Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 114
Текст из файла (страница 114)
Линейность усиления в табл 7.4 нормирована по уровню коэффициента интермодуляционных искажений (КИИ) при СУ. Транзисторы постоянно теснят вакуумные приборы в мощных каскадах УМ ТВРС и радиовещательных передатчиков с ЧМ. В последние годы специально для применения в ТВРС с СУ выпущены суперлинейные транзисторы и балансные транзисторные микросборки для построения двухтактных УМ на уровне 100...250 Вт радиосигнала изображения.
Для получения более высоких мощностей используют схемы сложения мощности отдельных модулей. Коэффициенты усиления мощности в наиболее мощных транзисторных широкополосных УМ составляют: в Р Н диапазоне 12... 15; в ! Н диапазоне 8...10, в )Ч-Ч диапазоне 6...8. Подробно вопросы проектирования транзисторных УМ в ТВРС рассмотрены в 1 7.6. Усилители мощности с раздельным и совместным усилением радиосигналов изображения и ЗС Выбор способа усиления является одним из важнейших вопросов, но он не всегда имеет однозначное решение.
Преимущества СУ: значительное снижение объема и сложности аппаратуры и, как следствие этого, упрощение обслуживания станции. Недостатки СУ: появление интермодуляционных искажении и снижение КПД из-за снижения эффективности использования активных элементов по мощности Остановимся на важных при проектировании УМ последствиях указанных недостатков. Интермодуляционные искажения проявляются в возникновении КОМБИНаЦИОННЫХ ЧаетОт ВИДа Шв',Гввв яз Ш Гузув»,ЗС Ш Пуз», цв ИЗ-За НЕЛИ- нейности тракта усиления. Эти частоты попадают в полосу собственного радиоканала и в соседние ТВ радиоканалы. Допустимый уровень амплитуд комбинационных частот Гввв.вз +.Гвввзс — 7»епцв и 27ввс.цв Хвесзс не должен превышать — 51 дБ при уровне несущих: 77(7я,„в,) = — 7 дБ, с(7яввзс) = 10 дБ, 77(7ввьцв) = — 17 дБ, отнесенных к уровню синхроимпульса.
Если уровень комбинационных частот выше нормы, то на экранах телевизоров появляется заметный "муар' . Улучшить линейность тракта усиления можно, снижая мощность, снимаемую с ламп и транзисторов, что ведет к уменьшению КПД станции. Поэтому часто в тракт совместного усиления на ПЧ приходится включать корректор йиеиий 1виййи Реягеяиейяг йее гйе е - пиес из, егги -еа -йяе уяесиз Е/ Рас. 7.6 интермодуляционных искажений (см.
рис. 7.2). Для подавления ком-. бинационных частот, попадающих в соседние каналы, на выходе ТВРС устанавливают специальный режекторныи фильтр. Его схема приведена на рис. 7.8,а, а АЧХ вЂ” на рис. 7.8,в Каждый режектор выполнен в виде коаксиального резонатора длиной примерно А/4, который вместе со встроенной емкостной связью образует последовательныи контур, резо-. нирующий на частоте подавляемой комбинационной (рис. 7.8,б).
Отсюда ясно, что требование высокой линеиности УМ в ТВРС с СУ является определяющим при выборе типа активного элемента. Снижение эффективности использования по мощности активных элементов происходит за счет резкого возрастания пиковой мощности, которая из-за биений радиосигналов изображения и ЗС при передаче синхроимпульса достигает 1,73Р „„„,.
Следовательно, тракт УМ в режиме должен иметь запас в 1,73 раза по мощности в сравнении с УМ радиосигнала изображения при РУ. Из всего сказанного следует, что выбор режима усиления с СУ или '13 РУ неоднозначен Однако можно утверждать, что для ТВРС до 2 кВт !) безусловно предпочтительнее схема СУ; для более мощных транзисторных УМ вЂ” схема РУ; для передатчиков на тетродах и клистродах— схема СУ. Прогресс техники и переход к цифровому вещанию свидетельствуют в пользу ТВРС с СУ, так как только их можно будет отнести к разряду так называемых двухрежимных передатчиков, т.е.
