Файл: 1 Классификация и физический механизм работы вч и свч генераторов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 944
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
Узкополосные согласующие цепи связи
Возбудители косвенного синтеза
Однополосная модуляция. Балансные модуляторы. Фильтры в однополосной аппаратуре.
Аналитическое сравнение ФМ и ЧМ.
Фазовая модуляция. Способы осуществления
Сигналы ЧМн формируются в возбудителе при скоростях передачи не более 1000 Бод.
Квадратурное представление сигнала
Радиоприемные и радиопередающие устройства
Раздел 1. Ведение. Принципы работы и классификация рПрУ
Принцип построения приемника прямого усиления
Принцип построения супергетеродинного приемника
Проблема дополнительных каналов приема в супергетеродине
Приемники прямого преобразования (с преобразованием на нулевую пч)
Приемники с цифровой обработкой сигнала
Пример. Радиовещательный приемник св диапазона
Пример. Приемник мобильной станции gsm 900
Ключевые режимы генератора с внешним возбуждением
Варакторные умножители частоты
Общие принципы построения схем
Схемы анодной цепи генератора.
Схемы питания цепей накала мощных генераторных ламп
Схема генератора с общей сеткой
Совместная работа генераторных ламп на общую нагрузку
Схемы широкодиапазонных генераторов
Схемы узкополосных генераторов
Синфазные мостовые схемы сложения мощностей
Амплитудные условия в автогенераторе
Стабильность частоты автогенератора
Схемы автогенераторов с колебательными контурами
Схемы кварцевых автогенераторов
Компенсационный метод синтеза частот
Применение автоподстройки частоты в
Устойчивость работы генератора с внешним возбуждением
Паразитные колебания в генераторе
Общие сведения об амплитудной модуляции
Коллекторная амплитудная модуляция
Усиление модулированных колебаний
Общие сведения об однополосной модуляции
Способ многократной балансной модуляции
Общие сведения об угловой модуляции
Спектр сигнала с угловой модуляцией
Rк.При исследовании нагрузочных характеристик будем полагать фиксированными
- напряжение коллекторного питания – Ек;
- амплитуду напряжения возбуждения – Uу;
- напряжение смещения на управляющем электоде – Еу;
- угол отсечки коллекторного тока θ = .
В качестве исследуемых параметров режима будем рассматривать
- токи коллектора и управляющего электрода – IК1, IК0;
- напряжение на коллекторе – UК;
- колебательную мощность – Р1;
- потребляемую мощность – Р0;
- мощность тепловых потерь на коллекторе – РК;
- электронный к.п.д. – η.
Рассмотрим зависимость динамических характеристик коллекторного тока от сопротивления нагрузки в поле идеализированных статических характеристик АЭ(рисунок 3.24)
Рис. 3.24 – Динамические характеристики коллекторного тока
Поскольку θ = , Еу = и статическая характеристика для Еусовпадает с горизонтальной осью координат. Поэтому все динамические характеристики будут исходить из точки соответствующей ЕК.
При RК = 0, UК = IК1· RК - также равно 0 и вторая точка динамической характеристики, определяемая координатами ляжет на вертикальной прямой, проходящей через ЕК.
По мере увеличения RК, соответственно растет и UК и динамическая характеристика смещается влево по статической характеристике еумакс в положение 3, 4, 5. При этом импульс коллекторного тока не меняется по величине, а режим генератора остается недонапряженным ( т.к. импульс тока сохраняет косинусоидальную форму). Характеристика (5) очевидно соответствует критическому режиму (RК = RККР). Дальнейшее увеличение RК и UК переводит генератор в перенапряженный и сильно перенапряженный режим.
