книги из ГПНТБ / Пахлавян, А. Н. Радиопередающие устройства учебник

реле, замыкающих их при завершении предыдущей операции. Си­ стема УБС отключает все последующие цепи при отключении ка­ кой-либо из предыдущих. Например, при выключении сеточного смещения автоматически выключается высокое напряжение. Спе­ циальные сигнальные цепи УБС обеспечивают подачу сигналов- «готовности», разрешающих проведение следующей операции, а также аварийных сигналов (отсутствие воды или воздуха в систе­ ме охлаждения, открытие дверей и т. п.) и сигналов '«исполнения», например «высокое напряжение включено». В аварийных случаях работает звуковая или световая сигнализация.

Для дистанционно управляемых автоматизированных передат­ чиков создаются более сложные цепи и устройства системы УБС. Управление в них осуществляется по проводам системой телеуправ­ ления и телесигнализации (ТУ-ТС). Электрические сигналы — команды — подаются на передатчик с диспетчерского пункта (ДП). Все механические операции, связанные с пуском передатчика, вы­ бором рода работы, настройкой его каскадов, подключением ан­ тенны и контролем за режимом его работы выполняются приво­ дами с электродвигателями системы ТУ. Система телесигнализа­ ции ТС обеспечивает подачу обратных сигналов на диспетчерский; пункт об исполнении операции.

Ниже в качестве примера рассматривается наиболее распро­ страненный способ автоматической настройки контуров коротко­ волновых передатчиков для радиосвязи и радиовещания.

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ. НАСТРОЙКИ КОНТУРОВ

Автоматическая настройка контуров коротковолновых передатчиков на заранее выбранные фиксированные частоты осу­ ществляется дистанционно при помощи системы телеуправления и телесигнализации. Автоматическая настройка состоит из двух сту­ пеней исполнения — грубой настройки и точной автоподст.ройки.

Для грубой настройки контуров используются следящие систе­ мы с мостами постоянного тока — потенциометрическими датчика­ ми. Такая система при помощи электродвигателей и редукторов устанавливает элемент настройки контура каскада — катушку пе­ ременной индуктивности — в положение, близкое к резонансу. Си­ стема точной автоподстройки, действующая посредством фазового• датчика, настраивает контур в резонанс.

Рассмотрим действие грубой настройки контуров (рис. 16.2). Плечи моста состоят из задающего и отрабатывающего потенцио­ метров. Подвижной контакт отрабатывающего потенциометра ГГ через редуктор Р жестко связан с органом настройки и- исполни­ тельным электродвигателем ЭД. Редуктор, поворачиваемый мото­ ром, обеспечивает поворот потенциометра на 330° приизменении; величины индуктивности (или емкости) от минимума до макси­ мума. Если мост не уравновешен, то его диагональ «П—П» нахо­ дится под так называемым «напряжением рассогласования», кото­

411

рое подается на управляющее устройство УУ. Оно и управляет электродвигателем ЭД, приводящим в действие орган настройки. Одновременно с органом настройки вращается контакт отрабаты­ вающего потенциометра. Это происходит до момента согласования моста, т. е. отсутствия напряжения между точками П—П на по­ тенциометрах. Таким образом, при первоначальной грубой наст-

Р ис. 16.2. Фумкщшнальная схема грубой автоматической

настройки контуров

ройке каскадов передатчика создается положение, близкое к ре­ зонансу.

Для точной автоматической подстройки контуров (в резонанс), как уже указывалось, используются так называемые фазовые дат­ чики. В качестве фазового датчика применяется схема балансного фазового детектора, в которой осуществляется сравнение перемен­

зонансной частоты) напряжение на выходе датчика изменяет по­ лярность. Оно полностью отсутствует при точной настройке кон­ тура в резонанс с частотой возбуждающих колебаний на сетке лампы.

Схема балансного фазового датчика изображена на рис. 16.3. Здесь же показаны векторные диаграммы, соответствующие поло­ жениям точной настройки и расстройки в обе стороны от резонанс­ ной частоты. Напряжение с анода лампы (точка А) через емкость связи ССв—1—3 пФ подается на цепь R3Ci. Если l/coCi^>i?3, то на­ пряжение U'а на сопротивлении оказывается сдвинутым отно­ сительно анодного напряжения на 90°. Напряжения Ugl и Ug2 яв­ ляются трансформированными частями напряжения сеточного воз­ буждения. Они равны и взаимно сдвинуты по фазе на 180°. Ре­ зультирующее напряжение, приложенное к плечам детектора (точ­ ки а—о и б—о), определяется геометрической суммой напряжения U'а—'£/gi и t/'a—Ug2 и обозначается соответственно через С/вi и UB2.

