Особенности расчета пушки Пирса со сходящимся электронным пучком.

Билет №1

Компьютерные двумерные программы проектирования резонаторных систем на примере программы «Азимут». Особенности машинного проектирования резонаторных систем многолучевых приборов СВЧ.

Ответ: Успешное решение этой проблемы зависит от правильного выбора одного из основных узлов конструкции клистронов - резонаторной системы, которая в значительной мере определяет электрические, конструктивные и эксплуатационные характеристики всего прибора. Выбор типа резонатора, в свою очередь, определяется требованиями к выходным параметрам клистрона: диапазоном частот, полосой усиления, импульсной и средней мощностями и другими. В попытке улучшить электрические параметры- СВЧ приборов клистронного типа исследователи и разработчики обращают пристальное внимание не только на оптимизацию параметров традиционных резонаторных систем, но и на создание и исследование новых конструкций резонаторов, к числу которых можно отнести однолучевые и многолучевые многозазорные резонаторы. В однолучевых клистронах находят применение различные колебательные системы: однозазорные резонаторы коаксиального и радиального типов, квазистационарные резонаторы, двухзазорные резонаторы с синфазным и противофазным возбуждением и резонаторы с распределенным взаимодействием, выполненные на отрезках замедляющей системы. В МЛК и МЛКД в настоящее время, в основном, применяются однозазорные резонаторы, которые при плотной упаковке пролетных каналов в пределах поперечного сечения одной пролетной трубы работают на основном виде колебаний, а при неплотном расположении пролетных отверстий - на высшем виде колебаний.

Методы математического и компьютерного моделирования и проектирования электронно-оптических систем.

Ответ: 1.Автоматизированный метод расчета , распределения электрического поля, .создаваемого электродами миниатюрных электростатических линз, основанный на аналитической модели;

2.Автоматизированный метод расчета траекторий и аберраций электронного пучка, формируемого миниатюрными ЭОС с наклонной и подвижной оптическими осями;

3.Разработка системы автоматизированного проектирования миниатюрных ЭОС с подвижной и наклонной оптической осью;

4.Разработка основ конструирования и технологии производства электронных линз для миниатюрных ЭОС с использованием разработанной системы автоматизированного проектирования.

Основными методами исследования является применение математического аппарата оптики пучков заряженных частиц, и в частности, включает применение метода возмущений для преобразования нелинейных дифференциальных уравнений траекторий движения заряженных частиц в электростатическом поле в систему линейных уравнений. Компьютерное моделирование проведено на основе пакета программ МаЙкас!, включающего методы аналитических преобразований, высокоточные методы решения дифференциальных уравнений и удобные методы визуализации результатов.

Билет №2.

Основные типы электронных пушек. Параметры и характеристики электронных пушек.

Ответ:Электронная пушка — устройство, с помощью которого получают пучок электронов с заданной кинетической энергией и заданной конфигурации. Чаще всего используется в кинескопах и других электронно-лучевых трубках, а также в различных приборах таких как электронные микроскопы и ускорители заряженных частиц.Работа электронной пушки возможна только в условиях глубокого вакуума, чтобы пучок электронов не рассеивался при столкновении с молекулами атмосферных газов.

Электронные пушки с большим током луча.

С ускоряющим электродом вблизи катода. В некоторых случаях, когда требуется снимать с катода большие токи, применяется другой принцип построения прикатодной части пушки. Перед катодом располагается ускоряющий электрод, имеющий положительный потенциал в несколько вольт, далее — управляющий электрод, имеющий более высокий потенциал. В результате, для формирования пучка используются электроны, испущенные со всей активной поверхности катода, а не только с центральной области напротив диафрагмы модулятора, как в обычной пушке. Управление током луча осуществляется изменением положительного потенциала на управляющем электроде, играющем роль модулятора. При этом в цепи управляющего электрода протекает ток, не превышающий 100 мкА.

