Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 88
Текст из файла (страница 88)
5.5. Мощные усилители модулированных колебаний с АМ и ОМ с автоматическим регулированием режима Усилитель модулированных колебании (УМК) с автоматическим регулированием режима (АРР) можно выполнить как на триодах, так и на тетродах. Для будущих передатчиков целесообразнее выбирать тетроды, поскольку на этих лампах передатчик становится проще (меньше каскадов). Принцип работы УМК с АРР заключается в том, что на управляющую сетку усилительной лампы подается радиочастотный модулированныи сигнал с АМ или ОМ 1гс(г) = бгс(г) соз[ыг + у(г)], а на анод и на зкранирующую сетку подаются питающие напряжения, модули- РОВаННЫЕ ОГИбаЮЩЕй НОПРЯжЕНИЯ ВОЗ6УжДЕНИЯ: Еа(г) = Еаша»Х(г) И е,г(г) = Е гш»»Х(г); здесь Х(г) = А(г)(Аш»„— нормированная огибаю" эя напряжения возбуждения. При этих условиях лампа при любых амглитУдах 1гс(г) может Работать вблизи гРаничного Режима.
Схема передатчика с УМК АРР в ОК приведена на рис. 5.13. В этом передатчике с выходов возбудителя 1 снимается радиочастотный модулированный сигнал »1(г) = 11(г) соз[сог+ <р(г)), который после усиления в линейных усилителях радиотракта подается на управляющую сетку лампы ОК с максимальной амплитудой »1сша . Сигнал огибающей А(г) = Х(г)Аша подаетсЯ к мощномУ Усилите. лю огибающей (МУО), состоящему из широтно-импульсного модулятора Ряс. В.1З Уашвх = Еагпах. 'еа.сстгпвх /а! шах = 2Р! шах/Уа птах 7аотпах = 1а1шах/1,57. де: где бшвх = Уагпах/Еа шах. 398 399 5, мощных импульсных усилителей б и Нч фильтров 7. На усилители подаются от источника питания напряжения Ев, и Е зшвх для анода и экранирующей сетки.
Можно заметить большое сходство схемы и принципа работы УЧК с АРР и каскада с АЭМ. Отличаются они лишь тем, что в УЧК с АРР на управляющую сетку подается полный модулированный сигнал вместо немодулированного при АМ или модулированного по фазе при ОЧ, режим лампы обязательно недонапряженный и угол отсечки анодного тока й = 90'. При применении в УМ К с АРР триодов схема несколько упрощается: исключаются цепь экранирующей сетки и все элементы для ее питания. Главная цель такои модификации УМК вЂ” получить в 2...3 раза большую мощность и высокий средний КПД, при которых обеспечивается работа лампы в пределах регламентированных допусков.
Выбор номинальной мощности лампы. Для того чтобы лампа была хорошо использована по мощности, здесь, как и в каскаде с АЭМ, следует принять напряткение анодного питания Е,„„,, = 2Е,„,ч и Р1псп = Р1 ш /(2...3). ПРи меньших значениЯх Е „„и такой же норме для мощности лампа будет полнее использоваться по току, в связи с чем могут увеличиться нелинейные искажения. Выбор режима работы лампы. Лампа должна работать в недонапряженном режиме: еа с,ты,х гэ (1,1...
1,2)Е'. Угол отсечки анод- ного тока о = 90'. Расчет параметров режима. Для выбранной лампы по статическим характеристикам (при наибольшем имеющемся значении Есз) определяются: Я, О, Е'„, Есз и е,т „— — (1,1...1,2)Е',. Более точные и уверенные результаты можно получить, если воспользоваться СХ на рис 5.14 и выбрать еа сстшах не для точки А или В, а для точки С, для которой модуляционная характеристика 1 ! = /(еа) сохраняет линейность и в верхней части. На рис.
