книги из ГПНТБ / Тимофеев В.М. Проектирование радиопередающих устройств пособие по курсовому и дипломному проектированию
.pdf18. Мощность возбуждения
е ~ , = \ u 'J*
ИЛИ
Р~с ~ U J сО*
Она обеспечивается предыдущей ступенью, мощность кото рой, в свою очередь, выбирается равной
(2 -нЗ) Р ^ с
(кпд контура предыдущей ступени 0,3-И},6).
Во входной цепи укв лампы имеет место дополнительное расходование мощ ности, вызванное действием индуктивности ввода катода LK.
Дополнительная активная проводимость входа окажется равной
£к = u2LKCCHS\‘,
где (3 = а(1 — cos 0), Сск — ёмкость между управляющей сеткой и катодом. Индуктивность катодного ввода, имеющего длину I и диаметр d, может
быть найдена по формуле
L K = 0 , 0 0 ^ 2 , 3 0 3 lg — 1^, м к гн .
Дополнительно расходуемая мощность во входной цепи
^ Р е о з б — ® с £ к -
В |
среднемощных |
укв тетродах |
(например, ГУ-27Б) |
мощность & Р возб |
|
сравнима с Р в0з б = |
Р ( Р с - |
|
|
||
19. Мощность, |
рассеиваемая |
на управляющей |
сетке, |
||
|
|
|
Р е = Р возб |
1 1 tQ p с 1> |
|
где |
1С0 Ес| — |
мощность, расходуемая в источнике смещения. |
|||
Необходимо, чтобы выполнялось условие Рс<,Рсн0м- 20. Импульс тока экранирующей сетки (для тетрода или пен
тода) icа Маке |
находится из характеристики |
iC2 = f (еа) |
(для |
|
напряжения |
еамин и |
ес макС) и по нему |
определяется |
по |
стоянная составляющая |
тока экранирующей сетки. |
|
||
Iе2 — (0,6 -V-0,7) a,0ie2 макс-
В случае отсутствия характеристик и для расчётов постоян-
41
ных составляющих сеточных токов можно пользоваться соотно шениями, справедливыми в критическом режиме,
/ „ « ( 0 , 15-s-0,2)/ ., — для новых типов триодов,
/ гв^(0 ,1 -ь-0,15)/а0— для |
триодов с вольфрамовым катодом, |
|
7с в ~ (0,08 |
-г-0,1)/Лв — для |
тетродов, |
1с0 ш (0,03 |
-ь- 0,08)/ав— для пентодов. |
|
Ток экранирующей сетки тетрода и пентода
^2 ~ (0,15-=- 0,25) 1а0.
21.Коэффициент усиления генератора по мощности
Д__ Р —усил
Р— возб
4. Расчёт инверсного лампового генератора
Расчёт режима триода в инверсной схеме с заземлённой (или нейтральной сеткой) производится в порядке, описанном выше для обычного генератора с заземлённым катодом. В инверсной схеме полезная мощность получается на 5—10% больше, чем отдаёт лампа (за счёт добавочной мощности, проходящей в кон тур от предыдущей ступени).
Специальными пунктами расчёта для этой схемы будут сле
дующие: |
|
|
|
1. |
Мощность, потребляемая от возбудителя (возрастающа |
||
в связи* с прямым прохождением неусиленной энергии |
в анод |
||
ный контур) |
|
|
|
|
Р - в о з б — " У I а ) Р с + ~ 1 с № с |
|
|
или |
|
|
|
|
Р ~ в о з б — |
U с + I с<РС- |
|
2. |
Суммарная колебательная мощность (в контуре) |
ступени |
|
|
P „ = - \ U V a + Ve). |
|
|
42
3. Эквивалентное сопротивление нагрузки
п |
^ а + U с _ |
н * = — — 1al
4.Коэффициент усиления по мощности
,Р ~ ступени
=Р ~ возб
(может быть порядка 3—7)
Пример Произвести расчёт максимального (телеграфного) режима триода ГУ-23А.
