книги из ГПНТБ / Лапицкий Е.Г. Расчет диапазонных радиопередатчиков
.pdfБ о л ее детально они рассматриваются в последующих п а р а г р а ф а х . В итоге выполнения этого этапа проектирования определяются
основные |
черты электрической схемы |
и конструкции передатчика. |
||
Структурная схема |
и ее описание с необходимыми |
обоснованиями |
||
и расчетами составляют обычно второй |
раздел проекта. |
|||
Третий |
раздел |
проекта содержит, |
как правило, |
электрические |
расчеты основных каскадов передатчика. Выполняемые электри ческие расчеты имеют целью определение режимов ламп или тран
зисторов |
для оценки и |
определения требований по н а п р я ж е н и я м |
|||||||||||
и токам |
к источникам |
питания, |
|
определение |
величин |
емкостей, |
|||||||
пндуктивностей |
и |
сопротивлений, |
входящих |
в |
схему |
к а ж д о г о |
|||||||
каскада, |
и выбор |
по |
каталогу |
радиодеталей |
конкретных |
типов |
|||||||
конденсаторов, |
резисторов |
и других компонентов. |
|
|
|
||||||||
Расчет схемы |
передатчика, |
как правило, последовательно |
включает |
в себя: |
|||||||||
1. |
Электрический расчет |
выходного каскада. Выходной каскад должен обес |
|||||||||||
печить |
требуемое |
значение |
мощности |
в |
нагрузке |
(в антенне или |
подводимой |
||||||
к фидеру) в заданном диапазоне частот. Расчет |
выходного каскада |
проводится |
|||||||||||
как для телеграфного, |
так |
и для телефонного режима |
(если передатчик теле |
||||||||||
графно-телефонный). В результате расчета должны быть определены токи и на пряжения для цепей постоянного тока (цепей питания), к. п. д . каскада, необ ходимое для работы каскада напряжение возбуждения, а также параметры основных элементов схемы, включая элементы антенного контура и симметри
рующего |
устройства. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2. Электрический расчет промежуточных каскадов. Промежуточные |
каскады |
||||||||
должны |
обеспечить подведение к |
выходному |
каскаду |
необходимого |
напряже |
|||||
ния |
возбуждения . |
Их расчет ведется покаскадио, начиная |
от более |
мощного |
||||||
к возбудителю. В |
итоге расчета должны быть определены необходимые питаю |
|||||||||
щие |
напряжения, |
токи |
в цепях |
питания |
и |
параметры |
основных |
элементов |
||
схемы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Выбор или |
расчет |
возбудителя. В |
большинстве |
современных передатчи |
|||||
ков в качестве возбудителя используются синтезаторы частот с добавлением
устройств ввода |
информации |
(формирования |
видов излучении). |
Как |
правило, |
||
в |
этих случаях |
возбудитель |
проектируется |
на |
основании самостоятельных ТТ |
||
и |
в проекте передатчика производится лишь |
его обоснованный |
выбор. |
Однако |
|||
в некоторых случаях применяются возбудители по принципу кварц—волна или
возбудители плавного диапазона. В |
основу расчета возбудителя в таких слу |
|||||
чаях кладется |
заданная |
стабильность |
частоты и необходимое для |
возбуждения |
||
последующих каскадов |
напряжение. |
|
|
|
||
4. Расчет модуляционного тракта. |
Исходные данные для расчета модуляци |
|||||
онного тракта |
берутся |
из |
электрического расчета |
высокочастотного каскада, |
||
в котором осуществляется |
модуляция, |
и требовании |
к частотной |
характеристике |
||
и нелинейным искажениям. В результате расчета должны быть определены ре жимы низкочастотных каскадов и параметры элементов.
После электрического расчета схемы передатчика составля ется его принципиальная схема и спецификация основных деталей.
