Особенности усилителей мощности радиопередающих устройств.
Усилители мощности в технике радиопередающих устройств принято называть генераторами с внешним возбуждением.
Нагрузкой выходного каскада является контур, настроенный на частоту усиливаемых колебаний.
Требования к усилителям мощности в радиопередающих устройствах отличаются двумя характерными особенностями:
- во-первых, требуется получить большую выходную мощность при минимуме потерь;
- во-вторых, нет необходимости сохранять форму усиливаемых колебаний, как в усилителях звуковой частоты.
Генератор с внешним возбуждением (ГВВ) представляет собой преобразователь мощности источника постоянного тока Ро в мощность высокой частоты Рк.
Работа ГВВ возможна только при подаче на его вход внешнего сигнала Рвх (от возбудителя). При этом Рвх < Рк. Основные показатели работы ГВВ: мощность радиочастоты в нагрузке Рк, КПД генератора ηг = РК/РО, коэффициент усиления по мощности Кр = PJPBX, спектр колебаний в нагрузке внутри и вне занимаемой полосы частот, отсутствие самовозбуждения.
В качестве усилительных приборов в ГВВ используют электронные лампы, биполярные и полевые транзисторы, а в ключевых генераторах - и тиристоры. Электронные лампы широко применяют благодаря их универсальности. Они работают в широком диапазоне частот и обеспечивают выходную мощность от единиц ватт до нескольких мегаватт, устойчивы к внешним воздействиям (температура, давление, механические нагрузки), имеют срок службы до 5000 ч. Полупроводниковые приборы применяют в передатчиках малой и средней мощности.
Физические процессы, лежащие в основе работы ламп и транзисторов, различны, однако их вольт-амперные характеристики качественно одинаковы, хотя и имеют некоторые различия. Лампы обладают левыми характеристиками, а характеристики транзисторов сдвинуты вправо, и запирание транзистора происходит при нулевом напряжении на базе.
Г
енератор
внешнего возбуждения может работать
как в линейном, так и в нелинейном режиме.
Линейный режим работы обеспечивается
при угле отсечки 6 = 180°. Угол отсечки 9 -
это выраженная в угловой мере (градусах,
радианах) половина той доли периода, в
течение которой существует анодный
(коллекторный) ток. Режим усилителя
мощности радиочастоты при 6 = 180° называется
колебаниями первого рода (они соответствуют
классу А в апериодических усилителях).
В режиме колебаний первого рода ГВВ
применяют крайне редко из-за невысокого
КПД, не превышающего 50 %.
Рис. 1 Режимы работы ламп без отсечки (а) и с отсечкой (θ) анодного тока
В этом режиме (его называют режимом без отсечки анодного тока) амплитуды входного напряжения и напряжения смещения подобраны так, что работа происходит на линейном участке характеристики лампы (или транзистора) (рис. 1, а). При этом кроме переменной составляющей тока в цепи протекает большой постоянный ток 10, который обусловливает энергетические потери.
Полная потребляемая мощность источника Ро определяется этим током и напряжением питания Еа. Полезная мощность связана только с переменной составляющей тока I,.
Нелинейный режим обеспечивается при θ < 180° (колебания второго рода). При этом форму импульсов анодного (коллекторного) тока характеризуют амплитуда Iam (IKm) и угол отсечки θ.
Углом отсечки называется та часть периода (см. рис. 1.б), в течение которого протекающий ток изменяется от максимального значения до нуля.
Основными энергетическими характеристиками являются:
мощность, потребляемая от источника, Ро;
полезная мощность, выделяемая в нагрузке Рк,
мощность источника возбуждения Рс,
коэффициент полезного действия ηэ (электронный КПД)
и коэффициент усиления по мощности Кр.
Электромагнитная совместимость (ЭМС) технических средств — способность технических средств одновременно функционировать в реальных условиях эксплуатации с требуемым качеством при воздействии на них непреднамеренных электромагнитных помех и не создавать недопустимых электромагнитных помех другим техническим средствам.
