Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 126
Текст из файла (страница 126)
Одним из ведущих в мире производителеи цифровых модуляторов является фирма Нагло (США). Она выпускает в настоящее время возбудители 0161ТТМ и 016!ТСО*. В них тактовая частота синтезатора выбрана около 20 МГц, а для уменьшения уровня шумов квантования применена элементная база, работающая с числами от 16 до 32 разрядов. Шаг сетки частот на входе ЦАП доведен до /, = 0,.05 Гц, что позволяет обеспечить нормы на уровни побочных составляющих и шумов на выходе модулятора. 8.6.
Усилители ЧМ колебаний Исходными данными для проектирования усилителя являются мощность Р, развиваемая в нагрузочной цепи, схема включения прибора, напряжение питания. Они определены при разработке структурной схемы Тетродные усилители. Режим их выбирают слабоперенапряженным, близким к граничному (б = (1,01...1,02)бтр). Угол отсечки принимают оптимальным по энергетическим показателям. Рекомендуют применять 0 = 70 .. 80', в том числе и для схемы ОС. е Сведения о возбудителях содержатся в проспектах'фирмы Нагла.
668 ]"«Ес 77» ( Рис. 8.15 Рис. 8.16, 870 871 Мощность, рассеиваемая зкранирующей сеткой генераторного тетрода, ограничена. Для уменьшения погрешности ее расчета необходимо учесть зависимость крутизны Ягр от анодного тока. С этои цепью советуют определить по анодным [выходным) характеристикам напряжение е гр или принять его равным Егз. Значение тока г гр находят ориентировочно, приняв б = 0,80, а угол отсечки 0 = 75'. Тогда гаэр = 5Р г Ра а Ьгр = га гр/еа.гр га грг 8гз. Дальнейшии расчет можно выполнить, руководствуясь [1.1]. По его окончании уточняют коэффициент усиления мощности К„р = Р )Р а„, где Р аг 0 50«7ы для схемы ОК и Р аг 0~577«7а1 для схемы ОС.
В усилителях, построенных по схеме ОК, не рекомендуют выбирать К„р > 18 дб (40 раз). При необходимости усиление снижают, включая во входной цепи лампы балластный резистор Пе = 771/2Р 5, где Р 5 — мощность, рассеиваемая балластом: Р 5 — — Р а,е — Р „„. Остановимся на построении принципиальной схемы [рис 8.15). Показан резонансный усилитель на лампе с катодом прямого накала. Его анодный контур образован выходной емкостью лампы и отрезком коаксиальной линии. Плавная настройка контура осуществляется подстроечным конденсатором переменной емкости, грубая — перемещением короткозамыкающего поршня.
Связь с нагрузкой регулируемая емкостная. Входнои контур создают входная емкость лампы и индуктивность однопроводной полосковой линии, замкнутои на конце. Контур настраивают изменением длины линии, связь с источником возбуждения емкостная регулируемая. Нейтрализации обратной связи через проходную емкость и индуктивность общего электрода схема не требует. Вариант построения схемы оконечного усилителя с ОК дан на рис. 8.1б. Прямое прохождение колебаний со входа в нагрузку нейтрализуют с помощью емкостного моста.
Для создания противофазных напряжений используют двухтактный выход широкополосного трансформатора Т1. Конденсатор СЗ служит для устранения асимметрии, вызываемой подключением входа лампы к одной из обмоток Т1. Резистор К1 — балластный. Мост образуют два соединенных последовательно конденсатора С1, С2, проходная емкость Сар „и нейтродинный конденсатор С4. Нагрузка [ВКС) включена в диагональ моста. Неитрализация в однотакгном усилителе устраняет прямое прохождение и влияние обратной реакции на предоконечный каскад. Воздействие обратной реакции на вход оконечного каскада сохраняется, но это не столь опасно. '1рзнзисторные усилители. На частотах 100 МГц и более усилители выполняют однотактными или двухтактными на балансных транзисторах.
Режим работы принимают граничным или слабоперенапряженным. Угол отсечки тока в каскадах большой мощности выбирают близким к 90' или меньше. Усилители малой мощности, чеи КПД не оказывает влияния на энергетические параметры передатчика, работают в классе А. Схемные решения обычны. Два примера даны на рис. 8.17. В первом случае (рис 8.17,а) применен транзистор с высоким усилением. Цепь отрицательной обратной связи С4Й114 снижает усиление до допустимого уровня и расширяет полосу частот с равномерной АЧХ Напряжение смещения на базе — нулевое.
Транзистор работает с углом отсечки коллекторного тока меньшим, чем 90'. Вторая схема работает на более высоких частотах, где усиление в схеме с ОЭ невелико. В передатчиках радиовещательных и Н! ТВ диапазонов индуктивности и емкости являются сосредоточенными элементамиекатушками и конденсаторами. По мере увеличения частоты переходят к плоским спиралям, выполняемым проводящим покрытием на подложке, а затем к использованию отрезков полосковых линий в качестве индуктивностей. В дециметровом диапазоне отказываются от сосредоточенных емкостей, заменяя их пленочными конденсаторами.
