Лекция 9 (1084989)

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

Текст из файла

Лекция 9

Эквивалентная схема выходной цепи ГВВ при разных режимах работы по напряжённости. Амплитудно- и фазо-частотная характеристики (АЧХ и ФЧХ) ГВВ.

В области недонапряжённого вплоть до критического режима работы ГВВ при кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ амплитуда первой гармонической составляющей выходного тока АЭ, например, анодного тока лампы (аналогично коллекторного тока транзистора), определяется соотношением (6.10)

, (9.1)

которое, учитывая, что , можно представить в виде

. (9.2)

Из (9.2) следует

, (9.3)

где учтено - статический коэффициент усиления лампы; - приведенное (по первой гармонике в данном случае) внутреннее сопротивление лампы; - коэффициент приведения.

В
ыражение (9.3) соответствует электрической схеме рис.9.1, которая может рассматриваться как эквивалентная схема выходной цепи ГВВ в области недонапряжённого вплоть до критического режима работы генератора.

В лекции 8 отмечалось, что при работе генератора на комплексную нагрузку, каковой является, например, ненастроенный параллельный колебательный контур в выходной цепи АЭ ГВВ, амплитуда первой гармоники выходного тока АЭ и в этом случае может быть определена как амплитуда первой гармонической составляющей косинусоидального импульса соответствующей амплитуды и такой же ширины, как и при активной нагрузке. Это позволяет считать схему, подобную рис.9.1, справедливой и при комплексной нагрузке , как показано на рис.9.2, где

- соответственно, активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки в последовательной схеме замещения.

Согласно схеме рис.9.2 комплексная амплитуда первой гармоники анодного (аналогично коллекторного) тока

комплексная амплитуда колебательного напряжения на аноде (коллекторе)

Последние выражения позволяют определить амплитудные и фазовые характеристики ГВВ, соответственно, по току и напряжению.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) по току

(*)

фазо-частотная характеристика (ФЧХ) по току

(9.4)

АЧХ по напряжению

(**)

ФЧХ по напряжению

Если то есть D = 0, то , а , что отмечалось в лекции 8. При , а .

Если в качестве нагрузки используется параллельный колебательный контур с полным включением, то в окрестности резонансной частоты его сопротивление описывается выражением

согласно которому АЧХ и ФЧХ такого контура

где - расстройка относительно резонансной частоты контура ;
- частота входного сигнала; - эквивалентное сопротивление контура на резонансной частоте; Q - добротность контура.

Н
а рис.9.3 показаны относительные АЧХ ГВВ по напряжению для крайних случаев: и при использовании в качестве нагрузки в выходной цепи ГВВ параллельного колебательного контура.

При АЧХ генератора по напряжению определяется АЧХ параллельного колебательного контура , а при АЧХ генератора по напряжению представляет прямую линию, параллельную оси частот. В этом случае выходное напряжение генератора не зависит от нагрузки, соответственно и от частоты настройки контура, и определяется напряжением эквивалентного генератора . Таким образом, чем меньше , тем сильнее АЧХ генератора по напряжению отличается от АЧХ параллельного колебательного контура, используемого в качестве нагрузки АЭ ГВВ. В общем случае АЧХ ГВВ шире, чем АЧХ параллельного колебательного контура по такому же уровню.¹ Это необходимо учитывать при определении частотных искажений в ГВВ – усилителях широкополосных сигналов, в том числе, например, модулированных сигналов.

Если , то значение  может быть не определено и приведенными выше выражениями для АЧХ и ФЧХ, соответствующими эквивалентной схеме рис. 9.2, пользоваться неудобно. В этом случае для определения АЧХ и ФЧХ ГВВ удобнее воспользоваться выражениями, соответствующими эквивалентной схеме выходной цепи ГВВ, представленной на рис.9.4.

