Лекция 8 (1084988), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

В силу сходства статических ВАХ анодного тока лампы в системе координат и коллекторного тока транзистора в системе координат рассматриваемая зависимость режима генератора в ламповом и транзисторном ГВВ будет также во многом аналогичной. В ламповом генераторе напряжение анодного питания можно изменять в более широких пределах, чем напряжение коллекторного питания в транзисторном генераторе, пределы изменения которого ограничены в сторону увеличения из-за опасности пробоя коллекторного перехода. Следовательно, для лампового генератора интересующая зависимость носит более общий характер, поэтому применительно к нему мы и рассмотрим её.

На рис.8.14 показаны статические и ряд динамических характеристик анодного тока лампы при изменении и постоянных . Характеристики представлены для общего случая D ≠ 0.

Если проницаемость лампы D ≠ 0 и нет ограничений на величину напряжения между анодом и катодом лампы, то найдётся такое напряжение питания анода , начиная с которого в сторону его увеличения, нижний угол отсечки анодного тока будет сохраняться равным 180° при имеющихся значениях (на рис.8.14 это напряжение обозначено ). При этом амплитуда первой гармоники анодного тока остаётся неизменной, а постоянная составляющая анодного тока возрастает с ростом , причём значение её равно току в рабочей точке, находящейся на статической характеристике при . Когда = , . При < нижний угол отсечки анодного тока становится меньше 180° и уменьшается с уменьшением . Уменьшение θ, а также амплитуды импульсов анодного тока, приводят к уменьшению и . Однако, пока режим генератора сохраняется недонапряжённым, токи и уменьшаются незначительно (если D = 0, то в недонапряжённом режиме = const; = const). Такой характер сохраняется вплоть до критического режима, который достигается при некотором напряжении . При переходе в область перенапряжённого режима, когда < , в импульсах анодного тока появляется провал и составляющие тока , резко падают с уменьшением , достигая нулевого уровня при = 0. Анализ и эксперимент показывают, что область перенапряжённого режима характеризуется почти линейной зависимостью и от . Эта характерная особенность зависимости используется при анодной модуляции.

Рассмотренные зависимости , от представлены на рис.8.15.

Если D = 0, то нижний угол отсечки анодного тока не зависит от , а амплитуда импульсов анодного тока в недонапряжённом режиме остаётся неизменной, что обусловливает постоянство и . В перенапряжённом режиме и , по-прежнему, резко уменьшаются с уменьшением . Характер зависимостей , от при D = 0 представлен на рис.8.16.

Аналогичные зависимости , от характерны для транзисторного ГВВ. Некоторое отличие наблюдается только в области малых значений , когда при имеющихся напряжениях и происходит открывание коллекторного перехода (переход коллектор-база) и появляется коллекторный ток обратного направления. Как отмечалось (см. лекцию 4), это имеет место при , то есть при . Если принять = 0, то обратный ток коллектора существует при условии

,

которое начинает выполняться при малых значениях . Поэтому зависимости , при уменьшении пересекают ось не в начале координат, а правее, при значении , и имеют вид, показанный на рис.8.17.

Зависимости и называются статическими модуляционными характеристиками генераторов, соответственно, с анодной и коллекторной амплитудной модуляцией.

Имея зависимости или , легко установить другие зависимости, в частности, определяемые (8.1).

Что касается зависимостей режима входной цепи ГВВ от напряжения питания выходной цепи, то все они имеют нарастающий характер с уменьшением или , так как при этом возрастает напряжённость режима. Зависимости и связанные с ними начинаются с , тогда как зависимости имеют место на всём участке изменения напряжения .

Зависимости режима ГВВ от напряжения питания выходной цепи АЭ могут быть рассчитаны графоаналитическим методом, либо с использованием соответствующих формул лекции 7.

5. Особенности работы ГВВ на комплексную нагрузку АЭ. Настроечные
(регулировочные) характеристики генератора

Уравнение выходного тока АЭ ГВВ для основной области статических ВАХ, записанное, например, в терминах лампового генератора в виде (4.4)

(8.2)

и уравнение для области перенапряжённого режима в виде (4.16)

справедливы, как отмечалось в лекции 4, при любых амплитудных и фазовых соотношениях напряжений на электродах АЭ.