Яндекс.ДиректФото- и видеокольпоскопы!Узнать большеmttechnica.ruЕсть противопоказания. Посоветуйтесь с врачом.Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Расчет полупроводниковых системКомпьютерное моделирование p-n переходов, диодов, транзистров в COMSOL.Узнать большеcomsol.ru0+
Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
АВР для генератораОптом и в розницу. Доставка, самовывоз. 2 мин. от м. Водный стадионУзнать большеalektrion.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Дизельный генератор от завода!Низкие цены производителя! Закажите дизельные генераторы в AZIMUT!Узнать большеgc-azimut.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
На основании анализа полученных динамических характеристик и импульсов коллекторного тока можно построить искомые нагрузочные характеристики
Рис. 3.25 – Нагрузочные характеристики генератора
Токи IК1, IК0 – определяются площадью импульса коллекторного тока и в области ННР неизменны. В ПНР,вследствие появления провала в импульсе, токи с ростом RК заметно падают. Коллекторное напряжение
UК = IК1· RК в области ННРрастет пропорциональноRК поскольку ток IК1 не меняется. В ПНР рост сопротивления нагрузки компенсируется падением тока IК1. В результате UК остается практически постоянным.
Колебательная мощность определяется выражением Р1=0,5· IК1·UКв ННР растет подобно UК, а в ПНР-падает пропорционально IК1, достигая максимума в критическом режиме.
Потребляемая мощность Р0 = IК0 ·ЕК повторяет зависимость IК0 , т.к. напряжение питания ЕК не зависит от сопротивления нагрузки.
Мощность тепловых потерь на коллекторе определяется как разность РК = Р0-Р1 .
Электронный к.п.д. генератора растет пропорционально Р1в ННР и остается практически неизменным в ПНР, т.к. в этой области
характер изменения Р1 и Р0одинаков.
Заметим, что полученные зависимости соответствуют идеализированным характеристикам АЭ при D = 0.Поскольку у реальных приборов
D 0,токи коллектора меняются и в области ННР (см. пунктирные линии). Анализируя полученные зависимости можно сделать следующие
выводы:
- В ННРгенератор ведет себя как эквивалентный генератор тока с большим внутренним сопротивлением.
- В ПНРгенератор переходит в режим генератора напряжения с малым внутренним сопротивлением.
- Максимальную мощность Р1 генератор отдает в критическом режиме. По этой причине в большинстве случаев применения генератора с внешним возбуждением значительное отступление от критического режима не рекомендуется.
- Наибольшая мощность тепловых потерь имеет место в режиме короткого замыкания (RК =0) и в области ННР.
- Максимальное значение электронного к.п.д. достигается в критическом и перенапряженном режимах.
Расстроенную нагрузку
Работа на расстроенную нагрузку не является нормальным режимом ГВВ и встречается главным образом при включении генератора и при его первоначальной настройке. На этом этапе, помимо переходных процессов, опасный для активного элемента режим может быть вызван отличием сопротивления нагрузки от оптимальной величины.
Из теории линейных электрических цепей известно, что сопротивление параллельного колебательного контура определяется выражением
, где
; φZ= - arctg
;
Qн – нагруженная добротность контура;
Rк – резонансное (эквивалентное) сопротивление нагрузочного контура;
φZ – фазовый сдвиг между первой гармоникой тока коллектора и коллекторным напряжением.
Соответствующие графики модуля и фазы сопротивления нагрузки представлены на рисунке 3.26.
Рисунок 3.26 – Модуль и фаза сопротивления нагрузки
Теперь используя нагрузочные характеристики генератора можно получить настроечные характеристики (рисунок 3.27)
Рис.3.27 – Настроечные характеристики генератора
Первоначальная настройка генератора обычно осуществляется при минимальной связи с нагрузкой (антенной). Поэтому эквивалентное сопротивление нагрузочного контура Rк велико и генератор при настройке контура в резонанс находится в области ПНР
. В момент резонанса напряженность режима максимальна, провал в импульсе коллекторного тока наибольший (см. нагрузочные характеристики) и соответственно составляющие коллекторного тока Iк1, Iк0минимальны. Эта особенность на практике используется для визуального (или автоматического) контроля настройки контура в резонанс по минимуму постоянной составляющей тока коллектора Iк0.