Содержанием следующего раздела проекта обычно является расчет системы питания и обоснованный выбор ее элементов. Ко нечной задачей расчета цепей питания является определение мощ
ности, потребляемой всеми цепями передатчика, с учетом |
потерь |
|||
мощности во всех вспомогательных элементах схемы. В |
резуль |
|||
тате этих расчетов |
определяется мощность, которую д о л ж н ы |
обес |
||
печить отдельные |
элементы |
схемы питания — выпрямители, |
пре |
|
образователи, генераторы и |
др., мощность, требуемая от |
первич- |
||
10
ного |
источника — сети |
переменного тока, |
бортовой |
сети и др., |
и определяется общий |
(промышленный) к. |
п. д. передатчика. |
||
Выбор, обоснование и расчет системы |
охлаждения выполня |
|||
ется, |
как правило, лишь для сравнительно |
мощных |
передатчиков. |
|
В эту часть проекта включаются некоторые технологические рас
четы, основной целью которых является обеспечение |
нормального |
||||
теплового р е ж и м а всех элементов передатчика |
в реальных |
усло |
|||
виях |
его эксплуатации |
и обоснование выбора |
элементов системы |
||
о х л а ж д е н и я — вентиляторов, конденсаторов пара при |
испаритель |
||||
ном охлаждении и др. |
|
|
|
|
|
На |
заключительном |
этапе проектирования |
производится |
кон |
|
структивный расчет тех компонентов, которые не удается выбрать по имеющимся каталогам и справочникам, разрабатывается кон струкция отдельных блоков и передатчика в целом. Конструктив
ный расчет |
деталей |
состоит |
в определении |
геометрических |
разме |
|||
ров, |
числа |
витков |
катушек |
индуктивности, |
вариометров, |
опреде |
||
лении |
сечений |
и |
данных |
обмоток трансформаторов, |
дросселей |
|||
и т. |
д. Такие |
детали, как |
резисторы, конденсаторы |
постоянной |
||||
емкости, вакуумные конденсаторы переменной емкости, реле, изме рительные приборы и др., не рассчитываются, а выбираются по справочникам и каталогам .
Отметим, что вопросы конструирования как отдельных деталей, так и передатчиков в целом составляют большой самостоятельный раздел и в настоящей работе рассматриваются лишь очень кратко (глава 7).
Все расчетные материалы, принципиальная схема со специфи кацией, чертежи конструкций отдельных деталей, а т а к ж е эконо мические обоснования и перечень мероприятий по обеспечению надежности (включая вопросы резервирования) и техники безо
пасности в |
целом |
составляют проект |
передатчика. |
|
|
|||||||||
1-3. Составление структурной схемы передатчика |
|
|
|
|||||||||||
Выходной каскад. |
Главными |
требованиями, |
которым |
|
должен |
|||||||||
удовлетворять |
выходной |
каскад, |
являются: |
|
|
|
|
|||||||
обеспечение |
в |
нагрузке |
(антенне |
или |
подводимой к |
фидеру) |
||||||||
заданного значения мощности во всем диапазоне или на |
заданных |
|||||||||||||
рабочих частотах |
при |
возможно |
большем |
значении к. п. д. и |
выпол |
|||||||||
нении требований по линейности усиления, |
|
|
|
|
||||||||||
обеспечение |
заданной, |
обычно |
достаточно |
высокой |
|
степени |
||||||||
фильтрации высших гармонических, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
м а к с и м а л ь н а я |
простота |
и минимальное |
время настройки кас |
|||||||||||
када, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высокая надежность работы в заданных условиях |
эксплуа |
|||||||||||||
тации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р е ж д е |
чем |
решать |
основные |
вопросы, |
определяющие |
схему |
||||||||
выходного каскада, надо решить вопрос, какие электронные при боры целесообразнее применить — генераторные л а м п ы или тран зисторы. Решение этого вопроса в значительной степени опреде-
11
ля е тся заданной |
мощностью. При современном |
уровне |
|
развития |
|||||
транзисторной техники |
транзисторы |
целесообразно |
использовать |
||||||
при мощностях выходного каскада, не превышающих |
|
одного — |
|||||||
пяти киловатт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основными преимуществами, достигаемыми при применении |
транзисторов, |
||||||||
следует считать большую надежность и меньшее число номиналов |
питающих |
||||||||
напряжений; практически в ряде случаев можно обойтись одним |
источником |
||||||||
низкого |
напряжения |
25—30 в. Вместе с тем, следует |
иметь |
в виду, |
что при при |
||||
менении |
в выходном |
каскаде |
транзисторов |
труднее |
выполнить |
жесткие требова |
|||
ния по допустимому уровню нелинейных искажении. Ввиду отсутствия доста
точно |
мощных |
|
транзисторов |
(более |
50—100 |
ет) |
в |
оконечных |
каскадах |
транзи |
