Главная -> Книги (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) ( 7 ) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (7) 6) Коэффициент полезного действия анодной иепи tj. Это есть отношение колебательной мощности к подводимой мощности В режиме класса А коэффициенты j и ; меньше единицы и поэтому VI < . Это обстоятельство является существенным недостатком данного режима. Рассмотрим физическую сущность процесса создания колебательной мощности в анодном контуре усилителя. Для этого предварительно отметим два важных положения: - когда движение свободного электрона ускоряется, то его кинетическая энергия возрастает, происходит это за счет отбора энергии от того истсрника, который ускоряет движение электрона; - когда движение свободного электрона тормозится, то его кинетическая энергия убывает, происходит это потому, что тормозимый электрон отдает часть своей энергии источнику торможения. Если возбуждение усилителя отсутствует, на контуре напряжения нет. В это время все электроны в лампе летят к аноду ускоренно только под воздействием напряжения /Та- При наличии возбуждения усилителя на движение электронов кроме напряжения Е, оказывает влияние также и контурное напряжение. В положительный полупериод входного сигнала контурное напряжение тормозит электроны и энергия в контуре возрастает. В отрицательный полупериод входного сигнала контурное напряжение ускоряет электроны и энергия в контуре уменьшается. Но из графиков, изображенных на рис. 1.17, видно, что количество электронов, ускоряемых контуром, значительно меньше тормозимых. Объясняется это действием сеточного напряжения, которое изменяется в противофазе с анодным напряжением. По данной причине анодный контур усилителя получает энергии больше, чем отдает ее лампе. Разность между эти.ми энергиями и обеспечивает созданиг колебательной мощности, т. е. той мощности, из-за наличия которой колебания в контуре поддерживаются незатухающими. Понятия, термины и обозначения, рассмотренные выше, справедливы для любого режима усилителя. Они разъяснялись на примере режима класса А только потому, что данный режим простейший. На практике он применяется сравнительно редко. В выходных усилителях он вообще не используется ввиду низкого КПД и по другим причинам. 4. Физические процессы и энергетические соотношения в усилителе мощности при колебаниях второго рода При колебаниях второго рода лампа усилителя работает в нелинейном режиме. Ее анодный ток имеет форму периодически по- вторяющихся импульсов, в зависимости От угла отсечки анодного тока режим можег быть класса В, С или АВ. Из § 1 известно, что импульсный ток состонт из постоянной составляющей и множества гармоник. Любая гармоника анодного тока может создавать полезный эффект, т. е. поддерживать колебания в контуре незатухающими. Для этого необходимо настроить анодный контур усилителя на частоту рабочей гармоники. Отсюда следует, что усилитель мощности при колебаниях второго рода может работать не только в режиме обычного усиления, но и в режиме умножения частоты. В режиме усиления анодный контур настроен на частоту входного напряжения. Поэтому он имеет большое сопротивление (активное по характеру) только для первой гармоники анодного тока. Она и является рабочей гармоникой. Для всех высших гармоник сопротивление контура ничтожно мало. Ввиду этого напряжение на контуре изменяется синфазно с первой гармоникой анодного тока. Оно синусоидальное, а следовательно, одночастотное. Напряжение на аноде лампы, оставаясь все время положительным, изменяется в противофазе с напряжением на контуре. Графики физических процессов, происходящих в режиме усиления класса В, изображены на рис. 1.18. Из графиков видно, что колебательная мощность, выделяемая в контуре, создаесся только первой гармоникой анодного тока. Поэтому K = -/„,a,-t/„a=-/Lr. (1.18) Если лампа работает в буферном, недонапряженном или критическом режиме, то mal = "l • макс- Следовательно, в таких режимах колебательную мощность можно определять по уравнению Як=•al•4.,aкc•£a, (1.19) где ai- определяется по графикам в соответствии с углом отсечки импульсов анодного тока. Мощность постоянного тока, забираемая анодной цепью от источника питания, в этих режимах определяется так: Яо = /аО-£а = Яо-4ма.сс-£а. (1.20) Коэффициент полезного действия анодной цепи усилителя мощности рассчитывается по уравнению =- = -Т-Ь- 0-21) где Yi - коэффициент исполгзования первой гармоники анодного тока ,„=-=ft). С уменьшением угла отсечки анодного тока коэффициент fi возрастает, приближаясь к 2. Соответственно увеличивается КПД усилителя, стремясь к коэффициенту использования анодного напряжения. На практике наиболее часто 5=0,75--0,95, а •[•1 = 1,2-;-1,8. Рис. I.I8. Графики физических процессов, происходящих в усилителе мощности, при работе лампы в режиме колебаний второго рода Теоретически КПД усилителя мощности, работающего в режиме класса С, может приближаться к 100%. Практически же оц не превышает 8090%. Высокий КПД усилителя в режиме класса С объясняется фи-зИ(Чески тем, что лампа оказывается отпертой только в то вргмя, когда тормозящее напряжение контура достаточно велико. В режиме умножения частоты усилитель работает в тех случаях, когда его контур настроен на частоту какой-либо высшей гармоники анодного тока. (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) ( 7 ) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) |
|