При работе генератора на расстроенную нагрузку динамическая характеристика коллекторного тока становится неоднозначной, т.к. в разные моменты времени одинаковым значениям тока соответствуют различные величины коллекторного напряжения. Эта особенность иллюстрируется рисунком 3.28 для частного случая θ=90º
Рисунок 3.28 – Динамическая характеристика коллекторного тока при
расстроенной нагрузке.
Вследствие расстройки коллекторное напряжение сдвинуто по фазе относительно тока коллектора на угол φ. Цифрами 1 – 4 отмечены точки соответствующие характерным отсчетам угла ωt:-θ, 0, φ, θ .По существу динамическая характеристика в этом случае представляет часть «фигуры Лиссажу» (эллипса).
При точной настройке в резонанс динамическая характеристика заняла бы положение соответствующее пунктирной прямой.
Следует однако отметить, что с учетом реальных характеристик АЭ динамические характеристики коллекторного тока всегда не однозначны (даже в случае резонанса), вследствие асимметрии реального импульса коллекторного тока.
Предположим теперь, что генератор работал в оптимальном критическом режиме. Тогда при расстройке контура режим генератора станет недонапряженным. При этом постоянная составляющая коллекторного тока не изменится и соответственно не изменится мощность потребляемая от источника Ро=Iко·Ек.
Яндекс.ДиректАВР для генератораОптом и в розницу. Доставка, самовывоз. 2 мин. от м. Водный стадионУзнать большеalektrion.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Дизельный генератор от завода!Низкие цены производителя! Закажите
дизельные генераторы в AZIMUT!Узнать большеgc-azimut.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Контроль сварных швов в Москве и МОЧто нужно знать о контроле сварных соединений каждому? Заходи!Узнать большеntc-rad.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
ДЭС от производителя 200 кВт!Генераторы 200 квт. ПСМ: Только надежные решения. Нам доверяют. Узнайте!Узнать большеpowerunit.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
Активная составляющая колебательной мощности Р1/ определится следующим выражением
Р1/ = 0,5Iк1·Uк·cosφZ = 0,5I2к1·|Zк|·cosφZ = 0,5I2к1·Rк·cos2φZ =Р1·cos2φZ
Здесь Р1–мощность генератора в оптимальном резонансном режиме.
Отсюда следует, что расстройка нагрузочного контура приводит к снижению колебательной мощности и увеличению мощности тепловых потерь в АЭ
Рк = Ро – Р1/
Соответственно снижается и электронный к.п.д. генератора η./.
η./ = Р1//Po
В связи с этим, в генераторах большой мощности при включении (когда очень велика вероятность расстройки колебательной системы) значительно, в 2 – 4 раза, снижают напряжение Ек, которое затем по мере настройки контура плавно или ступенчато поднимают до номинального значения.
Заметим, что в генераторах большой мощности, при работе в сильно перенапряженном режиме при определенной расстройке контура возможно увеличение мощности и к.п.д. генератора [ ].
- напряжение коллекторного питания – Ек;
- амплитуду напряжения возбуждения – Uу;
- напряжение смещения на управляющем электоде – Еу;
- угол отсечки коллекторного тока θ = .
В качестве исследуемых параметров режима будем рассматривать
- токи коллектора и управляющего электрода – IК1, IК0;
- напряжение на коллекторе – UК;
- колебательную мощность – Р1;
- потребляемую мощность – Р0;
- мощность тепловых потерь на коллекторе – РК;
- электронный к.п.д. – η.
Рассмотрим зависимость динамических характеристик коллекторного тока от сопротивления нагрузки в поле идеализированных статических характеристик АЭ(рисунок 3.24)
Рис. 3.24 – Динамические характеристики коллекторного тока
Поскольку θ = , Еу = и статическая характеристика для Еусовпадает с горизонтальной осью координат. Поэтому все динамические характеристики будут исходить из точки соответствующей ЕК.