|||||||||||
сторных передатчиков мощностью порядка сотен, а иногда и десятков |
ватт ши |
||||||||||||||||||||
роко используется принцип сложения мощностей ряда высокочастотных |
|
блоков |
|||||||||||||||||||
(модулей), которые часто выполняются с самостоятельными |
источниками |
пита |
|||||||||||||||||||
ния |
(выпрямителями). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Заметим, |
что |
метод |
сложения |
мощностей |
обеспечивает |
п |
более |
|
высокую |
|||||||||||
надежность, если предусмотрено сохранение работоспособности каскада |
при вы |
||||||||||||||||||||
ходе из строя |
одного, двух |
или нескольких |
модулей. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Генераторные |
лампы |
могут |
применяться |
в |
оконечных каскадах |
передатчи |
||||||||||||||
ков |
практически |
любой |
мощности — от единиц и д а ж е |
долей |
ватта |
д о |
сотен ки |
||||||||||||||
ловатт и более. При построении |
выходных |
каскадов |
мощных |
передатчиков на |
|||||||||||||||||
лампах |
также |
может |
быть |
использован |
принцип |
сложения |
мощностей; |
чаще |
|||||||||||||
всего складывается мощность двух одинаковых по мощности, |
схеме |
и |
конструк |
||||||||||||||||||
ции |
блоков. |
Такие решения |
обеспечивают |
большую |
надежность |
передатчика |
|||||||||||||||
и широко используются при проектировании мощных радиовещательных и теле визионных передатчиков.
В тех случаях когда мощность каскада требуется больше, чем мощность намеченных к применению генераторных ламп, в выходном каскаде может быть использовано также параллельное или двухтактное включение ламп. Параллель ное включение двух или трех ламп, как правило, может быть оправдано только при проектировании средневолновых и длинноволновых передатчиков, а двух тактное включение — при использовании симметричных антенных устройств, что довольно часто встречается в коротковолновом диапазоне. Целесообразность применения двухтактных схем в этих случаях заключается в том, что отпадает необходимость в специальных симметрирующих устройствах, требуемых при од - нотактной схеме. Вместе с тем следует иметь в виду, что двухтактные каскады, особенно в мощных передатчиках, экономически менее выгодны.
К а к правило, нагрузкой выходного каскада является резонанс ная система, состоящая из промежуточных и антенного контуров, однако в некоторых случаях при проектировании выходного кас када возможно использование широкополосного усиления — усили теля с распределенным усилением (УРУ) или ненастроенной на грузки в виде комплекта коммутируемых фильтров. Главным пре имуществом таких решений следует считать отсутствие или мень шее число (при сохранении настройки в антенной цепи) органов плавной настройки, что весьма в а ж н о дл я передатчиков с автома тической настройкой. Недостатком таких решений является мень
ший |
к. п. д. каскада и соответственно больший номинал |
мощностей |
|||
ламп |
или транзисторов, а т а к ж е х у д ш а я фильтрация |
составляю |
|||
щих |
побочных частот, поступающих от предыдущих каскадов . При |
||||
менение систем широкополосного усиления в выходных |
каскадах, |
||||
по-видимому, целесообразно |
лишь дл я передатчиков мощностью не |
||||
выше 1—5 кет. |
|
|
|
||
Одним из |
центральных |
вопросов при проектировании |
выход |
||
ного |
каскада |
является вопрос о схеме нагрузки. Трудность |
реше- |
||
12
ния его, особенно д л я коротковолновых связных передатчиков, обусловлена жесткими требованиями к фильтрации высших гар моник и тем, что очень часто, особенно д л я коротковолновых связ ных передатчиков, д о л ж н а быть обеспечена работа в весьма широ
ком диапазоне частот на большое |
число |
|
|||||
различных типов антенн. В современных пе |
|
||||||
редатчиках с настраиваемой нагрузкой поч |
|
||||||
ти исключительно |
применяются выходные |
|
|||||
каскады с промежуточными контурами . П о |
|
||||||
виду связи м е ж д у промежуточным и антен |
|
||||||
ными контурами различают схемы: |
|
|
|
||||
с трансформаторной |
(индуктивной) |
ре |
|
||||
гулируемой |
или |
нерегулируемой |
связью |
Рис. 1-1 |
|||
(рис. 1-1), |
|
|
|
|
|
|
|
с автотрансформаторной |
плавно |
регулируемой, |
регулируемой |
||||
ступенями |
или нерегулируемой связью |
(рис. 1-2), |
|
||||
с емкостной плавно регулируемой, регулируемой ступенями или |
|||||||
нерегулируемой связью |
(рис. |
1-3). |
|
|
|
||
Рис. 1-2
Выбор того или иного вида связи определяется величиной актив ной составляющей входного сопротивления антенны или фидера, применяемым органом настройки и требуемой степенью фильт рации.
