Схема генератора с общей сеткой

Два варианта схемы с общей сеткой приведены на рисунке 4.16. В схеме с общей сеткой катод должен быть изолирован относительно земли по высокой частоте и соединен с нею по постоянному току.

Поэтому для разделения высокочастотных цепей и цепей постоянного тока, в схему включаются дополнительные блокировочные элементы, отсутствующие в схеме с общим катодом. Такими элементами являются катодные дроссели и блокировочные конденсаторы (Lк;Ск). Дроссели отделяют катод по высокой частоте от земли и обеспечивают цепь для постоянного тока катода.

 

Индуктивность катодного дросселя не должна заметно шунтировать входное сопротивление генератора

(4.3)

Индуктивность Lк следует выбирать в разумных пределах, т.к. с увеличением габаритов дросселя растет длина провода, которым он намотан, и паразитная емкость на землю. Удлиннение провода приводит к росту потерь мощности накала на собственном активном сопротивлении дросселя. Кроме того, при провод дросселя, подобно короткозамкнутой линии, ведет себя как последовательный резонансный контур вблизи резонанса. Поэтому при конструировании дросселя следует учитывать, что длина провода дросселя должна на всех частотах удовлетворять условию .

Указанные причины заставляют ограничивать условие (4.3) следующими пределами . Конденсаторы Ск отделяют катод лампы генератора от контура предшествующей ступени по постоянному току. Благодаря применению двух разделительных конденсаторов, удается сохранить эквипотенциальность катода относительно сетки по напряжению накала. Сопротивление конденсаторов должно быть значительно меньше входного сопротивления генератора, т.к. в противном случае на них будет выделяться значительная часть напряжения возбуждения . На практике достаточно выполнить условие:

В схеме на рисунке 4.16а конденсатор Сбл обеспечивает заземление управляющей сетки по высокой частоте, и отделяет ее от земли по постоянному току. Следует иметь в виду, что часть первой гармоники анодного тока протекает через конденсатор Сбл по цепи, образованной междуэлектродной емкостью Сас . При этом в цепи сетки появляется напряжение паразитной связи U1 . Для нормальной работы генератора нап-ряжение U1 должно быть значительно меньше напряжения возбуждения Uc. Это условие может быть выполнено, если Сбл >> Cac. Практически Сбл выбирается следующим образом:

Индуктивность блокировочного дросселя выбирается как обычно

; Lc=(50-100)

Использование в цепи сетки блокировочного конденсатора крайне нежелательно в мощных генераторах ВЧ и ОВЧ диапазонов. Дело в том, что с увеличением мощности генераторной лампы, увеличивается емкость Сас. Для уменьшения глубины паразитной обратной связи приходится соответственно увеличивать емкость Сбл. При этом неизбежно растут размеры конденсатора Сбл и понижаются его собственные резонансные частоты, обусловленные распределенными индуктивностями и емкостями. На частотах, близких к резонансным, реактивное сопротивление блокировочного конденсатора резко возрастает. В результате, увеличивается напряжение паразитной обратной связи в цепи сетки, которое может оказаться причиной самовозбуждения генератора. Паразитное самовозбуждение обычно возникает на частотах, близких к рабочим. Поэтому его устранение связано с большими трудностями, особенно в диапазонных, перестраиваемых передатчиках.

Указанного недостатка нет в схеме на рисунке 4.16б, где сетка непосредственно заземлена, а смещение поступает на сетку с резистора. Включенного в цепь постоянной составляющей катодного тока (Rк). Недостатком этой схемы является значительная мощность потерь на резисторе катодного смещения и уменьшение анодного напряжения на величину напряжения смещения.

Рк =|Ec|( Iao + Ico) ; Еа = |Ec|

В схеме с общей сеткой может быть включен и мощный тетрод. На первый взгляд такое включение может показаться неестественным, т.к. этот прибор, в свое время, был предложен для работы именно в схеме с общим катодом. Необходимость использования тетродов в схеме с общей сеткой вызвана следующими причинами:

1. Номинальная мощность вновь разрабатываемых тетродов постоянно растет. Соответственно увеличиваются размеры и междуэлектродные емкости лампы, а также паразитные емкости монтажа. Устойчивость генератора к самовозбуждению при этом безусловно падает.

2. В современных передатчиках используются устройства авто-матической настройки и автозагрузки генератора, цепи которых могут образовывать дополнительные пути для паразитных связей и наводок.

По этим причинам тетроды в схеме с общим катодом работают неустойчиво, особенно в диапазонах ВЧ и ОВЧ. Схема с общей сеткой на тетроде, благодаря экранирующему действию двух сеток, более устойчива к самовозбуждению, чем аналогичная схема на триоде. Кроме того, высокая крутизна характеристики тетрода позволяет получить больший коэффициент усиления по мощности ( на 30 – 50 %).

Цепи питания тетрода в схеме с общей сеткой не имеют каких либо принципиальных особенностей. Следует только отметить, что экранная сетка по высокой частоте должна быть обязательно заземлена. При соединении экранирующей сетки с катодом проходная емкость схемы будет определяться емкостью между анодом и экранирующей сеткой, величина которой значительно больше, чем емкость между анодом и катодом.