В режиме
максимальной мощности естественно положить , где
—
максимально допустимый ток смещения диода, a
. Это позволяет получить соотношения для расчета выходной
мощности
генератора,
мощности
, потребляемой от источника смещения, мощности
рассеяния на диоде, КПД генератора, эквивалентной проводимости
диода по первой гармонике
и его
индуктивности
:
;
;
;
;
;
.
Индуктивность лавины
, где
—
характеристическое время процесса лавинообразования с учетом влияния объемного
заряда;
— время
пролета электронов через область дрейфа;
— средняя скорость дрейфа электронов.
Пролетная частота
Емкости
лавинной и пролетной
областей
определяем из соотношения
, где
— площадь сечения диода;
— электрическая проницаемость полупроводника. Обычно
, т.е.
.
Условием
существования стационарного режима работы генератора на ЛПД так же, как для
диодов Ганна, является равенство эквивалентной проводимости диода по первой
гармонике эквивалентной
проводимости
параллельного колебательного контура, подключенного к
диоду:
;
;
Приведенные выше соотношения используют для расчета колебательной системы автономного генератора. Расчет энергетических характеристик обычно дает несколько завышенные результаты, так как при их выводе не учитывались свойства диода и размыв лавины при прохождений носителями области пролета. Кроме того, при работе ЛПД в режиме большого сигнала в такт с полным напряжением иизменяется ширина обедннёной области и увеличивается объемный заряд в пролетном пространстве диода.
12.6. Анализ режимов работы автогенератора с использованием годографа
Анализ
стационарного режима АГ. Для анализа
стационарного режима АГ удобно использовать годографы выходной проводимости активного
элемента и проводимости
колебательной системы.
Годограф
проводимости — это линия на комплексной плоскости
. по которой перемещается конец радиус-вектора
при
изменении аргумента от 0 до ∞ [8, 18]. Направление годографа соответствует
возрастанию аргумента. Аргумент
— частота ω, аргумент
— амплитуда колебаний
- Варианты годографов показаны на рис. 12.23.
Точка
пересечения годографов и
определяет
стационарный режим колебаний. Так как каждая точка годографа
соответствует определенной частоте, а годографа
—определенной амплитуде колебаний, то пересечение
с
позволяет найти частоту
и амплитуду
колебаний в стационарном режиме
Для построения годографов необходимо знать зависимости:
•
или
и
, которые находятся методами расчета линейных цепей;
•
или
и
, которые
находятся расчетом режима A3 при разных амплитудах
(определение
, фазового
сдвига φмежду
и
как функции
,а
затем составляющих
:
и
)
![]() |
Анализ устойчивости стационарного режима автоколебаний. Анализ устойчивости стационарных режимов удобно
проводить с помощью обобщенного годографа проводимости
, под
которым понимается совокупность линий на комплексной плоскости
, по которым перемещается радиус-вектор
при
изменении комплексной частоты
,
. В
этом случае процесс изменения амплитуды
в
переходном процессе записывается в виде
.
Обобщенный годограф
показан на
рис. 12.25. Обобщенный годограф связан с годографом
, имеет такую же форму и расположен
справа от него, если
, и слева,
если
(если
смотреть по направлению возрастания частоты).
На рис.
12.26 показаны варианты графического решения уравнения ,
определяющего стационарные режимы колебаний.
• Рис. 12.26,а. Полагаем, что уменьшилось, т.е. рабочая точка сместилась по
годографу влево, попала на годограф
при
. Так как
, то при
уменьшении амплитуды колебаний возникает переходной процесс, стремящийся
увеличить
и восстановить стационарный режим.
• Рис. 12.26,6. Стационарный режим неустойчив.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.