Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 51

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

Текст из файла (страница 51)

лекцию 9,рис.9.1 и рис.9.4) только напряжением и током эквивалентных генераторов, которые оказываются в (1+D) раз больше, что не является существенным, так как D << 1.Из (14.7) для активной составляющей входного сопротивления генератора с ОС получаемU MC Roe AC  Ri/1  Roe AC1 RВХ .I A11 (1  D)  S СР Последнее выражение определяет активную составляющую входного сопротивления генератора с ОС с учётом реакции анода, но также при пренебрежении сеточным токомлампы.Следует отметить, что низкое входное сопротивление и наличие проходной мощности в генераторе с ОС могут рассматриваться как результат действия отрицательной обратной связи по току, имеющей место в данном генераторе.Полное входное сопротивление генератора с ОС, как и генератора с ОК, являетсякомплексным из-за входной ёмкости лампы, подключаемой параллельно RВХ.

Входная ёмкость лампы обычно учитывается в составе реактивных элементов входной согласующейцепи генератора.Если сопоставить формулы, характеризующие энергетические показатели ГВВ с ОСи ОК, то можно найти между ними много общего и прийти к выводу, что рассчитать режим генератора с ОС можно по формулам для генератора с ОК. Необходимо толькоучесть особенности генератора с ОС, связанные с наличием проходной мощности.В генераторе с ОС не вся колебательная мощность создаётся лампой за счёт источника анодного питания.

Часть колебательной мощности в нагрузке генератора создаётсяисточником возбуждения. Поэтому, если в нагрузке задана мощность P~, то лампа для генератора с ОС должна выбираться на мощностьU MCP~ P~ Л  P~  PПРОХ  P~ 1  PПРОХ P~   P~ 1 . U MA  U MC  1  U MC U MA В большинстве случаев 1  U MC U MA   1,07...1,1 , следовательно,P~ Л  0,9...0,93 P~ .7См. лекцию 9.224Исходя из мощности 0,9...0,93 P~  P~ ОК , по формулам для генератора с ОК (см.лекцию 7) можно провести расчёт режима. Найдя значения IA1 и UMC, следует определитьвеличину проходной мощности РПРОХ, которая будет иметь место в генераторе с ОС притаком же режиме работы лампы, как в рассчитанном генераторе с ОК:1PПРОХ  U MC I A1 .2Если в результате расчёта значение P~ ОК  PПРОХ  с приемлемой для разработчикаточностью близко к необходимой мощности генератора P~ , то, следовательно, все параметры режима найдены. Если же имеется заметное расхождение, то следует изменить всоответствующую сторону расчётное значение P~ ОК и заново провести необходимые вычисления.Точно также, если задано сопротивление анодно-сеточного контура Roe AC, то генератор с ОК следует рассчитывать по соответствующей методике (лекция 7) на сопротивлениеRoe ACRoe  0,9...0,93 Roe AC .1  U MC U MA После чего необходимо проверить соответствие сопротивлений: принятого для расчёта иполучаемого при найденных значениях UMC и UMA.

При большом расхождении сопротивлений следует расчёт генератора с ОК провести на новое значение сопротивления нагрузки между анодом и катодом лампы.Для генератора с ОС несложно получить на основании приведенных в лекции выражений основные расчётные соотношения, автоматически учитывающие наличие проходной мощности в генераторе, использование которых позволяет исключить корректировкурасчётов, о которой упоминалось выше.Напряжение источника анодного питания ЕА в генераторе с ОС выбирается так же,как и в генераторе с ОК.

Как и в генераторе с ОК, чем выше рабочая частота генератора иесли есть у лампы запас по мощности и току эмиссии катода, напряжение анодного питания следует понижать по сравнению с номинальным, чтобы потребовалось меньшей величины сопротивление контура нагрузки в анодно-сеточной цепи:U M AC U MA  U MCRoe AC .I MA 1I MA 1Нижний угол отсечки анодного тока в генераторе с ОС, как отмечалось, обычно принимается равным 90°.После определения напряжений возбуждения UMC и смещения ЕС расчёт режима сеточной цепи проводится как в генераторе с ОК, за исключением мощности возбуждения1PВОЗБ  U MC I C1  I A1 2и активной составляющей входного сопротивленияU MCRВХ .I C1  I A11Определив проходную мощность PПРОХ  U MC I A1 , можно найти2- рассеиваемую на аноде мощностьРА = Р0 + РПРОХ – Р~;- КПД анодной цепиР  РПРОХА  ~.Р0Благодаря повышенной устойчивости ламповые генераторы с ОС первоначальнонашли широкое применение в диапазоне дециметровых волн, так как реализовать схему225удалось только с изобретением ламп плоскопараллельной конструкции электродов.

