Игорь 2
Усилители мощности => Цепи согласования => Тема начата: SYN от Август 19, 2025, 07:23:21 pm
-
Для ВЧ диапазонов. Идея в том, что бы обойти стороной высокую выходную емкость некоторых, особенного старых, ламп. Иначе говоря это вариант компенсации выходной емкости лампы. Особенность расчета состоит в том, что перед П-контуром включается дополнительный Г-контур. При этом выходная емкость лампы, с учетом требуемого Roe, пересчитывается в последовательное соединение. В качестве входного сопротивления Г-контура принимается получившееся после пересчета активное сопротивление. А пересчитанная реактивная составляющая добавляется к индуктивному сопротивлению Г-контура с обратным знаком, т.е. на этом шаге и случается компенсация.
Ранее такой способ уже рассматривали, но он был частично таким. В нем не считали Г-контур, просто вставляли компенсирующую индуктивность, а П-контур считали на получившееся после пересчета сопротивление. В данном случае, посредством добавления Г-звена, есть возможность сделать входное сопротивление П-контура по желанию.
Как вариант можно рассмотреть и Т-контур, но нужно считать подавление гармоник, что там с ним получится пока неизвестно...
Пример отвлеченного расчета:
1. Емкость анода 25 пф, требуемое Roe = 3 кОм, частота 29 Мгц.
2. Емкостное сопротивление анодной емкости равно -j219,524 Ом.
3. Пересчет в последовательный вид:
Активная часть параллельного соединения = 3000
Реактивная часть параллельного соединения = -219,524
---------------------------------------------------------
Результат преобразования:
Активная часть Z = 15.978
Реактивная часть Z = -218.355j
4. Выберем, по желанию, входное сопротивление П-контура, пусть это будет 1000 Ом.
5. Рассчитаем П-контур на 1000/50 Ом
Исходные данные:
-----------------------------------
F, МГц = 29.000
Qn = 10.000
Q0 = 250.000
R вх., Ом = 1000.000
R вых., Ом = 50.000
P вх., Вт = 10.000
Результаты расчета:
---------------------------------------------------------------------------
C1, пФ = 46.161 P вых. Вт = 9.599
C2, пФ = 181.594 Q в С1, ВАр = 84.111
L, мкГн = 0.765 Q в С2, ВАр = 15.881
КПД контура, % = 95.992 I в С1, А (эфф.) = 0.841
P потерь, Вт = 0.400 I в С2, А (эфф.) = 0.725
Полоса S11(0.1), кГц = 616.189 I в L, А (эфф.) = 0.847
Полоса S11(0.2), кГц = 1252.632 KF2-U, дБ = 28.389
U вх, В (эфф.) = 100.000 KF2-I, дБ = 33.553
U вых, В (эфф.) = 21.908 S11 вх. порт на F = 0.000
U на L, В (эфф.) = 118.051 S22 вых. порт на F = 0.040
6. Рассчитаем величину индуктивности компенсации для катушки Г-контура, это сопротивление j218.355 (в последовательном представлении),
тогда L = 218,355÷(2×3,1415926×29) = 1,19835442 мкГн
7. Рассчитаем Г-контур
Частота, МГц = 29
Сопротивление источника, Ом = 15.978
Сопротивление нагрузки (активная часть) R, Ом = 1000
Сопротивление нагрузки (реактивная часть) jX, Ом = 0
Добротность конденсатора (250-50000) = 50000
Добротность катушки (75-750) = 250
Входная мощность, Вт = 10
-------L-----------
вход C выход
-------------------
C, пФ = 43.765
L, мкГн = 0.678
КПД, % = 96.894
Qc, ВАр = 77.268
IL, А(эфф) = 0.791
S11 = 0.000
S22 = 0.031
S11(0.1), кГц = 763.140
Ku2, дБ = -21.252
8. Рассчитаем индуктивность Г-контура c учетом компенсирующей катушки, она равна 0,678+1,19835442 (из шага 6) = 1,87635442
Итого получили:
1. Индуктивность от анода к С1 П-контура равна L1 = 1,87635442 мкГн
2. Горячая емкость конденсатора П-контура C1 равна 46.161 + 43.765 = 89,926 пф
3. Индуктивность П-контура L2 = 0.765 мкГн
4. Емкость С2 П-контура равна 181,594 пф.
