Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 43

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

Текст из файла (страница 43)

В случае, например, контура из короткозамкнутого отрезка согласно (12.38) Z10ФСВ  arcsinsin  . Roe ФАналогично в случае контура из разомкнутого отрезка линии. Отличие в замене функцийсинуса на функции косинуса.КПД контура (12.40) в этом случае будет выше, а мощность в нагрузке больше:P~ Н  P~Ф  P~ K .Найденное значение СВ может быть соотнесено с N / 2 , как это отражено в (12.36)и (12.37).В отдельных схемах генераторов на контуре присутствует постоянное напряжение,которое при кондуктивной связи попадает на фидер и через него на полезную нагрузку,что недопустимо.

Для исключения попадания при кондуктивной связи с нагрузкой постоянного напряжения питания генератора на фидер, последний подключается к контуру че188рез разделительный конденсатор, сопротивление которого должно быть существенноменьше сопротивления фидера (в случае двухпроводного фидера должно быть два разделительных конденсатора, по одному в месте присоединения каждого провода, для сохранения симметрии схемы). Обычно разделительные конденсаторы выполняются конструктивно в токосъёмниках при использовании двухпроводного фидера или в месте присоединения центрального провода коаксиального фидера.Ёмкостная связьЁмкостная связь является наиболее распространённым способом связи контура с полезной нагрузкой в маломощных генераторах, а также в генераторах дециметровых и сантиметровых волн, где размеры элемента ёмкостной связи получаются довольно малыми ион практически не ухудшает электрическую прочность контура.

С понижением рабочейчастоты величина ёмкости связи возрастает, что заставляет уменьшать зазор между пластинами конденсатора связи, снижая этим электрическую прочность контура, которая может оказаться недостаточной в мощных генераторах, где в контуре большое напряжение.В мощных ламповых импульсных генераторах дециметровых и сантиметровых волн, гденапряжение в контуре достигает нескольких десятков кВ, электрическая прочность контура из-за ввода в него ёмкостного элемента связи также может оказаться недостаточной и вэтом случае применяется связь с нагрузкой с помощью петли.Достоинством ёмкостной связи является удобство её регулировки.

Недостаток –влияние на настройку контура, в силу чего после регулировки связи, как правило, приходится подстраивать контур, а затем и саму связь.Ёмкостная связь может быть осуществлена с контурами на отрезках любых линий: своздушным заполнением (двухпроводные, коаксиальные линии) и с твёрдым диэлектриком (микрополосковые линии), как короткозамкнутыми, так и разомкнутыми.Возможная реализация ёмкостной связи при использовании контуров на основе короткозамкнутых отрезков двухпроводной и коаксиальной линий показана на рис.12.18.Аналогично реализуется связь с разомкнутыми отрезками линий контуров.Фидер к нагрузкеС02ССВС0/22ССВССВФидер к нагрузкеС0/2ℓℓСВℓСВабРис.12.18При ёмкостной связи с нагрузкой фидер (нагрузка) присоединяется к проводам отрезка линии контура не непосредственно, как в случае кондуктивной связи, а через конденсатор связи ёмкостью ССВ (напомним, что при кондуктивной связи в месте присоединения фидера может быть разделительный конденсатор, ёмкость которого С Р  CСВ ).

В189случае двухпроводных линий ёмкость ССВ реализуется в виде двух одинаковых конденсаторов ёмкостью 2 ССВ каждый, чтобы не нарушать симметрию устройства.Регулировать ёмкостную связь можно изменением места подключения нагрузки (фидера) СВ , что, однако, при использовании контуров из отрезков коаксиальных линий невозможно, либо изменением величины ёмкости связи ССВ , что всегда осуществимо.Для передачи в нагрузку необходимой мощности на входе фидера должно бытьобеспечено напряжение (12.32)U M Ф  2 P~Ф Z 0Ф .Очевидно, фидер должен подключаться через ССВ в сечение отрезка линии контура,в котором напряжение не ниже требуемого U M Ф , а больше, так как часть напряжения упадёт на сопротивлении конденсатора связи ССВ .

Чем ближе подключение элемента связи кмаксимуму (или к пучности) напряжения в линии контура, тем легче осуществить ёмкостную связь и меньше требуемая ёмкость ССВ .Эквивалентная схема электрической цепи для расчёта ёмкостной связи представленана рис.12.19, где U СВ - напряжение в сечении отрезка линии контура в месте подключениянагрузки, связанное с напряжением на ёмкостиС0 соотношениемССВUCsin СВU СВ sin 0UСВIФZ0ФUМФв случае короткозамкнутого отрезка линии контура; у контура на основе разомкнутого отрезкалинииUCcos СВ ;U СВ cos 0Рис.12.19I Ф  2 P~Ф Z 0Ф - амплитуда тока в нагрузке (фидере), соответствующая передаваемой в нагрузку мощности; U М Ф  I Ф Z 0Ф - амплитуда напря-жения на фидере (нагрузке).Для электрической цепи (рис.12.19) справедливо соотношение:U СВ  U C2  U M2 Ф ,СВгдеUMФIФ- амплитуда напряжения на ёмкости ССВ .CСВ Z 0ФССВИспользуя приведенные соотношения, получаем для ёмкости ССВ :1ССВ .2U СВZ 0Ф1U М2 ФUC СВ(12.41)Как следует из (12.41), реализация ёмкостной связи возможна только при U СВ  U М Ф ,то есть напряжение в сечении отрезка линии контура, куда присоединяется нагрузка (фидер), должно быть больше необходимого на входе фидера.

