110_lect_rpdu (564762), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Режим запертого “p-n” перехода: U f ВХ не пересекает режимотпирания.Варактор в этом режиме более эффективен (больше нелинейность).Невысокая мощность-недостаток.II. U f ВХ пересекает режим отпирания.Схемы умножителей частоты на диодеПараллельная:Последовательная:Параллельная:Преимущество: использование в мощных каскадах ввиду хорошеготеплоотвода от диода.Недостаток: низкое входное сопротивление и сложность согласованияПоследовательная:Преимущество: входное и выходное сопротивления растут, удобствомонтажа в полосовых гибридных ИС.Недостаток: трудности теплоотвода.Для обеих схем общий недостаток это низкая эффективностьPnпреобразования частоты равная пр  .P1Для повышения пр используются схемы с холостыми контурами.Сложение мощностей в каскадах РПДУВ технических случаях когда выходная мощность не может бытьобеспечена мощностью одного АП, используется различные вариантысложения мощностей.

Кроме того использование сложения мощностей15позволяет реализовать облегченный тепловой режим работы АП. В рядеслучаев специальные мостовые схемы сложения используются вмногочисленных усилителях для развязки между каскадами и устранениявлияния изменяющейся нагрузки.Уровни сложения мощностей1.2.3.4.Сложение мощности п/п структур в одном кристалле.Сложение мощности нескольких кристаллов в одном корпусе.Сложение мощности нескольких п/п приборов на общую нагрузку.Сложение мощности нескольких усилительных каскадов на общуюнагрузку.5. Сложение мощности нескольких усилителей в свободном пространстве.(активная ФАР)В принципе возможно использование всех уровней сложениямощностей одновременно.Требования к схемам сложения мощностей1) Эффективность сложения мощностиPвыхP1  NПриемлемая эффективность при N  6  8 .Э=16Схемы сложения мощностей1) Параллельная схемаRН RUНUUi N i  Hi ;IНN Ii N  I ii 1Недостаток:Уменьшение оптимального сопротивления нагрузки при увеличении числаАП.

Это ограничивает количество параллельно включенных АП.2) последовательная схемаNRH  UiU H i1IHIiN  Ui N  R Hi ;IiДля ВЧ – схем последовательная схема дает возможность реализоватьприемлемые значения R HНадежность схем сложенияС точки зрения пробивных напряжений худшей надежностью обладаетпоследовательная схема. Поэтому она используется в п/п каскадах редко.Недостатком параллельной схемы является влияние режимов работы АПдруг на друга.

Исключить взаимное влияние позволяет мостовая схема.Мостовые схемы сложения17При абсолютно идентичных генераторах I1  I 2  на сопротивлении R Hвыделяется удвоенная мощность или полностью суммируются мощностигенераторов.Мощность на R Б равна нулю.Пусть I1  I 2На RH  PH На R Б  I1  I 2  0  PБ , но никакого влияния на режим работыкаждого генератора не происходит.Усилительный каскад со сложением мощностиМост – делитель и мост – сумматор являются идентичнымиустройствами с зеркальной схемой включения.Мостовые схемы позволяют развязать АП.Даже выход из строя одного АП не повлияет на оптимальную нагрузкупредыдущего и последующего каскада.Снизиться только мощность пропорциональная одному АП.

Т.о. резкоувеличиться надежность таких каскадов.18Двухтактная схема сложенияi1  I 0  I1 cos t  I 2 cos 2t  I 3 cos 3t  ...i 2  I 0  I1 cost     I 2 cos 2t     I 3 cos 3t     ... I 0  I1 cos t  I 2 cos 2t  I 3 cos 3t  ...i H  i1  i 2  2I1 cos t  2I 3 cos 3tВ нагрузке отсутствуют четные гармоники но есть удвоенные нечетные.Поэтому двухтактная схема сложения имеет свойство самофильтрации четныхгармоник.0При   120   3   0  удвоенная первая гармоника на выходе.Недостаток: нужны абсолютно идентичные трансформаторы.Возбудители в РПДУ (АГ)АГ – устройства преобразующие энергию ИП в энергию ВЧ колебаний.Условия стационарных колебаний в АГU БЛ - амплитуда 1-ой гармоники на базе.U K1 - амплитуда 1-ой гармоники на коллекторе.I K1 - амплитуда тока на коллекторе.S СР - средняя крутизна динамической характеристики АП.19SCPIS СР  K1 ;UБ1U K1  I K1  Z ВЫХ ;  U Б1  1 ;KOC K1U Б1  1U1 Б1  K OC  Z ВЫХ K OC  Z ВЫХ ;US CP  K OC  Z ВЫХ  1 - условие стационарных колебаний в АГ.S CP  S CP  e jSj; Z ВЫХ  Z ВЫХ  e ;Z K eKOCOCj OCSCP  K OC  Z ВЫХ  e j  SOC   Z 1  e j2 n ;SCP  K OC  Z ВЫХ  1 - баланс амплитуд.S   OC   Z  2n - баланс фаз.Баланс амплитуд в АГK OC - не энергоемкая величина.Источник энергии – АП.Потребитель энергии - Z ВЫХSCP  K OC  Z ВЫХ >1 - увеличивается.SCP  K OC  Z ВЫХ <1 - уменьшается до нового равновесия.20SCP 1;K OC  Z ВЫХЧем больше проводимость нагрузки тем больше энергии забирается изсистемы значит амплитуда установившегося режима уменьшается.Роль модуля коэффициента ОС- служит средством регулировки амплитуды выходных установившихсяколебаний:K OC  U УСТ ; K OC  U УСТ Баланс фазS   OC   Z  2nS - набег фазы в АПOC - набег фазы в четырехполюснике ОС Z - набег фазы в выходном к.к.2n - положительная обратная связьБаланс фаз определяет частоту колебаний АГ.