пригодных как для аналогового, так и цифрового ТВ вещания. При использовании схемы РУ тракт усиления радиосигналов состоит из отдельных УМ радиосигнала изображения и УМ радиосигнала ЗС (рис. 7.9). Сигналы с выходов УМ складывают в выходном раздели- 11 тельном фильтре (РФ). Схемы РФ описаны в (1.1, з 9.9). Все приве- ',~ 11 денные выше соображения, касающиеся выбора активных элементов и ~' схем, применимы при разработке УМ радиосигнала изображения. УМ ЗС строят так же, как УМ передатчиков ОВЧ-ЧМ вещания (см. гл. 8).
Так как мощность на выходе УМ ЗС не превышает единиц киловатт, то во многих ТВРС они построены на транзисторах. Подавление побочных излучений на выходе ТВРС. Уровень любо- Ееиц уя го побочного излучения на выходе ТВРС изейре должен составлять не более -60 дБ от ноиеиия Рте яс минальнои мощности станции.
Кроме то- яй го, нормированы абсолютные допустимые яих ия уровни побочных излучений: менее 1 и 20 мВт соответственно у передатчиков метрового и дециметрового диапазонов. Поэтому наряду с режекторным фильтром подавле- Рис. т.в ния комбинационных частот, появляющихся в УМ СУ (рис. 7.8), во всех ТВРС приходится дополнительно подавлять высшие гармоники, относительныи уровень которых на выходе телевизионной радиостанции без принятия каких-либо дополнительных мер составляет от — (20... 25) дБ для второй гармоники до — (50...55) дБ для пятой гармоники; уровни гармоник выше шестой обычно пренебрежимо малы.
Для этого ставят специальные фильтры подавления гармоник с реальным затуханием порядка 60 дБ (а с расчетным 70... 80 дБ) и более. При этом фильтр гармоник должен обеспечивать в полосе телевизионного канала достаточно точное согласование с входным сопротивлением отходящего фидера (КБВ на входе фильтра при работе на соответствующую активную нагрузку должен быть не хуже 0,85...0,9). Фильтры гармоник современных ТВРС строят как фильтры нижних частот Это позволяет во многих случаях использовать один и тот же типоразмер фильтра для подавления гармоник на выходе ТВРС не только в данном частотном канале, но и в нескольких смежных телевизионных каналах.
В схемах с РУ фильтры гармоник включают на выходе каждого УМ (изображения и ЗС) перед РФ (рис. 7.9), что дополнительно позволяет существенно понизить уровень колебаний комбинационных частот между несущей одного канала (например, изображения) и высшими гармоническими частотами другого (например, звукового сопровождения). Эти комбинационные компоненты возникают вследствие проникновения (через упомянутыи РФ) на аноды (коллекторы) выходных активных элементов одного УМ напряжения с выхода другого.
При очень большой мощности ТВРС, состоящей из двух полукомплектов, фильтры гармоник целесообразно включать на выходе каждого из полукомплектов. Поглопгение отраженных волн в УМ. Отраженные волны в УМ возникают прежде всего из-за рассогласований во входных цепях активных элементов и на выходе ТВРС, где из-за неоднородностей в антенно-фидерном тракте появляется фидерное эхо. Для устранения рассогласований в ТВРС широко используют ферритовые циркуляторы и вентили в качестве развязывающих элементов между отдельными ступенями усиления в УМ. При сложении мощностей двух модулей или полукомплектов в большинстве случаев используют квадратурную мостовую схему (см.
