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

Тимофеев для устойчивости инверсной схемы предложили наст­ раивать в резонанс цепь сетки на самой короткой волне диапазона

Тогда для всех более длинных волн сопротив

ление цепи сетки будет носить ёмкостный характер. Это обеспе­ чивает получение на сопротивлении сеточной цепи дополнитель­ ного напряжения, имеющего обратную фазу по отношению к напряжению возбуждения.

Таким образом, в схеме возникает отрицательная обратная связь, повышающая её устойчивость, но несколько снижающая напряжение возбуждения. Для обеспечения нужной величины напряжения возбуждения дополнительная ёмкость в цепи сет­ ки изменяется несколькими ступенями (увеличивается) при пе­ реходе на более длинные волны. Так, например, у 120-кет ко­ ротковолнового передатчика имеется три ступени переключения сеточных конденсаторов. Сеточные конденсаторы в двухтактной инверсной схеме включаются непосредственно между сетками ламп противоположных плеч (без заземления их средней точки). Такая схема носит название инверсной схемы с нейтральной или «плавающей» сеткой.

Кроме этого, для устранения возможных паразитных колеба­ ний укв диапазона в этой схеме между шинами возбуждения (у катодов ламп) включается ещё небольшая ёмкость Ск , явля­ ющаяся малым сопротивлением для возникающих на укв воз­ буждающих напряжений. Эта ёмкость применяется во всех инверсных ступенях с заземлённой и с нейтральной сеткой. Схе­ ма с нейтральной сеткой Топуриа и Тимофеева приведена на рис. VI. 15г. Двухтактная инверсная схема с заземлённой сеткой приведена на рис. VI. 155.

Инверсная схема с заземлённой и нейтральной сеткой при­ меняется сейчас во всех мощных коротковолновых передатчи­ ках, например, в 120-кет коротковолновом передатчике рис. VI. 15г. В связи с разработкой промышленностью специаль­ ных триодов для инверсной схемы (с кольцевым выводом сет­ ки, обладающим малой индуктивностью) возможно осуществлять надёжное заземление сетки через дисковые ёмкости, располо­ женные в специальном сеточном устройстве, надеваемом на лампу.

В случае анодной модуляции требуется осуществлять одно­ временную синфазную модуляцию инверсной ступени и её возбу­ дителя, так как значительная часть мощности возбудителя про­ ходит в нагрузку инверсной ступени.

Без дополнительной модуляции предварительной ступени ли­ нейной модуляционной характеристики получить нельзя.

Катоды ламп в инверсной схеме изолируются от земли, и ток накала подаётся через специальные катодные дроссели, индук­ тивное сопротивление которых для самой длинной волны диапа­

142

зона должно быть значительно больше, чем входное сопротив­ ление лампы,

°1^др > ( 3 - 5 - 5 ) R , x -

§ 7. Схемы связи между ступенями

Варианты связи двухтактного генератора с двухтактным воз­ будителем показаны на рис. VI.16а и б.

На рис. VI.!6а возбудитель собран по двухтактной схеме, связь с ним автотрансформаторная. Следует иметь в виду, что в

этой схеме блокировочные конденсаторы в цепи сетки возбуж­ даемого генератора находятся под большим достоянным напря­

143

ние результирующего сопротивления цепи сетки может менять­ ся в диапазоне. В ступенях, работающих на тетродах и пенто­ дах, это сопротивление велико и им можно пренебречь.

Для обеспечения постоянства напряжения возбуждения U с включают последовательно с дросселем безындукционное (обыч­ но силитовое) сопротивление, которое одновременно служит и антипаразитным средством:

На рис. VI. 18 показаны варианты соединения двухтактного генератора с однотактным возбудителем. Связь с возбуди­ телем на рис VI. 18а — индуктивная (трансформаторная), на рис. VI. 186 — ёмкостная с ёмкостным делителем, на рис. VI.18e

иг — автотрансформаторная.

Всхемах VI.186, в и г введена новая деталь — конденсатор Сэ , симметрирующий (по отношению к земле) контур возбу­ дителя для перехода к двухтактной схеме. Ёмкость этого кон­ денсатора равна выходной ёмкости лампы, включённой на вто­ ром, противоположном конце контура.

Необходимо иметь в виду, что через блокировочные конден­ саторы, соединяющие в схемах с автотрансформаторной связью (рис. VI.18e и г) средние точки контуров с землёй, протекает

переменная составляющая анодного тока возбудителя 1а1. Блокировочные конденсаторы в цепи сетки схемы рис. VI.18e

находятся под постоянным напряжением Е а + Е е, что следует учитывать при подборе их по рабочему напряжению.

