Презентация на тему: 1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном

1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном
1/21
Средняя оценка: 4.8/5 (всего оценок: 73)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (5111 Кб)
1

Первый слайд презентации

1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном воздействии больших переменных напряжений на входе и выходе. Различа ю т два режима: слабого и сильного влияния u ВЫХ на токи. Рассмотрим формы импульсов токов i ВЫХ ( t ), i ВХ ( t ) без учета влияния u ВЫХ в этих режимах на примере безынерционного АЭ. Пусть на входе АЭ действует напряжение u ВХ = E C + U ВХ cos t. [  =  ВХ t ] Тогда i ВЫХ ( t )= i  ВЫХ ( t )= S [ Е C – Е ' + U ВХ cos t ] при U ВХ cos t  – ( E C – Е ') (4) i ВХ ( t )= S ВХ [ Е C – Е" ВХ + U ВХ cos t ] при U ВХ cos t  – ( E C – Е" ВХ ) (5) 2p U ВХ U ВХ S ВХ U ВХ i ВЫХ i ВХ i ВЫХ i ВЫХ i ВХ i ВЫХ i ВХ U ВХ  =  ВХ t  - Q Q - Q ВХ Q ВХ i ВЫХ M SU ВХ i ВХ M E C E ' Рис. Работа АЭ (лампы) с отсечкой. E '' ВХ p 0 0 2p E C – Е ' Е" ВХ – напряжение отсечки сеточного тока p

Изображение слайда
2

Слайд 2

2 Видно, что токи i ВЫХ и i ВХ имеют вид последовательности косинусоидальных импульсов с отсечкой и с максимумами при t = 0, 2 p, 4 p,..., равными I ВЫХМАХ. При t =± q ; 2 p ± q,... ток i ВЫХ обращается в нуль. Из ( 4 ) и условия i ВЫХ ( q )= 0 можно найти угол q, определяющий момент перехода напряжения u ВХ (t) через значение Е ' и называемый углом отсечки выходного тока. U ВХ cos t  – ( E C – Е ') при t =± q i ВЫХ ( q )= 0 cos q = – ( E C – Е ') / U ВХ ( 6 ) Из ( 5 ) и условия i ВХ ( q ВХ )=0 можно найти угол отсечки входного тока q ВХ : cos q ВХ = – ( E C – Е" ВХ ) / U ВХ ( 7 ) Для БТ Е ' = Е" ВХ q = q ВХ

Изображение слайда
3

Слайд 3

3 Углом отсечки q называется половина длительности импульса тока размерности w t (в градусах или радианах). В зависимости от значения угла отсечки q выходного тока иногда режимы работы АЭ подразделяют, используя следующие обозначения: А ( q =180  ), АВ ( 90  < q <180 ), В ( q =90  ), С ( q <90  ) и D - ключевой режим. Если АЭ безынерционный, 1-я гармоника i ВЫХ ( t ) совпадает по фазе с напряжением u ВХ ( t ) и j ВЫХ 1 = 0. Если также Z Н = R H, то j Н1 =0. u В Ы Х = E П - U Н cos t. (8) Т.е. минимумам u ВЫХ соответствуют максимумы u ВХ. При известных E К, E Б, U m Б, U m К для ГВВ, задавая значения t в пределах (0…2π) через определённые интервалы, можно определить мгновенные напряжения e К, e Б. Каждой паре e К, e Б соответствует значение тока коллектор а i К из СХ. Измен ение ток а выходного электрода при изменении всех напряжений отражает динамическ ая характеристик а, лини я на семействе СХ АЭ, по кото рой перемещается рабочая точка за период колебаний u ВЫХ. Рассмотрим, как влияет на импульсы токов увеличение U Н (например, за счет увеличения R Н ) при фиксированных Е С, U ВХ и E П.

Изображение слайда
4

Слайд 4

4 Рис. Динамические характеристики БТ при изменении активного сопротивления нагрузки U кэ = E к - I к ∙ R к

Изображение слайда
5

Слайд 5

5 Рис. Динамические характеристики БТ при изменении резонансного сопротивления нагрузки (напряжение на контуре изменяется по гармоническому закону) I к а б в г

