Глава третья. Основы теории УРУ с неоднородной выходной линией

§ 12. Обобщенная схема УРУ с неоднородной линией и ее параметры

Энергетические показатели УРУ во многом определяются характером распределения переменных напряжений на анодах ламп усилителя. Поэтому можно ожидать, что изменением характера распределения этих напряжений можно существенно влиять на режим работы ламп и на основные показатели УРУ. В свою очередь, управлять распределением переменных напряжений можно путем вариации параметров выходной линии усилителя. В связи с этим представляет интерес усилитель, у которого выходная линия построена из четырехполюсников, несогласованных в местах их сочленения. Такой усилитель называют УРУ с неоднородной линией.

Если проходной проводимостью ламп можно пренебречь, то блок-схема УРУ с такой линией будет иметь вид, изображенный на рис. 5. Амплитуды генераторов тока в этой схеме можно найти по известным параметрам ламп (в частности, по крутизне) и по амплитудам переменных напряжений на сетках ламп U̇_gi. Последние определяются из рассмотрения процессов во входной линии. Обычно в УРУ с неоднородной выходной линией входная линия построена по принципу характеристического согласования, так что амплитуды генераторов тока определяются по формуле (6).

Эквивалентная схема УРУ по выходной цепи может быть представлена в виде, изображенном на рис. 28. Эта схема представляет собой каскадное соединение четырехполюсников, возбуждаемое системой n распределенных по его "длине" автономных генераторов тока и нагруженное на концах на сопротивления ż_б и ż_н. В общем случае все четырехполюсники неодинаковы и несимметричны.

Рис. 28. Эквивалентная схема УРУ с неоднородной линией по выходной цепи

Амплитуда первой гармоники тока генераторов I'₁ в схеме рис. 28 отлична от амплитуды генераторов тока İ₁ в схеме рис. 5. Связь между этими амплитудами устанавливается после приведения схемы одного звена выходной линии УРУ (рис. 7, а) к эквивалентной схеме рис. 7, б и дается соотношением^*:

^* (Индекс 1 у всех токов указывает, что рассматриваются только первые гармоники токов ламп.)

Сопротивления ż_ci и ż'_ai (рис. 7, б) четырехполюсников выходной линии в общем случае различны, что отмечено индексом i.

Каждый из четырехполюсников схемы рис. 28 может быть описан различной системой параметров. Однако, как и в случае УРУ с однородной линией, будем описывать четырехполюсники характеристическими параметрами, что позволяет дать "квазиволновую" трактовку явлений в УРУ и пользоваться некоторыми результатами из теории длинных линий [2].

Таким образом, каждый i-й четырехполюсник описывается двумя характеристическими сопротивлениями^* z'_i и z''_i (в силу его несимметрии) и постоянной распространения ȧ_i, которые могут быть найдены по известным элементам четырехполюсника [2].

^* (Индексы а, n, с, которые были использованы при анализе УРУ с однородными линиями, будем опускать с целью упрощения записи.)

В дальнейшем будем использовать также производный параметр

который назовем характеристическим коэффициентом трансформации четырехполюсника. Для симметричного четырехполюсника

Неоднородная выходная линия УРУ в целом характеризуется 3(n + 1) независимыми характеристическими параметрами.

Все характеристические параметры будем предполагать комплексными. Поэтому проведенный ниже анализ справедлив для четырехполюсников как без потерь, так и с потерями.

При анализе УРУ будем считать, что все рассматриваемые напряжения имеют гармонический характер, что может быть осуществлено либо в классе А, либо в двухтактной схеме класса В при введении специальных мер по подавлению четных гармоник, описанных в § 10.