Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 91
Текст из файла (страница 91)
В качестве нагрузки ламп ЧЕ1 и Ч12 (рис. 5.24) используются дроссели Ек! и Ькз. ИнДУктивность этих ДРосселей выбиРаетсЯ иэ УсловиЯ Предварительные усилители ММУ проектируются и рассчитываются по методикам проектирования и расчета усилителей звуковой частоты. К ним предъявляются два главных треБования: малые нелинеиные искажения КГИ 0,01 % и малые искажения АЧХ: Мн и Мв меньше 0,1 дБ. Еа(1) = Ем + 17а соз 01. Еп (2 Д ° ° ° 2,2) Еат ° Еп = 1~1Еа шах = 2Щат. 1 „= Епу(2Я,). бпа Рис.
а.гз 413 412 5.б.2. ММУ с двухтакгным уеилигелем класса 0 Одна из первых попыток заменить ММУ класса В на ММУ класса 0 была выполнена простой заменой двухтактного усилителя класса В двухтактным усилителем класса 0 (5.10). Этот двухтактный усили. тель служит для усиления модулирующего сигнала 110(1), а для подачи постоянной составляющей 1,„к ОК служит отдельный источник питания с напряжением Е,т и модуляционный дроссель 544 (рис. 5.25). В точке А складываются постоянная и переменная составляющие модулирующего сигнала, и к лампе ОК (вместо нее на схеме показано гсг) подводится напряжение Двухтактныи усилитель класса 0 имеет следующее достоинство: отсутствие тяжелого, громоздкого и дорогостоящего модуляционного трансформатора и значительно увеличенный КПД усилителя, поскольку лампы мощного каскада работают в ключевом режиме, а постоянная составляющая анодного тока 1, ОК проходит через дроссель с малым сопротивлением обмотки гпп Недостатком этого ММУ является необходимость иметь кроме выпрямителя с напряжением Е также выпрямитель с удвоенным напряжением: На рис.
5.25 приведена упрощенная принципиальная схема такого усилителя. Модулирующее напряжение 11п подается к широтно- импульсному модулятору и последующему импульсному усилителю (на схеме изображен единыи преобразователь аналоговых сигналов в импульсные) и далее к лампе Ч1.2. Управление второй лампой Ч~1 производится напряжением, падающим на сопротивлении Й1 от анодного тока лампы Ч~2. Для того чтобы получить значительные токи и легкое управление без заметных потерь, необходимо использовать в качестве Ч1.1 и Ч~ 2 лампы с левыми характеристиками, большим начальным током (т при = 0) и высокой крутизной характеристики анодного тока Я.
Работает усилитель следующим образом. В установившемся режиме при 17м = 0 напряжение на конденсаторах С2 и СЗ устанавливается равным Еп/2, поскольку лампы Ч1.1 и Ч~2 попеременно открываются на вРемЯ половины тактового интеРвала гт12. С целью пРедотвРащениЯ перерывов тока в катушке Ехг в моменты переключения ламп, например лампа ЧС2 закрылась, а лампа ЧП еще не открылась из-за большой входной емкости С,, в схему параллельно с лампами Ч1.1, Ч~2 включены рекуперационные Ч01 и Ч02. В моменты, когда на вход 17 приходит положительная волна напряжения, лампа Ч~2 большую часть тактового интервала закрыта, лампа Ч1.1 открыта и через нее проходит ток 1„,, заряжающии индуктивность Ехг, В момент открытия лампы Ч1.2 и закрытия лампы ЧП ток через катушку Ех не прекратится, поскольку индуктивность продолжает поддерживать ток, который теперь будет течь через диод Ч02 и постепенно уменыцаться. При отрицательной волне модулирующего напряжения ток проходит через лампу Ч~2 и катушку Авг, а после закрытия лампы продолжает течь через Лаг и Ч01 Что.касается остальных элементов схемы усилителя, то они выбираются и рассчитываются, как обычно, для элементов фильтрации и развязки.
Дроссель НЧ Ещ и конденсатор С1 слухсат для фильтрации питающего напряжения Еп и могут рассматриваться как часть выпрямителя. Индуктивность Лаз и конденсаторы С2 и СЗ вЂ” дополнительное звено фильтра для подавления тактовои частоты. Конденсатор С4— разделительныи; его емкость выбирается из условия Са ) 10/Пп77г, где агп — нижняя частота модулирующего сигнала. Расчет усилителя можно выполнять в следующем порядке, изложенном в [5.27]. Предполагая, что расчет параметров режима ОК выполнен и известны Ргат; Ргт, 'Ргшах~ Рашах' 1 от' Еат' Еашах' 1аогпах: 1аот~ гтт определяем Максимальная амплитуда тока через Ч1.1 и Ч1.2 По Еп 1апм и Рги — — гп Рот/2 выбираются подходящие лампы.