Выходное напряжение, меняющее полярность в ту или другую сторону (при отсутствии резонанса), управляет приводом, перемен­ ной индуктивности контура и обеспечивает его точную подстройку в резонанс. Сопротивление Rg служит для первоначальной балан­ сировки плеч схемы.

412

к

Р и с . 16.3. Схема балансного фазового датчика

СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ ПЕРЕДАТЧИКОВ

Построение структурных схем передатчиков обязательно предусматривает надежность работы устройства без нарушений связи и вещания в условиях эксплуатации. При автоматизации оборудования и дистанционном управлении решение этих проблем становится совершенно необходимым. Поэтому в радиопередаю­ щих устройствах различных типов применяется блоковый принцип построения. Этот принцип, например, осуществлен в средневолно­ вом радиовещательном передатчике на 150 кВт, радиовещатель­ ных ультракоротковолновых и телевизионных передатчиках (1,5; 4; 5; 15; 50 кВт). Способ сложения мощностей в общей нагрузке передатчиков должен исключать взаимную связь и влияние друг на друга при их совместной работе.

Рассмотрим некоторые способы сложения мощностей. Наибо­ лее ранний способ, предложенный А. Л. Минцем, заключается в работе двух (или нескольких) самостоятельных выходных каска­ дов на общий промежуточный контур, связанный с антенной пере­ датчика. В случае анодной модуляции на общую нагрузку рабо­ тают так называемые генераторно-модуляторные блоки, объединя­ ющие выходные каскады высокочастотного и модуляционного трак­

тов (рис. 16.4).

В настоящее время широко применяется метод сложения мощ­ ностей отдельных блоков (передатчиков) в мостовой схеме

.(рис. 16.5).

413

Мост состоит из двух реактивных сопротивлений Х\ = Х2 (ин­ дуктивностей или емкостей) и двух одинаковых активных сопро­ тивлений — полезного гн и балластного гб. Сопротивление полез­

ные. 16.4. Принципиальная схема двух совместно работающих на общую нагруз­

ку выходных блоков передатчиков с анодной 'Модуляцией

ной нагрузки гп определяется входным сопротивлением фидерной

линии рф или антенны R a -

Передатчики П\ и П2, мощности которых должны складывать­ ся, включаются в диагонали моста. При 'балансе моста, т. е. при Х\ = Х2 и гн=Гб, между передатчиками связи нет и ©нв .работает

414

на общую нагрузку независимо. При выключении одного из пере­ датчиков, например Я ь оставшийся создает в сопротивления гн и га одинаковые токи. Следовательно, его 'мощность распределяет­ ся между сопротивлениями поровну, и в антенне выделяется толь­ ко половина полезной мощности передатчика. Вторая половина бесполезно затрачивается в балластном сопротивлении Гб.

Выходные напряжения следует выбирать такими, чтобы токи генераторов протекали в сопротивлении полезной нагрузки гц с

одинаковыми амплитудами и фазами. При этом в балластном со­ противлении они направлены навстречу друг другу и мощности будут складываться на сопротивлении ги.

Более совершенной является схема Т-образного моста, преиму-, щественно применяемая на средних волнах. Мост (рис. 16.6) так­

= ro= 2/‘II достигается его 'баланс. При этом передатчики оказыва­ ются развязанными и работают независимо друг от друга. Входное сопротивление Т-образного моста для каждого из них чисто актив­ ное. В такой схеме могут работать передатчики с несимметричным выходом, что исключается в схеме 'моста рис. 16.5.

На рис. 16.7 приведена схема симметричного реактивного мос­ та, предложенная Б. П. Терентьевым. Мост состоит из восьми

плеч, в которые включены емкости по 100 пФ каждая, и исполь­ зуется для двух блоков (передатчиков) с симметричными выхода­ ми. При равенстве всех емкостей, сопротивлений гв=га = г и вы­ ходных напряжений блоков (их амплитуд и фаз) 'мост оказывает­ ся сбалансированным. В этом случае токи, создаваемые блоками, складываются в сопротивлении полезной нагрузки гн и компенси­ руются в 'балластном сопротивлении tq.

415

Г Л А В А С Е М Н А Д Ц А Т А Я

РАДИОПЕРЕДАТЧИКИ СРЕДНИХ И КОРОТКИХ ВОЛН

17.1, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Значительное количество радиопередатчиков связи и ве­ щания работает в диапазонах средних и коротких волн. Необхо­ димость осуществления надежной радиосвязи и высокого техни­ ческого качества радиовещания привели к разработке новой ти­ повой аппаратуры, внедряемой в настоящее время на радиопере­ дающих центрах.

Передатчики радиосвязи преимущественно работают в диапа­ зоне коротких волн (на частотах 3—30 МГц) и обеспечивают все виды коммерческой связи. Они отличаются друг от друга мощно­ стью и предназначаются для внутриобластных, межобластных и магистральных линий радиосвязи. При разработке и создании сов­ ременной серии передатчиков этого типа проводится возможная унификация их структурных схем и отдельных систем (например, электропитания, охлаждения и пр.). Это значительно облегчает их изготовление и эксплуатацию.

В этих же диапазонах средних и коротких волн осуществляется дальнее высококачественное радиовещание. На средних волнах работают преимущественно республиканские и областные радио­ вещательные станции. На коротких осуществляется дальнее конти­ нентальное и трансконтинентальное радиовещание. В передатчиках этого типа применяется только амплитудная модуляция -г- анодная, анодно-экранная и автоанодная, отличающиеся высокими качест­ венными показателями и относительно неширокой полосой спедтра модулированных колебаний. .

На коротких волнах производится также дальняя трансляция вещательных программ при помощи однополосных ампдитудномодулированных передатчиков 'большой мощности.

Д ля передатчиков радиосвязи и радиовещания разрабатывают­ ся специальные возбудители, удовлетворяющие требованиям ста­ бильности частоты несущих колебаний (нормы на допустимую ,по ПТЭ нестабильность см. в гл. 16).

17.2. ТИПОВЫЕ ВОЗБУДИТЕЛИ

ВОЗБУДИТЕЛИ ТИПА ВЧД-100

ВЧД-100— один из первых универсальных диапазонных возбудителей, разработанный для передатчиков радиосвязи^ Он-. не применяется в настоящее время для вновь разрабатываемыхсуетройств, но широко используется на эксплуатационных: предприя­ тиях радиосвязи.

В нем предусмотрены следующие виды работы: частотная теле­ графия — ЧТ — простая, одноканалыная; двухканальная частотная телеграфия — ДЧТ; телеграфная с амплитудной манипуляцией; узкополосная частотная модуляция для коммерческой телефонии

.(спектр модулирующих частот 300—3400 Гц).

Возбудитель создает колебания с частотами в пределах 2,4— 5,6 МГц и при последующем двухкратном удвоении частоты обес­ печивает плавное перекрытие диапазона от 2,4 до 22,4 МГц.

Отклонение при манипуляции средней частоты колебаний воз­ будителя от номинальной в результате изменения напряжения пи­ тающей сети от +5 до —15% или окружающей температуры на ±10° (от средней +25°) не превышает 3• 10—5 за 24 ч непрерывной работы. Это достигается стабилизацией источников напряжений (панель питания), термостатированием элементов контура задаю­ щего кварцевого генератора, применением высокочастотных дета­ лей с малым температурным коэффициентом, а также использова­ нием интерполяционного способа генерации и манипуляции коле­ баний (см. рис. 15.13). Последнее, кроме того, дает возможность плавного перекрытия диапазона частот.

Возбудитель (рис. 17.1а) состоит из кварцевого выеокостабиль- ■ного генератора и перестраиваемого диапазонного. Колебания

.кварцевого и диапазонного генераторов подаются на -балансный

•модулятор. На его выходе получаются боковые колебания /Кп + Гд и /кв—Гд. В резонансных усилителях, включенных после балансно­ го модулятора, а также -в его контуре одно из боковых колебаний подавляется. Оставшееся является средним (несущим) колебанием возбудителя.

Стабильность полученных колебаний определяется в основном частотой кварцевого генератора, которая во много раз больше ча- -стоты диапазонного.

Кварцевый генератор при смене кварцев может работать на любой частоте — 2,8; 3,2; 4,6; 4,2; 4,4; 5,4; 5,6 МГц. Диапазонный

•ме ДЧТ интервал между частотами на выходе возбудителя можно установить в 1000, 500, 250 и 125 Гц.

Проверка и корректирование частотного интервала при работе с частотной манипуляцией ЧТ или ДЧТ (так называемая расста­ новка частот) выполняются при помощи специального контрольно­ го устройства, в состав которого входит звуковой генератор, выра­ батывающий частоты 125; 375 Гц, и электроннолучевая трубка.

Управление колебаниями при ЧМ и ЧТ осуществляется в диа­ пазонном генераторе. Он представляет собой автогенератор, соб­ ранный по тратзитронной схеме. Колебательный контур его состоит «з катушки индуктивности L\, группы конденсаторов постоянной емкости с переключателем поддиапазонов Ск для грубой настройки

4 1 8

°)

сет ь'-'ПОВ'

и конденсатора ■переменной емкости С2, позволяющего плавно> подестраивать его частоты (см. рис. 17.16).

Экранирующая и защитная сетки пентода траизирроннотоавто­ генератора находятся под общим 'высокочастотным потенциалом благодаря емкости Сь разделяющей их по постоянному напряже­ нию. Поэтому при одновременном увеличении напряжения на экра­ нирующей и защитной сетках ток экранирующей сетки уменьшает­ ся, что способствует возникновению генерации, благодаря дейст­ вию отрицательного сопротивления падающего участка характе­ ристики тока экранирующей сетки.

Частотный модулятор (диод) воздействует на вторичную об­ мотку трансформатора Тр, являющегося частью индуктивности Ьг колебательного контура диапазонного генератора.

При этом изменяется комплексное сопротивление, вносимое в индуктивную ветвь колебательного контура, т. е. в небольших

пределах изменяется результирующая индуктивность контура, а следовательно, и частота диапазонного автогенератора.

Величина вносимого сопротивления зависит от угла отсечки анодного тока диода, т. е. определяется подаваемым на диод на­ пряжением модуляции или манипуляции. Последнее вырабатыва­ ется электронным манипулятором (см. рис. 15.14). Модулирующее напряжение при узкополосной телефонии поступает с линии через компрессор и усилитель низкой частоты, воздействуя непосредст­ венно на диод. Зависимость девиации частоты от напряжения на диоде — статическая модуляционная характеристика (см. рис. 17.1е) — сохраняется линейной в ограниченных пределах, поэтому при работе с частотной модуляцией девиация частоты не превы­

шает 1000 Гц. I

ДИАПАЗОННЫЙ ВОЗБУДИТЕЛЬ ТИПА «ДЕКАДА»

В настоящее время используются удобные в эксплуата­ ции диапазонные возбудители с кварцевой стабилизацией, которые создают дискретную сетку частот несущих колебаний, расположен­ ных с определенным интервалом (шагом) между соседними часто­ тами. Обычно этот интервал составляет 100 Гц. Действие их осно­ вано на принципе декадного набора частоты выходного колебания при .помощи ряда когерентных преобраеоваций колебания вьгсокостабильного опорного генератора. Суть этих преобразований зак­ лючается в умножении, делении и смешивании колебаний, частоты которых являются производными от частоты колебаний опорного кварцевого генератора и строго синхронизированными с ним. Та­ кие возбудители часто называют декадными.

Декадная часть возбудителей этого типа (рис. 17.2а) включает в себя опорный кварцевый генератор ОКГ и магазин-датчик опор­ ных частот ДОЧ, состоящий из ряда маломощных генераторов с фильтрами. Все эти генераторы-датчики синхронизированы с коле­ банием опорного генератора. Они вырабатывают ряд когерентных колебаний, следующих с определенными интервалами, находящих­ ся в полосе от начального колебания с частотой f2 до /2 + 9/\

Для получения колебания необходимой частоты служат так на­ зываемые линейки Л 1, Л2 — и т. д. преобразователя, состоящие из смесителей СМ- (кольцевого балансного модулятора), полосовых фильтров ПФ, пропускающих полосы колебаний 10Д и делителей частота?1Д с коэффициентом деления частоты на ее выходе, рав­ ный !1ВД! '(■рис17.26). Выходная линейка делителя не имеет. При помощи Декадных переключателей П\, Л2, П3 на каждую линейку можно подИтъ любое из 10 выходных колебаний датчика ДОЧ, т. е.

с. частотам и \f2+NF, где N = 0, 1, 2, ..., 9.

Действие ДОЧ-основано на умножении, делении и алгебраиче­ ской1' суммирований колебаний, созданных' из стабильного колеба­ ния частоты 1 МГц. Схема преобразования построена таким об­ разом)1чтобы в выходном сигнале уровни комбинационных состав­ ляющих 'Паразитной угловой модуляции были минимальными, что

420‘