Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 24

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

Текст из файла (страница 24)

Поэтому зависимости I K 1 , I K 0при уменьшении E K пересекают ось E K не в начале координат, а правее, при значенииE K  U МБ , и имеют вид, показанный на рис.8.17.ПеренапряжённыйрежимРежимнасыщенияI А1I А0НедонапряжённыйрежимI K1НедонапряжённыйрежимIK0θ 010EАEАКРРис.8.16U MБE К КРEКРис.8.17Зависимости I A1 E A , I A0 E A  и I K 1 E K , I K 0 E K  называются статическими модуляционными характеристиками генераторов, соответственно, с анодной и коллекторной амплитудной модуляцией.Имея зависимости I A1 E A , I A0 E A  или I K 1 E K , I K 0 E K  , легко установить другие зависимости, в частности, определяемые (8.1).104Что касается зависимостей режима входной цепи ГВВ от напряжения питания выходной цепи, то все они имеют нарастающий характер с уменьшением E A или E K , таккак при этом возрастает напряжённость режима.

Зависимости I C1 E A , I C 0 E A  и связанные с ними начинаются с E A  E A KP , тогда как зависимости I Б1 Е К , I Б 0 Е К  имеют местона всём участке изменения напряжения E K .Зависимости режима ГВВ от напряжения питания выходной цепи АЭ могут бытьрассчитаны графоаналитическим методом, либо с использованием соответствующих формул лекции 7.5. Особенности работы ГВВ на комплексную нагрузку АЭ. Настроечные(регулировочные) характеристики генератораУравнение выходного тока АЭ ГВВ для основной области статических ВАХ, записанное, например, в терминах лампового генератора в виде (4.4)i A  S eC  EC 0  De A ,(8.2)и уравнение для области перенапряжённого режима в виде (4.16)i A  S KP e Aсправедливы, как отмечалось в лекции 4, при любых амплитудных и фазовых соотношениях напряжений на электродах АЭ.В случае настроенной нагрузки в выходной цепи АЭ генератора, когда сопротивление нагрузки для выделяемой гармоники выходного тока АЭ чисто активное, результирующие напряжения во входной и выходной цепях ГВВ определяются соотношениями (1.1),(1.2), согласно которым, например, для лампового генератораeC  U MC cos  t  EC ;e A  E A  U MA cos  t .Если нагрузка в выходной цепи АЭ генератора является ненастроенной, то есть сопротивление её носит комплексный характер для выделяемой составляющей выходноготока АЭ, то переменные напряжения в цепях ГВВ получают фазовый сдвиг относительнодруг друга по сравнению со случаем настроенной нагрузки, а мгновенные напряжения вцепях, например, лампового ГВВ определяются соотношениями:eC  U MC cos  t  EC ;(8.3)e A  E A  U MA cos t   u ,где U MA  I A1 Z oe - амплитуда переменного напряжения на нагрузке, соответственно, и нааноде лампы, определяемая как произведение амплитуды первой гармоники анодного то*ка лампы I A1 на модуль комплексного сопротивления нагрузки Z oe ;  u - фазовый сдвигпеременного напряжения на нагрузке (на аноде) u K  u A  U MA cos t   u  относительнонапряжения возбуждения u C  U MC cos  t.Отметим, что соотношение (8.3) для мгновенного напряжения на аноде e A справедливо при условии выделения на нагрузке только напряжения первой гармоники анодноготока, что допустимо, не считая случая линейных статических ВАХ и работу при этом снижним углом отсечки анодного тока   180 , если сопротивление нагрузки для первойгармоники анодного тока существенно больше, чем для любой другой гармонической составляющей выходного тока при работе с   180 .

В противном случае необходимо учитывать падение напряжения на нагрузке токов высших гармонических составляющих, арезультирующее напряжение на аноде будет более сложной формы, чем даваемое (8.3).Подставляя (8.3) в (8.2), получаем для основной области105i A  S U MC cos  t  DU MA cos t   u   EC  EC/  ,(8.4)где E  DE A  EC 0  - напряжение запирания анодного тока при принятом напряжении/Cпитания анода E A (см.

