7.5. Особенности вещательных однополосных

ПЕРЕДАТЧИКОВ ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЙ НЗЕ И R3E

Современные KB вещательные передатчики используются для веща­ния на удаленные территории (несколько тысяч километров) и поэтому имеют значительные мощности (200... 1000 кВт). Чтобы сократить по­требление электроэнергии и тем самым затраты на нее (эти затраты за год эксплуатации, например, 1000-киловаттного передатчика составля­ют около 75 % его стоимости), разработчики мощных передатчиков стремятся, с одной стороны, увеличить мощность информационного сигнала по отношению к полной мощности излучаемого ВЧ сигнала (переход от излучения АЗЕ к НЗЕ, R3E), с другой же стороны, по возможности увеличить промышленный КПД передатчиков.

Основной энергетический показатель передатчика — это отноше­ние полезной ВЧ мощности на выходе передатчика к мощности, потреб­ляемой передатчиком из сети: η_пром = P_ВЧ/P_потр. Поскольку около 90 % всей мощности потребляется анодной цепью выходного каскада, то часто вместо η_пром при оценках эффективности используются КПД анодной цепи оконечного каскада η_a = Р₁/Р₀.

Для ОК классического передатчика КПД анодной цепи [см. (2.35а)] . Графики, рассчи­танные по более точной формуле, приведены на рис. 7.5 (кривые1 и 2). Средний КПД каскада за период модуляции при η_а.max = 0,7 и глубине модуляции в пределах 0,3 < m < 0,5 в режиме НЗЕ составляет 0,35...0,45, в режиме R3E — 0,26...0,38. Промышленный КПД передатчика будет примерно на 10 % ниже.

Таким образом, ЛУ с одним ВЧ трактом, каскады которого работа­ют в недонапряженном режиме, при усилении сигнала, содержащего две составляющие — несущую с постоянной амплитудой и колебание с переменной амплитудой в боковой полосе, имеет низкую эффектив­ность.

Передатчик с раздельным усилением спектральных составляющих (русс) сигнала.

Если сделать передатчик с двумя независимыми усили­телями (один — для несущей с постоянной амплитудой с возможно высоким КПД, не ограниченным требованиями допустимого уровня нелинейных искажений, второй — для сигнала в боковой полосе, т. е. ЛУ с приемлемыми характеристиками), то общий КПД такого ком­плексного передатчика будет тем выше, чем больше относительная мощность несущей.

Действительно, если мощность и КПД усилителей несущей и колеба­ния в боковой полосе соответственно равны Р_н, η_н и Р_{б max}Х², η_{б max}Х, то суммарная ВЧ мощность Р_ВЧ = Р_н + Р_{б max}Х², а суммарная потребляемая анодными цепями ОК мощность

.

Общий КПД комплекса при усилении сигналов (7.5) можно вычис­лить из выражения

.

Графики для η_общ при η_н = 0,8 и η_{б max} = 0,7 приведены на рис. 7.5 (кривые 3 и 4). Они показыва­ют, что средний КПД комплекса η_общ при X = Х_ср на 20...25 % выше КПД классического пере­датчика с ОМ. Следовательно, η_пром может достигать 55...65 %, т. е. тех же значений, что и у пере­датчиков для AM с анодной мо­дуляцией. Правда, КПД такого комплекса существенно снижа­ется при понижении уровня несу­щей (кривая 4), т. е. когда колебание (7.5) по своим характеристикам приближается к колебанию с подавленной несущей. В этом случае влияние тракта несущей на КПД постепенно исчезает.

Рис. 7.5. Зависимости η_общ от X для

различных передатчиков и излучений

Передающий комплекс с РУСС для ОМ сигналов содержит специаль­ный возбудитель с двумя выходами, два мощных усилителя и использует две разнесенные антенны. Специальный возбудитель отличается от ти­пового возбудителя с ОМ (см. рис. 7.4) наличием еще одного выхода для немодулированного сигнала несущей (рис. 7.6). К трактам переноса подводятся параллельно одни и те же частоты f₂, f₃ и f₄. Но если к ТПБ подается модулированный сигнал U_б(t) с подавленной поднесущей час­тотой f₁, то на тот же вход ТПН подается немодулированное колебание с частотой f₁, вследствие чего на выходе усилителя Ус₂ оказывается колебание несущей частоты f_н, на выходе Ус₂, это колебание отсутствует. Полученные от возбудителя колебания u_н(t) и u_б(t) подаются на входы соответствующих усилителей передатчиков.

Передатчик для колебаний несущей обычно содержит несколько предварительных каскадов (на транзисторах и лампах), оконечный кас­кад и колебательную систему. Этот передатчик может иметь весьма высокий КПД (η_пром ≈ 75...80 %), если в предоконечном и оконечном каскадах использовать современные тетроды с высоким усилением по мощности (K_Р ≥ 40...60), установить для них слабоперенапряженный режим (ξ ≥ (1,05...1,1)ξ_гр) и сделать угол отсечки анодного тока равным 65...75°.

Передатчик для колебаний в боковой полосе должен содержать те же узлы и иметь те же характеристики, что и типовой классический пере­датчик с ОМ.

Рис 7.6. Структурная схема возбудителя для передатчика с РУСС

К достоинствам вещательного комплекса с РУСС следует отнести: высокий КПД, который приближается при передаче сигналов с НЗЕ к КПД AM передатчиков с анодной модуляцией, возможность получения высоких качественных показателей (малый КНИ, низкий уровень неже­лательной боковой полосы).

Что же касается недостатков комплекса, то их тоже по крайней мере два: техническая сложность комплекса из-за двойного количества кас­кадов, колебательных систем, телевизионных фильтров, усложненной системы управления; необходимость установки двух антенн с одинако­выми характеристиками и слабой взаимной связью.