рис. 7 5), что позволяет погасить отраженные волны на входе и выходе модулей в балластных нагрузках мостов. 616 517 Для борьбы с фидерным эхом циркулятор устанавливают на выходе ТВРС. При этом его целесообразно включать непосредственно на выходе оконечного каскада УМ. Тогда при всяких коммутациях в последующем радиотракте (например, при обходе моста сложения) нагрузка тз на активный элемент будет оставаться практически постоянной; устраняются отражения в участке фидера, отходящем от каскада. Главное же, «1 при системе сложения (см. рис. 7.5) включение отдельного циркулятора в каждом полукомплекте позволяет применить такой прибор с меньшей номинальной проходящей мощностью.
С точки зрения уменьшения вредных последствий (на приеме) повторных отражений от элементов антенно-фидерной системы такое включение, естественно, менее выгодно; однако зти отражения второго порядка малости (по сравнению с отражениями от выхода передатчика). Современные циркуляторы допускают средние проходящие мощности на дециметровых волнах порядка сотни киловатт, а на метровых — порядка десятка киловатт. Они создают в прямом направлении потери примерно 0,5...1,0 дБ, а в обратном 15...20 дБ при КБВ на входе не ниже 0,8...0,9. Эти устройства пока сравнительно узкополосные (полоса приблизительно от ~~б .. 8) до ~(10...12) % относительно среднеи частоты); поэтому даже для перекрытия диапазонов, например, 174...230 или 470...638 МГц необходимы два типоразмера циркуляторов.
Начиная с проходящих мощностей в сотни ватт, циркуляторы требуют принудительного охлаждения. При построении УМ по схеме сложения (см. рис. 7.5) следует учитывать, что полукомплекты должны обладать запасом по мощности большим, чем если бы они непосредственно работали на ту же несогласованную нагрузку, так как рассогласование на входе моста сложения для одного из полукомплектов дополнительно увеличивается.
Например, при активной нагрузке с КСВН = 1,25 этот запас должен быть здесь не менее 0,22, а в случае КСВН = 1,41 — не менее 0,35. Выбор системы резервирования. Совершенно ясно, что надежность ТВРС вЂ” один из ключевых моментов выбора аппаратуры и схемы ее комплексирования, а когда исчерпаны возможности повышения надежности элементов схемы, важно выбрать оптимальный вариант резервирования оборудования.
Практикой отобраны три оптимальные схемы резервирования: схема 1 — резервирование замещением или схема 1 + 1; схема  — схема сложения мощности (вариант схемы нагруженного резервирования); схема 111 — схема скользящего резервирования. Схема !является самой простой, но и самой дорогой, так как для ее реализации требуется двойной комплект оборудования. Схема рекомендуется для сравнительно недорогих ТВРС малой мощности (до 1...5 кВт). При больших мощностях возможно в качестве резерва УМ использовать УМ меньшей мощности.
Схема 11(см. рис. 7.5) привлекает тем, что для ее реализации требуется оборудование половинной мощности, что позволяет получить номинальную выходную мощность при использовании активных элемен- тов половинной мощности. При отказе одного из полукомплектов, т.е. оборудования половинной мощности, соответствующий фидерный переключатель на выходе моста сложения автоматически коммутирует работоспособный полукомплект на антенну в обход моста сложения. Кратковременное снижение мощности на выходе передатчика вдвое (на 3 дБ) можно считать допустимым в течение сравнительно небольшого времени, необходимого для ликвидации отказа.
Данную схему широко применяют в отечественной практике. В транзисторных УМ мощностью в сотни ватт и единицы киловатт, выходные каскады которых построены по системе сложения колебаний нескольких модулей с автономными источниками питания, непрерывная работа может обеспечиваться разделением оконечной ступени или ступеней на два полукомплекта, работающих по схеме сложения мощностей (с обходом моста при аварии), и использованием в предварительном тракте ненагруженного резервирования замещением. Однако находит применение и более простое решение — при выходе из строя модулеи никаких коммутаций не производят (если конструкция позволяет, модуль просто вынимают из стойки), при этом остальные модули продолжают нормально работать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
