Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Определение недонапряженной, критической и перенапряженной области статической характеристики ГВВ. Определение граничного режима в электровакуумных приборах и транзисторах

1 – недонапряженная область, хар-ся линейной зависимостью Ia и Уа

2 – перенапряженная – область насыщения, в которой не соблюдается линейность

1 и 2 области между собой разделены граничной линией. Она определяется крутизной Sгр.Режимы работы Г, когда I и U не выходят за пределы 1 области получили условное название недонапряженных. Граничная область, при которой I, U достигают мгновенных значений, соответствующих границе между 1 и 2 областями хар-к, получили название граничного режима. ГР определяется соотношением еаминдмакс =1,5..2(для ламп). Когда соотношение больше, то считается что режим 2, меньше – 1. При эксплуатации РПдУ о напряженности режима судят по соотношению постоянных составляющих токов сетки и анода. Iдо/Iао=0,1..0,2 (соотношение > - режим 2, меньше - 1). При амплитудах напряжения на контуре близких к напряжению питания Еа (мин Uа) становиться малым и происходит резкий рост Iс. При макс Uс и малых Uа в вершинах импульсов Iа появляется впадина, длительность которой хар-ся углом верхней отсечки θв (тета верхнее). Такие режимы называются 2, в отличии от режимов работы с малыми Iс и остроконечными импульсами Iа – 1 режим. Переход от 1 ко 2 режиму происходит, когда Iс возрастет до 10-15% Iа. При этом вершина импульса Iа становиться более поской. Такой режим называют граничным или периодическим. При этом динамич. хар-ка касается линии спада Iа, которую называют линией граничного режима(ГР)

Нагруз. хар-ми ГВВ наз-ся зав-ти I,P и КПД от сопр-я нагр. сист. Рассм- м Iк1m=f(Rн).

Амплитуда 1-ой гармоники Iк1m и постоян. сост-щей Iк0 по мере увелич. сопр-я нагруз.сист. сначала падет медленно до критич.реж., что объясн-ся незначит. изменением размаха имп-са Iк с увелич. Rнс(Rое). В области недонапряженного реж. с переходом в перенапряжен.реж. оба тока нач-т падать быстрее , т.к. в этой области статич.хар-к не только уменьш-ся размах имп-са Iк, но и появл-ся провал в его верх. части, глубина кот. увелич. по мере возростания напряжен.реж. ген-ра. Величина Um= Iк1m *Rнс.


Линейно связь с Rнс увелич. до знач-я критич.реж., т.к. амплитуда Iк1m увелич. незначительно и в произвед-и Iк1m *Rнс преобл-т второй сомножитель. В перенапряж.реж. это произвед-е , а с ним и ампл-да Um мен-ся в небольш. пределах. Это происх-т из-за того, что увелич. Rнс от части компенсир-ся резким спадом тока 1-ой гармоники.

Рассмотрим графики изменения Pо, Pколеб, КПД, Pколлектора.

График подводимой Pо повторяет форму кривой Iко , что следует из выражения, что Pо= Iко * Uпит. Колебат. Pколеб =0,5* (Iк1m )2* Rнс. При Rнс=0 Pколеб тоже равна 0 следов-но вся потребляемая P рассеивается на коллекторе. По мере увелич. Rнс до критич.реж. Pколеб увелич., а затем падает, что объясн-ся преоблад-ем множителя Um в недонапряж.реж. и уменьш. ампл-ды Iк1m при относит. постоянстве Um в перенапряж.реж.

Pрассеив на коллекторе уменьш. по мере увелич. Rнс ее гр-к построен на разности ординат Pрассеив = Pо - Pколеб. Кривая для КПД (КПД= Pколеб / Pо ) опред-ся из анализа этого сопротивления. С увелич. Rнс до знач-я Rнс.кр. Pколеб увелич., а Pо уменьш., поэтому КПД растет. В пернапряж.реж.обе P уменьш., но Pколеб уменьш. несколько быстрее. Исслед-е реальных режимов работы показ-т, что мах КПД лежит в области слабонапряжен.реж.( после критического).

 
 

Анализ нагр.хар-к ГВВ позвол-т сделать ряд выводов: работа ГВВ в недонапряж.реж. сопровожд-ся больш. тепловыми потерями на коллекторе, что может послужить причиной его разрушения. В этом реж. низкие знач-я Pколеб , а от ист-ка коллект.пит-я потребляется больш. P . В сильноперенапряж.реж.невелики знач-я осн. показателей ГВВ. Для исп-я наиб. приемлемого критич.реж., кот. хар-ся мах Pколеб, большим КПД, и сравн-но малыми потерямина коллекторе. Слабонапряжен.реж. имеет мах КПД , но Pколеб меньше ,чем при критич.реж. Для ламповых ген-ров нагр.хар-ки имеют такой же вид и приведенные выводы остаются справедливы. Но сильноперенапряж.реж. для ламп опасен из-за больших токов управл.сетки, что может вывести лампу из строя. У VT ген-ров с увелич. напряж-ти увелич. Pрассеив на базе, но уменьш. Pрассеив на коллекторе следов-но тепловой режим для п/п ген-ров сохраняется.

