электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 

Расчет усилителя мощности высокой частоты

Расчет усилителя мощности высокой частоты проводится исходя из заданного значения колебательной мощности и для удобства делится на два этапа: расчет режима генератора и расчет элементов анодной нагрузки и других элементов схемы.

Рассмотрим расчет генератора в оптимальном режиме. Его нужно начинать с выбора лампы. При выборе лампы следует отдавать предпочтение пентодам или лучевым тетродам.

Номинальная колебательная мощность Рном выбранной лампы должна быть равна или несколько больше заданной мощности Р. Величина Рном указывается в справочниках или паспортах ламп, либо ее можно ориентировочно рассчитать по известным значениям напряжения источника анодного питания Еа и тока эмиссии катода Iэ, задавшись углом отсечки θ = 90° и коэффициентами ζ = 0,9 и β = 0,9, по формуле

Рном = 0,2IэEа.

Следует иметь в виду, что номинальная мощность для триодов с вольфрамовыми катодами определяется по формуле

Рном = 0,1IэEа.

так как эти лампы работают при значительном недоиспользовании лампы по току (β≈ 0,4÷0,5).

Рабочая частота рассчитываемого усилителя мощности высокой частоты должна быть ниже предельно максимальной рабочей частоты выбранной лампы.

Выбрав лампу, из справочника выписываем ее параметры и электрические данные, необходимые для расчета. Далее задаемся углом отсечки θ в пределах от 70 до 90° и по таблицам или графикам определяем коэффициенты разложения α0, α1 и γ = α10.

Формулу для определения оптимального значения коэффициента использования анодного напряжения ζкр можно получить из очевидного равенства

iа.макс = Sкр eа.ост.                                   (288)

Так как

а

то, подставив вместо iа.макси eа.остих значения в формулу (288) и решив полученное уравнение относительно ζкр, получим расчетную формулу для ζкр в окончательном виде:

                                                 (289)

Далее рассчитываем:

амплитуду переменного напряжения на контуре

U == U = ζкрEа

амплитуду первой гармоники анодного тока

постоянную составляющую анодного тока

мощность, потребляемую от источника анодного питания,

P0=Iа0Eа

мощность, рассеиваемую на аноде,

Ра = Р0-P≤Pа.доп

Если окажется, что Раа.доп, то следует выбрать более мощную лампу и расчет провести снова.

При использовании ламп с вольфрамовым катодом нельзя допускать, чтобы максимальный импульс анодного тока iа.макс = Iа11 превышал 70% значения тока насыщения лампы. Если это условие не выполняется, то следует увеличить угол отсечки θ, а если и этого окажется недостаточно, то надо также выбрать более мощную лампу.

При дальнейшем расчете определяются в указанном порядке:

оптимальное сопротивление нагрузки Rэ=U/Iа1

электрический к.п.д. усилителя η = P/P0;

амплитуда напряжения возбуждения

напряжение смещения

Eс=E'с — (U — DU)cosθ;

максимальное напряжение на управляющей сетке

eс.макс = │Eс│+U

остаточное напряжение на аноде

eс.ост =Eа — U.

Если │Eс│≥U, то генератор работает без тока управляющей сетки, и тогда цепь управляющей сетки рассчитывать не надо. Если же │Eс| < U, то это означает, что усилитель мощности высокой частоты работает с током в цепи управляющей сетки и нужно произвести ее расчет.

Максимальное значение импульса сеточного тока лучше всего определить по характеристикам при напряжениях ес.макс и еа.ост или же по приближенным формулам:

для триодов

iс.макс ≈0,1iа.макс

для тетродов и пентодов

iс.макс = (0,05÷0,07) iа.макс

Угол отсечки тока управляющей сетки

Далее по графикам или по таблицам определяем α и α1с.

Составляющие сеточного тока:

Iс0 = αiс.макс
Iс1 = αiс.макс

Мощность, необходимая для возбуждения генератора,

Коэффициент усиления мощности генератора

При определении максимального значения импульса тока экранирующей сетки лучше пользоваться сеточными характеристиками лампы; при отсутствии их постоянную составляющую тока экранирующей сетки определяют по приближенной формуле

Iс0=(0,1÷0,2) α0iа.макс.

Мощность рассеивания на экранирующей сетке

Pс2 = Iс200Eс2≤Pс2 доп

Если Рс2> Рс2 доп, то необходимо уменьшить Ес2.

При расчете двухтактного генератора сначала рассчитывают одно плечо на половину заданной мощности, а затем полученные величины Р> U, Iа0, Р0, Rэ, Рс удваивают. К.п. д. и ζ, рассчитанные для одного плеча, справедливы для всего усилителя.

Емкость контура определяют по формуле

где λ — длина рабочей волны в метрах.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр