RU2085022C1

RU2085022C1 - Travelling wave tube power amplifier

Info

Publication number: RU2085022C1
Application number: RU92008770A
Authority: RU
Inventors: А.А. Гогачев; В.В. Истратов; А.Е. Костромин; Ю.В. Мамонов; А.М. Стрельцов; А.Л. Топчевский; Б.Б. Юрьев; А.В. Яременко
Original assignee: Научно-производственная фирма "Комкон"
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1997-07-20

Abstract

FIELD: microwave transmitting devices. SUBSTANCE: power amplifier has traveling wave tube 1 whose cathode is connected to anode through voltage regulator 3, gate electrode, to cathode through controlled switch 8 whose inputs are connected to output of voltage regulator 2 and to output of cutoff voltage supply 7. Cathode heater is connected to voltage regulator 4; slow-wave system of tube is connected to zero-potential bus and its collectors, to voltage regulator 6. Inserted between cathode and zero-potential bus is voltage regulator 5 of slow-wave system. Inputs of buffer register 9 are connected to output power control bus of amplifier and its outputs, to first and second read-only storage units 10 and 11 whose outputs are connected to inputs of first and second digital-to-analog converters 12 and 13. Output of converter 12 is connected to first input of error amplifier 14 whose second input is connected to output of voltage divider 15 inserted between tube anode and zero-potential bus. Output of converter 13 is connected to control input of error amplifier 5.1 of voltage regulator 5. EFFECT: facilitated output voltage control and on-line adjustment in magnitude which is most essential when using power amplifier in multichannel repeaters. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в передающих устройствах СВЧ диапазона. The invention relates to radio engineering and may find application in microwave transmitters.

Известен усилитель мощности на лампе бегущей волны (ЛБВ), содержащий ЛБВ, анод которой через первую обмотку трансформатора и первый источник постоянного напряжения подключен к ее катоду, точка соединения первой обмотки трансформатора и первого источника постоянного напряжения подключена к первому выводу конденсатора и аноду вентиля, катод которого соединен с вторым выводом конденсатора через вторую обмотку трансформатора. Сетка ЛБВ через третью обмотку трансформатора и параллельно включенные реактивный двухполюсник и цепь из последовательно соединенных резистора и второго источника постоянного напряжения соединена с ее катодом. Замедляющая система ЛБВ подключена к общей шине устройства. Вход компаратора соединен с отводом аттенюатора, общий вывод с первым выводом аттенюатора, с катодом трехэлектродной лампы и с первым выходом блок управления, а через четвертую обмотку трансформатора компаратор подключен к общей шине устройства. Выход компаратора через первый резистор соединен с управляющей сеткой трех электродной лампы и через первый конденсатор с вторым выходом блока управления. Аттенюатор включен между общей шиной устройства и катодом ЛБВ. Точка соединения второго конденсатора и второй обмотки трансформатора через источник постоянного напряжения и пятую обмотку трансформатора соединена с анодом трехэлектродной лампы (Авторское свидетельство СССР N 1107284, МКИ Н О3 F 3/58, 1984). A traveling-wave tube power amplifier (TWT) is known that contains TWT, the anode of which is connected to its cathode through the first winding of the transformer and the first DC voltage source, the connection point of the first transformer winding and the first DC voltage source is connected to the first output of the capacitor and the valve anode, cathode which is connected to the second output of the capacitor through the second winding of the transformer. The TWT grid through the third winding of the transformer and the parallel-connected reactive bipolar and a circuit from a series-connected resistor and a second DC voltage source is connected to its cathode. The TWT slowdown system is connected to the device’s common bus. The comparator input is connected to the attenuator outlet, the common output is to the first attenuator output, to the cathode of the three-electrode lamp and to the first output is the control unit, and through the fourth winding of the transformer, the comparator is connected to the device’s common bus. The output of the comparator through the first resistor is connected to the control grid of the three electrode lamps and through the first capacitor to the second output of the control unit. The attenuator is connected between the device common bus and the TWT cathode. The connection point of the second capacitor and the second transformer winding through a constant voltage source and the fifth transformer winding is connected to the anode of a three-electrode lamp (USSR Author's Certificate N 1107284, MKI N O3 F 3/58, 1984).

Однако данное устройство не обеспечивает работу при максимальном значении КПД с изменением выходной мощности в широких пределах. However, this device does not provide operation at the maximum value of efficiency with a change in output power over a wide range.

Известен усилитель мощности на ЛБВ, который содержит схему управления для изменения рабочего состояния ЛБВ по командному сигналу на изменение рабочего режиму, схему обнаружения с выделением аномальной информации и схему защиты, которая в соответствии с выходными сигналами со схемы обнаружения осуществляет защиту ЛБВ. Усилитель содержит также формирователь, который формирует имитированный аномальный сигнал после подачи командного сигнала на изменение рабочего режима. Формирователь соединен с преобразователем, соединенным со схемой обнаружения аномальной информации. (Патент Японии N 58-46886, МКИ НО3F 3/58). Однако данное устройство не обеспечивает возможности регулировки выходной мощности усилителя при максимальном значении КПД для данной выходной мощности. A power amplifier for TWT is known, which contains a control circuit for changing the TWT operating state by a command signal to change the operating mode, a detection circuit with anomalous information and a protection circuit that protects the TWT in accordance with the output signals from the detection circuit. The amplifier also contains a driver, which generates a simulated anomalous signal after the command signal for changing the operating mode. The driver is connected to a converter connected to an abnormal information detection circuit. (Japan Patent N 58-46886, MKI HO3F 3/58). However, this device does not provide the ability to adjust the output power of the amplifier at the maximum value of efficiency for a given output power.

Известен усилитель мощности на ЛБВ, который по решаемой задаче и общности структурных признаков наиболее близок к настоящему изобретению и выбран в качестве прототипа. Усилитель мощности на ЛБВ содержит ЛБВ, катод которой подключен к стабилизатору напряжения управляющего электрода и через стабилизатор напряжения анода подключен к аноду ЛБВ. Подогреватель катода подключен к стабилизатору напряжения подогревателя, между катодом и шиной нулевого потенциала включен стабилизатор напряжения замедляющей системы ЛБВ, коллекторы которой через стабилизатор напряжения коллекторов подключены к катоду (Spacecraft and Rockets, 1981, V 18, N 6, s.496-4980). Однако данное устройство не позволяет осуществить регулировку выходной мощности усилителя при максимальном значении КПД для данной выходной мощности и оперативно перестроить выходную мощность усилителя по величине. A known power amplifier for TWT, which according to the problem and common structural features is closest to the present invention and is selected as a prototype. The power amplifier for TWT contains TWT, the cathode of which is connected to the voltage regulator of the control electrode and through the voltage stabilizer of the anode is connected to the TWT anode. The cathode heater is connected to the voltage regulator of the heater, between the cathode and the zero potential bus there is a voltage stabilizer of the TWT slowdown system, the collectors of which are connected to the cathode through the collector voltage stabilizer (Spacecraft and Rockets, 1981, V 18, No. 6, s. 496-4980). However, this device does not allow you to adjust the output power of the amplifier at the maximum value of efficiency for a given output power and to quickly rebuild the output power of the amplifier in magnitude.

Изобретением решается задача по обеспечению возможности регулировки выходной мощности усилителя при максимальном значении КПД для данной выходной мощности и оперативной перестройки выходной мощности усилителя по величине, что является существенным при использовании усилителя мощности в многоканальных ретрансляторах. The invention solves the problem of providing the possibility of adjusting the output power of the amplifier at the maximum value of efficiency for a given output power and the operational adjustment of the output power of the amplifier in size, which is essential when using a power amplifier in multi-channel transponders.

