Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Разделы: Телекоммуникации, Электроника
Размещена 07.04.2014. Последняя правка: 07.04.2014.

Генератор с внешним возбуждением

Ким Александр Георгиевич

Бакалавр ФРТиС и Экономики

NVision Group, СибГУТИ

инженер-стажер филиала ЗАО «Энвижн Груп» Энвижн-Сибирь

Консультант: Колков Антон Александрович, Руководитель направления операторских сетей, NVision Group, akolkov@nvg.ru


Аннотация:
Данная статья рассматривает назначение и принцип действия генератора с внешним возбуждением (ГВВ). Также произведен обзор особенностей работы ламповых и транзисторных генераторов с внешним возбуждением.


Abstract:
This article examines the purpose and principle of the generator with an external excitation (EEG). Also produced an overview of the features of tube and transistor oscillators with external excitation.


Ключевые слова:
Генератор, ГВВ, особенности, назначение и принцип действия ГВВ

Keywords:
Oscillator, external-excited generator, especially the purpose and principle of the EEG


УДК 621

Одним из основных элементов передатчика является генератор с внешним возбужде­нием (ГВВ) – устройство, преобразующее энергию источника по­стоянного тока в энергию тока высокой частоты. В качестве усилительного прибора ГВВ в современных радиопере­датчиках используются электровакуумные лампы, биполярные и полевые транзисторы, диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды (ЛПД), магнетроны и др.

Рисунок 1 - Структурная схема радиопередающего устройства:

ЗГ - задающий генератор;    ПУ - промежуточный усилитель;

ОУМ - оконечный усилитель мощности; ИП - источник питания;

М – модулятор.

Применение того или иного усилительного прибора опре­деляется мощностью и диапазоном рабочих частот. Маломощные генераторы выполняются на биполярных транзисто­рах.

Ламповый генератор с внешним возбуждением. Простейшая схема лампового генератора с внешним возбуж­дением (см. рисунок 2).
В ней имеются следующие электри­ческие цепи: цепь анода:  источник анодного питания ЕА, колебательный контур LC, участок анод – катод лампы, соединительные провода;  цепь управляющей сетки: источник  напряжения смещения ЕС, источник переменного напря­жения UС, участок сетка – катод лампы и соединительные провода; цепь накала катода: источник напряжения накала, нить накала и соединительные провода.

Рисунок 2 – Схема генератора с внешним возбуждением

Физические процессы в схеме генератора с внешним возбужде­нием протекают следующим образом. Будем считать: напряжение катода накала уже включено, катод накален и эмиттирует электронный поток,  во входной сеточной цепи включено напряжение смещения ЕС, устанавливающее начальное положение рабочей точки на анодно-сеточной характеристике лампы. После этого включается напряже­ние источника анодного питания ЕА.

При включенных двух постоянных напряжениях ЕА и ЕС протекает только постоянный анод­ный ток IА0 по цепи: A,индуктивная ветвь контура, анод – катод внутри лампы, A. Значение тока IА0 можно определить по статической характеристике (см. рисунок 3), измерить амперметром А0, включенным в цепь постоянного анодного тока (см. рисунок 2).

Рисунок 3 – Графики напряжений и токов в генераторе с внешним возбуждением

Напряжение высокой частоты, которое надо усилить, подается во входную сеточную  цепь лампы. Это напряжение называ­ют напряжением возбуждения. Для простоты анализа его прини­мают косинусоидальным

 где UC – амплитудное зна­чение напряжения возбуждения. Под действием переменного на­пряжения возбуждения ток в цепи анода будет изменяться


где IA0 – постоянная составляющая анодного тока, создаваемая источником анодного питания, IA~ – амплитуд­ное значение переменной составляющей анодного тока, вызванное действием напряжения возбуждения.
Переменная составляющая анодного тока протекает по цепи: анод – катод внутри лампы, через источник питания (через кон­денсатор СБЛ), колебательный контур к аноду лампы. Колебатель­ный контур, настроенный в резонанс с частотой напряжения возбуж­дения, оказывает переменной составляющей анодного тока большое (RЭ = 10 кОм) и чисто активное сопротивление RЭ. Поэтому пере­менная составляющая IA~, проходя через контур, создает на нем падение напряжения

Вследствие усилительных свойств лампы напряжение UВЫХ = UА будет намного больше подведенного к сетке напряжения возбуждения. Мощность созданных в контуре колебаний будет также больше мощности ко­лебаний, поданных на вход генератора. Таким образом, в процес­се работы генератора происходит усиление подведенных ко входу колебаний по мощности.

Транзисторный генератор с внешним возбуждением.Процесс усиления колебаний в этой схеме происходит следующим образом. При включении источника кол­лекторного питания ЕК в выходной цепи протекает слабый начальный ток, называемый обратным током коллектора и обозна­чаемый IКЭ0. Для схемы с общим эмиттером обратный ток коллек­тора IКЭ0 определяется при токе базы, равном нулю (см. рисунок 5). Обратный ток коллектора протекает по цепи: +ЕК, контур LС,коллектор – ба­за – эмиттер транзистора, –ЕК. Значение обратного тока коллек­тора определяется концентрациями неосновных носителей заря­да, поэтому обратный ток коллектора во многих случаях можно не учитывать.

Для установления рабочей точки в исходное положение во входную цепь транзистора включается постоянное напряжение смещения ЕБЭ. Таким образом, в исходном режиме к переходам транзистора приложены два постоянных напряжения: смещения ЕЕЭ и питания ЕК. При этом в цепях транзистора протекают толь­ко постоянные токи.



Рисунок 4 – Схема транзисторного генератора с внешним возбуждением


                     Рисунок 5 – Выходные  характеристики транзистора в схеме с ОЭ

При включении переменного напряжения возбуждения 

во входной цепи появляется переменная составляю­щая входного тока, протекающая по цепи: от источника напряже­ния возбуждения (точка 1),(см. рисунок 4), база – эмиттер, к источнику возбуждения (точка 2). Транзистор, как известно, является элек­тронным прибором, управляемым током. Это значит, что измене­ние в небольших пределах напряжения на эмиттерном переходе UЭБ вызывает значительное изменение входного IБ, а следова­тельно, и выходного IK токов. Переменная составляющая коллекторного тока iК протекает в выходной цепи: коллектор  – эмиттер, через источник пита­ния ЕK(через СБЛ), контур ,коллектор. На контуре переменная составляющая коллекторного тока создает переменное падение на­пряжения

значение которого больше, чем на входе. Таким образом, в транзисторном генераторе с внешним возбужде­нием осуществляется усиление колебаний по току, напряжению, а, следовательно, и по мощности.

Таким образом, нами были рассмотрены особенности работы лампового и транзисторного генераторов с внешним возбуждением, их назначение и принцип действия.

Библиографический список:

1. Н.Н. Гладышева. Радиопередающие устройства. Конспект лекций для бакалавров всех форм обучения, Алматы: АУЭС, 2011. – 68 с.
2. В.В. Шахгильдян, В.Б. Козырев, А.А. Ляховкин. Радиопередающие устройства. Под ред. В.В. Шахгильдяна. – М.: Радио и связь, 2003. – 559с.
3. М.С. Шумилин, О.В. Головин, Э.А. Шевцов, В.П. Севальнев. Радиопередающие устройства. - М.: Радио и связь, 1990. – 408с.




Рецензии:

7.07.2014, 19:07 Каменев Александр Юрьевич
Рецензия: Недостатки как и у предыдущей статьи автора: простое копирование известного материала. Не рекомендуется к публикации.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх