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

тивному выполнению он аналогичен ламповому блоку передатчика изображения.

Возможность использования частотной модуляции для спектра модулирующих колебаний (30—15 000 Гц) обеспечивает высоко-

каскада укв

Т -

Р ис. 18.7. Структурная схема полуткомпдекта передатчика звукового сопро­

вождения мощностью 0,75 кВт

качественное звуковое сопровождение телевидения. Оно характе­ ризуется весьма малыми нелинейными искажениями, низким уров­

ЧМ радиовещания идентично построению передатчика изображе­ ния. Это обеспечивает унификацию ламп и деталей телевизионной станции.

18.2. ОСОБЕННОСТИ СЕТОЧНОЙ МОДУЛЯЦИИ В ПЕРЕДАТЧИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Однополярность телевизионного сигнала позволяет осу­ ществить два варианта модуляции в передатчике: негативную, при которой максимальная мощность развивается модулируемым гене­ ратором (передатчиком) в момент передачи вершины синхроим­ пульса, и позитивную, при которой максимальная мощность соот­ ветствует уровню передачи белого поля. В этом случае уровень синхроимпульсов является минимальным уровнем модулированных колебаний.

Повышенная помехоустойчивость и возможность использования систем автоматической регулировки усиления в телевизионных приемниках обусловили негативный вариант модуляции в телеви-

466

знойных передатчиках СССР. При таком варианте модуляции лам­ пы каскадов потребляют и рассеивают на электродах наибольшую мощность только кратковременно, что позволяет лучше использо­ вать номинальную мощность лампы. Кроме того, появляется воз­ можность более глубокого воздействия на генератор при сеточной модуляции. Передача синхроимпульсов с использованием области верхних криволинейных участков статической модуляционной ха­ рактеристики не вызывает искажений видеосигналов. Все это об­ легчает построение передатчика, его вспомогательных устройств (источников электропитания, отдающих максимальную мощность только в короткие мгновения передачи синхроимпульсов) и выбор режимов ламп каскадов с модуляцией.

Негативная модуляция требует сохранения строгой полярности видеосигнала на входе и выходе модуляционного устройства. По­ лярность видеосигнала на входе должна быть положительной, на выходе усилителя — отрицательной. Как известно, реостатно-емко­ стные усилители не пропускают «нулевые» частоты (0—3 Гц), появ­ ляющиеся в сигнале вследствие изменения средней яркости пере­ даваемого изображения. В результате на выходе усилителей одно­ полярный видеосигнал преобразуется в сигнал без постоянной со­ ставляющей, т. е. переменный ток сложной формы. Вид сигналов с постоянной составляющей и без нее показан на рис. 18.8. Влия­ ние постоянной составляющей видеосигнала на условия модуля­ ции иллюстрируется рис. 18.9. Для полного изменения амплитуды первой гармоники тока / ai модулируемого каскада необходимо из­ менение сеточного смещения на величину AEg. В случае модуля­ ции сигналом без постоянной составляющей (рис. 18.9а) исход­ ное смещение устанавливается соответствующим середине прямо­

линейного участка характеристики, так как значения напряжения сигнала могут изменяться в обе стороны на одинаковую величину. Как видно из рисунка, при передаче белого поля ток модулирует­ ся, главным образом, вверх (синхроимпульсы), а при передаче уз­ кой белой полосы на черном поле — вниз. Так как в этом случае допустимые изменения величины модулирующего напряжения не­ многим превосходят &.Eg/2, то возможности каскада полностью не используются.

При модуляции сигналом с постоянной составляющей модуля­ ционная характеристика используется значительно полнее (см.

1 Белая

-I полоса на -г черном

т поле

Р ис. 18.9. Графики, поясняющие -влияние постоянной составляющей ви­

деосигнала на условия модуляции

рис. 18.96). Так, при передаче белого поля изменение модулирую­ щего напряжения соответствует уже полной величине AEg при пе­ редаче черного поля, амплитуды тока / аi близки к максимальным. Поэтому во всех передатчиках изображения применяется модуля­ ция сигналом с постоянной составляющей, для чего в модуляцион­ ном устройстве предусматривается ее искусственное восстановле­ ние методом фиксации уровня черного поля. Фиксация осуществ­ ляется при помощи схем ВПС. В этом случае при отсутствии сиг­ нала на входе модулятора и определенном фиксированном смеще­ нии на сетке модулируемой лампы генератора передатчик излучает мощность, соответствующую передаче сплошного -черного поля.