В реальных условиях в месте расположения электрооборудования действует большое число различного рода излучений, учёт которых возможен при помощи методов теории вероятности и математической статистики. Обеспечение нормальной работы совместно работающих технических средств является целью ЭМС как научной проблемы. Предметом же изучения можно считать выявление закономерностей мешающего взаимодействия совместно работающих технических средств, на базе которых формируются рекомендации для достижения цели.
Для определения степени обеспечения электромагнитной совместимости технических средств на любом промышленном предприятии, на 1-м этапе, необходимо проводить испытания не по всем вышеуказанным параметрам, а достаточно получить данные по 3 основным:
устойчивость к кондуктивным помехам, наведенным радиочастотными электромагнитными полями ;
устойчивость к излучаемым электромагнитным радиочастотным помехам ;
уровень «загрязнения» электрической сети предприятия гармониками всех уровней.
Международное сотрудничество в области радиосвязи.
Для раскрытия данной темы обратимся к сайту Министерства связи и информатизации Республики Беларусь - http://www.mpt.gov.by:
Международные организации
В соответствии с постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 30 октября 2002 года № 1504 «О сотрудничестве Республики Беларусь с международными организациями» Министерство связи и информатизации является головным республиканским органом государственного управления Республики Беларусь по вопросам сотрудничества со следующими межправительственными организациями:
Международным союзом электросвязи;
Всемирным почтовым союзом;
Международной организацией космической связи «Интерспутник»;
Европейской организацией космической связи «Евтелсат»;
Международной организацией морской космической связи «Инмарсат».
В соответствии с Законами Республики Беларусь «Об электросвязи» и «О почтовой связи», Министерство связи и информатизации в международных отношениях в области электросвязи и почтовой связи выступает в качестве Администрации электросвязи и Почтовой администрации Республики Беларусь. В этом качестве Министерство связи и информатизации является членом Регионального содружества в области связи (РСС) и Европейского совещания администраций почтовой и электрической связи (СЕПТ).
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СОЮЗ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ (МСЭ) (www.itu.int) - международная межправительственная организация, членами которой являются правительства входящих в нее государств-членов. С 1947 года - специализированное учреждение ООН. Местопребывание – г. Женева (Швейцарская Конфедерация).
Республика Беларусь является полноправным членом МСЭ с 1947 года. Членство в МСЭ для Республики Беларусь обеспечивает:
взаимодействие Республики Беларусь с другими странами по вопросам международной телефонной, телеграфной, телексной, факсимильной связи, передачи данных; функционирование сети международной электросвязи республики в единых технологических циклах, по единым нормам и стандартам, возможность взаимодействия с системами электросвязи Государств-Членов МСЭ;
отстаивание интересов Республики Беларусь в международном распределении и присвоении мирового радиочастотного спектра; согласование режимов и параметров функционирования телерадиовещательных станций и других радиоэлектронных средств на территории Республики Беларусь, а также подвижных объектов (самолеты, суда), принадлежащих Республике Беларусь;
согласование и применение единого порядка взаиморасчетов с иностранными операторами (организациями) электросвязи по транзитным и оконечным расходам за международный обмен электросвязи;
участие в планировании и выработке основных направлений единой политики развития средств международной электросвязи, а также в проводимой МСЭ работе по формированию глобальной информационно-коммуникационной инфраструктуры;
использование результатов деятельности исследовательских комиссий МСЭ, исследований и разработок других стран для развития отрасли электросвязи республики;
получение технической и консультационной помощи;
возможность координации и реализации других важнейших направлений международной политики развития электросвязи.
Основополагающими документами Союза являются Устав и Конвенция Международного союза электросвязи, подписанные 22 декабря 1992 года и поправленные Полномочными конференциями – высшим органом МСЭ в 1994, 1998, 2002, 2006 и 2010 годах.