Изображение слайда
6

Слайд 6

6 На рис. приведены пять характерных динамических характеристик (ДХ) для разных сопротивлений R Н. Д Х АВ соответствует нулевому сопротивлению нагрузки АЭ ( R Н = 0). Д Х АС ( R Н1 > 0) относится к ННР. Импульс выходного тока имеет косинусоидальн ую форму (кривая 1). ДХ AD ( R Н 2 > R Н1 ) относится к ГР ( или КР ). Импульс выходного тока с уплощенн ой вершин ой (кривая 2). ГВВ отдает наибольшую мощность при высоком КПД. Р ис. Динамические характеристики и форма импульсов выходного тока ДХ GEA ( R Н 3 > R Н 2 ) относится к слабо - перенапряженному режиму, форма импульса с провалом (3). Д Х HFA ( R Н 4 > R Н 3 ) относится к сильно - перенапряженному режиму, выходной импульс имеет двурогий вид, а провал ниже оси абсцисс, где коллекторный (анодный) ток равен нулю (4). Для описания формы импульсов выходного тока в ПНР вводятся дополнительные углы отсечки: верхний q 1 и нижний q 2. R Н 4 > R Н 3 > R Н 2 > R Н1 > R Н =0

Изображение слайда
7

Слайд 7

7 Режим, в котором АЭ находится на границе областей слабого и сильного влияния u ВЫХ ( t ) на токи называется граничным или критическим (ДХ проходит через точку перелома выходной СХ). В критическом режиме (КР) эти напряжения связаны условием: S КР u ВЫХКР = S ( u ВХКР - E ') или u ВЫХ МИНКР = ( S / S КР )( u ВХ МАКС КР - E / ) Отношение S / S КР для АЭ различных типов лежит в пределах 1...20. При заданном u ВХМАКС минимальное остаточное напряжение на выходе u ВЫХМИН КР находится в точке излома выходной аппроксимированной характеристики АЭ. Численной мерой напряженности режима работы АЭ может служить коэффициент использования анодного (коллекторного, стокового) напряжения x. По напряженности режимы делят на три группы: Недонапряженный режим ( ННР ) - ( x =0-0,8). Граничный (или критический) режим ( ГР, КР ) – точка динамической характеристики, соответствующая i МАХ, находится на границе между активной областью и областью насыщения ( x =0,8-0,9). { S КР u ВЫХКР = S ( u ВХКР - E ')} Слабоперенапряженный и сильноперенапряженный режим ( ПНР ) – ( x =0,9-1).

Изображение слайда
8

Слайд 8

8 Если сопротивление нагрузки Z Н имеет реактивную составляющую на частоте 1-й гармоники, то минимум напряжения Е П – u Н ( t ) сдвигается относительно максимума u ВХ ( t ) (соответственно и провал вершины импульса i ВЫХ ). Рис. Импульсы тока в перенапряженном режиме при настроенной (а) и расстроенной (б и в) коллекторной нагрузке В лампах режим ПНР приводит к перегреву сет о к из-за худших условий отвода тепла от сетки по сравнению с анодом. В транзисторах в области ПР также наблюдается увеличение тока базы, но приращение этого тока значительно меньше спада тока коллектора (на низких для транзистора частотах). Если амплитуда напряжения на выходе настолько велика, что u ВЫХМИН < 0 (так получается при U H > Е П, т. е. x > 1), то в лампе в течение части периода, пока u ВЫХ <0 ток i ВЫХ отсутствует, а в полевом и биполярном транзисторах он течет в направлении, противоположном i ВЫХ при HP (открывается переход К-Б).

Изображение слайда
9

Слайд 9

9 Импульсы выходного тока косинусоидальной формы i ВЫХ (  ) можно представить суммой гармоник: i ВЫХ (  )= I 0 + I m 1 cos  + I m 2 cos 2  + … + I m n cos n  где I 0 – постоянная составляющая импульсного тока; I m 1 cos , I m 2 cos 2 , I m 3 cos 3 , … I m n cos n  - мгновенные значения гармонических составляющих импульсного тока ; I m 1, I m 2, I m 3, …, I m n – амплитудные значения гармонических составляющих импульсного тока. Пример разложения импульсного тока на его составляющие при угле отсечки q = 80 0

Изображение слайда
10

Слайд 10

10 А Э безынерционен. На входе АЭ напряжение u ВХ (  ) = Е С + U ВХ cos . Импульсы тока симметричны и фазового сдвига гармоник тока i ВЫХ (  ) относительно u ВХ (  ) нет. Тогда i ВЫХ (  ) можно представить суммой гармоник: i ВЫХ (  )= I ВЫХ 0 + I ВЫХ 1 cos  + I ВЫХ 2 cos 2  + … + I ВЫХ n cos n  ( 9 ) С учетом ( 4 ), ( 5 ): i ВЫХ ( t )= S [ Е C – Е ' + U ВХ cos t ] при U ВХ cos t  –( E C – Е ') i ВХ ( t )= S ВХ [ Е C – Е ' ВХ + U ВХ cos t ] при U ВХ cos t  –( E C – Е ' ВХ ) или i ВЫХ (  ) = S U ВХ ( cos  - cos q ) при cos  > cos q (или при  =0… q ). Гармонический анализ косинусоидальных импульсов

