1.7. Зависимости режима лампового генератора от питающих напряжений

Режим генератора с внешним возбуждением зависит от питающих лампу напряжений Еg, Ug, Ea и др. Чтобы правильно отрегулировать режим генератора, необходимо знать, как он зависит от каждого из них. Зависимости токов, напряжений и энергетических показателей генератора от питающих напряжений необходимо знать еще и потому, что все применяемые на практике методы амплитудной модуляции основаны на использовании зависимости первой гармоники анодного тока генераторной лампы от питающих напряжений. И, наконец, четкое представление о влиянии питающих напряжений на режим генератора необходимо для изучения процессов, происходящих в автогенераторах, в частности, вопросов устойчивости амплитуды и частоты автоколебаний.

Для анализа влияния питающих напряжений на величину первой гармоники анодного тока генератора, работающего в недонапряженном режиме на настроенную нагрузку, используется рассмотренная выше эквивалентная схема, изображенная на рис.1.6б.

, (1.12)

где Ug - напряжение возбуждения, Rэ - сопротивление нагрузки , R’i - приведённое внутреннее сопротивление лампы , ai - коэффициент приведения, зависимость которого от угла отсечки q показана на рис. 1.6а.

При анализе зависимости первой гармоники анодного тока от какого-либо напряжения предполагается, что все остальные питающие лампу напряжения не изменяются.

1.7.1. Зависимость режима лампового генератора от амплитуды напряжения возбуждения Ugm

Характер зависимости Ia1=f(Ugm) определяется положением рабочей точки, то есть смещением на управляющей сетке лампы.

a)    


( - напряжение запирания) - рис.1.9а

При этом угол отсечки q = 90° и при изменении амплитуды возбуждения остается постоянным. Из формулы (1.12) видно, что в недонапряженном режиме зависимость Ia1=f(Ugm) в этом случае линейная. При Ugm>Ugmкр режим становится перенапряженным, рост Ia1 сначала замедляется, а затем прекращается. При Ugm>> Ugmкр резко возрастает ток управляющей сетки, и первая гармоника анодного тока уменьшается. Характер зависимостей коэффициента использования лампы по анодному напряжению и подводимой к анодной цепи мощности P0 = EaIa0 от Ugm такой же, как Ia1=f(Ugm) , поскольку Rэ и Ea постоянны. Зависимость отдаваемой генератором мощности от Ugm в недонапряженном режиме представляет собой параболу. Кривая зависимости мощности рассеяния на аноде Pa=P0-P»1 имеет максимум при некотором среднем значении амплитуды Ugm. Можно показать, что при этом КПД h=0,5. Таким образом, для теплового режима анода лампы наиболее опасны не большие значения Ugm, а промежуточные

б) - рис.1.9б.

В этом случае при Ugm=0 лампа заперта. Анодный ток появляется лишь при значениях Ugm>÷Eg- E'g½. Угол отсечки анодного тока q < 90°. При возрастании амплитуды угол отсечки увеличивается, оставаясь, однако, меньше 90°. Кривая зависимости Ia1=f(Ugm) имеет S - образную форму.

в) - рис.1.9в.

При Ugm£½ -Eg½ лампа работает в режиме колебаний класса А ,то есть q=1800. При этом ai=1 , характеристика I a1=f(Ugm) линейна и имеет наибольшую крутизну. При Ug -Eg½ угол отсечки уменьшается, оставаясь всегда больше 90°, величина ai растет и возрастание Ia1 замедляется. При переходе лампы в перенапряженный режим анодный ток в случаях (б) и (в ) изменяется так же, как и в случае (а). Кривая зависимости Ia1=f(Ugm) имеет выпуклую форму.

1.7.2. Зависимость режима лампового генератора от напряжения смещения на управляющей сетке

При изменении напряжения смещения Еg (при постоянных значениях напряжения на аноде Ea , амплитуды возбуждения Ugm и сопротивления нагрузки Rэ) одновременно меняются и высота импульса анодного тока iamax , и угол отсечки q. Когда остаточное напряжение на управляющей сетке равно напряжению запирания , угол отсечки q=0, и анодный ток Ia=0. По мере уменьшения отрицательного напряжения смещения Eg анодный ток и угол отсечки начинают расти. Ток управляющей сетки появляется при |Eg|=Ugm и растет по мере уменьшения |Eg| сначала медленно, а после перехода в перенапряженный режим его рост становится бурным, при этом амплитуда первой гармоники анодного тока падает.

Итак, активное нарастание первой гармоники анодного тока имеет место лишь в недонапряженном режиме. Из анализа приведенной выше эквивалентной схемы лампового генератора (рис.7) и формул (1.13) и (1.14) следует, что в недонапряженном режиме у ламп с малой проницаемостью D первая гармоника анодного тока практически не зависит от анодного напряжения Еa, поэтому линейная зависимость первой гармоники анодного тока от напряжения смещения Eg при неизменной амплитуде напряжения возбуждения Ugm имеет место в интервале значений углов отсечки анодного тока 60°£q£120°, где зависимость 1/ai =f(cosq) – линейная. Характер зависимости энергетических показателей генератора от напряжения смещения Eg такой же, как и от амплитуды возбуждения Ugm.

1.7.3. Зависимость режима лампового генератора от напряжения источника анодного питания Ea

Чтобы понять зависимость режима лампового генератора от напряжения источника анодного питания, следует вспомнить, что в триоде анодный ток лампы ia равен разности между суммарным током и сеточным :ia =is - ig. Поскольку проницаемость D даже у триодов весьма мала, то влияние анодного напряжения на суммарный ток остается весьма слабым. Что касается тока управляющей сетки, то при Ea=0 он равен суммарному току, с ростом анодного напряжения сеточный ток уменьшается, при этом анодный ток, который при Ea=0 отсутствовал, практически линейно увеличивается после небольшой выпуклости при малых, близких к нулю, значениях Ea .

При Ea ³ Eaкр анодный ток приближается по величине к суммарному. Таким образом, пи Ea ³ Eaкр имеет место недонапряженный режим, и анодный ток практически не зависит от анодного напряжения. Поскольку в перенапряженном режиме (0 <Ea< Eaкр) зависимость анодного тока от анодного напряжения почти линейная, то можно считать, что здесь коэффициент использования по анодному напряжению x= Uка, а также КПД h=0,5gx - постоянны (g=a1/a0). Все мощности, определяющие энергетический баланс анодной цепи, изменяются по параболическому закону.

Устройства генерирования и формирования радиосигналов


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.