книги из ГПНТБ / Лапицкий Е.Г. Расчет диапазонных радиопередатчиков

где /гомакс — постоянная

с о с т а в л я ю щ а я

тока

первой сетки в

гра­

ничном режиме .

Н а п р я ж е н и я

источников

питания сеток д о л ж н ы

быть

И

Е§2

нет — Еg2 макс "Г" ^£20 Manc^g2

(5-12а)

Eg

],ст =

Eg

макс~Г" IgO Makc^gl-

(5" 13)

Следующим

этапом

расчета

является

определение

значений

тока и н а п р я ж е н и я

звуковой

частоты

модулятора

'аО

=

'

" ' а

0 „ е

с

= ^

^

(5-14)

^

= ' ^ а . „ е с

(5-15)

и соответственно

мощности,

которая

д о л ж н а

быть

обеспечена

мо­

дулятором,

Р

=

=

Q,5m2 P0 „ е е

=

" ' 2 Р

° т л г .

(5-16)

aQ

2

ui.ee

2 ( l + m )

V

'

Отметим, что модуляторное устройство

при анодной

модуляции

модуляции на анод и экранирующую

сетку приведена на

рис. 5-5,

а на анод и у п р а в л я ю щ у ю

сетку — на

рис. 5-6.

Наилучшее

исполь­

зование

по мощности л а м п ы модулируемого каскада в телефонном

р е ж и м е

получается, когда

модуляция

«вверх»

осуществляется за

счет изменения сеточного

напряжения, т. е. в

недонапряженном

жения,

т. е. в

перенапряженном режиме . Рассмотрим сначала по­

рядок

расчета

дл я

случая, когда з а д а н а мощность

в р е ж и м е

несу­

щей частоты

Расс,

что обычно имеет место, если

основным

видом

ного тока в верхней точке модуляционной характеристики

был

100—120°; это будет при угле отсечки в

режиме несущей частоты

70—80°. Расчет р е ж и м а

максимальной

мощности

проводят,

при­

д е р ж и в а я с ь следующей

последовательности.

Коэффициент приведения внутреннего сопротивления л а м п ы для

р е ж и м а максимальной мощности

__S[Ugm~DU

т нес ( 1 + Я 0 1

/ с

1 7 \

' • " а К С

/ а 1 н е с ( 1 + / п )

жения запирания

лампы,

Е п

+\U

—DU

( 1 4 - m Y l

cosib .

(5-18)

Ё В макс

g 1 [

gm

пЛ 1

>\

т М акс

\

'

Если рассматривается

модуляция на анод и у п р а в л я ю щ у ю

сет­

ку, то кроме £ g B M a i c c , рассчитывается

напряжение

смещения

EgMmc:

и & а = Д £ ё 2 = £ g B " е с ~ E g B " а к с ,

(5-20)

где Dg.g2—

проницаемость экранирующей

сетки; она находится по

статическим

характеристикам, снятым дл я двух

значений

напряже ­

ния на экранирующей

сетке.

П р и модуляции

на анод и у п р а в л я ю щ у ю

сетку

U

g a = ^ g = E g N

a K

- E & t

i e c .

(5-21)

Ток экранирующей сетки (для случая анодно-экранной

модуля­

ции)

определяется

по

статическим

характеристикам

лампы . Ток

I'gzm

соответствует

н а п р я ж е н и я м

на электродах

и я ы а к с

— ^1g m

+ E g f

Н а п р я ж е н и я на электродах л а м п ы в режиме несущей

частоты

принимаются равными

номинальным

значениям. Так как в

мак­

симальном

режиме

напряжени е

на

экранирующей

сетке

будет

E g 2 м а к с = Б &

нес + U g

2

а

>

то найденное

ранее значение

импульса

тока

экранирующей

сетки д о л ж н о

быть

увеличено на

величину

AI g 2 т = S'g2U

g2Q'

?

Д е 5 ' g 2 — к р у т и з н а

тока

экранирующей

сетки

по экранному

напряжени ю

(определяется

по двум

статиче­

ским

характеристикам,

снятым при двух

значениях Eg2).