КПД, как видно из расчетов, должен получиться порядка 93%. Общее подавление гармоник должно быть весьма неплохим, если учесть работу по подавлению Г-контуром (в принципе в расчетах видно подавление, но нужно бы проверить комплексно).
Проверочный расчет дал входной импеданс 2936.573-j28.340. Небольшая неточность вероятна связана с округлениями при вычислениях. Явная ошибка дала бы сильное отклонение. Ну, хотя нужно еще раз проверить... В многодиапазонной конструкции анодная индуктивность возможно будет мешать, но варианты рассматривать можно разные, включая варианты расчета для получения меньшей величины L1, пока это просто наброски. 123123
-
Сегодня пересчитал без округлений. Заодно нашел мелкую опечатку в своих расчетах, при проверке (не ошибку). Теперь входное сопротивление получилось ровно 3000 Ом с нулевой реактивностью, как и должно быть. Так что алгоритм правильный. 123123
-
Что-то сдается мне, что последовательная индуктивность на 10-ке в 1.8 мкГн загасит всю мощу)). Нарисуйте схему, так понятнее будет.
-
123123
-
Ранее такой способ уже рассматривали, но он был частично таким. В нем не считали Г-контур, просто вставляли компенсирующую индуктивность, а П-контур считали на получившееся после пересчета сопротивление.
В принципе это то же самое, разве только в Маткаде не было разделения ёмкости на две части.
-
Что-то сдается мне, что последовательная индуктивность на 10-ке в 1.8 мкГн загасит всю мощу)). Нарисуйте схему, так понятнее будет.
Это пркидочный, отвлеченный расчет. Регулированием входного сопротивление П-контура здесь есть возможность менять все элементы схемы. Через пару дней еще приведу пример. Реактивность не должна ничего заглушить, если только Г-контур не сделать с очень большой нагруженной добротностью (слишком большим отношением Rвх/Rвых, это регулируется как раз принятым входным сопротивление П-контура) и невысокой холостой добротностью. Т.е. например, намотать тонким проводом. Ну и потом, КПД тоже считается.
В принципе это то же самое, разве только в Маткаде не было разделения ёмкости на две части.
Выше я упоминал, что такой способ действительно рассматривали, хотя не в точности именно такой, там не считали Г-контур, но схемно разницы нет. Разница с способе расчета и, вероятно, в получаемом результате тоже, так как вариантов по номиналам схемы может быть много. Но Маткад не дает расшифровки. Ему по схеме написали уравнения и он посчитал. Делая декомпозицию схемы, раскладывая ее на кубики, мы понимаем как это работает, следовательно появляется возможность рассчитать схему любым инструментарием. По схеме - для более полной картины левую индуктивность тоже нужно разбить на две (до зеленого квадрата нарисовать еще одну катушку). Первая компенсирует емкостную реактивность, т.е. по сути образует с ней последовательный контур, вторая является частью Г-контура.
Ну а по сути-то, получается такой двойной П-контур. ;)
-
Так это 2П-контур:)
-
Так это 2П-контур:)
Схемно да, если учитывать емкость анода как первую емкость. Вопрос в способах расчета.
-
Так это 2П-контур:)
Да, но с условием C1 = const.
-
Итого получили:
1. Индуктивность от анода к С1 П-контура равна L1 = 1,87635442 мкГн
2. Горячая емкость конденсатора П-контура C1 равна 46.161 + 43.765 = 89,926 пф
3. Индуктивность П-контура L2 = 0.765 мкГн
4. Емкость С2 П-контура равна 181,594 пф.
КПД,...порядка 93%.
dontt44
-
Добротность конденсатора...
А надо ли это учитывать...
-
с условием C1 = const.
получается, что La должна иметь вполне определённое значение, что практически трудно реализуемо.
Вы могли бы смоделировать, что будет, если установить значение индуктивности La +\- 15% от расчётного значения?
Конечно, П-контуром можно "скомпенсировать" всё, интересна "цена" за это...
-
что будет, если установить .. La +\- 15%..
Если не менять L2, то при +15% на картинке.
-
Если не менять L2, то при - 15% у П-контура нет решений. Если немного уменьшить L2, то будет два решения для С1, С2.
