Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Лекция 7

Выбор АЭ по заданным требованиям к усилителю мощности. Инженерный метод расчёта ламповых и транзисторных ГВВ – усилителей мощности, оптимальных по разным критериям.

Полученные в лекциях 4 – 6 соотношения позволяют предложить порядок расчёта режимов выходной (анодной, коллекторной) и входной (сеточной, базовой) цепей ламповых и транзисторных ГВВ, оптимальных по разным критериям.

Рассматриваемый ниже порядок расчёта режимов цепей ГВВ представляет инженерный метод расчёта ламповых и транзисторных ГВВ – усилителей мощности, основанный на кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ анодного, коллекторного тока.

В результате расчёта должны быть определены действующие в цепях генератора напряжения и токи, мощности, требуемое сопротивление нагрузки в выходной цепи АЭ.

В лекции 6 показано, что оптимальным по мощности и КПД режимом работы ГВВ является критический режим.

В большинстве случаев требуется рассчитать генератор на заданную колебательную мощность . Иногда необходимо провести расчёт: на оптимальное использование мощности источников питания, или на оптимальное использование АЭ по току, или на заданное сопротивление нагрузки и др.

В зависимости от задания порядок расчёта режима выходной цепи АЭ ГВВ различен. Однако, большинство случаев задания могут быть сведены к расчёту на заданную колебательную мощность .

Ниже рассматривается порядок расчёта ламповых и транзисторных ГВВ в критическом режиме по схеме с общим катодом и общим эмиттером, оптимальным по разным критериям. Также рассматриваются особенности расчётов ГВВ в недонапряжённом и перенапряжённом режимах.

1. Расчёт генератора на заданную колебательную мощность в критическом режиме

Расчёт начинается с выбора АЭ. При этом исходят из заданной колебательной мощности и диапазона рабочих частот генератора.

Если требуемая от генератора мощность не превышает десятков – сотни ватт,¹ то такой генератор может быть выполнен на транзисторе. Если же мощность генератора составляет сотни ватт – единицы, десятки, сотни киловатт, то такой генератор, особенно при больших уровнях мощности, может быть выполнен оптимальным образом только в ламповом исполнении.

АЭ – лампа, транзистор выбирается на мощность

, (*)

где - номинальная (указанная в паспортных данных на прибор) колебательная мощность АЭ.

Если заданная мощность не может быть обеспечена одним АЭ, то решают вопрос о количестве АЭ, подходящих по частоте и доступных по мощности. Заданная мощность обеспечивается суммированием мощностей нескольких АЭ с помощью специальных схем и устройств, основные из которых мы рассмотрим в лекциях 15, 16.

Часто оказывается, что несколько АЭ удовлетворяют условию (*). В этом случае при выборе АЭ учитывают дополнительные данные, как-то, стоимость прибора, доступность, размеры, надёжность и др.

В паспортных данных АЭ, которые могут быть взяты из соответствующих справочников, приводятся все необходимые для расчёта параметры, соответствующие номинальному (рекомендованному) режиму работы АЭ. Для ламп обычно указываются значения: номинальной колебательной мощности , номинального напряжения питания анода , допустимой мощности рассеяния на аноде , допустимой мощности рассеяния на сетке и др. Для транзисторов: номинальная колебательная мощность или выходная мощность Р_ВЫХ, напряжение питания коллектора или допустимое напряжение коллектор-эмиттер , допустимое обратное напряжение на переходе база-эмиттер и др. В полных справочниках обязательно приводятся статические ВАХ выходного тока АЭ, которые необходимы для определения эквивалентных параметров аппроксимированных характеристик:² и др., если эти параметры специально не оговариваются. Иногда указываются эквивалентные параметры для номинального режима. Если выбранный режим отличается от номинального, то эквивалентные параметры аппроксимированных ВАХ следует уточнить.