5.14 показана одна СХ, снятая для ее о И д и отис Ряс. $.14 ес- — есссвх Ес + Уста„, форма импульсов при разных евсее и вид аМПЛИтудНОй ХараКтЕрИСтИКИ 1в1 = /(Ус). ПОСЛЕдНяя ПОКаэЫаавт, ЧтО В недонапряженном режиме (точка С1 АХ наиболее линеина. Считая, что Р, ш задана, а Е „выбрано, проводится следующий расчет для максимальнои точки модуляции 1. Амплитуда напряжения на аноде 2. Амплитуда первой гармоники анодного тока 3. Величина постоянной составляющей анодного тока 4, Мощности, потребляемая анодной цепью и рассеиваемая на ано- Ро шах — /вошахЕагпвх Рва шах — Ро шах Р1 шах. Поскольку анодная цепь и цепь экранирующей сетки питаются от мощного усилителя огибавзщей (МУО), то потребляемая усилительной лампой мощность Ро ш„и определяемая далее мощность Р,зо, являются исходными данными для расчета МУО, которыи по требованиям и задачам полностью соответствует мощному модулирующему устройству для передатчиков с ААМ или АЭМ (см. 1 5 б), но без входа по звуковой частоте.
5. КПД анодной цепи 11а шах = Р1 шах/Ро шах = (1/2)в1тшвх~ 6. Сопротивление нагрузки в анодной цепи лампы тте — 1/вшах/1»1 штс. Таблица 0.2 7. Амплитуда напряжения возбуждения СГо тпвх — 111 Гв шах + 1»1 швх/Еа1(В). Г ] В отличие от рекомендаций к расчету усили- теля на тетраде без АРР [1.1, 2 2.13], здесь при Сеть использовании мощных ламп, повышенном значении Ев и при больших значениях Я целесообразно учитывать величину 12Сг .
8. Напряжение фиксированного смещения Е,ф = Е,'. 9. Выполнить проверку на допустимость максимального мгновенного напряжения на управляющей сетке: ] Ее.ф 1'"о тех] б Ее.доп. 10. По СХ определить амплитуды импульсов токов управляющей 1отвх и экранирующей 1,2п,вх сеток. 11, Расчет параметров этих цепей дается беэ пояснений (см. [1.1, З 2.15]); В, = агссоз( — Е,ф/11ош „); а1(В,); ао(В,); 1с1ьоех 1»твха1(В») О 7; 1ео|ввх = 1»товхсеа(В») ° 0165; 1»1птвх = О 5еств»1с1швх~ Реатах = Ес ф1»ошах' Рс = 1»11пвх + Роатвх ( 1с.доп 1»20птх — 1езтвхаа(В) ' 016.
Реза швх = Ес2п1»х1»20твх ( Рс2доп. Исследования УМ К с АРР на компьютерной модели показали, что у мощных тетродов и особенно триодов при изменении анодного напряжения несколько меняется из-за изменения Е1 угол отсечки анодного тока [5.24] и вследствие этого нелинейные искажения усилителя оказываются сравнительно большими. Чтобы ослабить искажения, целесообразно ввести в катодную цепь лампы резистор Я», эашунтированный емкостью С (рис, 5,15), чтобы получить в дополнение к фиксированному смещению Е, ф автоматическое смещение Е, „,: Ео.ввт = Вк1ва.
400 Величины Н„и С, определяются из следующих соотношений: Лх т 17(Евтвх евооттвх)/1»отек,' Ск » 1/оьпйк, где оьп — наименьшая рабочая частота. При оптимально подобранном А коэффициент нелинейных искажений Кзу снижается на 10...15 дБ. Средние значения параметров УМК с АРР определяются следующим образом. Вводится величина нормированной амплитуды возбУжДениЯ Хе(1) = Х = с1»(ь)/11»тех. зДесь с1»(1) — текУЩее значение амплитуды возбуждения 0 ( Го(ь) ( 11»швх. Если не учитывать нелинейные искажения в усилителе, то относительная амплитуда возбуждения Хе(1) численно равна относительной огибающей Х(2).