Изображение слайда
11

Слайд 11

11 По формулам для коэффициентов ряда Фурье четной функции находим: ( 10 ) где ( 11 ) Аналогично I ВЫХ n = S U ВХ g n ( q ), n =1, 2, 3 … ( 13 ) где Для n=1, 2, 3 :

Изображение слайда
12

Слайд 12

12 Функции g 0 ( q ), g 1 ( q ),..., g n ( q ),... называются коэффициентами разложения косинусоидальных импульсов ( коэффициентами Берга ), они подсчитаны для разных углов q и приводятся в таблицах. В общем виде выражение для коэффициентов Берга имеет вид: Т.о., они являются коэффициент ами пропорциональности между амплитудами n- гармоник I ВЫХ n выходного тока и управляющим входным напряжением U ВХ, умноженным на крутизну характеристики S АЭ. Например, зависимость для выходного тока ламп i A ( t ) от известных напряжений U C и U A можно представить в виде ряда Фурье:

Изображение слайда
13

Слайд 13

13 Если известна амплитуда импульса выходного тока I ВЫХ m ( при t = w t = 0, cos t =1, i ВЫХ = I ВЫХ m ) I ВЫХ m = SU ВХ (1 - cos q ), ( 14 ) то можно оценить влияние угла отсечки на амплитуду гармоники тока I ВЫХ n. Нижний индекс m обозначает амплитудное значение тока или напряжения. Зависимости коэффициентов разложения g n от угла отсечки q g 1 g 0 g 2 g 3 Представление амплитуд гармоник I ВЫХ n через SU ВХ и коэффициенты g n ( q ) удобно, когда возбуждение U ВХ постоянно, а угол отсечки q меняется за счет изменения напряжения смещения Е С. Тогда графики g n ( –cos q ) отображают в некотором масштабе зависимость I ВЫХ n ( E C ).

Изображение слайда
14

Слайд 14

14 Зависимости коэффициентов разложения g п косинусоидального импульса от - cos q =( E c - Е') /U вх Когда исследуется зависимость амплитуд гармоник тока I ВЫХ n от q или U ВХ при напряжении смещения Е С = const, можно представить I ВЫХ n = S U ВХ g n ( q ) в следующем виде (если заменить U ВХ на - ( E C - Е ' ) / cos q ): I ВЫХ n = - S ( E C - Е ' ) g n ( q ) / cos q ) = - S( E C - Е ' ) b n ( q ) где b n ( q ) = g n ( q ) / cos q, n =0, 1, 2,… cos q = – ( E C – Е ') / U ВХ I ВЫХ n = S U ВХ g n ( q ) cos q  – E C (пропорционален) I ВЫХ n  g n ( –cos q ) при U ВХ = const

Изображение слайда
15

Слайд 15

15 Из (14) { I ВЫХ m = SU ВХ (1-cos q )} выразим SU ВХ = I ВЫХ m / (1 - cos q ) Тогда I ВЫХ0 = SU ВХ g 0 ( q )= I ВЫХ m g 0 ( q ) /(1 - cos q ) = I ВЫХ m a 0 ( q ) и для n I ВЫХ n = SU вх g n ( q )= I ВЫХ m g n ( q ) /(1 - cos q ) = I ВЫХ m a n ( q ) (15) где a n ( q ) = g n ( q ) / (1 - cos q ) – коэффициенты разложения, общая формула для которых: и тогда I ВЫХ n = I ВЫХ m a n ( q ) Коэффициенты a n ( q ) есть коэффициенты пропорциональности между амплитудами гармоник I ВЫХ n и амплитудой выходного тока I ВЫХ m. Обе разновидности коэффициентов разложения связаны между собой: Максимумы a n ( q ) при n  1 имеют место при q nm  120°/ n, причем a n ( q nm )  a 1 (120  )/n (1 6 ) Для определ ения гармоник входного тока АЭ нужно только заменить угол отсечки q на q ВХ и вместо крутизны S использовать S ВХ. a 0 a 1 Зависимости коэффициентов разложения a n косиносуидального импульса от угла отсечки q a 2 a 3 q

