Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Муравьев О.Л. Радиопередающие устройства учеб. программир. пособие для техникумов связи

.pdf
Скачиваний:
42
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
13.47 Mб
Скачать

Это объясняется тем, что дополнительный резонатор увеличивает плотность электронных сгустков и он'и отдают свою энергию за бо­ лее короткий отрезок времени, когда тормозящее поле сеток выход­ ной колебательной системы имеет наибольшую величину.

Однако многорезонатор'ные клистроны более сложны в изготов­ лении и настройке. Поэтому наибольшее количество промежуточ­ ных резонаторов редко превышает число 2.

 

 

Далее кадр 323.

 

 

(От 340,

304)

26-й урок. Проработано 26%

(12-я

минута)

Конечно,

ток, наведенный во внешней цепи, направлен

от

катода к

сетке. Мощность,

потребляемая от возбудителя, и потери

на сетке

увеличиваются.

 

 

 

Явление инерционности электронов приводит к появлению фазо­ вых сдвигов между колебательным напряжением и током первой гармоники в анодной цепи, что, в свою очередь, уменьшает полез­ ную мощность и кпд генератора.

Кроме того, электроны, отбрасываемые на катод, дополнитель­ но разогревают его, сокращая тем самым срок службы лампы.

Небольшие по величине паразитные индуктивности выводов обычной генераторной лампы на относительно высоких частотах приобретают 'Некоторое сопротивление, которое уже нельзя счи­ тать пренебрежимо малым. Из-за падения напряжения на этом сопротивлении заметно уменьшается амплитуда колебательных на­ пряжений, приложенных между электродамп усилительного эле­ мента. Например, уже на коротких волнах не все напряжение воз­ будителя оказывается приложенным к промежутку сетка—катод последующего каскада. По той же причине на очень высоких ча­ стотах вторая и третья сетки экранированной лампы могут не иметь нулевого потенциала (по переменному току) относительно катода.

Максимальная рабочая частота, «а которой может быть исполь­ зована данная генераторная лампа, определяется теми значениями индуктивностей и емкостей, которые образуют паразитные внутрен­ ние резонансные контуры при коротком замыкании ее выводов. Иными словами, нельзя усилить колебание, частота которого пре­ вышает собственную частоту паразитного контура, образованного,

например,

собственными

индуктивностями вводов

сетки и

катода

и входной емкостью.

 

 

 

 

 

•Далее кадр 324.

 

 

315

(От 346, 377)

22-й урок. Проработано

69% (31-я

минута)

Решение:

 

 

 

140

§ 5.3. Высшие гармонические колебания и способы борьбы

сними

Всоответствия с существующими нормами мощность излучения любой выс­ шей гармоники на волнах Х> 10 -м не должна превышать 50 мВт, а на более коротких волнах она должна быть меньше колебательной мощности на основной

частоте в 10е раз и во всех случаях не превышать 1 мВт.

В радиопередающих устройствах принимаются следующие ме­

ры, направленные на ослабление высших гармоник:

а) угол отсечки анодного тока выбирается 0 = 90° (нечетные гар­

моники) ;

 

б) в качестве нагрузки генератора используется многоконтур­

ная резонансная

система;

в) нагрузка

включается в индуктивную ветвь контура при на­

личии емкостного способа связи с ним;

г) применяются специальные фильтры гармоник.

Для оценки

способности .резонансной системы ослаблять уро­

вень высших гармоник служит коэффициент фильтрации Ф, показы­ вающий, во сколько раз уменьшается соотношение амплитуд п-й и первой гармоник после фильтрующего устройства:

 

 

 

 

 

 

'ал// а 1

 

 

 

315

 

 

 

 

 

 

' А л / / А 1

 

 

 

Требуемая величина коэффициента фильтрации Фп треб может

быть определена через параметры генератора

и антенной цепи.

