Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 68
Текст из файла (страница 68)
3.58,6). Волновое сопротивление спиральной линии к'с = 7;эГ, где где и — число витков, приходящихся на единицу длины линии. На эквивалентнои схеме рис. 3.65 неоднородность линии из-за изменения внутреннего диаметра учитывают дополнительнои емкостью С„. Как правило, С„не превышает единиц пикофарад, и при расчете резонаторов ОВЧ ею можно пренебречь. Приведем расчетные соотношения для составного резонатора из двух линий (рис, 3,65). Заданными являются Е,1, кчг, длина Е1 и емкость С (емкостью С„пренебрегаем). Электрическая длина линии Рг эхг = '1ис.эых! 1 1$1тб1) 1+ ' сб(т61) лс1 1 1 ( 1Х~.эых ! 1кс.эых~ Лс1 По аналогии с (3.71) полная реактивная мощность /р Врс+Ррл1+7рлг' Р =~вых/2~и э а реактивная мощность, запасенная в отрезках линий, согласно (3.70) У~э, (пЫ1 51п12птХ!э) 51п12т(э1э 61)) 2а,151п~(тс1,) ~ 2 4 77с.эых 51п1тИ1э 51)) )~ ~тсг 51п(2тсг) 2У,г ~ 51п(т61,)51п(туг) ) 1 2 4 гДе тс1 = агс18(~хс,эых~/7 1).
Для отвода мощности во внешний фидер или для ввода мощности при возбуждении колебаний в резонаторе используют ЦС. С помощью элементов связи сопротивление фидерной линии (внешнего волновода) пересчитывают в сопротивление эквивалентного контура, замещающего резонатор в сечении, где включен элемент связи: конденсатор (емкостная связь), петля (индуктивная связь) или отверстие в стенке волновода (дифракционная связь).
Конденсатор связи в коаксиальном резонаторе выполняют в виде плоского или цилиндрического конденсатора, одна из пластин которого закреплена на внутреннем проводнике фидерной линии, а другую образует внутренняя труба волновода (рис. З.бб,а). Расстояние от пластины конденсатора до внутренней трубы б определяется допустимой напряженностью поля; 6, > 17сэ/Ексс, где Ел,л с— с 5...10 кВ/см. Площадь пластины рассчитывают по формулам плоского конденсатора. Для расчета сопротивления конденсатора связи воспользуемся эквивалентной схемой рис. 3.67.
Вносимое иэ фидера в резонатор сопротивление Йэк = ттэк7сх/177х — тсэк) 'де тех = Рсэ1ээх, тгэк = Рсха а Рсэ вычисляют по формуле (3 76). Сопротивление связи ,,=-*„-;и,/хэнсээ,ксэ.1=-* -; Г%..—.1, Псэ1 где 77, — напряжение в месте размещения элемента связи; К, максимальное значение коэффициента, стоячей волны в нагруэочном фидере; г„и зх — активная и реактивная составляющие сопротивления нагрузки; 11с = 1 — л к/77х. Вместе с,активным сопротивлением в резонатор из фидера вносится некоторая реактивность зэк, определяемая реактивным'сопротивлением нагрузки и индуктивностью штыря. Эту вносимую реактивность компенсируют подстройкой (изменением длины) резонатора.
При индуктивной связи петлю связи помещают в область пучности тока (рис. 3.66,6). Активное сопротивление, вносимое в контур, 1 за Рг/Ч Ртах. Полное сопротивление, вносимое в контур, 3 \ з ясв ° ээ (гв цен)ясв зва — — гве + 'явяв хсв = 138[Щгз/г|)][16(п1гз) — чп(гпг1)/соз(пзгз)]. (3.80) Предельное значение сопротивления связи можно получить, увеличив размеры витка до полного использования площади продольного сечения резонатора, т.е.
переидя от индуктивной связи к кондуктивной. При этом 11 = О, г, = 8/2, гз — — О/2. Отсюда при кондуктивной связи зсз = 8С 16(п11г). Выражение (3 80) позволяет с помощью метода последовательных приближений найти параметры витка. Индуктивность витка из проводника круглого сечения (рис.