Сущность изобретения заключается в том, что в усилитель мощности на ЛБВ, содержащий ЛБВ, катод которой подключен к стабилизатору напряжения управляющего электрода и через стабилизатор напряжения анода подключен к аноду ЛБВ, подогреватель катода подключен к стабилизатору напряжения подогревателя, между катодом и шиной нулевого потенциала включен стабилизатор напряжения замедляющей системы ЛБВ, коллекторы которой через стабилизатор напряжения коллекторов подключены к катоду, введены источник запирающего напряжения, управляемый коммутатор, буферный регистр, два блока постоянной памяти (БПП), два цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), усилитель рассогласования и делитель напряжения. Источник запирающего напряжения включен между катодом и первым входом управляемого коммутатора, второй выход которого подключен к выходу стабилизатора напряжения управляющего электрода, выход управляемого коммутатора подключен к управляющему электроду ЛБВ. Выходы буферного регистра соединены с входами первого и второго (БПП). Выход первого БПП соединены с входами первого ЦАП, выход которого соединен с первым входом усилителя рассогласования, второй вход которого подключен к выходу делителя напряжения, включенному между анодом ЛБВ и шиной нулевого потенциала, выход усилителя рассогласования подключен к управляющему входу стабилизатора напряжения анода. Выходы второго БПП подключены к входам второго ЦАП, выход которого подключен к управляющему входу стабилизатора напряжения замедляющей системы. Третий вход управляемого коммутатора является входом включения выключения усилителя мощности. Входы буферного регистра подключены к шине управления выходной мощностью усилителя. Вход и выход ЛБВ являются информационными входом и выходом усилителя. The essence of the invention lies in the fact that in the TWT power amplifier containing TWT, the cathode of which is connected to the voltage regulator of the control electrode and connected to the TWT anode through the voltage regulator, the cathode heater is connected to the heater voltage stabilizer, and the stabilizer is connected between the cathode and the zero potential bus voltage of the TWT slowdown system, the collectors of which are connected to the cathode through the collector voltage stabilizer, a source of blocking voltage controlled by comm Tatorey, buffer register, the two non-volatile memory block (PPO), two digital to analog converter (DAC), the error amplifier and a voltage divider. The source of the blocking voltage is connected between the cathode and the first input of the managed switch, the second output of which is connected to the output of the voltage stabilizer of the control electrode, the output of the managed switch is connected to the control electrode of the TWT. The outputs of the buffer register are connected to the inputs of the first and second (BPP). The output of the first BPP is connected to the inputs of the first DAC, the output of which is connected to the first input of the mismatch amplifier, the second input of which is connected to the output of the voltage divider connected between the TWT anode and the zero potential bus, the output of the mismatch amplifier is connected to the control input of the anode voltage regulator. The outputs of the second BPP are connected to the inputs of the second DAC, the output of which is connected to the control input of the voltage regulator of the slowdown system. The third input of the managed switch is the power on / off switch input. The inputs of the buffer register are connected to the amplifier output power control bus. The TWT input and output are the information input and output of the amplifier.

На чертеже приведена схема усилителя мощности на ЛБВ. The drawing shows a diagram of a power amplifier for TWT.

Усилитель мощности содержит лампу 1 бегущей волны (ЛБВ), стабилизатор 2 напряжения управляющего электрода, стабилизатор 3 напряжения анода, стабилизатор 4 напряжения подогревателя, стабилизатор 5 напряжения замедляющей системы, стабилизатор 6 напряжения коллекторов, источник 7 запирающего напряжения, управляемый коммутатор 8, буферный регистр 9, первый и второй блоки 10 и 11 постоянной памяти (БПП), первый и второй цифроаналоговые преобразователи 12 и 13 (ЦАП), усилитель 14 рассогласования и делитель 15 напряжения. The power amplifier contains a traveling wave lamp (TWT), a voltage stabilizer 2 of the control electrode, a voltage stabilizer 3 of the anode, a voltage stabilizer 4 of a heater, a voltage stabilizer 5 of a retarding system, a voltage stabilizer 6 of the collectors, a source of blocking voltage 7, a managed switch 8, a buffer register 9 , the first and second blocks of permanent memory 10 and 11 (BPP), the first and second digital-to-analog converters 12 and 13 (DAC), the mismatch amplifier 14 and the voltage divider 15.

