Работа генератора с внешним возбуждением на

Qн – нагруженная добротность контура;

Rк – резонансное (эквивалентное) сопротивление нагрузочного контура;

φZ – фазовый сдвиг между первой гармоникой тока коллектора и коллекторным напряжением.

Соответствующие графики модуля и фазы сопротивления нагрузки представлены на рисунке 3.26.

Рисунок 3.26 – Модуль и фаза сопротивления нагрузки

Теперь используя нагрузочные характеристики генератора можно получить настроечные характеристики (рисунок 3.27)

Рис.3.27 – Настроечные характеристики генератора

Первоначальная настройка генератора обычно осуществляется при минимальной связи с нагрузкой (антенной). Поэтому эквивалентное сопротивление нагрузочного контура Rк велико и генератор при настройке контура в резонанс находится в области ПНР. В момент резонанса напряженность режима максимальна, провал в импульсе коллекторного тока наибольший (см. нагрузочные характеристики) и соответственно составляющие коллекторного тока Iк1, Iк0 минимальны. Эта особенность на практике используется для визуального (или автоматического) контроля настройки контура в резонанс по минимуму постоянной составляющей тока коллектора Iк0.

При работе генератора на расстроенную нагрузку динамическая характеристика коллекторного тока становится неоднозначной, т.к. в разные моменты времени одинаковым значениям тока соответствуют различные величины коллекторного напряжения. Эта особенность иллюстрируется рисунком 3.28 для частного случая θ=90º

Рисунок 3.28 – Динамическая характеристика коллекторного тока при

расстроенной нагрузке.

Вследствие расстройки коллекторное напряжение сдвинуто по фазе относительно тока коллектора на угол φ. Цифрами 1 – 4 отмечены точки соответствующие характерным отсчетам угла ωt: - θ, 0, φ, θ. По существу динамическая характеристика в этом случае представляет часть «фигуры Лиссажу» (эллипса).

При точной настройке в резонанс динамическая характеристика заняла бы положение соответствующее пунктирной прямой.

Следует однако отметить, что с учетом реальных характеристик АЭ динамические характеристики коллекторного тока всегда не однозначны (даже в случае резонанса), вследствие асимметрии реального импульса коллекторного тока.

Предположим теперь, что генератор работал в оптимальном критическом режиме. Тогда при расстройке контура режим генератора станет недонапряженным. При этом постоянная составляющая коллекторного тока не изменится и соответственно не изменится мощность потребляемая от источника Ро=Iко·Ек.

Активная составляющая колебательной мощности Р1^/ определится следующим выражением

Р1^/ = 0,5Iк1·Uк·cosφZ = 0,5I²к1·|Zк|·cosφZ = 0,5I²к1·Rк·cos²φZ =Р1·cos²φZ

Здесь Р1 – мощность генератора в оптимальном резонансном режиме.

Отсюда следует, что расстройка нагрузочного контура приводит к снижению колебательной мощности и увеличению мощности тепловых потерь в АЭ

Рк = Ро – Р1^/

Соответственно снижается и электронный к.п.д. генератора η^./.

η^./ = Р1^//Po

В связи с этим, в генераторах большой мощности при включении (когда очень велика вероятность расстройки колебательной системы) значительно, в 2 – 4 раза, снижают напряжение Ек, которое затем по мере настройки контура плавно или ступенчато поднимают до номинального значения.

Заметим, что в генераторах большой мощности, при работе в сильно перенапряженном режиме при определенной расстройке контура возможно увеличение мощности и к.п.д. генератора [ ].