Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 22

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

Текст из файла (страница 22)

Нижний угол отсечки выходного тока АЭ, следовательно, и коэффициенты 1  , 0   , также почти не изменяются с изменением Roe .1Уменьшение амплитуды импульсов выходного тока АЭ и возможное, пусть и незначительное, уменьшение его нижнего угла отсечки с ростом Roe приводят к некоторомууменьшению амплитуды первой гармонической составляющей I1 и постоянной составляющей I 0 выходного тока, причём изменение составляющих тока происходит почти линейно (если D = 0, то I1 = const, I 0 = const). При переходе в перенапряжённый режим(напомним, для транзисторов этот режим называют также режимом насыщения), когдаRoe  Roe KP , постоянная составляющая выходного тока I 0 изменяется медленнее, чем амплитуда первой гармоники I1 . Как отмечалось ( лекция 6), это обусловлено тем, что призаходе в перенапряжённый режим площадь импульса тока уменьшается медленнее, аименно она определяет величину I 0 , чем уменьшается центральная часть импульса, определяющая в большей степени амплитуду первой гармоники I1 .

В силу указанных причинкоэффициент формы импульсов выходного тока, определяемый отношением I1 / I 0 , в области недонапряжённого режима почти постоянен, а в перенапряжённом режиме падает.Амплитуда колебательного напряжения на нагрузке U MA или U MK и коэффициентиспользования напряжения питания ξ растут одинаково с ростом Roe :1Зависимость нижнего угла отсечки анодного тока от напряжённости режима работы генератора в основнойобласти семейства статических ВАХ, соответствующей недонапряжённому режиму вплоть до критического,обсуждалась в лекции 6 с использованием выражения (4.15а). При рассмотрении зависимости угла отсечкиот Roe необходимо учитывать в (4.15а), что U MA  E A  I A1 Roe .

Очевидно, в общем случае с ростом Roeнижний угол отсечки будет несколько уменьшаться, если D  0 .92U MA  I A1 Roe ;U MAR I A1 oe ;EAEARU MK I K 1 oe .EKEKНагрузочные характеристики I1 , I 0 , I1 / I 0 , ξ, U MA или U MK представлены нарис.8.1,а.Колебательная мощность P~ растёт с ростом Roe практически вплоть до критического режима, причём этот рост можно считать почти линейным, так как1P~  I 12 Roe ,2а I1 почти не изменяется при Roe  Roe KP .При заходе в перенапряжённый режим рост колебательной мощности практическипрекращается и происходит её уменьшение, так как амплитуда колебательного напряжения U MA или U MK растёт медленнее, чем падает I1 при Roe  Roe KP (рис.8.1,а), аU MK  I K 1 Roe ;1P~  U MA, MK I1 .2Мощность P0 , потребляемая от источника анодного или коллекторного питания,уменьшается с ростом Roe (характер изменения P0 аналогичен изменению I 0 , так какP0 = I 0 E П , где E П соответствует напряжению питания E A, K ), причём в перенапряжённомрежиме она падает медленнее, чем колебательная мощность P~ .

Максимальное значениепотребляемой мощности имеет место при Roe = 0.Рассеиваемая на выходном электроде мощность PA или PK , определяемаякак ( P0 - P~ ), достигает максимального значения при Roe = 0 и может при малых Roe превышать допустимое значение.КПД анодной, коллекторной цепи1 I A, КОЛ   12 I0растёт практически линейно вплоть до критического режима, а затем начинает падать, хотя, в начальный момент, и не очень резко, так как уменьшение отношения I1 / I 0 с ростомRoe при Roe  Roe KP в некоторой мере компенсируется возрастанием ξ.Нагрузочные характеристики P~ , P0 , ( P0 - P~ ),  A или  КОЛ представлены нарис.8.1,б.В ламповом ГВВ с ростом Roe начинают расти сеточные токи, то есть токи управляющей и экранной сеток, а также растут соответствующие им мощности.На рис.8.3 показаны нагрузочные характеристики по цепи управляющей сетки для триодного ГВВ. Из рассмотрения нагрузочных характеристик PВОЗБ , РС 0 , РС , имеющих тенденцию к росту с возрастанием Roe , то есть с увеличением напряжённости режима, следует,что в перенапряжённом режиме может оказаться PC  PC ДОП .Анализ нагрузочных характеристик рис.8.1 и рис.8.3 подтверждает сделанный ранеевывод о целесообразности работы ГВВ в критическом или слегка отличном от него режиме, так как в сильно недонапряжённом режиме полезная мощность P~ мала, а рассеиваемая на выходном электроде мощность может оказаться больше допустимой.