Следова ­

тельно,

^g2 макс ~ ^g2 т "Г" "^g2^g2 Q И

^g20 макс =

tt0 M3Kc^g2m макс-

(5-22)

^

а

= 0 , 5 Д / ; 2 0 С / 8 2 О .

(5-23)

Ток

у п р а в л я ю щ е й сетки

триодного

генератора

(при

модуляции

на

анод

и у п р а в л я ю щ у ю

сетку)

т а к ж е

находится

по

статическим

характеристикам .

По семейству

статических характеристик

ig

=

= f ("а)

для остаточных напряжений на электродах

л а м п ы u g M a w

=

=

EgHUKc

+ Ugm и

На.мип =

(1 + т) (ЕалКй

— Unmec)

находим

мак-

c o s i | > g M a K C = — ЕЁЫйКС/и„т

(5-24)

и д а л е е

коэффициенты р а з л о ж е н и я

с ^ м а к с

н а й м а к е -

Постоянная с о с т а в л я ю щ а я сеточного тока будет

^£0 макс ~

1g ma 0g макс

(5-25)

Вычислив после этого угол отсечки сеточного тока по низкой

частоте:

c ^ % a = - { E s

^ + U g , n ) I U e a

и найдя

по т а б л и ц а м

а о г о и aig

Q ,

можно

определить

амплитуду

первой гармоники и постоянную составляющую тока

управляющей

сетки по звуковой частоте

^ g l f i ^ g O M a K C ^ g P .

и

^gOQ — ^ 6

0 м а к с а 1 й й -

(5-26)

Д л я

определения

мощности,

рассеиваемой на

экранирующей

сетке в телефонном режиме, и мощности,

потребляемой

в цепи эк­

ранирующей сетки от модулятора, нужно

определить

величину при­

«вниз». Так как модуляция «вниз» определяется в

основном

изме­

нением анодного

н а п р я ж е н и я ,

то

в нижней, точке

модуляционной

характеристики

/а омакс = 0 и,

следовательно,

ток

экранирующей

сетки

равен

катодному току. Д л я вычисления

его

величины

опре­

делим

угол

отсечки

для минимального

р е ж и м а :

c o s ^ = E e B H e c ~ E

T f - + U e 2 Q D e ' e 2

(5-27)

и gin

и по нему найдем коэффициенты

ашин,

аошш и

а»Мид-

П о л а г а я ,

что зависимость постоянной составляющей от

напря ­

жения на экранирующей сетке линейна, можно

написать

равен­

ство

г

,

,Т

а1 нес°п нес / г

i /

ч „

' g20 мин - ~ 1

кО мнн — а 1 мин°ч мин \'m нес Т 1

gi шнес/ ""0 нес

и тогда (при модуляции «вниз»)

' Д ^ г 20 ~

^g20 нес"- ^g20 мин*

(5-28)

^ 2

й

= 0 > 5 Л / у / ё 2 й

,

(5-29)

а мощность, р а с с е и в а е м а я на экранирующей сетке в процессе мо­

дуляции,

Мощность, потребляемая от модулятора, будет

равна

большей

из найденных P'gio. и P"gzQ

.

В

конце

электрического расчета про­

веряем среднее за период звуковой частоты значение

мощности,

рассеиваемой

на

аноде,

Ра.ср =

^ . „ е с ( 1 + 0 , 5 т а

)

(5-31)

и вычисляем

мощность, потребляемую

генератором от

модулятора,

Г Й

r affi

1 r g2.Q

U , U

" ' Г

0

нес Г r g 2 Q

— при анодно-экраниой модуляции

и

^

=

^

+

^ 1 1

=

^

1 .

+ 0 , 5 t / , B / g l Q

(5-32)

— при модуляции

трподного

генератора

на анод

и у п р а в л я ю щ у ю

сетку.

В том случае когда основным видом

работы

проектируемого

телефонно-телеграфиого передатчика является радиотелеграфия,

исходным (заданным) для расчета генератора

параметром

явля ­

ется

мощность в телеграфном

режиме

ЯТ лг, на которую

выбирается

л а м п а и проводится расчет граничного

р е ж и м а . Угол отсечки

анод­

ного тока дл я граничного р е ж и м а принимается

70—80°. После рас­

чета

граничного

(телеграфного)

р е ж и м а

определяется

мощность,

которую может обеспечить выбранная л а м п а в р е ж и м е несущей

частоты,

Р нес

-РаЧ

(5-33)

( 1 - т | ) ( 1 +

0,5/п»)

Если найденное по этой

формуле значение P I j e c

равно

мощности

в телеграфном режиме или больше

ее, то телеграфный

режим мо­

ж е т быть принят за режим несущей частоты и дальнейший

расчет

выполняется так же , как и в предыдущем

случае. Если

ж е

найден­

ное

значение

Рисс

будет

меньше

мощности

в телеграфном

режиме,

т о . п р и переходе

от телеграфного р е ж и м а

к режиму несущей ча­

стоты необходимо та к изменить режим

лампы,

чтобы генерируемая

мощность уменьшилась

на

величину

Р Т Л г — Рте-

Это

изменение

режима' достигается обычно понижением н а п р я ж е н и я на аноде и

экранирующей сетке

при

анодно-экраиной

модуляции

и

на

аноде

и управляющей сетке при анодно-сеточной модуляции

триодного

генератора.

/ai нес — V ' 2Ptiec/Rrp

,

(5-34)

где Рнсс определена по формуле (5-33),

a

Rrp

— сопротивление,

нагрузки,

обес­

печивающее

граничный

режим.

Амплитудаколебательного

напряжения

U т нес=

/ a i нес^гр-

(5-35)

Д а л е е ,

имея

в

виду,

что

при

анодной

модуляции коэффициент

использо­

вания анодного напряжения изменяется мало, определяем величину

анодного

напряжения для этого

режима

Еа. нес ~

Uт нес/£гр-

(5-36)

После

вычисления

коэффициента

приведения

внутреннего

сопротивления

лампы

: S (U gm'

DU„

с ) / / a i i

определяем по таблицам г|)цСс, а-июс и аопос

Напряжение

на

управляющей

сетке,

обеспечивающее угол

отсечки

т|>цсс,

будет

£ g

нес

= £ в +

( У в т - 0 1 / м в е с ) С 0 8 ф 1

(5-37)

•для

анодно-экраннон

модуляции и

£

g H e c

=

£

g B "

•IU

—DU

\zos.*г

н е с

(5-38)

Г { | »

m нес/

для модуляции на анод и управляющую

сетку.

Величина,

на

которую

д о л ж н о

быть

понижено

напряжение

на экранирую­

щей

сетке

при

переходе

от

телеграфного

режима

к

режиму несущей

частоты,

рующей

сетки

/ g 2 m = /g2m — S g 2 A £ g 2 .

г Д е ^'е2т

находится

по статическим

характеристикам для

'g макс = Eg

+ U gm.

лин — Еа

и„

' g2 тлг и ^g3 — Eg

AEg2 вычисляется

по формуле (5-39).

П о

ВеЛИЧИИе

Ig2m

НаХОДИТСЯ /g20HCC=aonBc/g2mnec И Pg2HOC = -Es2noc/s20iiec.

сетку)

находят по

характеристикам импульс

тока управляющей

сетки для

UgMUKC^Egncc

+ Ugm

И Иа.мнн = £'а.вес —-Ит нес

И Определяют

COS

= — Eg „ее/

Ugm-

Д а л е е

по таблицам находят a j g U e c и a i g H e c

и затем /«оное

и Pgo-

С т р у к т у р н ая схема низкочастотного тракта

радиотелефонного

передатчика с анодной модуляцией (рис. 5-7) в

общем

случае со­

д е р ж и т входное устройство,

усилители напряжения,

подмодулятор

и модулятор . Во входном устройстве осуществляется

предваритель­

ное усиление и обработка

поступающих для передачи

сигналов;

в его составе имеются входной трансформатор,

регулятор

уровня,

фильтры верхних и нижних частот и ограничитель.

