Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 15
Текст из файла (страница 15)
к . р Больших мощностях существенно возрастают габ р ба иты, масса и стои- мость ГВВ с переключаемыми октавными' фильтрами по сравнению с резонансными контурами При использовании широкодиапазонных усилител ей [г1.1, ", 2.6, 2.11, 3.5, 3.6] прежде всего отпадает необходимость в перестроике контуров или переключении полосовых фильтров каждого каск д р ка а ГВВ пе едат- чика, Остается только задача подавления побочных у изл чений на вы- ходе передатчика. Следовательно, упрощается эксплуатация и несколь- ко повышается надежность вследствие уменьшения числа катушек пе- ременной индуктивности, переменных конденсаторов, переключателей системы настро ки роме й К м того, появляется воэможность усиливать широкополосные сигналы, работать с Быстрой сменои несущей часто- ты, одновременно усиливать несколько разных сигналов с неперекры- вающимися спектрами.
При построении транзисторного передатчика по Блочно-модульному принципу Я 1.5, 2 6, 3,12, 3 13) необходимо выполнять отдельные модуки ГВВ. В и отив- ли в виде широкополосных, не требующих перестрой . р ном случае эксплуатация передатчика окажется неприемлемо сложнои. Вследствие существенного различия значений сопротивлений кол- лекторной нагрузки 1зк = 11 /1к~ транзистора и анодной нагрузки = 11ь/1.г лампы (Рьа ж 1000...100000, ) вредное влияние паразитных входной и выходной емкостей в транзисторном и ламповом ГВВ проявля- ШПУ с е- ется по-разному. Поэтому схемы транзисторных и ламповых ШП ущ ственно отличаются друг от друга [1.
1]. Транзисторные Ш ПУ строятся с использованием широкополосных трансформаторов (э 3,5) и цепей кор- рекции (з 3.6). Ламповые ШПУ строятся в форме усилителей с распре- деленным усилением (УРУ) Я 1.1, 2.8), Встречаются и другие варианты построения широкополосных каскадов и передатчиков в целом [1.5]. Коэффициент полезного действия и мощность транзисторных ШПУ практически равны КПД и Р~ резонансных ГВВ, а при использовании ключевого режима несколько лучше Я 2.3). У ламповых ШПУ по схеме УРУ КПД, Рг и Ер меньше, чем у резонансных Я 2.11), а число ламп значительна больше. Как резонансные, так и широкополосные ГВВ можно строить в двух вариантах: однотактном и двухтактном. Основное достоинство однотактных ГВВ, оБусловливающее их широчайшее применение в современных передатчиках, — простота и соответственно меньшие габариты, масса, стоимость, повышенная надежность по сравнению с двухтактными.
Для перехода от однотактных (несимметричных) ГВВ к симметричным нагрузкам (симметричным антенным фидерам) используются ферритовые трансформаторы, симметрирующие устройства в фидерных трактах или др Основная осоБенность двухтактного построения ГВВ, определяющая его достоинства и области применения, состоит в его симметрии [1.1]. Двухтактное построение ШПУ позволяет при работе с отсечкой тока О = 90' получить выходное напряжение, близкое по форме к гармоническому, без помощи фильтрующих устройств.
Именно поэтому транзисторные широкополосные модули строятся исключительно по двухтактной схеме. По двухтактной (симметричной) схеме строят выходные каскады наиболее мощных декаметровых вещательных и связных передатчиков (Рл > 100 кВт), которые работают на симметричные антенны (синфазные горизонтальные и др.) через симметричные двухпроводные фидеры.
Изготовление симметрирующих ферритовых трансформаторов на такие мощности пока не освоено. При одинаковом угле отсечки 0 и одинаковой напряженности режима КПД однотактного и двухтактного каскадов, естественно, одинаковы. Как уже отмечалось, при двухтактном построении ШПУ может быть использован 0 = 90' и получена форма выходного напряжения, близкая к гармонической без применения фильтров, а при однотактном построении для получения гармонической формы без помощи фильтров необходим режим класса А (О = 180'), обладающий низким КПД.
Активные приборы в ГВВ (транзисторы и лампы) могут использоваться в двух вариантах включения: с общим эмиттером (катодам) и с оБщей базои (сеткой). Подавляющее большинство современных генераторных радиоламп — лампы с экранирующей сеткой [1.1; 1.б, 1 1.4], обладающие малой проходной емкостью С„ы Поэтому они могут быть использованы в широком диапазоне частот при включении по схеме с общим катодом, обеспечивающем существенно большее усиление Бр = Рг~Р,г по сравнению с включением по схеме с общей сеткой. Только некоторые из современных тетродов (з 1.4) при работе в верхнеи части их рабочих частот для обеспечения устойчивости либо нуждаются в нейтрализации 72 проходной емкости гг .
] при гг1.1] включении с общим катодом, либо их необходимо включать по схеме с двумя общими сетками Генераторные т иоды э диапазонах длинных и средних волн используются при включении с общим катодом и с цепями неитралиэации вредного влияния проходной емкости, а в диапазонах коротких и ультракоротких волн — по схеме с общей сеткой [1.1]. Генератор по схеме с общей сеткой имеет существенно меньший коэффициент усиления по мощности Ер = Рг~(Ры + Рлр,„) Я 1.5). Т анзисторный усилитель по схеме с общим эмиттером на низких и средних для данного транзистора частотах имеет большее усиление, чем в схеме с общей базой. На высоких частотах усиление транзистора невелико и при включении по схеме общей базы может быть выше, чем при общем эмиттере [1.1; гл 2].
