Устройства формирования сигналов. Генераторы с внешним возбуждением. Автогенераторы. Часть 1 - Учебное пособие

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Кафедра телевидения и управления (ТУ) Генераторы с внешним возбуждением.Транзисторные ГВВ в области средних и высоких частот 7.1 Эквивалентная схема и параметры биполярного транзистора 7.2 Форма импульсов коллекторного тока на СЧ и ВЧ Коэффициент усиления по мощности Кр в области ВЧ 8.2 Порядок расчета транзисторного усилителя мощности (на биполярном транзисторе)ГВВ - это каскад передатчика, в котором энергия источника питания преобразуется в энергию ВЧ колебаний с помощью активного элемента, управляемого периодическим сигналом внешнего возбуждения на входе. ЦС2 компенсирует реактивную составляющую комплексной нагрузки Zн, на которую нагружен ГВВ, и трансформирует активную составляющую, чтобы обеспечить оптимальный режим работы АЭ. При таких параметрах амплитуда выходного напряжения: транзистор (АЭ) может обеспечить, например, Uаэ=20В, оптимальное сопротивление нагрузки для АЭ: Т.о. В области НЧ транзистор полагается безинерционным, а при анализе используются статические вольт - амперные характеристики (далее ВАХ). Если устройство необходимо использовать как усилитель мощности, то колебательный контур Ск-Lk настроен на первую гармонику коллекторного тока транзистора (ik).Баланс мощности для выходной цепи: Умножим все части уравнения на выражение и проинтегрируем их в пределах от до , заменив ?t на : . Составляющие: - средняя мощность, рассеиваемая на коллекторе РК (под знаком интеграла - мгновенная мощность на коллекторе), - потребляемая мощность Р0 (под знаком интеграла - постоянная составляющая коллекторного тока, подводимая от источника), - полезная мощность P1 (ВЧ сигнала), отдаваемая в нагрузку (колебательный контур). Выведем электронный коэффициент полезного действия (КПД) для выходной цепи: , обозначим - коэффициент использования коллекторного напряжения, - коэффициент формы. При выборе угла отсечки необходимо согласовывать приемлемые мощность и КПД. Рб - мощность, рассеиваемая на базе.Динамические характеристики (ДХ) - зависимости мгновенных значений тока одного из электродов активного элемента от мгновенных значений напряжений на данном электроде в рабочем (динамическом) режиме, т.е. при наличии внешнего возбуждения и зафиксированных остальных параметрах (питание, нагрузка, и т. д.). Если исключить из первого и второго выражений cos(wt), то получится аналитическое выражение для ДХ. Наклон прямой определяется эквивалентным сопротивлением коллекторной цепи и углом отсечки коллекторного тока: . Рассмотрим ряд частных случаев: а) =180о, в этом случае и динамическая характеристика имеет вид: Рис. Значение тока покоя не зависит от величины сопротивления RK. б) , , и динамические характеристики: Рис 3.7. Д.Х. при ?°=90°Режим работы характеризуется напряженностью, а напряженность - той точкой ВАХ, в которой формируется вершина импульса коллекторного тока. Динамические характеристики в недонапряженном (1), критическом (2) и перенапряженном режимах Если А находится в активной области статических ВАХ, то такой режим называется недонапряженным.Нагрузочными характеристиками называются зависимости токов, напряжений и мощностей от величины сопротивления нагрузки в коллекторной цепи транзистора. Т.е. интересуют зависимости: Задача - необходимо найти оптимальное сопротивление нагрузки. Подбор можем осуществлять, меняя резонансное сопротивление колебательного контура: где r0 - собственное сопротивление контура, RBH - вносимое сопротивление, меняется подбором связи с нагрузкой: , Qн - добротность нагруженного контура. Таким образом, меняя связь между катушками, можно менять RK.При расчете ГВВ задаются полезной мощностью P1, выбирают угол отсечки, по мощности подбирают транзистор, следовательно, и его коллекторное питание и рассчитывают весь режим.Выходные цепи колебательного контура: Рис. Эквивалентная схема контура: Рис. При анализе формулы видно, что КПД можно повысить, уменьшая добротность нагруженного контура (это ухудшат его резонансные свойства).При больших добротностях колебательного контура его резонансное сопротивление оказывается значительно больше, чем требуется. Поэтому и используется частичное включение контура в коллекторную цепь. Вводят понятие коэффициент включения контура: . Такая схема нормально работает в линейном режиме, а в нелинейном плохо: вторая и выше гармоники (в том числе и первая) замыкаются через L1, а L1 мала и для высших гармоник составляет большое сопротивление, на котором выделяются напряжения всех гармоник. Таким образом, гармонического напряжения на контуре не получится.аналитическая зависимость, но она не учитывает Rk в коллекторной цепи. 5.1) все время линейно нарастать не будет, так как с увеличением Umб заходит в критический и далее в перенапряженный режим. Необходимо на практике использовать отрезок 1 - 2, где зависимость - линейная

Содержание

Введение

1. Структура ГВВ

2. Транзисторный ГВВ в области низких частот (НЧ)

3. Баланс мощностей в ГВВ

3.1 Динамические характеристики ГВВ

3.2 Режимы работы ГВВ

4. Нагрузочные характеристики ГВВ

4.1 Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме

4.2 КПД колебательного контура

4.3 Частичное включение контура в коллекторную цепь транзистора

5. Влияние питающих напряжений на режим работы ГВВ

6. Особенности ламповых ГВВ

6.1 Формы импульсов в недонапряженном режиме

6.2 Форма импульсов в перенапряженном режиме