книги из ГПНТБ / Тимофеев В.М. Проектирование радиопередающих устройств пособие по курсовому и дипломному проектированию

7. Мощность рассеяния на сопротивлении R2

сетке относительно катода. Его сопротивление должно быть воз­ можно меньшим для токов высокой частоты

Конденсатор С выбирается такого типа, чтобы его

U р а б > E c t .

Расчёт гасящего сопротивления в анодных или экранирующих цепях

Гасящие сопротивления обычно ставятся в анодных или эк­ ранирующих цепях ламп для уменьшения напряжения на аноде или экранирующей сетке против напряжения источника Е.

П о р я д о к р а с ч ё т а :

1.Определяется величина гасящего сопротивления

^_ Е Есг

IС2

2.Определяется мощность рассеяния на сопротивлении

Р= I%R.

По этой мощности выбирается тип сопротивления в цепь экранирующей сетки (или анода).

£10. Основные соображения по размещению деталей

иконструкций в ступенях передатчика

Коротковолновые передатчики

При конструировании коротковолновой ступени и размеще­ нии её деталей должны быть приняты возможные меры к умень­ шению начальной рассеянной ёмкости схемы С0. Ранее были указаны составляющие этой ёмкости. При использовании в сту­ пени лампы с водяным охлаждением ёмкость С0 в значительной степени зависит от ёмкости на землю бачка лампы и соединён­ ных с ним крупных деталей.

121

Ёмкость С0 в двухтактной ступени состоит из ёмкости на зем­ лю каждого из бачков (вместе с их деталями), включёнными последовательно между собой (сюда надо прибавить и ёмкость между бачками). Удаление деталей от стенок и экранов ступени более чем на 15—20 см уже мало влияет на уменьшение С0.

Необходимо осуществлять наиболее компактное располо­ жение деталей, соединённых с анодом, что уменьшает ёмкость Со и позволяет свести к минимуму индуктивность монтажных про­ водов, а также уменьшить число изоляторов.

В правильно сконструированной мощной ступени детали кон­ туров укрепляются одна на другой почти без применения соеди­ нительных шин.

В целях уменьшения начальной ёмкости схемы (а также потерь) по возможности применяют изоляторы с относительно малым объёмом диэлектрика: палочные или трубчатые.

Опыт показывает, что если приняты указанные выше меры, то у двухтактных ступеней мощностью около 100 кет рассеян­ ная ёмкость С0 бывает 20—25 пф; у ступеней мощностью 10 —г—15 кет рассеянная ёмкость монтажа Ся — 15 -г- 20 пф и у передатчиков мощностью в сотни ватт— 10 —г—15 пф. У одно­ тактных ступеней эти ёмкости примерно вдвое больше. Мень­ шие пределы указанных ёмкостей относятся к более простым конструкциям контуров (не имеющим сложных переключателей с большим количеством изоляторов). Ориентировочно ёмкость каждого палочного изолятора длиной 15—20 см можно оценить в 1 н -2 пф.

Расположение всех деталей в двухтактной ступени должно быть строго симметричным. Это необходимо для получения оди­ наковых режимов ламп в плечах ступени и для обеспечения хо­ рошей нейтрализации. Требования электрической и конструк­ тивной симметрии относятся не только к основным элементам схемы, но и к второстепенным деталям (изоляторы, переключа­ тели и др.).

Для исключения не поддающихся учёту взаимных связей эле­ менты анодной цепи ступени должны быть сосредоточены от­ дельно (и удалённо) от элементов сеточной цепи. Взаимное расположение ступеней должно быть таким, чтобы провода, связывающие анодную цепь предыдущей ступени с сеточной цепью данной ступени, не проходили рядом с элементами анод­ ной цепи последней. Провода фидера (антенны) также не долж­ ны проходить в районе размещения 'сеточной цепи (иначе они должны быть хорошо экранированы).

В случае применения тетродов и пентодов конденсаторы, блокирующие экранирующую и защитную сетки, располагаются возможно ближе к выводам этих сеток (во избежание наличия длинных проводов с заметной индуктивностью, являющейся эле­ ментом связи между цепями анода и сетки). С этой целью блокировочные конденсаторы теперь монтируют на самой лам-

122

пе. Особенно удобны новые лампы, имеющие кольцевой вывод экранирующей сетки, например лампы типа ГУ-27, ГУ-28 и др. В этом случае блокировочная ёмкость (несколько дисковых кон­ денсаторов) располагается между кольцевым выводом и зазем­ лённым металлическим листом, который одновременно экрани­ рует расположенную под ним анодную цепь.