Дано: Е а = 11 000 |
в, |
Е с — — 110в, Ра ном ~ Ь 0 кет, Рсном = ^>^ кет, |
Р ном = 100 кет, |
р = |
40, S Kp = 45 ма/в. Характеристики даны в приложении 4. |
Расчёт
1. |
Полагаем 6 |
= 85°. Из таблиц находим сц = 0,488, у = 1,611 |
|||||||
|
|
|
|
(1 = 0,446, |
cos 0 = 0 ,0 8 7 . |
|
|||
2. |
|
|
2Рг |
|
|
|
2-100 000 |
= 0,925. |
|
|
a ^ p E l |
0,488 -45-10-3 |
•11 ООО2 |
||||||
|
|
|
|||||||
Выбираем с уменьшением 8 = |
|
0,84. |
|
|
|||||
3. U a = |
ZEa = |
0,84-1 М О 3 = |
|
9,25-103 в = |
9,25 кв. |
||||
4. |
/„ |
2Р„ |
2-100 • IО3 |
21,6 |
а. |
|
|
||
~о~а |
" 9 ,2 5 -103 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
1п |
Ig1 |
21,6 |
13,4 а. |
|
|
|
||
т |
,611 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6- |
Ра = |
1ааЕа |
13,4-11-Ю 3 = |
147-103 вт = 147 кете. |
|||||
7- |
Ра |
|
147 — 100 = |
47 кет. |
|
|
|||
8. |
|
Ua |
9250 |
428 ом. |
|
|
|
||
R„ = — |
= ----- = |
|
|
|
|||||
|
® |
la l |
2 1 ,6 |
|
|
|
|
|
|
9. "Г) |
|
100 |
0 , 68. |
|
|
|
|
|
|
|
147 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
Находим крутизну S |
|
по паспорту |
лампы |
или, руководствуясь импу |
||||
сом тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1а м акс |
|
и |
21,6 |
= 44,3 |
а |
|
|
|
|
|
а1 |
0,488 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
и остаточным анодным напряжением |
|
|
|
||||||
еа мая — Ра |
б а — 11 |
9, 25 —1,75 Кв, |
|
|
|||||
43
получим
S = J-E----- — |
= |
^ ^ |
— ^ в р . = gi |
ма/в ( паспортные данные S = 45 |
||||
ec — e'c |
|
800 — 200 |
|
\ |
|
в ) |
||
11. |
Uc = |
1 |
+ |
21 600 |
|
0,025 |
-9250 = |
1027 в (или 1,027 кв). |
— |
DUa = -------------- + |
|||||||
|
C |
S§ |
|
61-0,446 |
|
|
|
' |
12. |
' £ c = |
E'c — Uc cos0 „-= — 110— 1027 |
-0,087 = |
— 200 в. |
||||
13. |
Для напряжений еамин = 1 ,7 5 |
кв |
|
|
|
|||
|
|
|
ес макс = Е с + Uc = |
- |
200 + 1027 = |
827в |
||
находим импульс сеточного тока iем а кс ~ 16 а (по характеристике).
14. 0 , = |
Е с |
200 |
|
|
— — |
= ----- = 0,195, 0 , = 79°, ав, = 0,282. |
|||
f |
Ue |
1027 |
* |
ос |
15. / с0 х 0 ,7agciCMaKC — 0,7-0,282-16 = 3,16 а.
16. Р ~ с = I caUc = 3,16-1,027 = 3,25 кет.
17. Р с = Р ~ с — = 6,25 — 3,16-0,200 = 2,52 кет.
Практически сетка работает в условиях предельного температурного режима. Полученные данные справедливы для работы лампы в схеме с заземлённым ка тодом. Для инверсной схемы с заземлённой сеткой необходимо выполнить до полнительные пункты расчёта.
