Лекция 15 (1084995), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

U_{MC V1} = U_{MC V2} = U_MC.

Противофазное возбуждение ламп приводит к тому, что анодные токи ламп при разложении на составляющие, описываются выражениями:

(15.6)

согласно которым при противофазном возбуждении ламп нечётные гармонические составляющие анодных токов находятся в противофазе, а чётные – в фазе.

Н
а рис.15.6 для наглядности представлены временные диаграммы напряжений возбуждения (15.5), импульсов анодных токов i_{A V1}, i_{A V2} (15.6) и их первых и вторых гармоник.

Обратим внимание, что изображённые на рис.15.6 импульсы анодных токов имеют нижний угол отсечки 45° < θ < 90°. Принципиально нижний угол отсечки анодных токов ламп может быть любым в пределах 0 < θ < 180° и выбирается из тех же соображений, что и в ГВВ на одной лампе⁹. Режим работы ламп может быть любой: критический, перенапряжённый, недонапряжённый.

Ток каждой лампы, протекающий в пространстве анод-катод, на выходе лампы у катода разделяется на постоянную составляющую I_{A0 V1}, I_{A0 V2} соответственно, протекающую через источник питания Е_А, блокировочный дроссель L_{БЛ А} и индуктивность контура нагрузки L_K, и переменные составляющие , протекающие через контур нагрузки в противоположных направлениях.

При полной симметрии схемы амплитуды высокочастотных составляющих токов (15.6) равны, причём токи нечётных гармоник складываются в контуре нагрузки , так как они, будучи в противофазе, протекают в противоположных направлениях, а токи чётных гармоник вычитаются в контуре, поскольку, находясь в фазе, также протекают в противоположных направлениях.

На схеме рис.15.5 выделен общий провод, соединяющий катоды ламп со средней точкой ёмкостной ветви контура нагрузки и соответственно заземляющий среднюю точку контура. Через общий провод протекают в одном направлении гармонические составляющие анодных токов обеих ламп, следовательно, общий провод необходим для обеспечения нормальной работы двухтактного генератора. В общем проводе чётные гармоники анодных токов складываются, так как они находятся в фазе и протекают в одном направлении. Токи нечётных гармоник, напротив, вычитаются, поскольку они находятся в противофазе. Если токи ламп не равны, то в общем проводе будут обнаруживаться токи всех гармоник.

Очевидно, общий провод должен выполняться таким образом, чтобы сопротивление его для тока любой гармоники было близко к нулю. В противном случае на общем проводе появится высокочастотное напряжение (при полной симметрии схемы только от чётных гармоник токов), которое будет нарушать нормальный режим работы ламп, так как между анодом и катодом лампы будет действовать не только напряжение выделяемой гармоники, но и других. Целесообразно заземлять середину ёмкостной ветви контура, что улучшает фильтрацию высших гармоник анодного тока (ёмкостная связь АЭ с контуром)¹⁰. Можно заземлять по высокой частоте среднюю точку индуктивности контура L_K, что конструктивно выполнить сложнее из-за невозможности присоединиться точно к середине индуктивности L_K. Средняя точка у ёмкостной ветви контура, напротив, легко реализуется путём последовательного включения двух идентичных конденсаторов ёмкостью С_К. Одновременное заземление середин ёмкостной и индуктивной ветвей контура нагрузки недопустимо в схеме двухтактного генератора, так как средние точки для ёмкостной и индуктивной ветвей могут оказаться не точно средними, соответственно не эквипотенциальными. Соединение таких точек общим проводом обусловит асимметрию в работе ламп. Для того, чтобы при заземлении средней точки у ёмкостной ветви контура избежать заземления точки у индуктивной ветви контура через источник питания Е_А, напряжение анодного питания подводят через блокировочный дроссель L_{БЛ А}. Присоединить блокировочный дроссель L_{БЛ А} стараются как можно ближе к середине индуктивности L_K, то есть ближе к средней точке у индуктивной ветви контура. Как уже отмечалось, присоединиться абсолютно точно к середине индуктивности L_K невозможно, поэтому практически между точкой присоединения L_{БЛ А} и землёю оказывается высокочастотное напряжение, составляющее по величине 5…10 % от Е_А. Очевидно, такой же величины будет переменное напряжение на дросселе L_{БЛ А}. Так как напряжение на блокировочном дросселе
L_{БЛ А} оказывается в 10…20 раз меньше, чем напряжение на блокировочном дросселе в анодной цепи при параллельном питании анода в однотактном генераторе на такой же лампе, то индуктивность блокировочного дросселя L_{БЛ А} в двухтактном генераторе может быть снижена в 10…20 раз по сравнению с требуемой для однотактного ГВВ. Ёмкость блокировочного конденсатора С_{БЛ А} в двухтактном генераторе оказывается такой же, как в однотактном ГВВ с параллельным питанием анода. Как видим, требования к блокировочным элементам в двухтактном ГВВ несколько слабее при соответствующем выполнении его, чем в однотактном генераторе.