-
КПД у Вас меньше чем у меня получился. Нужно перепроверить. Но я взял 2 КПД по отдельности и просто их перемножил. Судя по подавлению гармоник входное сопротивление П-контура нужно взять меньше, что бы понизить нагруженную добротность Г-контура, тогда и КПД подрастет и запредельное подавление гармоник, не нужное настолько, снизится. Да и погрешность при отклонении тоже должна снизиться. Пример отвлеченный был и, возможно, не самый удачный.
Да и нагруженную добротность П-контура тоже можно взять меньше.
Добротность кондера конечно можно не учитывать, просто у меня прога расчета Г-контура требует, ввел возможный максимум.
-
Это пркидочный, отвлеченный расчет.
123123
Вы ушли от комплексной нагрузки для Г-звена, но получили комплексный генератор. П-цепь*, вместо Г-цепи, упростит расчёт.
-
но получили комплексный генератор.
Это почему, в каком месте? Входной импеданс не имеет реактивности. У Вас же на графиках это видно.
-
25 пФ скомпенсированы, а это скрытый доп. Г-контур.
-
Говорите какими-то загадками. Входной импеданс не имеет реактивности. Где для генератора комплексная нагрузка? Катушка Г-контура, который Вы же нарисовали ранее и выделили его зеленым цветом, имеет катушку индуктивности, которую условно можно разбить на 2 части: компенсирующая часть и катушка самого Г-контура, если Г-контур рассматривать как согласователь активных импедансов, я писал об этом выше. Ошибка если есть, где она?
-
25 пФ это прицепил к генератору, чтобы выявить скрытую Г-цепь. Это так я мыслю. 25 пФ скомпенсирована, в явном виде это компенсирующая Г-цепь.
1000 Ом__Г-цепь__Г-цепь__Rg. ...Мне посчитать П-цепь 1000/3000 от заданной Са или вы это уже считали?
-
Говорите какими-то загадками.
Есть такое за мной. dontt44
-
Ну а в чем разница? И я об этом же, только соединение генератора с емкостью я перевожу в последовательный вид, что бы последовательной же цепью создать и нагружку и обечпечитть компенсаци.
вы это уже считали?
Нет, мне некогда, я на 300% загружен своей основной работой. Здесь успеваю сделать только передых. cr123
-
dontt44
-
Если представлять в виде П-контура у меня получается тоже самое. По видимому идея оказалась не самая удачная, хотя можно еще поисследовать с другими значениями сопротивлений и добротности, но что-то говорит, что вряд ли будет сильно лучше. Можно сравнить с простой последовательной компенсацией, но считать некогда, да и лень. LP-контур или простая параллельная компенсация похоже проще и дает лучшие результаты. ;)
-
Ну а если нужно совместить еще и с очень хорошим подавлением, то нужно считать LPL контур (первая L как параллельная компенсация). ::) Обычный PL хорош, но горячая емкость у него получается меньше, чем у простого П-контура.
-
...LPL контур...
Хороший вариант, особенно с вариометром.
-
нужно считать LPL контур...
Какие элементы назначить плавными. dontt44
-
Какие элементы назначить плавными.
Я у себя вижу алгоритм по-своему. Но если пресетами, то задать 3 катушки "наугад", если искомыми делать кондеры, уже сложнее. Поэтому, для определения хотя бы 3-й катушки я бы воспользовался базовыми понятиями, например сопротивлением средней ступени трансформации, на стыке П-контура и выходной катушки (Г-контура). Этим сопротивлением можно задаться, в 2-3-4 раза больше сопротивления нагрузки, и найти индуктивное сопротивление катушки по формулам, приведенным ниже. В данном случае Xcdop будет просто промежуточной переменной. Индуктивность П-контура можно задать почти "как обычно" (с небольшой коррекцией в плюс из-за изменения нагрузки П-контура), а катушку L-компенсации просто пробовать брать побольше катушки П-контура, раза в 2, и потом уже +/- варианты.
Можно и проще, например задаться добротностью выходного контура Qout и найти индуктивное сопротивление выходной катушки как QoutRn. При этом Qout нужно брать невысокой, буквально 1-2, максимум 3, иначе сопротивление средней ступени может получиться завышенным, упадет КПД и горячая емкость контура.
Ну и далее маткад найдет искомые емкости. :)
-
ГП-контур даёт лучший КПД, чем П-контур.
PS.
В этой теме LPL не к месту, новую тему лучше.
-
ГП-контур даёт лучший КПД, чем П-контур.
Чета запутали Вы меня nea33 В какой конфигурации?