Рис. 1-3
В передатчиках малой мощности, когда настройка промежуточ ного контура осуществляется конденсатором переменной емкости, целесообразно применять трансформаторную связь, особенно если из соображений уменьшения числа органов настройки связь выби рается нерегулируемой. В передатчиках средней и большой мощ ности предпочтение чаще отдают емкостной связи, особенно емкост-
13
ной связи с индуктивной ьетвыо промежуточного |
контура |
(рис. 1-3 |
||||||
с п р а в а ) , так как для такой |
схемы коэффициент |
фильтрации |
выс |
|||||
ших гармоник |
больше в п2 раз (п — номер |
гармоники) . |
|
|
||||
При работе выходного каскада на антенны или фидер с боль |
||||||||
шим входным сопротивлением или на ненастраиваемую |
антенну |
|||||||
требуется большая связь м е ж д у антенным |
и промежуточным |
кон |
||||||
турами, поэтому удобнее применять либо |
автотрансформаторную, |
|||||||
либо емкостную связь по типу приведенной |
на рис. 1-3 |
слева. В не |
||||||
которых случаях при больших сопротивлениях антенны |
приходится |
|||||||
прибегать |
к |
трансформации |
входного сопротивления |
антенны |
||||
включением в антенный контур реактивных |
сопротивлений |
(чаще |
||||||
емкостных) |
параллельно входным з а ж и м а м |
антенны (рис. 1-4). |
||||||
Рис. 1-4 |
Рис. 1-5 |
|
Рис. 1-6 |
|
В широкодпапазопиы.ч передатчиках |
в целях |
большего |
постоянства мощно |
|
сти в рабочем диапазоне |
частот связь |
м е ж д у |
антенным |
н промежуточным |
контурами осуществляется регулируемой. Однако когда диапазон передатчика не велик (kj= 1,2-г-1,3), а простота настройки особенно важна, применяют нерегу
лируемую связь; это имеет место, например, для переносных станций |
У К В - д н а - |
|||||||||
пазона. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор схемы антенного контура зависит от типа применяемых антенн и |
||||||||||
характера изменения реактивной |
составляющей |
входного |
сопротивления |
антенны |
||||||
или фидера в |
диапазоне |
рабочих |
частот. При работе |
на |
фидер |
следует |
иметь |
|||
в виду, что как активная, |
так и реактивная составляющая |
входного |
сопротивле |
|||||||
ния фидера зависит от коэффициента бегущей |
волны (к. б. в.) и |
электрической |
||||||||
длины фидера |
и при малых значениях к. б. |
в. могут |
изменяться |
в |
широких |
|||||
пределах. Если для передатчиков, постоянно работающих на одной пли несколь
ких фиксированных частотах, например радиовещательных, |
для основной частоты |
||||||||||
к. б. в. имеет значение 0,85—0,95, то для часто |
перестраиваемых |
диапазонных |
|||||||||
передатчиков они |
снижаются |
д о |
0,5—0,6, а в |
некоторых |
случаях |
(например, |
|||||
в случае |
использования |
штыревых |
антенн) — д о 0,2—0,05. |
|
|
|
|||||
При |
использовании |
антенн |
с |
симметричным |
входом |
и несимметричной схеме |
|||||
выходного каскада в антенном контуре |
д о л ж н о |
быть |
предусмотрено |
симметри |
|||||||
рующее |
устройство |
(рис. 1-5). В |
случае двухтактной схемы выходного каскада |
||||||||
симметрирующего |
устройства |
ие |
нужно, |
но антенный |
контур делается |
симмет |
|||||
ричным |
относительно заземляемой |
точки |
(рис. 1-6). |
|
|
|
|
||||
В качестве органа настройки антенного контура чаще всего при меняются вариометры «роликового» типа, имеющие большой коэф фициент перекрытия по индуктивности, реже — конденсаторы пере менной емкости, например вакуумные. Если в рабочем диапазоне частот реактивная составляющая входного сопротивления антенны