ВСЕМИРНЫЙ ПОЧТОВЫЙ СОЮЗ (ВПС) (www.upu.int) - международная межправительственная организация, членами которой являются правительства входящих в нее стран-членов. С 1947 года - специализированное учреждение ООН. Местопребывание – г. Берн (Швейцарская Конфедерация).
Республика Беларусь является полноправным членом ВПС с 1947 года. Членство в ВПС для Республики Беларусь обеспечивает эффективное взаимодействие в области почтовой связи со странами-членами ВПС:
возможность обмена международными почтовыми сообщениями по единым принципам и технологиям, а также свободу транзита своих почтовых отправлений;
установление и применение единого порядка взаиморасчетов по оконечным расходам за международный обмен почтовой связи;
получение технической и консультационной помощи;
возможность координации и реализации других важнейших направлений международной политики развития почтовой связи.
Основополагающим документом Союза является Устав Всемирного почтового союза, подписанный в Вене в 1964 году, измененный Токийским 1969 года, Лозаннским 1974 года, Гамбургским 1984 года, Вашингтонским 1989 года, Сеульским 1994 года, Пекинским 1999 года, Бухарестским 2004 года и Женевским 2008 года дополнительными протоколами.
Устав ВПС и последующие дополнительные протоколы к нему были ранее в разные сроки ратифицированы Республикой Беларусь. Последний по времени подписания Восьмой дополнительный протокол к Уставу ВПС, принятый на XXIV Всемирном почтовом конгрессе в г. Женеве в 2008 году, ратифицирован Республикой Беларусь Законом Республики Беларусь от 7 июля 2009 года № 38-3.
МЕЖДУНАРОДНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КОСМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ (МОКС) «ИНТЕРСПУТНИК» (www.intersputnik.ru) учреждена в 1971 году с целью создания и развития международной системы спутниковой связи в интересах входящих в ее состав государств. Дирекция МОКС «ИНТЕРСПУТНИК» находится в г. Москве (Российская Федерация).
Республика Беларусь присоединилась к Соглашению о создании международной системы и организации космической связи «Интерспутник» на основании постановления Совета Министров от 7 июля 1993 года № 441.
Министерство связи и информатизации выступает в МОКС «ИНТЕРСПУТНИК» уполномоченным представителем Правительства Республики Беларусь в составе высшего руководящего органа Организации – Совета МОКС «ИНТЕРСПУТНИК».
Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 3 апреля 2003 года № 448 РУП «Белтелеком» определено Участником Эксплуатационного соглашения МОКС «ИНТЕРСПУТНИК» от Республики Беларусь.
ЕВРОПЕЙСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ «ЕВТЕЛСАТ» (www.eutelsat.org) учреждена в мае 1977 года со штаб-квартирой в Париже (Франция). Основная задача организации - эксплуатация и развитие спутниковой системы ЕВТЕЛСАТ для фиксированной и подвижной связи и вещания в Европе.
Республика Беларусь присоединилось к «ЕВТЕЛСАТ» в 1994 году. В настоящее время Министерство связи и информатизации выполняет функции Стороны в этой организации. Функции Участника Эксплуатационного соглашения «Евтелсат» в соответствии с постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 2 февраля 1999 года № 1033 выполняет РУП «Белтелеком».
Республика Беларусь является членом (Стороной) Международной организации морской спутниковой связи «ИНМАРСАТ» (www.inmarsat.org) с 1979 года. Согласно постановлению Совета Министров Республики Беларусь от 6 апреля 1993 года № 211 «О предоставлении Министерству связи и информатики статуса должным образом уполномоченного органа (D.A.T.E.) в международных организациях спутниковой связи» Минсвязи вправе проводить работу по организации собственного представительства Республики Беларусь в «ИНМАРСАТ». Тем не менее, с учетом практической целесообразности, представительство Республики Беларусь в «ИНМАРСАТ» осуществляет организация «Морсвязьспутник» (Российская Федерация).
