Усилители генератор внешнего возбуждения режим работы класс АБ
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Исследования общих принципов и особенностей построения усилителей мощности-генераторов с внешним возбуждением радиопередатчиков различного уровня сложности нашли отражение в обширной научной, учебной и специальной литературе, ограниченный перечень которых приведен в данной работе [1-12, 14-16, 20]. Это объясняется тем, что усилители мощности является необходимым устройством для обеспечения заданной выходной мощности излучения любого радиопередатчика. Объектом исследования данной курсовой работы являются усилители мощности-генераторы с внешним возбуждением, основанные на различных принципах построения и работающие в режиме класса АВ. Развитие методов генерации высокочастотных колебаний дает возможность рассмотрения генераторов, которые используются не только в радиопередатчиках, но и в других современных радиоустройствах и приборах. 1 ХАРАКТЕРИСТИКА РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ Генератором с внешним возбуждением (ГВВ) называется усилительная ступень радиопередающего устройства, в котором энергия источника электропитания преобразуется в энергию высокочастотных колебаний с помощью активного элемента (АЭ), управляемого периодическим сигналом на его входе [1-9]. При этом если частота генерируемых колебаний совпадает с частотой возбуждения, тогда ГВВ называют усилителем мощности [2]. В качестве АЭ ГВВ могут применяться электронно-вакуумные лампы, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры, тиратроны, таситроны, клистроны, лампы бегущей волны (ЛБВ), магнетроны, платинотроны, туннельные диоды, диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды и другие электронные приборы. Режимы работы ГВВ различных частотных диапазонов с указанными АЭ имеют в каждом конкретном случае имеют свои специфические особенности, связанные с конкретным механизмом функционирования АЭ и структурой остальных элементов схемы. В схемах ГВВ с АЭ на электронно-вакуумных лампах, биполярных и полевых транзисторах в зависимости от длительности тока АЭ iАЭ различают классы усиления A, B, C и AB (рис. 1.1). В режиме класса А (режим первого рода) ток активного элемента iАЭ протекает непрерывно. Его величина изменяется по гармоническому закону в течение всего периода. Такой ток АЭ называется пульсирующим – состоит из постоянной составляющей I0 и единственной переменной составляющей с амплитудой Im≤I0. График изображенный пунктиром на рис. 1.1 в режиме класса А соответствует предельному состоянию этого класса усиления. Режим класса А характеризуется минимальными нелинейными искажениями, т. к. усилительный элемент работает на линейном участке проходной динамической характеристики [9] и применяется в модуляторных и буферных ступенях усиления радиопередатчиков. В усилителях большой мощности этот режим применять нецелесообразно, т. к. КПД такого усилителя не превышает 50 %. Режимы усиления классов B, C и AB относятся к режимам усиления второго рода. -7048513906500 Рисунок 1.1 Ток активного элемента ГВВ в различных режимах работы В режиме класса B ток АЭ имеет форму периодически повторяющихся импульсов, длительность которых равна половине периода их повторения π. Для характеристики длительности импульсов тока АЭ используют понятие нижнего угла отсечки θ, который выражает в угловом измерении (в радианах или градусах) половину длительности импульсов тока АЭ. В режиме класса B угол отсечки 2θ=π или θ=900 . Усилительные ступени в этом режиме работы могут иметь КПД до 75 % (теоретически – до 78,5 % [7]). В режиме класса C ток АЭ имеет форму периодически повторяющихся импульсов с углом осечки 2θπ или θ900. Т. е. в этом режиме длительность импульсов тока АЭ ступени усиления меньше половины периода их повторения. Режим усиления ГВВ класса C является наиболее экономичным поскольку его КПД приближается к значениям (80…100) % [7, 9]. Режим класса AB является промежуточным между режимами усиления A и B. Угол отсечки импульсов тока АЭ заключен в интервале π2θ2π или 900θ1800. Режим класса АВ имеет несколько меньший КПД, чем режим класса В (50…60) % [9] и меньшие нелинейные искажения. Применяется в двухтактных усилителях мощности радиопередатчиков. Основное достоинство класса АВ – это возможность выбора оптимального соотношения между величиной нелинейных искажений и КПД, c помощью изменения напряжения смещения входного сигнала. Примерно 99% всей выпускаемой аудио аппаратуры работает в этом классе [10]. Иногда к обозначению режима АВ приписывают индексы 1 или 2 – АВ1, АВ2. При этом индекс «1» указывает на отсутствие сеточных токов в ГВВ на лампах, а индекс «2» на их наличие.
Обобщенные схемы усилителей мощности–генераторов с внешним возбуждением
На рис. 2.1 приведена обобщенная структурная схема усилителя мощности–генератора с внешним возбуждением (УМ-ГВВ). В состав УМ-ГВВ входят АЭ, нагрузка (Rн), цепи питания и смещения АЭ, а также входная согласующая цепь через которую на вход АЭ подается...
Усилители мощности с параллельным и двухтактным включением ламп в режиме класса АВ
В выходных усилителях большой мощности применяются ламповые ГВВ с параллельным и двухтактным включением ламп. Параллельную схему включения ламп (рис. 4.1) применяют в случаях, когда необходимую колебательную мощность невозможно получить с помощью од...
Открыть главуОсновные расчетные соотношения для усилителя мощности передатчика
Проектирование УМ производится для заданной колебательной мощности P. При этом рассмотрение физических процессов, определение количественных соотношений и применение методик расчетов УМ производятся для немодулированных гармонических колебаний [7]. ...
