Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Во всех ГВВ, приведенных на рис. 2.1, в зависимости от приложенных к ЭП напряжений возбуждения и смещения может меняться характеристика протекающего через ЭП тока. Для классификации характеристик тока ЭП введены следующие классы: А — когда ток через ЭП течет непрерывно;  — то же, приблизительно в течение полупериода ВЧ; С вЂ” когда время, в течение которого ток через ЭП течет меньше половины периода ВЧ; Π— когда ток имеет вид последовательности прямоугольных импульсов; Š— ток передается в виде треугольных импульсов и течет в течение полупериода ВЧ. В ГВВ с мощностью от долей ватта и выше ЭП работают, как правило, в режиме большого сигнала, причем часто с отсечкой тока на части периода ВЧ. Вследствие этого характеристи и ЭП для режимов, используемых в передатчиках, оказываются существенно нелинейнымн.
2.2. СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП И ТРАНЗИСТОРОВ Эксплуатационные возможности ЭП в справочниках характеризуют двумя способами. Во-первых, приводятся таблицы постоянных параметров для одного какого-либо режима и предельно допустимых параметров (токи, напряжения на электродах, рассеиваемые мощности). Во-вторых, даются статические характеристики (СХ), т.е. зависимости токов в цепях различных электродов от комбинаций напряжений на электродах. Различают три вида СХ: входные, выходные и проходные. К первым относятся: для ламп — СХ тока управляющей сетки 1, от напряжения на сетке е,; для биполярных транзисторов — СХ тока базы 1в от напряжения на базе ев.
Ко вторым относятся: для ламп — СХ тока анода 1, от напряжения на аноде е„для транзисторов — СХ коллекторного тока 1к от напряжения на коллекторе е . К третьим СХ относятся: для ламп — зависимости 1, =Яе,), а для транзисторов — 1к Щ. В технике ламповых приборов выходные СХ часто называют СХ в анодной системе координат, а проходные — СХ в анодно-сеточной 18 Га 1с А го -гОб О.гбб е, б~ Ю б О Гг Гб Гб Еа,К е) Рис. 2.2. Статические характеристики геиераториого триода типа ГУ-66А 19 системе координат.
Входные же характеристики часто размещают и в той и в другой системе. Это оказывается возможным, поскольку напряжения на остальных электродах служат для СХ параметрами. Статические характеристики различных ЭП имеют существенные различия как в форме и расположении графиков на поле характеристик, так и в значениях токов и напряжений, действующих на электродах. На рис. 2.2 — 2.5 приведены типичные СХ генераторного триода, генератор- ного тетрода, мощных биполярного и полевого транзисторов.
По ним можно отметить две общие закономерности, относящиеся ко всем упомянутым здесь ЭП: 1. Области, в которых напряжение на управляющем и выходном электродах малы,'отличаются большой нелинейностью СХ (БН). 2. В области, в которой напряжения на управляющем и выходном электродах велики, графики СХ становятся почти линейными (квазилинейными — КЛ). В промежуточных областях характеристики слабо нелинейны (СН).
На рис. 2.2,б и 2.5,б для примера границы областей с различной нелинейностью СХ отмечены штриховыми линиями, Часть поля характеристик, в пределах которой выходной ток больше нуля, называют активной областью. Часть поля выходных характеристик ниже оси ординат, где выходной ток равен нулю, называют областью отсечки.
Теперь кратко отметим особенности характеристик отдельных ЭП. 2е ес1'ест'~4 0 0 я тг Х0 т0 гт 0„0 -ЛЮ -200 -Х90 0 в„0 в) ~Д Рис. 2.3. Статические характеристики тетрода типа КТ-920 вк 4 00 Рис. 2.4. Статические характеристики биполярного транзистора типа КП-904 ер 20 00 40 а2 вкэе0 0 00Е'20 102,0 вв, Ю Рнс.
25. Статические аарансернсп!нн поясного транзистора тана К! !904 1.Триоды: СХ 1а=Яеа)очеиькрутые,аСХ с, =Яе),снятыепри разных е„имеют почти одинаковую форму, но начинаются при разных е,. Сильное смещение этих характеристик при изменении е, обаясняется большой проницаемостью управляющей сетки. Статические характеристики сеточного тока начинаются при е, >О. В анодной системе координат характеристики 1, =Яе,) почти линейны при больших значениях е, и резко изгибаются вверх при значениях е„соизмеримых с е,.
2. Т е т р о д ы: выходные СХ с; ='Яеа) сравнительно пологие (малая проницаемость экранирующей сетки), но круто обрываются вблизи е, = Е, — напряжение на экранирующей сетке. Проходные характеристики веерообразиы. Напряжение е„при котором возникает веер, сильно зависит от напрджения Ем. Статические характеристики тока экранирующей сетки ! т = Яес) очень похожи на СХ тока сетки в триоде. В анодно-сеточной системе координат ток сы, как правило, возникает при тех же значениях е„при которых возникает !те Ток управляющей сепси мал и почти не зависит от е,. В области напряжений на аноде О < е, ~ Ем из-за наличия в тетроде второй сетки с высоким потенциалом Е, происходит перераспределение катодного тока между анодом н второй сеткой.
