Эквивалентная схема ГВВ

ГВВ имеет две цепи:

входную цепь, образованную источником сигнала с внутренним сопротивлением , источником смещения Е_см, и входным сопротивлением активного элемента ; и получены путем замены предшествующей схемы, используя метод эквивалентного генератора.

выходную цепь, образованную, активным элементом, выступающим здесь как источник ВЧ сигнала с внутренним , источником питания Е_п и входным сопротивлением цепи согласования .

В качестве АЭ в приведенной схеме использован биполярный транзистор n-p-n типа. Однако все ниже изложенное будет справедливо для любого другого АЭ трехполюсного типа.

Входная цепь ГВВ

Источник ВЧ сигнала во входной цепи можно выполнить как источник напряжения, либо как источник тока. Конкретно это зависит от способа построения цепи согласования предшествующего усилителя и режима работы его АЭ.

Для представления источника сигнала как источника напряжения необходимо добиться выполнения следующего условия

В этом случае напряжение, действующее на входе АЭ можно представить как синусоидальную функцию вида

.

Вместе с тем, входное сопротивление АЭ следует рассматривать практически всегда как величину нелинейную. Поэтому входной ток АЭ будет представлять периодическую последовательность импульсов с периодом следования , и которая может быть разложена в ряд Фурье

.

Мощность, которая требуется для возбуждения ГВВ, зависит только от амплитуды первой гармоники входного тока, и рассчитывается по формуле

.

Мощность, потребляемая от источника смещения, равна

.

Эта мощность может быть как положительной (т.е. отдаваться источником смещения), так и отрицательной (т.е. потребляться источником смещения), и зависит от знака Е_см.

Практически вся мощность в конечном итоге преобразуется в тепловую энергию, которая выделяется на АЭ.

Выходная цепь ГВВ

В выходной цепи источником сигнала является АЭ. В зависимости от режима работы АЭ его представляют либо как источник тока, либо как источник напряжения всех гармоник.

Представление АЭ по выходной цепи как источника тока для всех гармоник, кроме постоянной составляющей I₀.

. .

Цепь согласования выполняет задачу приведения оконечной нагрузки на ГВВ к требуемой расчетной величине на рабочей частоте от до . Расчетной величиной является сопротивление , при котором АЭ при заданном источнике питания может отдать требуемую мощность ,

На гармониках основной рабочей частоты входное сопротивление ЦС желательно иметь равным нулю или чисто реактивную величину.

.

Это условие выполнить весьма трудно и входное сопротивление цепи согласования всегда имеет небольшое конечное значение активной части

.

Поэтому АЭ частично преобразует энергию источника питания в энергию высших гармоник основной частоты. Достигая оконечной нагрузки, энергия высших гармоник обеспечивает появление излучения передатчика на гармониках. Степень ослабления высших гармоник оценивается в дБ по формуле

.

Способность ЦС ослаблять уровень высших гармоник в нагрузке называется фильтрующей способность ЦС и обозначается буквой Ф.

Фильтрующая способность ЦС оценивается соотношением

.

Мощность, отдаваемая АЭ в цепь согласования, определяется из соотношения

Мощность, потребляемая от источника питания,

.

Электронный КПД по цепи выходного электрода

.

Мощность рассеяния на выходном электроде АЭ

.

Полная мощность рассеяния на АЭ

Коэффициенты усиления ГВВ:

По току по напряжению ;

по мощности .

Другие характеристики ГВВ будут рассмотрены позднее.

Дата добавления: 2015-07-24