Материал: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие]

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Если лампа работает в буферном, недонапряженном или кри тическом режиме, т. е. при остроконечной форме импульсов анод ного тока, то

Лиа2 ~ а

2 ' ^а макс-

Следовательно,

таких

режимах

колебательную

мощность

можно определять по уравнению

Рк2—

~~2~' а 2 ' h макс ' 5 " Еа.

(1-23)

Мощность постоянного тока, забираемая от источника

анод

ного

питания, определяется

по

формуле

1.20.

Коэффициент

полезного действия

анодной цепи

усилителя-

удвоителя

где

7о = -^?2^- =

—

коэффициент

использования

второй

гармо-

'яо

ао

ники

анодного тока.

Из рис. 1.15 видно, что гг бывает больше единицы

только при

угле отсечки анодного тока

менее 73° и что в любом

режиме Т2<"П-

Следовательно,

КПД

удвоителя

всегда

меньше,

чем

усилителя.

Меньше также и колебательная

мощность, так как

а г < а ь

Для получения наибольшего энергетического эффекта умножи

теля

частоты угол

отсечки анодного

тока

выбирают

в соответствии

с используемой гармоникой анодного тока. Его оптимальная ве

личина соответствует уравнению
	^ =	~	^ ,	(1-25)
где п — номер рабочей	гармоники		анодного	тока.
В случае удвоения	частоты	6Опт = б0°, а		при утроении 6Опт = 40°

и т. д. На практике используются режимы удвоения, утроения и учетверения частоты. Более высокие степени умножения частоты применять нецелесообразно из-за низкого КПД и малой колеба тельной мощности. Напомним, что при низком КПД усилителя

происходит перегрев	лампы.
5. Уравнения импульсного анодного тока
Уравнение для анодного тока идеализированной						лампы,	вер
ное в любом режиме работы, имеет следующий вид:
•	ia =	S\ug	+ D(ua-Ea0)}.			(1.26)
Пусть напряжение на управляющей сетке изменяется по коси-
нусоидальному закону,		т. е.
	ug	= Eg	+ Umg-cosut,			(1.27)
где Eg—напряжение	смещения,			оно всегда отрицательное;
Umg—амплитуда	переменного			напряжения	на	сетке.	на-
Если контур усилителя настроен на частоту					возбуждающего

пряжения, то анодное напряжение противофазно сеточному. По этому

uB = Ea — UmB-cosmt,

(1.28)

где Еа—напряжение

источника

анодного

питания;

Uma

— амплитуда

переменного

напряжения

на

аноде.

Подставим (1.27) и (1.28) в (1.26), а затем

сгруппируем от

дельно

переменные

постоянные

напряжения.

Тогда

получим

= S [Umg-

D • Umt) • cos wt + D {Ea

E a

0 )

+ E g \ .

(1.29)

Учтем, что

D (Ea — E a Q

) =-- E g B .

Поэтому

*. = ^ [{Umg-

D • Uma)

• cos

+ {EgB +

Eg)),

(1.30)

где

E g B

— абсолютная

величина

напряжения

запирания

идеализи

рованной

лампы.

Допустим, что усилитель работает с

отсечкой

анодного

тока.

этом

случае при ш/ = 0

имеем

/ а = 0 . Тогда

из уравнения

(1.30)

получаем:

E g B

+ E g =

~(Umg-D-Uma)-cosQ.

(1.31)

С учетом этого равенства уравнение (1.30) принимает следую

щий вид:

^(Umg-D-Uma)

(cos<ot~cos 6).

(1.32)

Получилось уравнение для мгновенных значений импульсного анодного тока. Если усилитель работает в недонапряженном или критическом режиме, то при wt — О имеем i a = / a M a K c ,

т. е.

U шкс = S(Umg-D-

Umt) (1 - cos 6).

(1.33)

Это есть уравнение для амплитуды импульсов анодного тока. Очевидно, что мгновенные значения анодного тока и амплиту да импульсов взаимосвязаны. Эта зависимость легко выясняется,

если разделить 1.32 на 1.33. Тогда получается следующее урав нение

. _ .	COS *t - cos 6	п	g
Н — * а м а к с	i_cos8 "		К1-0*)

Для режима класса В, т. е. для случая когда 6 = 90°, это урав нение получает очень простой вид:

h =	h макс * C O S с о / .
Следовательно, в режиме	класса В мгновенные значения анод

ного тока отпертой генераторной лампы изменяются по тому же

закону,	что и	сеточное	напряжение.
Если	лампа	работает с углом		отсечки	6=180° (т. е. в предель
ном режиме класса А), то тогда				i a м а кс = 2 - 1 т а .		В этом случае ам
плитуда	переменной составляющей анодного					тока
		Ima =	S ( U m	g - D - U m	t ) .	(1.35)

Это уравнение верно и в тех случаях, когда г'аы а К с > 2 • / т а .