Соотношение анодных токов я-й

и первой гармоник

зависит

от угла отсечкн

и может

быть представлено в виде:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

OSo'a мякс

Ctn

 

 

 

 

 

 

/ a l

 

а1 'а макс

«1

 

 

 

Для замены соотношения амплитуд токов в

антенне 7 A I / / A I I

воспользуемся

выражениями для

мощностей:

 

 

 

 

 

 

 

а) на основной

частоте / ,

^ , д = 0 , 5 / ^ 1 Г а , ;

 

 

 

 

 

б) на л-й гармонике Р^дп

= 0 , 5 / ^ „ г А п .

 

 

 

 

 

Заменив Р^,дп

= Рг доп — допустимое

значение

мощности для любой гар­

моники, — получим

в итоге:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"Т Р С б

ССХ V

Ргвоп rA

I

 

 

Для упрощения расчетов можно принять равными друг другу сопротивления

антенны

для первой

и л-й гармоник

Л А 1 = Л Л П .

Р Г д о п = 0,05 Вт. Учитывая эта,

Для

передатчиков

с длиной

волны А < 1 0 м

формулу

для Ф п трсо

можно

упростить:

 

 

 

 

 

 

 

 

Фп треб =

4,47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

9

Попробуйте получить аналогичную формулу

для радиопередаю­

щих устройств укв, дмв и смв диапазонов, где

допустимая мощ­

ность любой гармоники не должна превышать 1 мвт.

0=1

Фптреб = 31,6

(384)

(366)

 

(От

333)

 

 

 

 

 

 

 

28-й

урок

 

Вы

совершили

эту

ошибку

только по

невнимательности:

в кадре 323

 

сообщалось,

что съемные

объемные

резонаторы имеет только

ме-

 

таллокер а ми чеоки й кл истр он.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Переходите

к кадру

368.

 

 

 

 

 

(От

376)

 

 

 

 

 

 

 

23-й

урок

л ! 7

Неу,

с точки

зрения фильтрации гармоник П-образный контур ире-

 

восходит

два

друлих рассмотренных варианта резонансных систем.

Это даже следует из формул для коэффициента фильтрации: для

П-образного

контура Ф н

общ в л* раз

больше.

 

 

внимательны.

 

 

 

 

Переходите

к кадру 308 in будьте более

 

 

 

318

(От

308)

 

 

23-й урок. Проработано 44%

(20-я

минута)

Воспроизведите

схемы

фильтров гармоник

(5 мин).

 

 

 

§ 5.4. Принципиальные

схемы выходных каскадов

дев

и

кв

 

 

 

 

 

диапазонов

 

 

 

 

 

Стационарные передатчики

обычно

соединяются

с антенной

при

помощи

фадера. Для предотвращения отражений радиочастотной энергии в нем и свя­ занных с этим потерь полезной мощности фидер должен быть согласован с генератором и нагрузкой.

На рис. 61а показана полная схема согласования фидера с выходным кас­ кадом и антенной в дев диапазоне.

Если реактивная составляющая входного сопротивления антенны Х л имеет еыхостяый характер, то элемент настройки Хв — индуктивность и наоборот.

rfiA

Рис. 61

142

Коэффициенты подключения

фидера к анодному и антенному

контурам под­

бираются таким образом,

чтобы соответствующие приведенные

сопротивления

в точках а, о и б, о были

равны

волновому сопротивлению фидера

р,». Это обес­

печит режим бегущей волны в

соединительной линии и позволит

избежать по­

терь рч энергии.

 

 

 

Выходные каскады радиочастотных трактов дев передатчиков строятся обычно несимметричными с цепочкой П-образных конту­ ров (рис. 616) (1,5 мин), обеспечивающих заданную фильтрацию высших гармоник. Необходимая величина колебательной мощно­ сти может быть обеспечена за счет параллельного включения до четырех генераторных ламп. В вещательных передатчиках этого диапазона волн, не требующих частой смены рабочей частоты, об­ щее количество резонансных контуров в оконечном каскаде мо­

жет достигать трех-четырех. Передатчики,

предназначенные для

радиосвязи, имеют на выходе

обычно не более двух контуров.

