Исследование двухконтурной цепи связи генератора с нагрузкой

УГТУ-УПИ

Министерство образования РФ

Кафедра «Радиопередающие устройства»

Курсовая работа на тему:

«Исследование двухконтурной цепи связи генератора с нагрузкой»

Преподаватель

Студенты

Группа

2006г.

Введение

1. Целью данной Курсовой работы является исследование двухконтурной цепи связи генератора с нагрузкой, ознакомление с методами расчета такого типа генераторов, изучение их нагрузочных характеристик.

2. Принципиальная схема генератора.

Расчетная часть

Для определения числа витков анодной связи с промежуточным контуром воспользуемся данными, полученными при выполнении расчетной части лабораторной работы «Исследование нагрузочных характеристик лампового генератора с внешним возбуждением».

Для случая Rа_ХХ=Rа_К число витков анодной связи с промежуточным контуром n_СВ=15 витков (пятое положение переключателя S1).

Для случая Rа_ХХ=4×Rа_К число витков анодной связи с промежуточным контуром в два раза больше, чем для случая Rа_ХХ=Rа_К, n_СВ=30 витков (десятое положение переключателя S1).

Для случая Rа_ХХ=Rа_К оптимальное сопротивление связи промежуточного и антенного контуров

где

r_K=7,5 Ом – сопротивление потерь промежуточного контура

R_А – сопротивление антенны, в данном случае используется эквивалент антенны R_Н=10 Ом=R_А

h_К – КПД промежуточного контура. Для получения максимальной мощности при Rа_ХХ/Rа_К=1 значение h_К=0,5. При этом генератор работает в недонапряженном режиме. Таким образом

Ом

Коэффициент включения антенного контура

,

где

r=452 Ом – волновое сопротивление промежуточного контура

Число витков связи между контурами

n_СВ=p₂₁×n_å =0,019×60=1,15 витков

Максимальная мощность в нагрузке (при Р₁=2 Вт)

 Вт

Для случая Rа_ХХ=4×Rа_К оптимальное сопротивление связи промежуточного и антенного контуров

где

r_K=7,5 Ом - сопротивление потерь промежуточного контура

R_А – сопротивление антенны, в данном случае используется эквивалент антенны R_Н=10 Ом=R_А

h_К – КПД промежуточного контура. Для получения максимальной мощности при Rа_ХХ/Rа_К=4 значение h_К=0,75. При этом генератор работает в критическом режиме. Таким образом

Ом

Коэффициент включения антенного контура

где

r=452 Ом – волновое сопротивление промежуточного контура

Число витков связи между контурами

n_СВ=p₂₁×n_å =0,033×60=2 витка

Максимальная мощность в нагрузке (при Р₁=2 Вт)

 Вт

3. Ожидаемый вид нагрузочных характеристик генератора при Rа_хх = Rа_к и Rа_хх = 4Rа_к

 

                Rа_хх = Rа_к                                                                   Rа_хх = 4Rа_к

4. Результаты выполнения экспериментальной части лабораторной работы сведены в таблицы 1 и 2.

Таблица 1: Для случая Rа_ХХ=Rа_К

nСВ	0	1	2	3	4	5
Ia0, мА	28	35	36	36	36	36
IкЭФ, мА	612	350	250	175	120
UнЭФ, В	0	2	1,7	1,3	1,0	0,8
ХСВ, Ом	0	7,5	15,1	22,6	30,1	37,7
РК, Вт	2,8	0,92	0,47	0,27	0,23	0,11
РА, Вт	0	0,4	0,29	0,17	0,1	0,06
Р1, Вт	2,8	1,32	0,76	0,44	0,33	0,18
hК	0	0,3	0,38	0,39	0,3	0,37

