|
| |
|
Слаботочка Книги Если подставить значения б = 180; 90; 60; 0° в выражение (217), то соответственно получим: а= 1; 2; 5; оо (рис. 8.17). Действительно, когда б = 180°, отсечки тока нет п Rt = UiRi = Ri, т. е. лампа все время представляет для первой гармоники анодного тока одно и то   ах Am Рис. 8.16. Эквивалентные схемы нелинейного резонансного усилителя с генератором э. д. с. (а) и тока (б). же сопротивление Rt. При б = 90° лампа заперта полпериода, и за счет этого среднее внутреннее сопротивление удваивается: Ri = = 2/?г. При 0 = 60° пауза больше Ri=Ri, а при 0 = 0 анодный ток вообще отсутствует и это равнозначно Ri = оо.  120 150 180 в, град Рис. 8.17. Зависимость коэффициента приведения от угла отсечки. Нелинейный режим усилительной лампы можно также представить с помощью средней крутизны характеристики Sp, которая равна частному от деления р- на Ri (а не Ri, как в линейном усилителе). Это позволяет заменить нелинейный усилитель схемой с генератором тока SJJ, которым питается его собственное сопротивление Rc и сопротивление нагрузки - входное сопротивление контура /?вх (рис. 8.16,6). Итак, параметры Ri и Sep являются функциями угла отсечки, который, в свою очередь, зависит от амплитуды возбуждения. Тем самым подтверждается, что признаком нелинейного устройства является зависимость его параметров от амплитуды входного напряжения. Энергетические соотношения. Умножение частоты. Так как контур усилителя не представляет сколько-нибудь значительного сопротивления для высших гармоник, то колебательная мощность, выделяемая в контуре, определяется только первой гармоникой анодного тока и равна п almBx amUim /01 о\ /к =--=--. (218) Эта полезная мощность является частью мощности Pq, подводимой от источника питания постоянного тока. Если каждая переменная составляющая анодного тока направлена в один полупериод от плюса к минусу источника питания, в следующий - от минуса к плюсу и т. д., то средняя за период мощность Pq определяется только постоянной составляющей /ао: Ро=5а/ао. (219) Разность между Pq и Рк является мощностью, расходуемой в лампе, точнее, рассеиваемой на аноде лампы: Р, = Ро~-Рк. Отношение колебательной мощности к подводимой называется к. пд. анодной цепи и согласно (218), (219) ZiL - 1. аот аш J Lfam г/а макс J Ua,n (220) Pq 2 5a /ао Эц о/амакс 2 Эд о Кроме приведенной классификации режимов (А, В, АВ, С) существует деление режимов на недонапряженный, критический и перенапряженный, связанное с величиной Uajda- Чем больше это отношение, тем меньше минимальное анодное напряжение а мин = = Эа - t/am, И так как сму соответствуст максимальное сеточное напряжение, то тем больше максимальный сеточный ток /макс Если этот ток еще не вызывает уменьшения анодного тока с увеличением сеточного напряжения Ug, то режим называется недонапряжен-ным, а если вызывает - то перенапряженным; пограничный между этими режимами называется критическим. Для нелинейного резонансного усилителя самым выгодным является критический, ему соответствует отношение UaJda = 0,8 ~ 0,95. В соответствии с формулой (220) к. п. д. усилителя ria зависит еще от отношения aja, которое является функцией угла отсечки (см. рис. 8.14). При 0 = 180° отношение а/ао = 1; если к тому же учесть, что линейный усилитель работает в недонапряженном режиме (t/am/a<C 0 8ч-0,95), ТО станст ясным, что/с. п. д. анодной цепи линейного усилителя всегда меньше 50%, с уменьшением угла отсечки 0 от 180 до О отношение а/ао растет от 1 до 2, соответственно растет и к, п. д. Ца- Это объясняется тем, что с увеличением пауз между импульсами анодного тока их постоянная составляющая /ао, а с ней и подводимая мощность Ро = = 5а/ао уменьшаются. Правда, при этом уменьшается и может понизиться, но в меньшей мере, чем Ро, колебательная мощность Р amhim ayra l/a макс к ------- Например, если установить угол отсечки 0 = 90°, то получим ttj = 0,5 и 7 = 1,57, в то время как при 0 = 180° коэффициенты = 0,5 и 7 = 1. Значит, уменьшение угла отсечки от 180 до 90° позволило увеличить к. п. д. усилителя более чем в 1,5 раза, сохранив неизменной его колебательную мощность. Обычно нелинейные усилители работают с углом отсечки 0 = 60-90°; при меньших значениях 0 не только уменьшается коэффициент и соответственно колебательная мощность, но и для реализации режима требуются очень большие напряжения возбуждения и смещения. Итак, на практике используются и линейные, и нелинейные усилители: первые - когда не требуется большого усиления по мощности, а вторые - для получения большой колебательной мощности в нагрузке. Кроме того, нелинейный усилитель может служить умножителем частоты. Для этого никаких изменений в схеме не требуется, нужно лишь настроить анодный контур в резонанс с соответствующей гармоникой анодного тока. Для остальных гармоник, в том числе и для первой, входное сопротивление контура очень мало и на выходе умножителя практически выделяются только гармонические колебания, соответствующие требуемому коэффициенту п умножения частоты. Очевидно, что угол отсечки должен быть наиболее благоприятным для получения л-й гармоники анодного тока с максимальной амплитудой. В случае удвоения частоты это угол 0 = 60°, утроения - угол 0 = 40°, но даже при самых благоприятных условиях колебательная мощность в режиме умножения меньше, чем в режиме усиления, поскольку максимум больше, чем максимум а, а тем более, чем аз и т. д. Второй недостаток умножения частоты - необходимость в очень большой амплитуде возбуждения, что вызвано малыми оптимальными углами отсечки. Все это ограничивает применение режима умножения частоты. 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 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 |