18. |
Р _ с = |
0 ,5 -I aiUc + |
I ceUc = 0,5 -21,6 -1,02 + 3,16- 1 ,0 2 7 = 14,25 кет. |
||
19- Я. = |
Ua + Ue |
9750 + 1027 |
|
||
1а |
|
= 500 ом. |
|
||
|
|
|
21,6 |
|
|
20. Р ^ к = |
Р _ + |
0 ,5 IalUc = 100 + 0,5 -21,6 -1,02 |
111 кет. |
||
21. |
Р |
к |
111 |
= 7,8. |
|
А = р |
■с |
|
|
||
|
|
14,25 |
|
||
Сравним расчётные данные с результатами графоаналитиче ского исследования и с данными, рекомендуемыми электрова куумным заводом. Таблица II.3 относится к схеме с заземлён ным катодом, табл. II.4 — к инверсной схеме с заземлённой сеткой.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
11.3 |
||
Данные |
р ~ |
р |
Е а |
U а |
- Е с |
U c |
/до |
la x |
/СО |
я * |
|
кет |
|||||||||||
|
кет |
Кв |
Кв |
в |
в |
а |
а |
а |
ОМ |
||
Расчётные |
100 |
3,25 |
11 |
9,25 |
200 |
1027 |
13,4 |
21,6 |
3,16 |
428 |
|
Результаты графо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
аналитического |
|
|
|
|
|
|
|
3,07 |
|
||
исследования |
100 |
3,23 |
11 |
9,25 |
200 |
1050 |
13,7 |
21,6 |
|
||
Рекомендуемые |
за- |
3,2 |
11 |
|
200 |
1050 |
13 |
|
3,04 |
500 |
|
водом |
100 |
|
|
||||||||
44
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 1 1 .4 |
||
Данные |
кет |
Р ~~С |
Еа |
Ра |
Е с |
Ре |
а |
1а1 |
^ СО |
ом |
|
кет |
Кв |
Кв |
в |
в |
а |
а |
|||
Расчётные |
i n |
14,25 |
11 |
9,25 |
200 |
1027 |
13,4 |
21,6 |
3,16 |
500 |
Результаты графо- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аналитического |
|
|
|
|
|
|
|
3,07 |
|
|
исследования |
111,3 14,5 |
11 |
9,25 |
200 |
1050 |
13,7 |
21,6 |
|
||
Рекомендуемые |
за |
|
|
|
|
|
|
|
3,04 |
550 |
водом |
110,5 13,7 |
11 |
|
200 |
1050 |
13 |
|
|||
§5. Расчёт усилителя модулированных колебаний
Вмощных триодах практически единственным видом сеточ ной модуляции является усиление модулированных колебаний1). Лампа обычно работает с номинальным анодным напряжением
Е а с углом отсечки 0 = 90°. Мощность в максимальном режиме Р„акс обычно выбирается равной номинальной полезной мощно сти лампы Рном. Мощность в режиме несущей волны
DР~макс
~нес ~ (1 + mf ’
Обычно выбирают т = 1. Следовательно, Р ^ нес = 0,25Р ~ яаКс.
Мощность рассеяния на аноде в режиме несущей (самом тяжё лом для анода лампы) является величиной, определяющей воз можность её использования. При полном использовании мощных триодов обычно имеет место следующее соотношение:
Ранес^ ( 0 , 9 ^ \ ) Р аном,
которое может быть взято в основу расчёта режима несущей по методу, предложенному Б. С. Агафоновым.
Ход расчёта режима лампы при т = 1 следующий: Определяется мощность в режиме несущей, как 0,25 Р -~ макс- По известному соотношению
Исходя из выражения
Р
__________ fjнес
Р а н е е |
I У\нес |
9 Исключением является сеточная |
модуляция смещением (видеосигналами |
в телевизионных передатчиках). |
|
45
строится график
нес f
приведённый на рис. III.2, из которого по полученному для дан-
Р
ной лампы отношению __ ~ нгс. можно найти нужный кпд в ре
жиме несущей.
Работа генератора при усилении модулированных колебаний обычно происходит с углом отсечки 0 = 90°, для которого коэф фициент у — 1,57.
Пользуясь известным выражением для кпд
т) = 0,5—
ч
по полученному из графика значению кпд у]нес находим величи ну коэффициента использования анодного напряжения в режи ме несущей
2Гш
и амплитуду переменного напряжения на аноде
U = |
£ |
нее |
Е |
а• |
^ анес — |
|
|
Затем расчёт ведётся обычным порядком и определяются:
1аХ нес |
2Р |
|
ип |
||
|
46
^аЬ нес |
_ f а\ нес |
|
|
У |
|
|
|
Тнес |
Р |
- 1 |
F |
г 0 нес |
1 |
неси а' |
Я = |
Uа нес |
|
|
I а 1нее |
|
Значение крутизны 5 для рассчитываемого режима находит ся по характеристикам способом, описанным ранее. (Пользова ние паспортным значением S снижает точность расчёта.)
Далее определяются: напряжение возбуждения
и,.,< = ' - ^ + о и а„„
напряжение смещения
Ес = Е'с (для в = 90°)-
Находят величины максимального режима:
U с макс |
U с нес |
~Ь |
|
^ а макс |
U а нес ( 1 |
“f" ^ ) - |
|
Для напряжений еаман = |
Ea — Ua и ес макс = Ее -f |
UCMaKC на |
|
ходят из характеристик ic = |
f(ea) величину импульса |
сеточного |
|
тока и рассчитывают значения сеточного тока и мощности воз буждения в максимальном режиме ( / г# макс, Макс, Р ~ смакс).