Таблица 2: Для случая Rа_ХХ=4×Rа_К

nСВ	0	1	2	3	4
Ia0, мА	12	23	35	35	35
IкЭФ, мА	375	310	200	50	20
UнЭФ, В	0	2,7	3	2,6	2,1
ХСВ, Ом	7,5	15,1	22,6	30,1
РК, Вт	1,05	0,72	0,3	0,02	0,003
РА, Вт	0	0,73	0,9	0,68	0,44
Р1, Вт	1,05	1,45	1,2	0,7	0,443
hК	0	0,5	0,75	0,97	0,99

При заполнении таблиц использовались следующие соотношения:

Х_СВ=n_СВ×r/n_å

Р_К= Iк_ЭФ²×r_К

Р_А=Р_Н= Uн_ЭФ²/R_Н – мощность в антенном контуре

Р₁=Р_А+Р_К – колебательная мощность на выходе генератора

h_К=Р_Н/Р₁

По данным таблиц 1 и 2 были построены нагрузочные характеристики лампового генератора с двухконтурной цепью связи с нагрузкой, полученные экспериментальным путем. Экспериментальные нагрузочные характеристики приведены на графиках 1¸6.

График 1.

 

Rахх = 4Rак

Rахх = Rак

Хсв, Ом

График 2.

Rахх = Rак

Rахх = 4Rак

Iк эф, мА

Хсв, Ом

График 3.

 

Rахх = 4Rак

Rахх = Rак

Хсв, Ом

P1,

График 4.

 

Pa

Pк

P1

Хсв, Ом

График 5.

 

Pк

Pa

P1

Хсв, Ом

График 6.

Rахх = 4Rак

Хсв, Ом

5.   Вывод

В ходе данной лабораторной работы был исследован генератор с двухконтурной связью его с нагрузкой.

Был проведен предварительный расчет значений максимальной мощности и оптимального сопротивления связи Xсв_ОПТ для двух режимов работы генератора: при Rа_ХХ=Rа_К и Rа_ХХ=4×Rа_К.

При проведении экспериментальной части работы было установлено, что расчетные данные довольно точно соответствуют экспериментальным.

Снятые экспериментальным путем нагрузочные характеристики близки к ожидаемым.

Как видно из графиков колебательная мощность Р₁, отдаваемая лампой в контур получается максимальной при работе лампы в критическом режиме. При увеличении сопротивления Хсв растет КПД промежуточного контура h_К.

Для Rа_ХХ=Rа_К при увеличении Хсв мощность Р₁ падает, так как генератор переходит в недонапряженный режим и, хотя h_К растет мощность в антенне Р_А получается меньше, чем для случая Rа_ХХ=4×Rа_К.

Для случая Rа_ХХ=4×Rа_К при увеличении Хсв мощность Р₁ сначала растет, так как генератор переходит из перенапряженного режима в критический. Одновременно растет и h_К, поэтому при Хсв_ОПТ такой генератор отдает в нагрузку большую мощность Р_А. При дальнейшем увеличении Хсв мощность Р₁ падает (генератор переходит в недонапряженный режим) и, несмотря на дальнейший рост h_К мощность Р_А также падает.

Основная литература

1. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высш. шк., 2000.

2. Левашов Ю.А., Хазанов А.А. Радиотехнические цепи и сигналы: Руководство к выполнению лабораторных работ. – Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2000

3. Гоноровский И.С., Демин М.П. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Радио и связь, 1994

4. Радиотехнические цепи и сигналы. Примеры и задачи / Под ред. И.С. Гоноровского. – М.: Радио и связь, 1989

Дополнительная литература

1. Зиновьев А.Л., Филиппов Л.И. Введение в теорию сигналов и цепей. – М.: Высш. шк., 1975

2. Радиотехнические цепи и сигналы / Под ред. К.А. Самойло. – М.: Радио и связь, 1982

3. Лабораторный практикум по курсу «Радиотехнические цепи и сигналы» / Под ред. Б.Л. Кащеева. – М.: Высш. шк., 1985

4. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. – М.: Наука, 1977