Лекция 1 (1086838), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Сказанное выше справедливо и для транзисторного ГВВ.

Очевидно, в общем случае, независимо от того закорочен контур или нет, анодный и сеточный токи носят импульсный характер с периодом повторения, определяемым частотой сигнала возбуждения. Импульсы токов можно характеризовать двумя параметрами: максимальным (или амплитудным) значением соответственно анодного тока , сеточного тока , коллекторного тока , базового тока и углом нижней отсечки¹⁰ соответственно анодного тока θ, сеточного тока , коллекторного тока θ, базового тока . В случае биполярного транзистора = θ, так как базовый и коллекторный токи начинаются и прекращаются при одном напряжении . В случае лампы < θ. Углом нижней отсечки тока электрода АЭ в ГВВ принято называть половину той доли периода сигнала возбуждения, выраженную в градусах или радианах, в течение которой через электрод протекает ток. Слово «нижний» в определении угла отсечки тока электрода, как видно из рис.1.5, отражает факт отсечки импульсов тока снизу.

Отношение амплитуды переменного напряжения на аноде (или коллекторе) к постоянному напряжению на нём, которое в схемах рис.1.1 равно напряжению источника питания (или ), называется коэффициентом использования анодного (коллекторного) напряжения (в литературе обозначается буквой греческого алфавита
ξ – кси):

.

В большинстве случаев ξ < 1 (при закороченном контуре ξ = 0). Однако, при некоторых режимах возможно получение ξ > 1 благодаря наличию в выходной цепи АЭ высокодобротного параллельного колебательного контура.

Обобщая изложенное выше, можно сказать, что преобразование энергии источника постоянного тока (напряжения или ) в энергию высокочастотных электрических колебаний в ГВВ осуществляется с помощью АЭ: лампы или транзистора, играющего роль своеобразного ключа, замыкающего и размыкающего внешнюю для источника питания или цепь. Управление ключом осуществляется с помощью переменного напряжения, подаваемого от внешнего источника через цепь возбуждения на управляющий электрод АЭ, что обусловливает в выходной цепи АЭ, в общем случае, импульсный ток с частотой управляющего напряжения. С помощью параллельного колебательного контура, размещаемого в выходной цепи АЭ, из выходного тока выделяется составляющая любой частоты, кратной частоте управляющего напряжения.

Подобным образом протекают процессы и в ГВВ – преобразователе частоты, а также при управлении АЭ внешним сигналом в виде тока.¹¹

Очевидно, работа ГВВ возможна и без размыкания внешней цепи, то есть без полного прекращения тока от источника или . Достаточно, чтобы изменялась величина этого тока в соответствии с управляющим напряжением. АЭ в этом случае может рассматриваться как управляемое сопротивление, изменяющее ток в выходной цепи АЭ, из которого с помощью параллельного колебательного контура выделяется составляющая тока с частотой сигнала возбуждения. При таком режиме работы АЭ возможно только усиление сигнала. Однако КПД усилителя в этом случае будет относительно невысоким. Умножение и преобразование частоты при таком режиме работы АЭ может вообще оказаться невозможным.

Вопросы для самоконтроля знаний по теме лекции 1:

1. Дайте определение ГВВ. Осмыслите классификацию ГВВ по режимам.

2. Приведите принципиальную схему ГВВ на биполярном транзисторе p-n-p типа. Укажите направления токов и напряжений, учитывая тип проводимости транзистора.

3. Чем отличается подключение контура к лампе и транзистору на схемах рис.1.1? Какие особенности представленных включений контура вам известны? Почему на рис.1.1 показаны такие включения? Можно ли сделать наоборот?

4. Вспомните, как определяется эквивалентное сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте. Запишите все известные вам соотношения. Какие вы знаете способы неполного включения контура и как определяется эквивалентное сопротивление контура относительно точек подключения.

5. Посмотрите в справочниках статические ВАХ генераторных ламп и транзисторов. Попрактикуйтесь в определении по ним токов анода, управляющей сетки, экранной (экранирующей) сетки, коллектора, базы при разных напряжениях на электродах.

6. Вспомните, что вам известно из математики по вопросу представления функций гармоническим рядом Фурье. Вспомните определение коэффициентов ряда Фурье.

7. Уясните по статическим ВАХ смысл напряжений отсечки . Какое ещё название этих напряжений вам известно?

8. Осмыслите рис.1.5. Как изменятся импульсы токов, если принять а)
   б) < ?

9. Что понимается под амплитудой и углом нижней отсечки тока электрода АЭ в ГВВ? Осмыслите понятие: «нижний» угол отсечки анодного, коллекторного тока.

10. Что понимается под динамической характеристикой тока электрода АЭ в ГВВ? Как динамическая характеристика тока электрода связана с семейством статических ВАХ? Изобразите динамические характеристики анодного и сеточного, коллекторного и базового токов при наличии настроенного параллельного колебательного контура в анодной, коллекторной цепи АЭ и при его закорачивании.

11. Сформулируйте физическую суть процесса генерации высокочастотных электрических колебаний тока и напряжения в ГВВ.

1 Если какой-то вопрос, из приводимых в конце каждой лекции, вызывает затруднение с ответом, запишите вопрос и ответ. Возможно, материал следующих лекций позволит вам дать более полный ответ на вопрос и углубить его понимание

2 Существуют генераторы с самовозбуждением, называемые также автогенераторами. Рассматриваются в лекциях 19-23

3 В транзисторах n-p-n типа токи электродов обусловливаются перемещением электронов, а в транзисторах p-n-p типа перемещением дырок. Скорость перемещения электронов в теле полупроводника существенно больше, чем у дырок. Поэтому транзисторы n-p-n типа оказываются менее инерционными, соответственно более высокочастотными, чем транзисторы p-n-p типа.

4 Относится к транзисторам n-p-n типа. У транзисторов p-n-p типа токи электродов обусловливаются перемещением дырок. Суть дальнейших рассуждений от этого не зависит.

5 Связь между указанными напряжениями рассматривается в лекции 4.

6 Обратим внимание, что направления токов электродов формально могут быть выбраны произвольно. Но в данном случае, чтобы не искажать рассмотрение физики процессов, учтено, как принято считать, что ток, протекает против направления движения электронов, перемещающихся в вакууме лампы или в теле полупроводника транзистора n-p-n типа. У транзистора p-n-p типа направление токов противоположное.

7 Конечное значение сопротивления параллельного колебательного контура на гармониках выходного тока АЭ, частота которых отличается от резонансной частоты контура, то есть от частоты его настройки, учитывается, в частности, при рассмотрении фильтрации побочных компонент выходного тока (лекция 11).

8 Отличие усилителя напряжения от усилителя мощности рассматривается в лекции 2.

9 Обсуждается в лекции 6.

10 Принято обозначать буквой греческого алфавита θ – тхэта с индексом соответствующего электрода, при необходимости.

11 Как отмечалось в начале лекции, возможно управление АЭ не напряжением, а током. Подобный режим часто встречается в ГВВ на биполярных транзисторах в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ). Однако суть рассматриваемого процесса от этого не изменяется.

16

Характеристики

Список файлов лекций