Открыть главуВыбор и обоснование построения принципиальной электрической схемы усилителя мощности
При непосредственном подключении источника сигналов задающего генератора и нагрузки к транзистору резистивного УМ в результате его инерционных свойств будет наблюдаться неравномерность уровня выходного сигнала в заданном частотном диапазоне (спад на ...
Открыть главуРасчет и выбор номинальных значений элементов принципиальной электрической схемы усилителя мощности передатчика
Поскольку УМ передатчика нагружен на фидерную линию со стандартным 50-омным волновым сопротивлением, то расчеты элементов принципиальной схемы проводятся из условия, что к входу УМ подключена резистивная нагрузка задающего генератора, а к выходу – ак...
Открыть главуЗаключение
Теория и техника устройств генерирования и формирования сигналов непрерывно развивается. При этом выделяются три основные направления – освоение более высокочастотных диапазонов, развитие функционально-модульного метода конструирования, широкое применение цифровых устройств. Все это требует освоения основополагающих принципов построения генераторов с внешним возбуждением радиопередатчиков. В курсовой работе рассмотрены основные особенности работы УМ-ГВВ в режиме класса АВ. При этом из всего многообразия схем выбраны наиболее типовые, позволяющие в простой форме пояснить физические процессы, происходящие в УМ-ГВВ. Работу различных типов используемых в УМ-ГВВ электронных приборов объединяет физический принцип взаимодействия потока носителей заряда с электромагнитным полем. Большинство выпускаемых в настоящее время радиопередатчиков самого различного назначения являются транзисторными. Однако, как в ВЧ, так и СВЧ диапазонах при повышенной мощности излучения по-прежнему находят применение и ламповые радиопередающие устройства. Несмотря на разный физический характер процессов, протекающих в электровакуумном приборе, биполярном и полевом транзисторах, ввиду формального сходства их ВАХ анализ выходной цепи генераторов в режиме класса АВ в основном совпадает. При этом применение того или иного усилительного прибора в режиме класса АВ определяется мощностью и диапазоном рабочих частот. При общей постановке задания на курсовую работу выполнен конкретный расчет широкополосного усилителя мощности в КВ диапазоне, работающего в режиме класса АВ.
Список литературы
1. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин и др.; Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2003. – 560 с. 2. Радиопередающие устройства: Учебник для вузов / Л.А. Белов, М.В. Благовещенский, В.М. Богачев и др.; Под ред. М.В. Благовещенского, Г.М. Уткина. – М.: Радио и связь, 1982. – 408 с. 3. Ворона В.А. Радиопередающие устройства. Основы теории и расчета: Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия-Телеком, 2007. – 384 с. 4. Радиопередающие устройства: Учебник для техникумов / Шумилин М.С., Головин О.В., Севальнев В.П., Шевцов Э.А. – М.: высшая школа, 1981. – 293 с. 5. Павлов Б.А., Вилесов Л.Д., Филатов В.Н. Генераторы с внешним возбуждением: Учебное пособие. – СПб.: СПбГУАП, 2003. – 28 с. 6. Генерирование колебаний и формирование радиосигналов: Учебное пособие / В.Н. Кулешов, Н.Н. Удалов, В.М. Богачев и др.; Под ред. В.Н. Кулешова, Н.Н. Удалова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 416 с. 7. Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства. – М.: Воениздат, 1974. – 510 с. 8. Клоков В.В., Павликов С.Н. Устройства формирования и генерирования сигналов в системах подвижной радиосвязи: Учебное пособие. – Владивосток: Изд-во МГУ им. адм. Г.И. Невельского. 2008. – 287 с 9. Москатов Е.А. Электронная техника. – Таганрог, 2004 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.qrz.ru/books/free/electronic/Electronic_technician.pdf. 10. Режим работы транзистора и усилителя класс «В, АВ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://grimmi.ru/class%20b-ab%20amplifiers.html. 11. Лебедев И.В. Техника и приборы сверхвысоких частот. Т. II. Электровакуумные приборы СВЧ. – М.: Высшая школа, 1972. – 376 с. 12 Гавриленко И.И. Радиопередающие устройства. – М.: Транспорт, 1983. – 368 с. 13. Полупроводниковые приборы: Транзисторы. Справочник / В.Л. Аронов, А.В. Баюков, А.А. Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н. Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 904 с. 14. Проектирование радиопередающих устройств. Под ред. В.В. Шахгильдяна. Учеб. пособие для вузов. – М.: Связь, 1976. – 432 с. 15. Алексеев О.В., Головков А.А., Полевой В.В., Соловьев А.А. Широкополосные радиопередающие устройства (Радиочастотные тракты на полупроводниковых приборах). – М.: Связь, 1978. – 304 с. 16. Титов А.А. Проектирование цепей коррекции, согласования и фильтрации усилителей мощности радиопередающих устройств: Учебно-методическое пособие. – Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2003. – 64 с. 17. ГОСТ 28884-90 (МЭК 63-63) Ряды предпочтительных значений для резисторов и конденсаторов 18. Горячева Г.А., Добромыслов Е.Р. Конденсаторы: Справочник. – М.: Радио и связь, 1984. – 88 с. 19. Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. – М.: Радио и связь, 1991. – 528 с. 20. Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. – М.: Связь, 1966. – 400 с.