Схема рис.9.4 получается из схемы рис. 9.2 путём преобразования генератора напряжения с внутренним сопротивлением в генератор тока величиной с внутренним сопротивлением , где - средняя (по первой гармонике) крутизна выходного тока АЭ.²

Эквивалентная схема рис.9.4 для случая настроенного контура следует также непосредственно из выражения (9.2), согласно которому

откуда

что соответствует электрической схеме рис.9.4 для случая настроенного контура . Очевидно, для случая настроенного контура получающаяся эквивалентная схема выходной цепи ГВВ рис.9.4 соответствует схеме рис.9.1 при преобразовании генератора тока величиной с внутренним сопротивлением в эквивалентный генератор напряжения величиной с внутренним сопротивлением .

Согласно схеме рис.9.4 в общем случае комплексной нагрузки в выходной цепи АЭ ГВВ

(9.5)

откуда АЧХ генератора по напряжению

(***)

АЧХ генератора по току

(****)

Обратим внимание, что выражения (***), (****) соответствуют выражениям (*) и (**), в которых соответствует .

Из (9.5) видно, что АЧХ ГВВ по напряжению может рассматриваться как АЧХ подключенного к АЭ параллельного колебательного контура, зашунтированного приведенным внутренним сопротивлением АЭ. Эквивалентное сопротивление такого контура на резонансной частоте

.

Так как реактивные параметры контура ёмкость и индуктивность не изменились, то уменьшение эквивалентного сопротивления контура на резонансной частоте свидетельствует об уменьшении добротности контура и, соответственно, о расширении его полосы пропускания. Таким образом, АЧХ системы: АЭ – контур может рассматриваться как АЧХ эквивалентного контура с такими же реактивностями, но с меньшим эквивалентным сопротивлением на резонансной частоте. Если D = 0, то , соответственно и . Шунтирования контура в этом случае нет, и АЧХ ГВВ по напряжению совпадает с АЧХ контура , что отмечалось выше.

Н
а рис.9.5 показан график зависимости .

Если , то . В общем случае при , то есть , как следует из (9.4), имеет противоположный знак, что обусловливает меньшую величину по сравнению с величиной , что отмечалось в лекции 8. Напомним, что и определяют фазовые сдвиги первой гармоники выходного тока и колебательного напряжения на выходе АЭ относительно сигнала возбуждения. Что касается сдвига по фазе между первой гармоникой выходного тока и колебательным напряжением, то он равен .

П
ри работе генератора в перенапряжённом режиме, когда , а , где - остаточное напряжение на аноде (на коллекторе) в критическом режиме, можно считать, что амплитуда колебательного напряжения остаётся практически неизменной и равной . Очевидно, чем больше крутизна линии критических режимов (она же линия насыщения в транзисторном ГВВ), тем с большим основанием можно считать справедливым последнее утверждение. В этом случае для выходной цепи ГВВ применима эквивалентная схема
рис. 9.6.

На рис.9.7 показаны ДХ анодного тока при работе лампового ГВВ в перенапряжённом режиме на комплексную нагрузку в анодной цепи, которые могут быть построены с использованием соотношений (8.3) и семейства статических ВАХ анодного тока. В зависимости от степени расстройки контура наклон ДХ и расширение эллипса в зоне основной области характеристик будет несколько изменяться, но амплитуда колебательного напряжения будет мало изменяться, пока режим будет оставаться перенапряжённым.

Таким образом, при работе ГВВ в перенапряжённом режиме АЧХ генератора по напряжению практически не зависит от величины сопротивления нагрузки в выходной цепи и характера этого сопротивления. АЧХ генератора по току, напротив, зависит от величины и характера сопротивления нагрузки в выходной цепи и определяется из выражения

.

АЧХ по току имеет обратную зависимость

Минимальное значение мгновенного тока в области перенапряжённого режима (точка 1 на рис.9.7), по-прежнему, соответствует минимальному мгновенному напряжению на аноде

,

которое, согласно (8.3), имеет место при .

На рис.9.8 показаны формы импульсов анодного тока, соответствующие ДХ
рис.9.7.

Очевидно, за счёт асимметричного расположения провала в импульсах выходного тока АЭ относительно периода сигнала возбуждения ωt = 0; 2π и т.д. при работе на комплексную нагрузку в перенапряжённом режиме первая гармоническая составляющая выходного тока получает свой фазовый сдвиг даже при D = 0. В недонапряжённом режиме этого нет.

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