Аналогичный монтаж следует применять в инверсных схемах (с заземлённой или нейтральной сеткой), для которых предна­ значаются лампы с кольцевым выводом управляющей сетки (типа ГК-1А, ГК-ЗА, ГК-5А, ГУ-5А и Б, ГУ-10А и Б, ГУ-11А,

ГУ-22А, ГУ-23А и др.).

Общее построение ступени в значительной степени опреде­ ляется расположением ламп. В двухтактных схемах лампы про­ тивоположных плеч не должны быть значительно удалены, гак как это приводит к растянутым соединениям, появлению длин­ ных шин, что затрудняет нейтрализацию и борьбу с паразит­ ными колебаниями. Нельзя ставить лампы и в непосредствен­ ной близости, так как это заметно увеличивает распределённую ёмкость.

Маломощные лампы с цоколем устанавливаются на панелях с соответствующими гнёздами. Часто для сокращения времени замены лампы она заранее устанавливается в специально вы­ движном каркасе — отсеке, снабжённом соответствующими за­ жимами. К этим зажимам присоединяются выводы лампы и бло­ кировочные элементы (ёмкости). Зажимы отсека соединены с ножами, входящими в губки, смонтированные в шкафу.

Все детали ступени должны быть размещены так, чтобы их ремонт или замена не требовали больших нарушений монтажа. Детали обычно укрепляются на изоляторах, уголках, кронштей­ нах и т. п., связанных с основным каркасом ступени, но не с об­ шивками шкафа. Это даёт возможность снимать обшивки, не нарушая монтажа. Весьма целесообразно выполнять монтаж сту­ пеней и основных узлов передатчиков в виде отдельных блоковотсеков, выдвигающихся из шкафа. Двери в шкафах обеспечи­ вают хороший свободный доступ к лампам и другим часто заме­ няемым деталям. Такая конструкция передатчика весьма удобна в эксплуатации.

Сложные элементы схемы, например катушки со скользящими контактами, конденсаторы переменной ёмкости, должны выпол­ няться в виде конструктивно законченных узлов для того, чтобы их механическая регулировка могла выполняться вне шкафа.

При расположении деталей и конструировании ступени пе­ редатчика особое внимание должно быть обращено на обеспе­ чение достаточной электрической прочности. Для применяемых высокочастотных, изоляционных материалов (радиокерамика, микалекс) за норму обычно принимают расстояние по диэлект­ рику 1 -е-1,5 см на каждую тысячу вольт амплитуды напряже-

123

ния высокой частоты. Для воздуха можно принять 1,5 —г—2 кв на 1 см.

Решающую роль в деле предохранения от пробоев и образо­ вания факельных истечений играет отсутствие острых углов и выступов у деталей, находящихся под-большими потенциалами высокой частоты. Все эти детали, металлические части и арма­ тура изоляторов должны быть тщательно закруглены и отполи­ рованы.

Конструктивное выполнение кварцевых генераторов

Кварцевые генераторы целесообразно конструировать в виде отдельных (лучше выдвижных) отсеков-шасси, что создаёт удоб­ ство для замены, транспортировки, подгонки частоты -кварцевых резонаторов и т. п. Детали генератора следует располагать та­ ким образом, чтобы все монтажные соединения были возможно короткими, надёжными и устойчивыми от механических вибра­ ций. Особенно важно иметь короткие соединения сеточной цепи лампы с кварцевым резонатором. Все монтажные соединения должны иметь минимальную и неизменную ёмкость между про­ водниками и по отношению к корпусу.