Изображение слайда
16

Слайд 16

16 Используя Можн о показать, что и (1 7 ) Рассмотрим связь энергетических параметров ГВВ с коэффициентами разложения и с углом отсечки q. Полезная колебательная мощность в нагрузке УМ, определяется первой гармоникой I ВЫХ1. P ~ =0.5 U ВЫХ I ВЫХ1 или через коэффициент Берга P ~ =0.5 U ВЫХ I ВЫХ m a 1 ( q ). КПД УМ и УЧ в записи через x, и g определяется следующим образом: h УМ = 0.5 x g 1 и h УМН = 0.5 x g n где g 1 = I ВЫХ 1 / I ВЫХ 0 и g n = I ВЫХ n / I ВЫХ 0 - коэффициенты формы тока первой и n -й гармоник. Зависимости коэффициентов разложения g n от угла отсечки q g 1 g 2 g 3 Здесь b n ( q ) = g n ( q )/ cos q

Изображение слайда
17

Слайд 17

17 При изменении q от 0 до 180° g 1 ( q ) меняется от 2 до 1, а при q =90° g 1 = p /2=1,57. Т.о., КПД тоже является функцией коэффициентов разложения и угла отсечки q. Итак, значения коэффициентов разложения g n ( q ) и a n ( q ) зависят от номера гармоники n и угла отсечки q, т. е. однозначно характеризуют гармонический состав импульсов выходного тока I ВЫХ при различных q и определяют выходные энергетические параметры ГВВ. Признаки и свойства режимов АЭ в ГВВ ( по напряженности ) Режимы АЭ в ГВВ обладают следующими признаками и свойствами. 1. Недонапряженный режим ( R H < R H КР ): малое напряжение на нагрузке U H ; большое остаточное напряжение на выходном электроде; режим опасный по выходному электроду, потери на нем могут превысить допустимые; большой ток выходного электрода; малый ток входного электрода; импульс выходного тока косинусоидальной формы.

Изображение слайда
18

Слайд 18

18 2. Критический режим ( R H = R HКР ): максимальная полезная мощность; максимальный коэффициент усиления по мощности; высокий КПД; форма импульса выходного тока с небольшим уплощением вершины. Недонапряженный режим ( R H < R H КР ):

Изображение слайда
19

Слайд 19

19 3. Перенапряженный режим ( R H > R HКР ): большое напряжение на нагрузке; малое остаточное напряжение на выходном электроде; небольшой ток выходного электрода; большой ток входного электрода; слабоперенапряженный режим – максимальный КПД и импульс выходного тока с «провалом»; сильноперенапряженный режим – тяжелый по входному электроду, потери на котором могут превысить допустимые; импульс выходного тока имеет двурогий вид.

Изображение слайда
20

Слайд 20

20 Рассмотрим, что происходит с АЭ при работе на ненастроенную нагрузку. Представим нагрузку в виде комплексного сопротивления Z ( w ) = R ( w ) + j X ( w ). При расстройке колебательного контура резко меняется режим работы АЭ. R, X a a Если при настроенном контуре режим был КР, то при расстройке режим сменится на НР. Изменение режима объясняется уменьшением сопротивления R ( w ) контура и напряжения на нем, а также сдвигом фаз между входным и выходным напряжениями АЭ. Переход в НР режим при расстройке контура приводит к увеличению постоянной составляющей I В ых0 и первой гармоники I В ых1 выходного тока, к падению величины первой гармоники входного тока I В х1. Эффект минимума постоянной составляющей выходного тока I В ых0 ( I к0 ) используется в качестве точки настройки колебательной системы ГВВ. « L » «С»

Изображение слайда
21

Последний слайд презентации: 1 Классификация режимов АЭ в ГВВ АЭ в ГВВ работает при одновременном

21 Подводимая к ГВВ мощность Р 0 растет с расстройкой, так как увеличивается постоянная составляющая выходного тока I В ых0, а напряжение питания Е к - постоянно. Так как с расстройкой резко уменьшается эквивалентное сопротивление контура, то уменьшаются переменное напряжение на контуре и, следовательно, полезная колебательная мощность ГВВ Р 1. Одновременное увеличение P 0 и уменьшение полезной мощности Р 1 приводит к резкому увеличению рассеиваемой мощности на выходном электроде (коллекторе). Если эта мощность превысит допустимую Р доп, то АЭ может выйти из строя. Поэтому первоначальную настройку ГВВ производят при пониженном напряжении питания, а более точную подстройку осуществляют при его номинальном значении. Эта процедура особенно важна при настройке мощных каскадов передатчика. a

Изображение слайда