3.68,а) [нГн] Ьв — — 4яВ[!п(16ЯЯ) — 2], где гь' — радиус витка. Индуктивность витка квадратной формы (рис. 3.68,6) Ьэ = 8с 1и — + 0,223 — + 0,726 с а+г а+г с Для компенсации индуктивности витка в ряде случаев последовательно с ним вводят компенсирующий конденсатор. 3.12. Выбор стандартных радиодеталей для пеней связи, согласования, коррекпии> фильтрации и питания; расчет катушек индуктивности В предыдущих главах приведены руководства по выбору и электрическому расчету каскадов усиления мощности радиочастоты (ГВВ) на транзисторах и радиолампах По результатам этого предшествующего этапа проектирования становится известным режим (токи и напряжения) транзистора или лампы, схемы цепей питания, согласования и фильтрации, значения емкости, индуктивности, активного сопротивле" ний потерь входящих в эти цепи конденсаторов, катушек индуктивности, резисторов, а также приложенные к ним напряжения, протекающие то,ки, выделяющиеся мощности и пр.
Особенно легко и полно эти сведения получают при грамотном использовании в процессе проектирования современных программ для ЭВМ. Следующий этап работы состоит в выборе стандартных комплектующих изделий — конденсаторов и резисторов и в конструктивном расчете катушек индуктивности. Завершается этап составления спецификации. Выбор конденсаторов и резисторов производится по справочникам, достаточно полным и наиболее поздним по времени издания на момент проектирования (например, [1.2; 1.3] или другие, более "свежие" и полные)..В подавляющем большинстве случаев катушки индуктивности для ра$иочастйтных каскадов передатчиков изготавливаются по индивидуалвнйм дпя ~Гяанйго типа передатчика расчетам в процессе производства пе~едатчийа. Исключение составляют унифицированные радиочастотные дросселя для транзисторных каскадов (см., например, [1.50]).
В справочниках приводятся сведения о многочисленных видах конденсаторов и рвзисторов. В нашем случае пригодны только разновидности, предназначенные для использования на радиочастотах, Конденсаторы. Используемые в каскадах радиочастоты передатчиков конденсаторы условно можно разделить на две группы: конденсаторы для колебательных контуров, фильтров, согласующих целен и т.п, и конденсаторы для цепей питания, блокировочные, разделительные и др. [1.1]. К первым (" контурным", или "типа Г) всегда бывают приложены относительно Большие радиочастотные напряжения, и через них протекают большие радиочастотные токи; кроме того, могут быть приложены и большие постоянные напряжения.
Ко вторым ("блокировочным', или "типа 2") обычно бывает приложено большое постоянное напряжение, а амплитуда переменного бывает на два-три порядка меньше и может в расчет не приниматься; протекающие через блокировочные конденсаторы токи также меньше, чем токи через "контурные" конденсаторы. Порядок величины емкости блокировочных конденсаторов примерно в 50... 200 раэ больше, чем "контурных" в том же каскаде, К моменту выбора стандартных конденсаторов по справочникам из предыдущих расчетов известно: назначение конденсатора, его емкость, приложенные напряжения, протекающие токи.
Для обеспечения приемлемого КПД фильтрующих и согласующих цепей, для уменьшения потерь мощности и соответствующего нагрева самих конденсаторов (что особенно важно в мощных каскадах) "контурные" конденсаторы должны обладать малыми собственными потерями, те.
высокой добротностью Я, ) 1000 или малым значением тангенса угла диэлектрических потерь 166 ( 10 з; Ч, = 1/166. Необходимо также постоянство емкости во времени при изменении температуры, влажности, давления, приложенных напряжений. Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) должен быть равен обратному температурному коэффициенту индуктивности (ТКИ), так как требуется поддерхсивать резонанс собственной частоты контура резонансного ГВВ с частотой воздействия. На повышенных радиочастотах необходима также малая паразитная индуктивность самого конденсатора и его выводов для избежания 313 ««Яо Яеа О»' Ф „Ос« Ф Я -Ю 2 О Д»а»л СЪ С» м . о (О ° С о л (О МЪ О М М МЮМ Ои» СС СС, М ! ОС» О, Ъ .Ъ Ъ (О МЪ ' С( ° сч '"» О Ю О О Ъ О - С» о аа л ( -(Ъ СЪ (» Л, ФЪСЪ ~~ о о с .аоо (»счоа м гсоо о о о ( ( м Ю с м м м о Л О Бо с« о ' ЮЮБ оо ('Ъ оа ом(- ( ( ОЦОО ! СЪ Ю л МЪ ы ш ы О (, О.
