Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При дальнейшем увеличении напряжения смещения Е, точка Е движется вверх, увеличивается ток покоя, удлиняется участок ДХ АзЬК, укорачивается участок КС . Когда участок КС станет равным нулю, угол отсечки окажется равным 180', а лампа будет работать в классе А (предельный режим). На рис. 2.16 штрихпунктирной линией А Е.,Е. показана ДХ для этого режима. На рис. 2. 17 показано построение ДХ ан одного тока в анодно-сеточной системе координат. Пусть задан режим с параметрами Е„Е„У., и (г,. На оси абсцисс отмечаются точки, соответствующие напряжениям 40 ге Рис.
2.! 7. Припер построеиия ДХ е, = Е, — У,; Е, и е, „. = Е, + с7,. Из семейства идеализированных характеристик выбираются три характеристики, соответствующие напряжениямнаанодее,'=Е,-У„; е,"=Е,иеи'=Е,+ У,.Характеристика с напряжением еп продолжается вниз, в область отсечки, затем из точки Е, опускается перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с продолжением характеристики (точка С"). Через точки А и С"' проводится прямая АВС" (см, рис, 2А7). При изменении мгновенного напряжения на управляющей сетке от е, до е, точка, фиксирующая ДХ, от точки А проходит по отрезку АВ к точке В и далее по оси абсцисс до точки С.
В точке В происходит отсечка анодного тока. Импульс анодного тока косинусоидальный, усеченный. На этом же рисунке для примера приведена ДХ АВ" С" для режима, в котором триод работает без отсечки анодного тока. 1.8. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АНОДНОГО ТОКА. КОЭФФИЦИЕНТ БЕРГА Исследование ДХ, построенных по реальным СХ ламп, приведенное в 5 2.3, и посгроение формы импульса анодного тока для различных режимов дают наглядное представление о режимах работы ЭП. С помощью графоаналитического метода можно найти энергетические параметры режима ЭП. Однако данная методика не позволяет получить общие представления о режимах. Исходя из этого, а также для упроще- 4! ния расчетов в 3 2.5 введен метод идеализации СХ, а в з 2.б получены уравнения (2.
! 2) и (2. ! 3), связывающие мгновенные значения анодного тока с мгновенными значениями напряжений на сетке е, и аноде е,. Следующим этапом этого метода являются получение уравнения для анодного тока в виде функции времени и ее гармонический анализ.
Здесь и ниже по-прежнему полагаем, что частота напряжения возбуждения оа равна резонансной частоте анодного колебательного контура (оа = оэ ). Воспользуемся полученными. уравнениями для анодного тока в анодной системе координат (2. ! 2): ), = 5 (е, — Е,о + Ре,); в анодно-сеточной системе координат (2. ! 3): аа 5 асс + Р (оа Еао)а' Для резонансного ГВВ с гармоническим возбуждением мгновенные значения напряжений на сетке и аноде записываются в виде е, = Е, + У, соо оэ! и е, = Е, — (1а соз ои. Подставив последние уравнения в (2. ! 2) и (2. ! 3), после преобразования получим уравнения для анодного тока: (2. )7) !а = 5 (У, — Р( 1," соо он + 5 (Е, — Е„+ РЕа! га = 5 !(1, — Р(1а) соо оаг + 5 '(Е, + Р (Е, — Е, )). Наконец, если учесть, что Е', = Ео — РЕа = -Р (Е„- Е, ) — есть напряжение отсечки анодного тока при напряжении на аноде, равном Е„то оба уравнения (2.
(7) можно привести к одной форме: (, = 5 (У, — Р(1~ соя оа! + 5 (Е, — Е','). (2. ! 8) Это уравнение описывает анодный ток в недонапряженном режиме, когда ЭП работает без отсечки анодного тока (классА). Здесь 5(У, — РБ„) и 5(Е, -' Е',) = 1„— соответственно амплитуда первой гармоники и ток покоя. Уравнение (2. ! 8) с учетом введенных обозначений приводится к виду 1 = 1„соо оэ! + 1„(1„> 1„).
На рис. 2. )8 изображена эпюра анодного тока 1, для случая, когда 1„> 1„(кривая 1). Если уменьшать напряжение смещения Е„то будет уменьшаться и ток покоя !'„. При 1„= 1ан т.е. когда Е, — Е', = Р, — РУ„имеет место предельный режим класса А: анодный ток при он = )80а равен нулю 42 рнс. 2.!а Энюры анояного тока (кривая 2), амплитуда первой гармоники 1, равна постоянной составляющей: )м = 2„. Если напряжение смещения уменьшать далее, то вместе с уменьшением тока покоя 1„ю Б(Е, -Е'„) на интервале а — 6 (рис. 2.18), где Я (У, — РУа) соз ег> Я (Е, — в,), наступает отсечка анодного тока, область а — 6 расширяется, а углы отсечки 6,, 64, 6, уменьшаются.
Анодный ток из непрерывного превращается в последовательность отдельных импульсов, имеющих косинусоидальную образующую с отсеченной нижней частью (интервалы а — 0). Полезным параметром для описания косинусоидальных импульсов с отсечкой, а также режимов ЭП является угол отсечки анодного тока, который численно равен половине той части периода ВЧ (в угловых единицах), когда через лампу течет анодный ток.