6. Эквивалентная схема анодной цепи усилителя

Выше было отмечено, что в составе изменяющегося анодного тока лампы всегда есть переменная составляющая той частоты, которую имеет напряжение возбуждения. В режиме второго рода


это основная		гармоника анодного тока, а в режиме первого рода —
единственная		переменная составляющая. Условимся называть ее
в дальнейшем		первой гармоникой.
Для общности рассуждений будем считать, что усилитель ра
ботает	в произвольной разновидности колебаний второго рода. Это
может	быть режим класса В, С или АВ.

Если импульсы анодного тока остроконечные, т. е. усилитель работает в недонапряженном или критическом режиме, то ампли

туда первой		гармоники
			Anal а1	' ^а макс-
Учитывая		уравнение (1.33), а также			соотношения
			D — — и Uma	= I ш а 1		• R3)
можно	записать		г
можно	записать
		/ m a l = « l - S ( ^ - - ^ « 2 . ) - ( l - C O S e ) .
Откуда	найдем
			а, (1 — COS й)
Если	обозначить
			О! (1 — COS в)		V	(1.36)
			О! (1 — COS в)		V
то окончательно			получим
			-	+ /? э •		(1.37)

Это уравнение представляет собой закон Ома для амплитуды первой гармоники анодного тока усилительной лампы. Оно позво

ляет заменить	лампу эквивалентным	генератором,	у которого элек
тродвижущая	сила в \|л раз больше	амплитуды	сеточного напря
жения, а внутреннее сопротивление		пропорционально внутреннему
сопротивлению	лампы.

В нагрузку эквивалентного генератора входят все те элементы реальной схемы, которые вместе взятые составляют для первой гармоники анодного тока сопротивление R3. В рассматриваемой

схеме усилителя нагрузкой лампы	(а следовательно,	и эквивалент
ного генератора) служит резонансный параллельный контур.
Эквивалентная схема анодной	цепи усилителя	приведена	на
рис. 1.20. Внутреннее сопротивление эквивалентного		генератора	R\

иначе называют приведенным внутренним сопротивлением лампы. Его величина зависит от угла отсечки анодного тока и может быть найдена по уравнению (1.36). Можно также воспользоваться гра фиком, изображенным на рис. 1.21. Из этого графика видно, что в режиме класса A R\ =/?,-, в режиме класса В R] — 2 Rj, а в режиме класса С с уменьшением угла отсечки сопротивление R] очень резко возрастает, стремясь к бесконечности.

« г 1

Рис. 1.20.	Эквивалентная	схема	Рис. 1.21. Зависимость		внутреннего
анодной	цепи усилителя	мощ	сопротивления	эквивалентного гене
	ности		ратора от угла	отсечки	анодного тока

Эквивалентная схема усилителя позволяет очень просто опреде лять амплитуду первой гармоники анодного тока и рассчитывать колебательную мощность в нагрузке. При этом можно говорить, что колебательная мощность в контуре создается лампой, так как именно она является генератором переменного тока.

К сожалению, на эквивалентной схеме усилителя неверно пред ставлены фазовые соотношения между анодным напряжением и напряжением на нагрузке. Реально они противофазны, а на экви валентной схеме создается ложное впечатление об их синфазности.

Несмотря на этот недостаток эквивалентная схема получила широкое распространение. С ее помощью значительно упрощаются инженерные расчеты и облегчается понимание физической сущно сти процессов, происходящих в усилителях.

7.Усилители мощности с автоматическим смещением

Вусилителях и генераторах наряду с автономным отрицатель ным смещением часто применяют различные варианты автомати ческого смещения. В этих схемах напряжение смещения полу чается за счет постоянной составляющей сеточного или анодного

тока лампы.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/125983

Смотрите также:

Планирование реализации стратегии
Роль человека в современной экономике
Техническая эксплуатация зданий, сооружений и городских территорий. методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов направления подготовки бакалавров. Воробьева Ю.А