Высокие уровни мощности получают с помощью мостовых схем суммированием колебаний нескольких модулей. Отдают предпочтение по- парному квадратурному сложению мощностей, как повышающему устойчивость устройства в целом, или многополюсным сумматорам типа квадратурных мостов. Конструктивно удобен и прост в изготовлении и регулировке синфазный мост [рис. 8.18) На невысоких частотах отрезки линий «УКАЗ и УУ12 заменяют их эквивалентами, полностью или частично выполненными на сосредоточенных реактивностях. В этом а) 77 И И аГ1т' б) Рис.
В.1т Рис. В.1В случае переходят к квадратурной схеме включением модулей по схеме зхопоглощения. 8.6. Нагрузочные и входные пепн усилителей"' Оконечный усилитель соединен фидерной линией с фильтром гармоник и включенным последовательно с ним разделительным фильтром. Каждое из этих устройств в диапазоне вещательных передатчиков избирательных свойств не проявляет. Выходные колебательные системы (ВКС) резонансных усилителей и фильтры гармоник проектируют, полагая фидер нагруженным на сопротивление, близкое к волновому. По стандарту КСВН < 1,11, а волновое сопротивление фидера х,ф = 75 Ом.
Наличие фильтра гармоник позволяет в передатчиках на тетродах построить ВКС в виде одиночного контура. Нагрузочные цепи транзисторов делают широкополосными и неперестраиваемыми. а Параграф написан совместно с Л.А. Бессоновой. Проектирование ВКС тетродиого усилители. Ее выполняют в виде коаксиального резонатора, который соединен с нагрузкой 1фидером) регулируемой связью, чаще емкостной. Конструктивно контур строят так же, как анодный телевизионного УМК. Требования к ВКС обычные — она должна настраиваться в резонанс в заданном диапазоне частот, обеспечивать расчетное нагрузочное сопротивление В, лампы, иметь высокий КПД и достаточную полосу пропускания. Общие вопросы проектирования ВКС рассматриваемых диапазонов оБсуждены в 1 7.3.
Выбор конструкции резонаторе и определение основных его размерое Примем одно.из рекомендуемых в гл. 7 решений (см. рис 7.14) Спроектируем резонатор на замкнутой на конце однородной коаксиальной линии, считая ее соединенной на входе с сосредоточенной емкостью С . Неоднородность линии на участке ее соединения с лампой учтем введением поправочного коэффициента к емкости С , считая Сь > Сьых.
Рекомендации по'определению ее величины даны в гл. 7. Зададимся размерами внутреннего диаметра .Р внешней трубы и внешним диаметром а — внутренней Они определяют волновое сопротивление линии передачи х'с = 13818~Р/д). Будем исходить из известного по справочным данным диаметра Р, радиатора, отводящего тепло от анода лампы. Начнем с решения, характерного для четвертого ТВ диапазона.
Выбирают конструкцию рис. 7.14,б, принимают Р— 1,2П, и д м 1,2Р„где П, — диаметр вывода экранирующей сетки. Приближенно П. = (0,5...0,6)П,. На третьем ТВ диапазоне рекомендуют вариант рис. 7.14,а. Здесь П = (1,5...2,0)Р, и д гэ 1,2Р,. На частотах до 150 МГц предлагают конструкцию рис. 7.11,е. Здесь можно принять Р = (2,0...2,5)Р„а диаметр Ы выбрать в интервале 10,5...0,7)Р,. Максимальное значение П ограничивает условие отсутствия в резонатоРе азимУтальных колебаний 1Р+ д) ( Лысо Обычно оно выполнлетсЯ с большим запасом вплоть до Ч ТВ диапазона, где лампы лучше не применять.
Не советуют выбирать отношение Р/д > 3,0. Длина резонатора может оказаться соизмеримой с его диаметром, что нарушает структуру электромагнитных волн, превращая резонатор в тороидальный. Наименьшее расстояние между проводниками коаксиальной линии задает условие электрической прочности: отсутствие пробоя между проводниками. Оно дает соотношение (Р— д) > (1,2... 1,5)Рьз/Еаои где Еььа допустимая напряженность электрического поля. Значение напряжения 7/ь, известно из расчета режима, напряженность Ед и ( 5 кВ/см Своеобразие конструкции (рис. 7.14,е) учтем, приняв только при расчете электрической прочности д = 1,2П,. Выбрав размеры П и д, находят волновое сопротивление линии Ее = 138!8(Р/д) Ом, максимальную и минимальную длины перестраиваемой части РезонатоРа 7п — — (Л/2к) агс18(Хэ/Уэ), где Хв — сопРотивление емкости.
В ходе проектирования диаь|етр П выбирают произвольно в рекомендуемом интервале. Варьируя этот параметр, получают множество допустимых решений. Дать общую рекомендацию по выбору наилучшей конструкции затруднительно из-за множества критериев, которые определяют требования к ней. Желательно, например, 572 873 иметь длину резонатора Хр ( Лшэх/8. Иногда для укорочения длины резонатора в разрыв внутреннего проводника включают сосредоточенную индуктивность (рис. 7,10).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
