Дегтярь Г.А. Устройства генерирования и формирования сигналов (2003) (1095864), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Анодный ток в эти моменты равен нулю и появляется с заходом мгновенного напряжения на28аноде e A в область положительных значений. Импульсы анодного тока при этом оказываются раздвоенными, как показано на рис.3.4, где представлены обе половины импульсов.iAпри  >1t / 20 /2Рис 3.4В случае биполярного транзистора при ξ > 1 происходит открывание коллекторногоперехода и появляется коллекторный ток обратного направления4, который существует дотех пор, пока сохраняется eК  eБ . Появление коллекторного тока обратного направленияприводит к уменьшению полезной мощности P~ , увеличению мощности возбужденияРВОЗБ , что весьма нежелательно в ГВВ. Поэтому режим с ξ > 1 в ГВВ на биполярном транзисторе по схеме рис.1.1,б не применяется.

По причине открывания коллекторного перехода такой режим физически не может быть реализован в схеме. В остальном формы импульсов коллекторного тока подобны импульсам анодного тока генераторной лампы.По форме импульсов выходного тока различают режимы работы АЭ и, соответственно, режимы ГВВ.Типовыми формами импульсов анодного тока лампы и коллекторного тока транзистора считают:1. остроконечный или косинусоидальный импульс (при этом в большинстве случаев ξ = 0…0,8);2. уплощенный косинусоидальный импульс (ξ = 0,8…0,9);3.

импульс с впадиной (ξ = 0,9…1);4. раздвоенный импульс (ξ > 1).ГВВ в режиме усиления мощности в большинстве случаев работают с уплощеннойформой импульсов или с импульсами, имеющими небольшую впадину.Остроконечный импульс выходного тока АЭ, какими являются импульсы I, II, III нарис.3.3, соответствует так называемому недонапряжённому режиму ГВВ. Импульс тока,имеющий впадину, соответствует перенапряжённому режиму ГВВ. Такую форму имеютимпульсы V, VI на рис.3.3. Промежуточный режим между недонапряжённым и перенапряжённым режимами называется критическим.

Ему соответствует импульс тока с уплощенной вершиной. Таковым является импульс IV на рис.3.3. Критическому режиму ГВВсоответствует критический коэффициент использования анодного, коллекторного напряжения  КР . Режим ГВВ с ξ > 1 называется сильноперенапряженным. В случае ламповогоГВВ такому режиму соответствует раздвоенный импульс анодного токарис.3.4. В транзисторном ГВВ сильноперенапряженный режим с раздвоенным импульсомколлекторного тока, как отмечалось выше, физически не реализуется.54Более подробно обсуждается в лекции 4.Возможна реализация режима со значением ξ > 1 в транзисторном ГВВ-усилителе за счёт использования вколлекторной цепи, наряду с полезной первой гармоникой, одной или двух высших гармоник.

Однако зна529Следует отметить, что в перенапряжённом режиме ГВВ ток сетки и ток базы больше,чем в недонапряжённом, что делает более тяжёлым режим работы сетки и базы. Последнее, как раз, и нашло своё отражение в классификации режимов ГВВ: недонапряжённый,перенапряжённый.Режимы работы АЭ в ГВВ различают также по нижнему углу отсечки выходного тока АЭ.

Это режимы классов А, В, С, АВ.6Режим класса А имеет место при θ = 180°; режим класса В – при θ = 90°; режимкласса С – при θ < 90°; режим класса АВ – при 90° < θ < 180°.В теории генераторных устройств режим работы с углом отсечки выходного тока АЭθ = 180° называют режимом работы колебаниями 1-го рода, а режим работы с θ < 180° –режимом работы колебаниями 2-го рода.Как будет показано в дальнейшем (лекции 6 и 27), режим класса А обусловливаетсамый низкий КПД генератора, но, зато, самым высокий коэффициент усиления.

Поэтомуданный режим применяется в маломощных генераторах – усилителях, где КПД существенной роли, как правило, не играет, а большое значение коэффициента усиления весьма желательно.7 В мощных ГВВ используются режимы с θ < 180°, причём наиболее широко с θ ≤ 90°, то есть режимы классов В и С, которые обеспечивают КПД существенно выше, нежели режим класса А.Во всех указанных выше режимах ГВВ форма импульса выходного тока АЭ в тойили иной мере близка к косинусоидальной.

В то же время применяются генераторы с прямоугольной или треугольной формой импульса выходного тока АЭ (соответственно режим класса D и режим класса Е). Рассмотрение таких режимов выходит за рамки настоящих лекций.Вопросы для самоконтроля знаний по теме лекции 3:1.2.Дайте определение динамической характеристики (ДХ) тока электрода АЭ в ГВВ. Уясните его.Попробуйте построить ДХ анодного тока при разных соотношениях между принимаемым напряжением/3.4.5.смещения EC и напряжением запирания  EC при принятом напряжении питания анодаE A .

По-стройте ДХ сеточного тока, а также коллекторного и базового токов.Постройте ДХ анодного тока в системе координат i A , eC при короткозамкнутом контуреС К , LK .Сравните её с ДХ при наличии настроенного контура.Попробуйте построить ДХ анодного тока для какой-нибудь конкретной генераторной лампы, статические ВАХ которой вам доступны. Поменяйте исходные значения напряжений и посмотрите, как изменятся ДХ.Попробуйте построить ДХ и формы импульсов анодного тока, подобные приведенным на рис. 3.3, придругих соотношениях между принимаемым напряжением смещения EC и напряжением запирания EC/ .6.Что положено в основу классификации режимов ГВВ? Приведите принятую классификацию режимовГВВ по напряжённости и нижнему углу отсечки выходного тока АЭ.7. Попробуйте построить форму импульса коллекторного тока при значении ξ > 1.8.

