Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 25

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

Текст из файла (страница 25)

Проанализируйте их.Обратитесь к рис. 8.14 и ответьте на вопросы: может ли быть получен критический режим генераторапри   90 ? А при   180 ? Если возможно, то что для этого потребуется? Поясните.9. Запишите выражения и изобразите графически три гармонических сигнала, изменяющихся по законукосинуса, один с нулевой начальной фазой, а два других, соответственно, с опережением и с отставанием по фазе от первого. Как будут выглядеть аналогичные сигналы, но изменяющиеся по закону синуса?Поясните.10.

Используя соотношения (8.2) и аппроксимированные статические ВАХ (предложите их сами, но с соблюдением существующих закономерностей и масштаба), постройте ДХ анодного тока лампы для не8.донапряжённого режима приEC  EC/ и  u  20 . Постройте формы импульсов токов. Проанали-зируйте их. Попробуйте сделать то же самое для перенапряжённого режима генератора.110Лекция 9Эквивалентная схема выходной цепи ГВВ при разных режимах работы по напряжённости. Амплитудно- и фазо-частотная характеристики (АЧХ и ФЧХ) ГВВ.В области недонапряжённого вплоть до критического режима работы ГВВ при кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ амплитуда первой гармонической составляющей выходного тока АЭ, например, анодного тока лампы (аналогично коллекторного тока транзистора), определяется соотношением (6.10)I A1  S U MC  DU MA  1 ,(9.1)которое, учитывая, что U MA  I A1 Roe , можно представить в видеI A1  S 1U MC  SD 1 Roe I A1 .Из (9.2) следуетU MCS 1U MCU MC D,I A1 1  SD 1 Roe Roe  1 SD 1 Roe  Ri/(9.2)(9.3)где учтено   1 D  SRi - статический коэффициент усиления лампы; Ri/  Ri  1  Ri i/ приведенное (по первой гармонике в данном случае) внутреннее сопротивление лампы;1  1   i/ - коэффициент приведения.Выражение (9.3) соответствует электрической схеме рис.9.1, которая может рассматриваться как эквивалентная схема выходной цепи ГВВ в области недонапряжённоговплоть до критического режима работы генератора.Ri/U мсRoeU МАI A1Рис.9.1В лекции 8 отмечалось, что при работе генератора на комплексную нагрузку, каковой является, например, ненастроенный параллельный колебательный контур в выходнойцепи АЭ ГВВ, амплитуда первой гармоники выходного тока АЭ и в этом случае можетбыть определена как амплитуда первой гармонической составляющей косинусоидальногоимпульса соответствующей амплитуды и такой же ширины, как и при активной нагрузке.Это позволяет считать схему, подобную рис.9.1, справедливой и при комплексной нагруз*ке Z oe , как показано на рис.9.2, где*Z oe  Z oe e j oe  Z oe cos  oe  jZ oe sin  oe  roe  jxoe ;roe , xoe - соответственно, активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки впоследовательной схеме замещения.Согласно схеме рис.9.2 комплексная амплитуда первой гармоники анодного (аналогично коллекторного) тока*UI A1  * MC  I A1e ji ;Z oe  Ri/комплексная амплитуда колебательного напряжения на аноде (коллекторе)111****U MA  I A1 Z oe U MC Z oe*Z oe  Ri/ U MA e ju .Ri/U мсZoejIA1  I e iUМА  IА1 ZoeA1Рис.9.2Последние выражения позволяют определить амплитудные и фазовые характеристики ГВВ, соответственно, по току и напряжению.Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) по токуU MCI A1 ;(*)2/22Ri  Z oe cos oe  Z oe sin  oeфазо-частотная характеристика (ФЧХ) по токуZ sin  oe .(9.4) i  arc tg   / oe Ri  Z oe cos oe АЧХ по напряжениюU MC Z oeU MA  I A1 Z oe ;(**)2/22Ri  Z oe cos oe  Z oe sin  oeФЧХ по напряжению u   i   oe .Если Ri  , то есть D = 0, то  i  0 , а  u   oe , что отмечалось в лекции 8.

ПриRi  0  i   oe , а  u  0 .Если в качестве нагрузки используется параллельный колебательный контур с полным включением, то в окрестности резонансной частоты его сопротивление описываетсявыражением*RoeZ oe  Z oe e joe ,21 jQPсогласно которому АЧХ и ФЧХ такого контураRoeZ oe ;2 2 1  Q  P  2 oe  arc tg  112PQ ,где      P  - расстройка относительно резонансной частоты контура  P ; - частота входного сигнала; Roe - эквивалентное сопротивление контура на резонансной частоте; Q - добротность контура.На рис.9.3 показаны относительные АЧХ ГВВ по напряжению U MA U MA P для крайних случаев: Ri  0 и Ri   при использовании в качестве нагрузки в выходной цепиГВВ параллельного колебательного контура.U MA / UMAPRi  01Ri  РРис.9.3При Ri   АЧХ генератора по напряжению определяется АЧХ параллельного колебательного контура Z oe , а при Ri  0 АЧХ генератора по напряжению представляетпрямую линию, параллельную оси частот.

В этом случае выходное напряжение генератора не зависит от нагрузки, соответственно и от частоты настройки контура, и определяетсянапряжением эквивалентного генератора U MC . Таким образом, чем меньше Ri , темсильнее АЧХ генератора по напряжению отличается от АЧХ параллельного колебательного контура, используемого в качестве нагрузки АЭ ГВВ. В общем случае АЧХ ГВВ шире, чем АЧХ параллельного колебательного контура по такому же уровню.1 Это необходимо учитывать при определении частотных искажений в ГВВ – усилителях широкополосных сигналов, в том числе, например, модулированных сигналов.Если Ri   , то значение  может быть не определено и приведенными выше выражениями для АЧХ и ФЧХ, соответствующими эквивалентной схеме рис.

9.2, пользоватьсянеудобно. В этом случае для определения АЧХ и ФЧХ ГВВ удобнее воспользоваться выражениями, соответствующими эквивалентной схеме выходной цепи ГВВ, представленной на рис.9.4.SСРUМС/Ri/*I А1I1Z oeUМА  I А1 Z oe***Рис.9.41АЧХ ГВВ представляет АЧХ системы: АЭ – параллельный колебательный контур.113Схема рис.9.4 получается из схемы рис. 9.2 путём преобразования генераторанапряжения U MC с внутренним сопротивлением Ri/ в генератор тока величиной S CPU MCс внутренним сопротивлением Ri/ , где S CP  S 1 - средняя (по первой гармонике) крутизнавыходного тока АЭ.2*Эквивалентная схема рис.9.4 для случая настроенного контура Z oe  Roe следуеттакже непосредственно из выражения (9.2), согласно которомуI А1  S 1U MC  SD 1 Roe I A1  S CPU MC I A1 RoeU S CPU MC  MA,/RiRi/откудаU MA I A1  I1/ ,/Riчто соответствует электрической схеме рис.9.4 для случая настроенного контураS CPU MC  I A1 *Z oe  Roe .

Очевидно, для случая настроенного контура получающаяся эквивалентная схема выходной цепи ГВВ рис.9.4 соответствует схеме рис.9.1 при преобразовании генератора тока величиной S CPU MC с внутренним сопротивлением Ri/ в эквивалентный генераторнапряжения величиной U MC с внутренним сопротивлением Ri/ .Согласно схеме рис.9.4 в общем случае комплексной нагрузки в выходной цепи АЭГВВ**U MA  S CPU MCRi/ Z oe*Z oe  R*U MA* S CPU MCZ oeоткуда АЧХ генератора по напряжениюU MA  S CPU MCR/i(9.5)/i*I A1  U MA e ju ;Ri/* I A1e ji ,Z oe  R/iRi/ Z oe Z oe cos  oe2 Z oe2 sin 2  oe;(***)АЧХ генератора по токуI A1 U MAZ oeS CPU MC Ri/.(****)2 Z oe cos  oe  Z oe2 sin 2  oeОбратим внимание, что выражения (***), (****) соответствуют выражениям (*) и(**), в которых U MC соответствует S CPU MC Ri/ .Из (9.5) видно, что АЧХ ГВВ по напряжению может рассматриваться как АЧХ подключенного к АЭ параллельного колебательного контура, зашунтированного приведенным внутренним сопротивлением АЭ.

Эквивалентное сопротивление такого контура нарезонансной частотеR R/Roe/  oe i /  Roe .Roe  RiТак как реактивные параметры контура ёмкость C K и индуктивность LK не изменились, то уменьшение эквивалентного сопротивления контура на резонансной частоте сви2Согласно, например, выражению (6.10)114R/iS CP  S 1  I A1 U MC  DU MA   I A1 U M УПР .детельствует об уменьшении добротности контура и, соответственно, о расширении егополосы пропускания. Таким образом, АЧХ системы: АЭ – контур может рассматриватьсякак АЧХ эквивалентного контура с такими же реактивностями, но с меньшим эквивалентным сопротивлением на резонансной частоте.

Если D = 0, то Ri   , соответственно иRi/   . Шунтирования контура в этом случае нет, и АЧХ ГВВ по напряжению совпадаетс АЧХ контура Z oe , что отмечалось выше.На рис.9.5 показан график зависимости  i   .i R i/Ri32190 о180 оРис.9.5Если   180 , то Ri/  Ri i    Ri . В общем случае при D  0 , то есть Ri   , какследует из (9.4),  i имеет противоположный  oe знак, что обусловливает меньшую величину  u по сравнению с величиной  oe , что отмечалось в лекции 8. Напомним, что  i и u определяют фазовые сдвиги первой гармоники выходного тока и колебательногонапряжения на выходе АЭ относительно сигнала возбуждения. Что касается сдвига по фазе между первой гармоникой выходного тока и колебательным напряжением, то он равен oe .При работе генератора в перенапряжённом режиме, когда 1     KP , аE A, K  E A, K 1   KP   eОСТ КР , где eОСТ КР  E A, K  U MA KP , MK KP  E A, K 1   KP  - остаточноенапряжение на аноде (на коллекторе) в критическом режиме, можно считать, что амплитуда колебательного напряжения остаётся практически неизменной и равной E A, K .

Характеристики

Список файлов книги