Изменение фазовыхсоотношений в кольце ОС приводит к нарушению баланса фаз на заданнойчастоте. На новой частоте баланс фаз будет выполнятся.Изменяя амплитуду U K , изменяется фаза SCP из этого следует то, что мыможем менять частоту АГ.21Диодные АГ (ДАГ)  G  jB ; Y  G  jB ;YgggHHHВ ДАГ ПОС называется внутренней. В трансформаторных – внешней.Баланс фаз в ДАГ:Bg  BHЕсли B g носит емкостной характер то B H должно быть индуктивногохарактера и наоборот.Баланс амплитуд в ДАГ:Gg  GH22Можно внешним источником добиться БА.На этом принципе основан эффект регенеративного усиления в диодныхгенераторах.Энергия ДАГ увеличивается на WBH и скачком на выходе появилиськолебания.Обобщенная схема АГK OC U БЭ UX Б1  БЭ ; K1 X КЭU КЭ UВ стационарном колебании в АГ протекает общий контурный ток I KOH Б1  jX БЭ  I KOH ;U  jX  I ;UK1КЭKOHКоэффициент ОС по модулю:K OC  1 ;Знак K OC  0 ;X БЭ  X КЭ ;1) X БЭ >0 , X КЭ > 0 - индуктивная трех точка.2) X БЭ < 0 , X КЭ < 0 - емкостная трех точка.Чтобы в контуре АГ был резонанс одна из недостающих реактивностейдолжно быть противоположного знака:X КБ  Х КЭ  Х БЭ  0 - условие резонанса.231) Для индуктивной X КБ < 02) Для емкостной X КБ > 0Практическая схема АГИндуктивная трех точка:Меняем точку подключения к индуктивности из этого следует чтоменяется K OC и амплитуда колебаний.Если меняем f РЕЗ к.к.

путем изменения емкости контура произойдет изменениеамплитуды колебаний т.к. измениться X КБ .LnK ОС  БЭ  БЭL КЭ n КЭ24Емкостная трех точка1XC CK C AKK OC  CK ; C AK  C CK1X AKC CKC AKПри изменении резонансной частоты амплитуда колебаний не меняетсят.к. K OC  const .Достоинства: при проектировании АГ учитываются паразитныемежэлектродные емкости.Стабилизация частоты в АГФакторы, влияющие на нестабильность частоты:1) Неточность установки частоты генерации- Существует неточность градуировки шкал.Использование конусных шкал, увеличительных стекол, оптических зайчиков- механические люфты привода.Используются вейгенверные устройства.2) Механические деформации, например емкости с воздушным заполнением,температурная деформация пластин, смещение витков индуктивности.Использование упругих материалов, системы гасящей вибрации3) Изменение рабочей температуры.Изменяются размеры элементов , влияющих на частоту.

В рядеответственной аппаратуры используется термостатированные переменныеемкости заключаются в колбу, внутри специальный элемент поддерживаетпостоянную температуру.4) Изменение давления и влажности.Влажность изменяет диэлектрическую проницаемость, давлениемеханические свойства.5) Смена АП.Разброс параметров.Предусмотреть в схеме подстрочные элементы.256) Нестабильность нагрузки.Использование развязывающих элементов буферного каскада7) Нестабильность ИПВоздействует на частоту колебаний несколькими путямиА) изменение скорости пролета носителей в АПБ) изменение режима работы АП а значит изменение тока базыВ) изменение режима, изменяется температура, изменяется частотаГ) изменение межэлектродной емкостиМетоды:- использование высокодобротной фильтрующей системы- осуществление термостабилизации- стабилизация питающих напряженийОсновные пути стабилизации в АГ , Pi   2n  , Pi   , Pi  P1  ...

Характеристики

Список файлов лекций