Устройства генерирования и формирования сигналов. Понятие о генераторе с внешним возбуждением (ГВВ) и режимах его работы

УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ

1. Дайте понятие о генераторе с внешним возбуждением (ГВВ) и режимах его работы.

Генератор с посторонним (внешним) возбуждением, или усилитель мощности, является одним из основных каскадов передатчиков. Он может выполняться на электронных лампах, биполярных и полевых транзисторах.

ГВВ – это класс УВЧ, управляется внешним сигналом, работает с высоким коэффициентом усиления.

ГВВ может работать в недонапряжённом, критическом и перенапряжённом режимах. Предпочтительным является критический режим.

2. Перечислите, в каких классах может работать активный элемент ГВВ. Какому классу отдаётся предпочтение?

Классы:

A – линейный;

AB, B, C – нелинейные;

D – ключевой.

В выходных каскадах передатчиков обычно используется класс B.

3. Перечислите возможные режимы ГВВ. Какой режим ГВВ чаще всего используется в оконечных каскадах?

ГВВ может работать в недонапряжённом, критическом и слабоперенапряжённом и сильноперенапряжённом режимах. В оконечных каскадах предпочтительным является критический режим.

4. Какую роль играют цепи согласования в ГВВ?

Цепь согласования должна организовывать главную задачу: приведение заданного сопротивления нагрузки на генератор R к требуемой величине Rэ. Различные цепи согласования могут решать задачи фильтрации.

5. Дайте понятия о КПД цепи согласования и коэффициенте фильтрации в резонансных цепях согласования.

КПД цепи согласования – это отношение мощности в оконечной нагрузке к мощности, подводящейся к цепи согласования. Оценивается КПД на резонансной частоте.

η = P_~A / P_~

Понятие коэффициента фильтрации:

Ф = (n² - 1) * Q_xx (1 – η_~), где n – номер гармоники, Qxx – добротность холостого хода, определяется потерями в конденсаторах и индунктивностях.

6. Как называются резонансные цепи согласования выходных каскадов передатчика? Приведите примеры выполнения этих цепей.

Типы ЦС выходных каскадов:

- простые цепи выхода;                                                - сложные цепи выхода.

7. Перечислите преимущества сложной схемы выхода оконечного ГВВ в сравнении с простой. Нарисуйте примеры построения простой и сложной схем выхода.

Основное преимущество сложной схемы – получение требуемого коэффициента фильтрации при сохранении высокого КПД.

- простые цепи выхода;                                                - сложные цепи выхода.

8. В чём преимущества широкополосных не перестраиваемых цепей согласования ГВВ в сравнении с перестраиваемыми резонансными и в чём их недостатки?

Достоинства:

- малое время готовности;

- повышенная надёжность.

Недостатки:

- больше число элементов ЦС => низкий КПД.

9. Перечислите, на основе чего могут быть выполнены широкополосные не перестраиваемые цепи согласования ГВВ.

Варианты:

- широкополосные трансформаторы;

- трансформатор на основе ФНЧ;

- трансформатор на основе ПФ;

- трансформатор на основе ФНЧ и ПФ в сочетании с ЦП трансформатором.

10. Поясните, почему с ростом частоты коэффициент усиления по мощности полупроводниковых ГВВ заметно уменьшается.

Из-за инерции носителей заряда и паразитных параметров схемы замещения АЭ коэффцициент усиления по току уменьшается, соответственно коэффициент усиления по мощности тоже уменьшается.

11. В чём основные отличия ГВВ, работающих в режиме усиления и в режиме умножения частоты? Возможно или нет осуществить умножение частоты в ГВВ, работающем в линейном режиме?

Отличия:

- ГВВ, работающий в режиме усиления, настраивается на 1-ую гармонику, а ГВВ, работающий в режиме умножения, - на n-ую;

- для умножения частоты используются режимы B, C.

Умножение частоты невозможно в линейном режиме.

12. На каких активных и пассивных элементах можно выполнить умножители частоты? Приведите пример построения какого-либо умножителя частоты.

Элементы:

- биполярный транзистор;

- резистор;

- конденсатор;

- индуктивность.

<- Пример мощного умножителя частоты.

13. Поясните ,чем объясняется необходимость суммирования мощностей. Перечислите возможные способы суммирования мощностей.

Необходимость:

- нужно получить требуемую мощность при ограниченном уровне мощности отдельных АЭ;

- повышение надёжности;

- повышение технологичности;

- необходимость суммирования мощностей в эфире при использовании ФАР.

Способы суммировании мощностей:

- объединение АЭ в ГВВ по параллельным и последовательным схемам;

- суммирование мощностей отдельных генераторов;

- мостовые схемы сложения;

- немостовые схемы сложения.

14) Перечислите способы соединения нескольких активных элементов в одном ГВВ. Приведите примеры этих соединений.

Способы соединения:

- параллельное;

- двухтактное;

- параллельное двухтактное.

15) Дайте понятие о кажущемся сопротивлении нагрузки на активный элемент ГВВ.