Файл: 1 Классификация и физический механизм работы вч и свч генераторов.docx

Спасибо, объявление скрыто.

Преобразователь частоты ONI M680Широкий ассортимент надежных моделей для насосного оборудования. От 0,75 кВoni-system.com Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента

Спасибо, объявление скрыто.

Для оценки энергетических показателей генератора необходимо определить постоянную составляющую и первую гармонику коллекторного тока. Для этого воспользуемся полученными ранее формулами гармонического анализа





Здесь θ=π/2; iк = iкмакс ............. –θ < ωt < θ

iк = 0..................... –θ > ωt > θ



Рисунок 3.35 – Волновая диаграмма генератора

 

В результате вычисления интегралов получим

Iко = 0,5·iкмакс



Аналогично для первой гармоники меандра напряжения получим



 

С другой стороны

Приравнивая правые части последних выражений, получим

Ек = 2iкмакс(Rн+rнас)

Мощность, потребляемая генератором

Ро = Ек·Iко =iк²макс(Rн+rнас)

Колебательная мощность генератора



К.П.Д. генератора



Как и в случае последовательного резонансного инвертора при расчете полного к.п.д. генератора следует учитывать коммутационные потери обусловленные паразитными емкостями схемы (см. 3.52 и 3.53)

Следует также отметить, что дополнительные коммутационные потери возникают и при переключении тока за счет паразитной индуктивностей выводов и соединительных проводов (

---

LП). Действительно, пока через АЭ протекает ток iкмакс , паразитные индуктивности накапливают энергию

w = .

При запирании АЭцепь индуктивности обрывается и возникающая э.д.с. самоиндукции рассеивает накопленную энергию на сопротивлении утечки АЭ.

Мощность коммутационных потерь определится выражением

= f

Однако с этими потерями приходится считаться только при использовании сильноточных и низковольтных АЭ.

 

1.14.3. Генератор в режиме класса «Е»

 

Как было установлено выше, скачкообразный характер изменения формы тока и напряжения приводит к ограничению частотного диапазона эффективных режимов генератора. В определенной мере этого недостатка нет в другом ключевом режиме, получившем условное название режим класса «Е».

Упрощенная схема такого генератора и его эквивалентная схема представлены на рисунке 3.36.



Рисунок 3.36 – Схема генератора в режиме класса «Е»

 

Контур LкCк– настроен в резонанс на частоту возбуждения и имеет достаточно высокую добротность для фильтрации высших гармоник.

Контур L(C1+Co)– «формирующий»; его назначение – реализация оптимальной формы коллекторного напряжения, обеспечивающего минимальные коммутационные потери.

Генератор работает следующим образом. При отпирании транзистора в формирующем контуре L1,С2 возникает переходный процесс; частота и затухание контура подбираются так, чтобы к моменту следующего отпирания транзистора напряжение на коллекторе и его производная оказались равными 0. Это позволяет избавиться от коммутационных потерь за счет паразитных емкостей транзистора и схемы. Такой режим получил название оптимального. Длительность времени насыщения (τнас) транзистора может быть больше, меньше или равной половине периода рабочей частоты генератора. В зависимости от этого подбирается резонансная частота формирующего контура и его добротность, определяющая степень затухания переходного процесса. Поскольку затухание должно быть значительным, добротность формирующего контура не превышает 1,5-2. Волновая диаграмма коллекторного напряжения и тока для генератора в режиме класса «Е» представлена на рисунке 3.37. Резонансная частота формирующего контура при τнас< Т/2должна быть ниже рабочей частоты, а при τнас

---

≥ Т/2-выше. Расчеты показывают, что наилучшие результаты с точки зрения эффективности генератора обеспечивает режим с τнас ≈ Т/2 [ 2 ].

В момент запирания АЭ ток коллектора становится равным 0. Однако ток в формирующем контуре не обрывается, а замыкается через емкость контура (ic)

Несмотря на лучшие частотные свойства режим класса «Е» не нашел широкого применения, т.к. при закрытом транзисторе пиковое напряжение на коллекторе может в несколько раз превышать напряжение источника питания. В оптимальном режиме при τнас ≈ Т/2 пиковое напряжение в 3,7 раза превышает Ек.