Модуляционное устройство передатчика изображения (рис. 18.10) выполнено в виде широкополосного реостатного усилителя с, применением мер коррекции и фиксации уровня черного поля.

Сигнал, приходящий из аппаратной на вход модуляционного устройства, обычно имеет положительную полярность. Для получе­ ния на выходе модулятора сигнала отрицательной полярности чи­ сло каскадов должно быть нечетным. Как правило, применяются три или пять каскадов, так как получить в одном каскаде требуе­ мое усиление, даже при использовании сложных схем усиления и междукаскадной связи, практически не удается.

468

Л

Р ис. 18.10. Структурная схема, поясняющая принцип построения модулято­

ра вндеояередатчика

Смещение на сетке лампы Л модулируемого генератора изме­ няется под воздействием усиленного видеосигнала. Этот сигнал (модулирующее напряжение) вводится в цепь управляющей сетки лампы Л через элементы схемы RaLcь являющиеся нагрузкой мо­ дулятора (Ха — элемент коррекции амплитудно-частотной характе­ ристики модулятора). Катод модуляторной лампы заземляется по переменному току; создание нулевого потенциала достигается пу­ тем соответствующего выбора напряжения Ea=EgН(Ген)- Таким об­ разом, участок схемы RaLa оказывается общим для анодной цепи модулятора и входной цепи модулируемого генератора. Через со­ противление Ra протекает постоянная составляющая тока сетки /go лампы Л. При этом выделяется мощность I2goRg, дополнитель­ но потребляемая от возбудителя генератора.

Для уменьшения искажений формы усиливаемого видеосигна­ ла из-за изменяющихся в процессе модуляции входной эквивалент­ ной емкости Свхэ и нелинейного сопротивления сеточной цепи ге­ нератора необходимо применять в модуляторе схемы с низким вы­ ходным сопротивлением. Этому требованию удовлетворяет так на­ зываемая схема усиления с параллельным регулированием, в ко­ торой вместо обычного резистора Ra — нагрузки модуляторной (усилительной) лампы — включена регуляторная лампа.

Модуляторы и подмодуЛяторы, выполненные по схеме с парал­ лельным регулированием, значительно облегчают построение мо­ дуляционных трактов передатчиков изображения и делают их бо­

лее экономичными.

В модуляционном устройстве на сетке лампы модулятора или подмодулятора восстанавливается постоянная составляющая теле­ визионного сигнала. Управление системой ВПС осуществляется ■специальными управляющими импульсами, которые выделяются в интервалы времени, соответствующие прохождению задней пло­ щадки строчных гасящих импульсов (см. рис. 18.10).

Процесс модуляции при передаче изображения различной сте­ пени яркости, от белого поля до сплошного черного, поясняется

469

рис. 18.14. На рисунке показаны формы сигналов, соответствующие различным участкам тракта. Пунктирной линией отмечены изме­ няющиеся, в зависимости от средней яркости передаваемого изо­ бражения, величины постоянных составляющих сигналов. Послед-

Видеосигналы

Фиксированное сме­

Р ис . 18.11. 'Графики, поясняющие процесс модуляции несущего

колебания 'видеосигналом

ний график иллюстрирует характер высокочастотных колебаний. Максимальные амплитуды соответствуют передаче черного поля, а минимальные— белого. Таким образом, характер изменений вы­ сокочастотных модулированных колебаний соответствует процессу негативной модуляции.

18.3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ КАСКАДОВ ПЕРЕДАТЧИКА ИЗОБРАЖЕНИЯ

Каскады высокочастотного тракта, работающие в режи­ ме усиления и умножения колебаний несущей частоты, рассчиты­ ваются в обычном порядке (см. гл. 4). При этом должны учиты­ ваться рекомендации, указанные для случая работы лампы в ультракоротковолновом диапазоне.

