Генераторы с внешним возбуждением

Пополнение энергии в колебательной системе происходит в том случае, когда электроны поступают в нее в тормозящем поле. Заряды, проходящие поле колебательной системы, в ускоряющей фазе отбирают энергию у поля системы.

Это общее правило характеризует условие и направление обмена энергией между потоком и полем.

Из сказанного ясно, что для пополнения энергии в контуре следует на полпериода подключать к нему источник постоянного тока, а в другую половину периода отключать его (рис. 3.1, а и б).

При этом будет происходить преобразование энергии источника постоянного тока в энергию высокочастотных колебаний в контуре, т.е. то, что мы называем генерацией высокочастотных колебаний. Для этого помимо источника, необходимо иметь ключ, с помощью которого можно было бы осуществлять такую коммутацию.

Поскольку речь идет о высокочастотных колебаниях, нельзя и думать об использовании каких-либо механических переключателей.

Роль надежного, безынерционного и управляемого без большой затраты энергии ключа в схемах генераторов широкого диапазона радиочастот может выполнять лампа, либо транзистор. Отсюда различают ламповые и транзисторные генераторы.

Рассмотрим генератор, где в качестве ключа используется трехэлектродная лампа. Для того, чтобы лампа была заперта в неблагоприятную половину периода, на ее управляющую сетку подают отрицательное напряжение -E_c, которое называют напряжением смещения, достаточное для прекращения анодного тока. Для этого необходимо, чтобы напряжение смещения превышало напряжение запирания лампы U_з. А для отпирания лампы в благоприятную половину периода на управляющую сетку подают переменное напряжение возбуждения, изменяющееся с частотой, на которую настроен контур (рис. 3.2).

, (3.3)

Во время отрицательного полупериода напряжения возбуждения лампа закрыта, а положительные значения напряжения возбуждения, превысившие U_з, открывают ее. Поэтому под действием результирующего напряжения на сетке в анодной цепи ток будем иметь форму периодических усеченных косинусоидальных импульсов.

Рис.3.2. а) Схема генератора с трёхэлектродной лампой,

б) Схема пополнения энергии в генераторе

По существу представляет собой резонансный усилитель мощности синусоидальных колебаний.

Рис.3.3. Резонансный усилитель мощности

синусоидальных колебаний

Графики напряжений и тока для такого генератора ничем не отличается от ранее рассмотренных.

Энергетические соотношения для генератора:

1. Подводимая к генератору от источника анодного напряжения мощность

2. Мощность генерируемых колебаний, выделяющаяся в анодном контуре

Не заторможенные полностью полем контура электроны ударяются об анод лампы, затрачивая при этом остаток своей кинетической энергии на нагревание анода

3. Мощность, рассеиваемая на аноде

4. Важнейшей характеристикой всякого генератора как преобразователя энергии является электронный КПД, под которым понимают отношение генерируемой мощности к потребляемой

Дата добавления: 2015-05-09