14
имеет емкостный характер (это часто бывает, например, при работе
на |
штыревую антенну) и ее изменения |
относительно |
невелики, то |
в |
антенном контуре достаточно иметь |
один орган |
настройки — |
вариометр . П р и больших пределах изменения емкостного сопротив ления антенны могут потребоваться дополнительно подключаемые
«удлиняющие» катушки, включаемые на тех участках диапазона, |
|
где индуктивность вариометра оказывается недостаточной для |
ком |
пенсации емкостного сопротивления антенны. В тех случаях, |
когда |
входное сопротивление антенны имеет индуктивный |
характер, д л я |
настройки антенного контура приходится включать |
т а к называе |
мые укорачивающие конденсаторы. |
|
Диполь |
|
Рис. 1-7
В общем виде для коротковолнового передатчика средней мощ ности широкого диапазона схема антенного контура вместе с про межуточным принимает вид, показанный на рис. 1-7; здесь предус
мотрены орган настройки L„, удлинительная катушка |
L y , |
укорачи |
||
вающие конденсаторы |
С у , симметрирующее |
устройство |
С с и L c |
|
и конденсаторы для трансформации больших |
значений |
входного |
||
сопротивления антенны |
С т . В промежуточном |
контуре |
предусмот |
|
рена разбивка всего диапазона на три поддиапазона, что осуще ствляется переключением конденсаторов постоянной емкости Ск и переключением обмоток статора и ротора вариометра с после
довательного включения на |
параллельное . Связь между |
антенным |
и промежуточным контуром |
емкостная, регулируемая |
ступенчато. |
Приведем теперь некоторые количественные соотношения, ко торыми надлежит руководствоваться при решении вопросов, рас смотренных выше.
Выбор типа ламп (или транзисторов) выходного каскада про
изводится прежде всего |
из условий обеспечения заданной - мощно |
сти в антенне для всех |
точек диапазона передатчика. Колебатель |
ная мощность, которую |
д о л ж н ы обеспечить генераторные приборы |
выходного каскада, д о л ж н а быть больше заданного значения мощ-
15
ности в антенне, особенно в случае малых значений к. б. в. антеннофидерного устройства, когда для компенсации реактивного вход ного сопротивления в цепь антенного контура приходится вводить элементы согласования (настройки) .
Колебательная мощность, которую д о л ж н а обеспечить л а м п а или транзисторы выходного каскада, связана с мощностью в ан тенне соотношением:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р\ |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1-1) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Р = |
|
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
Tin. к и |
Г|А . к — коэффициенты |
полезного действия |
соответствен |
|||||||||||||||||||||
но промежуточного и антенного |
контуров. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
К. п. д. промежуточного |
|
контура |
|
Tin. к |
определяется |
|
потерями |
||||||||||||||||||
в промежуточном контуре (или контурах) . Он тем |
меньше, |
чем |
|||||||||||||||||||||||
меньше |
отношение |
эквивалентного |
сопротивления |
ненагруженного |
|||||||||||||||||||||
промежуточного |
контура |
к |
сопротивлению |
нагрузки, |
требуемому |
||||||||||||||||||||
д л я |
обеспечения граничного |
р е ж и м а . В области |
длинных и |
средних |
|||||||||||||||||||||
волн это отношение а — /?э. o/Ra. гр |
имеет |
достаточно |
высокие |
значе |
|||||||||||||||||||||
ния, 6—10 и выше, что соответствует значениям |
т)п .к ^ 0 , 8 5 . В |
|
диа |
||||||||||||||||||||||
пазоне ж е коротких, и особенно |
метровых, |
волн значения а снижа |
|||||||||||||||||||||||
ются |
и |
соответственно |
значения |
|
Tin. к |
снижаются |
|
до |
|
0,6—0,7, |
|||||||||||||||
а иногда и до меньших величин. Заметим |
попутно, что при боль |
||||||||||||||||||||||||
ших |
значениях |
к. п. д. промежуточного |
контура |
всегда |
ухудшается |
||||||||||||||||||||
фильтрация |
высших |
гармоник, |
а |
при |
применении |
в |
выходном |
||||||||||||||||||
к а с к а д е транзисторов |
значения |
а |
всегда |
получаются |
|
большими |
|||||||||||||||||||
и получение |
высоких |
значений |
Tin. к труда |
не представляет. |
|
|
|||||||||||||||||||
К - п . д. антенного контура |
Т)А. К |
зависит |
в первую очередь от по |
||||||||||||||||||||||
терь в органах настройки этого контура, величина которых |
может |
||||||||||||||||||||||||
изменяться |
в |
конкретных |
условиях |
|
в |
весьма |
широких |
пределах. |
|||||||||||||||||
В большой степени |
TJA. К |
определяется |
типом антенны; |
очень |
|
малые |
|||||||||||||||||||
значения к. п . д . антенного |
контура, |
|
как |
правило, |
|
получаются |
при |
||||||||||||||||||
работе на штыревые, особенно короткие, антенны. В этих |
случаях |
||||||||||||||||||||||||
к. б, в. может |
снижаться |
до 0,1—0,05, |
а |
Г|А. К |
Д О 0,1 |
и |
сильнее. |
||||||||||||||||||
К. п. д. антенного |
контура |
может |
быть |
определен |
по |
формуле: |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
П л . , , - 7 ^ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где |
г А — активная |
с о с т а в л я ю щ а я |
входного |
сопротивления |
|
антенны, |
|||||||||||||||||||
га — сопротивление |
потерь в органах |
настройки |
антенного |
контура. |
|||||||||||||||||||||
Так |
как |
наименьшее значение к. п. д. антенного |
контура |
|
ч а щ е |
||||||||||||||||||||
всего имеет место на наименьшей частоте диапазона, где реактив ная составляющая входного сопротивления антенны имеет емкост
ный характер |
и в качестве органа настройки включается |
значи |
||||
тельная |
по величине индуктивность — вариометр, |
то сопротивле |
||||
ние потерь rH = |
—XA/QB, г д е я д — в х о д н о е реактивное сопротивление |
|||||
антенны, |
a Qa |
— добротность органа |
настройки, и |
соответственно |
||
|
|
"А.к = - |
V |
|
• |
( Ь З ) |
|
|
Т д |
|
— |
|
|
16
Теперь по ориентировочным значениям т]п . к й г)л. к по формуле
(1-1) определяется необходимая для |
получения заданного |
значе |
||
ния мощности в антенне генерируемая |
выходным каскадом |
мощ |
||
ность, на которую и выбираются л а м п ы |
(транзисторы) |
выходного |
||
каскада . |
|
|
|
|
Д л я телеграфных передатчиков |
и |
передатчиков |
с частотной |
|
модуляцией в эту формулу подставляется заданное значение мощ
ности |
в |
антенне |
в телеграфном режиме . Д л я |
телефонных |
|
передат |
|||||
чиков |
с |
амплитудной |
модуляцией в Т З обычно задается |
мощность |
|||||||
в антенне в режиме |
несущей частоты. В таких случаях в |
|
формулу |
||||||||
(1-1) следует подставлять значение |
РА, |
В |
( 1 + т ) 2 |
раз |
|
большее |
|||||
для случаев сеточной модуляции и |
в |
1 + т |
раз — для |
|
анодной |
||||||
модуляции. При сеточной модуляции |
для работы с коэффициен |
||||||||||
том модуляции т = 1 |
номинальная мощность ламп д о л ж н а |
превос |
|||||||||
ходить |
|
заданное |
значение мощности |
в |
р е ж и м е несущей |
|
частоты |
||||
в 4 раза, а при анодной — в 2 раза; это объясняется тем, |
что при |
||||||||||
анодной |
модуляции |
в |
пиковом режиме в |
1 + т |
раз |
возрастет |
|||||
анодное |
напряжение |
на |
лампе . Часто, |
однако, при |
анодной моду |
||||||
ляции выбор л а м п ы приходится проводить не по колебательной мощности, а по мощности, допускаемой к рассеиванию на аноде. Мощность, рассеиваемая на аноде выбираемой лампы, д о л ж н а
удовлетворять неравенству |
|
|
|
|||||
|
|
|
Р*> |
Р |
н е с ( ^ ~ 1 1 ) |
(1+0,5/га а ), |
|
(1-4) |
где Л ,ес — колебательная |
мощность |
в режиме |
несущей |
частоты, |
||||
определяемая по |
формуле |
(1-1), ц |
— к. п. д. анодной цепи выход |
|||||
ного каскада . |
|
|
|
|
|
|
||
Во |
всех |
расчетах |
при |
проектировании передатчика |
значение |
|||
коэффициента модуляции принимается равным единице. |
|
|||||||
Практические |
значения |
к. п. д. анодной цепи |
выходного |
каскада, |
||||
имея |
в виду, |
что |
он работает в перенапряженном или граничном |
|||||
режиме, принимают р а в н ь ш и 0,6—0,7. В передатчиках с однопо
лосной модуляцией л а м п ы выходного |
каскада выбираются |
исходя |
|||
из требуемого максимального |
значения мощности за период высо |
||||
кочастотного колебания. Эта |
мощность |
обычно и задается |
в ТУ |
||
на однополосные |
передатчики. |
|
|
|
|
В тех случаях |
когда одна |
лампа |
не |
обеспечивает требуемой |
|
мощности, а применение более мощной нецелесообразно или не возможно, принимается решение об использовании параллельного или двухтактного включения ламп . П а р а л л е л ь н о е включение двухтрех ламп относительно легко реализуется в длинноволновых и средневолновых передатчиках и обычно связано с серьезными затруднениями в КВ - диапазоне из-за сложения междуэлектродных емкостей. Двухтактное включение л а м п может быть оправдано при
работе выходного |
каскада на симметричную антенну. |
При проектировании сравнительно мощных выходных каскадов |
|
на транзисторах, |
как правило, применяется система сложения мощ |
ностей отдельных |
модулей. |
2 Заказ № 1G72 |
17 |
О п р е д е л яя тип и количество ламп или транзисторов выход ного каскада, кроме обеспечения заданной мощности, приходится учитывать еще ря д дополнительных факторов, таких как предпо лагаемые источники питания, условия охлаждения, возможность выполнения норм по нелинейным искажениям, стоимость и др. При выборе схемы выходного каскада, как уж е было сказано выше, необходимо руководствоваться т а к ж е соображениями обеспечения необходимой фильтрации высших гармонических. Довольно часто именно требование выполнения норм по фильтрации является при чиной выполнения нагрузки выходного каскада в виде системы промежуточных контуров, оканчивающейся нагрузочным — антен ным контуром, и разбивки диапазона выходного каскада на под
диапазоны . Если ориентироваться на |
наиболее |
распространенные |
|||||
значения отношения |
a n / a i = 0,42 |
(для ^ = 90°), добротность проме |
|||||
жуточного |
контура |
100—200, |
к. п. д. |
промежуточного |
контура |
||
0,8—0,9 и к. б. в. антенны дл я первой гармоники |
0,3—0,9, а для вто |
||||||
рой |
гармоники 0,1, то оказывается, что при мощности передатчика |
||||||
до |
1—2 кет |
можно |
обойтись |
одним |
промежуточным |
контуром, |
|
а при больших мощностях необходимы уж е два промежуточных контура или применение дополнительных мер подавления гар моник.