В случае настроенной нагрузки в выходной цепи АЭ генератора, когда сопротивление нагрузки для выделяемой гармоники выходного тока АЭ чисто активное, результирующие напряжения во входной и выходной цепях ГВВ определяются соотношениями (1.1), (1.2), согласно которым, например, для лампового генератора

Если нагрузка в выходной цепи АЭ генератора является ненастроенной, то есть сопротивление её носит комплексный характер для выделяемой составляющей выходного тока АЭ, то переменные напряжения в цепях ГВВ получают фазовый сдвиг относительно друг друга по сравнению со случаем настроенной нагрузки, а мгновенные напряжения в цепях, например, лампового ГВВ определяются соотношениями:

(8.3)

где - амплитуда переменного напряжения на нагрузке, соответственно, и на аноде лампы, определяемая как произведение амплитуды первой гармоники анодного тока лампы на модуль комплексного сопротивления нагрузки ; - фазовый сдвиг переменного напряжения на нагрузке (на аноде) относительно напряжения возбуждения

Отметим, что соотношение (8.3) для мгновенного напряжения на аноде справедливо при условии выделения на нагрузке только напряжения первой гармоники анодного тока, что допустимо, не считая случая линейных статических ВАХ и работу при этом с нижним углом отсечки анодного тока , если сопротивление нагрузки для первой гармоники анодного тока существенно больше, чем для любой другой гармонической составляющей выходного тока при работе с . В противном случае необходимо учитывать падение напряжения на нагрузке токов высших гармонических составляющих, а результирующее напряжение на аноде будет более сложной формы, чем даваемое (8.3).

Подставляя (8.3) в (8.2), получаем для основной области

, (8.4)

где - напряжение запирания анодного тока при принятом напряжении питания анода (см. лекцию 4).

Используя соотношения (8.3) и семейство статических ВАХ выходного тока АЭ, например, анодного тока лампы, можно, как и при настроенной нагрузке, построить динамическую характеристику (ДХ) анодного тока. Однако, если при настроенной нагрузке ДХ представляется отрезками прямых линий при кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ, то теперь ДХ представляет замкнутую, в силу периодичности процесса, кривую, совпадающую по форме с эллипсом, в общем случае усечённым.

Значения ωt, при которых происходит отсечка выходного тока АЭ, можно определить на основании (8.4), имея в виду, что отсечке соответствует значение тока

Раскрывая в (8.4) и приводя подобные члены, а также обозначая, как и раньше (лекция 4), значение ωt, при котором происходит отсечка тока, через , находим

(8.5)

Если то (8.5) приводится к известному выражению для нижнего угла отсечки анодного тока (4.15а)

Если D = 0, то, как следует из (8.5),

и в этом случае отсечка выходного тока АЭ не зависит от характера нагрузки, а импульсы выходного тока симметричны относительно периода сигнала возбуждения, то есть относительно ωt = 0; 2π и т.д.

Если и , то импульсы выходного тока оказываются асимметричными относительно ωt = 0; 2π и т.д. Моменты отсечки тока слева и справа ωt = 0; 2π и т.д. определяются на основании (8.5). Анализ показывает, что при малых значениях D моменты отсечки отличаются от и от на одинаковую величину, меньшую, чем величина . В итоге результирующая ширина импульса тока остаётся, по-прежнему, равной 2θ. Центральная часть импульса, соответствующая максимальному току, несколько смещается относительно ωt = 0; 2π и т.д., а сам импульс оказывается несколько асимметричным относительно положения центральной части.

На рис.8.18 представлены аппроксимированные ДХ анодного тока лампы при работе в схеме ГВВ на комплексную нагрузку. Построения ДХ выполнены в предположении недонапряжённого режима для и . На рис.8.18 показаны также примерные формы импульсов анодного тока, соответствующие представленным ДХ. Если , то форма импульсов несколько отличается от косинусоидальной и импульсы асимметричны, причём, при шире правая часть импульса, а при шире левая часть. Если D = 0, то импульсы симметричны и имеют косинусоидальную форму.

Характеристики

Список файлов лекций