Значение мощности возбуждения необходимо для выбора мощ ности лампы предыдущей ступени (максимальное значение мощ ности возбуждения).
Описанный сокращённый метод удобен, так как на практике часто возникает необходимость сравнения расчётных данных с режимами, рекомендуемыми электровакуумными заводами, да ваемыми в паспортах новой серии ламп типа ГУ для режима не сущей при т = 1.
Возможно проведение расчёта обычным методом, исходя из данных максимального режима.
Полагая, что в режиме максимальной мощности имеет место критический (пограничный) режим, находим
2Р
^макс 1
al S KPE 1
Затем определяем величины, относящиеся к режиму макси мальной мощности согласно порядку приведённого ранее рас чёта.
47
Для режима несущей 'вычисляем величины:
Р ~~макс
р
1 ~ н е с
(1 4 - т ) *
^нес — |
Ъмакс |
|
||||
( 1 + т ) |
’ |
|||||
|
|
|||||
^ а |
нес |
Uа макс |
|
|||
(1 |
+ |
т ) |
’ |
|||
|
|
|||||
^аХ нес |
I a l макс |
|
||||
( 1 + т ) |
’ |
|||||
|
|
|||||
Iа й нес ' |
f а 0 макс |
|
||||
" |
+ |
т ) |
’ |
|||
|
|
(1 |
||||
р |
_ |
Р 0 макс |
|
|||
1 в нес |
( 1 + т ) |
|
||||
|
|
|
||||
Р |
— Р |
нес |
— Р |
|
||
Г а нес |
* 0 |
|
А — нес |
|||
^ |
|
"Цмакс |
|
|||
1\нес |
(1 +| |
т)ч • |
||||
11 |
_ |
Uс макс |
|
|||
СНе‘ ~ |
(1 + » ) |
’ |
||||
Ес = К .
Значения UCHec, UCMaKC, Р ^ с находят вышеописанным спосо бом.
При расчёте усиления модулированных колебаний в средне мощных тетродах и пентодах с высокоэффективными катодами следует учесть, что для этих ламп в максимальном режиме мож но получить пиковую мощность Романе значительно большую,
чем Р ^ ном. При m = 1 её выбор может быть произведён соглас но соотношению Р~^МаКс — (1,9—2,2) PaH0Mi справедливому для
всех видов сеточной модуляции. Так, например, в 1-квт тетроде ГУ-27Б получают
Романс = 2Ра = 2-800 = 1600 впг
при усилении модулированных колебаний и сеточной модуляции изменением смещения.
Мощность, рассеиваемая анодом в режиме несущей волны, окажется равной
Ра нес — (0>8 1,0) Раном.
4 8
Ниже приведён расчёт режима усиления модулированных ко лебаний в пентоде ГУ-SO, исходя из данных максимального режи ма Данные режима несущей волны положены в основу анало гичного расчёта, относящегося к мощному триоду ГУ-10А.
Пример |
|
|
|
|
|
|
|
|
Произвести расчёт режима генератора при |
усилении модулированных |
коле |
||||||
баний для |
триода |
ГУ-JOA,' |
работающем в классе В с углом |
отсечки |
0 |
= 90°, |
||
7 = 1,57, а0 = 0,32, |
aj = 0,5 |
и коэффициентом модуляции т = |
1. |
Дано: |
75=0,02, |
|||
Е а — 8 кв, |
ЕС1 = — 120 в Ра ном = 10 кет, |
Рс ном = 300 вт. |
Характеристики |
|||||
даны в приложении. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт
1. В максимальном (телеграфном) режиме полезная мощность лампы ограни чена опасностью тепловой перегрузки сетки. Поэтому выбирают Р ^ .НОм — 15 кет.
Облегчённый тепловой режим сетки при сеточной модуляции (усиление) позво ляет взять Р _маие — 18 кет.
2. Произведём расчёт режима несущей волны, полагая
|
|
|
Ра нес — Ра ном — Ю |
Квт. |
|||
3. |
д_ |
18 |
4,5 квт. |
|
|
|
|
(1 + |
= |
|
|
|
|||
|
|
1)а |
|
|
|
|
|
4. |
Согласно отношению |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Р—нес |
4,5 |
= |
0,45 |
|
|
|
|
Ра нес |
10 |
||
|
|
|
|
|
|
||
и, исходя из графика |
на рис. |
111- 2, |
значение |
кпд в режиме несущей rihec = |
|||
=0,31.
