Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Вакуумные и плазменные приборы и устройства» для студентов направления «Электроника и наноэлектроника»
жүктеу/скачать 280.14 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Саратов 2023
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Саратовский государственный технический университет» «Расчет вакуумного триода» Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Вакуумные и плазменные приборы и устройства» для студентов направления «Электроника и наноэлектроника» утверждено на заседании кафедры «Электронные приборы и устройства», протокол № от Саратов 2023 Цель работы: ознакомление с методикой расчета маломощных вакуумных триодов. Задачи курсового проекта: провести расчет статических параметров вакуумного триода, провести графоаналитический расчет рабочего режима вакуумного триода, изучить режимы работы вакуумного триода в составе усилительного каскада. Структурный состав курсовой работы: Введение Теория многосеточных вакуумных триодов (5-8 стр). Паспортные параметры вакуумного триода. Построение статических характеристик лампы. Расчет статических параметров лампы. Построение нагрузочной прямой. Расчет рабочих параметров лампы при заданном сопротивлении нагрузки. Графоаналитический расчет рабочего режима лампы. Чертеж цоколевки лампы. Пример усилительного каскада на лампе. Заключение. Список использованных источников. 1. Расчет статических параметров лампы Параметры определить из анодно-сеточных и анодных характеристик. 2. Построение нагрузочной прямой рис.1 рис.2 Рабочие параметры лампы 3. Графоаналитический расчет рабочего режима лампы При графоаналитическом расчете пользуются рабочими характеристиками, которые могут быть построены в семействе статических характеристик, если заданы напряжение анодного источника Eа и сопротивление нагрузки RH. Проще и точнее расчет с помощью анодной рабочей характеристики, называемой иначе линией нагрузки. Для ее построения необходимо иметь семейство анодных характеристик (рис. 3). Линия нагрузки соответствует уравнению Uа = Eа - ia RH. В системе координат ia, Uа это уравнение выражается прямой линией, которую удобно строить по двум точкам. Пусть ia = 0, тогда получим Uа = Eа (точка М). Эта точка соответствует запиранию лампы отрицательным сеточным напряжением. Если лампа заперта и анодный ток равен нулю, то нет падения напряжения на резисторе RH и все напряжение Eа приложено к лампе. Рис. 3. Построение анодной рабочей характеристики (линии нагрузки) Для второй точки положим Uа = 0. Тогда получим ia = Eа / RH. Нанесем эту точку (N) на график. Через точки М и N проводим прямую линию, которая и является линией нагрузки. Заметим, что точка N не соответствует реальному режиму лампы. При Uа = 0 анодный ток не может быть максимальным. С помощью линии нагрузки можно определить анодный ток и анодное напряжение при любом напряжении сетки. Для примера на рис. 3. показано, что при сеточном напряжении Ug3 значения ia и Uа определяются точкой Б. Отрезок, дополняющий Uа до Eа, выражает падение напряжения UR на нагрузке. Чем больше RH, тем более полого идет линия нагрузки. Если RH = 0, то она превращается в вертикальную прямую (линия МБ). Это соответствует режиму без нагрузки, когда Uа = Eа = const. Видно, что в режиме без нагрузки при сеточном напряжении Ug3 анодный ток определяется точкой Б´, а в режиме нагрузки он меньше (точка Б), так как анодное напряжение уменьшается на значение UR. При RH = ∞ линия нагрузки совпадает с осью абсцисс и при любых напряжениях анодный ток равен нулю. Для расчета надо еще знать сеточное смещение Еg и амплитуду переменного напряжения сеткиUmg. Они могут быть заданы или выбраны. Например, если необходимо усиление с малыми искажениями, то Еg и Umg должны быть такими, чтобы лампа работала без сеточного тока. На рис. 4 показано построение для более общего случая усиления с некоторыми искажениями за счет нелинейного участка характеристик. Смещение Еg определяет рабочую точку Т, анодное напряжение в режиме покоя Ua0 и анодный ток покоя Iа0. Далее определяют мощность, выделяемую на аноде в режиме покоя (Ра0), и проверяют, не превышает ли она максимальное допустимое значение: Ра0 = Iа0 Ua0 ≤ Раmax (проверка по справочнику) (5) Полная мощность, отдаваемая источником анодного питания, Р0 = Eа Iа0, а мощность постоянного тока в нагрузке: РR0 = Iа0 UR0 или РR0 = Р0 - Ра0 (6) Рис. 4. Работа лампы в режиме усиления Для примера на рис. 4. взято Umg = |Eg|. Амплитуды положительной и отрицательной полуволны сеточного напряжения соответствуют максимальному и минимальному сеточному напряжению (в данном случае нулю и Ug5), которые определяют конечные точки рабочего участка А и Б. Эти точки соответствуют максимальному и минимальному значению пульсирующего анодного тока iamax и iamin. График анодного тока построен справа. При усилении без искажений: Ima´ = Ima´´ = Ima и Ia ср = Ia0 (7) Если же работа происходит в области нелинейных участков характеристик, то положительная полуволна усиливается больше, чем отрицательная: Ima´ > Ima´´ В этом случае амплитуда полезной первой гармоники: Ima ≈0,5 (Ima´ + Ima´´ ) (8) или Ima ≈0,5(iamax - iamin) (9) Амплитуда второй гармоники: Ima2 ≈0,25(Ima´ - Ima´´ ) (10) или
Коэффициент гармоник приближенно можно определить, учитывая только вторую гармонику: kг = Ima2/ Ima (12) Вследствие того что положительная полуволна больше отрицательной, постоянная составляющая анодного тока Ia.ср становится больше тока покоя Iа0. Приращение постоянного анодного тока ΔIа численно равно амплитуде второй гармоники. Отсюда следует, что Ia.ср = Iа0 + ΔIа = 0,25 (iamax + iamin – 2Iа0) (13) Далее можно рассчитать следующие величины: усиленное (выходное) напряжение: Umвых = UmR = Uma = Ima RH (14) коэффициент усиления каскада: K = Uma /Umg (15) полезную (выходную) мощность: Рвых = 0,5 Ima Uma (16) мощность, подводимую от анодного источника: Р0ср = Ia.ср Eа; (17) коэффициент полезного действия каскада (по анодной цепи): η = Рвых / Р0ср (18) Под семейством характеристик на рис. 4 дан график изменения анодного напряжения. Он показывает фазовый сдвиг на 180° между переменными напряжениями сетки и анода. Амплитуды полуволн переменного анодного напряжения Uma´ и Uma´´ получаются неодинаковыми за счет нелинейности лампы. Полезная мощность характеризуется прямоугольным треугольником АБВ, у которого гипотенузой является рабочий участок АБ. Катеты в соответствующем масштабе равны удвоенным значениям амплитуд (2Ima и 2Uma). Задание к курсовому проектированию
Рекомендуемая литература 1. А.А. Щука Электроника. Учебное пособие, Санкт- Петербург, 2005 2. Т.В. Свистова Вакуумная и плазменная электроника . Учебное пособие, Воронеж, 2005 3. А.И. Аксенов, А.Ф. Злобина,Н.Г. Панковец, Д.А. Носков Вакуумные и плазменные приборы и устройства. Учебное пособие, Томск, 2007 4. А.Д. Сушков Вакуумная электроника. Учебное пособие, Санкт- Петербург, 2004. 5. Б.М. Царев Расчет и конструирование электронных ламп. Москва, Госэнергоиздат, 1961. жүктеу/скачать 280.14 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|