С магнитной фокусировкой луча. Электронная пушка с магнитной фокусировкой луча состоит из катода, модулятора, ускоряющего электрода и анода, фокусирующий электрод отсутствует. Главная фокусирующая линза создаётся магнитным полем аксиально-симметричной катушки, надеваемой на горловину ЭЛТ. Точная фокусировка электронного пучка осуществляется регулировкой постоянного тока фокусирующей катушки. Такая пушка обеспечивает больший ток пучка по сравнению с пушкой, имеющей электростатическую фокусировку. Это связано с тем, что её анод не имеет диафрагмы, и для формирования пучка используется весь ток катода, а не его часть, как в пушках с электростатической фокусировкой (0,1—0,5). Другим преимуществом магнитной фокусировки является меньший размер электронного пятна на экране. Это связано с большим диаметром фокусирующей катушки по сравнению с диаметром электродов электростатической линзы. Чем больше отношение диаметра электронной линзы (катушки или электрода) к диаметру пучка, проходящего через линзу, тем выше качество фокусировки.

Особенности проектирования МПФС. Инженерная методика проектирования.

Ответ:При проектировании многопроцессорных микропроцессорных систем, содержащих несколько типов микропроцессорных наборов, необходимо решать вопросы организации памяти, взаимодействия с процессорами, организации обмена между устройствами системы и внешней средой, согласования функционирования устройств, имеющих различную скорость работы, и т. д. Ниже приведена примерная последовательность этапов, типичных для создания микропроцессорной системы:

1. Формализация требований к системе.

2. Разработка структуры и архитектуры системы.

3. Разработка и изготовление аппаратных средств и программного обеспечения системы.

4. Комплексная отладка и приемосдаточные испытания.

Этап 1. На этом этапе составляются внешние спецификации, перечисляются функции системы, формализуется техническое задание (ТЗ) на систему, формально излагаются замыслы разработчика в официальной документации.

Этап 2. На данном этапе определяются функции отдельных устройств и программных средств, выбираются микропроцессорные наборы, на базе которых будет реализована система, определяются взаимодействие между аппаратными и программными средствами, временные характеристики отдельных устройств и программ.

Этап 3. После определения функций, реализуемых аппаратурой, и функций, реализуемых программами, схемотехники и программисты одновременно приступают к разработке и изготовлению соответственно опытного образца и программных средств. Разработка и изготовление аппаратуры состоят из разработки структурных и принципиальных схем, изготовления прототипа, автономной отладки. Разработка программ состоит из разработки алгоритмов; написания текста исходных программ; трансляции исходных программ в объектные программы; автономной отладки.

Этап 4. см. Комплексная отладка. На каждом этапе проектирования МПС людьми могут быть внесены неисправности и приняты неверные проектные решения. Кроме того, в аппаратуре могут возникнуть дефекты.

Билет №3.

Особенности расчета пушки Пирса со сходящимся электронным пучком.

Полный ток сферического диода в режиме простран­ственного заряда может быть представлен выражнием:

(1)где (-α)2 — функция Ленгмюра, зависящая от величи­ны ρа=Rк/Rа (Rк и Ra — радиусы катода и анода). Плотность тока с катода, очевидно, равна:

(2)

Распределение потенциала между катодом и анодом, как ясно из (1), имеет вид:

(3)

где p=RK/R, причем R является текущей координатой, а р меняется от 1 до ра.

Для формирования сходящегося аксиально-симме­тричного пучка с использованием катода, имеющего вид участка сферы радиуса RK, необ­ходимо, как и в предыдущем случае, заменить действие отбра­сываемой части потока полем, образуемым фокусирующим элек­тродом, имеющим потенциал ка­тода, и анодом. Форму электродов, обеспечи­вающую вдоль границы пучка распределение потенциала, соот­ветствующее (3), подбирают, как описано ранее, на электроли­тической ванне с применением пластины из диэлектрика, имити­рующей границу пучка. На (рис. 6) представлены конфигурации электродов, формирующих схо­дящиеся аксиально-симметричные потоки при различ­ных ра и углах схождения Θ.

Рис. 6. Примеры конфигурации электродов пушек сферического типа при различных Θ и ра

Эквипотепциаль, соответствующая фокусирующему электроду, подходит к границе потока под углом 67,5°, остальные — под углом 90°.

На практике обычно выполняют электроды более простой формы, в той или иной степени аппроксимирую­щей контуры требуемых поверхностей (рис. 7 и 8)

Рис. 7. Пример практической конфигурации электродов пуш­ки сферического типа. К — катод; ФЭ — фокусирующий электрод; а — анод.

Рис. 8. Пример пушки с про­стой конфигурацией электро­дов. К — катод; ФЭ — фокусирующий электрод; а — анод.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: