Совместная работа нескольких активных элементов на общую нагрузку.

Применяется в 2 случаях:

требуется получить мощность колебательную большую, чем мощность одного активного элемента.

повышение надежности радиогенератора.

Допустим работает n АЭ на общую нагрузку. Если один вышел из строя, остается n-1 АЭ, которые будут отдавать в нагрузку хоть немного меньше мощности, но система остается работоспособной.

В ответственных случаях делают «горячий» резерв.

Есть и другие случаи: например ФАР.

Все способы и схемы работы АЭ на общую нагрузку можно разделить на 2 группы:

схемы, в которых несколько АЭ работают на общую нагрузку в схеме одного генератора.

Используют параллельное и последовательное включение АЭ.

Схемы, в которых происходит сложение мощностей от нескольких генераторов. К таким схемам относятся схемы сложения в общем контуре; схемы сложения – мостовые схемы; схемы сложения в пространстве (ФАР).

Параллельное соединение аэ в схеме одного генератора.

Однотипные электроды соединяются вместе.

это в идеальном случае, когда элементы АЭ идентичны, поэтому получают не 2Р_~1АЭ, а1,8.

Для выравнивания характеристик используются вспомогательные в базовой цепи, эмиттерной для выравнивания угла отсечки и коллекторной цепи для выравнивания токов. Наиболее часто, в базовых цепях; в мощных каскадах – в эмиттерных цепях.

Рассчитаем эквивалентное сопротивление нагрузки для каждого АЭ.

эквивалентное сопротивление нагрузки для каждого АЭ при параллельном соединении в 2 раза больше, чем R_э реального контура.

R_э1 физически не существует, оно «кажущиеся».

При парал. соединении необходимо следить, чтобы токи протекали синфазно.

Если наблюдается разность фаз, то амплитуда и мощность уменьшается по закону cos.

с увеличением , Р_~ уменьшается по закону cos.

В данной схеме, режим работы можно так организовать, что при выходе из строя одного АЭ, мощность в нагрузке остается такой же, как при работе 2-х АЭ.

Для этого генератор нужно поставить перенапряженный режим работы, при этом: i_к в 2 раза меньше, чем при критическом режиме.

Если 1АЭ выйдет из строя, то режим работы перейдет в критический режим, при этом напряжение коллекторное изменяется мало, а ток i_к увеличивается, а мощность остается прежней.

Достоинство схемы: простота;

Недостатки:

1) при параллельном соединении АЭ, увеличивается в n раз входная, выходная и проходная емкости, это снижает частотный диапазон;

схема применяется в диапазоне длинных и средних волн;

2) необходимо применять специальные меры для подавления паразитного самовозбуждения, это ограничивает число АЭ до 5,6.

3) необходимо применять меры для выравнивания характеристик АЭ.

Методика расчета схем:

- расчет G на max мощность (критический режим) с одним АЭ;

- пересчет схемы на nАЭ;

Последовательное соединение аэ в схеме одного генератора (двухтактная схема).

Возбуждение АЭ осуществляется противофазно.

АЭ можно включить, используя разные схемы: каскад с общим анодом и др.

Напряжение возбуждения вызывает в нагрузке токи, они вызывают падения напряжения.

Если АЭ идентичны, возбуждения строго противофазные, то токи и напряжения одинаковы.

Напряжения тоже будут противофазные

.

Умощнение выходного сигнала достигается засчет увеличения напряжения на контуре.

при полной симметрии, можно выделить точку, которая имеет нулевой потенциал (между обкладками конденсатора), разделили схему на 2 контура.

ab – общий провод.

фаза первой гармоники определяется импульсами iа; вторая гармоника – период в 2 раза меньше; третья гармоника – период в 3 раза меньше.

В общем проводе протекает удвоенный постоянный ток по отношению к одному плечу.

Гармоника I^’ и I^” противофазные, они компенсируются в общим проводе и 1 гармоники там нет.

2 гармоники синфазны и в общим проводе происходит удвоение амплитуды 2 гармоники.

3 гармоника также как 1 гармоника.

Поскольку контуры последовательны, то ток 1-гармоники в элементах складываются, ток 2-ой гармоники вызывает противофазное возбуждение и она исчезнет.

в контуре выделяется напряжение нечетных гармоник, а в общем проводе происходит компенсация нечетных гармоник и удвоение сигнала для четных гармоник.

Если выбрав хорошую симметрию плеч, можно полностью подавить четные гармоники; нечетные гармоники , кроме первой, можно устранить выбрав режим работы

Если =90⁰, то останется первая гармоника.

на основе двухтактной схемы можно построить эффективные умножители частоты; путем перестройки контурной системы (умножение в 3, 5, 7 раз…)

при умножении в четное число раз, то схема не пригодна.

кажущееся сопротивление, на которое работает каскад составляет половину полного R_э контурной системы.

Для успешной работы, необходима симметричность.

Если имеется разфазировка, то токи в контуре будут не противофазны, и выходное сопротивления уменьшается.

- Контур подключен частично.

Схема с емкостным делителем.

На конденсаторах противофазное напряжение.

Аналогично выполняется на VT (как на лампах).

Выход симметричный.

Преимущества двухтактной схемы:

существенно ослаблены четные гармоники; нечетные – ослаблением выбором режима работы (малый уровень внеполосного излучения)

в меньшей степени проявляются паразитные емкости (АЭ включены последовательно и С_ уменьшается).

Схема широко применяется, вплоть до м диапазона длин волн.

Оказалось удобна нейтрализация проход. емкости. (уменьшается вероятность самовозбуждения).

схема удобна для работы на симметричную нагрузку.

Недостатки:

напряжение на контуре в 2 раза больше, чем на АЭ, поэтому требуется повышенная электрическая прочность контура;

требуется симметричная схема (либо подбор АЭ или введение дополнительных элементов);

в случае работы на несимметричную нагрузку, нужно организовать несимметричный выход.