ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Исследование зависимости режима генератора с внешним возбуждением от угла отсечки анодного тока при усилении и умножении частоты.
Зависимость режима генератора от угла отсечки анодного тока легко пояснить, используя выражение для гармонических составляющих анодного тока
. Если
, то очевидно, что зависимости
,
,
=f(θ) будут повторять зависимости соответствующих коэффициентов Берга
,
,
- рис. 15.
Условие можно выполнить, если поддерживать постоянной величину
(см. рис.8), изменяя для этого одновременно напряжения
и
на одинаковую величину.
Необходимо помнить, что коэффициенты Берга справедливы для импульсов тока косинусоидальной формы. Поэтому при исследованиях необходимо поддерживать в генераторе недонапряженный режим, для чего установить соответствующую связь с нагрузкой. Одновременно с уменьшением напряженности режима уменьшается , таким образом уменьшается реакция анода, что способствует постоянству
.
В соответствии с рис. 15 следует ожидать, что в режиме усиления и умножения с ростом угла отсечки будет монотонно возрастать . Высокочастотные составляющие будут вести себя по разному. В режиме усиления
,
,
,
с ростом угла отсечки до
будут нарастать, а затем начнут убывать, т.к. все эти величины связаны с
.
|
|
В режиме удвоения контур настраивается на вторую гармонику анодного тока , см. эпюры на рис. 16, поэтому указанные токи и напряжения будут вести себя в соответствии с изменением коэффициента
.
Максимум этих величин должен наблюдаться при θ= .
Полезная мощность генератора = 0.5
*
- при усилении, и
= 0.5
*
- при удвоении, определяется при прочих равных условиях величиной
и
, которые достигают максимума соответственно при θ=
и θ=
.
Из сравнения графиков для и
следует, что при постоянном импульсе тока
мощность при оптимальных углах отсечки в режиме усиления в
/
= 2,2 раза больше, чем при удвоении частоты.
Большинство современных генераторных ламп имеют высокоэффективные катоды, предел использования которых определяется не высотой импульса, а средним значением тока катода. С учетом этого импульс при удвоении обычно выбирают большим, чем в режиме усиления. Полезная мощность при этом уменьшается лишь на 20-30%, а не в два раза, как в случае постоянной величины импульса анодного тока. Увеличение высоты импульса легко получить увеличением величины по сравнению с её значением в режиме усиления.
Зависимость η генератора от угла отсечки определяется выражением
η = = 0.5
= 0.5
* ξ,
Где - мощность полезной гармоники,
- мощность, потребляемая от источника питания,
– коэффициент формы импульсов.
|
|
Если бы сделать ξ = , то зависимость
повторяла бы зависимость
η =f(θ). Фактически при ,
,
=
*
меняется с изменением θ, и меняется
. Поэтому зависимость η от угла θ приобретает более сложный вид
η = 0.5 ≡
≡
.
Анализ показывает, что при таких условиях максимальный η должен достигаться в режиме усиления при θ≈ , а в режиме удвоения – при θ≈45
.
На работу умножителя частоты существенное влияние оказывает добротность анодного контура Q = . Действительно, т.к. анодный ток проходит через контур один раз в течение n - периодов колебаний на контуре, то только один из периодов оказывается «активным», а остальное время на аноде существуют свободные колебания
=
*
,
причем коэффициент затухания α ≡ 1/Q, определяется добротностью колебательного контура. При сильной связи с нагрузкой в анодный контур вносится большое сопротивление потерь, добротность контура уменьшается, соответственно увеличивается α, и к концу свободных колебаний (к приходу следующего импульса анодного тока) амплитуда колебаний на контуре значительно уменьшается по сравнению с начальной. Для поддержания колебаний на контуре с малым затуханием добротность анодного контура под нагрузкой должна быть достаточно велика. Эпюра напряжения на аноде удвоителя при малой добротности колебательного контура изображена пунктиром на нижнем графике рис. 16.