Чем сильнее различаютсянапряжения, тем меньше величина требуемой ёмкости ССВ и тем проще будет её реализа-190ция. Подбирая место присоединения нагрузки СВ , можно получить удобное для реализации конденсатора связи значение его ёмкости.Используя соответствующие выражения для напряжений в (12.41), можно получитьвыражение для определения сопротивления нагрузки (фидера), отнесённого к точкам подключения АЭ (ёмкости С0 ), Roe Ф .

Точно также, можно получить выражение для определения мощности в нагрузке, если известна ёмкость связи ССВ .Для увеличения передачи мощности в нагрузку может оказаться необходимым компенсировать ёмкость связи включением компенсирующей индуктивности или отрезкадлинной линии в качестве индуктивного шлейфа. Необходимость подобной настройкиёмкости связи появляется в контурах из отрезков коаксиальных линий, где нет возможности изменять место присоединения связи СВ . Реализация настройки ёмкости связи прииспользовании контура из короткозамкнутого отрезка коаксиальной линии и эквивалентные схемы получающихся цепей показаны на рис.12.20.

Аналогично может быть реализована настройка ёмкостной связи в случае контуров из разомкнутых отрезков линий.Фидер к нагрузкеФидер к нагрузкеИндуктивныйшлейфLКОМПССВССВССВ LКОМПССВZ0ФUСВUСВаLКОМПZ0ФбРис.12.20В схеме (рис.12.20,а) компенсирующая индуктивность LКОМП представляет один-двавитка провода, соединяющего пластину конденсатора связи с внутренним проводом коаксиального фидера, идущего к нагрузке. Схема соответствует последовательной настройкесвязи, и элементы её удовлетворяют условию резонанса1 LКОМП ,CСВкоторое позволяет найти значение LКОМП .191Схема (рис.12.20,б) соответствует параллельной настройке связи.13 Схема болееудобна для применения в диапазонных генераторах, так как настройка связи осуществляется перемещением короткозамыкателя индуктивного шлейфа.Разновидностью ёмкостной связи является связь с помощью зонда.

Зонд представляет собой короткий отрезок провода, являющегося продолжением внутреннего проводникакоаксиального кабеля, вводимого во внутреннее пространство отрезка коаксиальной линии контура в направлении вектора напряжённости электрического поля.Связь с нагрузкой при использовании связанных линийЕсли провода одной длинной линии разместить вблизи проводов другой, то междуэтими линиями проявляется электромагнитная связь, то есть связь за счёт электрическогои магнитного полей.

Такие линии называются связанными.Примеры связанных линий показаны на рис.12.21: двухпроводные линии (а), симметричные полосковые линии (б), несимметричные микрополосковые линии (в), коаксиальные линии (г).авбгРис.12.21На рис.12.22 представлено условное изображение связи с нагрузкой с использованием короткозамкнутых отрезков связанных линий. Это могут быть два связанных контурана отрезках линий одинаковой длины.

К одному контуру подключается АЭ генератора, а кдругому – полезная нагрузка.С0С0*ZН*ZНбаРис.12.2213Очевидно, в общем случае при любом способе возможна неполная настройка связи. При полной настройке в схеме (рис.12.20,а) ёмкостная связь получает черты кондуктивной связи. Неполная настройка возможнаи при использовании связи с помощью коротких витков и петель связи.192*В варианте (рис.12.22,а) АЭ, отображаемый на схеме ёмкостью С0 , и нагрузка Z Нрасполагаются с одной стороны, а в варианте (рис.12.22,б) – с противоположных сторон.Помимо конструктивных особенностей, при прочих одинаковых параметрах во второмварианте связь оказывается сильнее. Соответственно система получается широкополоснее. Физически это объясняется тем, что в первом варианте электрическая и магнитнаясвязи действуют в противофазе и, соответственно, ослабляют друг друга.

Во втором варианте они дополняют друг друга. Если на рабочей частоте длина отрезков окажется равной / 4 , то в первом варианте передачи мощности в нагрузку не будет. Во втором вариантемощность в нагрузку будет передаваться.Нетрудно видеть, что связь с нагрузкой с использованием связанных линий родственна связи с помощью коротких витков.Симметрирование связи с нагрузкой контуров из отрезков двухпроводных линийЕсли контур выполнен из отрезка двухпроводной линии, а нагрузка присоединяется спомощью коаксиального кабеля, то может произойти серьёзное нарушение симметриисхемы генератора, особенно очевидное при осуществлении кондуктивной и ёмкостнойсвязи контура с нагрузкой (рис.12.23,а,б). Нарушение симметрии схемы в первую очередьсвязано с тем, что внешний провод (оболочка) коаксиального фидера соединяется с землёй (корпусом).

Характеристики

Список файлов книги