Лекция №6

Нагрузочные системы усилителя мощности высокой частоты (УМ ВЧ)

1. Согласование – обеспечение оптимальной связи между нагрузкой и активным элементом (АЭ).

2. Фильтрация - для подавления высших гармоник.

3. Обеспечение высокого КПД контура.

Эквивалентная схема нагрузочной системы (рис.1.34)

; ,

- резонансное сопротивление контура, при котором каскад работает в критическом режиме.

Типы нагрузочных систем

1. Простой параллейный контур. 2. Связанный контур.

3 . П-образный контур. 4. П-образный контур.

4. Многоконтурная система.

5. М ногоконтурная система.

Как видно из рисунка 1.40, при нескольких контурах избирательная способность контура лучше, чем при одном.

Анализ некоторых из видов контуров

1. Простой параллейный контур (ненагруженный)

-собственные потери контура, эти потери обычно сосредоточеты в катушке индуктивности.

-комплексное входное сопротивление контура.

,

где R_{oe_xx} – резонансное сопротивление контура;

a – обобщённая расстройка контура.

, где , где -характеристическое сопротивление. , где

, где R_{oe_xx} – резонансное сопротивление контура.

Р езонансная характеристика контура, изображённого на рисунке 1.41, представлена на рисунке 1.42.

2. Нагруженный колебательный контур.

формулы для расчёта данного контура те же самые, что и для ненагруженного, если индекс ХХ заменить на Н – нагрузку.

; .

Резонансная характеристика приведена на рисунке 1.45.

К ак видно резонансная характеристика нагруженного контура

уменьшилась, а площадь естественно увеличилась. Однако надо иметь в виду “золотую середину” (по крайней мере никогда о ней не забывать). При очень большом внесённом сопротивлении фильтрующая способность контура уменьшается, а при маленьком вся энергия остаётся в контуре и, следовательно, вся рассеивается в виде тепла.

Способы подключения нагрузки к контуру,

Расчёт внесённого сопротивления

1. Пследовательно (рис.1.46)

С опротивление нагрузки можно подключить непосредственно в контур, если R_н – мало, в противном случае упадёт добротность контура.

2. Параллейное (рис. 1.47)

Большое сопротивление нагрузки необходимо включать параллейно контуру.

.

3. Неполное включение.

а ) автотрансформаторная связь.

- коэффициент связи,

, - для всех вариантов.

б) кондуктивная связь.

.

в) трансформаторная связь.

Способ подключения контура к активному элементу (АЭ).

О дин из способов подключения АЭ к контуру приведён на рисунке 1.51.-схе по переменному току

Введём коэффициент включения р.

, тогда , в частности:

/

2. Фильтрация

Коэффициент фильтрации показывает, во сколько раз отношение тока гармоники к току основной частоты в питающий i-ый контур цепи больше того же отношения того отношения в i-м контуре, т.е.:

.

Любую сложную цепь можно привести простому контуру, а любой контур можно разбить на две ветви - ёмкостную (см.рис. 1.52) и индуктивную (см.рис. 1.53).

С лучай №1 (нагрузка включена в индуктивную цепь)

.

Высшие гармоники не пройдут через индуктивность, так как с увеличением частоты увеличивается индуктивное реактивное сопротивление, поэтому коэффициент фильтрации индуктивной цепи больше чем в ёмкостной.

, коэффициент фильтрации ёмкостной цепи в n² раз хуже, чем в индуктивной. Таким образом, для уменьшения помех соседним радиостанциям лучше использовать индуктивное включение.