5.Определяем далее
|
|
|
|
|
5 |
|
2-0,31 |
|
|
|
|
|
|
|
— |
|
0,395. |
|
|
|
|
|
|
|
нес |
1,57 |
|
||
6. |
Уд нес ~ |
%нес ^ а |
= |
0,395-8 = |
3,16 Кв. |
|
|||
7. |
/„ |
2Р~нес |
2,45 |
|
|
|
|||
U„ |
|
|
3,16 |
|
2,85 а • |
|
|||
|
|
/ Д1 нес |
|
2,85 |
= |
1,82 а. |
|
||
8 - / д о н е с — |
|
|
1,57 |
|
|||||
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Ронес = |
f a0Ea = |
1,82-8 = |
14,6 |
квт. |
|
|||
ю . |
7? |
Uа нес |
= |
3160 |
1110 |
ом. |
|
||
|
---------= |
|
|||||||
|
1 а\ нес |
|
4^,00 |
|
|
|
|
||
11. |
Руководствуясь |
импульсом |
анодного тока ia манс — /до |
1,82 = 5,7 а |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
а0 |
0,32 |
4—521 |
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
и анодным напряжением |
еа нес = Е а — Ua нес = |
8 — 3,16 = |
4,84 |
кв, |
находим из |
||||||||||
анодных характеристик лампы ГУ-10А |
крутизну |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
5 = |
|
|
|
5300 — 700 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
200—0 |
= 23 ма!в |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(по паспорту крутизна 5 = 20 ма/в). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
12. |
Uc нес = |
/ д1 нес-+ |
DUa = |
2 3 - 0 , 5 |
+ |
0 , 0 2 - 3 1 6 0 = |
311 |
в , |
|
||||||
|
с н е с |
5 р ^ |
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
13. |
Е С = Е'С= — 120 |
в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14. |
и с- ^ кс = |
и с Мс (! |
+ |
>*) |
= |
311 (1 + |
|
1) |
= |
6 2 2 а. |
|
|
|
||
15- |
UaMaKC = |
Ua и е с ( 1 + т ) |
= |
3 ,1 6 |
(1 |
+ |
1) |
= |
6 ,3 2 |
/се. |
|
|
|
||
16. |
Для напряжений |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
=Е я - |
СД |
|
: 8 — 6,32 = |
1,68 |
кв. |
|
|
|||||
|
|
макс = |
Е |
с + |
и с макс |
= |
- |
1 20 + 6 2 2 = 5 0 2 в |
|
|
|||||
находим |
из сеточно-анодных |
характеристик |
импульс |
сеточного |
тока |
iCMaKC — |
|||||||||
= 2,6 а. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17. |
cos в смакс = - |
------------ |
= - 0 ,1 9 3 , |
0с = |
69°, аое = |
0,282. |
|
||||||||
|
|
|
и с макс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
18. |
/f 0 ~ 0,7 iCMaKC otoc = 0,7-0,282-2,6 = |
0,51 а. |
|
|
|
|
|||||||||
19. P ~ c = Ic o V CMaKC = 0 ,5 1 - 6 2 2 = 320 em.
Полученные данные справедливы для работы лампы в схеме с общим като дом. Для инверсной схемы с заземлённой сеткой необходимо выполнить допол нительные пункты расчёта.
|
20. |
Р ^ , 03б = |
0,5 1а1 нее (1 + |
m)Ua макс + I CB Uc макс = 0,5 |
• 2,85 (1 + 1 ',622+. |
|||
+ |
0,51-622 = |
2,08 |
кет. |
|
|
|
|
|
|
21. |
R = |
и а н е с + Uс нес |
3160 + 311 |
, г |
ом (увеличено по сравне- |
||
|
—— -------------— = • ------------------- = |
1215 |
||||||
|
|
05 |
|
1 q\ нес |
2 8 5 |
|
|
|
нию с обычной схемой). |
|
|
|
|
||||
. |
22- |
Р ~ к = Р ~нес + 0,5 I а1 макс UCHaKC = |
4,5 + |
0,5 -2,85 |
-31Ы 0—3 = |
|||
= |
4,94 |
кет. |
|
|
|
|
|
|
Сравним расчётные данные с результатами графоаналитиче ского исследования и с данными, рекомендуемыми электро вакуумным заводом, при т — 1. Таблица III.5 относится к схе ме с общим катодом, а табл. III.6 — к схеме с общей сеткой. Все данные справедливы для режима несущей волны. Мощность воз буждения относится к максимальному режиму.
50