Вспомните известный из математики численный метод определения коэффициентов ряда Фурье функции, заданной графически.9. Не обращаясь к предыдущей лекции, запишите известные вам соотношения для определения мощностей в выходной и входной цепях лампового и транзисторного ГВВ. Запишите формулу для определения КПД анодной (коллекторной) цепи. Сверьте записанные выражения с имеющимися в лекции 2.Сделайте выводы по результатам своих записей.10. Предложите соотношение для определения крутизны наклонного участка ДХ анодного (коллекторного)тока в каждой из используемых систем координат. В чём различие?чение коллекторного тока ниже нуля при этом не опускается. Высшие гармоники используются и в ламповых ГВВ с целью повышения КПД анодной цепи за счёт увеличения ξ.6В русскоязычной речи называются, соответственно: А, Б, Ц, АБ.7Именно для реализации режима класса А в транзисторном ГВВ приходится применять положительноесмещение30Лекция 4Аппроксимация статических ВАХ генераторных ламп и транзисторов.

Уравнениявыходного тока АЭ ГВВ для разных режимов работы по напряжённости при кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ Определение эквивалентных параметров аппроксимированных статических ВАХ.Аппроксимация статических ВАХ генераторных ламп и транзисторов.Графоаналитический метод расчёта режима ГВВ, упоминавшийся в предыдущейлекции, основанный на использовании реальных статических ВАХ АЭ, является надёжным средством получения достоверных данных о режиме генератора. Он незаменим привсякого рода детальных исследованиях, когда важно иметь возможно более точные сведения о работе генератора.

Вместе с тем, для инженерных расчётов этот метод громоздок иприменения в повседневной практической работе радиоспециалиста не нашёл.Инженерные методы расчёта строятся на базе простых аналитических соотношений,таблиц коэффициентов или обобщённых графиков, в результате чего существенно сокращается время, необходимое для проведения вычислений. Инженерные методы позволяютудобно выбирать исходные данные для расчёта, например, задавать колебательную мощность или допустимое значение тока, сопротивление нагрузки (эквивалентное сопротивление контура Roe ), температурный режим и др. При графоаналитическом методе расчётазаданными считаются только напряжения, действующие на электродах АЭ в схеме генератора, а токи, мощности, необходимое сопротивление нагрузки определяются в ходе вычислений.Для разработки инженерных методов расчёта генератора, прежде всего, необходимоиметь аналитические выражения, описывающие семейство статических ВАХ выходноготока АЭ.

Эти выражения должны быть простыми, чтобы при использовании их оказаласьпростой вся методика расчёта.Наиболее простой и достаточно точный метод расчёта генераторов на электронныхлампах и биполярных транзисторах получается при кусочно-линейной аппроксимациистатических ВАХ анодного и коллекторного тока.

Такая аппроксимация позволяет описывать зависимость тока от действующих напряжений в виде линейных уравнений и получать весьма простые формулы для технических расчётов. Методы, основанные на кусочно-линейной аппроксимации статических ВАХ выходного тока лампы, транзистора, обеспечивают хорошую точность при условии полного или почти полного использования АЭпо мощности, так как при этом значения рабочих токов и напряжений на электродах АЭперекрывают всё поле статических ВАХ, и с локальными нелинейностями реальных ВАХможно не считаться. Подобная ситуация характеризует так называемый режим большогосигнала.На рис.4.1 пунктирными линиями показаны реальные, а сплошными линиями – аппроксимированные статические ВАХ анодного тока генераторного триода в анодной системе координат i A , e A . В основной области характеристик, занимающей большую частьполя значений напряжения и тока, где анодный ток i A монотонно возрастает как при увеличении напряжения e A , так и напряжения eС , реальные статические характеристикитриода отображаются семейством равноотстоящих параллельных прямых, соответствующих ряду значений напряжения на сетке eС , отличающихся друг от друга на постояннуювеличину eС .

Прямые проходят под углом  к оси абсцисс e Aitg  A .e A31iAЛиния крити ческих режи мов ( крити ческаялиния )eCIV  eCIII  eCiAeCIII  eCII  eCeCII  eCI  eCeAeCIV  eCIII  eCII  eCI  0eC  0eCIeC  EC 0eC  00E A0eAРис.4.1Характерная прямая, проходящая через начало координат, построена для напряжения eC  EC 0 , которое называется сеточным напряжением приведения (смысл этогонапряжения будет пояснён ниже).Семейство статических характеристик в основной области полностью описываетсятакими параметрами, как:статическая крутизнаiS  A е А  const;eCпроницаемостьeD  C i A  const;e Aнапряжение приведения EC 0 .i A tg , где i A соответствует изменению токаe Aмежду двумя соседними характеристиками, а e A соответствует изменению напряженияе А для сохранения тока на прежнем уровне при изменении напряжения еС на величинуОбратим внимание, что SD еС между двумя соседними характеристиками.Область реальных характеристик анодного тока с резким изменением i A при изменении e A , связанным с заметным перераспределением катодного тока между анодом исеткой лампы, что бывает, когда e A ≤ eС , заменяется при аппроксимации реальных характеристик наклонной прямой, проходящей через начало координат.

Характеристики

Список файлов книги