лекцию 4).Используя соотношения (8.3) и семейство статических ВАХ выходного тока АЭ,например, анодного тока лампы, можно, как и при настроенной нагрузке, построить динамическую характеристику (ДХ) анодного тока. Однако, если при настроенной нагрузкеДХ представляется отрезками прямых линий при кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ, то теперь ДХ представляет замкнутую, в силу периодичности процесса,кривую, совпадающую по форме с эллипсом, в общем случае усечённым.Значения ωt, при которых происходит отсечка выходного тока АЭ, можно определить на основании (8.4), имея в виду, что отсечке соответствует значение тока i A  0.Раскрывая в (8.4) cos t   u  и приводя подобные члены, а также обозначая, как ираньше (лекция 4), значение ωt, при котором происходит отсечка тока, через  , находимE  E / U  DU MA cos  u cos  2 C 2C 2 MCU MC  D U MA  2 DU MCU MA cos  u(8.5)222/ 2U MC  D U MA  2 DU MCU MA cos  u  EC  EC DU MA sin  u.22U MC DU MA 2 DU MCU MA cos  uЕсли  u  0, то (8.5) приводится к известному выражению для нижнего угла отсечкианодного тока (4.15а)EC  EC/cos .U MC  DU MAЕсли D = 0, то, как следует из (8.5),E  EC/cos  C,U MCи в этом случае отсечка выходного тока АЭ не зависит от характера нагрузки, а импульсывыходного тока симметричны относительно периода сигнала возбуждения, то есть относительно ωt = 0; 2π и т.д.Если  u  0 и D  0 , то импульсы выходного тока оказываются асимметричнымиотносительно ωt = 0; 2π и т.д.

Моменты отсечки тока слева и справа ωt = 0; 2π и т.д. определяются на основании (8.5). Анализ показывает, что при малых значениях D моментыотсечки отличаются от   и от   на одинаковую величину, меньшую, чем величина u . В итоге результирующая ширина импульса тока остаётся, по-прежнему, равной 2θ.Центральная часть импульса, соответствующая максимальному току, несколько смещается относительно ωt = 0; 2π и т.д., а сам импульс оказывается несколько асимметричнымотносительно положения центральной части.На рис.8.18 представлены аппроксимированные ДХ анодного тока лампы при работев схеме ГВВ на комплексную нагрузку. Построения ДХ выполнены в предположении недонапряжённого режима для   0,5 ; EC  EC/ и  u  10 . На рис.8.18 показаны такжепримерные формы импульсов анодного тока, соответствующие представленным ДХ.

ЕслиD  0 , то форма импульсов несколько отличается от косинусоидальной и импульсыасимметричны, причём, при  u  0 шире правая часть импульса, а при  u  0 шире леваячасть. Если D = 0, то импульсы симметричны и имеют косинусоидальную форму.106eC МАКСiAt 0 t припри  u  0iAприωt при  u > 0при  u > 0u < 0eC при  t = 45 09090t EC/eC при  t = 90 0eA МИНeA МАКСEAeAaiAeC МАКСωt = 0tпри  u < 0ωtприu > 0eC при  t =  45iA90 45 00eA МИНeA МАКСEA45 90еАбiAωt = + 45°,  u > 0eA приωt = – 45°,  u < 0teA МИНприu  0tприu < 0EAeC МИН EC0eC МАКСeCвРис.8.18107Очевидно, в общем случае в первом приближении с достаточной точностью можноопределить постоянную и первую гармоническую составляющие импульсов выходноготока АЭ при работе на комплексную нагрузку как составляющие косинусоидальных поформе импульсов с соответстующей амплитудой, используя коэффициенты  0 , 1 для угла, равного половине ширины получающегося импульса, который можно так же считатьпрактически равным значению нижнего угла отсечки выходного тока при работе нанастроенную нагрузку.В силу асимметрии импульсов выходного тока АЭ ГВВ при D  0 , как следует израссмотрения рис.8.18, первая гармоническая составляющая импульсов, очевидно, будетиметь фазовый сдвиг относительно ωt = 0 в сторону, противоположную  u .

Поэтому, еслипредставить, используя комплексные амплитуды,*****I A1  I A1 e j i ; U MA  I A1 Z oe  I A1 Z oe e joe  I A1 Z oe e j i  oe  ,то  u   i   oe , где  i - фазовый сдвиг первой гармоники выходного тока АЭ относительно ωt = 0, то есть относительно сигнала возбуждения u C  U MC cos  t ;  oe - фазовыйугол комплексной нагрузки в выходной цепи генератора.Так как при D = 0 оказывается  i = 0, то  u =  oe .

При D  0 по величине  u <  oe .Если в качестве нагрузки в выходной цепи генератора используется параллельныйколебательный контур, то модуль его сопротивления Z oe и фазовый угол  oe изменяютсяс частотой, как показано на рис.8.19.oeZ oeRoe2РР2Рис.8.19При настроенном контуре    P сопротивление его максимальное и чисто активное, то есть, Z oe  Roe ;  oe  0. При расстройке контура относительно частоты выделяемойгармоники выходного тока АЭ модуль его сопротивления уменьшается и возрастает фазовый угол. ДХ выходного тока в процессе настройки генератора (настройки контура на частоту выделяемой гармоники) будут изменяться, как показано на рис.8.20.По мере настройки контура возрастает его сопротивление и, как следствие этого,увеличивается напряжённость режима, уменьшается амплитуда импульсов выходного тока и уменьшается их общая площадь (импульсы по форме более приближаются к косинусоидальным), что в целом приводит к уменьшению постоянной составляющей выходноготока АЭ.

Увеличение напряжённости режима по мере настройки контура обусловливаетвозрастание входного тока АЭ. Уменьшение постоянной составляющей выходного тока,например, анодного, и увеличение постоянной составляющей входного тока, например,108сеточного, при настройке контура на выделяемую гармонику используется для настройкиГВВ по показаниям приборов, измеряющих постоянные токи во входной и выходной цепях генератора.

Характер изменения показаний приборов, измеряющих постоянные составляющие токов анода (коллектора) и сетки (базы) показан на рис.8.21.iA =eС МАКС Р  РI A0Р  IC00EAeAРис.8.20РРис.8.21Если проницаемость АЭ мала D  0 и если при настроенном контуре, то есть примаксимальном сопротивлении нагрузки, режим генератора оказывается недонапряжённымили критическим, то анодный, коллекторный ток в процессе настройки практически небудет изменяться, а в случае тетрода и пентода ток управляющей сетки может отсутствовать, поэтому в этих случаях не удаётся для настройки генератора использовать зависимости типа показанных на рис.8.21.

В этом случае при настройке транзисторного генератораприходится ориентироваться только на показания прибора, измеряющего ток базы I Б 0 , а втетродном и пентодном генераторах – на показания прибора, измеряющего постояннуюсоставляющую тока второй сетки I C 20 , которая возрастает с напряжённостью режима исоответственно достигает максимального значения при настроенном контуре.Зависимости рис.8.21 и им подобные носят название настроечных (регулировочных)характеристик ГВВ.При работе генератора на ненастроенный контур его энергетические показателиухудшаются:- уменьшается колебательная мощность, которая равна1P~  I A1, K 1U MA, MK cos  oe ,2где U MA, MK и cos  oe могут быть существенно меньше, а I A1, K 1 немного больше, чем принастроенной нагрузке (при настроенной нагрузке cos  oe имеет максимальное значение,равное единице);- возрастает потребляемая мощность от источника питания выходной цепи E A, KP0  I A0, K 0 E A, K ,где I A0, K 0 увеличивается как по причине возрастания амплитуды импульсов (при D = 0амплитуда импульсов не изменяется), так и расширения их (постоянная составляющаяопределяется площадью импульса);- возрастает мощность, рассеиваемая на выходном электроде: аноде, коллектореPA, K  P0  P~ ;- уменьшается КПД анодной, коллекторной цепи109 A, КОЛ P~.P0Вопросы для самоконтроля знаний по теме лекции 8:1.Изобразите, например, схему ГВВ рис.1.1,а с использованием сеточного автосмещения.2.Представьте зависимостигается3.1)  50; 2)  100; 3)  180.

Сравните их.Представьте зависимостигаетсяI A1 , I A0 от U MC для случая EC  EC/ , когда в критическом режиме достиI A1 , I A0 от U MC для случая EC  EC/ , когда в критическом режиме дости-1)  120; 2)  180. Сравните их.I K 1 , I K 0 от U MБ при   90 может наступить4.Почему в транзисторном ГВВ при снятии зависимости5.пробой перехода эмиттер-база прежде, чем будет достигнут критический режим?Поясните, почему зависимости I Б 1 , I Б 0 от U MБ имеют подобный вид зависимостям6.7.I K 1 , I K 0 от U MБ .Во сколько раз отличаются крутизны этих зависимостей в области недонапряжённого режима ГВВ?Постройте зависимости, определяемые соотношениями (8.1), для каждого из рассмотренных в лекциипримеров. Сравните их.Постройте зависимости I A1 , I A0 от EC , когда при имеющемся U MC нижний угол отсечки анодноготока   180 достигается «задолго» до критического режима.

Характеристики

Список файлов книги