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 9

Рис. 4.

Из этих графиков видно что размах (синусоида) входного напряжения полностью укладывается на линейном участке статической ВАХ и по этому выходной ток  в точности повторяет форму входного тока. Выходное напряжение применятся в противофазе с выходным током. Амплитуда первой гармоники выходного тока , постоянная составляющая  равна току покоя . В составе спектра выходного тока высшие составляющие отсутствуют. Достоинство режима класс А – чистота спектра выходных колебаний. Следовательно, , , , , а . При , т.е. при работе АЭ в других режимах спектральный состав выходного тока имеет более сложный характер. Воспользовавшись построением (рис. 4) найдем в общем виде аналитические соотношения для спектрального состава в общем виде аналитические соотношения для спектрального состава выходного тока в зависимости от  и , так как эти два параметра определяют косинусоидальный импульс. Известно, что выходной ток в АЭ определяется выражением:

                                             (1)

Подставляем значение входного напряжения:

                                           (2)

в формулу (1), получим

  или

                                          (3), где . При  выходной ток .

Следовательно

                                                   (4)

Используя (4) и (3), получим соотношение для выходного тока

                           (5)

Из графиков видно, что при , выходной ток принимает максимальное значение , т.е.

                                            (6)

Отсюда следует, что

                                                    (7)

Подстановка выражения (7) в (5) позволяет получить ещё одно выражение для тока

                                           (8)

Учитывая, что функция  - периодическая четная, представим её рядом Фурье, который для четных функций может быть записан следующим образом:

,                                        (9)

где n – номер гармоники;  - амплитуда n-й гармоники тока.

Для нахождения амплитуды первой гармоники , и постоянной составляющей  выходного тока нужно рассчитать коэффициенты ряда Фурье (9) при n=1 и n=0. Из теории рядов Фурье известно, что

,                                          (10)

,                                     (11)

где n=0, 1, 2, …

Подставляя (5) или (8) в (10) и (11), после интегрирования получим

,                                          (12)

где                             (13)        (14)

, n=1, 2, …                                    (15)

 и  - коэффициенты, графики и таблицы которых можно найти в учебниках по передатчикам.

Если провести подобное построение для временной диаграммы входного тока, но с заменой проходной ВАХ аппроксимированной входной ВАХ, то можно получить аналитические соотношения для расчета спектра входного тока:

, n=0, 1,2, …                      (16)

где , ,  - высота импульса входного тока.

Полную информацию о различных режимах АЭ ГВВ может дать только динамическая характеристика (ДХ), которая отображает зависимость выходного тока при одновременном изменении входного в выходного напряжений:

                                                  (17)

                                                    (18)

Эта характеристика позволяет рассчитывать средние значения  и  за период ВЧ, а также составляющие этих токов и может рассматриваться как основа графоаналитического метода расчета ГВВ. Если исключить из (17) и (18)  и подставить  или  соотношения  или , то можно получить аналитические характеристики АЭ.

Поскольку в недонапряженном режиме работы АЭ выходной ток слабо зависит от выходного напряжения, то динамическая проходная характеристика  совпадает со статической, определяемой аппроксимируемым выражением:

                                                 (19)

Выражение для динамической проходной характеристики в ПР можно получить, если с помощью выражений (17), (18) установить однозначную связь выходного тока с входным напряжением:

,                                            (20)

где  - крутизна динамической проходной характеристики в ПР;