книги из ГПНТБ / Тимофеев В.М. Проектирование радиопередающих устройств пособие по курсовому и дипломному проектированию
.pdfсом. Для увеличения его колебательной мощности часто выби рают угол отсечки
в = 100-*- 120°.
Лучшими лампами для буферных усилителей являются лу чевые тетроды и пентоды. Применение в буферных усилителях экранированных ламп позволяет значительно увеличить вели чину анодного тока при напряжении на управляющей сетке, равном нулю (или отрицательном).
В обычных пентодах при положительном напряжении на за щитной сетке можно повышать напряжение на экранирующей сетке, доведя его до величины Ес2 ~ (0,5-*-0,6) Еа , а в лучевых до £ С2~(0,7-г-0,8)£а.
Увеличение напряжения Ес2 сдвигает анодно-сеточную ха рактеристику влево и способствует возрастанию анодного тока и крутизны (а также отдаваемой мощности).
- Необходимо учитывать, что из-за отсутствия тока управляю щей сетки в схеме буферного усилителя невозможно получить автоматическое смещение за счёт тока сетки и оно должно быть обеспечено от другого источника.
П о р я д о к р а с ч ё т а
1.Выбирают угол отсечки анодного тока в = 100 -*- 120°. По таблицам находят величины аъ ao,cos0.
2.Выбирают коэффициент использования анодного напря жения I = 0,75-*-0,85.
Затем определяются следующие величины:
3.Амплитуда переменного напряжения на аноде
Ua = tE a.
4. Определяют ток /0 по статической характеристике лампы для Е с = 0 при .выбранном Еа.
5. Наибольшая возможная величина максимального импуль са анодного тока
|
i а макс |
0 > 7 / q. |
6. |
Амплитуда напряжения |
возбуждения |
|
U ' __ |
1а илкс |
|
f “ S(1 — cos 0) |
|
7. |
Напряжение смещения на управляющей сетке |
|
|
ЕС= ЕС— Исcos в. |
|
8. |
Проверяется получение буферного режима, т. е. наличие |
|
|
\Ee\>Uc. |
|
71
Если -выбранный максимальный импульс обеспечивает бу ферный режим, то находятся следующие величины:
9. Амплитуда первой гармоники анодного тока
10. Постоянная составляющая анодного тока
I а й ~ а0 Ма к е -
11. Подводимая мощность
Р* = Еа 1оЬ.
12. Мощность рассеяния на аноде лампы
Р а ~ Ро |
Р ~ < Р а ном-' |
13. Кпд усилителя по анодной цепи
14. Сопротивление анодного контура
|
|
|
|
|
р |
- т~• |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
„ |
Uа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Jal |
|
|
|
Пример |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Произвести расчёт режима |
буферного |
усилителя |
на лучевом |
тетроде |
6ПЗС. |
||||||
Дано: Е а = |
300 |
в, |
Е с%— 250 |
в, Ё с = |
- |
17 в, S = |
9 m l в, Ра ном = 20 |
вт. |
|||
Р а с ч ё т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
Выбираем |
угол отсечки |
0 = |
120°. Из таблиц находим сц =0,54, яо=0,406, |
|||||||
cos 0 = |
— 0,5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Принимаем коэффициент использования анодного напряжения |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
i = |
0,85. |
|
|
|
|
Далее |
определяем: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
3. |
Ua = |
££а = |
0,85-300 = |
255 |
в. |
|
|
|
|
|
|
4. |
Ток анода |
при Е с = 0 |
по статической характеристике для |
Е а = |
300 в |
||||||
/0 = 185 ма.