При RК = 0, UК = IК1· RК - также равно 0 и вторая точка динамической характеристики, определяемая координатами ляжет на вертикальной прямой, проходящей через ЕК.
По мере увеличения RК, соответственно растет и UК и динамическая характеристика смещается влево по статической характеристике еумакс в положение 3, 4, 5. При этом импульс коллекторного тока не меняется по величине, а режим генератора остается недонапряженным ( т.к. импульс тока сохраняет косинусоидальную форму). Характеристика (5) очевидно соответствует критическому режиму (RК = RККР). Дальнейшее увеличение RК и UК переводит генератор в перенапряженный и сильно перенапряженный режим.
Яндекс.ДиректФото- и видеокольпоскопы!Узнать большеmttechnica.ruЕсть противопоказания. Посоветуйтесь с врачом.Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Расчет полупроводниковых системКомпьютерное моделирование p-n переходов, диодов, транзистров в COMSOL.Узнать большеcomsol.ru0+
Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
АВР для генератораОптом и в розницу. Доставка, самовывоз. 2 мин. от м. Водный стадионУзнать большеalektrion.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Дизельный генератор от завода!Низкие цены производителя! Закажите дизельные генераторы в AZIMUT!Узнать большеgc-azimut.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
На основании анализа полученных динамических характеристик и импульсов коллекторного тока можно построить искомые нагрузочные характеристики
Рис. 3.25 – Нагрузочные характеристики генератора
Токи IК1, IК0 – определяются площадью импульса коллекторного тока и в области ННР неизменны. В ПНР,вследствие появления провала в импульсе, токи с ростом RК заметно падают. Коллекторное напряжение
UК = IК1· RК в области ННРрастет пропорциональноRК поскольку ток IК1 не меняется. В ПНР рост сопротивления нагрузки компенсируется падением тока IК1. В результате UК остается практически постоянным.
Колебательная мощность определяется выражением Р1=0,5· IК1·UКв ННР растет подобно UК, а в ПНР-падает пропорционально IК1, достигая максимума в критическом режиме.
Потребляемая мощность Р0 = IК0 ·ЕК повторяет зависимость IК0 , т.к. напряжение питания ЕК не зависит от сопротивления нагрузки.
Мощность тепловых потерь на коллекторе определяется как разность РК = Р0-Р1 .
Электронный к.п.д. генератора растет пропорционально Р1в ННР и остается практически неизменным в ПНР, т.к. в этой области
характер изменения Р1 и Р0одинаков.
Заметим, что полученные зависимости соответствуют идеализированным характеристикам АЭ при D = 0.Поскольку у реальных приборов
D 0,токи коллектора меняются и в области ННР (см. пунктирные линии). Анализируя полученные зависимости можно сделать следующие
выводы:
- В ННРгенератор ведет себя как эквивалентный генератор тока с большим внутренним сопротивлением.
- В ПНРгенератор переходит в режим генератора напряжения с малым внутренним сопротивлением.
- Максимальную мощность Р1 генератор отдает в критическом режиме. По этой причине в большинстве случаев применения генератора с внешним возбуждением значительное отступление от критического режима не рекомендуется.
- Наибольшая мощность тепловых потерь имеет место в режиме короткого замыкания (RК =0) и в области ННР.
- Максимальное значение электронного к.п.д. достигается в критическом и перенапряженном режимах.
Расстроенную нагрузку
Работа на расстроенную нагрузку не является нормальным режимом ГВВ и встречается главным образом при включении генератора и при его первоначальной настройке. На этом этапе, помимо переходных процессов, опасный для активного элемента режим может быть вызван отличием сопротивления нагрузки от оптимальной величины.
Из теории линейных электрических цепей известно, что сопротивление параллельного колебательного контура определяется выражением
, где ; φZ= - arctg ;Qн – нагруженная добротность контура;
Rк – резонансное (эквивалентное) сопротивление нагрузочного контура;
φZ – фазовый сдвиг между первой гармоникой тока коллектора и коллекторным напряжением.