Завершая обсуждение вопроса об общем проводе и заземлении средней точки у контура нагрузки в двухтактном ГВВ, отметим, что общим проводом может служить корпус или общая шина генератора. Чем короче общий провод, тем лучше (меньше его индуктивность и соответственно меньше сопротивление для гармоник). В пределе провода как такового может не быть, а всё соединение сходится в узел. Если выходная ёмкость лампы составляет заметную часть от требуемой ёмкости С_К, то выполнять соединение средней точки у внешней части ёмкостной ветви контура нагрузки совсем необязательно. Средняя точка в этом случае образуется в точке заземления соединения катодов, где соединяются выходные ёмкости. Так как выходные ёмкости у ламп всегда имеются, то при двухтактном включении ламп указанная средняя точка у части ёмкостной ветви контура заземляется автоматически, и, следовательно, всегда присутствует, что также является одной из причин недопущения одновременного заземления средних точек у ёмкостной и индуктивной ветвей контура и поэтому предпочтение отдаётся заземлению средней точки у ёмкостной ветви контура (помимо лучшей фильтрации гармоник). Если выходные ёмкости ламп малы по сравнению с требуемой ёмкостью контура, то сопротивление их для высших гармоник анодных токов может оказаться весьма большим, и при отсутствии общего провода высшие гармоники будут протекать через блокировочный дроссель L_{БЛ А}, создавая на нём падение напряжения и изменяя этим режим работы ламп по сравнению с требуемым. Очевидно, при полной симметрии схемы на блокировочном дросселе будет только напряжение от чётных гармоник, нечётные гармоники компенсируются. На рис.15.7 представлены схемы выходных цепей двухтактного ГВВ для случаев, когда выходные ёмкости ламп С_{ВЫХ V1}, С_{ВЫХ V2} составляют заметную часть требуемой ёмкости контура (рис.15.7,а) либо в основном формируют необходимую ёмкость контура (рис.15.7,б).

На схемах (рис.15.7) показаны симметрирующие конденсаторы с ёмкостью С_СИМ для выравнивания выходных ёмкостей ламп и ёмкостей монтажа. При подборе ламп симметрирующие конденсаторы могут отсутствовать. Результирующая ёмкость контура в схемах (рис.15.7):

В общем случае к этой ёмкости надо добавить либо скомпенсировать с помощью имеющихся в схеме конденсаторов переменной ёмкости ёмкость, вносимую за счёт связи с нагрузкой конденсаторами С_{СВ Н}.

Рассмотрим требования к симметрии схемы и режимам работы ламп в двухтактном генераторе на примере схемы рис.15.5.

Примем, что контур нагрузки , включенный между анодами ламп, настроен на частоту первой гармоники анодного тока и абсолютно симметричен относительно каждой лампы. В этом случае по отношению к каждой лампе контур имеет коэффициент включения р = 1/2.

Для общности результатов введём в рассмотрение комплексные амплитуды первых гармоник анодных токов ламп, связь между которыми определим в виде

,

где - комплексный коэффициент, учитывающий различие амплитуд первых гармоник анодных токов ламп I_{A1 V1}, I_{A1 V2} (15.6) по величине и отклонение возбуждения ламп от противофазного (15.5) на угол φ, что обусловливает соответствующий сдвиг токов по фазе.

Знак « – » в соотношении комплексных амплитуд соответствует противофазному возбуждению ламп (15.5), когда φ = 0.

Комплексная амплитуда контурного тока¹¹, создаваемого лампой V1,

,

где Q_Н - нагруженная добротность контура С_К, С_К, L_K.

Комплексная амплитуда контурного тока, создаваемого лампой V2,

.

Так как составляющие контурного тока, создаваемые лампами V1, V2, растекаются в контуре в противоположных направлениях, то есть вычитаются, то комплексная амплитуда результирующего контурного тока

.

Контурный ток, протекая через ёмкости С_К, создаёт на них напряжения. Так как ёмкости С_К подключены параллельно участкам анод-катод соответствующей лампы, то переменные напряжения, действующие на анодах ламп относительно катодов, равны падениям напряжений на ёмкостях С_К , создаваемым контурным током.

Комплексные амплитуды переменных напряжений на анодах ламп относительно катодов¹²

(15.7)

Так как , где - характеристическое сопротивление контура, настроенного на частоту первой гармоники анодного тока , то

Характеристики

Список файлов лекций