мощных передатчиках стали использовать схемы широкополосных усилителей мощности, которые не требуют перестройки, давая достаточно равномерное усиление в широком диапазоне частот. Эти усилители бегущей волны представляют собой двухтактные схемы, имеющие несколько однотипных ламп в плечах и две искусственные длинные линии - сеточную и анодную, к ячейкам которых подключаются аноды и сетки ламп. В линиях создается режим бегущей волны, а на концах линий устанав - ливаются согласующие элементы.
Выходные каскады часто соединяются с нагрузкой через трансформаторы, что облегчает решение проблемы согласования. Для получения заданной формы и длительности импульса используют тот или иной вариант колебательного контура с нелинейным демпфированием либо процессы заряда и разряда искусственных длинных линий.
Важно иметь в виду, что рассмотренные схемы не обеспечивают стабильного значения длительности формируемого импульса, что обусловлено зависимостью последней от параметров тиристора ( в частности, от / выкл), в свою очередь, зависящих от режима и температуры. Существенное повышение стабильности значения периода автоколебаний Т, а также получение формы выходных импульсов, приближающейся к прямоугольной, обеспечивается применением вместо конденсатора искусственных длинных линий задержки.

В реальных схемах по габаритным соображениям применяются искусственные длинные линии, состоящие из ряда секций, включающих элементы с сосредоточенными постоянными. Зарядно-раз-рядные процессы в такой линии несколько отличаются от процессов в реальной длинной линии, и поэтому форма импульса при разряде искусственной линии отличается от прямоугольной. Однако путем увеличения числа секций можно устранить несовершенство искусственной длинной линии Для этого практически достаточно взять 3 - 5 секций.
Искусственная длинная линия Д л я получения напряже. Применение линий в импульсной технике ограничивается тем, что в ряде случаев длина линии, обеспечивающая необходимую задержку, становится чрезмерно большой. Для увеличения времени задержки в линии на единицу длины необходимо уменьшить скорость распространения волны вдоль линии. На практике вместо длинных линий с распределенными параметрами применяют искусственные длинные линии с сосредоточенными параметрами.
Особенности распространения коротких волн вызывают необходимость смены рабочей частоты, по крайней мере, дважды в течение суток. Поэтому в KB передатчиках предусматривается возможность быстрой перестройки РЧ тракта внутри всего KB диапазона. Последние содержат несколько однотипных ламп ( или транзисторов), разделенных Т - образными звеньями искусственной длинной линии, по которой к выходу распространяется бегущая волна. Усилители с распределенным усилением более широкополосны, чем АУ, но конструктивно значительно сложнее.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11