Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 84
Текст из файла (страница 84)
В каждом блоке может размещаться 2-4 комплекта предварительных усилителей, модуляторов со стоковой модуляцией и мощных модуляционных устройств, представляющих собой мощные усилители звуковой частоты класса Д. Структурная схема одного такого комплекта изображена на рис. 5.6,6 Сопоставление энергетических показателей вещательных транзисторных и ламповых передатчиков одинаковои мощности покззало, что промышленный КПД транзисторных передатчиков выше на 10...
15 %. На увеличение этого показателя оказали влияние высокий Кр МДП- транзисторов в диапазоне СВЧ, отсутствие в транзисторных передатчиках цепей накала и цепей экранирующих сеток. Передатчики перспективной системы радиовещания с одиополосиой модуляпией и ослабленной несущей. Основные предпосылки перехода звукового (информационного) радиовещания к системе однополосной модуляции (ОМ, излучения НЗЕ, КЗЕ) вместо системы амплитудной модуляции (АМ, излучение АЗЕ) приведены в [5.2-5.8).
Теоретические основания и некоторые возможные технические решения приводятся в [1.1, э 7.2-7 5, 5 2-5.4, 5.6-5.9). При ознакомлении с этими материалами можно прежде всего отметить, что в передатчиках с анодной или анодно-экранной модуляцией нельзя получить ОМ колебания, если к модулятору будут подводиться: на сетку 77,(1) = ЕГ,созывХ и на анод Е (1) = Е„, + 77п(Х)сов йй Можно получить только колебания с АМ, Однако если предварительно в возбудителе получить однополосное колебание с несущей ы ьг (г) = о созы1+ Е/б(т)сов(~~+О)1 = и подать зто колебание на вход мощного линейного усилителя, то можно получить колебания с ОМ необходимой мощности при среднем КПД усилителя радиовещательного сигнала 25...
30 %, в то время как передатчики с ААМ и АЭМ работают со средним КПД 55...75 ейе. Более перспективен метод усиления ОМ сигналов, в соответствии с которым исходный сигнал 77 (г) разделяется с помощью амплитудного ограничителя и линейного детектора на две составляющие соз[ы1+д(1)) и А(1) Эти составляющие раздельно усиливаются соответственно усилителем радиочастоты, работающим в граничном режиме (КПД около 80%), и усилителем класса О (КПД порядка 80...90%). Затем усиленные составляющие перемножаются в мощном линейном перемножителе У7Д ИД 447 Ряс.
Ь.Т с высоким КПД, равным 80...85 % (каскад с ААМ или АЭМ). В результате перемножения и фильтрации в ВКС побочных составляющих восстанавливается исходный сигнал с заданной мощностью. Этот метод называют методом раздельного усиления или методом Канав. КПД такого передатчика достигает 75...80 %. Структурная схема передатчика, в котором реализован этот метод, приведена на рис. 5.7 В состав передатчика входит возбудитель (1), с выходов которого снимаются сигналы ГГ(1) = Г7соз[ы1+ р(1)) и А(1). Первый сигнал подводится к радиочастотному усилителю (2-5) и далее на вход каскада 6 с анодной или анодно-экранной модуляцией (мощный перемножитель), На выходе каскада 6 включается выходная колебательная система 7 для подавления гармоник и для согласования передатчика с антенной.
Сигнал огибающей А(1) с выхода возбудителя подается к широтно-импульсному модулятору 8 и мощному усилителю огибающей (МУО) 9. Более детальная структурная схема этого тракта приведена на рис. 5.3,5и описана выше. Наличие дополнительных элементов (1, 2, 3) и переключателя (12) делает передатчик универсальным, пригодным для работы с излучениями АЗЕ, НЗЕ и ЙЗЕ. Все тракты зтога передатчика в отношении выбора типов и режимов электронных приборов выполняются по тем же правилам, как и тракты передатчика соответствующей мощности с ААМ или АЭМ.
Однако при этом должны выполняться три дополнительных требования 1. Поскольку в радиотракте усиливается сигнал с фазовой модуляцией с более широким спектром, чем модулирующий сигнал, и от искажения этого сигнала зависит уровень искажений сигнала после восстановления, то рекомендуется радиочастотный тракт выпол'нить с относительной неравномерностью ФЧХ ю < 0,001 в полосе ЬГ = ~20...30 кГц. 2. В тракте огибающей, спектр которой гораздо шире полосы модулирующего сигнала, для получения малых искажений на выходе передатчика следует полосу пропускания выбрать в пределах 0... (5... 7)Р при неравномерности АЧХ М < 0,1 %; гэ следует принять равнои 6400...
7000 Гц. * По имени американского инженера Кана (Саля ~.й.), предложившего этот метод в 1952 г. Ряс. Э.а 3. Времена прохождения сигналов по радиочастотному тракту и по тракту огибающей от возбудителя до ОК (6) следует сделать одинаковыми,-для чего в радиочастотный тракт включить линию задержки с тз, равным задержке тф в фильтрах 9 и 10 (см. рис. 5.3). Эти требования вполне реализуемы в передатчиках диапазона ВЧ.