5.Определим возможную величину максимального импульса
ia макс = 0 ,7 |
/ 0 = 0,7-185 = 110 ма. |
|
S (1 — cos 0) |
9 -1,5 |
|
7. Ее=Е£,■/— Uc cos 0 = |
— 17 |
— 8,15 (— 0,5)= — 12 в. |
72
Смещение |
Е с — — 12 в значительно |
превышает амплитуду Uc = 8,15 е. |
Это позволяет |
увеличить максимальное значение импульса анодного тока до |
|
*амакс “ ^50 ма. |
|
|
Проверяем |
вновь выполнение условий |
буферного режима: |
|
|
|
|
Uc = |
150 |
11 |
|||
|
|
|
|
|
~ |
||||
|
|
|
|
|
|
9-1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Е с = — 17 + |
5,5 = — 11,5 в, |
||||
что соответствует требованиям. |
|
|
|
|
|
||||
Далее |
определяем: |
|
|
|
|
|
|||
8. |
I al |
= а , /ajltflM= 0,54-150 = |
81 |
ма. |
|
|
|||
9- |
1ао = |
аи 'а н а к с — °,406-150 = |
61 |
ма. |
|
||||
10. |
|
= 0,5 Ual a l = 0,5-255-81-10~3 |
= 1 0 вт. |
||||||
11. |
Р0 = |
Е а1а0 = |
300 • 61 • 10~3 = |
18,3 вт. |
|||||
12. |
Ра = |
Р0 — |
= 18,3 — |
10,3 = |
8 вт |
|
|||
(что вполне допустимо, так как |
Ра «о« = |
20 |
вт). |
||||||
13. |
т )= |
Р~ |
Ю,3 |
|
|
|
|
|
|
- г г - = |
гггтг= 0,56. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Л> |
18,3 |
|
|
|
|
|
Н. R„ = |
Ца |
3140 ом. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
fal |
|
|
|
|
|
|
§ 12. Расчёт режима возбудителя
Технический расчёт режима возбудителя производится в том же порядке, как и для обычного генератора — усилителя мощ ности. В расчёте дополнительно учитываются потери в цепи сетки лампы возбудителя, т. е. мощность, расходуемая на его самовозбуждение.
Возбудители обычно работают в перенапряжённом режиме (реже в критическом режиме), так как в этом случае обеспе чивается большее постоянство амплитуды колебательного на пряжения на контуре и его меньшая зависимость от изменения питающих напряжений.
В возбудителях диапазонных передатчиков, контуры кото рых настраиваются ёмкостью, необходимо обеспечить критиче ский или слабо перенапряжённый режим при максимальной ёмкости контура (максимальная длина волны). Тогда на более коротких волнах ёмкость контура Ск будет уменьшаться, что ведёт к увеличению Ra , а следовательно, и напряжённости,
режима.
В диапазонных возбудителях, настраиваемых переменной индуктивностью (например, вариометром), необходимо обеспе чить критический режим на минимальной волне. Тогда на всех более длинных волнах будет происходить увеличение индуктив ности контура LK, его сопротивления Ra , а следовательно, и
напряжённости режима.
73
Для облегчения самовозбуждения в возбудителях обычно применяется автоматическое смещение на управляющую сетку.
Коэффициент полезного действия анодного контура возбу дителя выбирается невысоким ?] = 0,15 -*-0,2.
Это делается для большей устойчивости возбудителя и ста бильности частоты его колебаний (без кварца).
П о р я д о к |
р а с ч ё т а |
в о з б у д и т е л я . Для возбуди |
теля желательно |
применять |
лампы с невысоким анодным на |
пряжением. Снижение анодного напряжения при неполном ис пользовании лампы по мощности ведёт к большей устойчивости.
Ход расчёта следующий:
1.Выбирается угол отсечки анодного тока 0 (в пределах 90—95°). По таблицам находятся коэффициенты а1( а0, YiCosQ.
2.Определяется коэффициент использования анодного на пряжения
Полученное значение £ обычно увеличивают на 2—3%, при нимая £ —1,03 \кР для обеспечения перенапряжённого режима.
Дальнейшим расчётом (по известным выражениям) опреде
ляются. |
(аОу ^ананс' Р& > ^ 0’ |
Рау Рсу ^с' |
По сеточно-анодным характеристикам определяется значе |
||
ние импульса сеточного тока ic макс |
(для еакан = Еа — Ua), его |
|
составляющие |
1Л и /с0. Находится мощность, потребляемая на |
|
возбуждение лампы,
Р~ с — 0,5-Ici Ь с.
