Структурная схема ГВВ имеет вид:
Рис. 3. Структурная схема ГВВ.
Структурная схема удобна при рассмотрении усилителя мощности, умножителя частоты, модулятора. Структурная схема позволяет расчленить ГВВ на отдельные узлы, которые можно рассматривать самостоятельно.
С помощью структурной схемы рассмотрим баланс мощностей в выходной цепи ГВВ. Следуя второму закону Кирхгофа запишем уравнение для выходной цепи АЭ ГВВ:
(1)
Левую и правую часть выражения (1.1) умножим на и проинтегрируем:
(2)
В правой части (1.2) первое слагаемое есть ничто иное, как мощность, потребляемая АЭ:
(3)
а второе слагаемое – мощность на выходе АЭ:
(4)
Разность этих мощностей представляет собой бесполезную мощность, затрачиваемую на нагрев выходного электрода. Назовем ее рассеиваемой:
(5)
На входе АЭ действует напряжение:
(6)
Действуя аналогично для баланса мощностей во входной цепи можно получить следующее уравнение:
(7)
Суммарная рассеиваемая мощность в активном элементе определяется формулой:
(8)
Значение не должно превышать максимально допускаемую мощность рассеивания электронного прибора, указываемую в его паспорте.
Высокочастотная колебательная (“электронная”) генератора в соответствии с формулой (1.4) может быть записана в виде:
(9)
где - сопротивление нагрузочной системы.
Выходная мощность ГВВ, т.е. мощность которая выделяется на активном полезном сопротивлении нагрузки
(10)
где - коэффициент полезного действия колебательной системы (к.п.д.). Эффект преобразования энергии источника постоянного тока в энергию высокочастотных колебания характеризуется к.п.д.:
(11)
Выражение называют коэффициентом использования напряжения источника питания или коэффициентом напряженности режима.
Выражение - коэффициентом формы выходного тока.
Таким образом, электронный к.п.д. определяется соотношением:
(12)
Полный к.п.д. генератора определяется формулой:
(13)
Важнейшей характеристикой ГВВ является также коэффициент усиления по мощности:
(14)
Современные радиопередатчики потребляют огромное количество энергии и поэтому вопрос об эффективности ее преобразования является, пожалуй, наиглавнейшим. Рассмотрим возможности повышения . В формуле (13) электронный к.п.д. имеет наибольший вес, поскольку нагрузочная система состоит из пассивных элементов и пути оптимизации очевидны и не вызывают затруднений. Сложнее дело обстоит с получением наилучшего значения . Обратимся к соотношению (12). Если предположить, что , то при работе ГВВ без отсечки выходного тока при и , т.е. . Реально он будет не выше . Если ГВВ работает с отсечкой выходного тока, т.е. импульсами тока, то можно получить и , т.е. . Практически наилучшее значение . Из сказанного следует, что режимы ГВВ с отсечкой тока являются энергетически более выгодными.
Высокий к.п.д. (свыше 90%) можно получить в ГВВ при его работе в ключевом режиме, когда АЭ одну часть периода находится в открытом состоянии (), а другую часть периода – в закрытом состоянии ( велико). Оба режима обеспечивают . Ключевые режимы успешно применяются в ГВВ на частотах примерно до 200 МГц. Ухудшение переключательных свойств АЭ ограничивает использование ключевых режимов на более высоких частотах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.