Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 14
Текст из файла (страница 14)
1.14 (если для выходного каскада требуется не более четырех транзисторов) или необходимость использования системы сложения мощностеи нескольких модулей (см. рис. 1.12). Следует помнить, что устроиства сложения и распределения мощностей При использовании схемы рис. 1.14 ее расчет производится аналогично расчету ламповой схемы. Необходимо только учитывать зависимость коэффициента усиления по мощности транзистора от частоты. В каскадах усиления мощности радиочастоты транзисторы обычно используются на пределе их вазможностей по мощности и частот . щ е. Ча е всего они работают в области высоких частот /р,е > 3/д [1.1], поэтому Кр мал и приближенно зависит от частоты следующим образом: Кр яэ К~(/'/Я~(Ек/Е]()1(Р,'/Р ), где 'р, ~з, К', ~ы, Е', Р' иэ табл. 1.1-1.13 — величины, характеризующие использование транзистора в проектируемом передатчике.
Ряс. 1.14 67 На рабочих частотах ниже 3/д эта закономерность не выполняется и приходится оценивать Кр транзистора на основе анализа передатчика- прототипа, сведений из справочников [1.2, 1.5). Следует иметь в виду, что по соображениям устойчивости работы ГВВ к самовоэбуждению следует принимать в расчет значения Кр не выше 25...
30 (з 2.16), Если намеченный к применению транзистор на рабочей частоте рассматриваемого каскада предположительно обладает Кр > 30, следует попробовать подобрать другой транзистор с меньшим значением граничной частоты /4, который при той же мощности будет дешевле и несколько надежнее. Если же оказывается необходимым использовать модульныи принцип построения, то прежде всего определяется возможная мощность модуля. Обычно модуль строят широкополосным трансформаторным [1,1].
Для повышения КПД используют режим с отсечкой коллектор- ного така д = 90' или, реже, ключевой. При работе с отсечкой для обеспечения примерно гармоническои формы колебаний на выходе модуля необходимы либо фильтрующая (и согласующая) система, либо двухтактная трансформаторная схема [1.1). Число транзисторов в плече двухтактного усилителя не превышает двух из-эа большого разброса параметров; чаще используют по одному. Выбрав тип транзистора, их числа в модуле (два или четыре) и учитывая КПД выходного трансформатора г),р т 0,85... 0,9, определяют мощность модуля Рч - глРг/г) р, где гл — число транзисторов в модуле. С учетом КПД фильтрующей системы передатчика г)йфп 0,75...0,9 и устройств сложения мощностеи г)с 0,8...0,9 определяем число модулей в выходной группе (в выходном каскаде); 341п) ~ ~Рви»/(т)4»сг)с»Рм).
Число модулей в предшествующей (предоконечной) группе зависит от коэффициента усиления модуля по мощности Кр, ориентировочное значение которого определяется, как описано выше, с учетом КПД входного трансформатора и устройства распределения мощности, имеющего междУ гРУппами (каскадами) 0,п — г)расе»з 0,8...0,9: 571п-1) 1~ (Рвых/г)ф.сг)слг)трКр)/(г)грг) „пР„).
Естественно, число модулеи может быть только целым. Если Кр модуля недостаточен (например, Кр < 5), число модулей в предшествующей группе М1п г) получается большим, что невыгодно. Для увеличения Кр модуля его делают состоящим из двух (или более) последовательных каскадов, причем предшествующий (менее мощный) удается выполнить на менее мощных транзисторах, которые бывают дешевле и в некоторых случаях обладают большим усилением на данных частотах. Результирующий Кр модуля равен произведению коэффициентов усиления каждого каскада модуля.
Число модулей в выходной группе (каскаде) целесообразно выбирать исходя иэ соображений обеспечения заданной степени надежности передатчика (см. з 1.8), 68 Число групп модулей (каскадов передатчика) делается таким, чтобы в последней от выхода передатчика (ближаишей к возбудителю) группе потребовался лишь один модуль.
Между этим "единичным" модулем и возбудителем может потребоваться несколько ступеней предварительного усиления. В настоящее время часто практикуют комбинированное ламповотранзисторное построение передатчиков, самые мощные каскады (или только один выходнои) строят на радиолампах, а все предшествующие — на транзисторах, причем транзисторные каскады обычно выполняются широкополосными. Примером может служить передатчик ПСВ-5.
Особенность перехода от транзисторных каскадов к ламповым заключается в значительном различии радиочастотных напряжений в коллекторной цепи транзистора 77» — 15...30 В и в сеточной цепи лампы 7/ — 50... 300 В при входной емкости лампы С „= С, хв 74...450 пФ, причем новеишие лампы с большеи крутизной и соответственно меньшим значением 77, имеют большую входную емкость. Поскольку у широкополосных транзисторных усилителеи мощности в коллекторной цепи обычно включают трансформатор, его можно использовать для повышения напряжения на сетке лампы (рис. 1.14,а). Потребуется коэффициент трансформирования п = Уа/77с сз 2...8 и больше.
Однако при этом увеличивается емкость, вносимая в коллекторную цепь С„„= (С, + С',„)лз и складывающаяся с выходной емкостью транзистора, паразитной емкостью трансформатора и монтажа Свв,х+ Стр+ Снп а это эатРУднЯет полУчение шиРокой полосы пропускания.
