Выходной контур Пасько

[Орешек]

 

[SYN]

Максимум КПД, при заданном подавлении гармоник, обладает П контур. Замещение П контура простым параллельным контуром, при том же реактивном токе, при том же КПД, приведёт к довольно резкому снижению подавления гармоник.

Расчетные эксперименты показывают, что это не совсем так. Точнее говоря это так, если П-контур заменить параллельным контуром с такой же добротностью, совсем исключив П-контур. Но не в схеме LP-контура. Почему так - можно исследовать дополнительно.
 
Абстрактный пример: пусть сумма емкостей анода, минимальной КПЕ и монтажа равна 50 пф. Т.е. нужна ВКС с горячей емкостью не менее 50 пф (хотя лучше с запасом). Частота 29 МГц, требуемое Roe = 1700 Ом.

Расчет простого П-контура показывает, что горячая емкость 50 пф достигается только с добротностью П-контура 18. Примем Q0 = 250 и мощность на входе ВКС 500 Вт.

Код: [Выделить]

П-контур:
---------
C1, пФ                =     50.334
C2, пФ                =    284.879
L, мкГн               =      0.688
КПД контура, %        =     92.800
I в L,  А (эфф.)      =      8.473
P потерь, Вт          =     36.000
KI 2-й гармоники, дБ  =     39.401

Теперь рассчитаем LP контур с такой же суммарной добротностью. Добротность параллельного контура Q1 равна 3, П-контура Q2=15. Q0 = 250. Этот вариант вполне можно принять за расчет катушки компенсации при добротности П-контура 15.
 

Код: [Выделить]

LP-контур
---------
Lk, мкГн        =      3.110
L , мкГн        =      0.818
С1 (полн), пф  =     51.757
С1 (КПЕ), пф    =     11.757     
C2 , пф          =    230.588
КПД, %          =     92.660 
ILk,  А (эфф)    =      1.626
IL ,  А (эфф)    =      7.082
Потери Р в Lk,  Вт      =      5.990
Потери Р в L,   Вт      =     29.912
KF2-I,  дБ          =     39.238

 
Теперь достаточно резко повысим добротность первого контура, увеличим ее на 5, и настолько же уменьшим добротность П-контура. Т.е. теперь Q1 = 8, Q2 = 10. В сумме добротность, как и прежде, равна 18.
 

Код: [Выделить]

LP-контур
---------
Lk, мкГн          =      1.166
L , мкГн          =      1.176
С1 (полн), пф          =     54.404
С1 (КПЕ), пф          =     14.404
C2 , пф          =    135.029
КПД, %            =     92.646
ILk,  А (эфф)          =      4.335
IL ,  А (эфф)        =      4.825
Потери Р в Lk,  Вт      =     15.973
Потери Р в L,   Вт      =     19.954
KF2-I,  дБ          =     38.459


Видим, что КПД во всех случаях примерно одинаков. Подавление 2-й гармоники у LP контура ухудшилось, по сравнению с П-контуром, на 39,401-38,459 = 0,86 дБ для второго варианта LP-контура, для первого разница еще меньше (показаны значения для источника в режиме генератора тока). Т.е. величины снижения подавления некритичны (по крайней мере с моей точки зрения). В данном случае еще раз напоминаем сами себе, что это при равной суммарной добротности.

Емкость горячего конденсатора стала даже немного больше. Индуктивность П-контурной катушки во втором варинате LP-схемы превысила 1 мкГн, что тоже весьма неплохо с конструктивной точки зрения. Да и в первом варианте LP-схемы индуктивность П-контурной катушки стала несколько больше, по сравнению с чистым П-контуром.

Важно обратить внимание на потери, точнее на их перераспределение в контурах, и на токи в катушках. У П-контура ток 8.5 А, у LP контура, если рассмотреть 2-й вариант, ток в П-контурной катушке 4,8 А. При этом важно, что это на индуктивности в 1,7 раза большей. Можно пересчитать в температуру, при одинаковом проводе это будет означать примерно в 3 раза более сильный нагрев провода у одиночного П-контура. Конечно, у LP -контура будет греться и катушка параллельного контура, но в данном примере не сильнее П-контурной катушки LP схемы.

[SYN]

Для сравнения, "чистый" П-контур с добротностью 15. Остальные исходные параметры аналогичны.

Код: [Выделить]

C1, пФ =     42.094
C2, пФ =    228.956
L, мкГн =      0.818
КПД контура, % =     94.000
I в L,  А (эфф.) =      7.092
P потерь, Вт =     30.000
КI 2-й гармоники, дБ =     37.573

Сравнивая с 2-м листингом из предыдущего поста видим, что подавление 2-й гармоники здесь хуже на 39,238-37,573 =  1,66 дб. Катушка П-контурной части полностью совпадает, чуть отличается С₂, за счет его подбора численным методом в проге расчета LP. Но горячая емкость С₁ здесь только 42 пф. Т.е., условно говоря, катушка L_k LP-контура "добавила" 9 пф.

Важным параметром является и полоса согласования по входу. Для данного П-контура (Q=15) полоса по модулю S₁₁ на уровне 0,1 составила 400 кГц. Для LP-контура с общей Q = 18 этот параметр составил 333 кГц (примерно одинаково для обоих представленных вариантов). Однако и для простого П-контура с Q=18 этот параметр имеет практически одинаковое значение, как у LP-контура с Q=18.

[RK4CI]

Видим, что КПД во всех случаях примерно одинаков. Подавление 2-й гармоники у LP контура ухудшилось, по сравнению с П-контуром, на 39,401-38,459 = 0,86 дБ для второго варианта LP-контура, для первого разница еще меньше

Да и не могло там быть ни резкого изменения КПД, ни подавления гармоник. Добавляется параллельный контур, отбирающий часть выходной ёмкости, и происходит перераспределение реактивных токов на входе П контура. Основное, сам Пасько обещал резкое увеличение подавления гармоник, за счёт двух контурной системы. И именно поэтому, были даже публикации, в которых данная КС была повторена во вседиапазонном варианте. Сам Пасько, в своих УМ, дальше простой нейтрализации лишней ёмкости на ВЧ, по моему не пошёл. А в таком виде, смысл её реализации наверное всё же есть. Обходятся и обычным П контуром, но при повторении не у всех получается...