Контрольные и измерительные приборы, а также массивный электрод кварцедержателя следует включать в провода, идущие к катоду лампы, во избежание излишнего увеличения ёмкости, параллельной кварцу. Переключатель кварцев целесообразно ставить в сеточный провод. Он должен обладать возможно ма­ лой ёмкостью между контактами и по отношению к земле (корпусу возбудителя). Вблизи кварцевого резонатора не долж­ ны располагаться сильно нагревающиеся детали. Контуры, при­ меняемые в генераторе, должны быть хорошего качества: тем­ пературный коэффициент частоты (ткч) должен быть не более

Конденсаторы постоянной ёмкости, применяемые в генераторе, должны быть керамическими или с воздушным диэлектриком, надёжными по конструкции и с температурным коэффициентом также не более (50-5-150) • 10 ~6 на градус Цельсия.

Способы регулировки частоты колебаний генератора с квар­ цем различны. В некоторых пределах (до 0,02%) частоту коле­ баний генератора с кварцем можно регулировать включением переменных конденсаторов в соответствии со схемами, приво­ димыми в гл. VI.

Включение ёмкости последовательно с кварцем несколько повышает, а параллельное включение ёмкости понижает частоту генератора по сравнению с первоначальным её значением.

Последовательно включаемый конденсатор имеет максималь­ ную ёмкость 200—250 пф (на нижних частотах большую вели-

124

Г л а в а V I

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ И ИХ СОСТАВЛЕНИЕ

§ 1. Общие замечания

Принципиальная схема проектируемого передатчика состав­ ляется на основании выбранной скелетной схемы, после про­ ведения всех необходимых расчётов. Она должна содержать основные элементы всех цепей (лампы, контуры, блокировочные конденсаторы, дроссели, измерительные приборы, вспомогатель­ ные элементы в цепях накала и т. д.).

К принципиальной схеме составляется продуманная и под­ робная спецификация, в которой указывается назначение эле­ мента или детали (согласно нумерации, принятой в схеме) н основные электрические величины, например, для конденсато­ ров — назначение (контурный, блокировочный, фильтровый), материал диэлектрика (воздушный, слюдяной, керамический), ёмкость, тип, рабочее напряжение и реактивная мощность (ква) для контурных конденсаторов.

Для индуктивностей (вариометров, катушек и дросселей) указывается индуктивность и ток (для дросселей высокой ча­ стоты отдельно постоянный и переменный).

В связи с наличием ряда трудностей ппи составлении прин­ ципиальных схем и выборе элементов ниже приводятся основ­ ные принципы построения отдельных цепей и ступеней разного назначения.

§ 2. Анодная цепь лампового генератора

Схема последовательного питания

В этой схеме лампа, колебательный контур и источник по­ стоянного анодного напряжения включены последовательно, как показано на рис. VI.1а.

Обычно катод лампы заземляется. В этом случае более це­ лесообразно включать источник постоянного анодного напряже-

126

ния между колебательным контуром и катодом лампы. На укв диапазоне иногда заземляется анод, и тогда источник питания включается между анодом и контуром.

Включение источников анодного питания по схеме рис. VI.16 неправильно, так как источник оказывается под напряжением высокой частоты по отношению к земле. Необходимо обеспечить его изоляцию от земли.

В анодной цепи генератора одновременно проходят постоян­ ный й переменный токи высокой частоты. Однако нормальная

Рис. V I.1

работа генератора имеет место и в том случае, когда постоянный ток не проходит через настроенный анодный контур, а высокоча­ стотный ток минует источник постоянного анодного напряжения, проходя через блокировочную ёмкость Сб.

Прохождение тока высокой частоты по другим (кроме коле­ бательного контура) элементам схемы недопустимо, так как это вызывает вредные потери, снижающие кпд генератора. Кроме того, напряжения высокой частоты, создаваемые на указанных элементах, могут передаваться в другие цепи, которые окажутся связанными с анодной цепью генератора. Такие связи крайне вредны и обычно являются паразитными.

Паразитные связи через источники питания отсутствуют толь­ ко в том случае, когда нижний и верхний зажимы колебатель­ ного контура непосредственно включены один к аноду, а дру­ гой к катоду генераторной лампы.

127

В последовательной схеме, (рис. VI. 1в) одна точка колеба­ тельного контура присоединяется 'непосредственно к аноду лам­ пы, другая включена к катоду через блокировочную ёмкость ■Св достаточной величины. Чтобы ток высокой частоты прохо­ дил в основном именно через ёмкость Cg, минуя источник по­ стоянного анодного напряжения, необходимо реактивное сопро­ тивление этой ёмкости Х С6 сделать меньшим, чем сопротивле­

ние ветви, в которой находится источник питания Еа.

Для этого применяются блокировочные конденсаторы боль­ шой ёмкости. Возможно включение дополнительного дросселя высокой частоты в ветвь с источником постоянной эдс. В этом случае можно взять блокировочный конденсатор меньшей ём­ кости.

Включение дросселя L6 и применение блокировочного кон­ денсатора меньшей ёмкости более приемлемо с конструктивной точки зрения и широко распространено.

В результате схема последовательного питания анодной цепи генератора принимает вид, показанный на рис. VI. 1в.

Емкость блокировочного конденсатора Cg и индуктивность дросселя^ некритичны. Сопротивление конденсатора X сб мно­

го меньше сопротивления контура R a, сопротивление дросселя ,XL6 должно быть много больше (в 30 -*-50 раз) сопротивления блокировочного конденсатора.

Схема параллельного питания

В этой схеме лампа и колебательный контур включены па­

ние токов высокой частоты, так как без него источник постоян­ ного тока, имеющий малое сопротивление для этих токов, явит­ ся короткозамкнутой цепью для колебательного контура.

В параллельной схеме блокировочный дроссель включён па­ раллельно колебательному контуру, поэтому через него прохо­ дит часть контурного тока. Чем больше индуктивность дросселя, по сравнению с индуктивностью контура, тем меньшая часть тока контура течёт через дроссель. Однако следует иметь в виду,

,128

что при слишком большой индуктивности дросселя начинает ска­ зываться влияние его собственной распределённой ёмкости.

На некоторой частоте диапазона дроссель может оказаться настроенным в последовательный резонанс и будет представлять собой малое сопротивление для то­ ков высокой частоты. Поэтому ре­ комендуется выбирать индуктив­ ность блокировочного дросселя не слишком большой. Обычно она в 10—20 раз больше индуктивности колебательного контура.

Некоторая часть тока высокой частоты всё же будет ответвляться в цепь питания через дроссель. Поэтому параллельно источнику включается конденсатор достаточ­ ной ёмкости С . Его ёмкость выби­

рается такой, чтобы реактивное сопротивление было в 50—100 раз меньше эквивалентного сопротивления контура.

Недостатком параллельной схемы является ' параллельное соединение блокировочного дросселя и колебательного контура, что вызывает уменьшение эквивалентного сопротивления конту­ ра. Это становится особенно заметным на коротких и ультрако­ ротких волнах. Поэтому в диапазоне кв и укв, как правило, применяется только последовательная схема. В генераторах с самовозбуждением параллельно включённый дроссель снижает стабильность частоты. В последнее время последовательную схе­ му более широко применяют в средневолновом диапазоне.

Разновидности схем питания

Встречаются схемы, в которых конденсаторы помещены в обе ветви колебательного контура. В этом случае при последователь­ ном питании анодной цепи параллельно контуру необходимо включать дроссель L62 (рис. VI.3), через который на анод лампы подаётся постоянное напряжение. Индуктивность этого дросселя

должна выбираться из тех же соображений, что и индуктивность блокировочного дросселя в схеме параллельного питания.

ё м к о с т ь блокировочного конденсатора во много раз больше ёмкости контурных конденсаторов, и, следовательно, практиче­ ски всё анодное напряжение будет приложено к контурным кон­ денсаторам, включённым последовательно с блокировочным. Для того чтобы снять с них постоянное напряжение, необходимо включить параллельно ёмкости контура дроссель с достаточно большой индуктивностью. Такой дроссель показан пунктиром на рис. VI.4.

§3. Цепь управляющей сетки генератора

Всеточной цепи генератора действуют два напряжения: по­ стоянное — напряжение смещения Ёс и переменное — напря жение возбуждения Uccos^t.

Подобно анодной цепи различают две основные схемы сеточ­ ной цепи генератора: последовательную и параллельную.

В последовательной схеме напряжение смещения и напряже­ ние возбуждения Uc включаются последовательно, как показа­ но на рис. VI.5а. Источник постоянного сеточного смещения при заземлённом катоде следует включать между катодом и катуш­ кой связи с предыдущей ступенью. В этом случае он не находит­ ся под напряжением высокой частоты, а следовательно, ёмкость

130