Соответствующие графики модуля и фазы сопротивления нагрузки представлены на рисунке 3.26.
Рисунок 3.26 – Модуль и фаза сопротивления нагрузки
Теперь используя нагрузочные характеристики генератора можно получить настроечные характеристики (рисунок 3.27)
Рис.3.27 – Настроечные характеристики генератора
Первоначальная настройка генератора обычно осуществляется при минимальной связи с нагрузкой (антенной). Поэтому эквивалентное сопротивление нагрузочного контура Rк велико и генератор при настройке контура в резонанс находится в области ПНР
. В момент резонанса напряженность режима максимальна, провал в импульсе коллекторного тока наибольший (см. нагрузочные характеристики) и соответственно составляющие коллекторного тока Iк1, Iк0минимальны. Эта особенность на практике используется для визуального (или автоматического) контроля настройки контура в резонанс по минимуму постоянной составляющей тока коллектора Iк0.
При работе генератора на расстроенную нагрузку динамическая характеристика коллекторного тока становится неоднозначной, т.к. в разные моменты времени одинаковым значениям тока соответствуют различные величины коллекторного напряжения. Эта особенность иллюстрируется рисунком 3.28 для частного случая θ=90º
Рисунок 3.28 – Динамическая характеристика коллекторного тока при
расстроенной нагрузке.
Вследствие расстройки коллекторное напряжение сдвинуто по фазе относительно тока коллектора на угол φ. Цифрами 1 – 4 отмечены точки соответствующие характерным отсчетам угла ωt:-θ, 0, φ, θ .По существу динамическая характеристика в этом случае представляет часть «фигуры Лиссажу» (эллипса).
При точной настройке в резонанс динамическая характеристика заняла бы положение соответствующее пунктирной прямой.
Следует однако отметить, что с учетом реальных характеристик АЭ динамические характеристики коллекторного тока всегда не однозначны (даже в случае резонанса), вследствие асимметрии реального импульса коллекторного тока.
Предположим теперь, что генератор работал в оптимальном критическом режиме. Тогда при расстройке контура режим генератора станет недонапряженным. При этом постоянная составляющая коллекторного тока не изменится и соответственно не изменится мощность потребляемая от источника Ро=Iко·Ек.
Яндекс.ДиректАВР для генератораОптом и в розницу. Доставка, самовывоз. 2 мин. от м. Водный стадионУзнать большеalektrion.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Дизельный генератор от завода!Низкие цены производителя! Закажите
дизельные генераторы в AZIMUT!Узнать большеgc-azimut.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Контроль сварных швов в Москве и МОЧто нужно знать о контроле сварных соединений каждому? Заходи!Узнать большеntc-rad.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
ДЭС от производителя 200 кВт!Генераторы 200 квт. ПСМ: Только надежные решения. Нам доверяют. Узнайте!Узнать большеpowerunit.ruСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента
| Спасибо, объявление скрыто. |
Активная составляющая колебательной мощности Р1/ определится следующим выражением
Р1/ = 0,5Iк1·Uк·cosφZ = 0,5I2к1·|Zк|·cosφZ = 0,5I2к1·Rк·cos2φZ =Р1·cos2φZ
Здесь Р1–мощность генератора в оптимальном резонансном режиме.
Отсюда следует, что расстройка нагрузочного контура приводит к снижению колебательной мощности и увеличению мощности тепловых потерь в АЭ
Рк = Ро – Р1/
Соответственно снижается и электронный к.п.д. генератора η./.
η./ = Р1//Po
В связи с этим, в генераторах большой мощности при включении (когда очень велика вероятность расстройки колебательной системы) значительно, в 2 – 4 раза, снижают напряжение Ек, которое затем по мере настройки контура плавно или ступенчато поднимают до номинального значения.
Заметим, что в генераторах большой мощности, при работе в сильно перенапряженном режиме при определенной расстройке контура возможно увеличение мощности и к.п.д. генератора [ ].