Стабилизатор 5 напряжения замедляющей системы включает усилитель 5.1 рассогласования, регулирующий элемент 5.2 и делитель 5.3 напряжения. The voltage stabilizer 5 of the delay system includes a mismatch amplifier 5.1, a regulating element 5.2 and a voltage divider 5.3.

В усилителе мощности на ЛБВ катод ЛБВ 1 подключен к стабилизатору 2 напряжения управляющего электрода и к источнику 7 запирающего напряжения. Выход стабилизатора 2 напряжения и источника 7 запирающего напряжения соединены соответственно к первому и второму входам управляемого коммутатора 8, третий вход которого является входом включения отключения усилителя мощности. Выход управляемого коммутатора 8 подключен к управляющему электроду ЛБВ 1, подогреватель катода которой подключен к стабилизатору 4 напряжения подогревателя. Катод ЛБВ 1 через стабилизатор 3 напряжения анода подключен к аноду ЛБВ 1. Между катодом и шиной нулевого потенциала включен стабилизатор 5 напряжения замедляющей системы ЛБВ 1. Коллекторы ЛБВ 1 подключены через стабилизатор 6 напряжения коллекторов к катоду ЛБВ 1. In the power amplifier on the TWT, the TWT cathode 1 is connected to the voltage regulator 2 of the control electrode and to the source 7 of the blocking voltage. The output of the voltage stabilizer 2 and the source 7 of the blocking voltage are connected respectively to the first and second inputs of the managed switch 8, the third input of which is the turn-on input of the power amplifier. The output of the managed switch 8 is connected to the control electrode TWT 1, the cathode heater of which is connected to the voltage stabilizer 4 of the heater. The TWT cathode 1 through the anode voltage stabilizer 3 is connected to the TWT 1 anode. Between the cathode and the zero potential bus, the voltage stabilizer 5 of the TWT 1 retarding system is connected. The TWT 1 collectors are connected through the collector voltage stabilizer 6 to the TWT 1 cathode.

Выход буферного регистра 9 соединены соответственно с входами первого и второго БПП 10 и 11, выходы которых соединены соответственно с входами первого и второго ЦАП 12 и 13. Выход первого ЦАП 12 соединен с первым входом усилителя 14 рассогласования, второй вход которого подключен к выходу делителя 15 напряжения, включенному между анодом ЛБВ 12 и шиной нулевого потенциала. Выход усилителя 14 рассогласования подключен к управляющему входу стабилизатора 3 напряжения анода. Выход второго ЦАП 13 соединен с первым входом усилителя 5.1 рассогласования стабилизатора 5 напряжения замедляющей системы. The output of the buffer register 9 is connected respectively to the inputs of the first and second BPPs 10 and 11, the outputs of which are connected respectively to the inputs of the first and second DACs 12 and 13. The output of the first DAC 12 is connected to the first input of the mismatch amplifier 14, the second input of which is connected to the output of the divider 15 voltage connected between the anode TWT 12 and the bus zero potential. The output of the mismatch amplifier 14 is connected to the control input of the anode voltage stabilizer 3. The output of the second DAC 13 is connected to the first input of the amplifier 5.1, the mismatch of the voltage stabilizer 5 of the delay system.

Входы буферного регистра 9 подключены к шине управления входной мощностью усилителя, а вход и выход ЛБВ являются информационными входом и выходами усилителя. The inputs of the buffer register 9 are connected to the control bus of the input power of the amplifier, and the input and output of the TWT are information inputs and outputs of the amplifier.

