Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 40
Текст из файла (страница 40)
3. Наметить возможное значение КПД выходной фильтрующей системы (ВФС) рассчитываемого каскзда (г1к „р), которое можно определить по табл. 1.13. В конце расчета ГВВ, завершающегося расчетом его ВФС, необходимо вычислить деиствительное значение КПД ВФС (см. 9 3.2, 3.3, 3.9). Вычислить колебательную мощность каскада Рг — Рз,„,хГгц„пр. 4. Произвести расчет в следующей последовательности.
4.1. Вычислить граничное значение коэффициента использования анодного напряжения: для схемы ОК при характеристиках по рис. 1.10,а ~гр = 0,5 + 0,5 для ламп со сдвинутым на Е' началом характеристик по схеме с ОК (см. ~ 1.4, рис. 1.10,б) Е.-Е.' ] к Для ламп, на анодных характеристиках которых не показан учзсток зависимости г (е ) при малых еп (см. 9 1.4), приходится считать МИНИМаЛЬНОЕ ЭНаЧЕНИЕ Еп„,1„, ДЛЯ КОТОРОГО ПРИВОДЯТСЯ аНОДНЫЕ ХаРаК- теристики, соответствующие граничному значению е, „, сэ еп,„югр, и вычислять Бгр = Ггагр/Еп = (Еп епггппгр)ггЕа. Для ГВВ по схеме с ОС в первом приближении можно воспользоваться теми же формулами, уменьшив подставляемое значение мощности Р, на ожидаемую величину проходной мощности, т.е. примерно на 5...10 % 11.1, с.
74]. При необходимости можно воспользоваться более точной формулой* 1+.0 2 Затем выбрать рабочее значение 4, как указано выше или в соответствии с рекомендзциями гл. 5, б, 9. 4.2, Дальнейший расчет анодной и сеточных цепей ведется по методике, изложенной в [1.1, с.
53-55; 71 — 74]. Полезно проверить правильность расчетов, сопоставив найденную расчетным путем высоту импульса анодного тока гпп хрпсч — — 7п17сгг(п) со значением г „хф,кг, определенным по реальным характеристикам лампы: гатпхфакт(епт1п'есшах~еспгкх'Ест). Расхождение не должно * Вывод формулы см. на с 45 — 49 учебника "Радиопередзющие устройства" под ред. Г.А. Зейтленка. — М.: Связь, 1969 — 542 с. 175 превышать Ц15...20) %. В противном случае следует проверить правильность определения по реальным характеристикам эквивалентных расчетных параметров лампы и прежде всего Я„р 1см.г 1.4).
Частой ошибкой является завышение значения Ягр. Расчет режимов цепей сеток следует проводить по реальным характеристикам их токов ~1.1, с. 53-55; 1.4). Применение эмпирических формул, приводимых в некоторых старых учебниках, при расчете современных генераторных ламп приводит к большим расхождениям расчета и практики. У генераторых тетродов напряжение сдвига проходных (анодносеточных) характеристик Е,' часто не совпадает с напряжением сдвига для характеристик тока экранирующей сетки Е," (см. 5 1.4, рис. 1.10,г,д). В этом случае характеристики токов зкранирующеи сетки располагаются несколько правее анодных и угол отсечки тока зкранирующеи сетки О,г оказывается меньше угла отсечки анодного тока О.
Значение определяется из выражения созО„г = (Еп — Е,)/С',. У некоторых ламп О,г — О. При отсутствии статических характеристик тока экранирующеи сетки гог(е„, еоы е„г), допустимо условно принимать О,г сз 04 при этом вычисляемое значение!ег, будет на 10...15 % завышено. И если даже при этом соблюдается условие Рсг — — Еег1ег < Рсгл~е, то режим сетки можно считать приемлемым. В процессе расчета определяют мощности, рассеиваемые на аноде Рь, зкранирующей сетке Р,, управляющей сетке Рсы Эти мощности долхсны быть по крайней мере на 25 % меньше соответствующих предельных значении, известных из справочников [1.4]. 4.3.
У передатчика бывает состояние, когда все источники питания включены, а напряжение возбуждения отсутствует — режим покоя. При фиксированном смещении, часто применяющемся в каскадах, работающих в режиме усиления меняющихся по амплитуде колебаний (однополосные, телевизионные) при О < 90', режим покоя не опасен, так как токи в лампе либо отсутствуют (О < 90'), либо малы (Π— 90'). В каскадах с автоматическим смещением за счет тока управляющей сетки, используемого, например, в передатчиках с анодной модуляцией, в отсутствие возбуждения, как правило, отсутствует ток управляющеи сетки и, следовательно, отсутствует напряжение автоматического смещения. Напряжение на управляющей сетке получается равным нулю, и через лампу с 'левыми ' проходными характеристиками протекает недопустимо большои ток анода или экранирующей сетки гь.е~а, т,.г,е (Е, Еып е, = 0), приводящии к недопустимо большим потерям мощности на аноде или экранирующеи сетке.
