книги из ГПНТБ / Шумлянский, И. И. Проектирование радиопередающих устройств. Расчет основных режимов при усилении мощности и колебательные системы учеб. пособие

Таким образом,

трансформация

активных

сопротивлений

і \ Гф -> г„ /?3р -> /?2р -> Ra

обеспечивает

согласование

•генератора с антенной.

Коэффициенты фильтрации

первого звена

Фі == -J—(я.2 ~~ 1)>

гТ\

öi

, \

X

ffj,

второго звена

1 / .|

Фц —

о,

(п-

— 1),---------->

г

Ч

—

п2то,

1

X-р2

.

, ,

л

1 - И 3

■

третьего эвена Фш — —- (я-— 1)

:—

Ö

1—П-ТТЬ*

где ю„ = (1 - Ц ) Ы

^рЗ

V

1 +

я2а 2

и выходного звена

Ф„ =

1 + а 2

брать параметры

m = —г. Коэффициент

фильтрации

нагру­

женной колебательной системы

Фк = Фі Фн ФшФ„.

(61)

Мощность кратной частоты в антенне

(62)

/ Дм ^

/I

— отношение токов

i.

цепи,

где аа = - р - =

-Д-

в анодной

ное сопротивление системы R^— H3

(Ом),'

колебательная

'а\

мощность Як1 = — Ua/ а] (кВт) и сопротивления

собственных

потерь каждого звена гпз <

гп2 < гп1.

Равенство

(55)

опреде­

ляет входное сопротивление

фидерной линии

гф (гА ,

рф. а).

дение добротностей трех звеньев Ок— ,,

,л

W1

..

“= /Vr ~ Ги< (1—

т2) (1

- т 3)

Трехзвенную систему можно упростить,

исключив промежу­

точное звено, если QK< 8.

•

_QK и его затухание

Добротность

1

третьего

звена

Qa = ]3/

оя — 7^-, активное сопротивление

с учетом потерь г2—/'и-И",із>

Ws

p3 =

r3Qz.

характеристическое сопротивление

Для заданных условий необходима емкость

Ся

10«

|/ 1 — О?, — т?ш(пФ),

(63)

и)рР."

,

рз (1 — of)

расчетная индуктивность

(мкГн).

Lр2 = ---- __

Шр У 1 — 8? —

Резонансное сопротивление звена R3p— —р| (1 — т3).

гз

mzL рз

Индуктивности ветвей LmS= ^

и Т3 = Z.р:1

^/лЗ +

^н-

С, =

10«

(пФ),

(64)

—— У 1 — 8? —

-

Юр р2

‘

расчетная индуктивность звена Ln, =

р2 ( 1 - 8 а2)

(мкГн)

----

.

1

" а> у 1 — 8; — т?г2

индуктивности ветвей L,

m2L0o

И І ъ = Lvn- ~

L ’

1 _

8,2

Резонансное .сопротивление звена

1

т2

/?2р = — р2 (1 —

= 1 индуктивность натруженной ветви

Lx —~ У ' 1

(мкГн)

и полная емкость

10«

1

/ 1 - 8 ?

(пФ).

(65)

<°РРі

Сх = Са— См.

С учетом выходной емкости лампы

стан­

Расчетные емкости С„,

С3,

С2,

Сі комплектуются из

С учетом потерь к.л.д. контуров т|к:

R '2p

RiP

Суммарные потери мощности Я п= ( 1 — т)к)Я к1. На

Го

входе фи­

дерной линии Рф — тікЯКІ,

и ф= 44,7 КЯф гф) /ф = U-^. Коэф-

IГІ1

фицнент передачи на рабочей частоте

k — U„

Амплитуды

контурных токов

/, =

-»р Cjи я• 10-15

(А),

Ѵк1 = у

Рл 4-

>

R= U

/из

= /

!1 - 7кі,

/„ =

<*>Р с„ иф-

10~«,

/ кз -

г 2

V

________________

= ]/'

"~Ь Ч ■>

h =

+ 7кз’

Реактивные мощности

Рг=

= QiPku р 2 = ъРкі Qo. Рз = 7ііЪ р ^

(кВА). Для

определе­

ния частотных характеристик

Z.,(ü>) и й(<в)

необходимо учи­

тывать частотные зависимости

rA1 (<о), Гф(ш)

и

других

пара­

бательная

мощность

Рк1 =40 кВт, амплитуда первой гармо­

ники анодного тока

/а1 = 8,84А, амплитуда колебательного на­

пряжения

и я = 9 кВ, сопротивление

нагрузки Яа =1020 .Ом.

