Генератор із зовнішнім збудженням

Генератор із зовнішнім збудженням являє собою перетворювач енергії джерела постійного струму в енергію змінного струму необхідної частоти й одночасно підсилювачем потужності високочастотних коливань.

Електронна лампа (транзистор) в схемі генератора виконує роль приладу, що керує поступанням енергії від джерела постійного струму в коливальну систему в точній відповідності з виникшими коливаннями, тобто здійснює прямий зв’язок джерела з контуром. Для того, щоб ці коливання були незатухаючі, необхідне періодичне поповнення енергії в контурі. Переносчиком енергії джерела постійного струму є потік електронів в лампі, тобто періодично змінюючийся анодний струм.

Основні кола: 1. Кола керуючої сітки

2. Анодні кола

3. Кола катоду

 

Кола керуючої сітки.

Має два участка - внутрішній - міжелектродний простір сітка - катод C_gk .

Зовнішній - створений зовнішніми підключеними елементами.

У зовнішньому колі діють дві напруги - змінна напруга збуджувача, що змінюється по закону косинуса яка називається напругою збудження та напруга (постійна) зміщення (звичайно від’ємна).

Схема, що приведена на рис. називається паралельною. Зміщення подається через дросель L_g .

Таким чином на сітці лампи

Якщо e_g < 0, то сіткові струми відсутні. При e_g >0, з’являється сітковий струм (конвекційний). Крім того існує реактивний струм, який визначається C_gk . Частота слідування імпульсів сіткового струму відповідає частоті збудження.

Анодне коло

Анодне коле - вихідне.

Також має внутрішній та зовнішній участок.

Призначення елементів.

На відміну від ПНЧ навнтаження резонансне.

В статичному режимі I = I₀ P₀ = E_aI₀ - нагрів аноду

анодний струм

Потужність

- рівняння енергетичного балансу.

 

Режими

А - коливання 1-го роду - малопотужні каскади з аперіод навантаженням

B i C -коливання 2-го роду

B - струм протікає на протязі половини періода

С - струм протікає менше половини періода

 

Косинусоїдні імпульси

Імпульс, огинаюча якого є частиною косинусоїди: називається косинусоїдним. Він симетричний.

Форма косиносоїдного імпульсу повністю визначається двома його параметрами: амплітудою i_{а мах} і кутом відсічки .

Кут відсічки являє собою частину періода коливань, виражену в градусах (або радіанах), заключену між віссю симетрії імпульсу і моментом зникнення (відсічки) анодного струму лампи. Подвійне значення кута відсічки 2 характеризує ту частину періода, на протязі якого проходить один повний імпульс струму. Наприклад:

= 60^о - то анодний струм є 120 ^о , а немає 240^о.

Періодична послідовність симетричних косинусоїдних імпульсів струму може бути представлена у вигляді нескінченого гармонічного ряду Фурьє, що є суммою постійного струму I_a0 і змінних складових косинусоїдних струмів (гармонік) з амплітудами I_a1, I_a2,..., I_an і частотами кратними основній частоті імпульсів w, тобто w, 2w,3w,... nw:

Вираз для постійної складової і амплітуд гармонік, згідно математичної теорії розкладання симетричних періодичних функцій в ряд Фурьє, має слідуючий вигляд:

(1)

(2)

Миттєве значення струму:

(3)

В момент t=0

(4)

або

підставимо в (3)

(5)

Підставивши (5) в (1) і (2) та проінтегрувавши, отримаємо:

(6)

............

де - коефіціент розкладу косинусоїдного імпульсу, що залежить від кута відсічки.

 

(6)

...................

Таблиці цих коефіціентів, досить зручні для розрахунку складових косинусоїдного імпульса, складені академіком А?І? Бергом і широко застосовуються в розрахунках радіопередавачів.

Криві для мають максимум

при = 120^o

при = 60^o

при = 40^о

при

Вибираючи можна отримати максимум потрібної гармоніки.

ККД генератора залежить від співвідношення I_a0 та I_a1 .

(7) -коефіціент форми косинусоїдного імпульса.

При зміні кута відсічки від 180 до 0 g змінюється від 1 до 2

Таким чином зменшення викликає ріст g і ККД

Зменшення зміщення приводить до збільшення

Якщо < 90^о то - клас С

=90^о то - клас В

= 180^о - клас А

Зміна амплітуди збудження впливає на

В класі С збільшення збудження викликає збільшення

В класі B кут відсічки не залежить від амплітуди збудження

В класі AB збільшення амплітуди збудження веде до зменшення