Текущие значения других параметров усилителю записываются в виде: Ев(Х) = ЕвтвхХ~ 1/в(Х) = фатах ев.осттвх)Х 2Р1 швхХ Х + ьуп 1 1»1 шах 1»1(Х) = т т ~ 1»О(Х) = 1вашвх о ~ 1»атвх = в( Здесь 130 = 10/1,отек — нормированное значение тока покоя. Для современных тетродов 0,15 ~ 18п ~ ~0,30. Остальные параметры усилителя; Р1(Х) = Р1 швхХ; Ро(Х) = Ев(Х)1»о(Х); ьвтех = Р1 шех/Роте»" Ъ(Х) = 21, Х2(1+15,)/(Х +АХ). Для сравнения КПД УМК беэ АРР: %.бевАРР(Х) Овтв»Х (1+ Рп)/(Х + Рп). Средние значения КПД при усилении радиовещательных сигналов для УМК с АРР и для сравнения без АРР можно вычислить из тгв.САРР ьгвтв»Х (1+ Ььп)/(Х +РпХ) ЦебевАРР = т1»пьвхХ (1 + 12п)/(Х + Рп) ° Здесь Хз и Х вЂ” средний квадрат и среднее значение нормированной амплитуды возбуждения.
Для модуляции гармоническим сигналом С/н(2) = 1/н сов 02 значения Хз и Х при глубинах модуляции пь = 1 и 0,4, где гл = 1/н/Статье, приведены в табл. 5.2, 401 Расчетные формулы для Х и Х. приведены в 15.4]. Для радиовещательного сигнала с излучением АЗЕ и компрессией значения Хз и Х можно принять равными соответственно 0,250 и 0,443. Расчет элементов схемы УМК с АРР выполняется по тем же правилам 11.1, гл.
3), что и для усилителя без АРР. Приведенная выше методика расчета УМК с АРР дает несколько неточные результаты вследствие того, что расчетные формулы получены для ламп с идеализированными характеристиками. Значительно более точные результаты получаются при расчете УМК с использованием компьютерных моделеи, в которых использованы реальные характеристики ламп 11.1, 1 2.18).
Например, программы семейства СНАКА по значениям Еатах. сеосттех. Есф и асмах полученным предварительно по методике, приведенной выше, выдают значения всех необходимых параметров, модуляционные характеристики, значения коэффициентов нелинейных искажений и, наконец, средние значения параметров для двухтонового сигнала и двух видов распределения плотности вероятности амплитуд сигнала возбуждения (экспоненциальныи и рэлеевский законы). Полученные результаты относятся непосредственно к значениям АЗЕ и ЗЗЕ.
Для излучении НЗЕ и КЗЕ используются дополнительные пересчетные формулы. В заключение отметим. что аналогичные усилители с АРР можно выполнить на полевых транзисторах. Для расчета может быть использован приведенный выше порядок расчета. 5.6. Мощные модуляционные устройства для передатчиков с анодной и анодно-экранной модуляцией В современных радиовещательных передатчиках НЧ, СЧ и ВЧ диапазонов модуляция, как уже отмечалось выше, производится в оконечных каскадах(ОК). При реализации в них анодной модуляции ААМ, для улучшения линейности модуляционнои характеристики (МХ) анодная модуляция также выполняется и в предоконечном каскаде (ПК) При использовании в ОК тетродов реализуется анодно-экранная модуляция АЭМ, В обоих случаях мощное модуляционное устроиство ММУ имеет один вход (для модулирующего сигнала) и два выхода (в анодную цепь ОК и либо в анодную цепь ПК, либо в цепь экранирующей сетки ОК)*, С середины 30-х годов в качестве ММУ используются усилители звуковой частоты с мощным выходным каскадом (ВК) на триодах или тетродах, работающих в классе В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