 

 

Далее

кадр 328.

 

 

 

(От 394)

25-й урок. Проработано 52% (23-я минута)

 

Конечно,

в этих

частотных диапазонах

использование

для настройки

319

контура

конденсатора переменной

емкости

нежелательно,

поскольку

 

он заметно увеличивает начальную емкость

схемы, что приводит к

уменьшению

эквивалентного

сопротивления и кпд контура.

 

 

 

В каких случаях для настройки контура целесообразнее

исполь­

зовать катушку переменной

индуктивности, а в

какихконденсатор

переменной

емкости? (1,5

мин.)

 

 

 

 

Изменения параметров режима генератора и мощности в антен­ не независимо от.способа настройки пропорциональны ширине диапазона частот (волн); которая характеризуется коэффициентом перекрытия диапазона:

 

v

^макс

 

/макс

 

 

я ~

\

~

f

 

 

 

Л мин

 

/мнн

 

Если

Я д > 4 , то производится разбивка на частичные

поддиапа­

зоны, число которых определяется следующим образом";

 

 

 

 

пд

 

где КпЯ — коэффициент перекрытия

поддиапазона. Величина к

округляется до ближайшего

целого значения и окончательно уточ­

няется

коэффициент /<П д= V/Сд. Каждый частичный поддиапазон

с целью

взаимного перекрытия на стыках расширяется

на 35%

в обе стороны.

 

 

 

 

Пример.

 

 

 

 

Передатчик работает в диапазоне волн 6004-3000 м,

 

 

_

А-макс

3000 g

 

 

д

Хм „„

600

 

143

Задаемся ориентировочно величиной коэффициента перекрытия час­ тичных пойдиашашо'в ЯП д= 1,7. Определяем их 'число:

 

 

rt =

J

i

^ = _ Л 5 _

=

3,04^3.

 

 

 

 

 

 

д

1§1,7

 

 

 

 

 

 

 

Уточняем

величину

коэффициента

 

перекрытия

поддиапазонов:

Находим

границы поддиапазонов

 

без

учета

взаимного

пере­

крытия

(1 один).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решив эту задачу, переходите к кайру

329.

 

 

 

(От

309)

 

 

 

 

 

 

 

 

Начало 24-го урока

• j ^ l l

Ц е л ь у р о к а :

 

изучить

способы

сложения

мощностей

нескольких

 

однотипных

радиочастотных блоков

или отдельных передатчиков ( I I ) .

 

 

§

5.5.

 

Сложение

мощностей

 

 

 

В ряде случаев радиопередающее устройство должно иметь настолько боль­

шую выходную мощность, что ее не в состоянии

обеспечить один

оконечный

каскад (блок). Это может объясняться рядом

причин:

отсутствием

ламп

боль­

шой мощности,

нецелесообразностью

применения

в оконечном каскаде

более

двух—четырех параллельно включенных ламп, неустойчивой работой ступени при значительной выходной мощности и т. п.

В таких случаях используют блоковый принцип получения больших мощно­ стей, при котором несколько радиочастотных блоков (или отдельных передат­ чиков), возбуждаемых от общего задающего генератора и модулируемых одной

программой, выделяют свою мощность в общей нагрузке.

 

 

 

 

 

При

аварии

одного

из блоков

возможен его

ремонт

без

выклю­

чения

всего

радиопередающего

устройства,

что ...

надежность

такой системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ...

повышает ...

 

 

 

 

 

 

 

(343)

2. ...

понижает ...

 

 

 

 

 

 

 

(351)

 

(От

373)

24-й урок. Проработано

90%

(40-я

минута)

321

Bepnol

Если эдс блока Б{

будет

опережать

эдс

блока 5 2

на

угол

 

90°,

то

после

преодоления

участка

длиной Я/4, волна

первого

гене­

ратора совпадает по фазе в напрузке с волной второго. Одновременно в

Re

эти

колебания окажутся в противофазе,

поскольку при - движении

справа

налево

волна второго генератора на участке Х/4 получит дополнительный сдвиг в 90° и,

«роме того, ее исходная фаза отставала на 90° по отношению

к эдс блока

Б\.