Отношение токов в

анодной цепи

за=

= 0,147. Эквивалент­

пая длина

антенны

но

=75

м.

/а1

Сопротивление антенны

для рабочей частоты

/\х1 =36,6 Ом и для третьей гармоники

согласована с антенной и ее входное сопротивление

гф= 147 Ом.

Нормированная частота выходного звена а—2,3. При. этом

*

„

а- 10е

2,3-10«

ОСАА

,

необходимая емкость С„ =

-------- =

; л„ =

2500

пФ и

6,28-147

Л»

147

эквивалентные параметры г„= 1 + а- ~

1 + 2,32 = 23,4 Ом,

L„ = агн 2,3*23,4

8,57 мкГн. Произведение добротностей

6,28

(без учета потерь)

резонансных звеньев

Q

= 1/

__ я. ZZZ = i / Z Z ^

1020

= 8,8 .

к

у

г„(1 - щ ) { \

- Щ )

V

23,4-0,75-0,75

Для трехконтурной

колебательной

системы (см.

рнс.

29)

з

добротность третьего' звена Q3 -

:l/QK- 2 , 0 ;

З3=0,5;

( l - 8 g ) =

— 0,75; K l - 8 g

-

т3 = 0,707.

Сопротивления собственных

потерь /-„3=

1,0; гп2 =

2,0; гп1 = 3,0

Ом.

Расчетные параметры третьего звена

/'з =

гн-|-гпз =

24,4 Ом;

р3 =

/-3Q3 — 48,8

Ом;

С

10*

ѵ т = ч ^ „

=

10’-0-707-

2300

пФ;

U)pPs

6,28-48,8

Lр з -

РзС 1

°!)

48,8-0,75

'8,25 мкГй;

,У \ —8?— /я,

6.28-0,707

7-m3

я»з^рз

0,25-8,25

=

2,75 мкГн;

j

■Ч

0,75

.р3

^ • ш З

" I ”

К , —8,25 — 2,75 +

8,57 =

14,1

мкГн

и резонансное сопротивление

1

1

/?3р= — р 1(1 — /»з) ==24_4 48,8аХ

X 0,75 = 73

Ом.

Q2 =

2,0:

32

— 0,5;

(1 — 8?) — 0,7.5;

Для второго звена

У 1—8?— т.п=

0,707.

Расчетные параметры второго звена

— /?3р — г„з — 75 Ом;

р2 — /2Q2 — 1 50

Ом,

С2

10е

X

<ÖpPo

. ______ ____

ІО6-0,707

р2( 1— 8 |)

X V 1 — 8; — т2— г- по лел1— 750 пФ; L р2 •

°Ч Л — 8?— т Г

6,28-150

150-0,75

25,4 мкГн,

Lr

/?і2 7.р2

0,25 • 25,4

8,47 мкГи;

6,28-0,707

1 — 8?

0,75

: == ^-р2

1Т.т2

= 25,4

8,47=

16,93’ мкГн

и резонансное

сопротивление

/?2р:

— Р

І О

-

те2) =

Л ‘ 150-0,75 =

225

Ом.

К2

'5

Ом;

р, =

Параметры первого звена

/ѵ = /?2р -f Ли — 228

: V 7 ^ R a=

У 228• 1020 =

482

Ом;

81= - ^ - =

- ^ | -

= 0,474;

Рі

482

Qi

=J- =

2,11; ]/T =8f =

0,88: Ь х= - ^ - У 1-8?

482-0,88

6,28

ö[

•

•

(pp •

•

г

^

_

100

-,/г -у -

10s-0.88

_

9q9 пф

67,6 мкГн, Са—

У

1

8, — 6^28.482

^92

Необходимую

емкость обеспечивает вакуумный конденсатор

КП1-Ю, допускающий предельное напряжение

Um =25 кВ и

эффективный

ток

/эф=75А. Согласованные

изменения ем­

кости Ci = 20

I - 400

пФ и индуктивности

вариометров

позво­

ляют перестраивать

колебательную систему в широком диа­

пазоне,

сохраняя

неизменным

резонансное

сопротивление

/?а — 1020 Ом.

Взаимная

индуктивность между катушками L\ и L2 явля­

ется составной частью индуктивности Lm2.

Аналогично,

вторая

поіперечная ветвь учитывает взаимную индуктивность

между

катушками Ь2 и L3.

R R г

К.п.д. системы контуров т\к—

0;987-0,973-0,96 =

2р_ 3р

/*1^2Г3

0,08х

= 0,92. Суммарные потери мощности Р„— (1— т)к)Р к1 =

X 40 =

3,2

кВт. Режим фидерной линии

Рф=

т]к Рк1=

0,92 х

X 40 =

36,8 кВт,

ТУф = 44,7 Ѵ ~ Р ^ = 44,71/36,8-147=3280в.

тг

и ф

3,28

Коэффициент передачи на рабочей частотеk= -jj-=

q п = 0,364..

А'МПЛИТуДЫ токов

/, =

(1)РС1У/3.10-Г‘ =

6,28-250.9000-1 о -6= 14,1

А;

и ф

3280

22,3

А;

147

=

/к.

і / ,1 +{1' М =у г8-8 4 !+ ( і4 л

I t ) - ' В,7 А;

/„ =

® с„и ф• 10 -6 =

6,28 • 2500 • 3280 -10 -6 =

51,5 А;

/кз =

| /

4 + /и =

] / 22,32 —f—51,52= 56,1

А;

u>nL,

„6,2816,93

: 26,4 А;

У2 — У1(1

= 18,7

75,0

Ук2 =

ѴГ П - І І і

= ]/" 2 6 ,4 2- 18,42=18,9

А;

у, -

V

Укз + Укз =

l/l8 ] 9 * T 5 6 j2' = 59,2

А.

Реактивные мощности P t =

QxA<x = 2,11 - 40 = 84,4

кВА, Рг =

= 7І] У^кі Q2=0,987-40.2 =

79 ква,

Я3 = і]1т}2/:,кі(2з=

79.0,973=

(,я=3)

Фі = 8Qt= 16,9; Ф„ = 8 Q 2

=

~

9>6!

=

8Q31

1 — /кч

л

,

/Л + Э а *

“

, / 1

+

9-2,3=

—- 9т,

9 Д Ф- =

V

Т + Ж

] /

1+ 2 .3> =

= 2,78;

Ф9 =

ф , . фи -Ф ,„ .ф н= 16,9 • 9,6 - 9,6-2,78=4320.

Р а = Р м

“ в т-

ротивление потерь г, =0,166

V f

Ом

Здесь

частота /

d

м

провода d

в МГц, расстояние между проводами D и диаметр

в мм. Материалом для линии обычно служит медь.

примени-

Для дециметрового диапазона

(300—3000 МГц)

ют коаксиальные линии длиной /=

А

3

как пока­

или / =

-^- X,

зано на рис. 32. Волновое

сопротивление

линии р=138Х

r f

I

Ос г------

о—X-

Ь

-li­—

ft

lj

Рис. 31. Двухпроводная резонанс­

Рис.

32.

Коаксиальная

н а я Л И Н И Я .

резонансная линия.

тс Sin2 а.

где

(66)

2 a-f- sin 2a

5* Зак. 634,

65

Колебательная система

с распределенными параметрами

имеет несколько резонансных частот. Для

первого резонанса

(7 =

0,25) наибольшее

эквивалентное

сопротивление

R i~

Öp“

0,75 X) — /?9 =

—г- (Ом) и для второго резонанса (I =

о

г

"

Рис.

33.

График

зависимости

Rx (/ѵ)

для

резонанс­

ных линий.

В общем случае (/—- /V

резонансное

сопротивление Rn= R}

где

N — нечетное

N.

Таблица 4

число. На

графике рис. 33 показана кри­

I

1

R

1

1

і

вая

относительных

значений

т

!

X'

!

эквивалентного

активного со­

0,05

0,246

0,70

0,302

противления

(66).

Таблица 4

содержит

числовые

значения

10

493

75

334

той же функции.

15

724

80

306

20

920

85

210

Вблизи резонанса коротко-

25

1,000

90

103

замкнутая

линия эквивалент­

30

0,900

95

024

на

по

входной

проводимости

35

580

1,00

000

контуру

с

сосредоточенными

40

280

05

022

45

059

10

073

параметрами. Емкость эквива­

50

000

15

134

лентного контура

55

030

20

181

N - 10«

по

122

25

200

С9 -

(нФ),

65

229

30

180

'

8 р /

резонансное сопротивление Rn— Р-

1U1

(Ом)

и

добротность

3ГдСэ

системы

Q =

шC3R„’ 10~G=

■Коаксиальная

линия имеет

j

= 3 ,6

и волновое сопротивление р = 77

Ом.

При определении длины

линии

необходимо учитывать

влияние внешней: емкости С0 =

Сы+ С„,

где

См — выходная емкость лампы,

для настрой­

С„ — емкость конденсатора, иоиользуемого

ки линии.

Реактивное сопротивление внешней емкости

х 0 =

531 =-(Ом),

где длина

волны в (м) и емкость в

(иФ).

Для

компенсации

іх <7V--~. Условие

резонанса х 0 — р tg 2г. І і ,

откуда рас­

четная длина линии

/, =

^ a r c t g ^ + ( 7

V - l ) i - .

(67)

С учетом влияния

торцовой части

резонатора

необходимая

„

п

к sin2 а

—

опре-

противление укороченной линии R v = Rl

ту— ;—

деляют из графика

zGtv —р sin

Za

рис. 33. В данном случае эквивалентная

емкость Сэ= ^~[ 1

-Ц-) N ■10:і (пФ)

и добротность

Qx —

ор\

XqI

значи­

= <oC3Rx -\0~°. Емкостная настройка сопровождается

тельными изменениями эквивалентного сопротивления.

Для настройки

колебательных систем

применяют различ­

дерной линией и антенной.

Входная

проводимость

фидерной

линии уф= - я (гф — у-Ѵф) =

£ф

где г2, = г2 +

х2.

условию

г— •

На рис. 31 и 32 нагрузка под-

Р

аф

проводимости пересчитывают к точке присоединения

анода

лампы. При этом активная проводимость g a= g^p2 и

реак­

реактивности нагрузки

ptg2-

у - —

При

согласо-

ва-нии фидерной линии и антенны

реактивная

проводимость

Ьа — 0. Эквивалентное

сопротивление

резонансной

линии с

учетом нагрузки Rn=

g

и к. п. д. колебательной систе -

—~р

M“ 4K= g aRB.

і Г Sa У ѵ

V

<“

10°

W (p*

,

1 \

ГТ

.

Полоса усиливаемых частот

Д<« =

Qn

— ^т-гг --- т г

— + -гг

Выбор коэффициента

c *

C9 \rф

RXI

трансформации

для заданной

полосы

частот р2= Гф До)Сэ-10-6- ^ -

■для

заданного сопротивле-

ния нагрузки р2 — г Rx — Ru

для заданного к. п.д.

колеба.

~

ф

Я,Я„

тельной системы

р - —

ГФ

-------•

Фидерную

линию

под-

гг •

ключают к точке,

Rx

1 -

sin

аф = р sin а ѵ.

для которой

помощью

витка, .расположенного .в пучности тока.

В первом

случае дополнительная

реактивность емкостной

пластины.

х п=—

10«

,

1.

ч/

ш

и входная проводимость фидерном линии Уф=—5-

X

2ф

X [ гф - у (хф і- *„)] = £ ф + У'&ф, где z \ — г \ + (л‘ф + хп)2.

Во втором случае сопротивление связи магнитной петли

х т =

шМп и л-п = ю L„.

Рис.

35. Варианты конструкции генератора

дециметрового диапазона:

а—двухсторонняя, б—односторонняя.

кости

около анода и катода лампы.

Для настройки коакси­

„ \

'3 .

метров труб в пределах 2,3 <

< 6,2. Волны

высших ти­

пов не возникают, если

(D-f- d) <

Для проектируемой

линии принимаем 0 = 6,8 см и d= 2,66

см.Волновое сопротив­

ление линии р =

1381g

=138 lg 2,55 = 56 0,м. На макси­

мальной частоте

рабочего

диапазона

(?ц = 15 см) погонное

сопротивление потерь

г, = 0,084 У Т ,( }

+ 25-) =

0,084 Ѵ Ш

( й ^ +

ё У = 0 ,1 9 4 ” .