Определения и требования к схемам сложения мощностей.

Сложение выходных мощностей активных элементов.

Задача сложения мощностей возникает в тех случаях, когда мощность одного активного элемента меньше требуемой выходной мощности или использование нескольких активных элементов меньшей мощности предпочтительнее по ряду конструктивных параметров.

ЭВЛ (электровакуумные лампы) в КВ и УКВ диапазоне целесообразно использовать при выходной мощности более 10 кВт, транзисторы предпочтительнее при мощностях до 5 кВт.

Требования к ЦС:

1. Требования сложения или полной передачи мощности в нагрузку – мощность, передаваемая в нагрузку должна быть равна сумме мощностей, отдаваемых каждым элементом или, при использовании однотипных элементов определяется произведением .

2. Требование к независимости входов схемы сложения мощностей состоит в том, изменение одного из активных элементов не должно влиять на работу остальных, которые по прежнему должны отдавать в нагрузку номинальную мощность.

3. Требование минимально допустимого уменьшения уровня выходной мощности состоит в том, что при выходе из строя n-элементов уменьшение мощности в нагрузке не должно быть больше мощности, отдаваемой этими источниками.

4. Требование к обеспечению необходимой широкополосности. При построении схемы сложения мощностей не должна увеличиваться полоса передаваемых частот.

Рис.182. При суммировании сигналов 2-х элементов схему разделяют на 2 одинаковых каскада. При использовании однотипных элементов эти усилители являются взаимозависимые. Для уменьшения взаимного влияния и большей энергетической эффективности желательно чтобы сопротивление каждого каскада было бы = ½ критического сопротивления для одиночного каскада (рис.182). в противном случае транзистор переходит в перенапряженный режим, что приводит к уменьшению отдаваемой мощности (смотри нагрузочные характеристики УМ).

При расчёте таких схем определяют число необходимых усилительных элементов и пропорционально им уменьшают выходную мощность каскада и производят расчёт по полученной мощности. ЭВЛ выполняются с большей точностью и практически не требуют специального подбора для схем сложения. Транзисторы имеют больший разброс параметров и при этом требуют осуществлять контроль.

Для анализа простейшей схемы суммирования с 2-мя элементами воспользуемся уравнениями:

89*

Из формул следует, что необходимо обеспечить синфазность входных токов схемы сложения мощностей. При наличии несиметрии происходит усиление выходной мощности. При большом числе транзисторов возможен переход некоторых из них из режима генерации в режим потребления мощности.

Различают 2 основные причины появления несимметрии:

1. Несимметрия по переменному току вызвана неидентичностью ЦС или различием средней крутизны преобразования транзисторов. Устраняется (рис.183) включением подстраиваемых ёмкостей в цепи возбуждения.

2. Нарушение симметрии по постоянному току в результате изменения напряжения смещения или неидентичности параметров. Устраняется введением ООС по току с помощью эмиттерного сопротивления R_э. в многоэмиттерных мощных транзисторах в качестве R_э может быть использовано токостабилизирующее сопротивление, которое применяется для предотвращения теплового пробоя.

Дата добавления: 2015-08-09