Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 105
Текст из файла (страница 105)
Для оценки степени нелинейных искажений здесь и ниже будем пользоваться коэффициентом нелинейных искажении третьего порядка Куз (см. [1.1, 0 7.10; 6.4, с. 213; 1.44)). Результирующее значение 16узевщ, дБ, для усилителя с числом каскадов Аг можно получить из формулы Здесь Куз; = АзуАг — отношение амплитуд составляющих тре-' тьего и первого порядков на выходе усилителя с номером». Формула справедлива при Кузг ( 0,05, т.е.
при Куз ( — 20 дБ, и в тех случаях, когда нелинейные искажения, возникшие в одних каскадах усили-, теля, не компенсируются обратными по знаку искажениями в других.' В промежуточных усилителях получение низких значений Куз; достигается применением ламп с квадратичными характеристиками и полевых МДП-транзисторов и слабым их использованием (низкие значения Ргщ»„7»Р»»ч). Для мощных каскадов Куз выбирают компромиссное решение между уровнем нелинейных искажении и энергетическими показателями каскада Обычно для выходного каскада принимают Куз, на 4...6 дБ меньше 16уз„е Оставшуюся часть искажений распределяют между остальными каскадами, задавая для каскадов меньшей мощности более низкие уровни искажении ( — 45... — 65 дБ). По полученным результатам целесообраз/ гг но построить график функции Куз — — 20 18 ~~~ Куз; аналогично тому, »=1 которыи показан для иллюстрации на рис.
6.4 штриховой линиеи для передатчика с Куз зщ — — — 36 дБ При построении графиков РгАщех и Кузсгн следует руководствоваться тем, что уровень сигнала на выходе типового возбудителя около 5 мВт, на выходе передатчика для конкретного случая, принятога для рис. 6.4, 80 кВт; Куз „на выходе типовых возбудителей можно принимать равным — 55 дБ; на выходе проектируемого передатчика — по ГОСТУ. Далее производится расчет диаграммы уравнен. Для этан цели прежде всего необходимо установить по материалам гл.
1 ориентировочные эначениЯ »7вкс — КПД колебательной системы ВКС и гб,т — КПД симметрирующего трансформатора СТ. Коэффициент полезного действия ВКС зависит от числа контуров в ВКС, их загрузки и определяется в результате расчета ВКС для необходимой фильтрации.
Для расчета же структурной схемы гувкс и»уст можно задать, руководствуясь соотношениями между Р44, и»7вгсс, приведенными в гл. 1, а 77ст принять равным 0,9...0,97. Найдя максимальную мощность, отдаваемую электронным прибором выходного каскада в колебательную систему: следует перейти к выбору типа ЭП. Если в ТЗ нет специфических требований, из которых следует однозначныи выбор, то можно руководствоваться примерными правилами: передатчик для фиксированной службы мощностью больше 5 кВт — в выходном каскаде целесообразны лампы-тетроды; передатчик подвижной службы до 1 кВт — более целесообразны транзисторы (МДП).
Желательно использовать лампы суперлинеинои серии с удлиненным нижним сгибом статических характеристик (ГУ-82, ГУ-84, ГУ-94П, ГУ-104А и др.). Такие лампы могут отдавать мощность, равную до 70... 100 % от номинальной, работая без токов управляющей сетки и обеспечивая 1»уз С вЂ” 40 дБ Поскольку современные тетроды имеют номинальные мощности от 50 Вт до 1 МВт, то в коротковолновых передатчиках, связных и радиовещательных, начиная с 70-х годов применяется в выходном каскаде однотактная схема с общим катодом, а для получения заданной мощности используется подходящая по мощности лампа.
В передатчиках на транзисторах целесообразны блочное построение мощных каскадов (например, рис 7.32 в [1.1) и рис 1 15 в [2 1]) и двухтактные схемы в блоках Что касается выбора номинальной мощности ЭП для выходного каскада, то можно исходить из следующих соображений: а) в передатчиках, которые должны длительное время работать при максимальной мощности Рь„, (например, при одноканальнои передаче сигналов А1А, Р1В и др.), номинальную мощность ЭП Рш, выбирают из условия 1 1эен: (1 1 ..