В перенапряжённом режиме полезная мощность падает и возрастает мощность, рассеиваемая на входном электроде АЭ. В отдельных случаях, особенно в ламповых ГВВ, рассеиваемая на93входном электроде – сетке мощность может превысить допустимую. В ГВВ на тетродеили пентоде мощность рассеяния на второй (экранной) сетке в перенапряжённом режимеможет превысить допустимую.ОбластьнедонапряжённогорежимаОбластьперенапряжённогорежимаI C 0 ; PC 0I C1 ;PВОЗБPСRое КРRоеРис.8.3В ламповых ГВВ широко применяется автоматическое смещение за счёт сеточноготока. Наличие сеточного автосмещения приводит к некоторому выравниванию режимовпри изменении Roe . При этом область значений Roe , где P~ и  A максимальны, становитсяширокой, а также более благоприятным оказывается режим сеточной цепи, так как ростI C 0 с ростом Roe приводит к увеличению отрицательного напряжения смещения, чтоуменьшает напряжённость режима.Нагрузочные характеристики имеют существенное значение при расчёте диапазонных ГВВ, где важно знать изменение энергетических показателей генератора за счёт изменения Roe по диапазону.

При этом пользуются обобщёнными нагрузочными характеристиками, представленными либо графически соответствующими кривыми линиями, либоаппроксимирующими их уравнениями. На рис.8.4 в качестве примера приведены обобщённые нагрузочные характеристики, предложенные для ламповых генераторов. Обобщённые нагрузочные характеристики получены на основе анализа результатов многочисленных графоаналитических расчётов и экспериментов.

Подобные характеристики имеются и для транзисторных генераторов.1,1A  P0 / P0 KP10,9B  P / P KP0,80,70,60,60,811,21,4Рис.8.4941,61,82Rое / Rое KPВ основу расчёта генератора по нагрузочным характеристикам положены известныеиз расчёта критического режима значения колебательной мощности P~ KP , потребляемоймощности от источника питания выходной цепи P0 KP и сопротивления нагрузки Roe KP .Зная изменение Roe по диапазону, можно быстро установить соответствующие измененияPВP~  BP~ KP ;P0  AP0 KP ;PA, K  P0  P~ ; A, КОЛ  ~   А, КОЛ КР ,P0 Агде В, А – коэффициент соответствующей обобщённой нагрузочной характеристики.2.

Зависимость режима генератора от напряжения возбужденияРассмотрение данной зависимости удобно начать с лампового генератора и рассмотреть её для трёх случаев:1. EC  EC/ ;2. EC  EC/ ;3. EC  EC/ .Для упрощения рассмотрения, что, однако, не снижает общности результатов, полагаем проницаемость лампы D = 0.

При этом динамические характеристики анодного токав основной области статических ВАХ в анодно-сеточной системе координат i A , eC совпадают со статическими.При EC  EC/ нижний угол отсечки анодного тока   90. Пока амплитуда напряжения возбуждения (рис.8.5) U MC  EC  EC/  U MC1 , тока нет. При U MC  U MC1 появляетсяанодный ток, причём с ростом U MC растёт амплитуда импульсов тока и нижний угол отсечки θ , что приводит к росту значений I A1 и I A0 .iAe A  e A KP EC EC0eC KPeCU MC 1U MC KP 1ωtРис.8.595Рост амплитуды первой гармоники анодного тока I A1 и его постоянной составляющей I A0 наблюдается до значения U MC KP1 . При дальнейшем увеличении амплитудынапряжения возбуждения, когда U MC  U MC KP1 , режим генератора становится перенапряжённым и токи падают.

Величина напряжения U MC KP1 зависит от выбранного значенияEC и сопротивления нагрузки Roe .В основной области семейства статических ВАХ анодного тока,U MC1  U MC  U MC KP , зависимости I A1 и I A0 от U MC описываются уравнениями:2когдаI A1  I MA 1    SU MC 1  cos    1    SU MC  1  ;I A 0  I MA 0    SU MC 1  cos     0  SU MC  0  .При   60 зависимости  1 ,  0 нелинейные, причём имеют выгиб вниз,3 что делает нелинейными в нижней части зависимости I A1 , I A0 от U MC . При   60 зависимости  1 ,  0становятся практически линейными.