(- (О С» О О П со о с о м ы с Я -о ю Фъ л а е:оо Ю с й о о ОХО а о Ъ Ъ О ° (Ъ се се л с с '" м Ъ>" х х о о, О м' В Фа О(а (ч а ч х х сс ъ О о а оа „а ФЪ о а О Ъс,ОООО мл«маао » аао а(»о Ъм мы оо О О О (» Ф О О. О с( О М 5 О О а Ф Х л'ХФ О О щ -' а„,ааааа ЮЛ С(ФМ (О сч лсэ Б Ххас» с" як с х«2(О 5 а" О с «, ОЯХ Б х а» со о С» Ю о м о "', О о а о О С» ~~ О с( Мо''о О О а Ф (О о о м ,Ъ ФМ (ч 2'е х «И « Фао О с ( (ч Ф \ О. М о а с» М Ю Ю С- о о (О С» СЪ С» о, 2»ФЪ хм Ъ М х .е Х О. л Х О М "о о Ос» о сч о . сч сс о..о о ° о О ..МЪ О(™ СЧ Ф со Мла Б с» г» о ао с(оа о .
а а С( а о О Л (( М -Ю а сс а О -О О о зй сс Б « а ч О О Л х а 2 5 2 х Ф х О с х О (2 О Ф а Б Я а Я С « .е Ф О Я 5 О Я с О о О с О а хс» а Я 5 О 5 М Ф о о Ю о С»а О м«л о С» о О М оо оо Ъ Ю С» (ч Ю ъс О ло "„о СЪ о о о а сь о ФЪ СЧ оаа оао оаю ('( ('Ъ \ оо оо ою м — 2 ' О» Фххас 5 аая 5 О О О х х о о о м с Й (ч м ФЪ Ю сс М» " Ф» °" сч ОЪ М о « сч -ю сч О' м сс 5 5 М О ( Ф О Б О. 2 5 О С 5 5 О „ О" О О С с Ьсс О Ф О О яхя «ЯО 2 О с" (О Х 5 О х с 5 О 5 Ои с, х т 2 Я .» х, х д О 5 5 .с м х 5 ЯФС ОБХ ХОО а ь- Б .е х х Ф Я О О. с О 5 Ф х 2 5» М 'У Ф М» О «, с а сл с( о х Ь х с О С с я О 6 (О Ф Ф О т х Я а а Ф Б х 3 5 с О 5 х О с с О С с с Я Я Ф Ф Б Б 5 „с 5 х Ф О 5 х х М л с О и х О" с 6 Ь 5 Ф 5 2 .» с Б О х х «' Я О Ф Б О ах а с 5 Л 5 О „ « а О х об 5 Ш о с 22 Ф Ф Я ФООХ (( МЮ О 5 5 О. ЛБ Гл Я Ф х Х 5 Ф *5 Х х СЯО ( Ф к Б О О.
с л юе( М,' >(-. О (Ь ам (чс» с» хе( У Уа УУХ ОЪС О ~С( Ю м сч ю ОЪ ы жы Я С Х Х О. Ф Я ыс( ж ~СДйстам У У У У У ъс а с паразитных резонансов и для уменьшения зависимости эквивалентнои емкости от частоты С«5 55 С7(1 — ы~7 „С). Благодаря малым переменным напряжениям блокировочные конденсаторы могут иметь малую добротность; допустимо также большое отклонение фактического значения емкости от номинала (от расчетного значения), особенно — в большую сторону.
Во многих случаях параэитная индуктивность блокировочного конденсатора и его выводов должна быть особенно малан. Важным параметром конденсатора, используемого в каскадах пеРедатчика, ЯвлЯетсЯ так называемаЯ РеактивнаЯ мощность Ррсе = Г775(п(р - 777 в Г72ыС. Реактивная мощность определяет и рассеиваемУю в конденсатоРе мощность Ррес — Ррсект 15 6. В табл. 3 22 приведены сведения о некоторых диэлектриках, используемых в современных конденсаторах; тангенс угла диэлектрических потерь С56 и диэлектрическая проницаемость г. Иэ таблицы следует, что в радиочастотных каскадах передатчиков могут применяться конденсаторы с вакуумным, воздушным, керамическим, стеклянным, стеклокерамическим диэлектриком, а на частотах примерно до 3...5 МГц— некоторые типы самых современных пленочных.
Представление о возможных величинах ТКЕ конденсаторов с различным диэлектриком дает табл. 3.23. Следует обратить внимание на существование как положительных, так и отрицательных величин ТКЕ. В табл. 3.24 приведены сведения о собственной индуктивности некоторых типовых конденсаторов и соответственно о примерном значении их верхней предельнои рабочей частоты, а в табл. 3.25 и 3.26 — обобщенные параметры некоторых отечественных конденсаторов, применявшихся и применяющихся в каскадах передатчиков, выполненных на дискретных элементах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
