Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 11

Для отыскания оптимального режима АЭ удобно пользоваться нагрузочными характеристиками. Нагрузкой АЭ является входное сопротивление нагрузочной системы . Как следует из соотношений (3.13) в НР и КР выходной  ток не зависит от . Это отражает и аппроксимированная ДХ (рис. 3.6). Зависимость ,  а так же  от  приведены на рис. 3.7. Формула (3.13) непригодна для анализа токов в ПР. Но из ДХ видно, что с увеличением провала уменьшается площадь импульса, следовательно, при возрастании  уменьшается постоянная составляющая  и амплитуда первой гармоники тока  а рост   замедляется, как и изображено на рис.1.

Рис. 1 Зависимость постоянной составляющей тока , первой гармоники тока напряжения на нагрузке  от .

Зависимость энергетических параметров от сопротивления нагрузки называется нагрузочными характеристиками АЭ. Чтобы получить эти характеристики, аппроксимируем зависимости изображенные на рис. следующим образом:

1)  при ; 2)   при ;

Тогда

1) при ; 2) при ;

Нагрузочные характеристики изображены на рис.

Рис. 2. Нагрузочные характеристики ГВВ.

1. . ГВВ замкнут накоротко. Режим сильно недонапряжённый. Это опасно, поскольку мощность  велика. Как правило для этого случая: > ;

2. При росте  мощность растёт пропорционально . Достигая критического значения при  мощность становится максимальной.

3. При >режим становится перенапряжённым. В импульсе выходного тока появляется провал. Мощность начинает падать. Мощность, рассеиваемая на входе, возрастает. Появляется опасность перегрева входного электрода. КПД в этой области высок.

До сего времени рассмотрение условий работы АЭ велось в предположении, что согласующая цепь нагрузочной системы ГВВ настроена на частоту возбуждения. Одной из простейших согласующих цепей является параллельный колебательный контур, амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики которого имеют вид:

Рис. 3. Амплитудно-частотная и фазочастотная  характеристики

простой согласующей цепи ГВВ.

При расстройке контура его сопротивление становится комплексным, что приводит:

1) к уменьшению модуля  этого сопротивления и соответственно к уменьшению амплитуды выходного напряжения ;

2) к возникновению сдвига фаз  между первой гармоникой выходного тока , и переменных выходным напряжением ,  взятым с обратным знаком.

В результате минимальное мгновенное значение выходного напряжения возрастает, а импульс выходного тока проходит не в момент минимума выходного напряжения, а ранее или позднее, в зависимости от знака сдвига фаз . В ПР необходимо учитывать входной ток, а это приводит к тому, что провал в импульсе выходного тока будет расположен не в середине импульса, а справа или слева, в зависимости от знака (рис. 4).

Рис. 4. Форма импульса выходного тока в зависимости

от характера нагрузки.

Комплексная нагрузка приводит к возрастанию мощности, рассеиваемой на выходном электроде, а также к снижению колебательной мощности и КПД.

На рис. 5 показаны кривые изменения мощности , ,  и постоянных составляющих входного и выходного токов в зависимости от изменения резонансной частоты контура. Вертикальные пунктирные прямые соответствуют случаю настройки контура на рабочую частоту возбуждения .

Рис. 5. Кривые изменения мощности и токов при работе ГВВ

на комплексную нагрузку.

Теперь с помощью динамических характеристик проанализируем изменение режима работы АЭ в зависимости от напряжения . Предположим, что при некоторых  АЭ работает в КР и его ДХ представлена ломаной OABД. (рис. 6). Кроме того, ,  Рассмотрение выражений показывает, что при уменьшении участка недонапряжённой области параллельно самому себе на величину  В целях корректности анализа изменения  будем проводить в таких пределах, чтобы  можно было считать  На рис. 6 ломаная  OA'B'D представляет собой ДX при  а ломаная  OA''B''Д – ДX  при 

Рис. 6. Динамическая выходная ВАХ АЭ и формы импульсов

выходного тока в зависимости от напряжения питания .