Для триодов, имеющих "правые" проходные характеристики, режим покоя при автоматическом смещении не опасен. Часто применяется комбинированное смещение (ГВВ без амплитуднои модуляции, с анодной модуляцией и др.). При этом от выпрямителя подается такое фиксированное напряжение смещения, чтобы в режиме покоя рассеиваемые на электродах лампы мощности не превышали допустимых значений. Недостающее до расчетного значения напряжение 2.10. Расчет ламповых ГВВ с распределенным усилением В широкодиапаэонных передатчиках диапазонов ВЧ-ОВЧ предварительные, предоконечный, а иногда и оконечный каскады мощностью приблизительно от 0,5 до 10 кВт часто выполняют на лампах неперестраиваемыми в виде УРУ. Схемы УРУ выполняют однотактными и двухтактными.
Первые более простые, но в них лампы работают в режиме класса А (О = 180'), что приводит к низкому КПД, составляющему не более 15...20 %, и к низкому использованию ламп по мощности (см. ниже). В двухтактных схемах лампы могут работать в режиме класса В и АВ 1О = 90... 110').
При однородной анодной линии КПД может достигать около 30%, неоднородной — до 40...50 %, т.е. всего на 25...30% меньше, чем в резонансных каскадах. Одновременно в двухтактных УРУ в режиме класса В (О = 90') в импульсах анодного тока незначителен уровень нечетных гармоник, а четные закорачиваются в первичной обмотке выходного трансформатора, т,е. в широкодиапазоннои нагрузке без применения дополнительных фильтрующих цепей обеспечивается гармоническое напряжение В значительнои степени здесь аналогия с широкодиапазонным двухтактным ГВВ на трансформаторах (см. 5 2.2). В широкодиапазонных ламповых, как и в транзисторных каскадах сказывается шунтирующее действие их выходных емкостей.
Известно 1см. 5 3.4), что в рабочей полосе частот ЬГ = Гз — Ге можно скомпенсировать влияние этих емкостеи, применяя двух-трехзвенные (двухтрехконтурные) полосовые фильтры (ПФ) с оптимально подобранными параметрами. При этом есть ограничения на величину входного сопротивления ПФ, т,е. на величину нагрузочного сопротивления ГВВ. Согласно (3.19а) ог 2х(,гь уз)(Сг + Смоет) Здесь сгг — коэффициент, зависящий от числа контуров ПФ и допустимой неравномерности АЧХ в рабочей полосе частот от Гз до Гз (величина находится в пределах 1,1...1,5); Сг — емкость первого контура (2.70) смещения создается эа счет тока управляющей сетки. При фиксированном смещении постоянное напряжение, равное Е„получают от потенциометра, нагружающего выпрямитель.
При автоматическом смещении за счет сеточного тока Е, = 1ыеРсо В случае комбинированного смещения Е, = Е,1, + 1,гей, = Е', — (1г, — Г10 ) сов О. 4.4. При использовании радиолампы в режиме без тока управляющей сетки (линейное усиление колебаний с меняющейся амплитудой, усилитель с распределенным усилением (УРУ) или т.п.) необходимая мощность предшествующего каскада определяется через расчет устойчивого коэффициента усиления, по г 2.11. В крайнем случае можно воспользоваться значением Агр, взятым из табл. 1.12.
176 177 р ио. й.эз ПФ, образованного выходнои емкостью лампы С „. К емкости Са добавлена емкость монтажа С,„, В отличие от мощных МДП-полевых и тем более биполярных транзисторов в лампах ограничение 12.70) приводит к тому, что Л „„оказывается существенно меньше, чем Л,» р„, определяемое из расчета резонансного ГВВ. Например, в усилительных каскадах телевизионных передатчиков, где рабочая полоса частот составляет ЬГ = 8 МГц, величина Л щ»р меньше в 2.. 3 раза Л» р . В ВЧ-ОВЧ передатчиках, где диапазон рабочих частот может достигать сХ~ = 20...30 МГц и выше, нагрузочное сопротивление снижается до 300...500 Ом.
При столь низких Л,» пропорционально снижается выходная мощность и коэффициент усиления по мощности Кр лампы. Возможен только недонапряженный режим работы с очень низким с = Г)е/Е и, значит, малым КПД. Для повышения КПД требуется значительное снижение напряжений анодного питания и на экранной сетке и одновременно увеличение амплитуды импульса тока анода 7»ы»», что оказывается, как правило, невозможным, так как ведет к значительному отклонению режима работы от паспортного для данной генераторной лампы.
Отметим также, что и параллельное включение нескольких ламп не решает проблему, так как суммирование их токов сопровождается суммированием их выходных емкостеи и соответственно снижением общего нагрузочного сопротивления. В УРУ, как и при параллельном включении ламп, также происходит суммирование токов отдельных ламп в общем нагрузочном сопротивлении. Но здесь нет сложения их выходных емкостей, поскольку они являются элементами 1либо составляют часть емкостей) отдельных звеньев искусственной длиннои линии, рабочая полоса частот которой не зависит от числа звеньев 1числа ламп).
Рассмотрим принципы построения и работу на примере однотактного УРУ с неоднородной анодной линией. Схема УРУ приведена на рис, 2.31. Она содержит Яг = Яг1 + Ягз одинаковых ламп, причем первые )У1 образуют однородную часть, а остальные )Уз — неоднородную часть анодной длинной линии. Практически в мощных УРУ используется от 4 до 10-12 ламп. По входу все лампы подключены к звеньям сеточной искусственной длинной линии, причем входные емкости ламп С „„являются элементами звеньев этой линии. С однои стороны линия подключена к источнику возбуждения 1)„, а с другои — нагружена на балластное сопротивление Ле „равное волновому сопротивлению сеточнои линии Е,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