Региональное содружество в области связи (РСС) (www.rcc.org.ru) создано 17 декабря 1991 года по инициативе Министерств связи 11 республик бывшего Советского Союза с целью широкого сотрудничества и проведения согласованных действий этих государств в области электрической и почтовой связи. В соответствии с Соглашением о координации межгосударственных отношений в области почтовой и электрической связи, подписанным правительствами государств-участников СНГ (Бишкек, 9 декабря 1992 года), РСС получило статус межгосударственного координирующего органа. РСС официально признано наблюдателем в Международном союзе электросвязи (МСЭ) и Всемирном почтовом союзе (ВПС) - специализированных учреждениях ООН.
Полноправными участниками РСС являются Администрации связи – так в международной практике именуются национальные органы, уполномоченные представлять интересы своих государств в области связи на международной арене. Администрация связи Республики Беларусь (сейчас ее функции выполняет Министерство связи и информатизации) является полноправным участником РСС с момента основания данного Содружества. Помимо Администраций связи в структуру РСС входят национальные операторы электросвязи и почтовой связи (они являются участниками Советов операторов электросвязи и почтовой связи) и национальные органы по информатизации этих же стран (их представители участвуют в работе Координационного совета по информатизации).
Высшим органом РСС является Совет глав Администраций связи. Вся подготовительная работа осуществляется в рамках его рабочих органов - профильных комиссий РСС, Советов операторов электросвязи и почтовой связи РСС, специализированных рабочих групп, охватывающих все основные аспекты государственного управления и регулирования электросвязи, почтовой связи и информатизации.
Какие преимущества дает участие в РСС для Министерства связи и информатизации Республики Беларусь? РСС - инструмент координации между государствами СНГ по многим важным вопросам государственной политики в области связи и информатизации, например, в области внедрения цифрового телерадиовещания. Такая координация помогает Администрации связи Республики Беларусь определять наиболее приемлемые механизмы технических, экономических и организационных нововведений в отрасли «Связь и информатизация».
Министерство связи и информатизации представляет Республику Беларусь в Координационном совете государств-участников СНГ по информатизации при РСС. Координационный совет создан в октябре 2002 года по решению правительств государств-участников СНГ в целях координации сотрудничества государств-участников СНГ в сфере информатизации и обеспечения их интеграции в мировое информационное общество. Участие в Координационном совете обеспечивает возможность проведения согласованных действий с государствами-участниками СНГ в формировании общего информационного пространства, участия в разработке и реализации межгосударственных программ в сфере информатизации, в совместной работе по обеспечению информационной безопасности государств-участников СНГ, выработки и отстаивания общей позиции РСС на международных мероприятиях в области информатизации. Минсвязи в лице представителей Департамента информатизации представлен в Комиссии РСС по информатизации и Рабочей группы по стандартизации при данной комиссии.
Европейское совещание администраций почтовой и электрической связи (Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications – СЕПТ) (www.cept.org) было учреждено Администрациями связи 15 государств 26 июня 1959 года. В настоящее время в СЕПТ входят Администрации связи 48 европейских государств.
Основными функциями СЕПТ являются:
содействие эффективному и взаимовыгодному распределению и использованию спектра радиочастот, ресурса орбитальных позиций для спутников связи и номерного ресурса для автоматической связи;
содействие выработке, согласованию и принятию государствами-членами единых принципов, норм и стандартов в области связи;
содействие разработке единых позиций и общих предложений государств-членов для принятия на конференциях международных организаций в области связи.
СЕПТ является одним из основных инструментов согласования действий европейских стран по важнейшим вопросам регулирования электросвязи и почтовой связи, а также их позиций по важнейшим вопросам повестки дня конференций Международного союза электросвязи и Всемирного почтового союза. Учитывая необходимость обеспечить при принятии решений СЕПТ соблюдение интересов Республики Беларусь, Министерство связи и информатизации Республики Беларусь вступило в СЕПТ 19 сентября 2003 года.