Радиоприемные устройства - Баркан В.Ф.
Скачать (прямая ссылка):
ж ----
._., п
\ о 0
<
Фиг. 3. 1. Диаграмма работы лампы при колебаниях первого рода.
В каскадах большой мощности иногда одновременно применяется и параллельное и последовательное соединение ламп.
Оконечные каскады различаются также и по характеру изменения тока в анодной цепи лампы.
В зависимости от этого различают работу ламп колебаниями первого и второго рода.
При работе лампы колебаниями первого рода ток в ее анодной цепи течет и изменяется на протяжении всего периода изменения напряжения на сетке. При таком режиме колебания анодного тока повторяют форму изменений напряжения на сетке, так как они происходят в пределах линейного участка характеристики (фиг. 3. 1).
При работе лампы колебаниями второго рода ток в ее анодной цепи течет и изменяется лишь на протяжении некоторой части периода изменения напряжения на сетке (фиг. 3.2). Такой прерывистый ток принято оценивать величиной импульса /апих и длительностью импульса.
Для удобства расчетов длительность импульса обычно выражают через угол отсечки 0.
54
Фиг. 3.3. Диаграмма работы >пампы в режиме класса В\.
Нижним углом отсечки 8 называется половина той части периода в угловом измерении, в течение которой в анодной цепи лампы проходит ток
а ^('2-'l)
В усилительной технике различают также режимы работы лампы без сеточных токов и с сеточными токами. Такое разнообразие
Фиг. 3. 4. Диаграммы работы лампы.
а—в режиме АВ«, б—в режиме В п.
возможных режимов работы лампы усилителя мощности привело к необходимости их классификации.
Различают следующие основные режимы работы лампы: 1) режим класса А\ — режим работы колебаниями первого
рода без сеточных токов (см. фиг. 3. 1);
2) режим класса Вх— режим 1 работы колебаниями второго рода
без сеточных токов с углом отсечки 0=90° (фиг. 3.3);
3) режим класса АВ±— режим работы колебаниями второго рода без сеточных токов с углом отсечки 6 = 120—130°.
Если при работе в каждом из этих режимов в сеточной цепи индекс «1» заменяется индек-
Фиг. 3. 5. Схема с трансформаторным выходом.
лампы возникает ток, то сом «2».
Например, АВ2 или В2 (фиг. 3. 4, а и б).
56
Однако следует отметить, что в режиме класса Л, применяемом в маломощных усилителях, почти всегда работают без сеточных токов, поэтому индекс «1» при записи обычно не ставится.
Режим работы колебаниями второго рода позволяет получить более высокий к. п. д. Такой режим применяется в мощных усилителях и в усилителях с батарейным питанием.
Режим работы колебаниями второго рода можно применять только в двухтактных схемах. Применение этого режима в одно-тактной схеме вызывает значительные нелинейные искажения.
Усилители мощности различаются также и по способу связи анодной цепи с сопротивлением полезной нагрузки.
Наиболее распространенной схемой оконечного каскада является схема с трансформаторным выходом (фиг. 3. 5). *
§ 11. АНАЛИЗ РАБОТЫ ОДНОТАКТНОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ
НА ТРИОДЕ
Трехэлектродные лампы, как известно, обладают сравнительно линейными характеристиками, изображающими зависимость анодного тока от напряжений на электродах лампы. Линейность характеристик триода позволяет определить аналитическим методом наиболее выгодные условия работы лампы в усилителе мощности и установить основные соотношения между величинами, характеризующими рабочий режим каскада.
Основной величиной, определяющей условия работы лампы в схеме усилителя мощности, является сопротивление анодной нагрузки. От значения этой величины зависят такие показатели усилителя, как полезная мощность каскада, к. п. д., степень нелинейных искажений и ряд других показателей, рассмотренных ранее.
Рассмотрим прежде всего вопрос о влиянии сопротивления анодной нагрузки на величину полезной мощности, создаваемой в анодной цепи лампы усилителя.
Эквивалентная схема каскада для области средних частот приведена на фиг. 3. 6.
Определим мощность Р, создаваемую в сопротивлении нагрузки /?а:
Фиг. 3.6. Упрощенная эквивалентная схема усилителя мощности.
1
(ЗЛ)
где /, — амплитуда первой гармоники анодного тока.
Из эквивалентной схемы каскада следует, что величина ампли-тУДы первой гармоники тока /1 равна
\f-Ug
+
(3.2)
57
Заменив в формуле (3. 1) амплитуду тока 1Х ее значением из формулы (3. 2), получим
Р= ± ( ^е V/? = ± и?и2 *а
Вынесем в знаменателе за скобки /?(- и обозначим отношение = а. Тогда
1
2 Я, (1+а)2
(3-3)
Определим наивыгоднейшее значение а, при котором мощность Р достигает наибольшего значения.
Будем считать, что амплитуда сеточного напряжения постоянна и независима от величины а.
йР
Вычислим производную - и приравняем ее нулю:
их
ар
Р'
1 №\
Л/
1 ^ а
2 /?, (1+а)2
= 0,
-о,
(1 + а)2
(1+а)2
' =(1+*)*-2*(1 + *) (1 + а)4
1_а2=0, а = -4-1.
= 0,
Значение а = — 1 лишено физического смысла. Поэтому считаем, что мощность, создаваемая в анодной цепи лампы, достигает наибольшего значения при а= 1, т. е. при У?а=У?г-.
Последнее равенство хорошо согласуется с известным из электротехники положением об условии отдачи наибольшей мощности в нагрузку. Согласно этому положению электрический генератор отдаст наибольшую мощность в нагрузку в том случае, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению генератора.
