Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Именно они находят широкое применение в транзисторных радиопередатчиках на частотах приблизительно от 0,1 МГц при мощностях до 0,1... 20 кВт. На рис. 3.38,а показана мостовая схема сложения по напряжению на трансформаторах Т1 и Т2 для двух синфаэно работающих генераторов (гУ = 2). Входные, нагрузочное и балластное сопротивления СООтВЕтСтВЕННО раВНЫ Л х1 = Н, хг = К Лн хх Яа = 2ГВ. ВОЛНОВЫЕ сопротивления линий Я,1 = Я,г — — Я. Напряжения и токи в линиях Уп = ГГт хх Гтн/2, 1п = 1, = 1н.
ПРодольное напРЯжение на веРхней и„, я„=яд гг, и, Рис. 3.33 линии 77пр — — 77„, и поэтому она должна быть помещена на магнитопроводе. Нижняя линия — фазокомпенсирующая, обеспечивает такой же фазовый сдвиг, как в верхней линии, чтобы колебания от каждого генератора поступали в общую нагрузку 77„синфазно. На нижних частотах, где фазовый набег в линиях можно не учитывать, характеристики моста определяются продольной индуктивностью одного из проводников линии Т1.
В схеме рис. 3.38,а она шунтирует второй генератор, и, чтобы оно было незначительным, должно обеспечиваться 2к(э7.„р > (3... 5)77. С ростом частоты начинает ухудшаться развязка между входами моста (между генераторами). Чтобы развязка была не ниже 20...30 дБ, электрическая длина линий должна быть не более 0 = 3,5...7' [1.45]. Если последовательно с Яв = 277, включить корректирующую индуктивность 27к,р [1.45], где (гь — в омах, е, — длина линии в метрах), то при той же развязке между генераторами длина линии может быть увеличена до 0 = 10...20' [1.45].
Отметим, что возможность применения линий большей длины позволяет либо увеличивать мощность моста, поскольку можно увеличить число витков или использовать магнитопровод с большим поперечным сечением, либо, сохраняя ту же длину линий, увеличивать гь, т.е. расширять рабочую полосу частот [1.45]. На рис. 3 38,б приведена схема моста суммирования по напряжению для произвольного числа генераторов (Ж > 2). Входные сопротивления, волновые сопротивления линий и балластные сопротивления, включенные по схеме М-лучевой звезды, равны Я. Напряжения и токи в линиях 77„= 77„= У„/М, 7„= 7, = 7„, в то время как продольные напряжения оказываются разными (как в трансформаторе на рис. 3.12): максимальное К,рыьх (77 1)!7г Уар на первой линии, на второй и последующих оно уменьшается каждый раз на величину 77„так, что у йг-й линии Равно нУлю.
Относительно высокие и неодинаковые Еар на линиях являются основным недостатком такой схемы сложения. В то же время в этой схеме происходит увеличение нагрузочного сопротивления (77э = Ф77 ), что важно для перехода от низкоомных транзисторных генераторов к более высокоомной нагрузке. Поэтому практически в одной мостовой схеме суммируют мощности не более трех-четырех генераторов, а для снижения продольных напряжений на линиях переходят к схемам рис.
3,38,в,г с дополнительной линией, позволяющей изменять точку заземления на выходе схемы основного моста. Важно, что дополнительная линия с волновым сопротивлением Я„п,п = 77э может размещаться вместе с К-й линией на общем магнитопроводе и иметь такое же число витков. Начало обмоток на рис. 3.38,в,г показано точками. Необходимая продольная индуктивность линий, допустимая электрическая длина и возможность ее увеличения путем включения последовательно с каждым балластным сопротивлением корректирующих индуктивностей (3.34) находятся так же, как для схемы рис. 3.38,а [1.45]. Если в схемах рис. 3.38,в,г дополнительные линии размещены на отдельном магнитопроводе, то их рассчитывают, как трансформатор 1:1, обеспечивающий переход к несимметричной нагрузке. На рис.
3.39,а показана схема моста сложения по току дпя двух генераторов. Она содержит две линии равных волновых сопротивлений Я, = 77 и одинаковой длины. Линии можно размещать на общем магнитопроводе (точкой указаны начала обмоток). Входные, нагрузочное и балластное сопротивления равны Яьх1 = Яэхг = К 77 = 77в = ~Д. Для обеспечения развязки между генераторами на нижнеи граничной частоте 20 . 30 дБ продольная индуктивность линий должна быть 2к (к7,„р > (2... 5)Я [1 45]. На высоких частотах развязка определяется, как и в схеме рис.
3.38,а, те. для получения 20...30 дБ электрическая длина линий должна быть не более д = 3,5...7'. При подключении параллельно 77э корректирующей емкости 2С„р [1.45], где Ькор = 3~ 3 ' 10 Мэт/вэф (3.34) С... = 3,3. 10-эе„ув— ,фУЯ, (3.35) 266 267 Таблица 3.13 12 1,817 0,555 02014 1,438 0,474 2,23 1,0 1,0 1,0 1,0 0.353 3,315 »2 д н Рис.
