Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 3
Текст из файла (страница 3)
(1.21) Полный КПД АЭ Чдэ надо определять как отношение Р„к суымарноч мощности, подводимой к АЭ, т. е. к Р, + Р„+ Р„,: Чзэ = рм (1.22) р,+р +рвы »> Слово «электРонный» подчеРкивает, что Чо хаРакгеРизУет эффектпвносгь преобразования энергии с помощью управляемого движения электронов Прн его расчете не принимаются во внимание, например, затраты мощности на накал лампы нли потери мощности иа сопротивлении коллектора в транзисторах, В дальнейшем, там, где это не вызывает недоразумений, слово сэлектронныа» будем опускать, тз Если Р„„, + Р„ « Р„ то т!кэ незначительно отличается от т1,.
Рзссмо|рпм, какие мери следует приминать для повышения КПД выходной цепи. Подставим (1.11) и (1.14) в (1.20). Тогда (1.23) 1вмью дн Отношение д, = 7„„,„77,.„, (1.24) называют коэффициентом формы выходного тока по Л'-й гармонике. Отношение й — (у„н7Е, (1.25) — коэффициент использования напряжения питания выходной цепи. Таким образом, Ч,=0,5дн асов ~р н (1.26) Рассмотрим возможности повышения т1, в усилителе мощности с настроенной нагрузкой. В этом случае Ж = 1 и соз ~р„, = 1. Если, меняя смещение Е, и амплитуду возбуждения У„, изменять соотношение между У„„, и У, „„и, подбирая нагрузку 2„, поддерживать неизменным $, то КПД будет пропорционален только д,. Когда АЭ работает в линейном режиме без отсечки тока, амплитуда 1-й гармоники выходного тока меньше его постоянной составляющей. Коэффициент формы, а значит, и КПД получаются малыми (см.
рис. 1.2, а, где лт ж ж 0,25). При работеАЭ импульсамитока, протекающимивтечениечасти периода (рис. 1.2, б), коэффициент формы й, оказывается значительно бблыиим. Например, у косинусоидалыюго импульса тока с шириной, равной половине периода, д, = и/2 1,57, Если, сохраняя косинусоидальную форму, уменьшать ширину импульса, то нх -~- 2.
Из сказанного ясно, что усилитель с высоким КГ1Д должен работать с отсечкой тока, т. е. в нелинейном режиме. Оценим возможность увеличения $. Как видно из рис. 1.2, при ~р„= =-О. Е„= Я„ток коллектора будет наибольшим при минимальном кшновенпом напряжения н,„, (х) на выходе АЗ. Чем меньше и, м, (т) во время прохождения тока, тем ниже потери Р„„и больше КПД (см. (!.12) и (!.21)). АЭ, способный пропускать очень короткие импульсы тока (д, == 2) при (7, „, „„„=Е, — У„= 0 ($ = 1), имел бы Ч, = =- 1.
В реальных АЭ для пропускания импульсов тока нужно сохранять значительное остаточное напряжение (7, „„ „„„, которое пропорционально высоте импульса тока. Поэтому увеличение и, за счет уменьшения длительности импульса тока при неизменной его площади может производиться только при одновременном росте У, „„ „„„, т. е. уменыпении $. В результате ц, после некоторого наибольшего значения начинает убывать. При гармоническом и„(т), выбирая $ и д, оптимально, удается получить КПД, достигающий 65...75%. Следует отметить, что высота импульса тока часто ограничена предельно допустимым для данного АЭ значением. Кроме того, увеличение Рнс. 1.2. Временнйе диаграммы выходного тока 1„„ н напряженна ичнхр Еч — иа (т) прн работе АЭ а режиме без отсечки (а) я с отсечкоЙ тока (б) 2я Уж т глзхс -тВ 0 Ю зг Рнс.
1.3, Воеменнйе днаграияы нмходного тока 1„н, н напряженна и„ * прн ключевом режиме ДЭ ~вы» ем (Гтч хм дн*мх гысоты импульса тока требует возрастания напряжения (т'„ н тока г'„ т и, следовательно, снижает коэффициент усиления по мощности Кл Для повышения КПД можно применить режим с негармоннческнм напра. женнем на выходе ЛЭ, подобрав его форму так, чтобы прп проможденнн тока остаточное напряженке было малым (рнс.
1.3). Прн этом важно то, что интервалы, где изь,х (т) очень мало, занимают значительную часть периода (ср. с рнс, 1.2). Поэтому стремиться к узким высок~ м шмпульсам тока АЭ не нужно, Такого рода рсчнмы используются в ключевых генераторах па управляемых вентилях н транзнсторах и позволяют получить весьма высокие значения КПз( (до 85 ...
...90И,', Г Л А В А 2. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ 2.1. СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АКТИВНЬИ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ АППРОКСИМАЦИЯ Для расчета режима активного трехполюсиика необходимо по заданным напряжениям и,„(1), и,„, (Г) находить токи 1„(г), 1„„, (2) и их гармонические составляющие /„„, Т„ы,„, Если рабочая частота достаточно низка, то зависимости г„н 1',„, от и„и и, „, можно считать алгебраическими, а сам АЭ безынерционным. Для расчета токов безынерционных АЭ достаточно знать статичсские характеристики Гаа (иею И,„„), 1'„мк (иею и,ых), С повышением рабочей частоты статических характеристик оказывается недостаточно для описания процессов в АЗ.