В стабилизаторе 5 напряжения замедляющей системы первый вход усилителя 5.1 рассогласования подключен к выходу ЦАП 13, а второй вход к делителю 5.3 напряжения, включенному между катодом ЛБВ и шиной нулевого потенциала. Выход усилителя 5.1 рассогласования подключен к входу управления регулирующего элемента 5.2, включенному между катодом ЛБВ и шиной нулевого потенциала. In the voltage stabilizer 5 of the slowdown system, the first input of the mismatch amplifier 5.1 is connected to the output of the DAC 13, and the second input to the voltage divider 5.3 connected between the TWT cathode and the zero potential bus. The output of the mismatch amplifier 5.1 is connected to the control input of the regulatory element 5.2 connected between the TWT cathode and the zero potential bus.

Усилитель мощности на ЛБВ работает следующим образом. В усилителе мощности источники питания обеспечивают электрический режим на электродах ЛБВ. Стабилизатор 2 напряжения управляющего электрода обеспечивает электрический режим на управляющем электроде (УЭ) ЛБВ. Стабилизатор 3 напряжения анода обеспечивает электрический режим на аноде (А) ЛБВ. Стабилизатор 4 напряжения подогревателя обеспечивает электропитание подогревателя (П) катода ЛБВ. Стабилизатор 5 напряжения замедляющей системы обеспечивает электрический режим замедляющей системы (ЗС)) ЛБВ. Стабилизатор 6 напряжения коллекторов обеспечивает электропитание трех коллекторных электродов (К1, К2, К3) ЛБВ. Все напряжения питания электродов ЛБВ формируются относительно катода и не имеют гальванической связи с шиной нулевого потенциала за исключением стабилизатора напряжения замедляющей системы. The power amplifier for TWT works as follows. In a power amplifier, power supplies provide electrical mode on TWT electrodes. The voltage stabilizer 2 of the control electrode provides an electric mode on the TWT control electrode (UE). The stabilizer 3 voltage of the anode provides electrical mode on the anode (A) TWT. The voltage stabilizer 4 of the heater provides power to the heater (P) of the TWT cathode. The voltage stabilizer 5 of the slowdown system provides the electrical mode of the slowdown system (ZS)) TWT. The collector voltage stabilizer 6 provides power to three TWT collector electrodes (K1, K2, K3). All the supply voltages of the TWT electrodes are formed relative to the cathode and do not have galvanic connection with the zero potential bus, with the exception of the voltage regulator of the retardation system.

При включении усилителя мощности одновременно на все электроды ЛБВ подаются питающие напряжения, за исключением управляющего электрода. На управляющий электрод ЛБВ подается напряжение от источника 7 запирающего напряжения через управляемый коммутатор 8. После разогрева подогревателя катода на третий вход управляемого коммутатора 8 поступает сигнал включения усилителя мощности. При этом управляемый коммутатор 8 обеспечивает отключение источника 7 запирающего напряжения и подключение к управляющему электроду ЛБВ стабилизатора 2 напряжения управляющего электрода. Таким образом усилитель мощности переводится во включенное состояние. Для отключения усилителя мощности коммутации осуществляются в обратном порядке. When the power amplifier is turned on, supply voltages are supplied to all TWT electrodes simultaneously, with the exception of the control electrode. The voltage from the source 7 of the blocking voltage is supplied to the TWT control electrode through the managed switch 8. After heating the cathode heater, the power amplifier turns on the third input of the managed switch 8. In this case, the controlled switch 8 provides a disconnection of the source 7 of the blocking voltage and the connection to the control electrode TWT of the voltage stabilizer 2 of the control electrode. In this way, the power amplifier is turned on. To turn off the power amplifier, switching is performed in the reverse order.

Для выбранного электрического режима на электродах ЛБВ выходная мощность зависит от величины входной мощности подаваемой на ВЧ вход. Максимальная мощность на ВЧ выходе ЛБВ будет соответствовать работе ее в режиме насыщения, что соответствует максимальному КПД усилителя мощности. Уменьшение выходной мощности усилителя за счет перевода ЛБВ в линейный режим ведет к ухудшению КПД усилителя, что является не оптимальным режимом работы для автономного объекта с ограниченной мощностью первичного источника питания. For the selected electric mode on the TWT electrodes, the output power depends on the input power supplied to the RF input. The maximum power at the RF output of the TWT will correspond to its operation in saturation mode, which corresponds to the maximum efficiency of the power amplifier. Reducing the output power of the amplifier due to the transfer of TWT into linear mode leads to a deterioration in the efficiency of the amplifier, which is not the optimal mode of operation for an autonomous object with limited power of the primary power source.