Позднее схема получила широкое распространение в диапазоне декаметровых волн. С появлением тетродов на мощности в несколько десятков киловатт применение генераторов с ОСв метровом и декаметровом диапазонах несколько ограничилось. В то же время в дециметровом и сантиметровом диапазонах волн исключительно применяется эта схема генератора. Следует отметить, что в ряде случаев, например, в мощных каскадах радиопередатчиков сигналов телевизионного изображения, тетроды также включают по схеме с ОСв метровом диапазоне волн, что объясняется не только конструктивными особенностямиламп в отдельных случаях, но и низким входным сопротивлением генератора с ОС, облегчающим построение широкополосной входной цепи такого генератора.Практические схемы генераторов с общей сеткой (ОС)Сетка лампы в генераторе с ОС может быть заземлена не только по высокой частоте,но и по постоянному току. Последнее обычно имеет место при использовании катодногоавтосмещения.

Если используется независимое (от отдельного источника) или сеточноеавтосмещение, то сетка по постоянному току не заземляется.На рис.14.4 представлены несколько возможных схемных реализаций однотактногогенератора с ОС. Возможна реализация двухтактного генератора с ОС на тех же принципах, что и в случае схемы с ОК.8Ёмкость блокировочного конденсатора в цепи сетки выбирается из условияСБЛ С ≈ 200 САС.Через этот конденсатор осуществляется отрицательная обратная связь по напряжениюмежду входной и выходной цепями генератора. Чем больше ёмкость блокировочного конденсатора, тем меньше обратная связь.

Однако иметь блокировочный конденсатор большой ёмкости в цепи сетки часто не представляется возможным, так как этот конденсаторвыполняется обычно конструктивно. Если невозможно реализовать конденсатор СБЛ С необходимой ёмкости, то следует сетку соединять непосредственно с землёю (корпусом) генератора и использовать катодное автосмещение, как в схемах (рис.14.4,в,г).Конденсаторы СН выравнивают потенциал катода (накала) по высокой частоте. Чембольше ёмкость этих конденсаторов, тем лучше. Однако с увеличением ёмкости конденсаторов СН возрастают их габариты, и становится существенной монтажная ёмкость этихконденсаторов относительно земли (корпуса). Через эту ёмкость происходит утечка наземлю (корпус) сигнала возбуждения.

Ёмкость конденсаторов СН рекомендуется выбиратьиз условия11 Z ВХ ,С Н 10где ω - рабочая частота генератора; ZВХ - модуль входного сопротивления генератора.Индуктивности LН в цепи накала (катода) должны обеспечивать надёжную изоляциюпо высокой частоте катода лампы от земли (корпуса), то есть от сетки. Следовательно, ихсопротивление должно быть существенно больше входного сопротивления генератора,что достигается приLН  20...30  Z ВХ .Ёмкость блокировочных конденсаторов в цепи накала выбирается из условияLН1.С БЛ 50...200При выборе ёмкостей конденсаторов СН и СБЛ в цепи накала следует учитывать, чтодля токов с частотой питания накала (обычно 50 Гц) сопротивление их должно бытьбольшим, существенно больше сопротивления нити накала.8Двухтактные генераторы рассматриваются в лекции 15.226ТрансформаторнакалаLНСБЛСНСБЛСНТрН- ЕСLНCКLКСБЛ СuCСБЛ А+ ЕАаLНRКСБЛСНRКСБЛСНТрНСРСБЛ СLНLБЛ АRСuCСБЛ АCКLК+ ЕАбLНТрНСБЛСНСБЛСНCКLКLНuCRКСКАТСБЛ Ав+ ЕАLНСБЛТрНRКСНCКLНСКАТСРLКuCгСБЛ А+ ЕАРис.14.4227Через индуктивности LН протекает ток накала, который в мощных лампах составляетдесятки-сотни ампер, что может вызвать заметное падение напряжения от источниканакала на этих индуктивностях.