Порядок расчета каскадов, работающих в режиме модуляции изменением смещения на сетке лампы или усиления модулирован­ ных колебаний, аналогичен порядку расчета режима сеточной мо­ дуляции (см. гл. 11).

Как следует из вида статической модуляционной характери­ стики (рис. 18.12), наиболее характерными значениями тока / ai (и мощности) при передаче видеосигнала являются:

— максимальное / а1 си (принятое за 100%); ему соответствует максимальная (пиковая) колебательная мощность Р—Си на уров­ не передачи синхроимпульсов (по стандарту их высота в огибаю­

Модулируемый каскад и каскады, в которых происходит усиле­ ние модулированных колебаний, по известным условиям сеточной модуляции работают только в недонапряженных режимах. Их расчет следует начинать с выходного каскада.

471

Первоначально но заданным полосе пропускания 2FBи началь­ ной емкости контура Сиач следует найти значение сопротивления* анодной нагрузки

“[МГц] ^нач [пф]

Здесь Fв — максимальная частота в спектре модулирующего видеосигнала.

Дальнейший расчет сводится к определению некоторых данных максимального режима на уровне синхроимпульсов и подробному расчету режима, соответствующего уровню черного поля. Это объ­ ясняется тем, что уровни, близкие к черному полю, наиболее ве­ роятны и длительно существуют при работе передатчика изобра­ жения.

£а = ^аси/1-

Амплитуда тока 1а1си=2Р^ си/^асиПо этим данным и необходимому условию Р ~ НОм л> Р ~ш выби­

рают подходящий тип лампы.

Согласно соотношению, установленному ГОСТ для уровней синхроимпульсов и черного:

чп — 0 ,7 5 и я си,

1 чп “ Д 7 5 / а ^ сн.

Угол нижней отсечки анодного тока для генераторов в режимеусиления модулированных колебаний 0^=90°. Все остальные па­ раметры генератора: / а0, Ра, Ра, ц, Eg, Ug, IgU IgQ, PgQ, Pg^^Pgz, Igo, Pg, P ~ g — рассчитывают по известным формулам (гл. 4) при ус­ ловии, что мощности, рассеиваемые на сетках и аноде лампы, не превышают допустимых значений.

4 7 2

Р а с ч е т р е ж и м а м о д у л и р у е м о г о к а с к а д а п р о в о д я т в с л е д у ю щ е м

п о р я д к е .

Р н о м л > Р ~ с и - З а т е м р а с с ч и т ы в а ю т п а р а м е т р ы г е н е р а т о р а , с о о т ­

л е н и е о р е ж и м е , д л и т е л ь н о и с п ы т ы в а е м о м л а м п о й и ее т е п л о в ы х

д о л ж н ы о б е с п е ч и т ь ф о р м и р о в а н и е т р е б у е м о й а м п л и т у д н о - ч а с т о т ­

н о й х а р а к т е р и с т и к и ( см . р и с . 1 8 .2 ) .

Н а с т р о й к а а н о д н ы х к о н т у р о в к а с к а д о в п е р е д а т ч и к а и з о б р а ж е ­

к о н т у р ы в ы п о л н я ю т с я , к а к п р а в и л о , с л о ж н ы м и — д в у х к о н т у р н ы м и с в з а и м о и н д у к т и в н о й ( т р а н с ф о р м а т о р н о й ) с в я з ь ю . П р и м е н е н и е

н ы х ш л е й ф о в - р е з о н а т о р о в , д а е т в о з м о ж н о с т ь с у щ е с т в е н н о у в е л и ­ ч и т ь р е з о н а н с н о е с о п р о т и в л е н и е а н о д н о й н а г р у з к и , ч т о п р и з а д а н ­ н о й ш и р о к о й п о л о с е с п е к т р а в и д е о с и г н а л а в е с ь м а в а ж н о . И з в е с т н о , ч т о п р и п р о п у с к а н и и ш и р о к о й п о л о с ы ч а с т о т н е о б х о д и м о у м е н ь ­

л е н и я , к п д и г е н е р и р у е м о й м о щ н о с т и .

