РПДУ шпоры для экзамена. 1. Классификация диапазонов рабочих частот
 Скачать 4.66 Mb.
|
|
18. Принципиальная эл. Схема фазового модулятора с расстройкой резонансного контура с использованием в  арикапа.Сп – осуществляет точную настройку КК на частоту возб. Колебания. При изменении U на VD1 КК будет расстраиваться, следовательно будет изменяться хар-р его сопротивления и угол φ. При подаче модулирующего U на VD1 фаза будет изменяться по законц модулирующего сигнала. Дивиация фазы - дельта φ<=30 Достоинства схемы: высокая стабильность частоты Недостатки: малая дивиация фазы, ФМ сопровождается паразитной АМ.  20.Внутреннее сопротивление лампы Ri – параметр, который представляет собой отношение величины изменения анодного напряжения к величине анодного тока, при const U сетки. Внутреннее сопротивление лампы между анодом и катодом относится к переменной составляющей. Ri характеризует влияние анодного U на анодного I при условии U сетки =const. Лампа является генератором переменного тока и как и всякий генератор имеет свое Ri. Ri можно определить по закону Ома, если разделить изменение анодного напряжения на вызванное им изменение анодного тока, при Uсетки постоянным.  В различных случаях желательно иметь различные величины Ri. Пример: лампы для усиления колебаний различной частоты должны иметь высокое Ri; для НЧ – низкое Ri. Внутреннее сопротивление переменному току нельзя путать с сопротивлением постоянному току, кот. не является постоянным и изменяется даже на прямолинейном участке характеристики. 19. Определение коэффициента усиления лампы µ( коэффициент усиления) - параметр, показывающий во сколько раз изменение напряжения сетки действует на анодный ток сильнее, чем напряжение анода. Если для изменения Ia=1мА нужно изменить Uа=40 В, или изменить Uсетки на 2В, то сетка действует в 20 раз сильнее( µ=20). Рассмотрим определение µ по характеристикам. Из характеристик видно, что при Uc=const=0 уменьшение Uан на 50В, т.е. с 200В до 150В вызывает уменьшение анодного тока с 12 мА до 8мА. А если оставить Uан неизменным (200В), то такое же уменьшение Tа может быть получено, если изменить Uс на 3В. µ=  В зависимости от типа лампы µ может быть различным ( у триодов = 100) 21 Особенности применения мощных б/т. Мощные б/т, в отличии от маломощных, как правило применяются при токах и напряжениях, близких к предельным значениям. Случайное отклонение от выбранного режима или даже сочетание нескольких неблагоприятных условий, может вызвать внезапный катастрофический отказ мощного б/т. Особую опасность представляет вторичный пробой. К числу возможных причин возникновения этого явления следует отнести выбросы токов и напряжений из-за предельных процессов, (момент включения выключения прибора), неконтролируемое превышение питающих напряжений, работа на пониженных частотах и др. Для мощного б/т опасно пребывание в режиме рассогласованной нагрузки, который также приводит к развитию процесс вторичного пробоя. Частые включения и выключения а так же изменения температуры могут вызвать появление неоднородностей, что в дальнейшем будет высказываться ухудшением параметров б/т, и выходом из строя. Если возникла необходимость замене транзистора, то его базовый ввод должен отсоединятся в последнюю очередь а присоединяться первым, при этом аппаратура должна быть полностью обесточена. Нельзя менять полярность питающих напряжений, это может привести к пробою питающих напряжений. Учитывая всё это, при проектировании транзисторов применяют ряд мер. Прежде всего , величина токов и напряжений должна быть уменьшены на 10-15% по сравнению с предельными значениями, избежание выбросов напряжений на переходах, последние часто шунтируются ограничительными диодами (стабилитронами). В стационарных РПдУ используется автоматические системы защиты мощных б/т от перегрузок, режимов рассогласованной нагрузки. 22. Определение параметра крутизны S – Крутизна показывает на сколько раз изменится анодный ток, при изменении напряжения на сетке на 1В, если анодное напряжение постоянно. S- характеристика влияния потенциала сетки на анодный ток. Если при изменении напряжения сетки на 3В , анодный ток изменится на 4,5мА, при этом анодное напряжение будет = 4,5/3=1,5мА/В. Изменение напряжения сетки на 1В, вызовет изменение тока анода на 1.5мА. S можно определить из характеристики А и В, при изменении напряжения на сетке от 0 до 2 , ток изменяется от 16 до 6 мА. S=(16-6)/(0+2)=5мА/В. Чем больше крутизна тем лучше лампа будет работать, как усилитель.  