 “…電子管的能力是有極限的,。我從短暫的魔改生涯當(dāng)中學(xué)到一件事……越是提高信號頻率,，就越會發(fā)現(xiàn)電子管的能力是有極限的……除非超越普通電子管…。” “你,，你到底想說什么,！？” “我不做靜態(tài)控制啦,！” 基于動態(tài)控制原理的微波真空管 普通電子管只能工作在廣播、電視等頻率較低的場合,，隨著人們對于放大高頻信號的需求的增長,，許多人針對高頻信號對普通電子管進(jìn)行了設(shè)計、工藝,、材料上的改進(jìn),，把工作范圍提高到了幾十GHz的量級，但是在更短的微波波段,，無論怎么魔改都繞不過的兩座大山擋在了前面,。  一是電子渡越時間的限制，在真空電子器件中,，電子從任意一個電極運(yùn)動到另一個電極所需要的時間稱為渡越時間,。當(dāng)信號頻率提高到和電子渡越時間和信號周期可以比擬時，電子在陰陽極之間運(yùn)動時會受到變化的電場力,，時而加速時而減速,，這樣的話最終陽極輸出的信號就和輸入的信號不再有對應(yīng)關(guān)系了，所以普通電子管無法放大這個頻率的信號,。 二是電極間電容,、引線上電感的限制，一個電路的諧振頻率取決于回路中電容和電感的大小,，f=1/[2*pi*(LC)^(1/2)],，在信號頻率較低時,，與整個電路中的電容和電感元件相比，電子管本身的電容電感在應(yīng)用中是可以忽略的,，但是在高頻諧振中需要電路的電容電感很小,，否則電路本身對信號的阻抗會很大，無法傳輸,。外部電路的電容電感可以降低,，但是跑得了和尚跑不了廟，電子管本身的電容電感將會成為高頻信號的一個很大的阻礙,。仿佛一個人妄圖用菜刀在光盤上刻錄數(shù)據(jù)一樣,。 動態(tài)控制原理 為了設(shè)計出能克服這些問題的真空管，人們引入了動態(tài)控制原理,。動態(tài)控制原理是什么,？首先我們要再回想一下之前靜態(tài)控制原理的本質(zhì)是什么，靜態(tài)控制原理中輸入信號加在柵極與陰極之間,，柵極的電場直接控制了陰極電子的發(fā)射,，所以陰極發(fā)射電流大小能反映柵極上的信號電壓變化，換言之,，就是信號電壓使得陰極發(fā)射的電子流得到了密度調(diào)制,，這是靜態(tài)控制的原理。靜態(tài)控制原理建立在電子從陰極飛向柵極的過程中柵極信號電壓還未改變的大前提下的,，顯然這個前提只在電子渡越時間遠(yuǎn)小于信號周期的情況下才成立,。 為了克服這個問題，我們可以選擇放棄柵極直接對電流密度調(diào)制,，而是改成由柵極對電子流速度的控制,，再經(jīng)過漂移空間內(nèi)電子的慣性運(yùn)動、群聚從而實現(xiàn)電流密度調(diào)制,，這就是動態(tài)控制原理,。  速調(diào)管  速調(diào)管是一種利用電子的渡越時間效應(yīng)，使電子注獲得的速度調(diào)制轉(zhuǎn)為密度調(diào)制,，從而將電子注的直流能量轉(zhuǎn)換成高頻能量的器件,。是應(yīng)用最廣泛的微波管之一。 我們先以速調(diào)管為例分析一遍動態(tài)控制原理的實現(xiàn)過程,。
 輸出諧振腔是金屬組成,，其間隙的兩端和中間連接的部分可以等效成一個LC振蕩電路，也就是兩端間存在電容特性,，連接部分存在電感特性,。 在某一時刻,，一團(tuán)群聚的電子接近一端,，感應(yīng)出電性相反的電荷，與此同時管壁中間會有電流,，電場的方向與電子相同,，又因為電子是負(fù)電荷，電場力與電場方向相反,，所以這團(tuán)群聚電子克服電場力做功,、減速。 而振蕩電路也就是諧振腔中的電磁振蕩得到加強(qiáng),。在下一時刻振蕩電流,、高頻電場反向的時候，下一團(tuán)群聚電子還未進(jìn)入諧振腔中，所以每個周期里電子總是被減速,，高頻場總是被加強(qiáng),，這個過程就是電子流的能量變?yōu)楦哳l場的能量。
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