Н а с т р о й к а к о н т у р н о й с и с т е м ы с в о д и т с я к п о д б о р у с р е д н и х ч а с ­ т о т а н о д н о г о и н а г р у з о ч н о г о к о н т у р о в , у с т а н о в л е н и ю н е о б х о д и м о й с т е п е н и с в я з и м е ж д у н и м и . И з м е н е н и е с в я з и м е ж д у к о н т у р а м и п о ­ з в о л я е т р е г у л и р о в а т ь ш и р и н у п р о п у с к а н и я з а с ч е т и з м е н е н и я в н о ­ с и м о г о с о п р о т и в л е н и я г вн. П о с л е д о в а т е л ь н о п е р е с т р а и в а я в т о р и ч ­ н ы й и а н о д н ы й к о н т у р ы , д о б и в а ю т с я ( н а б л ю д а я п р и п о м о щ и в и ­ з у а л ь н о г о и з м е р и т е л ь н о г о п р и б о р а ) п р о в а л а а м п л и т у д н о - ч а с т о т ­ н о й х а р а к т е р и с т и к и д о у р о в н я 0 ,7 — 0,8 о т н о р м и р о в а н н о г о н а ч а ­ с т о т е ,/о и у с т а н о в л е н и я к р у т ы х с к а т о в х а р а к т е р и с т и к и н а г р а н и ­ ц а х п о л о с ы п р о п у с к а н и я .

П о р я д о к н а с т р о й к и г е н е р а т о р а с л о ж н о й с х е м ы о п и с а н в г л . 5.

473

18.4.ПЕРЕДАТЧИКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА КЛИСТРОНАХ

Внастоящее время для телевидения используются сан­

тиметровый « дециметровый диапазоны. В связи с этим строятся и успешно эксплуатируются передатчики с мощными клистронными генераторами в выходных каскадах. Большой коэффициент уси­ ления по мощности и достаточная полоса пропускания многорезо­ наторного пролетного клистрона позволяют строить компактные, надежно работающие передатчики.

Одна из скелетных схем комплекта телевизионной станции приведена на рис. 18.13. Высокочастотный тракт передатчика изо­ бражения содержит задающий генератор с кварцем, каскады уси­ ления и умножения частоты. Предварительный (модулируемый) каскад работает на металлокерамическом тетроде с выходной мощностью порядка 100 Вт. Тетрод включен по схеме с двумя за­ земленными сетками, что повышает устойчивость режима каскада. Анодно-сеточный и катодно-сеточный контуры выполнены в виде объемных коаксиальных резонаторов. Напряжение возбуждения на клистронные выходные каскады 1 и 2 подается через уравни­ тельный мост, обеспечивающий их развязку и равенство возбуж­ дающих напряжений. Фильтры Ф подавления одной боковой по­ лосы включены в тракты с разницей на четверть длины волны. В одной из цепей включен фазовращатель. Он служит для фазиро­ вания напряжений возбуждения при сложении мощностей двух одновременно работающих клистронных генераторов.

Схема четырехрезонаторного пролетного клистрона приведена на рис. 18.14. Выход клистрона при помощи коаксиального фидера соединяется с мостом сложения и далее — с разделительным филь­ тром, к которому подводится также выходное напряжение пере­ датчика звукового сопровождения.

Для равномерного пропускания широкого спектра модулиро­ ванных высокочастотных колебаний видеотрактом 1, 2 и 3-й резо­ наторы клистрона настраиваются на среднюю fo и крайние частоты полосы соответственно. В этом случае суммарная частотная харак­ теристика имеет П-образную форму. В резонаторы включены бал­ ластные (декрементные) сопротивления, понижающие их доброт­ ность и расширяющие полосу пропускания. Четвертый резонатор клистрона является выходным. Напряжение на фидер подается с петли связи, положение которой можно регулировать.

Тракт передатчика звукового сопровождения (см. рис. 18.13) состоит из частотномодулированного задающего генератора, про­ межуточных каскадов усиления и умножения частоты модулиро­ ванных колебаний. Выходная мощность в тракте предварительного усиления составляет 1 Вт. Модулированные колебания подаются на вход клистронного генератора, где они усиливаются, и мощ­ ность их повышается до 5 кВт. Напряжение на коллекторах кли­ стронов равно 17,5 кВ.

474