Связь угла отсечки 6 с остальными параметрами режима определяется следующим образом: в точке а (рис. 2.! 8) ю4 = 6 и 1, = Б ((,~, — Р ~,) соз 6 + Е (Е, — Е',) = О, следовательно, с4ж 6 = -( Е, — Е')!((1с — РУ~, (2.19) Теперь благодаря введенному углу отсечки 6 можно записать выражение для анодного тока при наличии отсечки: 1, = Б(У, — РУ) соз юс + Я (Е,- Е) при 2кп — 6 < ес < 2кл + 6; (2 20) 1.
= 0 при 2кл — 6 > ю! > 2кл + 6. Здесь и = О, 1, 2,... Для интервала углов 0 < ен < к эта формула примет вид 43 (2.21) г', = Я (У, — Р У. ) сов аг + Б (Е, — Е',) аг < О; ,= О приаг>6. Напишем еще два варианта формулы (2.21), которые в дальнейшем будут полезны. Если из (2.19) определить разность Е, - Е', = -(и, — Ри,) О и подставить ее в (2.21), то после преобразований получим 1„=8(У,— РЯ(соваг — совО) при аг<6; (2.22) г,,=О при аг>6. Определим амплитуду импульса анодного тока1 . Для этого в (2 22) подставим 1,, = 1 и аг = 0: 1 „= Я (У, — Р У~(1 — сов 6). (2.23) Выразив из (2.23) Е (У, — Р(У„) и подставив его в (2.22), найдем 'г, = 1 (сов аг — сов 6)/(1 — сов 6) при аг < 0; (2.24) 1, = — ) 1,(аг)г(аг; 1,„= — ) г',(аг)совпагг(га.
1 г, 2 г, о "о (2.25) Подставив в (2.25) значения для 1, (ои) из (2.22) и вынеся постоянные коэффициенты, получим 1жо=Е(и,-Ри,)у,(6), 1 =Е(и,-Ри,.)т„(6) (2.26) г',=0 приаг>6. Полученные зависимости (2.21) — (2.24) справедливы для любых углов отсечки (О < О < 180'). Заметим, что ток покоя 1„по мере уменьшения угла отсечки также уменьшается: при О = 180о 1„= Я (Е, — Е',), при 6 =90" 1 = О. п Было отмечено, что при 6 < 180' анодный ток представляет собой последовательность отдельных одинаковых импульсов, мгновенные значения тока описываются уравнениями (2.11) — (2.24). Если эта последовательность бесконечна (или, во всяком случае, длинная), то она может быть представлена рядом Фурье 1, = 1,о+ 1„сов аг+ 1,гсов 2гог+ 1„сов Заг+ ....
Здесь 1, — постоянная составляющая анодного тока; 1оп1,з, 1 амплитуды первой, второй, третьей и т. д. гармоник анодного тока. Имея аналитические выражения для г, (аг), значения 1оа 1„,... определим по формулам для коэффициентов ряда Фурье: Здесь коэффициенты у«(6) и у„(8), называемые коэффициентами Берга, зависят только от угла отсечки и номера гармоники: у (6) = (з1п Π— Осов 6)/я; у, (6) = (26 — з(п 28)/2я; у (6) = (2 в(пзО)/Зя; у,(6) =у,(6)со«6. Если же в (2.25) подставить (2.24), то для составляющих анодного тока получим 1„=1,(6),1 =1 а„(6). (2.27) Коэффициенты у„(0) и а„(0) связаны между собой зависимостью а„(8) = у„(0)/(1 — сов 8).
С использованием коэффициентов у„(8) и а„(0) формула для г,(ои) может быть представлена в виде ряда Фурье одного из двух вариантов: 1, = я((/,-21(/)(у(6) + у(6) сов а/+ у(6) сов 2«п+ ...] /, = 1 (ое(6) + а,(6) сов «и+ а (6) соз 2«п+ ...). (2.28) Отсюда следует, что если при анализе режима ЭП заданы исходные параметры 1/, и 1/„то при расчетах должны использоваться коэффициенты у„(6); если же исходным параметром является амплитуда импульса анодного тока 1', то при расчетах используются коэффициенты а„(8). При расчете КПД анодной цепи (цепи стока или коллектора) часто используется коэффициент формы анодного тока по первой гармонике я,(6) = у,(6)/у,(6) = а,(6)/ае(6).
Коэффициенты у„(0), а„(6) и 8,(0) подробно табулированы. На рис. 2.19дб приведены графики зависимостей у„(0) и а„(6) для постоянной составляющей и первых трех гармоник, а также зависимости 8,(6). Отрицательное значение коэффициентов уз(6) и аз(6) при углах отсечки 90' < О < 180' означает, что ток третьей гармоники имеет противоположную начальную фазу по сравнению с током первой гармоники. Приведенные графики наглядно характеризуют гармонический состав анодного тока при различных В. Так как 8 = !80' (колебания класса А) амплитуда первой гармоники равна постоянной составляющей (1„= 1,«); амплитуды второй, третьей и т.д. гармоник равны нулю. В области 0 ~ 6 ~ 180' графики у„(6) и а„(0) при л = 2, 3,... имеют максимумы; для коэффициентов а„(8) значение угла 8, при котором наблюдается максимум, вычисляется из выражения 8 = 120'/л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