 


 

40 Нагрузочные хар-ки ГВВ. Графики изменения мощности Р и кпд η. Анализ нагрузочных хар-к, выгодных режимов ГВВ.

 

Нагрузочная хар-ка – зависимость токов, мощностей и КПД от сопротивления нагрузочной системы. Нагрузочные характеристики рассматриваются в предположении, что сопротивление нагрузочной системы всегда принимается активным, а напряжение питания и угол отсечки являются постоянными для данного диапазона.

Амплитуда Ikm1 и постоянная составляющая Iко по мере возрастания Rнс сначала убывают медленно до КР, что объясняется незначительными изменениями размаха Iкс ростом Rнс в НР. С переходом в ПР оба тока начинают убывать быстрей, т.к. в этой области в соответствии со статич. хар-кой не только уменьшается размах Iк, но и появляется провал в верхней части, глубина которого увеличивается по мере возрастания напряженности режима ГВВ. Величина Um=Ikm1*Rнс (1) линейно связана с Rнс, возрастает до значения КР, т.к. амплитуда Ikm1 уменьшается незначительно и в (1) преобладает второй сомножитель. В ПР (1) и с ним амплитуда Um меняются в небольших пределах, т.к. продолжающее возрастать Rнс компенсируется более резким спадом Ikm1.

Рассмотрим график изменения Ро, Рколеб, Р расс, КПД.

График подводимой Ро повторяет форму кривой для Ikо, т.к. Ро= Ikо*Uпит (Uпит=const). Рколеб=0,5* I2km1*Rнс. При Rнс=0 Ркуолеб тоже = 0 => вся потребляемая Р рассеивается на коллекторе => графики Ро и Ррасс выходят из одной точки. По мере возрастания Rнс до КР Рколеб увеличивается, затем уменьшается, что объясняется преобладанием Um в НР и уменьшением амплитуды Ikm1 при относительном постоянстве um в ПР.Ррасс на коллекторе уменьшается по мере роста Rнс т.к. ее графики построены по Р расс=Ро-Рколеб. Кривая для КПД определяется η=Ркол/Ро. С увеличением Rнс до значения Rнс Крит Рколеб увеличивается, в Рпотребляемая уменьшается => КПД увеличивается. Исходя из реальных режимов работв макс КПД лежит в области слабоПР. Работа ГВВ в НР сопровождается большими тепловыми потерями. => в НР низки значения КПД и Рколеб, а от источника коллекторного напряжения потребляется большая мощность. В сильноПР невелики значения осн.эл.показателей ГВВ, а потери в цепи базы растут. Для использования в ГВВ приемлим КР, который хар-ся макс Рколеб, достаточно большим КПД и сравнительно малыми потерями на коллекторе. Следует обратить внимание на слабоПР, т.к. так макс КПД, хотя при этом Р колеб < чем в КР. Для ламповых ГВВ нагр. хар-ки имеют такой же вид. Но сильноПРдля ламп опасен из-за больших токов управляющей сетки, что может вывести лампу из строя. У транзисторных Г с увеличением напряженности увеличивается Ррасс на базе,

 
 

но уменьшается Ррасс на коллекторе => тепловой режим для тр-ров сохранен.

 

 
 

41 Проходная и выходная динамические характеристики. Изменение импульса Iк в зависимости от частоты.

Динамич. хар-ки всегда располагаются на поле статических и именуются в соотв-ии с названием сист.коорд-т: проходные, выходные и входные. Задается Uсм , при кот. нач.раб.точка нах-ся у основания статич.проходной хар-ки, снятой при напряжении на коллекторе, при Uк=Uпит. Ампл-ду Uвозб примем такою, чтобы полностью использ-ть статич.хар-ку. При отриц.полуволне Uвозб транзистор закрыт и Iк отсутствует, динамич.хар-ка располаг-ся горизонтально, совпадая с осью абсцисс (отрезок 1-2). В положит.полупериод транзистор открыв-ся, Iк увелич-ся по мере увелич.мгновенного напряжения Uвозб =Uсм +Uвх.м. .

В динамич реж.увелич Iк ,что приводит к увелич.падения напряжения на нагрузке в следствие чего мгновенное напряжение на коллекторе уменьш-ся и Uк =Uпит +Uм*sin wt .