1 4)Рг»аех и по справочнику подбирают тип лампы, котоРая отдает такую мощность в режиме линейного усиления и желательно при отсутствии тока управляющей сетки; б) для ламповых передатчиков, в которых Р, х достигается на очень коротких интервалах времени 1многоканальный групповой сигнал), а длительная работа с излучениями А1А, Г1В, г7В и др, предусмотрена с пониженнои мощностью Ртд < РАор, цЕЛЕСООбраЗНЕЕ ЗадаВатЬ И НОрМИрОВатЬ СрЕдНЮЮ МОщНОСтЬ в антенне Ртхор. Критерием пригодности того или иного ЭП в этом слу- ЧаЕ яВЛяЕтСя ВЫПОЛНЕНИЕ НЕраВЕНСтьа Рх,р ( Рхдол Прн ЗадаННОИ Ртукор 1Рхор — средняя, а Р л,„— допустимая мощности рассеяния ЭП). Ориентировочныи расчет средней рассеиваемой мощности производится в следующем порядке. 1.
По известнои сРедней мощности Рта,р опРеделЯетсЯ сРеднЯЯ мощ- ' ' ность, отдаваемая ЭП, Ркр —— Рук,р/гуйкс, где ппкс — ориентировочный КПД выходной колебательной системы 1см. табл. 1.12). 2. Из всех заданных для проектируемого передатчика видов работ по" табл. 6.1, выбираем такой, для которого отношение Хз/Х минимально," 3. Приняв ориентировочно максимальный КПД анодной цепи уси- лителЯ О,„х ох 0 7 и коэффициент ф„Равным 0,15...0,25, найдем длЯ; выбранного вида работы средний КПД анодной цепи оконечного уси- лителЯ г1 ор = ОьшехХз/~Х +,Ол) и затем сРеднюю мощность, Рассеиваемую на аноде, Рь.ор — Р1ор(1 — гух ор)/гуе.ср. По Рт,р и Рх,р выбирают подходящие типы ламп. Окончательное решение о пригодности выбранной лампы производится после полного ' расчета усилителя. Выбор типов транзисторов для КВ передатчиков, в которых транзисторы раБотают в недонапряженном режиме с ОМ, может проводиться аналогичным образом 1см.
выше п. 1), однако соотношение между номинальной мощностью транзисторов и максимальной отдаваемой транзисторами мощностью принимается в виде 7 твое ~ ЭР1 кшх> так как в транзисторных усилителях перегрузка ЭП недопустима. Число и выбранный тип ламп или транзисторов указывают на со-;к ставляемой структурной схеме 1рис. 6.4). Для определения максимальнои отдаваемой мощности предоконечным каскадом необходимо установить коэффициент усиления по мощности КР для выходного каскада и КПД колебательнои системы предо- КОНЕЧНОГО КаСКаДа ПКСлр, . ДЛЯ ОРИЕНТИРОВОЧНОГО РаСЧЕта СтРУКтУРНОй схемы передатчика с ОМ значения Кр = 7тр = Ртшьх/Рошхх можно установить по табл. 1.12, где эта величина обозначена через 7тр.
Выбор пксор, обусловлен степенью снижения напряжения возбуждения при возникновении тока в цепи управляющей сетки 1или базы) ЭП выходного каскада, а значит, нелинеиными искажениями. Для того чтобы не увеличивать заметно общий уровень нелинейных искажений, Р1 тах ПОК вЂ” Р1 шьхОК /(ОкскромКр ).
По этой мощности выбирают тип ЭП предоконечного каскада. Приведенные выше для предоконечного каскада расчеты повторяются последовательно для каждого предварительного каскада ЛУ. При этом следует иметь.в виду, что для сравнительно маломощных каскадов в целях достижения низких значений Куз допускают весьма слабое использование ЭП (6 ( 0,7... 0,5) и работу в классе А без сеточных токов для ламповых и с малыми токами базы для транзисторных усилителей.