Широкополосный трансформатор удается выполнить при и < 10, предпочтительно иметь и < 5...б. Для компенсации паразитной емкости в узкодиапазонных (или широкодиапазонных с перестраиваемыми контурами) передатчиках может быть включена индуктивность, которая вместе с этой емкостью должна настраиваться в резонанс с рабочей частотой (параллельный или П-контур, рис. 1.14,6): справ 1/ Контур может быть использован для дополнительного повышения напряжения посредством частичного (автотрансформаторного) подключения входного напряжения, как зто сделано в передатчике ПСВ-5.
В широкополосных неперестраиваемых передатчиках для уменьшения вредного влияния паразитных емкостей параллельно входу лампы целесообразно включить резистор Я»ср (рис. 1.14,в), а выход транзисторного усилителя подключить через корректирующий четырехполюсник. Если считать транзистор источником тока (недонапряженный режим), то известное соотношение Боде-Фано для корректирующего четырехполюсника в виде фильтра нижних частот с полосой 0...и а позво- ! : лает вычислить Рв»ср = х/(2С»ар~та»), где Свар = Свх+ С Есте- ств г 1о ственно, на резисторе Я»ср рассеивается мощность 77»ср — — ",/2Р»»ср, которая потребляется от предшествующего транзисторного каскада.
69 На этом заканчивается составление ориентировочной структурной схемы передатчика. Полезно сравнить составленную структурную схему проектируемого передатчика со структурной схемой передатчика- прототипа и выявить преимущества предполагаемой схемы.
Структурная схема должна быть утверждена руководителем проектирования. В некоторых типах передатчиков отдельные промежуточные каскады работают в режиме умножения частоты [1.1], что необходимо, если полоса рабочих частот возбудителя уже заданной полосы рабочих частот передатчика, а глубина угловой модуляции, осуществляемой в возбудителе, меньше заданной для передатчика и в некоторых других случаях.
Поскольку энергетические показатели умножителеи частоты хуже, чем усилителей, в режим умножения частоты обычно ставят относительно маломощные каскады передатчика. Как правило, применяют умножение частоты на 2 и на 3. Примеры структурных схем современных передатчиков будут приведены в последующих главах. 1.7.
Выбор схемного построения ГВВ Существуют два вида схемного построения ГВВ: резонансныи и широкодиапазонныи (широкополосный). Как следует иэ [1.1], наиболее универсальный — резонансный ГВВ на транзисторе или радиолампе. Наличие выходного (коллекторного, анодного) колебательного контура (а при необходимости и входного) позволяет с помощью контурной катушки скомпенсировать вредное влияние паразитных выходных и входных емкостей ГВВ и обеспечить одинаково хорошую работу (Ры 9, 16р) в широком интервале несущих частот. Рациональныи выбор угла отсечки коллекторного (анодного) тока и степени напряженности режима позволяет получить полное ис- '.
пользование лампы (транзистора) по мощности Р~ и достаточно высокий КПД 9, < 0,75. Выходное напряжение (ток) резонансного ГВВ имеет гармоническую форму. Недостатком резонансного ГВВ является необходимость перестройки контуров при каждой смене несущей частоты и ограниченная полоса пропускаемых частот при каждой апре- деленной надтройке. Через контурные катушку и конденсатор (а также соединительные провода) протекают токи, значительно превышающие соответствующую (первую, вторую...) гармоническую составляющую выходного (коллекторного, анодного) тока: 1к,„, = 1ыЯа,гр, где Яаьгр — — 10...30 — добротность нагруженного контура.
Значение тока с учетом его частоты (определяющей степень проявления поверхностного эффекта) определяет выбор диаметра провода контурной катушки и способ ее охлаждения, а также сечение других соединительных проводов. Система настройки контуров усложняет эксплуатацию и конструкцию передатчика, понижает его надежность. Применяют резонансные перестраиваемые ГВВ прежде всего там, где при иных схемных решениях не удается обеспечить нужную мощность Рг, КПД и коэффициент усиления 1тр в некоторой полосе не- 70 / — / (/ // > 2), например в широкодиапазонны передатчиках большой мощности.
Разновидностью резонансного является бигармонический режим ГВВ [1,1, З 2.10], при котором в аноднои цепи имеется дополнитель- ный контур, настраиваемый на третью гармонику несущей частоты. В связи с трудностями настройки [1.1] Бигармонический режим использу- ется только в редко перестраиваемых передатч (р д иках ( а иовещательных длинных и средних волн) большой мощности, гд р е выиг ыш в КПД осо- бенно существен. При бигармоническом режим 0, е — 0,9...0,.95. Эксплуатация ГВВ существенно упрощается, если вместо резонанс- ных контуров испольэовать полосовые ("октавны ') ф р гл.
3]. При полосе несущих частот /ь//а ( 1,8 каждыи такой ГВВ бу- дет иметьодин неперестраиваемый полосовои фи р, р ф льт, и авда, с числом конденсаторов и кат р и катушек, Большим, чем в случае резонансных конту- ров, При полосе несущих частот 1' //к > 1,8 приходится переключа- телем подключать один из нескольких фильтр, д ов, каж ый с полосои / // < 1,8 ", л. 3]. Система с переключателем и несколь- кими многоэлементными (многоконтурными) полосовыми фильтрами в каждом ГВВ передатчика получается громоздкой и дорогой и поэтому применяется при небольшой мощности, например А....
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
