Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Изоляция между первичными и вторичными обмотками должна быть рассчитана на 30...40 кВ, а между секциями вторичных обмоток — на 5...10 кВ. Выходы выпрямителеи КВ1...КВЮ соединяются последовательно с гомощью полупроводниковых переключателей 01... ОИРУ. На рис. 5.34 показана суммирующая цепь, состоящая из высокочастотных диодов. На веРхнем выводе выпРЯмителв КВНУ напРЯжение Ез(1) может менятьсг, в пределах от 0 до 1УЕо, в зависимости от числа включенных выпрямителей, что соответствует мгновенному напряжению модулирующего сигнала. В первоначальных вариантах устройства число уравнен квантования 1У принималось равным 48 для получения низкого уровня шума квантования. В последующем число»У Было снижено, но чтоБы не повышать уровень шума, в цепи сигналов каждого уровня была введена широтно-импульсная модуляция для сглаживания резких переходов от одного уровня к другому.
Благодаря ШИМ плавные и продолжительные переходы Л(1) достаточно точно передаются, усиливаются и затем воспроизводятся с малыми искажениями в виде Ез(1). На рис. 5.35;а изображен один период сигнала звуковой частоты в аналоговом и квантованном (без ШИМ) виде, на рис. 5,35,в показана часть сигнала в виде импульсов в пределах одного кванта с ШИМ, а на рис. 5.35,6' — оБразующая того же участка сигнала после фильтрации составляющих тактовой частоты. Введение ШИМ на каждом уровне позволяет сократить число уравнен примерно до 2У = 32 без увеличения шума квантования. 426 427 3 Рис.
5.36 О ГГ Еа с ойзс и 4 471! Ф йа 1е1 В) Ряс. 5.35 Рис. 5.34 428 Выпрямленное напряжение через фильтр бфСф подводится к нагрузке 77„. Задачей этого фильтра является подавление составляющих тактовой частоты и шумов квантования до допустимои величины. При проектировании этого фильтра следует учитывать, что благодаря ШИМ скачки квантования сильно сглаживаются. При высокой тактовой частоте 7т шумы квантования будут ничтожными даже при малом А7. Однако при этом возникают трудности с выбором электронных приборов.
Если же одновременно понижать 7г и увеличивать 1У, то можно найти при приемлемом уровне шумов квантования такие значения 7„и Аг, при которых параметры необходимых электронных приборов и сложность устройства оказываются вполне приемлемыми Включение и выключение выпрямителей КВ1... КВАг осуществляется устройством управления УУ (рис. 5.34), от которого управляющие сигналы к выпрямителям подаются в виде световых сигналов по волоконно-оптическим кабелям. Необходимость волоконно-оптических кабелей объясняется тем, что по мере увеличения номера выпрямителя потенциал между ним и корпусом увеличивается, достигая 20...28 кВ (МЕо) На рис. 5.36 приведена упрощенная структурная схема УУ.
Она состоит из многоуровневого квантователя КВТ1... КВТ.О7 с Аг уровнями, широтно-импульсных модуляторов в цепи каждого уровня, генератора сигнала с тактовой частотой 7т, электросветовых преобразователей на выходе каждого ШИМ и волоконно-оптических кабелей 1-лГ. На вход УУ (см. рис. 5.34) подается либо огибающая А(1) модулированного сигнала в передатчиках с раздельным усилением, либо модулирующий сигнал 770(1) в передатчиках с ААМ или АЭМ. В последнем случае к сигналу 170(1) = 770 созй1 приходится добавлять постоянное напряжение (7э, равное 77э = (7пю,х, чтобы получить огибающую модулирующего сигнала еи(1) = 77э(1+ тсоз171). Модуляционное устройство рис. 5.34 раБотает следующим образом: при отсутствии модулирующего сигнала (т = О) и виде излучения 13Е все выпрямители отключены от общей собирающей цепи (при АЗЕ и т = 0 половина выпрямителей включена) 01...
ОА7 и напряжение Еа(1) на нагрузке равно нулю. При модулирующем напряжении выше первого уровня включается первый выпрямитель (скачком — при отсутствии ШИМ или путем кратковременных, но все удлиняющихся включений при наличии ШИМ), и напряжение на нагрузке постепенно становится равным 773. Напряжение выпрямителя В1 запирает диод 01, и ток пойдет через выпрямитель КВ1, открытые диоды 02... ОАг и через сопротивление нагрузки гог. Если модулирующий сигнал превышает второй уровень, то наряду В1 к общей цепи подключится и В2. Диод 02 также запрется, и ток потечет через два последовательно включенных выпрямителя.