Iк нарастает до мах значения, а динамич.хар-ка достигает наивысшей точки 3. Можно построить динамич.хар-ки в вых.системе. В положит.полупериод Uб увелич., транзистор откр-ся, Iк увелич-ся, Uк уменьш-ся, раб.точка перемещается вверх, при наибольшем значении Uвозб раб.точка нах-ся в т.3’. В отриц.полупериод транз-р закр-ся Uн изменяет полярность, следовательно анод складывается с Uпит , а результирующее напряжение на коллекторе увелич-ся. Раб.точка перемещ-ся по оси абсцисс до т1’. В момент мах значения ампл-ды, Uк будет мах и равно Uмах =Uпит +Uм*sin wt .

В классе С при Өн>90° раб.точка распол-ся левее т.2 на проходной хар-ке и правее т.2’ на вых.хар-ке.

В классе АВ при 90°<Өн<180° раб.точка смещ-ся в противоположнуу сторону, т.о.при работе транзистора с отсечкой динамич.хар-ка имеет 2 участка: наклонный и горизонтальный (активный и пассивный).

Импульс Iк, образующая кот. имеет форму усеченной синусоиды. С увелич.нелинейности статич.хар-к наклонный участок динамич.хар-ки приобретает кривизну, а образующая коллекторного тока – колоколообразную форму. Этот эффект проявл-ся тем заметнее, чем больше Iб и хар-но для более мощных транзисторов. Такое же искажение формы в большей степени усиливается по мере приближения раб.частоты ГВВ к граничной частоте транзистора.

Зададимся Uсмещения. Начало рабочей точки у основания проходной хар-ки, снятой при U=Uк=Uпит. Uвх выбираем такое чтобы использовать статич.хар-ку Uк=Umin. При «-» полуволне U возб-я транзистор закрыт. Iко=0 и дин. Хар-ка располагается горизонтально, совпадая с ОХ и выражается отрезком 12. при «+» полуволне транзистор открывается => Iк увеличивается и по мере увеличения мгновенного Uб Uб= Uсм+ Um*sinwt => хар-ка перемещается и проходит черех точку 3, где Uк= Uкмин. Если бы транзистор работал в статическом режиме, когда Rн=0 изменение тока определялось статической хар-кой, снятой при Uк= Uпит. В динамическом режиме увеличение Iк приводит к увеличению падения напряжения на нагрузкев следствии этого мгновенн. Uк уменьшается и Uк= Uпит- Um*sinwt => каждая следующая точка дин. хар-ки принадлежит статич. хар-ке, снятой при меньшем значении Uк. При Uбмакс т.е. Uбмакс=Uсм+ Um*sinwt, Iк нарастает до Iк макс, а динамич. хар-ка достигает наивысшей точки 3. потом Uвозб убывает и все процессы повторяются с «-» знаком. («+» - Uб возраст. – транз-р открывается – Ik растет – Uк убывает – раб.точка вверх – при Uбмакс Uк мин – Iк определяется точкой 3’). Класс С – θнижнее <90°, раб. Точка располагается левее т.2 и правее т.2’. Класс АВ 180°>θн>90°, раб. Точка перемещается в противоположную сторону. Крутизна наклонного участка зависит от Rнс и угла отсечки, чем они больше, тем меньше крутизна. Класс А при θн=180° дин. Хар-ка имеет только наклонный участок, а начальная рабочая точка располагается на середине. С увеличением нелинейностистатич. хар-ки наклонный участок динамич. хар-ки приобретает значительную кривизну, а образующая импульса Iк колоколообразную форму. Этот эффект тем заметнее, чем больше ток базы и более характерен для мощных транзисторов. Такие искажения формы импульса усиливаются по мере приближения рабочей точки ГВВк граничной частоте транзистора.

 

42 согласование двухтактного выходного каскада РПдУ (деци)метрового диапазона волн с несимметричным каоксиальным кабелем с применением цилиндрического стакана длинной λ/4.

 
 

В выходном каскаде имеется симметричная схема выхода. Для перехода на несимметричный коаксиальный кабель используется цилиндрический стакан длинной λ/4. Внутренняя поверхность стакана и металлическая оболочка фидера образуют отрезок четвертьволновой линии, замкнутый дном стакана. В следствии большого входного сопротивления линии провод, соединенный с оболочкой фидера и стаканом, оказался изолированным от корпуса => это дает возможность использовать несимметричный коаксиальный кабель в выходной симметричной ступени ГВВ.

Металлический цилиндр («стакан») длиной в четверть волны охватывает внешнюю оболочку коаксиального кабеля и припаян к ней с нижней стороны. Внешняя часть цилиндра соединяется с экраном двухпроводной экранированной линии. Сопротивление нагрузки для коаксиальной линии при точной настройке «стакана» остается примерно равным входному сопротивлению симметричной пинии в точках присоединения к коаксиальной линии.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...