§ 24. Выбор типа ламп

В мощных УРУ используются пентоды или тетроды с левыми характеристиками, т. е. рассчитанные на работу без токов первых сеток. О левизне характеристик ламп можно судить, сравнивая мощности Р_ном, которую можно получить от лампы без токов первых сеток и которую мы условились называть номинальной (см. § 11), и мощности, которую отдает лампа при обычном применении Р_∼ (см. приложение). Если Р_ном и Р_∼ близки, то лампа может быть использована в УРУ. Как показывает анализ параметров генераторных ламп, разработанных в Советском Союзе и за рубежом, в настоящее время имеются лампы с левыми характеристиками на весьма большие мощности, например, лампы типа ГУ-29, ГУ-19, ГУ-33Б, ГУ-43Б, ГУ-44Б, ГУ-53Б и ряд других.

Для обеспечения высоких энергетических показателей УРУ и большого коэффициента усиления при широкой полосе частот лампы должны обладать малыми выходной и входной емкостями, большим током и крутизной, низким остаточным напряжением е_амин и большой допустимой мощностью, рассеиваемой на аноде.

Энергетические показатели УРУ определяются не только параметрами ламп, но и шириной полосы частот и общим числом ламп n. Поэтому конкретные требования к параметрам ламп во многом определяются указанными величинами. Теоретически высокие энергетические показатели УРУ могут быть достигнуты увеличением числа ламп. Однако на практике n ограничено величиной порядка 10-15. Это обусловлено тем, что при большом числе ламп начинает сильно сказываться затухание в линиях УРУ [16], появляется склонность к самовозбуждению [26, 30] и значительно усложняется настройка УРУ. Поэтому при проектировании УРУ следует ориентироваться на число ламп в одном плече n = 6÷12, а для схемы с трансформаторами в анодной линии (см. § 17) n = 2÷3.

На основе выражений, полученных выше, можно сформулировать ориентировочные требования к некоторым параметрам ламп для различных схем УРУ.

Для УРУ с однородной линией из выражения (49) можно найти требуемое для получения заданной мощности отношение параметров Если учесть, что α₁ = 0,5, параметр m = 1,27÷1,4, а также влияние емкости монтажа на величину волнового сопротивления, получим

где I_m - анодный ток лампы в критическом режиме при нулевом напряжении на первой сетке и номинальном экранном напряжении, а; С_вых - выходная емкость лампы, nф; Р_н - заданная мощность в ваттах (для двухтактной схемы здесь и в дальнейшем эта мощность на одно плечо, т. е. половина заданной мощности); f_в - верхняя частота заданного диапазона, Мгц.

При оценке значение n принимается в пределах от 6 до 12.

Так как мощность, рассеиваемая на анодах лампы, может существенно ограничивать величину выходной мощности, параметр Р_aдоп должен удовлетворять условию, которое нетрудно получить из формулы (69):

где γ = 1,57 в классе В и γ = 1 в классе А.

В последнем выражении к. п. д. принято равным 0,1γ, а значение n берется не меньше, чем в формуле (218).

Для УРУ с частичным подавлением обратной волны величина параметра h в формуле (122) обычно имеет порядок 0,2-0,4, откуда

К допустимой мощности, рассеиваемой на анодах ламп, предъявляются менее жесткие требования, чем для УРУ с однородной линией, поскольку рассматриваемый усилитель имеет больший к. п. д. Рассчитывая на ориентировочное значение к. п. д. 0,3-0,5, из формулы (143) получим

При работе на несогласованную нагрузку требования к отношению примерно определяются той же формулой (219), что и при согласованной нагрузке. Однако требования к Р_адоп становятся более жесткими. Так, из формулы (215) имеем

При оценке требуемой мощности Р_адоп можно задаться h ≈ 0,3, а значение η_р ориентировочно определить по графикам рис. 49 для заданного p_н.

Для усилителя с трансформаторами в анодной линии (рис. 39) требуемое отношение определяется из формулы (168) в расчете на 2-3 лампы:

Мощность, рассеиваемая на аноде, в этом случае, как правило, не ограничивает выходную мощность.

Для УРУ по схеме рис. 42 номинальная мощность ламп блока 2:

где n₂ = 6÷10.

Параметры 1-й лампы для обеспечения режима ламп блока 2, близкого к номинальному, должны удовлетворять соотношению:

Наряду с указанными требованиями лампы УРУ должны иметь высокое значение параметра I_m/е_амин = S_кр (для получения высокого к. п. д.) и высокую крутизну S.

Если от УРУ требуется высокая линейность, характеристики ламп должны удовлетворять соответствующим требованиям [8].