После выбора типов ЭП для всех каскадов уточняют номинальные значения питающих напряжений, которые указывают на структурной схеме. Целесообразно также указать на схеме рабочие частотные диапазоны для каждого узла схемы, т.е, составить частотный план передатчика. Все данные, полученные при ориентировочном расчете структурной схемы, следует рассматривать как основные пункты ТЗ для детального проектирования каждого каскада. Для проверки ориентировочного расчета структурнои схемы передатчика целесообразно построить диаграмму уровней мощности в передатчике, принимая за нулевой уровень 1мВт на сопротивление 600 Ом и откладывая в децибелах уровни сигналов на выходе каждого каскада.
В некоторых узлах тракта передатчика 1диодные БМ, фильтры, сумматоры на активных сопротивлениях и др.) имеет место ослабление группового сигнала. При составлении диаграммы уровней можно принять следующие приблизительные значения этих ослаблении в децибелах: 4...12 8...12 8...14 8...10 Свыше 20 Диолный БМ, амплитудный детектор . Кварцевые канальные фильтры . Механические канальные фильтры Катушечные ФСС Сумматоры резистиэные При использовании в проектируемом передатчике типовых возбудителеи расчет структурнои схемы производится для всех каскадов, включая первый после возбудителя каскад. На рис.
6.4 для примера приведена диаграмма уровней для передатчика мощностью 80 кВт 1непрерывная линия — выходные мощности каскадов, штриховая — уровни нелинейных искажений Куз„ун). Эта диаграмма дает ясное представление о распределении усиления в тракте, а также показывает точки с малым уровнем сигнала, где наиБолее вероятно возникновение помех при недостаточной экранировке. В начале следующего этапа проектирования неоБходимо разработать или выбрать принципиальные схемы проектируемых каскадов. Для этой цели можно использовать следующие схемы: гйссэрои п Рин и мают в и Редел ах О, 1...
О, 5. БольшаЯ цифРа относитсЯ к' малым сеточным (или базовым) токам (тошкх < О 01тхгохх). Ориентировочная отдаваемая мощность предоконечного каскада 480 481 Рис. в.в схемы выходных каскадов на тетродах, см. [1.1. рис. 3.2; 3.23; 3.24' й 7.36], а также рис. 6.5 даннои главы; схемы выходных усилителей с распределенным усилением (УРУ). [1.1, рис. 3.14; 6.8, рис. 6.23; 6.24; 6.27]; схемы усилителей с общей сеткой [1.1, рис. 2.26; 3.27]; транзисторные усилители с вилкой фильтров [1.1, рис. 2.62]; структурные схемы оконечных каскадов рис. 1.15 и [1.1, рис. 7.32]; схема двухтактного усилителя [1.1, рис. 3.33]; усилители с ООС по ВЧ [1.1, рис. 7.37]; структурная схема усилителя с ООС по огибающей [1.1, рис.
7.38]. Наконец, можно воспользоваться рис. 6.5,а, где представлена схема', мощного предоконечного усилителя на транзисторах, схема суммирования мощности четырех транзисторных блоков. На рис. 6.5,6'показано' искажение напряжения возбуждения при работе лампы оконечного каскада с токами в цепи первои сетки. Из этого рисунка следует, что при увеличении мгновенного напряжения е, ) 0 возникает сеточный ток, резко падает входное сопротивление и вершина импульса снижается, достигая значения е, вместо е,ы,х. После разработки принципиальных схем каскадов можно переходить к техническому расчету.
6.5. Технический расчет параметров режима выходного каскада Технический расчет каскада, состоящий из расчета параметров режима ЭП по заданной отдаваемои мощности, расчета средних значений электрических величин, расчета элементов схемы и расчета ВКС, ведется по ТЗ, сформулированному при проектировании структурной схемы передатчика (отдаваемая ЭП мощность Р1 или Рыр, тип и число ЭП, диапазон рабочих частот, способ охлаждения ЭП, номинальные напряжения питания, коэффициент нелинейных искажений и др.). Расчет параметров режимов ламп и транзисторов усилительных каскадов можно выполнять по традиционным методикам, изложенным в [1,1, гл. 2; 1.44 и 2.1], а также в гл. 2-4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
