2.10 Умножители частоты на трехэлектродных АЭ
Умножитель частоты – ГВВ, частота которая на выходе в n раз больше частоты входного колебания. Структурная схема умножителя частоты представлена на рис. 5.1. Она содержит возбудитель (АГ), входную колебательную цепь КЦ1 настроенную на частоту 1 ,
Рис. 2.26 Умножитель частоты |
|
|
|
||
цепь КЦ n , настроенную на заданную n-ю гармонику и |
|
∑1 |
,выходную колебательную |
||
активный элемент, генерирующий гармоники тока |
|
||||
– выбрать оптимальный угол отсечки Θ. |
источник питания ИП. |
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
Для того чтобы ГВВ работал умножителем частоты, необходимо: |
|
|
|||
– настроить выходную колебательную цепь на нужную гармонику тока |
|
; |
|||
Оптимальный угол отсечки, при котором наступает максимум тока гармоники In, определяется так:
θопт = 120n 0 = 23πn ,
при этом имеем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
αn (θопт) ≈ |
α |
(1200 ) |
= |
0,536 |
, α0 |
(θопт) ≈ |
0.48 |
, α1(θопт) ≈ |
0.8 |
. |
1 |
n |
n |
n |
n |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Энергетические параметры умножителя частоты:
– выходная мощность:
Pn = 12 Un In = 12 αn (θот )ImξEп = 0,268n ImξEп ;
– потребляемая мощность:
P0 = I0Eп = α0 (θот )Im Eп = 0,n48 Im Eп ;
– КПД:
67
ηn = Pn = 0,268 ξ = 0,56ξ;
P0 0,48
– входное напряжение:
U |
|
|
I |
|
|
2I |
|
|
3n 2 |
I |
|
= 0,46n2 |
I |
m |
; |
|
вх |
= |
|
m |
≈ |
|
m |
= 2 |
|
|
|
m |
|
||||
|
|
S(1−cosθопт) |
|
Sθопт2 |
|
2π |
S |
|
S |
|||||||
– входная мощность (первая гармоника):
Pвх = 12 IвхUвх = 12α1(θопт) Iβm Uвх = 0n,4 Iβm Uвх ;
– коэффициент передачи по мощности:
Kр = |
Pn |
= |
0,268 |
βSξEп |
= |
1,46 βSξEп . |
|
|
|||||
|
Pвх |
0,4 0,46 Im n2 |
|
n2 Im |
||
Из приведенных выражений видно, что мощности снижаются в n раз, КПД не более 0,56, но не зависит от n. Входное же напряжение – повышенное (пропорционально квадрату n), что создает опасность пробоя входа АЭ. Значительно снижается и коэффициент передачи по мощности – обратно пропорционально n2.
Вследствие вышеизложенного трехэлектродные умножители частоты обычно имеют коэффициент умножения не более трех.
68