Напряжение на нагрузке будет равно 2Ео. При превышении модулирующим сигналом Аг-уровня будут открыты'и последовательно включены все выпрямители, все диоды будут заперты и напряжение на нагрузке Будет равно 1УЕо Выбор оБщего числа уровней У является сложной вариационной задачей, в которой следует учитывать сложность, а следовательно, стоимость устроиства, наличие элементной Базы, допустимые уровни шумов и нелинейных искажении. Исследования нелинейных искажений НИ для такого устройства проводились с использованием алгоритма многоканальной ШИМ для передатчиков с ОМ (33Е) с применением в качестве испытательного сигнала двухтонового сигнала. Результаты расчетов [5.22) показали, что при Аг = 32 и ~, >> К„ьл величина КНИ третьего порядка достигает значения — 40 дб при т = 1 и постепенно повышается до 35 дб при гп = 0,1.
На рис. 5.37 изображена схема возможного варианта коммутируемого выпрямителя КВ. От силового трансформатора на выпрямитель по схеме Ларионова подается трехфазное напряжение с действующим значением 0,74Ео. Для выпрямителя с такой схемой частота самой низкой гаРмоники 7э = 57'„где 7, — частота сети, а амплитУдэ этой гаРмоники примерно равна 0,057Ьо, оБратное напряжение на диодах равно 1,05Ео. курей!В ге! аа урэйя о ! Ряс. в,зт . Для фильтрации пульсаций в схему выпрямителя введен фильтр 1,фС,ф. Расчет параметров этого фильтра должен учитывать, с одной стороны, допустимый уровень пульсаций ба, а с другой, — сопротивление нагрузки фильтра 77нф = Ег/г7, по сравнению с которой сопротивление конденсатора С,ф на частоте пульсаций должно быть много меньше.
В любом руководстве по расчету выпрямителей можно найти график зависимости 6„= /(/»ЛС). Если задать, например, 6„= 0,1 %, то /»ЛС = 3 104. Значение емкости можно найти из С ) 796 10~//эЕ»„„„, здесь К„„ы = Е„/А' = Ео/7 о „, — минимальное сопротивление нагрузки выпрямителя. Для приведенного выше примера с ГУ-88А Р„. = 500 кВт, 1„о „„ = 104 А, Е ы',» = 24 кВ, пРи !У = 32 Я лцэ = 24 10з/32 104 = 7,2 Ом. Следовательно, С,ф ) 796. 10з/300 7,2 = 370 мкФ. Индуктивность дросселя Л»ф = 3 10//»С = 0,9 мГн.
Коммутация выпрямителей в простейшем случае осуществляется высоковольтными транзисторами НТ; и диодами НРН (здесь 1 — номер уровня квантования). Если коммутируемый ток велик, то транзисторы НТ; и диоды Н0; могут состоять иэ однотипных приборов, включен' ных параллельно или последовательно биполярных или полевых транзисторов и диодов. Если у выбранного транзистора НТ! вывод коллектора стока соединен с корпусом, то транзисторы НТе и диоды НРн следует разместить на общем радиаторе. Управление транзисторами осуществляется сигналами от ШИМ, проходящими по волоконно-оптическому кабелю. Во входном устройстве УС имеются преобразователи световых импульсов в электрические и необходимый набор транзисторов для управления транзисторами НТн Питание элементов входного устройства осуществляется либо от конденсатора С, либо от дополнительного маломощного выпрямителя. Коммутатор работает следующим образом.
Пусть от ШИМ пришел сигнал, включающий рассматриваемый выпрямитель с номером г, тогда открывается транзистор НТ, и закрывается диод Н0о '1ок от выпрямителя КВ; ! протекает через транзистор НТс конденсатор С,ф и силовые диоды и направляется к выпрямителю КВ; Диод Нрн закрыт. 430 Если же от ШИМ пришел сигнал, выключающий этот выпрямитель, то одновременно закрывается НТ; и открывается Н0с а ток от В; направляется к Вг+! через НО,, минуя выпрямитель КВь В качестве коммутирующих элементов целесообразно использовать высоковольтные полевые транзисторы с временем нарастания и выключения 100...200 нс и мощные высокочастотные диоды с рабочей частотой 100...200 кГц [5.12] Допустимые напряжения этих элементов должны быть болыце Ео на 10..
30% Допустимые значения токов гд должны быть больше максимального рабочего тока 7о на 10...50%. Все выпрямители КВы...,КВн целесообразно размещать на совершенно одинаковых шасси, изолированных от каркаса (корпуса); прочность изоляции следует выбирать исходя из действующего максимального напряжения Е»,„,»(1,5...2). 5. б, б, Автоматическое регулирование несущей д>1я экономии потребляемой электроэнергии Мощные вещательные передатчики НЧ, СЧ и ВЧ потребляют миллионы киловатт-часов энергии. Так, 500-кВт передатчик при нормальнои работе потребляет в год около 8 млн кВт-ч. Чтобы снизить потребление электроэнергии вещательными передатчиками, предлагались различные меры, и всегда существовала проблема создания передатчика с возможно высоким КПД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