При построении многоканальных ретрансляторов возникает необходимость менять выходную мощность усилителя мощности в зависимости от скорости передачи информации при обеспечении максимального КПД усилителя мощности. Для этого необходимо установленному значению выходной мощности усилителя выбрать такой режим электропитания электродов, чтобы ЛБВ работала в режиме насыщения. При этом изменяя электрический режим питания электродов ЛБВ можно обеспечить максимальный КПД усилителя при любой величине выходной мощности. When constructing multi-channel repeaters, there is a need to change the output power of the power amplifier depending on the speed of information transfer while ensuring maximum efficiency of the power amplifier. For this, it is necessary to set the power supply mode of the electrodes to the set value of the amplifier output power so that the TWT operates in saturation mode. At the same time, by changing the electric power supply mode of TWT electrodes, it is possible to provide maximum amplifier efficiency at any output power value.

Электрический режим ЛБВ обеспечивается совокупностью источников электропитания всех электродов. Однако определяющими являются стабилизаторы напряжений анода и замедляющей системы, к которым предъявляются повышенные требования по стабильности выходных напряжений. The TWT electric mode is provided by a combination of power supplies of all electrodes. However, the determining factors are the voltage stabilizers of the anode and the retarding system, to which increased demands are made on the stability of the output voltages.

Поэтому для управления электрическим режимом ЛБВ используются только два стабилизатора напряжения. Стабилизатор 3 напряжения анода используется для изменения тока катода ЛБВ и как следствие величины выходной мощности усилителя. Его выходное напряжение должно меняться в широких пределах. Стабилизатор 5 напряжения замедляющей системы используется для обеспечения фокусировки электронного пучка с целью оптимизации режима ЛБВ для данной величины выходной мощности усилителя и обеспечения режима работы с максимальным КПД. Выходное напряжение стабилизатора замедляющей системы должно меняться в малых пределах. Therefore, to control the electric mode of TWT, only two voltage stabilizers are used. The anode voltage stabilizer 3 is used to change the current of the TWT cathode and, as a consequence, the output power of the amplifier. Its output voltage must vary widely. The voltage stabilizer 5 of the retardation system is used to provide focusing of the electron beam in order to optimize the TWT mode for a given value of the amplifier output power and ensure the operation mode with maximum efficiency. The output voltage of the stabilizer of the retarding system should vary within small limits.

Стабилизатор 5 напряжения замедляющей системы выполнен по компенсационной схеме, обеспечивающей получение высокого коэффициента стабилизации напряжения. В стабилизаторе 5 напряжения делитель напряжения 5.3 включен между катодом ЛБВ и шиной нулевого потенциала. The voltage stabilizer 5 of the retarding system is made according to the compensation scheme, which provides a high voltage stabilization coefficient. In voltage stabilizer 5, a voltage divider 5.3 is connected between the TWT cathode and the zero potential bus.

С его выхода сигнал поступает на один из входов усилителя 5.1 рассогласования, на другой вход которого подается опорное напряжение. С выхода усилителя рассогласования 5.1 сигнал поступает на управляющий вход регулирующего элемента 5.2, который, изменяя свое состояние, обеспечивает стабилизацию напряжения замедляющей системы пропорционально величине опорного напряжения. Усилитель рассогласования может быть реализован на основе операционного усилителя. Регулирующий элемент включает в себя входной преобразователь напряжения с выходом на переменном токе, на выходе которого устанавливается диодный мост, в диагональ которого включается транзистор, подключаемый к усилителю рассогласования, а также выходной трансформатор, выпрямитель и фильтр, обеспечивающие необходимый уровень и качество выходного напряжения. Делитель напряжения выполняется на высокостабильных резисторах. From its output, the signal is fed to one of the inputs of the mismatch amplifier 5.1, to the other input of which a reference voltage is supplied. From the output of the mismatch amplifier 5.1, the signal is fed to the control input of the regulatory element 5.2, which, by changing its state, provides stabilization of the voltage of the slow-down system in proportion to the value of the reference voltage. The mismatch amplifier may be implemented based on an operational amplifier. The control element includes an input voltage converter with an alternating current output, at the output of which a diode bridge is installed, the diagonal of which includes a transistor connected to the mismatch amplifier, as well as an output transformer, rectifier and filter, providing the necessary level and quality of the output voltage. The voltage divider is performed on highly stable resistors.