Рисунок 3.37 – Волновая диаграмма генератора класса «Е»

 

При использовании транзистора в таком генераторе резко возрастает опасность электрического пробоя, особенно в процессе настройки, когда режим отличается от оптимального и пиковое напряжение может быть значительно больше 3,7Ек. Более подходящим прибором для генератора класса «Е» является генераторная лампа, т.к. она способна выдержать многократные импульсные перегрузки по напряжению. Однако и в этом случае надежность генератора оказывается невысокой из-за большой вероятности электрического пробоя.

Вследствие низкой добротности формирующего контура, форма напряжения на нагрузке далека от гармонической, поэтому в схему ГВВ добавляется фильтрующий контур, имеющий высокую добротность и настроенный на рабочую частоту. Амплитудно–частотные характеристики формирующего (1) и фильтрующего (2) контуров показаны на рисунке 3.38.

С ростом рабочей частоты генератора емкость формирующего контура необходимо уменьшать. Как только необходимая емкость контура станет меньше паразитной емкости схемы, обеспечение оптимального режима становится невозможным и к.п.д. генератора начнет быстро падать.

 



Рисунок 3.38 – Амплитудно-частотные характеристики

В заключение следует заметить, что приведенные сведения не исчерпывают все схемы и методы повышения эффективности ГВВ. Более подробно этот материал излагается в [ 2 , 3] .

 

 

Умножители частоты

Умножители частоты, как и усилители мощности колебаний высокой частоты, относятся к подклассу генераторов с внешним возбуждением. От усилителей мощности они отличаются тем, что частота колебаний выходного сигнала в кратное число раз отличается от частоты возбуждения.

---

Основные области применения умножителей частоты (УЧ):

- Расширение диапазона частот возбудителя.

Предположим , что исходный диапазон частот возбудителя f … 2f. Применение удвоителя частоты позволит получить частоты 2f …4f. В результате общий диапазон частот возбудителя составит f … 4f.

- Углубление частотной модуляции (ЧМ)

При умножении частоты ЧМ колебаний пропорционально увеличивается и отклонение частоты (девиация).

- Перенос низкочастотных колебаний, стабилизированных кварцем, в более высокочастотный диапазон.

- В выходных каскадах транзисторных передатчиков диапазона сверхвысоких частот, где транзисторы утрачивают свои усилительные свойства.

---

Варакторные умножители частоты

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Кольпоскопы «Алайф-Дафина»Варианты для любого бюджета.Доставка по всей РФ.В наличии на складе. СервисконтактыБинокулярныйЦифровой видеокольпоскопКаталог товаровbstmed.ruЕсть противопоказания. Посоветуйтесь с врачом.Скрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента Спасибо, объявление скрыто. Преобразователь частоты ONI M680Широкий ассортимент надежных моделей для насосного оборудования. От 0,75 кВoni-system.comСкрыть рекламу:Не интересуюсь этой темойТовар куплен или услуга найденаНарушает закон или спамМешает просмотру контента Спасибо, объявление скрыто. Яндекс.Директ

В умножителях этого типа для генерации гармоник частоты возбуждения используется нелинейность емкости р-n перехода специальных диодов, получивших название «варикап» и «варактор». В варикапе используется нелинейность барьерной емкости закрытого перехода, которая относительно не велика, и, следовательно, не велики значения накапливаемых зарядов и пропускаемых токов. Соответственно мала преобразуемая варикапом мощность. Поэтому на практике для умножения частоты используют варакторный режим диода, в котором он работает с частичным отпиранием р-n перехода. В таком режиме к барьерной емкости перехода добавляется диффузионная емкость, которая на несколько порядков превышает барьерную. В результате существенно возрастает преобразуемая варакторным умножителем мощность.

Эквивалентная схема варикапа представлена на рисунке 3.40. Здесь L – индуктивность выводов диода; RS - сопротивление материала кристалла и контактов; Rу– сопротивление утечки; СБ– барьерная емкость перехода; Rр – сопротивление рекомбинации (активная составляющая сопротивления открытого перехода); СП

---