Общая тенденция на сегодня такая: на частотах ниже примерно 1 ГГц основное применение имеет включение транзистора с ОЭ; на частотах вы ше 1 Гà — с ОБ. Соответственно индуктивность вывода эле тр д, р р к о а, кото ый п едназначен быть общим у данного типа транзистора, делается предельно малой, меньшей, чем у других электродов. Большинство современных мощных генераторных транзисторов предназначены для использования либо с ОЭ, либо с ОБ, что однозначно е ственно минимальнои определяется их внутренним устроиством и соотв т аченного быть общим. индуктивностью вывода электрода, предназначе 1.8. Обеспечение надежности передатчика при проектировании Требования к эффективности и качеству работы систем радиосвязи и адиовещания постоянно возрастают, что заставляет совершенствовать ира о аппаратуру и, в ч астности, существенно повышать надежност р передатчиков.
Надежность радиопередатчика закладывается на этапе его разработки, обеспечивается в процессе производства и поддерживается во время эксплуатации. Надежность радиопередатчика количественно характеризуют вероятностью безотказной работы Р(1), наработкой на отказ То и средним в еменем восстановления Т, (или коэффици иентом готовности Ег р — 1 — Т Г2ь) [1.1].
Опыт эксплуатации связных и вещательньх п пь ьных передатчиков прошлого поколения, раэработа анных и изготовленных 10- 20 лет назад, показал, что для большинства из них Т, Т = 200...500 ч и Т, = 1... 3 ч [1.1, 1.39], и при этом они недостаточно автоматизированы и требуют постоянного присутствия квалифицированного обслуживающего персонала. Существенного повышен ия эффективности работы систем радиосвязи и радиовещания мож д у но остичь путем создания полностью автоматизированных и способнь р ~х аботать беэ постоянного обслуживающего персонала радиопередатчиков. Современные ГОСТЫ устанавливают довольно жесткие нормы надежности вновь проектируемых радиопередатчиков.
аблица 1.18 Т Число элемен- тов, тыс. Основные функциональные узлы (блоки). передатчиков 7'„тмс. ч 3...8 2...5 5...15 ОД... О,з 10...20 5...10 5...10 0,05...0,1 Около 0,2 Около 0,1 3...6 10...20 0,1 0,05...0,2 3... 5 15...20 5...15 Около 1 Около 0,1 0,2... 0,5 10... 20 10...20 10...20 0,5...2 0,2... 0,5 Около 1 ние микросхем. Таблица 1.12 То 2~'~гТо.бл ь~ (1.3) 75 1. Радиовещательные передатчики должны обеспечивать наработку на отказ согласно ГОСТУ (1.23] соответственно данным табл 1.14. 2. Телевизионные передающие станции и сгпанции УКВ ЧМ вещания должны обеспечивать Т„= 2500,Г3000 ч.
3. Передатчики магггстралъной связи должны обеспечивать надежность, указанную в табл. 1.15. 4 Радиостанции сухопутной подеизесной связи должны обеспечивать надежность согласно табл. 1.15. 5. Г)ередатчики морской подаизгсной связи мощностью 100... 5000 Вт диапазонов частот 0,4...24 МГц должны иметь надежность соответственно табл. 1.17. Возбудители*: сетки частот с формированием различных видов работ нескольких фиксированных частот Ступени УВЧ предварительного усиления: транзисторные ШПУ и умножители частоты* ламповые УРУ ламповые резонансные и паласовые Выходные ступени УМВЧ: ламповые транзисторные (модули 50...300 Вт) Модуляторы; радиовещательных передатчиков АМ малой мощности ОМ, ЧМ, ФМе Выпрямители полупроводниковые и стабилизаторы Системы УБС, защиты, контроля, диагностики* автонастройки контуровя охлаждения * В этих узлах желательно максимальное лримене Отказы передатчиков разделяют на внезапные и постепенные.
Надежность передатчика в отношении внезапных отказов (они составляют 80...90% общего числа отказов) закладывается на этапе проектирования и разработки и обеспечивается при производстве, а в эксплуатации может лишь поддерживаться на запроектированном уровне. Постепенные отказы, вызываемые медленными изменениями параметров деталей и элементов, можно прогнозировать, обнаруживать их приближение и предотвращать во время профилактических проверок и ремонтов. Среднее время восстановления передатчиков для связных Т, ( ( 30 мин, для вещательных Т, ( 45 мин.
Наработка на отказ устрой ства механической и электрической блокировок должна составлять не менее 104 циклов (т.е. сраБатывании). На этапе разработки уже при составлении структурной схемы сле-' дует учитывать требования к надежности передатчика в целом (нормы на 7' и Т, приведены выше) и сформулировать требования к надежности основных блоков (7', б„) или функциональных узлов передатчика. При этом должно выполняться условие где и — число блоков. В блоках с малой энергетической нагрузкой (возбудители, предварительные усилители, маломощные модуляторы и т.п.) следует предъявлять более высокие требования к надехсности, чем в мощных ступенях, езл 2|. |Уз|ыпч Веедудитела 10...20тые ч И..пь тыл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
