Анализ сложной схемы выхода с энергетических позиций

Рассмотрим сложную схему выхода, состоящую из двух связанных резонансных контуров: антенного (нагрузочного) контура и промежуточного контура.

С точки зрения теории цепей возможно несколько подходов к анализу ЦС. Поскольку нас будут интересовать только энергетические параметры сложной схемы входа, целесообразно воспользоваться следующим приемом.

1. Будем полагать, что элементы антенного и промежуточного контуров определяются при нулевой связи, как это показано на выше приведенном рисунке. В этом случае антенный контур образован элементами и , а полное сопротивление контура определяется равенством

Промежуточный контур образован элементами , причем элемент является элементом межконтурной связи, а элемент - элементом связи ЦС с АЭ ВУМ. Полное сопротивление промежуточного контура на холостом ходу будет равно

2. Элементы связи и - это высоко добротные элементы, поэтому влиянием сопротивлений потерь и на межконтурную связь и входное сопротивление ЦС можно пренебречь. Их влияние следует учитывать только при расчете КПД промежуточного контура.

Заменим двухконтурную ЦС эквивалентной одноконтурной, в которой влияние второго контура учитывается с помощью внесенного сопротивления. Целесообразнее оставить промежуточный контур. В этом случае эквивалентная ЦС примет вид, представленный на рисунке.

Величину внесенного в промежуточный контур сопротивления при результирующей добротности промежуточного контура более 10 рассчитывают по формуле

.

В этой формуле

Как следует из приведенного соотношения, в промежуточный контур вносится активная составляющая внесенного сопротивления

,

и реактивная составляющая

.

Знак реактивной составляющей внесенного сопротивления всегда противоположен знаку расстройки антенного контура. Графики зависимостей внесенных активной и реактивной составляющей сопротивлений показаны на рисунке..

Состояние, когда , соответствует настроенному антенному контуру и работе ЦС на частоте полного резонанса. Величина активной составляющей внесенного сопротивления достигает максимума

.

Входное сопротивление ЦС можно найти из соотношения

.

В этом выражении - активная и реактивная составляющие полого сопротивления промежуточного контура в режиме холостого хода.

Входное сопротивление ЦС будет чисто активной величиной, если добиться условия резонанса

.

.

В формулу введен коэффициент .

Этот коэффициент получил название степени связи антенного контура с промежуточным контуром, а сопротивление - называется входным сопротивлением ЦС в режиме холостого хода.

Если считать, что на резонансной частоте контурный ток во всех элементах ПК одинаков, то КПД промежуточного контура можно рассчитать по формуле

.

Графики зависимостей , как функции степени связи показаны на рисунке. Здесь же показан уровень критического сопротивления нагрузки, при которой АЭ ВУМ отдает максимальную мощность. Зависимость мощности, отдаваемой АЭ ВУМ в ЦС, и мощности, поступающей в антенный контур, показаны на следующем рисунке.

.

.

На энергетические показатели ЦС оказывает выбор величины сопротивления . Вводится понятие нагрузочной способности промежуточного контура

.

Легко установить связь между критической степенью связи и нагрузочным коэффициентом «а».

Из этого соотношения получаем . Если подставить это выражение в формулу для расчета КПД промежуточного контура при работе ВУМ в критическом режиме, получим

.

Оптимальная степень связи соответствует максимуму мощности, передаваемой в антенный контур. При больших нагрузочных возможностях промежуточного контура (а>4) различия между n_кр и n_опт малы, поэтому ограничиваются расчетом только n_кр. Но при малых значениях «а» расчет оптимальной связи необходим, т.к. позволяет реализовать более высокий КПД сложной схемы выхода. Это можно сделать аналитическими методами с помощью обобщенных нагрузочных характеристик. Но чаще оптимальную связь находят экспериментальным путем.

Дата добавления: 2015-07-24