-
В любой, при прочих равных условиях. 123123
-
По факту можно сделать как лучше, так и хуже, все зависит от конкретного случая. "Прочие равные условия" в данном случае понятие растяжимое.
-
При равной ёмкости лампы* (Ca).
-
ГП-контур 28,5 МГц.
Ca 35 пФ - ёмкость лампы + монтаж.
C1 20 пФ - ёмкость КПЕ.
________________
Расчёт по алгоритму Игорь 2 123123 123123
-
La = 0*....Имеем П-контур с КПЕ 20 пФ.
Горячая ёмкость 35 + 20 = 55 пФ.
-
La = 0*, C1 = 0*.
Имеем П-контур с горячей ёмкостью 35 пФ.
Плавные элементы L1,С2,
-
Порядок расчёта.
1. Вычислил Zвх для Г-цепи L1, С2.
2. Расчёт Г-цепи L1, С2.
-
LPL контур (первая L как параллельная компенсация)....
Надо определиться с обозначением схем. Помню была пресета с параллельными контурами на входе и на выходе - тоже LPL... dontt44
-
По обозначениям - PL или ПL контур в принципе устоявшиеся именования. Вот с первой буквой реже встречается, просто потому что схема более редкая. Но все равно встречал, что называют это LP контуром, да и у нас на форуме это именно так называли. Вот схему с последовательной катушкой с анода на П-контур чаше называют просто компенсацией или частичным включением КПЕ в катушку. Здесь видимо нет системы, кто как назвал так и есть, главное схему привести и сказать, что это вот так.
По Вашим данным у меня так получилось, по одному из вариантов. Подавление гармоник большое (за 50 дб). Потери -0,48 дб видны на скрине. И, кстати, нет второго всплеска в АЧХ, проверил до 300 МГц.
-
КПД похуже получился, правда.
Я свою прожку LP по 5-10 минут в 2-3 дня ковыряю, как желание появляется. Добавил расчет Г-звена с численным уточнением, теперь внести небольшие изменения в расчетные модули, в связи с добавление катушки, и присобачить cамо звено к LP контуру. Посмотрим что из этого получится. Делов в принципе кот наплакал, но делается абы для простого интересУ. cr123
-
По Вашим данным у меня так получилось,...
Не те цифры вбили.
-
Я имел в виду емкость 35 пф. Алгоритм другой.
Вчера еще внес половину оставшихся изменений, еще малость и можно будет считать LPL.
-
Расчёт для 1000 Ом тоже без всплеска.
-
Расчетный код LPL закончил, осталось немного оформления, здесь уже голову сильно прикладывать не нужно :).
Один из вариантов контура. f = 29 МГц, емкость анода и монтажа 30 пф, минимальная емкость КПЕ = 10 пФ, т.е. С1 должна получиться не менее 40 пф.
Входное сопротивление контура 2500 Ом, нагрузка 50 Ом. Q0 всех катушек = 250.
L1 = 1.96 мкГн
L2 = 1.397 мкГн
L3 = 0.55 мкГн
C1 = 40.369 пф (т.е. минимальная емкость КПЕ = 10,369)
C2 = 116.188 пф
Подавление 2-й гармоники в режиме согласованного генератора 44,9 дБ
Подавление 2-й гармоники в режиме генератора тока 50,1 дБ
Подавление в реальном УМ будет еще больше из-за разницы в коэффициентах Берга
КПД = 90,687 %
Распределение потерь по катушкам при входной мощности 1000 Вт:
в L1 - 31,9 Вт
в L2 - 53,6 Вт
в L3 - 7,3 Вт
Полоса согласования по уровню КСВ 1,5 равна 545 кГц. Входное сопротивление на заданной частоте точно 2500 Ом.
КПД можно чуть приподнять за счет снижения вдвое добротности выходного Г-контура, подавление снизится децибела на 3 и чуток расширится полоса, но катушка L3 становится в 2 раза меньше индуктивностью, ее будет труднее выполнить практически.
ps Ну и из плюсов - здесь не нужно точно делать катушку L1, плюс минус погрешность будет легко подстраиваться с помощью КПЕ С1.
-
Один из вариантов контура.
Надо отдельную тему. 123123
-
Могу продублировать в отдельной ветке, если это интересно cr123
-
Да, а то там много вариантов будет.
-
Уже 1yep https://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=1055.0