![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Глава 1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
- •Классификация радиопередатчиков
- •Требования к передатчикам
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы.
- •Аппроксимация статических характеристик электронных ламп
- •Аппроксимация статических характеристик биполярных транзисторов
- •Аппроксимация статических характеристик полевых транзисторов
- •Контрольные вопросы.
- •Упражнения
- •Глава 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХОДНОГО ТОКА ГЕНЕРАТОРА С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Контрольные вопросы.
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 6. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОСИНУСОИДАЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ
- •Коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 7. РАСЧЕТЫ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Выбор угла отсечки и напряженности режима ГВВ
- •Нагрузочные характеристики ГВВ
- •Расчеты выходных цепей генератора
- •Расчёт режима анодной цепи лампового ГВВ по заданной мощности Р1 в граничном режиме
- •Расчёт коллекторной цепи транзисторного ГВВ
- •Расчеты входных цепей генераторов
- •Расчет входной цепи лампового ГВВ
- •Расчет входной цепи биполярного транзистора при возбуждении от источника гармонического тока
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 8. СХЕМОТЕХНИКА ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Схемы питания выходной цепи ГВВ.
- •Последовательная схема питания коллекторной цепи
- •Параллельная схема питания выходной цепи генератора
- •Схемы питания входных цепей
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 9. СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ АКТИВНЫХ ПРИБОРОВ
- •Параллельная схема включения активных приборов
- •Двухтактная схема включения АЭ
- •Схемы сложения и деления мощности
- •Классическая мостовая схема
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 10. УСТРОЙСТВА СВЯЗИ ВЫХОДНЫХ КАСКАДОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ С НАГРУЗКОЙ
- •Узкополосные согласующие устройства
- •Пример расчета элементов Г- образного четырехполюсника.
- •П- образный четырехполюсник как трансформатор сопротивлений
- •Широкополосные согласующие устройства.
- •Фильтры гармоник широкополосных согласующих устройств.
- •Широкополосные трансформаторы
- •Широкополосные трансформаторы с магнитной связью
- •Трансформаторы на отрезках линий
- •Понятия «продольных» напряжений и токов
- •Использование ферритов для уменьшения продольных токов
- •Трансформаторы с коэффициентами трансформации 1:2 и 1:3
- •ШТЛ с дробным коэффициентом трансформации
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. МЕЖКАСКАДНЫЕ СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 12. АВТОГЕНЕРАТОРЫ
- •Общие уравнения автогенераторов
- •Одноконтурные автогенераторы
- •Емкостная трехточка
- •Индуктивная трехточка
- •Условие самовозбуждения автогенератора
- •Автоматическое смещение в автогенераторах
- •Выбор транзистора для автогенераторов
- •Расчет электрического режима автогенератора
- •Расчет колебательной системы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13. СТАБИЛЬНОСТЬ ЧАСТОТЫ АВТОГЕНЕРАТОРА
- •Эталонность контура
- •Основные дестабилизирующие факторы
- •Влияние нестабильных фазовых углов на частоту автоколебаний
- •Влияние режима автогенератора на частоту автоколебаний
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14. КВАРЦЕВЫЕ АВТОГЕНЕРАТОРЫ
- •Схема замещения кварцевого резонатора.
- •Осцилляторные схемы автогенераторов с кварцем
- •Осцилляторные схемы автогенераторов, работающие на механических гармониках кварца
- •Автогенераторы, использующие последовательный резонанс кварца
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15. ВОЗБУДИТЕЛИ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ
- •Требования к синтезаторам
- •Пассивные некогерентные синтезаторы
- •Синтезатор с идентичными декадами
- •Синтезаторы с использованием косвенного метода синтеза сетки дискретных частот
- •Фазовые шумы синтезатора с ФАПЧ
- •Контрольные вопросы
- •Глава 16. ПЕРЕДАТЧИКИ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
- •Модуляция смещением
- •Порядок расчета ГВВ при модуляции смещением
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 17. АНОДНАЯ (КОЛЛЕКТОРНАЯ) МОДУЛЯЦИЯ
- •Порядок расчета генератора при анодной модуляции.
- •Контрольные вопросы
- •Глава 18. ОДНОПОЛОСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Элементы формирователей однополосного сигнала
- •Балансные модуляторы
- •Полосовые фильтры основной селекции
- •Структурные схемы однополосных передатчиков
- •Особенности усиления сигналов ОБП
- •Способы повышения КПД усилителей ОБП
- •Контрольные вопросы
- •Глава 19. УГЛОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Общие характеристики угловой модуляции
- •Частотная модуляция
- •Управители частоты
- •Варикап как частотный модулятор
- •Нелинейные искажения при ЧМ
- •Фазовая модуляция
- •Контрольные вопросы
- •Глава 20. ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Основные параметры импульсного сигнала
- •Импульсные модуляторы с частичным разрядом емкости
- •Процесс формирования фронта и спада напряжения на генераторной лампе
- •Формирование плоской части импульса
- •Заряд накопительной емкости через индуктивность
- •Импульсные модуляторы с тиратронным коммутатором
- •Формирование импульса напряжения отрезком длинной линии
- •Расчет элементов цепочечного эквивалента линии
- •Колебательный способ заряда емкостей ЭЛ
- •Контрольные вопросы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
![](/html/2706/35/html_P8ylV2XyIe.dbSW/htmlconvd-kgLIVJ44x1.jpg)
Глава 9.
СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ АКТИВНЫХ ПРИБОРОВ
При проектировании радиопередающих устройств часто возникает проблема генерации высокочастотной мощности больше той, которую может отдать в нагрузку один активный прибор, имеющийся в распоряжении разработчика. В ряде случаев КПД генератора получается выше, если его реализовать не на одном мощном активном приборе, а на двух или трех менее мощных. Иногда аргументом в пользу применения маломощных приборов может служить то обстоятельство, что их общая стоимость оказывается ниже, чем одного мощного.
В этом случае маломощные приборы работают на общую нагрузку, и возникает проблема суммирования их мощности.
Применяется ряд способов решения этой задачи, а именно:
–применение параллельной схемы соединения активных приборов,
–использование двухтактной схемы включения,
–мостовые схемы суммирования мощности.
Каждая из этих схем имеет свои достоинства и недостатки, которые рассматриваются ниже.
Параллельная схема включения активных приборов
В параллельной схеме включении активных приборов их одноименные электроды соединяются между собой. Как правило, параллельно включают не более двух – трех активных приборов. Схема генератора на двух параллельно включенных генераторных лампах изображена на рис. 9.1.
Рис. 9.1.
44
![](/html/2706/35/html_P8ylV2XyIe.dbSW/htmlconvd-kgLIVJ45x1.jpg)
Через колебательный контур, который является нагрузкой генератора, протекает суммарный ток двух ламп. Если резонансное сопротивление контура равно R, то амплитуда переменного напряжения Ua на нем равна:
|
′ |
+ |
′′ |
(9.1) |
Uа = |
(Iа1 |
Iа1)R, |
где Iа′ 1 – ток первой гармоники первой лампы,
Iа′′ 1 – ток первой гармоники второй лампы.
Сопротивление нагрузки для каждой из ламп отличается от реальной нагрузки генератора R и зависит от соотношения токов в лампах. Это виртуальное сопротивление носит название «кажущегося». «Кажущееся» сопротивление нагрузки для каждой из ламп в общем случае различается по величине и имеет комплексный характер. Это объясняется несовпадением фаз токов в лампах, различной крутизной их проходной характеристики, неодинаковым напряжением отсечки анодного тока. «Кажущиеся» сопротивления нагрузки для ламп рис. 9.1 соответственно равны:
ZКАЖ¢ = U¢a
Ia1
|
|
|
|
|
|
¢¢ |
|
|
Ua |
Z |
= |
|
I ¢¢ |
|
|
КАЖ |
|
|
|
|
|
|
|
a1 |
= æççè 1+
æ
= çç 1+
è
Ia¢¢¢1 ö÷÷ R;
Ia1 ø
Ia¢ 1 ö÷ R;
I ¢¢ ÷ a1 ø
При идеальной симметрии схемы (это достаточно жесткое требование к ее конструктивному осуществлению)
′ |
′′ |
Z ¢ |
= Z ¢¢ |
= R = 2R; |
|
Ia1 = |
Ia1 ; |
|
КАЖ |
КАЖ |
a |
|
РН = 2Р1 НОМ.
Р1 НОМ – это справочная величина мощности каждой из ламп, а РН – колеба-
тельная мощность в нагрузке генератора. |
|
|
|
|
Мощность в нагрузке равна удвоенной мощности одной |
||
|
лампы. На практике мощность в нагрузке получается меньше |
||
|
из-за фазовой и амплитудной асимметрии генератора, что по- |
||
|
ясняется векторной диаграммой (рис. 9.2). |
|
|
|
Во-первых, суммарный ток нагрузки получается меньше |
||
|
удвоенного тока одной из ламп. Во-вторых, контур в анодной |
||
|
цепи настраивается в резонанс c суммарным током первой |
||
Рис. 9.2 |
гармоники и напряжение Uа по фазе совпадает с этим током. |
||
Фаза напряжения Ua отличается от фазы токов |
I′ |
I′′ |
|
|
a1 и |
a1 . |
Мощность, отдаваемая в нагрузку первой лампой, в этом случае определяется так:
Р1 = 0,5 |
I′ 1 U |
a |
сosφ; |
(9.2) |
|
a |
|
|
В соотношении (9.2) φ – разница фаз напряжения Ua и тока первой гармони-
ки той лампы, для которой определяется отдаваемая мощность.
Подбор генераторных ламп с близкими параметрами не представляет большой проблемы, поэтому усилители мощности с параллельным включением ламп используются довольно часто.
45
![](/html/2706/35/html_P8ylV2XyIe.dbSW/htmlconvd-kgLIVJ46x1.jpg)
Транзисторы всегда имеют большой разброс параметров, поэтому кроме подбора транзисторов необходимы специальные схемные решения, позволяющие подобрать симметричные режимы транзисторов [1,2].
Двухтактная схема включения АЭ
Принципиальная схема двухтактного усилителя мощности приведена на рис. 9.3. С вторичной обмотки трансформатора в базовую цепь транзисторов подаются возбуждающие напряжения равные по амплитуде, но сдвинутые по фазе одно относительно другого на 180о. При таком возбуждении генераторов
коллекторные токи транзисторов IK1′ и IK1′′ имеют противоположную фазу. Не
трудно показать, что фазовые соотношения для гармоник коллекторного тока получаются следующими:
Рис. 9.3
–нечетные гармоники коллекторных токов ( IК′ 1 и IK′′ 1 и другие) противофазны;
–четные – синфазны;
–при симметрии схемы ( IK′ 1 = IK′′ 1) в общем проводе, соединяющем контур
скорпусом прибора, нечетные гармоники не протекают;
–по катушкам коллекторного контура четные гармоники коллекторных токов протекают в противоположных направлениях;
–в общем проводе схемы четные гармоники суммируются.
С эмиттерами транзисторов должна соединяться средняя точка емкостной ветви контура, чтобы уменьшить сопротивление для высших гармоник коллекторных токов и сохранить формы коллекторных напряжений ближе к гармоническим.
46
![](/html/2706/35/html_P8ylV2XyIe.dbSW/htmlconvd-kgLIVJ47x1.jpg)
Средняя точка индуктивной ветви контура должна соединяться с источником питания через блокирующую индуктивность Lб, задача которой – устранить влияние источника питания на работу генератора.
Величина этой индуктивности не критична, так как амплитуда высокочастотного напряжения на центральных витках катушки колебательного контура относительно невелика. При ее отсутствии в индуктивной ветви контура в точке подключения источника питания искусственно создается нулевой высокочастотный потенциал, что может привести к асимметрии схемы.
Конструктивное исполнение двухтактной схемы сложнее, чем схемы с параллельным соединением активных приборов. Тем не менее, этот вариант схемы сложения мощностей широко используется. В чем состоят достоинства двухтактного включения генераторных приборов?
Предположим, что углы отсечки
Рис. 9.4 |
θ коллекторных токов транзисторов |
равны 90°. В этом случае все нечетные гармоники коллекторных токов, начиная с третьих, равны нулю. Четные гармоники большей частью протекают через емкости СК. Меньшая часть четных гармоник протекает через индуктивности коллекторного контура.
На схеме рис. 9.3 изображена трансформаторная связь генератора с нагрузкой. Индуктивность контура с коэффициентом взаимной индукции М связана со вторичной обмоткой трансформатора, к которой подключена нагрузка генератора RH. ЭДС, наводимая в нагрузке второй гармоникой генераторов, равна:
e′ |
= jω Ma I′ |
; |
|
2 |
K2 |
|
|
e′′ |
= − jωMa I′′ |
|
, |
2 |
K2 |
|
где коэффициент а определяет долю тока второй гармоники, протекающей по индуктивной ветви контура.
При симметрии схемы и IK′ 2 = IK′′2 e2′ = − e2′′ , то есть напряжения четных гар-
моник на нагрузке противофазны и компенсируют друг друга. Таким образом, двухтактная схема, активные приборы которой работают с отсечкой, с точки зрения высших гармоник «выглядит» как усилитель класса А. Теоретически в нагрузке протекает только ток первой гармоники. При этом сохраняется высокий КПД, присущий режиму с отсечкой.
Рассмотрим режим работы каждого из транзисторов. Амплитуды перемен-
′ |
′′ |
определяются так: |
ного напряжения на коллекторах транзисторов UK1 |
и UK1 |
47