Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 28

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

Текст из файла (страница 28)

В идеальном случае ЦС должна состоять из чисто реактивных элементов,обеспечивающих, в частности, компенсацию реактивной составляющей сопротивленияполезной нагрузки x Н . В самом простейшем случае ЦС может состоять из одного реактивного элемента: ёмкости или индуктивности, в зависимости от характера сопротивленияx Н . В общем случае при разработке структуры ЦС необходимо учитывать внутренние ре124активности АЭ: соответствующие междуэлектродные ёмкости и индуктивности вводовэлектродов.Итак, главное назначение ЦС ГВВ – преобразование комплексного сопротивленияполезной нагрузки генератора в активное сопротивление нужной величины, при которомобеспечивается требуемый режим работы АЭ.Как показано в лекции 6, эффективность преобразования энергии источника анодного (коллекторного) питания в энергию высокочастотных электрических колебаний в ГВВ,оцениваемая КПД анодной (коллекторной) цепи, получается выше при работе АЭ с нижним углом отсечки выходного (анодного, коллекторного) тока   180 .

Причём, чемменьше значение , тем выше эффективность преобразования энергии источника питаниявыходной цепи АЭ ГВВ, то есть, выше КПД анодной (коллекторной) цепи. Однако, чемменьше нижний угол отсечки выходного тока АЭ, тем больше уровень высших гармонических составляющих выходного (анодного, коллекторного) тока относительно первойгармоники,1 мощность которой должна быть выделена в полезной нагрузке. Высшие гармоники выходного тока АЭ, попадая в полезную нагрузку генератора, создают на ней соответствующие напряжения и выделяют соответствующую мощность.

Если, например,ГВВ – выходной каскад радиопередатчика, то высшие гармоники соответствующей мощности излучаются антенной, что создаёт помехи работе других линий радиосвязи, рабочиечастоты которых совпадают или близки к данным гармоникам выходного тока АЭ ГВВ.Создание помех линиям радиосвязи недопустимо,2 и существуют международные нормына допустимые внеполосные излучения радиопередающих устройств. Если ГВВ – промежуточный каскад радиопередатчика, то высшие гармонические составляющие выходноготока АЭ каскада искажают форму и влияют на величину сигнала возбуждения последующего каскада.

При правильном проектировании ЦС эти искажения невелики и с ними, какправило, не считаются.Из сказанного вытекает ещё одно требование к ЦС ГВВ – обеспечение необходимойфильтрации высших гармоник выходного тока АЭ, при которой мощность высших гармонических составляющих в полезной нагрузке не превышает допустимого уровня, или прикоторой напряжение на полезной нагрузке или ток через полезную нагрузку близки к гармоническим.Использование параллельного колебательного контура в качестве ЦСОдной из наиболее широко применяемых ЦС при построении ламповых и транзисторных ГВВ является параллельный колебательный контур.

При соответствующем выборе параметров он удовлетворяет общим требованиям к ЦС, сформулированным выше:позволяет компенсировать реактивную составляющую x Н сопротивления полезнойнагрузки генератора, трансформировать активную (резистивную) составляющую rН сопротивления полезной нагрузки до нужной величины, обеспечить фильтрацию гармонических составляющих выходного тока АЭ. Последнее обусловливается избирательнымисвойствами параллельного колебательного контура.При соответствующих параметрах избирательными свойствами обладает также последовательный колебательный контур, который позволяет также скомпенсировать реактивную составляющую x Н сопротивления полезной нагрузки.

Но он не даёт возможностьтрансформировать активную (резистивную) составляющую rН сопротивления полезнойнагрузки и, следовательно, может быть применён только в том случае, если требуемоезначение Roe равно rН . Однако, если даже требуемое значение Roe равно rН , то наличие1Подразумевается ГВВ – усилитель. Однако сказанное справедливо относительно любой гармоники: чемменьше угол нижней отсечки, тем более соизмеримыми оказываются гармоники.2Речь не идёт о целенаправленном создании помех определённым линиям или системам радиосвязи, радиолокации и др.125междуэлектродных ёмкостей и индуктивностей вводов электродов АЭ, влияние которыхвозрастает с повышением рабочей частоты генератора, делает невозможной реализациюЦС в виде последовательного колебательного контура.

Наличие междуэлектродных ёмкостей и индуктивностей вводов у электродов АЭ также обусловливает отмеченный вышефакт, что ЦС в общем случае – это четырёхполюсная электрическая цепь.На рис.10.2 показаны наиболее широко применяемые схемы параллельных колебательных контуров, которые носят названия: контур первого вида (а), контур второго вида(б), контур третьего вида (в). При этом контур первого вида носит также название контурас полным включением, а контуры второго и третьего видов носят названия контуров с неполным включением, соответственно, со стороны индуктивности или ёмкости контура.***LC2L1CL2CrL*rLrCа*C1LrLrC*бrCвРис.10.2В индуктивной и ёмкостной ветвях контура rL , rC - сопротивления активных потерь.В представленных схемах контуров на рабочей частоте результирующее реактивное сопротивление левой ветви носит индуктивный характер, а правой – ёмкостный.Условием резонанса параллельного колебательного контура принято считать равенство величин реактивных составляющих токов в ветвях контура, что, например, для контура первого вида имеет место на частоте Р  2 f P r1   L1LCr1   C2 ,2L- носит название характеристического сопротивления контура.CВ колебательном контуре, то есть в контуре, проявляющем избирательные или резонансные свойства, выполняется условиеr  L ,(10.2)rCгде  1, что обычно и принимается на практике.