Слег дует иметь при этом в виду, что Р~ можно рассчитать при гп = 0,7, поскольку при радиовещании средняя глубина модуляции обычно равна 0,35...0,45. Для ориентации отметим, что в фирменном передатчике с Рг —— 500 кВт в качестве Ч~1 и Ч1.2 применены лампы мощностью 125 кВт.
Диоды Ч01 и Ч02 выбираются по следующим параметрам: обратное напряжение Еовр ) Еп; МаКСИМаЛЬНЫй ИМПуЛЬСНЫй ТОК 1РГ»ах — 1»ихх', прямое сопротивление открытого диода Яр (желательно возможно меньше); средний ток, протекающий через лампы и диоды: 1чь = 0,5ЕО(0,5т/2г ~ 0,125тп )Яя; 1чр„.= ~0,5Еп(0,5т/к ш 0,125гп )Вп. Верхние знаки относятся к Ч11 и Ч01, нижние — к Ч12 и Ч01; максимальное значение среднего тока через диоды: 1српхах = 0,051чргпах При т = О, 587. В [5.27) также приведены графики средних значений тока 1„(гп), 1чь(т) и 1чр(т); определяют Сопротивление ламп в открытом состоянии: Ягр = 1/Егр (для триода); Вгр гэ 0,8Есз/1 „(для тетрада); средняя полезная выходная мощность колебаний НЧ эа период модуляции: Рв( ) = 0,25Е." 2((2ВГ); коэффициент полезного действия усилителя Р„( т) Р (т) + Р (т) + Рф ч(т) + Рфр(т) + Рса + Рр44 Здесь средняя мощность потерь на активных сопротивлениях ламп и диодов В и Вр (эа период модуляции): Р (т) = (0,5ЕО/В,)2[2Я,р(гпз/8+ т~/Зк) + 2Вр(тз/8 — тэ/Зк)).
Средняя мощность потерь на омическом сопротивлении ФНЧ (С2, Лаз, Сз): Рфа„(гп) = (0,5Е /Л,) т Ярка/2. Средняя мощность потерь в лампах из-эа не мгновенного переключения Рфр(т) = (0,5Еп/Ве) гп Яетвхп,п,х/3, где та. х = 1,8ЯвввСвхв' Вввв — выходное сопротивление блока возбуждения; С в — суммарная параэитная емкость, приведенная к сетке. Средняя мощность потерь из-за наличия выходных емкостей ламп и диодов Рса = (0,5Е./Я„)'2В,/( Х.); Х. = 1/(г /,С.), где С» — суммарная выходная емкость ламп и диодов.
Мощность потерь на омическом сопротивлении Яр модуляцион- НОГО ДроССЕЛЯ Ь44 иа Яик 1аа ' 2 Расчет элементов ММУ: 1. Дроссель фильтра Ьщ выбирается при расчете выпрямителя и имеет индуктивность обычно несколько генри. 2. Конденсатор С1 выбирают из условия ХсГ < Хьщ.
3. Фильтр Еаэ, Еаз, С2, Сз...может Быть раэличнои сложности, смотря по требуемому подавлению тактовой частоты на выходе ММУ. Еспи выбрать фильтр в виде полузвена Е42С2 по Баттерворту, то р42 = 1,4ЯГ(11», Сз = 0,7/(Я,0»), где П =, 2зŠ— высшая модулирующая частота. 4. Разделительный конденсатор С4 выбирают из условия 1/(Й»С4) ~< Вг(10. 5. Сопротивление Я1 выбирают так, чтобы падение напряжения на нем 1чыЯ1 > [Ес схс[, где Е, схс — напряжение отсечки анодного тока ламп ЧП и ЧЕ2. ПыбоР тактовой частоты /х Делают из известных сообРажений: /х = (5...7)Еы Диоды Ч01 и Ч02 пропускают очень небольшои средний ток (1р,р< < 1ры»х/10), Поэтому целесообразно их выполнить в виде цепочек твердотельных диодов практически без специального охлаждения 5.5.3. Мощное модуляционное устройство с усилителем класса О по параллельной схеме При разработке ММУ параллельного типа стремились избавиться от недостатков предыдущего ММУ, а именно от необходимости источникаппитания с удвоенным напряжением (около 2в,), Также было желательно, выполнить формирование модулирующего сигнала в одном устройстве с высоким КПД [5.11-5 15) В связи с этим в качестве оконечного каскада такого ММУ был выбран однотактныи преобразователь постоянного напряжения с параллельным включением коммутируемого элемента (рис.