23 Требование к выходным каскадам РПдУ Согласование выходного каскада с антенной определяет, какая часть мощности в/ч сигнала подводится к антенне и излучается в пространстве. Антенна по отношению к РПдУ имеет определённое входное сопротивление зависящее от конструкции антенны, размеров, окружающих её предметов и длины волны. Антенна характеризуется комплексным сопротивлением с определённой активной и реактивной частями. Максимальное согласование передатчика с антенной означает передачу номинальной мощности ГВВ в активную составляющую R антенны. Выполнение этого условия осложнят 2 фактора 1) наличие соединения фидера 2) наличие отражённой мощности. Для оптимального согласования надо чтоб потери в фидере достигали минимальных значений. Выходные каскады в РПдУ выполняют следующие функции: 1 Обеспечить заданную мощность в антенне. 2 Согласование с входным сопротивлением антенны. 3 Обеспечить подавление в одной из внеполосных излучений. L=λ/2  L=λ/4  24 Энергетические соотношения называют выражениями для мощностей КПД. Р потребляемая выходной цепью от источника питания. Р0=I0*Uпит. Колебательная мощность- это мощность отдаваемая активным элементом в нагрузочную систему Ркол=0.5Iмn*Uм=0.5Uм2/Rнс=0,5Iм2*Rнс. Эффективность преобразования энергии выстка в энергию вч колебания оценивается КПД. КПД= Ркол/Р0*100% получится что η=(0,5Iмn*Uм)/(I0*Uпит) , γ= Iмn/I0- коэффициент формы, ε-Uм/Uпит- коэффициент использования напряжения выходного электрода.η=0,5ε*η Для режимов А, В, АВ и С. В классе А при малой амплитуде U возбуждения изменяются составляющая Iмn и Uм малы из этого следует, что при работе с малым U возб КПД очень мал. С увеличением амплитуды Uвоз величины Iмn и Uм при Uпит = соnst увеличиваются и для приближенной оценки можно принять что ε=1 и γ=1 в этом случае кпд будет близким к 50%. Остальные 50% мощности вызовут нагрев анода или коллектора, когда невозможно обеспечить нормальный режим эксплуатации по тепловому режиму. Кроме этого каскады в случае использования режима класса А влияет на общие энергетические показатели и заметно уменьшает его КПД. Поэтому класс А можно использовать только в маломощных ГВВ. В классах АВ, В и С эффективность ГВВ можно проследить с помощью коэффициентов разложения α0 и α1 В интервале углов отсечки от 0 до 180 градусов. Из первого графика (функции Бегга) можно сделать вывод, что при работе с отсечкой всегда выполняется условие Iмn≥ I0 ,а γ≥1. В реальных условиях коэффициент использования напряжения обычно составляет 0,9…0,95, а кпд изменяется в приделах от 1 до0,5. Следовательно КПД в этих режимах будет больше чем в А, и возрастает по мере увеличения угла отсечки. 29. Особенности работы электронных ламп В РПдУ диапазона СВЧ применяют как электровакуумные, так и полупроводниковые приборы. К электровакуумным приборам относятся приборы типа О (клистроны лампы бегущей (ЛБВО) и обратной (ЛОВО)волн ) и типа М(магнетроны, митроны, платинотроны, лампы бегущей (ЛБВМ) и обратной (ЛОВМ) волн) Клистроны бывают пролетные и отражательные. Пролетные клистроны в зависимости от назначения подразделяют на усилительные, генераторные и умножительные. Последние предназначены для умножения частоты. Кроме того клистроны классифицируются и по числу резонаторов (двух-, трех-, и 4-проводные) если в клистроне чило резонаторов больше двух то его называют многорезонаторным. чаще встречаются усилительные пролетные многорезонаторные клистроны, примен. в пром. и вых. каскадах РПдУ. Отражательные клистроны – маломощные генераторы СВЧ колебаний Применяемых в схемах задающих генераторов. ЛБВО предст. собой более широкополосные усилит. СВЧ- диапазона по сравнению с клистронами. Их применяют не только в оконечных и промежуточных каскадах РПдУ но и во входных цепях РПдУ. ЛОВО могут быть усилителями и генераторами СВЧ- колебаний. Наиболее часто встречаются генераторные ЛОВО – широкодиапазонные маломощные генераторы СВЧ с электронной перестройкой частоты , в которых частота генерации зависит от электрического режима. Магнетрон - предназначен для ген. колебаний средней и большой мощности. в основном раб в импульсном режиме. Митрон – генераторный прибор магнетронного типа част., которого рег. изменением анодного напряжения. Дост.: линейность характеристики перестройки частоты. К планитронам отнг. амплитроны _ магнетронные усилители и стабилитроны – ген. стаб. СВЧ колебаний большой мощности. ЛБВМ и ЛОВМ предстовляют собой мощные усилитель и генератор СВЧ колебаний с электронной перестройкой частоты. Из п/п приборов в РПдУ СВЧ диапазона для усиления и генерирования колебаний наибольшее распространение получили биполярные и полевые транзисторы, лавинно пролетные диоды, диоды Ганна, для преобразования и умножения частоты применяют варакторные диоды. ЛПД и диоды Ганна – п/п приборы обладающие в динамическом режиме отрицательным сопротивлением. На