ТоLCесть, принято считать, что резонансная частота параллельного колебательного контура  Pопределяется только величинами его индуктивности и ёмкости, как у последовательногоколебательного контура. При этом для контура второго видаL  L1  L2 ,а для контура третьего видас учётом которого можно считать  P 126CC1C 2.C1  C 21реактивные сопротивления ветвей контура х ВР считаются одинакоLCвыми по величине.

При этом для контура первого вида1х ВР   Р L  L C . PCВ практических схемах контуров второго и третьего видов (контуры с неполнымвключением) обычно выполняется условиех BP  rB ,(10.3)На частоте  P где для контура второго видах BP   P L1 1  P L2 , PCа для контура третьего вида11; P C 2  P C1rB - активное сопротивление ветви контура, равное, соответственно, rL , rC .При выполнении условий (10.2), (10.3) эквивалентное сопротивление параллельногоколебательного контура на резонансной частоте определяется соотношениемх B2Pх B2PRoe ,(10.4)rL  rCrгде r  rL  rC  - сопротивление активных потерь контура.С учётом приведенных выше соотношений получаем:для контура первого вида, то есть для контура с полным включением,2 LRoe  Q ;(10.5)rCrдля контура второго вида (контур с неполным включением со стороны индуктивности)х BP   P L Roe  P L1 2r2 L   P L  1 p2 p 2 Q ,rrL22(10.6)L1- коэффициент включения контура;Lдля контура третьего вида (контур с неполным включением со стороны ёмкости)где p 22C112 Roe p p 2 Q ,22Cr P C1  r  1   P C  r(10.7)C2C- коэффициент включения контура.C1 C1  C 2Коэффициент включения контура называется также коэффициентом трансформации,коэффициентом связи АЭ с контуром.

Значение коэффициента включения контура р возможно в пределах от 0 до 1. Значение р = 1 соответствует контуру первого вида (контур сполным включением).Так как выполняется условие (10.3), то коэффициент р определяет отношениенапряжения на индуктивности L1 к напряжению на всей индуктивности контура L у контура второго вида, либо отношение напряжения на ёмкости С1 к напряжению на всей ёмкости контура С у контура третьего вида. Отсюда и название – коэффициент трансформации.

Очевидно, напряжение на индуктивности L1 у контура второго вида и напряжение нагде p 127ёмкости С1 у контура третьего вида при подключении такого контура к АЭ практическибудет равно напряжению на выходе АЭ ГВВ, амплитуда которого Е А, К . На резонанснойчастоте в силу практического равенства величин сопротивлений индуктивности L и ёмкости С контура и практически одинаковых величин токов в ветвях параллельного контура амплитуда напряжения на индуктивности L равна амплитуде напряжения на ёмкостиС.В выражениях (10.5) – (10.7) добротность контура  L1Q  P .(10.8)rr PC rСравнивая (10.6), (10.7) с (10.4), замечаем, что х BP  p .Из выражений (10.5) – (10.7) следует, что эквивалентное сопротивление параллельного колебательного контура Roe можно изменять, если менять значения L ,С, а следовательно, характеристическое сопротивление контура   L C , но сохраняя при этом егорезонансную частоту  P  1 LC .В контурах второго и третьего видов (контуры с неполным включением), как видноиз (10.6), (10.7), появляется дополнительная возможность регулировки Roe путём изменения коэффициента включения контура р без изменения его параметров L ,С.

Действительно, сравнивая (10.5) – (10.7), можно записать:Roe p1  p 2 Roe p1.На практике коэффициент включения контура изменяется либо перемещением подвижного контакта по виткам катушки индуктивности, либо переключением одного изконтактов вдоль индуктивности или ёмкости контура. В этом случае катушка индуктивности выполняется с отводами, а ёмкость контура реализуется из нескольких последовательно включенных конденсаторов. Указанные способы изменения р показаны нарис.10.3.L*С/LCC**С/CВЫХ АЭ*аС/CВЫХ АЭCВЫХ АЭ**бLвРис.10.3Способ изменения эквивалентного сопротивления контура Roe , соответственно и сопротивления нагрузки АЭ ГВВ с помощью коэффициента включения контура р не можетсчитаться совершенным по следующим причинам:1.

Характеристики

Список файлов книги