Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

НЕДОНАПРУЖЕНИЙ, КРИТИЧНИЙ, ПЕРЕНАПРУЖЕНИЙ РЕЖИМИ РОБОТИ ГЗЗ





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

В залежності від величин опору навантаження ГЗЗ, амплітуди вхідної напруги чи напруги живлення в схемі відрізняють три основні режими роботи АЕ: недонапружений, критичний і перенапружений. Ці режими розглянемо для роботи АЕ в режимі коливань другого роду, який використовується в потужних каскадах.

При недонапруженому режимі схема ГЗЗ має такий опір навантаження, амплітуду Uвх чи U ж, що динамічна характеристика по змінному струму не перетинає лінію критичного режиму (ЛКР); імпульс струму АЕ при цьому режимі неспотворений (рис. 2.11).

Рис. 2.11 НH роботи в схемі ГЗЗ. Рис. 2.12. КH роботи в схемі ГЗЗ.

На рис. 2.11а показано, що в схемі транзисторного ГЗЗ використаний режим коливань другого роду (робоча точка А на вихідних ВАХ відповідає положенню Iк = 0 при відсутності Uвх). Нахил ДХ (Rер коливального контура), такий, що при заданій величині Uвх, що вона не перетинає ЛКР. Це приводить до появи форми імпульсу Ік в вигляді неспотвореної косинусоїди, відсіченої на половинному рівні. Форма Uвих є неспотворена синусоїда, де негативний напівперіод виходить із побудови по динамічній характеристиці, а позитивний з'являється внаслідок використання в вигляді навантаження паралельного коливального контура, коли при закритому АЕ заряджений до цього при проходженні струму конденсатор контуру розряжається через його індуктивність.

При критичному режимі (КР) схема ГЗЗ має такий опір навантаження, амплітуду Uвх чи Еж, що ДХ по змінному струму доторкається до лінії критичного режиму; імпульс Івих АЕ при цьому має сплощення вершини. Сплощення вершини імпульсу в схемі ГЗЗ на БТ пов'язана з тим, що при значній амплітуді Uвх і появи значного Ібу частина носіїв струму, яка емітується з області емітера, перехоплюється базою, при цьому Ік зменшується, що приводить до сплощення вершини. Також зменшення густини електронних носіїв на вершині пов'язано також зі зменшенням колекторної залишкової напруги Uз до 1 … З В, що зменшує притягувальний потенціал колектора при значному позитивному потенціалі бази.

При перенапруженому режимі (ПР) в схемі ГЗЗ зростає опір навантаження (підвищується добротність коливального контуру і Rер) так що нахил динамічної характеристики по змінній складовій струму збільшується, зростає амплітуда Uвх. По формі імпульса вихідного струму АЕ відрізняють при цьому два підрежими: слабко-перенапружений і сильно-перенапружений.

При слабко-перенапруженому режимі в імпульсі Івих АЕ з'являється впадина, а амплітуда Uвих не перевищує Еж (рис. 2.13). При збільшенні опору навантаження і кута нахилу динамічна характеристика перетинає лінію критичного режиму. При побудові форми Uвих, яка є синусоїдальною, її амплітуда, як видно з рис. 2.13а, не перевищує Еж. Поява впадини в формі імпульсу пов'язано з тим, що появою Uвх і її збільшенням, Ік збільшується до перетину характеристики з ЛКР. Подальше зменшення напруги колектора (т. А) приводить до подальшого зменшення Ік (т. Б), появи впадини в імпульсі Ік. Збільшення амплітуди Uвх при цьому режимі приводить до різкого збільшення Іб при дуже малих залишкових напругах Uз = Uв, коли притягувальний потенціал колектора близький до нуля, а потенціал бази значний, що приводить до перерозподілу електронного потоку, збільшення Іб і появи впадини в імпульсі Ік струму.

Рис. 2.13. Слабко-перенапружений режим роботи в схемі ГЗЗ.

При сильно-перенапруженому режимі проходить подальше збільшення опору навантаження ГЗЗ, зростає нахил ДХ по змінному струму, амплітуда Uвих більша Еж.

Оскільки в схемі ГЗЗ на БТ при цьому режимі проходять по-різному, є необхідність провести окремий аналіз процесів в цих схемах ( рис. 2.14).

Рис. 2.14. Сильно-перенапружений режим роботи в схемі ГЗЗ.

 

В схемі ГЗЗ на БТ форма струму має зворотній викид (рис. 2.14а), оскільки зменшення Ік при зменшенні Uвих (з точки а до точки б) приводить спочатку до зменшення Ік до нуля, а поява негативної напруги Uвих на колекторі (при значній позитивній напрузі Uвх на базі) приводить до відкриття переходу база-колектор, появи зворотного Ік (відповідає напрузі Uвих в точці в). Зворотній викид струму колектора обумовлюється також значним зростанням базового струму.

Реалізація недонапруженого, критичного і перенапруженого режиму роботи реалізуують зміною Еж (для реалізації недонапруженого режиму його треба збільшувати, а для реалізації перенапруженого - зменшувати).

2.6. ВИБІР ОПТИМАЛЬНОГО КУТА ВІДСІЧКИ В СХЕМІ ГЗЗ

Вибір оптимального кута відсічки здійснюється з таким розрахунком, щоб величина Рвих була значна при високому ККД η. Для аналізу ці величини визначимо через коефіцієнти . Берга.

З графіків залежності коефіцієнтів Берга від Ө (рис. 2.15) видно, що оптимальним Ө є кут, близький до 90°. Спроба збільшення кута відсічки ( від 90° до 120°, де максимальний) приводить до незначного збільшення Рвих1 збільшується від 0,5 до 0,54.

Рис. 2.15. Залежність коефіцієнтів розкладання α1 і α2 від кута відсічки.

Одначе збільшення кута Ө тоді приведе до зменшення η, який характеризується, як видно з формули для η, відношенням α10. Збільшення кута Ө, приводить до незначного збільшення α1, але значного збільшення α0, тому η зменшується.

Зменшення Ө (від 90° до 30°) приводить до зменшення Рвих, оскільки крутість спаду α1 в цьому проміжку велика. ККД η при зменшенні Ө зростає, оскільки крутість залежності α1 в цьому проміжку вища, ніж крутість зміни α0, а співвідношення α10 зростає.

Оптимальний кут відсічки Өopt = 70° … 90° реалізується в схемі каскаду без спеціальних вимірів, оскільки цей кут відповідає появі вихідного струму АЕ ГЗЗ при появі вхідної напруги.

 

2.7. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАВАНТАЖЕННЯ ГЗЗ

 

Характеристиками навантаження ГЗЗ є залежність основних енергетичних показників (Рвих, η, Р0, Рк(с, а)) від зміни величини опору навантаження. Ці характеристики використовують для вибору оптимального режиму роботи ГЗЗ. Навантаження ГЗЗ є паралельний контур, настроєний на частоту вхідного сигналу, а зміна навантаження є зміна Рер, яка в свою чергу, при стабільності Uвх і Еж, приводить до зміни режиму АЕ від недонапруженого до сильно-перенапруженого.

На рис. 2.16 зображено хід характеристик навантаження ГЗЗ від опору навантаження Rер, де додатково приведені форми струму АЕ (БТ) при зміні режиму роботи.

Залежність характеристик навантаження при зміні опору навантаження пояснюється зміною режиму АЕ, тому вони мають вигляд, який зображено на мал. 2.16а.

Амплітуда першої гармоніки вихідного струму І1m = α1·Um. Оскільки кут відсічки не змінюється (характеристика знімається при постійному Uвх та Еж), то видно, що І1m фактично залежить від зміни амплітуди імпульсу Іm. Чітко видно з рис. 2.16б, що амплітуда його при зміні режиму від недонапруженого до сильноперенапруженого змінюється таким чином: в проміжку від недонапруженого до критичного фактично Іm не змінюється; а від критичного до перенапруженого зменшується. В перенапруженому режимі тенденція зменшення І1m проходить різкіше, оскільки при появі зворотного викиду в імпульсі струму БТ його форма вже більш схожа на синусоїду з подвійною частотою (тобто, тут рівень першої гармоніки менший, ніж другої).

Рис. 2.16. Характеристики навантаження ГЗЗ.

Постійна складова струму І0 (середнє значення) дорівнює: І0 = α0 Іm.: Оскільки α0 незмінний, а Іm змінюється при зміні режиму так, як і в попередньому випадку для І1m, то тенденція зміни І0 схожа: від НР до КР І0 практично не змінюється, а від КР до ПР зменшиться. Тенденція зменшення тут менш різкіша, ніж для І1m, що обумовлюється появою впадини і зворотнього викиду, але середнє значення струму зменшиться менше.

Амплітуда вихідної напруги. Ем1m·Rер:опір контуру Rер при зміні режиму АЕ постійно і пропорціонально зростає, а амплітуда І1m від НР до КР фактично не змінюється, тому при перемноженні цих величин Um зростає. Від КР до НР І1m зменшується при зростанні Rер , тому при перемноженні цих величин Um фактично є незмінною, що видно на рис. 2.16б.

Коефіцієнт використання активного елемента по напрузі. ξ= Um/ Еж

Оскільки Еж - величина постійна, то ξ змінюється так, як змінюється Um.

Потужність споживання від джерела живлення. Р0 = І0·Еж.

Оскільки Еж - величина постійна, то тенденція зміни Р0 така ж, як і для І0.

Коливальна вихідна потужність. Рвих =½І1mUm : від НР до КР І1m практично постійний, а амплітуда вихідної напруги збільшується, тому і Рвих при перемноженні цих величин збільшується. Від критичного до перенапруженого режиму Uм незмінна, а І1m зменшується, то при перемноженні їх Рвих зменшується, а максимальна Рвих може бути одержана при КР.

Потужність розсіювання. Рк(с, а)0вих : від НР до КР Р0 фактично постійна, а Рвих збільшується, тому при відніманні від постійної Р0 збільшуваної Рвих Рк(с, а) зменшується. Від КР до ПР Р0 зменшується і Рвих зменшується, тому при їх різниці Рк(с) повинна бути незмінною, одначе Рк(с, а) повільно зменшується, оскільки при цьому Р0 зменшується значно повільніше, ніж Рвих. З графіку видно, що експлуатація АЕ в НР невигідна, оскільки Рк(с) достатньо велика.

ККД.Від НР до КР Рвих збільшується, а Р0 фактично постійна, тому η збільшується. Від КР до ПР Рвих і Р0 зменшується, одначе Рвих при КР має неявно виражений максимум, тому в слабоперенапруженому режимі Рвих близька до постійної величини і незначно зменшується при підході до ПР, а Р0 зменшується, тому η в слабоперенапруженому режимі має неявно виражений максимум, а при переході до ПР Рвих зменшується різкіше, ніж Р0, тому при і η зменшується.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.