Необходимо использовать дифференциальные и интегральные соотношения, связывакы ШИЕ(„нг,„кои„п и,,„. ЛаМПЫ И ПОЛЕВЫЕ тРаНЗИатОРЫ МОЖНО СЧИ- тать безынерционными в большей части их рабочего диапазона частот. -гр -10 0 10 а) 06»=,0»х, 0 (6» 06 0 00 00 00 00 10 О 06.=06» 0 0 -Х -10 Ю) им=0,„, В Рис. 2.(.
Статнствческие характеристики 1»м» (и»*), 1»»0и *) при постоянном и»м» для лампы (а), биполярного транзистора (б) и полевого транзистора с изолированным затвором (з) Ип»"- = гггк 1ва =1п "ВВ -г'гп -ап ), гп -ПВ 1 =1г 1пп 1ПП паП а) 1 ипил =4.к. К ТВОИ и„=)В гво" 1и Пгп пх Х КВВПГВ. Е,и гам= 1Г иигк Рис. 22 Ста1ические характеристики Г,„х(ихих), Гхк(иких) при постояиикгх ивх или лампи (а), биполириого (б) и полевого (е) траиаисторои У биполярных транзисторов интервал частот, где их поведение опигг г вается статическими характеристиками, составляет лишь несколько пропентов от всей области рабочих частот, Статические характеристики ПгЭ рассмотрим на примерах лампы, биполярного и полевого транзисторов, включенных по схемам с об.
щим катодом, змиттером и истоком соответственно. Зависимости 1,, (и,„) при постоянном и,„,(рис. 2.!) называются проходными характеристиками, Лля ламп (особенно тетродов и пентодов, а также для Х г"Пк)7 1 г/» / гвп / / ! за » гг,а гг и'»г гь ьз» у»» » /и/»»г зми / и/»ы 1 (! Е и/»»пьг иь/ и/ а)' "Т !»нс. 23 Дппрокснчапня стзтнческнх проходных (а) н выходных (б) характсрнсткк обношенных АВ В лампах умепьшенне (/эг ниже некоторого завпсяшего от //ск зггачення приводит к перераспределению тока катода между анодом н сеткзмгг.
Токн уп равлягошей и экранной (в тетродах н пентодах) сеток растут с ученьшекнеч (/эя, н на сетках выделяется пзбыток тепла, Возникает перенапряженный топ. лозой режнм лампы по сеткам. В транзисторах в облает н !(, называемой областью пасышення, пронсходп» открывание коллекторного перехода, н поток носителей, ннжектнруемых этно переходом, частично компепспрует поток носителей нз эмпттера через базу з коллектор, Прн этом увелнчпзэется конпентрапня избыточных носителей в баае, растет ччсло рекомбнннруюшнх носителей н увелнчпвается ток базы г'н, но, конечно, пе на столько, на сколько падает /К.
В полевом транзисторе в области )! ночезает «перекрытне» канала н напряжение (/сгг начиняет влиять на скорость дрейфа носителей в канале. Тон затвора )з пренебрс качо лгал во всей рабочей области напрюкеннй. Сходство рассмотренных характеристик позволяет предложить ешг. ную форму пх аппроксимации, показанную на рис. 2.3. Проходные и ш полевых транзисторов с управлякнпим р — и переходом) типичны «левые» характеристики. Их особенность в том, что при и„= О ток ано. да Р н крутизна зависимости его от напряжения на сетке Уе„значительны.
Характеристик!! биполярного транзистора и полевого с наведенным каналом — «правые». Они начинаются при и„„О, т. е. справа от точки и„= О (рис. 2.!. в). ь!тобы через такие АЭ протекали достаточно большие управляемые токи, на их входы нужно подавать отпирающие напряжения. Из рис. 2.1 видно, что плоскости проходных характеристик можно разделить на области 1, где напряжение и,„, влияет на ток (,ы, знач!!тельно слабее, чем изю и 1!, где влияние и, „, сравнимо с влиянием и„и даже преобладает. Выходные характеристики тех же АЭ, т. е.
зависимости (,„, (и„„,) при постоянных и„(рис. 2,2), также разделяются на области слабого (1) и сильного (П) влияния и„„на г', „,, Физические причи ны различного поведения характеристик в областях 1 и П в каждом АЭ свои. Кратко поясним ~х. выходные характеристики соответственно аппроксимируются тремя отрезками прямых: О при и„(Е' и л1обом и, „, !»Ы,=Е(и„— Е') при Е'(и„( и„„р, =В(и»«„р — Е') при и»«) и„„р, и,„,(и,,„р (область П); !»ы,=~(и„— Е ) при и„„' и,„, „р, Е'(и, и„,„р (область 1), !»"„«=-Я„р и,„, при и,„, и„, „р, и„) и„, „р (область !1), О при и,,(О (для ламп), (2.1) (2.2) где  — крутизна проходной характеристики; Я„р — крутизна гра- ничной (критической) линии, на которой управление током передается от и„ к и,„„; и,„ „р, и,„,„„р — значения напряжений, связанные равенством »»р и»м«»р '» (и» «р Е ) (2.3) которое является условием граничного (критического) режима.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