Вслучае отсутствия характеристик сеточного тока опреде ление мощности, возбуждения возможно проводить по прибли жённому выражению
Р^ с - ( 1 ,2 - s - 1,3)/c0i/,
определяя I сй по приближённым соотношениям критического режима.
Коэффициент 1,2-н 1,3 учитывает увеличение тока в цепи сетки при перенапряжённом режиме возбудителя.
Ввиду неполного использования лампы по мощности потери на аноде лампы Р а обычно меньше допустимых.
В диапазонных возбудителях при небольшом перекрытии по частоте /с= 1,2-*-1,3 можно считать колебательное напряжение постоянным и на других частотах расчёт режимов не произво дить.
Г л а в а I V
РАСЧЕТ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
$;1. Расчёт контура выходной ступени передатчиков (длинных и средних волн)
Основные данные контуров оконечной ступени
Оконечная ступень мощных длинноволновых или средневол новых передатчиков связывается с антенной при помощи систе мы из двух (реже трёх) промежуточных контуров. Для лучшей фильтрации гармоник применяется двухтактная схема. Выход ной контур питает антенну либо непосредственно, либо через фидер бегущей волны.
Для настройки контуров передатчиков обычно служат пе ременные индуктивности. С целью снижения реактивной мощ ности (вольтампер) контура целесообразно применить ёмкост
ную связь, оставив одну из связей индуктивной для плавного изменения нагрузки выходной ступени.
Распространённая схема построения системы контуров око нечной ступени передатчика (дв или св) приведена на рис. IV. 1. Вариометры настройки включаются параллельно или последо вательно с катушкой связи на средних волнах, а при больших
75
мощностях и на длинных волнах целесообразно параллельное включение вариометров (мощности свыше 10 кет).
Для расчёта обычно задаются полным затуханием нагру женного контура или его добротностью, исходя из опытных данных, приведённых в табл. IV. 1.
|
|
|
Таблица IV .Т |
|
Мощность ступени |
Полное затухание |
Добротность |
|
|
нагруженного кон нагруженного кон |
Примечание |
|||
кет |
||||
тура 8' |
тура Q |
|
||
|
|
|||
20 -150 |
0,12—0,2 |
8— 5 |
Добротность йена- |
|
10—20 |
0,07—0,15 |
1 5 - 7 |
груженного контура |
|
1— 2 и менее |
0,05—0,1 |
20— 10 |
Qxx = 100 — 300 |
|
|
|
|
(т. е. собственное |
|
|
|
|
затухание |
|
|
|
|
0,01—0,003) |
|
Собственное затухание ненагруженных контуров должно быть малым ( 8 менее 0,01, Qxx более 100) во избежание слиш ком низкого кпд.
Выбор величины тока и напряжения на контуре зависит от мощности, способа модуляции, типа применяемых конденсато
ров и пр. Для ориентировки |
практические |
величины токов в |
|
контурах передатчиков приведены в табл. |
IV.2. |
||
|
|
|
Таблица IV. 2 |
Мощность ступени передатчика |
Эффективное значение тока в контуре |
||
кет |
|
|
а |
Свыше 150 |
|
150—200 |
|
100— |
150 |
|
70— 150 |
50— |
100 |
|
30—70 |
10—50 |
|
10—30 |
|
5— |
10 |
|
5— 10 |
1—5 |
|
2 - 7 |
|
Ниже приведён порядок расчёта контуров выходной ступени передатчика согласно схеме рис. IV. 1. Ступень двухтактная, мо дуляция анодная. Коэффициент анодной связи принят равным единице.
Расчёт элементов анодного контура выходной ступени
1. Напряжение на контуре двухтактной схемы в режиме не сущей частоты
г/. 2U„
76
2.Реактивная мощность в контуре
3.Амплитуда тока в анодном контуре
2Рп
=икI
4.Характеристика контура
|
U,К| |
|
|
|
Pi |
|
|
5. Полная ёмкость |
'ж| |
|
|
|
|
||
С1 = |
532 X(■И) |
пф. |
|
Pi |
|||
|
|
В контуре ступени имеется две группы последовательно сое динённых конденсаторов, и ёмкость каждой группы
Cfl= 2Cj.
6.Полная инду1стивность анодного контура
иPlx мкгн.
1880 ’
7. Выбираем по справочнику типовые конденсаторы с учётом тока в контуре и напряжения на нём.
(Существующие типы газонаполненных конденсаторов боль шой мощности имеют следующие данные:
С= 2500 пф; 2800 пф\ 3200 пф,
С= 280 пф; 320 пф\ 400 пф\ 600 пф; 800 пф.
Допустимый ток до 120 а и напряжение до 40 кв.)
После выбора конденсаторов следует произвести уточнение расчёта контура и внести необходимые изменения.
8. Зная индуктивность контура, следует найти индуктив ность вариометра настройки и индуктивность катушки связи.
При параллельном соединении
L'cbJ-hi
Li — Leei "4" LH
77
Для решения вводим второе уравнение
где п — любое число в пределах 1 -г- 5. Оно подбирается из условия возможности конструктивного выполнения колебатель ной системы и проверяется значением коэффициента связи
VLce\Lcei
Проверку можно сделать только после определения индук тивности связи второго контура LeBi.
9. Ток через вариометр связи
|
|
cel |
' 1880 Lcel |
|
10. |
Ток через |
вариометр |
настройки |
|
|
|
К.Х " = |
^ « 1 |
Iси1 - |
11. Потери в |
анодном контуре |
|
||
|
|
Рку—OjРг1, |
||
где |
— собственное затухание анодного контура (0,01 0,003). |
|||
12. |
Кпд анодного контура |
|
||
|
|
|
р* ~ |
рх! |
|
|
|
Р |
|
К
Расчёт второго контура
1.Полезная мощность во втором контуре
2.Задаёмся полным затуханием • второго контура 82 (при собственном 82< 0,01) .
3.Реактивная мощность, второго контура
Рг2 — -—г - .
°2
4. Мощность в фидере
Рф — Р к 2 -■ 82 Р г2 ,
где о2 — собственное затухание второго контура.
78
5. Напряжение на фидере (амплитудное значение)
Уф-' У^РфРф ■
Волновым сопротивлением фидера задаёмся в соответствии
с его данными (75-г-300 |
ом). |
|
|||
6. |
Задаёмся током второго контура, пользуясь табл. IV.2. |
||||
7. |
Ток |
в фидере |
|
|
|
|
|
|
/ |
|
' 2Рф |
|
|
|
ф |
(ф |
|
|
|
|
|
|
|
8. |
Ток |
через ёмкость |
|
связи |
|
/с ,*23
9.Сопротивление ёмкости связи
X Св23 Цф
10. Ёмкость связи
532 Л
С2 а
23
Выбираем типовые конденсаторы. Уточнение расчёта произ водится после определения ёмкости С2.
11.Полное напряжение на втором контуре
12.Характеристика второго контура
г- ^
021,2 '
13.Емкостное сопротивление С2
Хс2 = р2 —
14.Необходимая ёмкость
532*.
С2
' хс.
79'
Выбираем типовые конденсаторы и корректируем расчёт с учётом выбранных значений С? и С2з-
15.Напряжение на ёмкости С2
ис2^ и к2- и ф.
16. Полная индуктивность второго контура
г Опк
L2 = —— , мкгн.
1880
17. Индуктивность связи
L c e 2 — ( п + 1)-^2
и индуктивность настройки второго контура
L•н 2 л + 1
(в некоторых случаях Lce выбирают меньше LH). 18. Ток через ротор вариометра связи
jк2
се2~ п + 1
19.Ток через вариометр настройки
К*
20. Сопротивление связи между первым и вторым контуром
v 2Ркч
, I
*Св1*Св2
21.Коэффициент взаимной индукции
,,ХМ1
М= , мкгн.
18802
22. Коэффициент связи между контурами
К = |
__ м_ |
< 0,4. |
у т ^ с С62 |
Если это условие не выполнено, то следует произвести пере расчёт при другом значении п.
23.Индуктивность настройки фидера
L.ХгЛ мкгн.
1880
m