Рассмотрим несколько подробнее вопрос о расчете числа под диапазонов выходного каскада, необходимом для обеспечения
заданной |
фильтрации |
высших |
гармоник, |
т. е. отношения |
|
РА/РЛП |
||||||||||||||||
для |
наиболее |
часто встречающегося в практике |
коротковолновых |
|||||||||||||||||||
диапазонных |
передатчиков |
мощностью до |
нескольких |
киловатт |
||||||||||||||||||
случая, |
когда |
в выходном |
каскаде |
имеется |
один |
промежуточный |
||||||||||||||||
контур. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(/'А, Х а , г&п, |
||||
Хлп), |
К а к |
известно, |
при заданных |
параметрах |
антенны |
|
||||||||||||||||
добротности |
промежуточного |
контура |
(Q) |
и выбранном |
виде |
|||||||||||||||||
связи м е ж д у |
антенным |
и |
промежуточным |
|
контурами |
фильтрация |
||||||||||||||||
высших |
гармоник |
оказывается |
тем хуже, |
чем выше |
к. п. д. проме |
|||||||||||||||||
жуточного |
контура |
(т)п . к ) , т. е. чем |
больше |
связь |
между |
|
этими |
|||||||||||||||
контурами. Следовательно, |
для получения |
заданного |
отношения |
|||||||||||||||||||
Рл/Рлп |
параметр |
a = R0.0/Ra,Tp |
|
|
не |
должен |
|
превышать |
|
определен |
||||||||||||
ного значения. При настройке |
антенного |
|
контура |
|
вариометром |
|||||||||||||||||
ка |
той |
части |
диапазона, где |
х А < 0 , должно, |
как |
показано |
в [26], |
|||||||||||||||
выполняться |
условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
а,макс "> |
|
V Р Л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1-5) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
<*л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
q —• коэффициент, |
зависящий |
от |
номера |
гармоники |
и |
вида |
|||||||||||||||
связи м е ж д у |
антенным |
и промежуточным |
|
контурами. |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Д л я |
емкостной |
связи |
из |
индуктивной |
|
ветви |
промежуточного |
||||||||||||||
контура |
с/=п |
( и 2 — 1 ) , |
а для |
всех |
остальных |
используемых |
видов |
|||||||||||||||
связи q= |
( я 2 — 1 ) / п . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
При |
Л : А > 0 , |
когда |
для |
настройки |
антенного |
контура, |
кроме |
||||||||||||||
18
в а р и о м е т р а, включаются последовательные, (укорачивающие) |
кон |
|||||||
денсаторы, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
+ v A rT |
пхА |
+ |
(п - |
1/л) хА и а к с а н а к с / а |
(1-6) |
|
' 4 «л |
Р А |
|
|
A'Art |
|
|
|
|
При ненастраиваемом антенном |
контуре |
|
|
|
||||
|
|
^ „ а 1 П |
Л / |
^Ал г А л + *Ал |
|
(1-7) |
||
|
|
а „ |
|
"A |
' A + * A |
|
|
|
По этим формулам может быть |
построен график |
а м а к с = ф(со) |
||||||
(рис. 1-8) |
для наиболее мощной — второй |
гармоники |
(п = 2). |
Д л я |
||||
этого надо |
задаться добротностью |
промежуточного контура, |
опре- |
|||||
А*
=ср(ш)
аМаке=Ч>(и>)
ш
|
|
|
|
|
— * - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. |
1-8 |
|
|
|
Рис. |
1-9 |
|
|
делить |
ai/an |
и |
использовать параметры |
антенны в заданном диа |
|||||||
пазоне частот (г А , |
хА, / - А п , Хлп). |
Д л я дальнейшего |
расчета на том |
ж е |
|||||||
графике |
строят |
зависимость |
параметра |
a = R30/Ra. |
гр = Ф(со) |
для |
|||||
данной |
схемы выходного |
каскада . Характер изменения а от частоты |
|||||||||
будет повторять |
закон изменения R30 |
и определяется способом |
на |
||||||||
стройки |
промежуточного |
контура. |
Н а |
рис. 1-8 это построение |
|||||||
выполнено |
для |
случая, когда |
настройка |
контура |
осуществляется |
||||||
конденсатором переменной емкости и весь диапазон разбит на два
поддиапазона, а на |
рис. 1-9 — для случая настройки |
контура |
||
вариометром. |
|
|
|
|
Если в итоге выполненных построений |
окажется, что |
график |
||
зависимости а = Ф(со) |
окажется полностью |
расположенным |
ниже |
|
графика а М а н с = ф(и)> |
это означает, что принятая разбивка |
на |
под |
|
диапазоны обеспечит выполнение требования по фильтрации, т. е.
получение заданного отношения |
Р д , г / Р А . |
Если |
ж е |
два |
графика |
||||
будут иметь пересечение |
(рис. 1-9), это |
означает, |
что |
тот |
диапазон, |
||||
где расположена частота |
со*, |
требует |
дополнительной |
разбивки. |
|||||
Д о б а в и м |
к сказанному, что при |
построении зависимости |
а = Ф(со) |
||||||
следует |
ориентироваться |
на |
наименьшее |
значение |
а т т , |
которое |
|||
определяется заранее намеченным значением г)п .к- В некоторых
случаях может оказаться, |
что график а = Ф(со) во всем |
диапазоне |
частот л я ж е т существенно |
ниже графика а М а к с = ф(со). |
В этом слу- |
2* |
19 |