Стабилизатор 3 напряжения анода включен между катодом и анодом ЛБВ и находится под высоким потенциалом относительно шины нулевого потенциала. Для обеспечения возможности изменения напряжения анода управляющим сигналом, действующим относительно шины нулевого потенциала, стабилизация анодного напряжения осуществляется следующим образом. Делитель 15 напряжения включен между анодом ЛБВ и шиной нулевого потенциала. Сигнал с выхода делителя 15 напряжения поступает на один из входов усилителя 14 рассогласования, на другой вход которого подается опорное напряжение. С выхода усилителя 14 рассогласования сигнал поступает на управляющий вход стабилизатора 3 анода. Таким образом стабилизация напряжения анода осуществляется косвенным образом. Фактически напряжение стабилизируется между анодом и шиной нулевого потенциала. Поэтому нестабильность источника анода будет складываться из нестабильностей стабилизатора 3 напряжения анода и стабилизатора 5 напряжения замедляющей системы, что учитывается на этапе проектирования усилителя мощности. The anode voltage stabilizer 3 is connected between the cathode and the TWT anode and is at high potential relative to the zero potential bus. To ensure the possibility of changing the voltage of the anode control signal acting on the bus zero potential, the stabilization of the anode voltage is as follows. A voltage divider 15 is connected between the TWT anode and the zero potential bus. The signal from the output of the voltage divider 15 is supplied to one of the inputs of the mismatch amplifier 14, to the other input of which a reference voltage is supplied. From the output of the amplifier 14 mismatch signal is fed to the control input of the stabilizer 3 of the anode. Thus, the stabilization of the voltage of the anode is carried out indirectly. In fact, the voltage is stabilized between the anode and the bus of zero potential. Therefore, the instability of the anode source will consist of the instabilities of the voltage stabilizer 3 of the anode and voltage stabilizer 5 of the slowdown system, which is taken into account at the design stage of the power amplifier.