На рис. VI.19 представлена схема индуктивной связи между ступенями, выполненная двумя контурами. В ней напряжение на сетку возбуждаемой ступени снимается с контура, который настраивается в резонанс с частотой колебаний, так же как и анодный контур предыдущей ступени. На длинных волнах эта схема применяется в ступенях усиления модулированных коле-

В случаях, когда предыдущая и последующая ступени корот-

к о в о л н о б о г о передатчика разнесены на значительное расстояние, настроенные контуры в цепях сетки и анода (возбудителя) свя­ зываются при помощи фидера (или высокочастотного кабеля) (рис. VI.20). Связь фидера с контуром в цепи сетки выбирается такой, чтобы резонансное сопротивление контура в точке вклю­ чения фидера было равно его волновому сопротивлению. Тогда в фидере установится бегущая волна напряжения.

Длина фидера может быть такой, какая требуется условиями размещения ступеней (так как в режиме бегущей волны ампли­

туда напряжения вдоль фидера практически одинакова). При симметричных схемах для связи таких ступеней применяется симметричный фидер.

§8. Схемы связи анодного контура коротковолнового передатчика

сантенной

Выбор схемы связи оконечной ступени коротковолнового пе­ редатчика производится на основании технического задания, требований оперативности, диапазона рабочих волн и т. д.

В большинстве случаев к передатчику предъявляются требо­ вания максимальной оперативности и подбор величины связи должен осуществляться в самые короткие сроки. Это можно осу­ ществить только схемами и конструкциями, позволяющими плавно изменять величину связи. Сам процесс подбора связи должен содержать минимальное количество простых операций.

Существует ряд схем плавного изменения величины связи. 1. Связь индуктивная (рис. VI.21). Эта схема обладает боль­

шой гибкостью, но сложна при конструктивном выполнении и увеличивает общие габариты ступени. В современных коротко­ волновых передатчиках, в том числе используемых на линиях радиосвязи, эта схема не применяется главным образом по той причине, что значительная часть индуктируемой во вторичную цепь эдс падает на индуктивности связи Ь с8. Для компенсации этого падения напряжения необходимо либо настроить катушку

146

связи L c„в резонанс ёмкостями Сф (рис. VI.22), включёнными последовательно в фидер, либо настроить антенный контур в резонанс по схеме рис. VI.23, чтобы поднять напряжение на фи­ дере. Это усложняет схему и конструкцию ступени, а также про­ цесс подбора связи и настройки контуров ступеии передатчика.

Если индуктивность контура выполнена в виде катушки с плавно изменяющейся индуктивностью, то осуществить индук-. тивную связь практически невозможно.

2. Связь кондуктивная, согласно схеме рис. VI.24. Катушка связи Ь св со скользящими контактами аъ az, включённая парал­

лельно основной индуктивности контура Ьк, позволяет плавно изменять величину связи. Однако это усложняет выходную сту­ пень, так как требует дополнительной, сложной катушки связи и увеличения индуктивности основной катушки анодного конту-

ра (для получения максимальной волны диапазона) или приме­ нения контурных конденсаторов большой реактивной мощности. Опыт показывает, что наличие дополнительной катушйи усили­ вает склонность ступени к паразитным колебаниям. Схема и конструкция такого вида связи требует увеличения габаритов ступени. Индуктивность катушки связи L се — (З-ь-4)ЬК%

3. Связь с нагрузкой через ёмкостный делитель (рис. VI.25) При этой схеме изменение ёмкости связи с фидером производит­ ся-путём изменения расстояния между подвижными (фидерны­ ми) пластинами 1,1 и поверхностями анодных бачков — ламп, снабжённых плоскими пластинами (обкладками).

Внекоторых конструкциях используется средняя пластина 2,

спомощью которой возможно производить симметрирование на­ грузки двухтактной схемы, т. е. передвижением средней пласти­ ны.

Данная схема требует сложной конструкции привода под­ вижных (фидерных) пластин, так как необходимо обеспечить плавность хода при их поступательном движении в обе стороны. Необходимо обеспечить достаточную электрическую прочность ёмкостного делителя. Пластины изготовляются из полированно­ го алюминия большой толщины (с большими радиусами закруг­ лений во избежание пробоев).

Часто ёмкостный делитель, выполненный только в виде плас­ тин, не обеспечивает достаточной величины связи по всему за­ данному диапазону коротких волн. Это вызывает необходимость включения дополнительных конденсаторов (обычно вакуумных

или керамических) параллельно ёмкостям из пластин. Дополни­ тельные конденсаторы включаются в нужном поддиапазоне при помощи специального переключателя.

4.Связь с нагрузкой через разделительные конденсаторы пе

личной конструкции. Механический привод такой системы связи может быть осуществлён достаточно простым.

Наибольшее распространение в современных кв передатчи­ ках получили схемы с ёмкостным делителем и с переменными ёмкостями в фидере.

§9. Схемы связи оконечной ступени передатчиков средних волн

сантенной

Выходная ступень передатчика средних или длинных волн обычно передаёт энергию колебаний в антенну при помощи сис­ темы контуров. Весьма важным требованием к системе контуров является обеспечение фильтрации гармоник.

На рис. VI.27 показана наиболее употребительная схема не­ посредственной связи выходной ступени с антенной (без фиде-

148

ра). В обоих случаях применена индуктивная связь, так как Glia' позволяет весьма просто подбирать требуемое Ra путём изме­

нения связи. Кроме того, она обеспечивает равномерную (сим­ метричную) загрузку плеч двухтактной схемы от несимметрич­ ной нагрузки — антенны.

Непосредственная связь анодного контура с антенной (рис. VI.27) проста, но обладает серьёзным недостатком — пло­ хой фильтрацией высших гармонических. Кроме того, при боль­ ших катушках связи паразитная ёмкость между ними может нарушить симметричную, работу плеч.

На схеме рис. VI.28 имеется второй промежуточный контур, связанный с антенной ёмкостью Ссв . Добавление его целесооб­

разно с целью уменьшения высших гармонических. Кроме того, наличие второго контура позволяет улучшить частотную харак­ теристику системы (за счёт взаимной расстройки), обеспечивая более равномерное прохождение боковых колебаний модуляции.

Вбольшинстве современных мощных передатчиков длинных

исредних волн передача мощности в антенну осуществляется при помощи фидера. В этом случае имеют место две системы

колебательных контуров. Первая система между лампами мощ­ ной (выходной) ступени и вторая между фидером и антенной.

Первая система осуществляет нагрузку выходной ступени, обеспечивая на рабочей волне (или в диапазоне волн) необхо­ димое для работы генератора эквивалентное сопротивление кон­ тура. Кроме того, система контуров обеспечивает необходимую ширину полосы пропускания частот модуляции, а также фильт­ рацию гармоник.

Колебательные контуры между антенной и фидером осуще­ ствляют трансформацию сопротивления антенны и согласование его с фидером (сопротивление нагрузки, включаемое на фидер, должно быть равно его волновому сопротивлению).

149

Лучшее соблюдение условий согласования в указанной сис­ теме лампы — фидер дают схемы, имеющие чётное число наст­ роенных контуров между лампами выходной ступени и фиде­ ром, при обязательном условии применения ёмкостных связей между контурами (что, кстати, ведёт к значительному ослабле­ нию гармоник).

Одна из типовых и распространённых схем связи мощной сту­ пени средневолнового передатчика с фидером приведена на рис. VI.29.

В этой схеме анодный контур индуктивно связан с фидер­

в такой схеме позволяет менять индуктивность контуров в узких пределах.

Связь с фидером осуществляется ёмкостью во втором конту­ ре с конденсатором связи С св.. Настройка антенны осуществляет­ ся вариометром L .

В передатчиках средней и большой мощности органы плав­ ной настройки (вариометры) обеспечивают перестройку конту­ ров лишь в узких пределах. Для перестройки в более широких пределах производят перестановку щупов на катушках и изме­ няют переключателем число конденсаторов в контуре. На более длинных волнах вариометры настройки контура включаются последовательно с катушкой связи (обычно в разрыв, средней части катушки, рис. VI.27).

150

Маломощные передатчики обычно связываются с антенной непосредственно. Связь с антенной применяется ёмкостная и ин­ дуктивная (рис. VI.30a и б).

При малых анодных напряжениях возможно применение в контурах переменных конденсаторов, позволяющих осуществлять

плавную настройку в широких пределах. При перекрытии ши­ рокого диапазона приходится применять скачкообразное измене­ ние ёмкости или индуктивности.

§ 10. Схемы возбудителей

Схемы генераторов, стабилизованных кварцем

Схемы кварцевых генераторов в зависимости от способа включения основного стабилизирующего элемента — кварцевого резонатора—разделяются на две основные группы. В схемах первой группы, называемых оецилляторными, кварцевый резо­ натор представляет собой реактивное сопротивление, определя­ ющее условия самовозбуждения генератора. Во второй группе, называемой схемами с затягиванием, кварцевый резонатор не определяет условий самовозбуждения и поэтому при выключе­ нии кварцевого резонатора колебания не прекращаются. Однако это разделение на группы не является строгим, так как в схемах второй группы путём изменения коэффициента обратной связи можно получить и тот и другой режимы работы.

Схемы осцилляторные

К .этой группе относятся все генераторы, выполненные по трёхточечной схеме (рис. VI.31), в которой одно из реактивных сопротивлений образуется кварцевым резонатором, а другие составляются в комбинации, удовлетворяющей условиям, необ-

151