Очевидно, если критическому режиму будет соответствовать значение   60 , то зависимости I A1 и I A0 от U MC полностью нелинейные; еслиже в критическом режиме окажется   60 , то верхний участок зависимостей I A1 и I A0до значения U MC KP1 будет линейным.Зависимости I A1 и I A0 от U MC для рассмотренного случая EC  EC/ , чему соответствует   90 , показаны на рис.8.6 (кривые 1).I A1НедонапряжённыйрежимПеренапряжённыйрежимI A0НедонапряжённыйрежимПеренапряжённыйрежим332210 U MC 3 U MC 1 U МС КР3 U MC КР2U MC КР1I0U MC01U MC 3U MC 1 U МС КР U MC КР2 UU MCMC КР13Рис.8.6Если EC  EC/ , то   90 и токи I A1 , I A0 начинаются с нуля при изменении амплитуды напряжения возбуждения U MC от нуля в сторону увеличения (кривые 2 нарис.8.6). Рост токов наблюдается до U MC  U MC KP 2 (см. рис.8.7), причём токи растут линейно, так как   90 независимо от величины U MC .

При этомI A1  SU MC 1 90  0,5SU MC ;I A0  SU MC 0 90  0,319 SU MC .2Обратим внимание, что приводимые ниже уравнения и им подобные соответствуют кусочно-линейнойаппроксимации статических ВАХ АЭ, однако получаемые при этом качественные выводы носят общий характер.3См. лекцию 5, рис.5.5,б.96iAiAeA  eA KP 2Критическая линияeC KP1I MA KP1eC KP 2I MA KP 2  90  90 EC00 eA KP 2 eA KP1eCeC KP 2EAeAU MC KP 2tаПриEC  EC/бРис.8.7нижний угол отсечки анодного тока удовлетворяет условию90    180, причём, если U MC  U MC 3  EC  EC/(см. рис.8.8), то   180, а приU MC  U MC 3   180.iAe A  e A KP 3I0 E C ECU MC 30eC KP 3eCU MC KP 3tРис.8.8При небольших значениях напряжения возбуждения, когда U MC  U MC 3 ,I A1  SU MC ;I A0  const .97С увеличением U MC , когда U MC  U MC 3 ,I A1  SU MC  1  ;I A0  SU MC  0  ,при этом с ростом U MC нижний угол отсечки анодного тока уменьшаетсяEC  EC/.U MCПри   120 зависимости  1 ,  0 нелинейные, причём имеют выгиб вверх (см.

рис.5.5,б),cos что обусловливает нелинейный характер зависимостей I A1 и I A0 от U MC при U MC  U MC 3 .Очевидно, если критическому режиму будет соответствовать   120 , то в верхней частизависимостей I A1 и I A0 от U MC при U MC  U MC KP 3 окажется линейный участок. Это обусловлено тем, что зависимости  1 ,  0 имеют практически линейный характер в пределах60    120 (см. рис.5.5,б). Вне этих пределов зависимости  1 ,  0 носят нелинейный характер, соответственно с выгибом вниз при   60 и с выгибом вверх при   120.Зависимости I A1 , I A0 от U MC для рассмотренного случая EC  EC/ представлены нарис.8.6 (кривые 3). При U MC  U MC KP 3 наступает перенапряжённый режим и токи падают.На участке U MC 3  U MC  U MC KP 3 крутизна зависимости I A1 от U MC , примерно, в два разаменьше, чем на участке U MC  U MC 3 , так как с возрастанием U MC значение нижнего углаотсечки анодного тока смещается от больших значений в сторону 90°, а при   90 1  0,5 , соответственно, крутизна зависимости I A1 от U MC стремится к 0,5S, тогда какпри U MC  U MC 3 , когда   180, крутизна этой зависимости равна S.

Что касается зависимости I A0 от U MC , то при U MC  U MC 3 значение постоянной составляющей тока не изменяется и остаётся равным току покоя (току в начальной рабочей точке) I 0 . ПриU MC 3  U MC  U MC KP 3 значение  0 изменяется от 0,5 в меньшую сторону (при   90 0 = 0,319), поэтому зависимость I A0 от U MC имеет на этом участке выгиб вверх (крутизна зависимости I A0 от U MC уменьшается на этом участке с ростом U MC ).ИмеязависимостиI A1 U MC иI A0 U MC  ,легкопостроитьзависимостиP~ , P0 , PA , A ,  от величины напряжения возбуждения:I RP1P~  I A21 Roe ; P0  I A0 E A ; PA  P0  P~ ;  A  ~ ;   A1 oe .(8.1)2P0EAХарактер рассмотренных зависимостей I A1 U MC  и I A0 U MC  сохраняется ипри D ≠ 0.

Характеристики

Список файлов книги