3.89 Рис. 3.40 269 268 при тай же развязке длина линий может быть увеличена да д яз 10...20'. Важным достоинством схемы суммирования по току является отсутствие продольных напряжений на линиях в рабочем режиме. Для схемы рис. 3.39,4 расчет магнитопровода надо вести исходя из аварийного режима (при работающем одном из генераторов) на агар —— 0,25У. В [1.45, рис. 3.24) рассматриваются некоторые модификации мостовых схем суммирования по току для двух генераторов.
Путем подключения дополнительных линий снимаются ограничения на /ь или электрическую длину линий, в частности к такому мосту можно подключать двухтактные генераторы с симметричными выходами, Для суммирования по току У > 2 генераторов можно испольэовать схему на рис. 3.39,6. Значения волновых сопротивлений линий Я, = Л. Балластные сопротивления Л- = Л включаются по схеме многоугольника Необходимые продольные индуктивности линий Ь„р при заданной развязке между генераторами на / /к приближенно можно считать, как для Х = 2, а более точно — по формулам [1.45].
Электрическая длина линий на / = /ь должна быть не более 0 = 3,5...У'. При включении параллельно нагрузочному сопротивлению Е„= Л/1у корректирующеи емкости УС»,р, определяемой по (3.35), длина линии может быть увеличена до 9 = 10... 20'. В рабочем режиме продольные напряжения на линиях равны нулю. Магнитопровод линии рассчитывают исходя из У„р, „— У„(1»' — 1)/(2М), получающегося при выходе из строя одного из генераторов.
Включением дополнительных линий можно снять ограничения на /э, т.е. на максимальную длину линий Пример схемы такого моста приведен на рис. 3.39,в. Здесь две группы балластных сопротивлении Л81 и Лаз включены по схемам многоугольников В табл 3.13 приведены оптимальные значения нормированных балластных сопротивлений г1 = Й41/Л, гз — — Лаз/Л» при которых достигается наибольшая развязка (до 25...45 дБ) между генераторами [1.45). Остановимся на расчете балластных сопротивлений, включаемых по схемам 1»'-угольника (рис. 3,40,4), Ю-лучевой звезды (рис.
3.40,6) и полного Х-угольника [рис. 3.40,в). В последнем случае все генераторы соединяются между собой балластными сопротивлениями по принципу каждый с каждым. При необходимости можно перейти от однои схемы к другой. В частности, значения балластных сопротивлений в схемах У-угольника и полного 1»'-угольника можно определить при известном Лв в схеме Ж-лучевой звезды иэ следующих соотношений: Г 2Лв при Ф = 2; Лад = 2И,~' 3. Лвд = 1уЛв при Ф )~ 4. ~ — Лв при лг>3; У вЂ” 1 В номинальном режиме на Ла мощность не рассеивается. При отклонениях от него на Лв начинает рассеиваться часть мощности генераторов, причем наихудший [ "аварийный") режим, когда не работают от одного до Ю вЂ” 1 генераторов и на Лв выделяется наибольшая мощность. В мостовых схемах для двух генераторов с одним балластным сопротивлением Лв максимальная рассеиваемая мощность, на которую оно должно рассчитываться, Рябые» = 0,5Р».
В схемах для 1У > 3 при включении сопротивлении Лв по схеме Ю-лучевой звезды или 1У-угольника максимальная рассеиваемая мощность, на которую они должны рассчитываться, Ряаы,» — — [[лг — 1)/МДРг1 [2.4), а при включении сопротивлений Лв по схеме полного М-угольника Рлаю»» = Ре~/Ю [при юг ~ )4). Важно, что переход к схеме полного 1»'-угольника хотя и ведет к увеличению числа балластных сопротивлений, зато значительно снижает рассеиваемую мощность в каждом из них. Структурная схема резонансных синфазных мостовых схем приводится к [1,1, рис 3.41) Она реализуется на сосредоточенных ЕС- элементах или на отрезках линий с электрическои длинои Л/4 либо меньше Л/4 [1.1, рис.
3 42). Первые применяют на относительно низких частотах (до 100...300 МГц), вторые — на более высоких частотах. В зависимости от уровня мощности мосты выполняются как с изолированными, так и с соединенными с корпусом балластными сопротивлениями Резонансные мостовые схемы применяют в первую очередь там, где из-за большого уровня мощности или высоких частот не Ям! У ма~ а) яиз е'г Рис. Зин Таблица аае удается выполнить мосты на трансформаторах с магнитопроводом, например в мощных ламповых генераторах и передатчиках в диапазоне кило- и гекаметровых волн, работающих на фиксированных частотах.
Достаточно часто резонансные мосты строят для суммирования по два (И = 2). Примеры таких мостов приводятся в [1.1, рис. 3.43 и 3.44; 2.3, рис, 6.6,б, 6.7, 6.9 и 6.10). При построении мостов на сС-элементах используют, как правило, П-цепочки в виде ФНЧ [1.1, рис. 3 42,а], что позволяет благодаря объединению емкостей соседних цепочек уменьшить общее число реактивных элементов и одновременно обеспечить дополнительную фильтрацию высших гармоник в нагрузке. Расчет резонансных мостовых схем при М > 2 сводится к определению величин реактивных сопротивлений сС-элементов или волновых сопротивлении линий входящих в них четырехполюсников [1.1, с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