В ламповых ГВВ иногда приходится сознательно отклоняться от номинального режима работы лампы, если её номинальная мощность заметно больше заданной . При этом целесообразно снижать величину питающего анодного напряжения и улучшать использование лампы по току. Чем с большим током и меньшим напряжением работает лампа, тем меньше величина требуемого сопротивления нагрузки в анодной цепи лампы

Последнее особенно важно с повышением рабочей частоты генератора, где появляются определённые трудности в реализации высоких значений . На практике это имеет место в ГВВ метровых, дециметровых, сантиметровых волн.

Мощность, обеспечиваемая лампой в нагрузке при пониженном значении анодного напряжения, примерно может быть оценена по формуле

согласно которой при и

А. Расчёт режима выходной цепи

1. Выбирается нижний угол отсечки анодного тока лампы в пределах θ = (60…90)° и по таблицам или графикам (в последнем случае точность будет ниже) находятся коэффициенты разложения косинусоидального (остроконечного) импульса: Эти коэффициенты могут быть также определены по соответствующим формулам лекции 5.

В транзисторном ГВВ часто принимают нижний угол отсечки коллекторного тока равным 90° или немного меньше.

2. Определяется коэффициент использования анодного (коллекторного) напряжения, соответствующий критическому режиму по формуле (6.15)

где - принятое напряжение питания анода. Когда лампа полностью используется по мощности, то

Для тетродов с выраженным динатронным эффектом

. (7.1)

Последнее соотношение выводится аналогично (6.15), если учесть, что для критического режима при аппроксимации статических ВАХ анодного тока, как показано на рис.4.4,б, в случае тетрода с динатронным эффектом

, (7.2)

откуда

и
т.д. по аналогии с выводом (6.15). Соотношение (7.2) поясняется рис.7.1.

Выражение (7.1) можно получить также путём следующих рассуждений. Если у лампы с динатронным эффектом на семействе аппроксимированных статических ВАХ (рис.4.4,б) сместить начало координат в точку , то можно применить выражение (6.15), в котором вместо напряжения должно быть напряжение . Выражение (6.15) в этом случае определяет коэффициент

.

Учитывая, что

,

из последнего выражения находим

,

что совпадает с (7.1).

3. Определяется амплитуда колебательного напряжения:

на аноде лампы

на коллекторе транзистора

В случае транзисторного ГВВ следует проверить, что при принятом напряжении питания коллектора и найденном колебательном напряжении на коллекторе с амплитудой максимальное мгновенное напряжение на коллекторе не превышает допустимое, то есть

Если это условие не выполняется, то следует уменьшить и повторить расчёты.

Иногда в транзисторном ГВВ амплитуду колебательного напряжения на коллекторе определяют, исходя из условия В этом случае для критического режима на основании рис.7.2 можно записать

,

откуда следует

.

Напряжение коллекторного питания в этом случае

.

Часто в транзисторных ГВВ выбирают

обеспечивая при этом некоторый запас по напряжению на коллекторном переходе, так как

.

4. Определяется амплитуда первой гармонической составляющей:

анодного тока лампы

коллекторного тока транзистора .

5. Определяется амплитуда импульсов анодного, коллекторного тока

.

Для ламп с ограниченным током эмиссии катода необходимо проверить условие

(до 20% эмиссионного тока катода оставляется на токи сеток: управляющей и экранной). Если условие не выполняется, то следует увеличить значение θ и все расчёты повторить.

6. Определяется постоянная составляющая анодного, коллекторного тока

.

Для ламп с активированным катодом следует проверить условие

где - допустимое значение постоянной составляющей тока анода лампы. Если задано в паспортных данных допустимое значение действующего тока катода то, можно принять (до 20% действующего тока катода отводится для токов сеток).

Если условие не выполняется, то необходимо выбрать меньшее значение θ и все расчёты повторить.

7. Определяется мощность, потребляемая от источника питания анода, коллектора

8. Определяется мощность, рассеиваемая на аноде, коллекторе

.

В ламповом ГВВ необходимо сделать проверку Если условие не выполняется, то следует уменьшить θ и все расчёты повторить.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций