книги из ГПНТБ / Бородич, Сергей Владимирович. Радиорелейная связь учебник для техникумов связи

го времени пробега сигнала в зависимости от частоты, коэффи­ циент усиления усилителя.

Требования, предъявляемые к этим характеристикам, зави­ сят прежде всего от пропускной способности линии, характера передаваемых сообщений, способа уплотнения и вида модуля­ ции, а также от типа усилителя.

Номинальная. величина промежуточной частоты в аппара­ туре радиорелейных линий выбирается обычно в интерйале от 10 до 120 Мгц. Частоты, находящиеся в нижней части этого ин­ тервала, применяются в аппаратуре радиорелейных линий с ма­ лой пропускной способностью, работающей в диапазоне метро­ вых волн. Чем выше пропускная способность линии, а следо­ вательно, чем шире полоса пропускания и чем выше рабочие частоты аппаратуры, тем выше выбирается номинальная вели­ чина промежуточной частоты.

Международный консультативный комитет по радио (МККР) рекомендует для аппаратуры радиорелейных линий два значе­ ния номинальной промежуточной частоты:

Требования к частотной и фазовой характеристикам усили­ теля определяются пропускной способностью линии, а также способом уплотнения и модуляции. В аппаратуре линий с боль­ шой пропускной способностью ширина полосы пропускания усилителя достигает 30 Мгц при очень малой неравномерности усиления в полосе (до ±0,1 дб). Допустимая неравномерность характеристики группового времени пробега сигнала в таких

усилителях не превышает ( 2 5 ) *10 ”9 сек (2-ъ5 нсек). В аппаратуре радиорелейных линий с временным уплотнением и импульсной модуляцией требования к частотной характеристи­ ке усилителей промежуточной частоты значительно слабее, а неравномерность группового времени пробега сигнала в полосе пропускания вообще не имеет существенного значения.

Коэффициент усиления зависит от типа усилителя, а также от типа аппаратуры и затуханий в различных элементах трак­ та. Коэффициент усиления предварительного и мощного усили­ теля обычно не превышает 10 -*-20 дб, тогда как коэффициент усиления, основного усилителя достигает 80 -г- 120 дб.

Кроме электрических требований, к усилителям промежу­ точной частоты аппаратуры радиорелейных линий предъявля­ ется ряд конструктивных и механических требований, как на­ пример: простота настройки, достаточная устойчивость работы (отсутствие самовозбуждения и стабильность электрических ха­ рактеристик при смене ламп и изменении питающих напряже­ ний), высокая надёжность (большой срок службы ламп ri' де­ талей), лёгкий доступ ко всем деталям монтажа и лампам.

119

В данном параграфе рассматриваются, главным образом, основные усилители промежуточной частоты. Предварительные усилители с малым уровнем шумов рассмотрены в § 3.4, мощ­ ным усилителям посвящён § 3.10.

По типу применяемых контуров и характеру их настройки усилители промежуточной частоты можно разделить на не­ сколько групп:

усилители с одиночными резонансными контурами, настро­ енными на одну частоту;

усилители с попарно расстроенными одиночными контурами; усилители с двумя настроенными и связанными контурами

в каждой ступени; усилители с расстроенными тройками одиночных контуров;

усилители с различным чистом контуров в разных ступенях и различными расстройками между ними.

Исходной величиной для расчёта параметров усилителя яв­ ляется коэффициент усиления ступени с одиночным резонанс­ ным контуром и полосой пропускания, равной полосе пропус­

одну частоту, состоящего из п ступеней, общий коэффициент усиления равен

Для усилителей с попарно расстроенными контурами при критической расстройке, т. е. при таком расстоянии между ча­ стотами настройки контуров, при котором частотная характе­ ристика является ещё одногорбой, общий коэффициент усиле­ ния равен

Для усилителя со связанными контурами, при оптимальной связи между ними общий коэффициент усиления равен

На графике рис. 3.45 приведены кривые, покааывающие за­ висимость коэффициента усиления, вычисленного по данным

120

формулам и выраженного ев децибелах, от числа ступеней и уси­ ления одиночной ступени. При сравнении коэффициентов уси­ ления следует иметь в виду, что в усилителях с широкой.поло­ сой пропускания ёмкости контуров часто определяются в основ­ ном входной и выходной ёмкостями лампы, и поэтому если счи­

Рабочие затухания для усилителей первых трёх групп при критической расстройке и оптимальной связи между контура­ ми' определяются формулами:

Vv2

V V 2 - \

На графике рис. 3.46 приведены кривые зависимости рабо-

121

чего затухания контуров от числа ступеней при различной ве­

/о

трёх групп. Нужная величина рабочего затухания достигается шунтиоованием контуров усилителя добавочными сопротивле­ ниями.

Частотные характеристики для усилителей трёх групп при критической расстройке и оптимальной связи между контурами

выражаются уравнениями:

Оценить избирательные свойства усилителей промежуточной частоты можно коэффициентом прямоугольности частотной ха­ рактеристики

равным отношению полосы, отсчитываемой на уровне 0,1 или 0,01, к полосе пропускания усилителя, отсчитанной на уров­ не 0,7

Награфике рис. 3.47 приведены кривые зависимости коэф­ фициента прямоугольности от числа ступеней для усилителей трёх групп.

В аппаратуре радиорелейных линий с частотным уплотне­ нием стремятся получить линейную фазовую характеристику тракта для уменьшения уровня переходных разговоров между каналами (см. гл. 8).

Линейность фазовой характеристики обычно оценивают по изменению группового времени пробега сигнала в тракте в за­ висимости от частоты. Групповое время пробега сигнала равно

122

или крутизне фазовой характеристики. Если фазовая характе­ ристика линейна в полосе пропускания, то групповое время про­

мени пробега, приближающуюся к горизонтальной оси в необ­ ходимой полосе, т. е. получить фазовую характеристику тракта, приближающуюся к прямой линии.

123

Для коррекции фазовых характеристик применяются много­ элементные выравнивающие контуры, схемы которых приведены на рис. 3.49. При достаточно симметричной кривой изменения группового времени пробега можно, обойтись одним фазокорректирующим контуром. Для коррекции несимметичных.кривых не­

жет колебаться от 1 до 10 нсек в полосе пропускания в зависи­ мости от типа применяемой аппаратуры.

Параметры выравнивающих контуров определяются следую­ щими формулами:

к— коэффициент, определяющий форму характеристики и связанный с параметрами контура следующим соот­ ношением:

Групповое время пробега сигнала в выравнивающем контуре определяется выражением

(3 .7 1 )

~ л / о (1 — «2) - ( - 4 к 2«2 ’

где

/2 Ю

®о к

Для получения практически приемлемых параметров L и С следует выбирать величины характеристических сопротивлений контуров порядка 100-г-500 ом. Выравнивающий контур вклю­ чается между двумя лампами, включёнными в тракт усилителя

124

-промежуточной частоты, и нагружается на входе и выходе со­ противлениями, равными характеристическому сопротивлению контура (рис. 3.50), Частотная характеристика описанных кон­ туров равномерна в довольно широкой полосе частот.

Усилители промежуточной частоты аппаратуры радиорелей­ ных линий имеют целый ряд характерных конструктивных осо­ бенностей. Ступени усилителей промежуточной частоты распо­ лагаются друг за другом по прямой линии в прямоугольном шасси, снабжённом надёжной крышкой (дном), обеспечиваю-- щей хорошую экранировку ступеней, но в то же время разре­ шающей доступ к деДалям усилителя во время монтажа и на­ стройки. Обычно предварительные, основные и мощные уси­ лители собираются каждый в своём шасси и соединяются кабель­ ными перемычками. Если же усилители размещаются в одном шасси, то между ними устанавливаются экранирующие пере­ городки. Стеклянные лампы (в усилителях применяются лампы «пальчикового» типа) снабжаются надёжными экранами, защи­ щающими их от действия внешних электромагнитных полей и препятствующими возникновению между лампами близких сту­ пеней паразитных обратных связей. 'Лампы металлической серии снабжаются специальными зажимами, обеспечивающими надёжное соединение металлического баллона лампы с корпу­ сом шасси. Конструк­ ция ламп, применяе­ мых для широкополос­ ного усиления на про­ межуточной частоте, выполнена таким об­ разом, что соединение их с элементами кон­ туров и цепей питания осуществляется мини­ мально короткими со­ единительными прово­

дами. Для увеличениярасстояния между сеточными и анодными цепями выводы сетки и анода в этих лампах сделаны на диаметрально противоположных сторонах цоколя. Некото­ рые лампы имеют двойные выводы основных электродов в це­ лях уменьшения индуктивности выводов.

Для повышения устойчивости усилителя, т. е. уничтожения склонности его к самовозбуждению, необходимо в максималь­ ной степени уменьшить всякие паразитные связи между ступе­ нями. Эти паразитные связи могут возникнуть не только при плохой экранировке ламп, но и в цепях питания отдельных сту­ пеней при недостаточной развязке между ними, а также при пересечении в корпусе шасси путей сеточных токов с анодными соками этой же или другой ступени, при неправильно выбран­ ных точках «заземления» элементов схемы. Все токи анода в

125

шасси предыдущей ступени и все токи сетки последующей сту­ пени должны замыкаться между лампами этих двух ступеней. На рис. 3.51 приведено размещение деталей двух ступеней на лампах типа 6Ж1П с одиночными контурами, здесь же изоб­ ражена электрическая схема этих ступеней. Все провода пита­ ния, а также различные контрольные цепи должны иметь очень

длина последнего должна быть не меньше некоторой определён­ ной величины, обеспечивающей необходимое затухание между последней и первой ступенями усилителя. Для прямоугольного волновода и для наиболее опасной в отношении самовозбужде­ ния волны типа #oi затухание в децибелах определяется выра­ жением

b = 27 — , d

где I — длина волновода, d — ширина.

Следовательно, для усилителя с коэффициентом усиления К допустимая длина шасси может быть вычислена из соотношения

Для повышения стабильности частотной характеристики уси­ лителя промежуточной частоты при смене ламп, кроме ёмко­ сти контура; состоящей из входной и выходной ёмкостей ламп

126

соседних ступеней, добавляется ещё специальная ёмкость по­ рядка 5 -г- 10 пф. Это применяется, как правило, в относительно узкополосных усилителях с полосой пропускания порядка 1 —г—5 Мгц. В усилителях с полосой пропускания более широкой, порядка 10-ь- 30 Мгц, дополнительные ёмкости не включаются, так как при столь широкой полосе добротность контуров и без того очень мала. ■ j

При относительно узкой полосе пропускания наиболее ча­ сто применяются усилители .второй группы, т. е. усилители с

расположенными на одном каркасе, или Т- и П-образные кон­ туры, подобные контурам в переходных цепях (рис. 3.32), вели­ чина связи в которых регулируется изменением индуктивности связи. В большинстве случаев настройка основных индуктив­ ностей производится латунными сердечниками.

Для усиления на промежуточных частотах в приёмниках ра­ диорелейных линий применяются специальные пентоды, обеспе-

чивающие большое отношение крутизны характеристики к ёмко­ сти лампы, что даёт возможность получить большой коэффи­ циент усиления при широкой .полосе пропускания. Пентод типа 6Ж4 (металлической серии) обеспечивает при полосе 10 Мгц коэффициент усиления одиночной ступени /Со = 5,5. Эта лампа применяется до частот порядка 30-5- 50 Мгц; на более высоких частотах входное сопротивление её резко падает и начинает сильно сказываться индуктивность выводов основных электро­ дов. Большой коэффициент усиления одиночной ступени обес­ печивают лампы типа 6ЖЗП и 6Ж5П («пальчикового» типа),

127