Изменение электрического режима питания анода и замедляющей системы ЛБВ осуществляется следующим образом. По шине управления выходной мощностью усилителя на входы буферного регистра 9 подается код, соответствующий необходимому уровню мощности. Буферный регистр 9 осуществляет память кода управления выходной мощностью. С выходов буферного регистра 9 сигналы поступают на первый блок 10 постоянной памяти (БПП) и второй блок 11 постоянной памяти (БПП). С выходов БПП сигналы соответственно поступают на первый и второй ЦАП 12 и 13. Выход ЦАП 12 подключен к второму входу усилителя 14 рассогласования. ЦАП 12 является источником опорного напряжения стабилизатора 3 анода. Выход ЦАП 13 подключен к второму входу усилителя 5.1 рассогласования стабилизатора 5 замедляющей системы. ЦАП 13 является источником опорного напряжения стабилизатора 5 замедляющей системы. БПП 10 и 11 программируются следующим образом. Для заданной мощности усилителя экспериментально определяются напряжения питания анода и замедляющей системы и задается код на шине управления выходной мощностью буферного регистра 9 соответствующий выходной мощности. Далее определяются величины опорных напряжений для стабилизаторов анода и замедляющей системы и соответствующий этим напряжениям цифровой код. В соответствии с этими кодами осуществляется программирование БПП 10 и 11. Такая операция проводится для всех выбранных уровней выходной мощности усилителя. Приведенная схема стабилизации напряжений анода и замедляющей системы и их управление позволяет обеспечить практически неограниченное число ступеней выходной мощности усилителя без увеличения габаритов устройства. Следует заметить, что приведенная схема стабилизации и управления напряжений анода и замедляющей системы позволяет осуществить оперативное управление усилителем мощности, быстродействие которой будет определяться постоянными времени стабилизаторов анода и замедляющей системы. The change in the electrical power regime of the anode and the TWT retarding system is as follows. On the control bus of the amplifier’s output power, a code corresponding to the required power level is supplied to the inputs of the buffer register 9. The buffer register 9 provides memory for the output power control code. From the outputs of the buffer register 9, the signals are fed to the first block 10 of constant memory (BPP) and the second block 11 of constant memory (BPP). From the outputs of the BPP, the signals respectively arrive at the first and second DACs 12 and 13. The output of the DAC 12 is connected to the second input of the mismatch amplifier 14. DAC 12 is the source of the reference voltage of the stabilizer 3 of the anode. The output of the DAC 13 is connected to the second input of the amplifier 5.1 of the mismatch of the stabilizer 5 of the delay system. DAC 13 is the source of the reference voltage of the stabilizer 5 of the delay system. BPP 10 and 11 are programmed as follows. For a given amplifier power, the voltage of the anode and the decelerating system are determined experimentally and a code is set on the control bus for the output power of the buffer register 9 corresponding to the output power. Further, the values of the reference voltages for the stabilizers of the anode and the retarding system and the digital code corresponding to these voltages are determined. In accordance with these codes, BPP 10 and 11 are programmed. Such an operation is carried out for all selected levels of the amplifier output power. The above stabilization scheme of the voltage of the anode and the retarding system and their control allows you to provide an almost unlimited number of stages of the output power of the amplifier without increasing the dimensions of the device. It should be noted that the stabilization and control circuit of the voltage of the anode and the retardation system allows the operational control of the power amplifier, the speed of which will be determined by the time constants of the stabilizers of the anode and the retardation system.

Таким образом, предполагаемая схема усилителя мощности на ЛБВ позволяет обеспечить практически неограниченное число ступеней выходной мощности усилителя при обеспечении максимального КПД усилителя для каждого номинала выходной мощности. Thus, the proposed circuit of the power amplifier for TWT allows you to provide an almost unlimited number of stages of the output power of the amplifier while ensuring maximum efficiency of the amplifier for each nominal output power.

Claims

A power amplifier on a traveling wave lamp, containing a traveling wave lamp, the cathode of which is connected to the voltage regulator of the control electrode and connected to the traveling wave voltage regulator of the anode, the cathode heater is connected to the voltage regulator of the heater, and the voltage regulator is turned on between the cathode and the zero potential bus a traveling wave lamp system, the collectors of which are connected to the cathode through a collector voltage stabilizer, the traveling wave lamp input and output They are information inputs by the output of a power amplifier, characterized in that a blocking voltage source, a controlled switch, a buffer register, two read-only memory blocks, two digital-to-analog converters, a mismatch amplifier, and a voltage divider are introduced into it, and the blocking voltage source is connected between the cathode and the first input of the controlled switch, the second input of which is connected to the output of the voltage stabilizer of the control electrode, the output of the managed switch is connected to the control at the traveling wave lamp electrode, the outputs of the buffer register are connected to the inputs of the first and second blocks of permanent memory, the outputs of the first block of constant memory are connected to the inputs of the first digital-to-analog converter, the output of which is connected to the first input of the mismatch amplifier, the second input of which is connected to the output of the voltage divider between the anode of the traveling wave lamp and the bus of zero potential, the output of the mismatch amplifier is connected to the control input of the anode voltage stabilizer, the outputs of the second Lok connected to inputs of the second DAC-volatile memory, the output of which is connected to the control input of the voltage regulator of the delay network, the third input of the controlled switch is input switching off the power amplifier, the inputs of the buffer register connected to the bus output control amplifier.