Чем больше индуктивности LН , тем больше на них падение напряжения от источника накала и это необходимо учитывать, так как возможеннедокал (недонагрев) катода и не будет получен нужный ток анода, а соответственно инереализован рассчитанный режим генератора. Если индуктивности LН выполняются ввиде катушек, то с укорочением рабочей длины волны генератора λ необходимо следить,чтобы полная длина провода намотки индуктивности LН не оказалась близкой к λ/2. Впротивном случае катушка индуктивности LН проявляет себя как полуволновой отрезокдлинной линии, короткозамкнутый на одном конце через ёмкость СБЛ, и соответственнообеспечивает короткое замыкание сигнала возбуждения, что недопустимо.В генераторах с ОС может быть применена как последовательная, так и параллельная схема питания анода. Выбор схемы питания и номиналы блокировочных и разделительных элементов определяется теми же соображениями, что и в генераторе с ОК.

Однако при использовании контуров из сосредоточенных элементов (конденсатор СК, катушкаиндуктивности LК) с повышением рабочей частоты генератора затрудняется реализацияблокировочного дросселя в параллельной схеме питания анода LБЛ А (по тем же соображениям, что и индуктивностей LН с укорочением рабочей длины волны) и может оказатьсявозможным осуществление только последовательной схемы питания анода.В схеме (рис.14.4,г) конденсаторы СБЛ и СН выравнивают потенциал нити накала скатодом по высокой (рабочей) частоте. На схеме показана лампа, у которой вывод катодаобъединён с одним из выводов накала.Приведенные на рис.14.4 примеры хотя и не исчерпывают всего многообразия схемгенераторов с ОС, но дают полное представление, с учётом сделанных выше замечаний, опринципах построения таких генераторов.Особенности транзисторного генератора с общей базой (ОБ) и его применениеВозможная схема транзисторного ГВВ с ОБ показана на рис.14.5.

База является общим электродом для входной и выходной цепей генератора.   I Kn   I Бn n 1 n1iЭiКССВСРuБLБЛ(IБ0 + IК0)LКiБСБЛ КCКRН+ ЕКРис.14.5На относительно низких частотах, когда с инерционностью процессов в транзистореможно не считаться, генератор с ОБ в сравнении с генератором по схеме с общим эмиттером (ОЭ) полностью аналогичен по принципу работы и энергетическим показателям ламповому генератору с ОС по сравнению с генератором с ОК.Так как входным током в генераторе с ОБ является ток эмиттера iЭ = iБ + iК, которыйзначительно больше тока базы iБ, являющегося входным током в генераторе с ОЭ, товходное сопротивление и коэффициент усиления по мощности генератора с ОБ суще-228ственно меньше, чем генератора с ОЭ.

В то же время в генераторе с ОБ за счёт проходноймощности возможно получение большей мощности в нагрузке.Однако биполярные транзисторы являются существенно инерционными приборамии коэффициент усиления по мощности транзисторного генератора изменяется с частотой,причём на более высоких частотах у генератора с ОБ коэффициент усиления по мощностиоказывается выше, чем у генератора с ОЭ.В настоящей лекции мы ограничимся лишь соотношениями, которые демонстрируютзависимость коэффициента усиления по мощности транзисторного генератора от частоты.9Коэффициент усиления по мощности ГВВPKP  ~ ,PВОЗБгде, применительно к транзисторному генератору, P~ - колебательная мощность в нагрузке1(контуре) коллекторной цепи транзистора, равная U MK I K 1 ; UMK - амплитуда переменного2(колебательного) напряжения на нагрузке (контуре); IK1 - амплитуда первой гармоники1коллекторного тока; PВОЗБ - мощность возбуждения, равная U МБ I ВХ 1 ; IВХ1- амплитуда2первой гармоники входного тока: IВХ1 = IБ1- в генераторе с ОЭ и IВХ1 = (IБ1 + IК1) - в генераторе с ОБ; IБ1- амплитуда первой гармоники базового тока.Учитывая приведенные выше соотношения, можно записатьI UK P  K 1 MK  K i K u ,I ВХ 1 U МБгде Ki - коэффициент усиления по току, Ku - коэффициент усиления по напряжению транзисторного генератора.В генераторе с ОБ, как и в генераторе с ОС, возможно получение несколько большего значения Ku , чем в генераторе с ОЭ, но это различие невелико и можно считать Ku одинаковым в обеих схемах генераторов.

Характеристики

Список файлов книги