Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 13
Текст из файла (страница 13)
1,12). Сложение мощностей используют также для повышения надежности радиовещательных, телевизионных и некоторых связных передатчиков [1.1] и для борьбы с отражениями от неоднородностей в УЯ ~ фидере телевизионных передатчиков изображения ("фидерным эхом") [1.1]. Эти вопросы рассмотрены в соответствующих главах пособия. л В последние годы в связи с разработкой теории фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ) и выпуском эффективных переменных реактивностей, управляемых напряжерис. 1.13 нием, — варикапов — появилась возможность более простого построения некоторых типов передающих устройств (рис.
1.13), В таких передатчиках единственная радиочастотная ступень — мощный автогенератор — работает непосредственно на антенно-волноводный тракт, система ФАПЧ [1.1] обеспечивает заданную стабильность частоты. В автогенераторе используется мощный транзистор (или лампа), а остальные узлы передатчика строятся на основе современных микросхем. Главная трудность при таком построении передатчика заключается в том, что нет гарантии надежной работы системы автоматической подстройки частоты при значительных изменениях внешних условий (параметры антенны, питающие напряжения, температура среды и др.).
Могут возникнуть трудности и с подбором варикапа для подстраиваемого по частоте автогенератора. Составление структурной схемы передатчика начинается с выходного каскада, поскольку задается выходная мощность передатчика. Мощность транзисторов или ламп выходного каскада Р| определяется выходной мощностью передатчика РА и потерями в его выходной фильтрующей и согласующей цепи (ВФС). Потери в выходной фильтрующей и согласующей цепи можно в первом приближении учесть на основе анализа и обобщения существующих передатчиков, Результаты такого анализа приведены в табл, 1.13, где указаны примерные значения КПД ВФС в разных условиях.
Меньшие значения КПД относятся к ВФС, состоящих из одного- двух контуров, большие — из трех-четырех. Возрастание по мере увеличения числа контуров обусловлено возможностью увеличения связи между контурами. Увеличение связи приводит к возрастанию вносимого сопротивления Л „, а следовательно, и КПД ВФС: пвфо = 1 — й, „г(гк + Вьи). Таким образом, Р1 — Рд(г1вфо. Таблица 1.13 Ламповый передатчик Необходимая паспортная (номинальная) мощность лампы (или ламп) выходного каскада определяется с учетом заданного вида и выбранной схемы модуляции, что рассмотрено в соответствующих главах.
Прежде чем по требующейся мощности выБирать конкретные типы ламп, необходимо выбрать однотактное(несимметричное) или двухтактное (симметричное) построение выходного каскада. Свойства обоих вариантов построения схем общеизвестны из [1.1] Общая тенденция сейчас такова: наиболее часто используется однатактная схема, как более простая и компактная, не нуждающаяся в дополнительных мерах подавления специфического внеполоснога излучения, присущего двухтактным схемам, — "однотактной волны, т.е.
несимметричной относительно общего провода ("земли"). При необходимости обеспечить работу несимметричного выходного каскада на симметричную нагрузку (например, двухпроводный симметричный фидер) применяют широкополосные симметрирующие трансформаторы с ферритовыми сердечниками (см. 1' 3.3) или другие средства. Поскольку пока ферритовые трансформаторы находят применение при мощностях не более нескольких десятков киловатт, передатчики большой мощности (более 100 кВт) при работе на симметричную нагрузку имеют обычно двухтактный выходной каскад.
Двухтактные каскады применяют также при построении колебательных систем на основе отрезков двухпроводных симметричных линий. И наоборот, каскады, построенные на основе коаксиальных резонаторов, могут быть только однотактными. По двухтактной схеме строятся широкодиапазонные транзисторные каскады, если для повышения КПД используется режим с отсечкой тока (обычно при этом угол отсечки коллекторного тока 0 = 90'). Когда в соответствии с рекомендациями э 1.4, 2 9 и с учетом построения каскада по симметричной или несимметричной схеме выбраны лампы выходного каскада, принимвется решение о выборе схемы с общим «атодом или общей сеткой [1.