Подмодулятор

является предоконечным усилителем; он, как

правило,

выполня­

ется по схеме катодного повторителя. Модулятор является

выход­

полняется обычно по двухтактной схеме с отрицательной

обратной

связью.

Входной

сигнал

Входное

Усилитель

Поднодупятор

Модулятор

модулируемому

устройство

• напряжения

генератору

Рис.

5-7

Д л я уменьшения

числа типов

примененных

в передатчике ламп

в модуляторе обычно применяются

л а м п ы

того

ж е типа,

что в мо­

дулируемом генераторе, а в остальных

к а с к а д а х

модуляторного

устройства

тетроды

или пентоды — тех ж е типов, что и в

к а с к а д а х

ВЧ-усиления передатчика. Предварительные

каскады модулятора

целесообразно осуществлять на транзисторах .

О б щ а я

колебательная мощность

модулятора

при

максимальном

значении входного сигнала д о л ж н а

быть

Р „ = -

'М- У 1 = 1

где 5 — число модулируемых цепей,

Р<ц — потребляемая

t'-й цепью

дулятора и цепи обратной связи; в практических

расчетах его

можно принимать равным

0,85—0,95.

Максимальные значения модулирующих напряжений для к а ж ­

дой

модулируемой цепи Ui — niiEi.

Граничный коэффициент

исполь­

зования анодного напряжения

модуляторных ламп

?гР = 0,5 + |

/

0,25-

(5-43)

где

п — число п а р а л л е л ь н о

включенных ламп в

к а ж д о м

плече

двухтактной схемы.

Максимальный импульс анодного тока для одной

лампы

,

2Р„

(5-44)

' м. гр m "

Д л я

обеспечения

иедонапряжеиного р е ж и м а модуляторных

ламп рассчитанная величина £ г р

уменьшается на 3—5% и

соответ­

ственно

на

ту

ж е

величину

увеличивается

/ м ,„ .

Принимаем

g~0,95

| Г р и

/ ы г „ ~ 1 , 0 5

/м .грт. Остальные

п а р а м е т р ы

для

анодной

цепи модуляторной лампы:

^а1м =

0 > 5 / м ш ;

/а ом =

0 , 3 2 / м Р 0 м = / а

0 м Е а ;

'Цы — Ры/Роы-

(5-45)

Все полученные величины относятся к режиму при максималь ­

ном коэффициенте модуляции.

Так

ка к мощность, подводимая к анодной цепи, пропорцио­

нальна

первой

степени амплитуды

сигнала, а колебательная изме­

няется по квадратичному закону,

то максимум

мощности,

рассеи­

максимальном значении входного сигнала. Однако функция

Р а =

=f(m)

в области максимума

сравнительно полога. Н а п р я ж е н и е

сме­

щения модуляторной л а м п ы

выбирается

по статическим характери ­

стикам лампы, так чтобы угол отсечки

был примерно 90°. Ток по­

коя,

ка к правило, не д о л ж е н

быть более 5—10% величины

. / а о м -

Д л я

ряда ламп при таком значении тока покоя угол отсечки мо­

ж е т

значительно отличаться

от 90°, при этом будут иметь

место

U =sbiS-i-DU

и

Е

.—Е

„—DE

—D„E

(5-46)

gM 5

а. м

g l

g Ь

а

2 g2

\

'

Д а л е е определяются

ыа-мпн и ugMaKC

и по характеристикам

нахо­

дятся максимальные значения сеточных токов

I s

l m

и Ig%m.

М о щ ­

ность,

рассеиваемая на

второй

сетке при

максимальном сигнале,

будет

Р g% =

E g

2 I коо-

(5-47)

Д в а

из возможных

вариантов

схем осуществления анодной мо­

дуляции, при которых исключено подмагиичиваиие

модуляционного

т р а н с ф о р м а т о р а постоянным током,

приведены

на рис. 5-8.

П е р в а я

принудительной анодио-сеточной модуляции на анод и

экранирую ­

щ у ю сетку. Коэффициент модуляции по экранирующей

сетке здесь

мотки на модуляционном трансформаторе . Частотные

характери ­

стики анодного модулятора и вносимые им нелинейные

искажения

(при правильно выбранном р е ж и м е

ламп) определяются в основ­

ном п а р а м е т р а м и модуляционного

трансформатора,

модуляцион­

или блокировочными конденсаторами цепей питания,

выбираются

из условия:

10

С,

(5-48)

К модулируемому

К лампе

каскаду

модулируемого

каскада

>

^модулиру­

емому каскаду

(модулятора и

6+Еа

модулируемого

каскада)

Рис.

5-8

Д л я

обеспечения

неравномерности

частотной

характеристики

не выше

заданных значений

Мв

— k0/kB

дл я высших модулирую­

щих частот и Ma=ko/kH

— дл я низших

индуктивность первичной об­

мотки т р а н с ф о р м а т о р а

д о л ж н а удовлетворять неравенству

(5-49)

а индуктивность

рассеяния

т р а н с ф о р м а т о р а — неравенству

L P

о

(5-50)

В этих

формулах

R^

= 2Ri—

эквивалентное

внутреннее

сопро­

тивление

л а м п ы

модулятора;

R'a

= Rrv

— сопротивление

анодной

нагрузки

одной

лампы . Отношение L p

/ L i определяет коэффициент

рассеяния . Конструктивно

выполнимые

значения

коэффициента

рассеяния

л е ж а т

в пределах 0,003—0,01. Если при расчете по фор­

мулам

(5-49) и

(5-50)

коэффициент

рассеяния

оказывается вне

этих

пределов,

то

необходимо

либо увеличить

Ми

и

Мъ

(имея

в виду, что при этом ухудшается

частотная

х а р а к т е р и с т и к а ) , либо

уменьшить анодное н а п р я ж е н и е па модуляторных

л а м п а х

(умень­

шить

^ а ) ,

либо

применить

в модуляторе

л а м п ы

с

меньшим

внут­

ренним сопротивлением (уменьшить Ri3).

П р и расчете

модулятора

для

случая

принудительной

модуляции

на

анод

и у п р а в л я ю щ у ю

сетку

во избежание

искажений

формы

модулирующего

н а п р я ж е ­

тельный

и

отрицательный

полуперноды

модулирующего н а п р я ж е ­

ния оказывается необходимым обеспечить степень

несимметрии

модуляции

Р = ^У^Й—*

н е

более

0,1—0,15. При

этом следует

иметь в

виду простое соотношение, связывающее |3 с

коэффициен ­

том нелинейных искажений

v,

6 =

4v.

(5-51)

где

Rsa

= UgQlIgm&Kc

— минимальное сопротивление участка сетка—

катод

модулируемого каскада,

а м о д =

RJRi

м о д — о т н о ш е н и е

со­

противлений: для

триодов

а М О д = 2-=-3,

д л я

тетродов и

пентодов

аМ од = 0,14-0,2.

5-5.

Электрический

расчет

усилителей

модулированных

колебаний

Усиление амплитудно-модулированных колебаний.

Р е ж и м усиления

ампли-

тудно-модулированных

колебаний

имеет

место в тех случаях, когда

амплитудная

тельного

каскада

д о л ж н а

проходить в

недонапряженном

режиме,

расчет гра­

ничного режима ведется, как и в случае

модуляции изменением

напряжения

смещения,

в

верхней-

точке модуляционной

характеристики, на

мощность

/'макс = /'гр =

/'нес (1 +

т ) 2

-

Д а л е е

д о л ж н а

быть

проведена проверка

на

допустимое

значение

мощности,

рассеиваемой

на аноде,

р

/'о макс

/'макс

" а. нес —

—

•

1+т

(1 +

т ) 2