основе их построены маломощные СВЧ-генераторы, работающие на частотах выше 100ГГц П/п приборы СВЧ уже применяют В маломощных передатчиках радиорелейных линий и передатчиках портативных радиолакационных станций малой дальности. Наибольшей мощностью обладают пролетные клестроны. П/п приборы обладают меньшей мощностью, соизмеримой с мощностью отражательных клестронов и ЛОВО. Ильмень – клестронные усилители 1 – 3 вып. на четыре резонаторных пролетных клистронах КУ-318 . каждая . установка занимает отдельный шкаф с системой пит. и охлаждения и УБС. 1- раб только в канале изображения, усилитель 3 – звукового сопровождения 2 – универсальный. Станция 20/4 tesla Использован четырехрезонаторный клистрон 71 ST53 с электро-магнитной фокусировкой и модуляционным анодом. клистрон раб. без рекуперации, что снижает КПД по сравнению с КУ- 318 Ильмень. 30. Сравнительный анализ Преимущества VT генераторов перед лампами: 1. в сравнительно большей долговечности 2. практически мгновенной готовности к работе после подачи питания 3. низким значением напряжения питания менее 30В 4. высокая прочность к мех. воздействиям 5. маленькие габариты и масса. Недостатки: 1. ограниченная мощность 2. необходимо поддерживать определенный тепловой режим 3. чювствительность к весьма кратковременному нарушению эксплуатационного режима режима 4 низком коэффициенте усиления по мощности особенно при приближении частоты усиливаеиого сигнала к граничной частоте транзистора существуют важные различия между ламповыми и тр. генераторами Л  амповые генераторы работают с высоким Uпит.и малыми токами, поэтому R нагрузки превышает 1кОм.VT генераторы работают при низких Uпит и с током относительно большого значения, поэтому в них R коллекторной цепи состовляет от нескольких десятков Ом до единиц Ом т.о. ламповый генератор требует высокоомной нагрузки а VT низкоомной. во втором случае можно обеспечить широкую полосу генератора преимущество VT важно при широкополосной системе радиосвязи В СВЧ начиная с 1..2 Гц при усилении многочастотных сигналов и обеспечения линейного режима работы большее применение находят ПТ. 31. Основное уравнение лампы Параметрами ЭЛ показывают пост. величины определяющие ее качество и свойство к параметрам относится макс. мощность потерь на аноде. Основными характеристиками показывающеми усилительные свойства ламп являются:
Между основными параметрами сущ. связь:  Величина обратная μ наз. D коэффициент проницаемости -  максимально допустимая мощность потерь на аноде  В соответствии с определением μ – D – две проходные характеристики, построенных для различных амплитудных напряжений отстоящих друг от друга на величину  (1)  . При этом Еа1Еа2  (2)  (3) → (4) Из выр. 4 → , т.к. 32. Коэффициенты разложения Последовательность импульсов в соответствии с т. Фурье определяется тригонометрическим рядом  Ряд сод. пост. сост. и множество cos гармоник определяющихся своей частотой и амплитудой. При этой частоте первой гармоники определяется частотой напряжения возбуждения w, амплитуды гармоник  ,  , … быстро уменьшающихся по мере увеличения частоты.Вел пост. сост. можно опред след выражениями:   Коэф. пропорциональности    наз. коэф. разложения. они зависят от угла отсечки >> > по мере увеличения номера гармоники, мощность отдаваемая в нагрузку уменьшается. Макс. угол отсечки соответствует оптимальному  33. Условия оптимального согласования Согласование вых. каскада с антенной определяет какая часть мощности антенны излучается в пространство. Сложности согл. антенны с передатчиком: 1. использование коаксиального соединения. Сущ. потери  где L- длинна в метрах, b- затухание ВЧ колебаний дБ/м, В- потери в фидере. т.о. следует уменьшить длину антенны до минимума или вынести передатчик непосредственно к антенне.2.Существование Ротр  Из-за отсутствия согл. часть Р отражается не доходя до антенны  , чем →1 тем лучше согл.При работе в шир. пределах сопротивление должно меняться в широких пределах. Для передачи заданной мощности в антенну необходимо чтобы нагр. сист. имела активное сопр. однако в вых каскаде антенна входит в состав нагрузочной системы. и ее Rвх в зависимости от частоты может быть. либо активный, либо акт.-емкостной. акт.-индуктивный.  Эффективность передачи мощности характеризуется КПД пром. контура.  В пром. контур из антенного вносится акт. сопротивление, т.к. эти контура настр. в резонанс. R общее пром. контура:  На вносимом сопротивлении развивается мощность кот практически передается в антенный контур поэтому:    * если  увелич. путем увелич. связи приводит к увелич. активного сопр. нагрузки промежуточного контура и уменьшению его эквивалентного сопротивления и следовательно добротности. |