1]. Всвязи с известными преимуществами ламп с зкранирующей сеткой и выпуском большого ассортимента новых генераторных тетродов наиболее часто в современных передатчиках используют схему с общим катодом на тетродах, дающую, как известно, наибольшее усиление по мощности. Схему с общим катодом применяют также при использовании три' .одов в.диапазонах гектаметровых волн, обычно совместно со схемами ' нейтрализации вредного влияния проходной емкости триода. При необходимости использования триодов в диапазонах декаметровых и метровых волн применяют исключительно схему с общей сеткой, обладающую, как известно, малой проходной емкостью, но обеспечивающую малое усиление по мощности. В коротковолновых и ультракоротковолновых передатчиках для повышения устойчивости по схеме с общей сеткой иногда включают тетроды.
В мощных многоканальных связных однополосных передатчиках для обеспечения необходимой высокой линейности усиления колебаний с меняющейся амплитудой также применяют включение тетродов по схеме с общей сеткой (см. гл. 6). Для того чтобы определить, какие лампы следует применить в предоконечном каскаде, следует воспользоваться упомянутым выше коэффициентом ЛгР = Р~зыч1„1/Р~зан<„П, где Р,з,нг„1 — номинальнаЯ мощность ламп какого-то каскада, например выходного; Ршьн1 Н— номинальная мощность ламп предшествующего каскада, в данном примере предоконечного. Для определения значений коэффициентов Агр можно воспользоваться табл. 1.12.
Зная номинальную мощность ламп выходного каскада и вид его работы (усиление модулированных колебаний, анодная модуляция и др.), тип ламп (с экранирующей сеткой или триоды) и схему включения (с общей сеткой или с общим катодом), по табл. 1,12 можно определить ориентировочное значение АГр1„1 обсуждаемого (в данном примере выходного) каскада. Теперь ориентировочное значение номинальной мощности ламп предыдущего каскада можно нанти по формуле Р, н1ь П ю Р,„,, ~„1/Мрй и где индекс (и — 1) относится к предыдущему (в данном примере предоконечному) каскаду.
Аналогично приведенным выше рассуждениям принимается обоснованное решение о построении (и — 1)-го каскада: однотактныи или двухтактный, на тетродах или триодах, с общим катодом или с общей сеткой, конкретный тип ламп и их номинальная мощность. По табл. 1.12 для (и — 1)-го каскада определяется значение Мр1 П и вычисляется ориентировочное значение номинальной мощности ламп следующего (и — 2)-го каскада.
Так продолжается до тех пор, пока необходимая мощность очередного каскада окажется равной (или несколько меньшей) мощности выбранного ранее типового возбудителя или намеченной предварительно мощности автогенервтора (индивидуального возбудителя). Как уже отмечалось, вероятное значение мощности возбудителя Рзь,е ( 0,01 Вт. Наконец, зная типы ламп всех каскадов и их питающие напряжения Е„Е,ы можно определить минимальна неоБходимое число выпрямителей и их напряжения, величины которых должны быть стандартными [1.1; 1,27; 1.54], Если оказалось целесообразным построить выходной каскад по симметричной (двухтактной) схеме, то, как правило, в состав передатчика приходится вводить так называемый симметрирующии каскад, осуществляющий переход ат однотактной схемы к двухтактной, поскольку возбудитель и маломощные каскады в подавляющем большинстве случаев бывают однотактными.
Реэонансныи симметрирующий каскад обладает низким КПД колебательного контура и = 1 — (Уь/1ы)/(р~Ях,хУ~), так как его коэффициент анодной связи р = 0,5. Поэтому номинальную мощность ламп резонансного симметрирующего каскада приходится Брать в 2...4 раза больше необходимой для обычного каскада усиления. По этой причине симметрирующии каскад располагают в середине структу ной схемы передатчика, а именно в таком месте, чтобы, с одной стороны, ы, было как можно меньше сложных двухтактных каскадов, а с другаи стороны, низкий КПД контура симметрирующего каскада не приз адил к заметному снижению промышленного КПД передатчика в целом. ра т П к ически передатчики, имеющие симметричный выходной каскад, строились с двумя-тремя двухтактными каскадами при мощности примерно до 50 кВт и с тремя-четырьмя при Больших мощностях.
Если же каскад, предшествующий первому двухтактному, выполнен на транзиста х, н анзистарах, то межкаскадная связь обычно выполняется на трансформато ф аторах. При этом дополнительных трудностей в обеспечении симметричного возбуждения двухтактного каскада не возникает. Транзисторный передатчик Расчет структурной схемы транзисторного передатчика начинается с определения необходимого числа транзисторов для получения заданной мощности. Исходя иэ этого выясняется вазможность применения "классической" структурной схемы рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
