Лекция 15 (1084995), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

, (15.8)

где - эквивалентное сопротивление параллельного колебательного контура, включенного между анодами ламп двухтактного ГВВ.

Ощущаемые лампами сопротивления нагрузки (кажущиеся сопротивления нагрузки):

(15.9)

Соотношения (15.9) подобны соотношениям (15.3) для параллельного включения двух ламп и отличаются только коэффициентом 1/4. Следовательно, требования к симметричности режимов ламп при двухтактном включении будут такими же, как и при параллельном включении.

Таким образом, как и при параллельном включении, при двухтактном включении ламп ощущаемое лампой сопротивление зависит как от эквивалентного сопротивления контура R_oe, так и от амплитудных и фазовых соотношений между выделяемыми гармониками анодных токов ламп. Оптимальным будет режим, когда токи одинаковы по величине (k = 1) и лампы возбуждаются строго в противофазе (φ = 0). В этом случае , а .

Если одна из ламп не работает (k = 0 или k = ∞), то другая лампа ощущает чисто активное сопротивление, равное (1/4)R_oe, что соответствует эквивалентному сопротивлению контура относительно точек подключения с коэффициентом р = 1/2.

При полной симметрии схемы амплитуда колебательного напряжения на каждой лампе согласно (15.8)

,

а колебательная мощность, отдаваемая одной лампой,

.

Результирующая мощность в контуре

. (15.10)

С другой стороны, комплексная амплитуда колебательного напряжения на контуре , равная комплексной амплитуде напряжения между анодами ламп, может быть определена как падение напряжения, создаваемое контурным током на характеристическом сопротивлении контура, то есть

.

Как видим, комплексная амплитуда напряжения на контуре равна удвоенной комплексной амплитуде напряжения между анодом и катодом одной лампы.

При полной симметрии схемы амплитуда напряжения на контуре , соответственно колебательная мощность, выделяемая в контуре (на контуре)

,

что совпадает с (15.10).

На основании приведенных выше соотношений можно заключить, что по энергетическим показателям и требованиям к симметрии схемы двухтактное включение ламп подобно параллельному включению. При полной симметрии схемы двухтактного генератора и идентичности режимов ламп колебательная мощность в нагрузке удваивается.

Р ассматриваемый ГВВ с двухтактным включением ламп, в отличие от однотактного генератора на одной или нескольких параллельно включенных лампах, является не только схемно, но и электрически симметричным устройством, так как на выходе генератора между анодами ламп действуют переменные напряжения одинаковой величины, но находящиеся в противофазе относительно друг друга: контурный ток протекает в противоположных направлениях относительно средней точки ёмкостной ветви контура, создавая противофазные напряжения на ёмкостях С_К (рис.15.8), что отражено в записи (15.7). Поэтому двухтактный генератор по схеме (рис.15.5) удобен для подключения симметричной нагрузки. В частности, к контуру двухтактного генератора непосредственно может быть подключена симметричная двухпроводная линия (двухпроводный фидер).

При полной симметрии схемы рис.15.5 на контуре С_К, С_К, L_K между анодами ламп не будет напряжения от чётных гармоник анодных токов: второй, четвёртой и т.д. В то же время между анодом и катодом каждой лампы напряжения чётных гармоник в рассматриваемой схеме, даже в случае её полной симметрии, будут. Эти напряжения образуются токами чётных гармоник, протекающими через ёмкости С_К. Так как токи чётных гармоник находятся в фазе, то создаваемые ими падения напряжений на ёмкостях С_К также оказываются в фазе. Токи высших нечётных гармоник: третьей, пятой и т.д. также создают падения напряжений на ёмкостях С_К. Но, так как эти гармоники, как и первые, находятся в противофазе, то создаваемые ими напряжения на анодах ламп также будут в противофазе и будут иметь место независимо от симметрии схемы. Соответственно напряжение нечётных гармоник всегда будет на контуре, то есть между анодами ламп. Следовательно, двухтактное включение ламп не обеспечивает каких-либо преимуществ в отношении фильтрации высших нечётных гармоник по сравнению с однотактной схемой¹³. Что касается чётных гармоник, то при полной симметрии схемы двухтактного включения ламп результирующее напряжение на нагрузке от чётных гармоник анодных токов равно нулю. Однако на концах нагрузки по отношению к земле (корпусу) при этом существуют синфазные напряжения, и если к контуру подключен открытый симметричный двухпроводный фидер, то в нём, как в системе двух связанных линий, возбуждаются синфазные (чётные) волны напряжения с частотами чётных гармоник, которые, распространяясь по проводам фидера, излучаются частично в окружающее пространство, создавая помехи работе других радиоустройств. Возможна реализация схемы двухтактного включения ламп, в которой исключается синфазное возбуждение проводов симметричного фидера. О такой схеме мы поговорим ниже.

Очевидно, если двухтактному ГВВ будет присуща некоторая асимметрия, то на нагрузке будут напряжения как нечётных, так и чётных гармоник анодных токов ламп.

Завершая рассмотрение схемы (рис.15.5) двухтактного включения ламп, отметим, что по сравнению со схемой однотактного ГВВ, включая параллельное включение ламп, в ней несколько ослаблены требования к блокировочному дросселю L_{БЛ А} в анодной цепи, а также она оказывается существенно проще при работе на симметричную нагрузку. Хотя и имеются особенности, о которых сказано выше, но в двухтактном генераторе на нагрузке уменьшено напряжение чётных гармоник (при полной симметрии схемы оно равно нулю) по сравнению с однотактным генератором, реализуемым на такой же лампе в таком же режиме её работы.

В схеме двухтактного включения ламп, что наглядно видно из схем рис.15.7, имеет место двухкратное уменьшение ёмкости, вносимой в контур нагрузки лампами, так как межэлектродные ёмкости ламп С_{ВЫХ V1}, С_{ВЫХ V2} включаются последовательно. Уменьшение ёмкости контура требует увеличения его индуктивности, облегчая конструктивную реализацию последней. В пределе необходимая индуктивность контура: , где С_{ВЫХ V} - выходная межэлектродная ёмкость лампы.

Наряду с отмеченными достоинствами двухтактный генератор обладает и существенными недостатками. Как и при параллельном включении ламп, увеличивается вероятность возникновения паразитных колебаний. Двухтактная схема требует подбора одинаковых элементов, симметричного монтажа; в ней почти удвоенное количество деталей, что приводит к уменьшению надёжности¹⁴. Схемы (рис.15.5 и рис.15.7) оказываются более сложными, чем однотактные, так как требуют согласованной перестройки LC-элементов. В своё время для двухтактных генераторов на лампах разрабатывались специальные конструкции конденсаторов и контуров.

При двухтактном включении вместо одиночных ламп V1, V2 (см. рис.15.5) могут быть включены по несколько ламп (по две-три) параллельно, что позволяет увеличить мощность в нагрузке в соответствующее число раз. В этом случае генератор будет проявлять в явном виде свойства как двухтактного, так и параллельного включения АЭ. Параллельно включенные лампы в двухтактном генераторе образуют так называемые плечи. Очевидно, лампы плеча, включенные параллельно, можно рассматривать как одну эквивалентную лампу с большими в соответствующее число раз анодным током, крутизной анодного тока и т.д. Для эквивалентных ламп будут применимы все приведенные выше соотношения. При включении в плечо двух ламп с однофазным прямонакальным катодом для устранения паразитных пульсаций результирующего тока в контуре нагрузки следует использовать питание накалов ламп в каждом плече, как в схеме (см. рис.15.1) с параллельным включением двух ламп. При трёх лампах в плече питание накалов следует осуществлять пофазно от трёхфазной сети. При включении четырёх ламп в плечо питание накалов можно осуществить попарно по схеме (см. рис.15.1).

Расчёт режима ГВВ по двухтактной схеме проводится по обычной методике для одной лампы на колебательную мощность P_~1 = P_~ /N, где P_~ - требуемая колебательная мощность в нагрузке-контуре; N - общее число ламп, всегда чётное.

В результате расчёта находятся напряжения, токи, а также требуемое сопротивление нагрузки для одной лампы R_oe1. Если в плече генератора включены N/2 ламп, то требуемое сопротивление нагрузки в плече (очевидно, это сопротивление равно требуемому сопротивлению нагрузки для эквивалентной лампы плеча) R_{oe ПЛ} = 2R_oe1/N. При параллельной работе N/2 ламп каждая лампа будет ощущать требуемое сопротивление R_oe1.

Так как при полной симметрии двухтактной схемы ощущаемые лампами сопротивления одинаковы и при двух лампах равны каждое (1/2)R_oe, где R_oe - сопротивление контура нагрузки, то, очевидно, рассматривая лампы плеча как одну эквивалентную лампу, должно быть R_oe = 2 R_{oe ПЛ} = 4R_oe1/N.

Если N = 2, то требуемое сопротивление контура нагрузки R_oe = 2R_oe1, то есть в два раза превышает требуемое сопротивление нагрузки для одной лампы.

После расчёта режима одной лампы результирующие токи и напряжения в цепях ГВВ находятся путём умножения на N/2 и удвоения соответствующих величин, исходя из представленных в лекции соотношений для параллельного и двухтактного включений АЭ¹⁵.

Мощные лампы всегда работают с сеточными токами. В однотактном ламповом ГВВ с общим катодом импульс сеточного тока появляется один раз за период T сигнала возбуждения на время

где - угол отсечки сеточного тока, вследствие чего активная составляющая входного сопротивления, нагружающая источник возбуждения, изменяется в бесконечное число раз в течение периода возбуждения. Источник сигнала возбуждения работает при этом на сугубо нелинейную нагрузку, что заставляет делать его существенно мощнее, чем требуется из энергетического расчёта входной цепи, чтобы уменьшить нелинейные искажения.

В двухтактном генераторе, в отличие от однотактного, импульсы сеточного тока появляются дважды за период T сигнала возбуждения (по импульсу от каждой лампы), что способствует выравниванию (линеаризации) нагрузки источника возбуждения, улучшая этим его характеристики. Время существования импульсов сеточного тока в двухтактном генераторе с общим катодом¹⁶

Характеристики

Список файлов лекций