5.26) Здесь Епр — дроссель с большой индуктивностью (несколько генри), Ч1 — лампа, работающая в ключевом режиме, Ч0 — диод с малым сопротивлением в открытом состоянии, Сф— конденсатор фильтра, Я, — сопротивление нагрузки — анодная цепь оконечного каскада Коэффициент передачи по напряжению (или статическая модуляционная характеристика) устройства по этой схеме Кв = Е„/Еп является нелинеинои функциеи бт продолжительности управляющих импульсов и скважности: Е„= Еп/7», где У„= т„(т, = т, где т„— длительность текущих импульсов; г, — длительность тактового интервала 414 415 гу О О,гу 25 у„ Рис.
5.27 Рис. 5.26 (т = 1// ); / — тактовая частота; 7и = ти нормированная длительность импульсов. График для КЕ приведен на рис. 5.27. Если сопротивление потерь Лир, НЕ и т70 нулевые, а Яи очень мало, то график Ебй при уи -ч 1 стремится к бесконечности. При наличии потерь в указанных элементах и реальных значениях 77и = Ег величина Кй достигает максимума при 7и и 0,75 и затем падает до нУлЯ, В устройстве рис. 5.26 при 7;, = 0; г„= 0 лампа ЧЕ закрыта и в цепи Е„, 1др, ЧО и Вг течет постоянный ток, равный 1о = Еи/Я .
Если теперь к сетке лампы подать импульсы, отпирающие лампу на время ги, то во время прохождения импульса сопротивление лампы 77ио ю О, напряжение на аноде лампы 17 = О, дроссель 1ир оказывается закороченным на источник питания, ток в дросселе увеличивается и дроссель накапливает энергию. В момент прекращения деиствия импульса лампа закрывается, и на ее аноде возникает напряжение Еи+Едр (Еир — — — Лдрй/ог). Это напряжение, после того как оно превысит напряжение на С4„открывает ЧО на время г — г„, и напряжение на С», и Ли повышается. По мере увеличения у„увеличивается запас энергии в Лир и увеличивается Е„ Несколько сложнее объяснение работы устройства в динамическом режиме, когда на управляющую сетку Чь подается модулированная последовательность импульсов: (5.1) ти(2, 7/а) = тио(бга) — тю»(Уа) соз 02.
Здесь ти(г, Уа) — текущая последовательность импульсов от широтно-импульсного модулятора Ш ИМ, зависящая от времени 1 и амплитуды модулирующего сигнала Уа, который был подан на вход ШИМ; тио(1га) — длительность импУльса в Режиме несУщей (молчаниЯ); ги„,(Уа)— амплитуда изменения длительности импульсов при модуляции; 0 = 2кŠ— модулирующая частота. Отметим, что индуктивность дросселя 1ир выбирается из условия Ос бир — — (1... 3)77и и, следовательно, через дроссель в течение периода самой низкои модулирующей частоты (Ти = 2к/Ои) течет практически неизменныи ток 1о. Изменение тока 1о может происходить лишь при изменении амплитуды Уа модулирующего сигнала. Пульсации напряжения с тактовои частотой / в сопротивлении нагрузки Я можно не 416 Рнс.
5.2Э учитывать, поскольку они сглаживаются конденсатором С1„а при необходимости дополнительным фильтром (см. схемы на рис. 5.28), Напряжение на нагрузке Еи определяется средним значением тока, протекающего через ЧО: = Е еьа = гг 1о(г — г )/т = В 1о(1 — т„).
(5 2) Подставив (5.1) в (5.2), найдем еи в виде функции времени: еи = йи1о(1 — био(77а)) = Я 1от~~Уа) сов 01. Первое слагаемое в правой части соответствует величине несущей при ААМ, второе — мгновенному значению колебания звуковой частоты. Из этого уравнения после усреднения его за период звуковой частоты найдем среднее значение постоянного напряжения на нагрузке Йи: Еи. р(Г/а) = Ен 1о(1 — тиоЯа)) и коэффициент модуляции напряжения на нагрузке, а значит, и коэф- фициент модуляции в ОК: (17а) = т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