В диапазоне СЧ и особенно НЧ метод раздельного усиления неприемлем из-за невозможности выполнить первое требование, если в усилителях 2-5 будут включены резонансные контуры, поскольку рабочая добротность этих контуров должна быть очень мала Я - 1). Поэтому при разработке передатчиков с раздельным усилением составляющих необходимо выполнять радиочастотный тракт широкополосным без резонансных контуров. При модернизации существующих передатчиков с ААМ или АЭМ дк пазонов НЧ и СЧ (см.
рис..5.2), с переводом их на работу с ОМ возможно сохранить имеющийся радиочастотныи тракт, переведя его в режим линейного усиления сигнала (5.1), заменив модуляционное устройство класса В устройством класса О и реализовав в ОК (рис. 5.7) усиление модулированных колебаний с автоматическим регулированием режима АРР [5.7), Средний КПД по анодной цепи такого усилителя можно получить в пределах 60...65 %. В этом случае можно также получить универсальный передатчик диапазона НЧ и СЧ для работы с излучениями АЗЕ, НЗЕ и КЗЕ со средним промышленным КПД около 50...55 %.
Если же в ОК использовать бигармонический режим в анодной цепи, то КПД можно будет увеличить на 5...8 %. В заключение кратко поясним структурную схему возбудителя для универсального передатчика рис. 5.7, приведенную на рис. 5 8. Она полностью соответствует структурной схеме типового однополосного возбудителя, изображенной на рис. 4.1 и 4.7, а также в [1.1, рис. 7.4 и 7.6].
В возбудителе на рис. 5.8 по сравнению, например, с рис, 6.2 введены элементы для разделения составляющих ОМ сигнала — амплитудный ограничитель 7-и'лияейный детектор 8, аттенюатор 3 для установки необходимого уровня несущей и линия задержки 5 для компенсации задержки сигнала огибающей в НЧ-фильтрах 9 и 10 (рис. 5.3). Назначение остальных элементов: синтезатор 1 обеспечивает необходимый для элементов 2 и 6 набор частот, в том числе с дискретной сеткой частот (шаг сетки 1000 Гц) В однополосном модуляторе 2 формируется радиовещательный сигнал с заданным подавлением несущей и нижней боковой полосы (около 45 дБ) и низким уровнем нелинейных искажений (< — 55 дБ).
В тракте переноса б сформированный 378 379 ОМ сигнал переносится в рабочий диапазон НЧ или СЧ. Линия задержки 5 работает на постоянной частоте формирования ОМ сигнала. Электронные приборы, используемые в возбудителе, — Биполярные и полевые транзисторы и ИС. 5.3. Ориентировочный расчет вещательного передатчика по структурной схеме На этом этапе проектирования радиовещательного передатчика выполняются следующие операции. 1. Составляется структурная схема передатчика в соответствии с рис. 5.2 с указанием всех функциональных элементов будущего передатчика (возбудитель, усилители, модулятор, модуляционное устройство, выходная колебательная система, симметрирующий трансформатор, блоки питания, охлаждения и управления и др.). 2.
По заданным в ТЗ исходным параметрам передатчика — мощности в антенне Р!» л, рабоче!зу диапазону, желательному промышленному КПД пер, — выбираются типы электронных приборов (ЭП). Выпол !ение этого пункта начинается с ОК. По Р!»4 и типу излучения при гп = 1 определяется пиковая мощность в антенне. При излучениях АЗЕ и НЗЕ Р! !ььхд = Р,» л(1+ гп); 2. при излучении ВЗЕ Р! тахА — Р!».А(0 5 + гп) 2 Мощности Р!» и Р,,„,, отдаваемые ЭП ОК, определяются из Р! ! ьх = Р! тахА/"гикс и Р!» = Р!».А/г1вкс, где г1дкс — ориентировочный КПД выходной колебательной системы, выбранный из табл, 1.13. Поскольку в ОК реализованы АЭМ, ААМ или УМК с АРР, номинальную мощность ЭП можно выбрать по правилу Рг„„, -- 2Р!, или Р! м Р! «х/2 Далее по мощности Р!хьм и по высшей рабочей частоте выбирается тип ЭП по табл.
1.3-1.7. Если в ОК предполагается использовать Аг транзисторов, то номинальная мощность их всегда выл х! см бирается по правилу Р!е м Рг! ьх где Ргх — ЛРDŽ— суммарная номинальная мощность всех А! транзисторов, устанавливаемых в ОК. 3. По типу ЭП и характеру его работы в ОК в таБл. 1.12 определяют коэффициент усиления по мощности ОК !Уре и затем мощность предыдущего каскада, необходимую для возбуждения ОК: Р! „—- = Р! ° ок/%' 4. В таком же порядке рассчитываются мощности и выБираются типы ЭП для всех предыдущих усилителей, включая и первый каскад, к которому подключен возбудитель.
Мощность возбуждения первого каскада должна быть несколько меньше мощности, отдаваемой возбудителем. 5. При расчете модуляционного устройства с усилителем класса В вначале определяют максимальную мощность, которую должен отдать выходной каскад МУ: Ргм = гп Рь»/29м.», где Ом» вЂ” КПД 2 * Для УМК с АРР величину Агр принять такой же, как и при анодной или анодно-экранной модуляции. модуляционного трансформатора можно принять порядка 0,9. Номинальную мощность ламп в выходном каскаде ММУ рассчитывают при условии, что лампы должны давать малые искажения и, следовательно, работать в недонапряженном режиме при Б = 0,7...0,8. В этом случае лампа отдает около 60 % от номинальной мощности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