При снижении е, анодный ток с, быстро уменьшается, а ток второй сетки сы соответственно растет. Степень перераспределения тока катода с„между 1, и 1ет практически не зависит от ес и 1тс 21 З.Генераторные пентоды: выходные СХпохожнна триодные, но идут значительно положе нз-за малой проницаемости экраннрующей сетки. Проходные характеристики, а также СХ токов 1, и 1, очень похожи на тетродные. 4. Б и п ол я р н ы е тр а н з и егоры (БТ): выходные СХ очень похожи на пентодные; прн малых и средних значениях тока 1„его СХ почти горизонтальны. Некоторая веерообразность этих характеристик появляется прн малых значениях е„н больших значениях 1„.
Входные и проходные характеристики (я =Дев) и 1„=Яе ) начинаются прн ев = Е', очень похожи н различаются только крутизной. 5. Полевые транзисторы(ПТ); выходныеСХ транзисторов с коротким каналом очень похожи на СХ пентодов; выходные же СХ транзисторов с длинным каналом (см. рнс. 2.5) отличаются очень широкой зоной, где характеристики существенно нелннейны из-за высокого и нелинейного сопротивления канала. Проходные СХ почти линейны в большом лиапазоне напряжений на затворе езн. Статические характеристики ЭП содержат исчерпывающие сведения для выбора режимов н расчета их параметров. Однако это справедливо только для диапазона рабочих частот, в котором характеристики не зависят от частоты. Верхняя граничная частота этого диапазона /я, Олрсдспясыая ИЗ НЕраВЕНСтВа 360'Г т <10ь, ГдЕ т„— ВрЕМя ПрОХОждсния носителя тока через ЭП, для разных ламп колеблется от 30 МГц до 6 ГГц; для БТ составляет десятки-сотни килогерц; для ПТ вЂ” около 60...80 МГц„а для ПТ с барьером Шоткн — до 12...16 ГГц.
2.3. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХОДНОГО ТОКА ЭП В ГВВ. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЖИМОВ Статические характеристики ЭП (см. $ 2. 2) позволяют определять ток в цепях любых электродов ЭП при любых произвольных комбинациях напряжений на электродах. Например, по СХ анодного тока триода (см. рнс. 2.2) можно определить значение 1, для произвольно выбранной комбинации напряжений на сетке е, и аноде е,. Если же ЭП включен в схему ГВВ, то напряжения на электродах такого ЭП оказываются не произвольными, а функционально и однозначно связанными посредством выходного тока.
Другн ми словами, для входного е,„н выходного е,„„напряженнй н выходного тока 1,„„3П, работающего в ГВВ, могут быть написаны следующие соотношения: е,„„= ~,(е,„), 1„= уз(е, е „). Подставив первое уравнение во второе, получим 1, = Яе„, ~(е,„). Последнее уравнение можно переписать в одной из следующих двух форм: 22 Полученные зависимости для выходного тока в виде функций только одной переменной называются динамическими (иногда нагруэочныии) характеристиками (ДХ).
В дальнейшем увидим, что ДХ можно построить для тока в цепи любого электрода ЭП, работающего в ГВВ. В качестве примера рассмотрим, как строится ДХ анодного и сеточного токов триода, работающего в ГВВ, схема которого приведена на рис. 2.1,в. Здесь на управляющую сетку подаются напряжение смещения Е, и гармоническое возбуждение и, = У,совал . Мгновенное напряжение на сетке е, = Е, + У,совок.
(2.1) В анодной цепи включен колебательный контур, настроенный на частоту а и индуктивно связанный с нагрузкой Я„. Питается цепь от источника анодного питания напряжением Е,. Анодный ток лампы в таком ГВВ может быть непрерывным (режим класса А) либо в виде отдельных импульсов с углом отсечки 90в (режим класса В) или с утлом отсечки меньше 90в(режим класса С). Колебательный контур восстанавливает гармоническую форму колебаний на нагрузке независимо от угла отсечки анодного тока. Колебательный контур (рис. 2.6) содержит емкость С„, индуктивность Е„и активное сопротивление Я, включающее в себя соответствующие потери в контуре г, и внесенное сопротивление нагрузки г'„= Хз И„, т. е. Я = г„+ г'„.
Здесь Х вЂ” сопротивление связи колебательного контура с нагрузкой. Для рис. 2.1,в Х„= авв, где М вЂ” взаимная индуктивность между индуктивностями Е„и Е . Эквивалентное сопротивление такого контура У,„, переменному току с частотой а определяется сопротивлением двух параллельно включенных цепей с сопротивлениями 1()аС„и Я + )аЕ„. Выполняя несложные преобразования и пренебрегая величиной/по сравнению с аЕ„И»1, получаем х [ — ]/[!+У вЂ” (1- )]. (22) Если рабочая частота а совпадает с резонансной а = 1/ /ЕСС, то аЕ„ = !Йо С„= р — характеристика контура, рИ = Д вЂ” добротность контура, а эквивалентное сопротивление контура е,,„,= рД =Я (2.3) т.е. представляет собой активное сопротивление. Для гармоник рабочей частоты сопротивление контура 2'„можно найти, если в (2.2) вместо а подставить величину на.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