а.

Воспроизведите

схему

моста Дорфмана

(1,5

мин).

 

б.

Кратко

объясните принцип

ее работы

(0,5 мин).

 

 

Общим недостатком мостовых схем сложения мощностей явля­

ются

потери

радиочастотной

энергии

в

балластном

сопротивле­

нии Яъ при включении

(аварии)

одного

из

генераторов.

Для

этого

случая в передатчиках

обычно

предусматривается

автоматическое

переключение

блока с моста

на

нагрузку.

 

 

 

 

З а к л ю ч е н и е . Если

один

оконечный

каскад

радиопередатчика не

в со­

стоянии обеспечить заданную мощность в нагрузке, то тогда прибегают к методу сложения мощностей нескольких блоков (или передатчиков). Это осуществляется

144

либо iB общем выходном контуре, либо в

пространстве,

либо при помощи

мос­

товой схемы. Первый способ нашел применение на

дев,

второй — на кв,

а

тре­

тий является наиболее универсальным, но

наиболее

широко используется

на

укв

и дм в.

 

 

 

 

 

Вы закончили

изучение

материала 24-го урока.

Повторение нач­

ните с кадра

320.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начало следующего

(2£ьго)

'урока

в кадре

330.

(Группами ТВ .и

ТД он

прорабатывается

дома.)

 

 

 

 

 

 

 

 

(От

364)

 

 

 

 

 

 

 

 

29-й урок

 

Нет!

При равенстве

скоростей

аф

и va

не будет

обмена

энергией

QQO

между электронным потоком и полем бегущей волны. Поле должно

О^^*

быть

тормозящим!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вернитесь к кадру 364 л подумайте над ответом.

 

(От

313)

 

 

28-й урок. Проработано 54%

(24>-я

минута)

 

Какие достоинства имеет многорезонаторный

пролетный

323

клистрон? (0,5 мин.)

 

 

 

 

 

 

 

 

Эти электронные

приборы

с конструктивной точки зрения

под­

разделяются на цельнометаллические, металлостеклянные и металлокерамические. В первых двух резонаторы помещаются внут­ ри баллона, а в последнем они выполняются съемными для воз­ можности их замены и'перестройки.

 

 

 

Далее

кадр 333.

 

 

(От 314)

26-й

урок. Проработано 38%

(17-я минута)

324

Как

сказывается

на

работе

генератора

возрастание

сопротив­

ления

паразитных индуктивностей выводов

лампы на относитель­

но высоких частотах? (1

мин.)

 

 

 

Через междуэлектродные емкости лампы, входящие в состав колебательных контуров генератора, протекают реактивные токи, что приводит к нагреванию выводов усилительного.элемента и де­ талей его внутренней конструкции. Емкость, связывающая вход­ ную и выходную цепи, может стать причиной самовозбуждения уси­ лителя мощности.

На евч стеклянный баллон и цоколь лампы 'уже не являются надежными диэлектриками и в их материале имеют место ощу­ тимые потери радиочастотной энергии.

Далее кадр 334.

 

 

 

 

(От 382)

 

27-й

урок

325

tier, если Вы посмотрите на последний чертеж

о

конспекте, то

уши-

дите, что сетка соединена с цилиндром G, который входит одновре­

 

менно в состав двух контуров: анодио-ееточного

и

сеточно-катодного.

 

Переходите к кадру

349.

 

 

145

 

(От 337)

22-й

урок. Проработано 38%

(17-я минута)

O O f !

Правильно:

если входное

сопротивление антенны

носит активно-

KjLd\)

емкостный

характер, то для

ее настройки используют

индуктивность

и наоборот.

Если активная составляющая сопротивления антенны гА имеет небольшую величину, то применяется 'последовательная схема пи­ тания антенны. В противном случае удобнее использовать парал­ лельную схему.

Если скомпенсирована реактивная составляющая, то входное сопротивление

антенньь'носит

активный

характер.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оно лереочитывается в анодный контур следующим образом:

 

 

 

Такой пересчет позволяет при исследованиях заменять

сложную

резонанс­

ную систему одиночным

контуром. Выведем для него ряд важных аналитических

выражений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент

полезного

действия

контура

представляет

собою отношение

двух мощностей — выделяющейся

в нагрузке

(вносимом сопротивлении) Р~вн

=

—0,5!2кгвп

и полной, получаемой

от

генераторной лампы,

 

=

0,512„(гх%-{-гва),

которая выделяется

на собственном

сопротивлении

контура

гх* и вносимом

гвп:

 

=

Р ~ в н =

 

° ' 5 / к г в н

=

г — гхх

_ _ гх х

 

 

 

 

Л К

 

^

" 0 , 5 / 2 ( r x x + r B B )

 

'

 

г

 

 

 

 

где r=rII+rBn

— полное

сопротивление

контура

с учетом всех

потерь.

 

 

Введем

следующие

понятия: R o

e = p2lr— эквивалентное

сопротивление

кон­

тура с учетом

всех потерь; R0e

x.x = p2lrXx

эквивалентное

сопротивление непа-

груженного

контура;

Q=p/r

— реальная добротность; Qxx = p/rXx

добротность

холостого хода

(ненагруженного

контура). В

этих

формулах

р — характеристи­

ческое сопротивление контура.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

выражение для кед контура

можно записать так;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

#се хх

 

i^xx

 

 

 

 

 

Из этой формулы

следует,

что с увеличением

вносимого

сопро­

тивления г в н

... кпд

контура.

 

 

 

 

 

 

 

 

(395)

 

1. ...

уменьшается .. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ....увеличивается...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(346)

 

 

(От

300, 374)

 

 

22-й урок. Проработано 13%

(6-я

минута)

327Конечно, при широкой полосе иропускания резонансной системы зна­ чительно труднее подавить высшие гармоники.

Схемы выходных каскадов бывают однотактные и двухтактные,

простые и сложные. С первыми

двумя

видами Вы

уже знакомы.

П р о с т ы м и с х е м а м и в ы х о д а

называются

такие, в кото­

рых антенна входит в состав

анодного контура

(рис. 62а и б)

(1,5 мин). Они позволяют упростить конструкцию и настройку око­ нечной ступени, но не обеспечивают эффективного ослабления гар­ моник. Простые схемы иногда применяются в подвижных маломощ­ ных радиостанциях.

146

С л о ж н ы е с х е м ы в ы х о д а (рис.

62в и г)

(2 мин) имеют

резонансную систему, состоящую из двух

и более

одиночных кон­

туров, 'Связанных между собою. Они применяются в большинстве радиопередающих устройств, поскольку 'позволяют достаточно эф­ фективно подавлять высшие гармонические колебания при доста­

Рис. 62

точно широкой полосе пропускания, осуществлять в широких пре­ делах регулировку связи с нагрузкой. Однако сложной схеме вы­ хода свойствен ряд недостатков: а) усложнение конструкции око­ нечного каскада; б) увеличение времени перехода с волны на вол­ ну (снижается оперативность перестройки); в) уменьшение общего кпд генератора.

 

Далее кадр 337.

 

(От 31S)

23-й урок. Проработано 69% (31-я минута)

 

Воспроизведите

схему выходного каскада мощного дев

328

передатчика (2

мин).

 

На рис. 62г показана оконечная ступень связного дов передатчика" средней мощности.

Высокие требования к оперативности перестройки кв передат­ чика заставляют в большинстве случаев ограничиваться двухконтурной выходной резонансной системой. Но при этом не решается острая техническая проблема — ослабление высших гармоник, соз­ дающих помехи телевизионному вещанию.

На протяжении нескольких десятилетий выходные каскады кв передатчиков строились по двухтактной схеме (рис. 63а) (1,5 мин). Такое изображение схемы наиболее полно отражает конструктив­ ные особенности оконечной ступени: стремление удалить от стенок металлического ограждения шины а и а', имеющие наибольший радиочастотный 'потенциал относительно корпуса, что уменьшает вероятность электрического пробоя и снижает величину начальной емкости схемы. Переход с одного частичного поддипазона на дру­ гой осуществляется путем переключения конденсаторов Си Съ а

147

плавная перестройка—за счет закорачивания части витков кон­ турных катушек L . Связь с фидером регулируется с помощью сим­ метричного дифференциального конденсатора ДК: ее увеличение имеет место при приближении фидерных пластин ф к анодным а.

Рис. 63

Однако, как указывалось выше, двухтактная схема не обеспечивает подав­ ление четных гармоник в фидере, а ее громоздкость, необходимость применения

четного числа

ламп и

другие недостатки заставляют постепенно отказываться

от применения ее в кв

передатчиках. В настоящее время они строятся однотакт-

ными, а для

перехода

на

симметричный фидер используется рч трансформатор

с ферритовым

сердечником

|(рис. 636) (1,5 мин).

Установленный уровень побочных излучений достигается за счет построения резонансной системы на основе одного и более П-образных контуров, быстрая и

надежная

перестройка

которых

стала возможной благодаря появлению вакуум­

ных конденсаторов переменной

емкости.

 

 

 

 

 

 

Далее

кадр

338.

 

 

(От 319)

 

 

25-й урок. Проработано 74% (33-я минута)

329

Решение:

для

1-го

поддиапазона

имеем

 

 

Ьмин1 = 600 м,

W

C I =

X I « H I К п д =

600-1,71 = 1025 м.

Аналогично определяются границы

двух

других

поддиапазонов.

П о р я д о к р а с ч е т а к о н т у р а .

После определения параметров электрического режима генера­

тора становятся известными следующие величины:

 

ние

а) ориентировочное значение кпд 'контура т)к

(см. приложе­

5);

Р~\

.

б) колебательная мощность, отдаваемая лампой,

148

в)

требуемая

величина

резонансного сопротивления

нагруз­

ки R се;

 

 

 

 

 

г)

амплитуда

'.первой

гармоники анодного

тока, проходящей

через контур Ia i;

колебательного напряжения, на контуре UK.

д)

амплитуда

Далее определяются электрические

параметры

контура.

 

1.

Задаются

величиной

емкости

контура С

учитывая,

что в

диапазоне дев С к = 1-=-2 Ар а б, где Ск , пФ, а Я, м. На коротких вол­ нах в первом поддиапазоне (10-^-25 м) используется только на­ чальная (паразитная) емкость схемы порядка 60ч-90пФ. Для бо­ лее длинных волн общая емкость контура должна быть в Кип раз больше, чем в предыдущем поддиапазоне.

2.Характеристическое сопротивление

р= 530 -А-

 

Ск

 

где р, Ом; X, м; С„, пФ.

 

 

(В диапазонном генераторе Х=Хщш-)

O/LU

3. Добротность нагруженного

контура

 

Q =

- ^ L .

 

 

Р

 

4. Добротность холостого хода

 

Qx *=

Q

 

 

1—Чк

 

• Она не должна быть более 200—250. В противном случае необ­ ходим пересчет электрического режима генератора с целью умень­ шения требуемой величины сопротивления нагрузки R&.

5. Индуктивность катушки контура

L K = 0,282

где X, м; Ск , пФ.

должно быть два значения L K

(В перестраиваемом генераторе

максимальное и минимальное.)

 

6. Реактивная мощность в контуре

7. Амплитуда тока контура

 

/

-

••к

 

р

(Поверка: / к = Q/ai-)

8. В общем случае величину сопротивления связи можно рас­ считать по следующей формуле:

где Гиг активное сопротивление нагрузки. Если это фидер, то

149

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