Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Сейчас для вещательных передатчиков почти достигнут предел для увеличения КПД, поскольку реализация в мощных каскадах анодноэкранной модуляции с углом отсечки 65...70' и КПД анодной цепи и - 0,82...0,85 и использование ММУ класса О (или с СИМ) с КПД пь — 0,95... 0,97 позволили строить передатчики с промышленным КПД Парьн 0,72...0,74. Дальнейшее Увеличение !1лр,,„по-видимомУ, возможно лишь за счет сокращения потребления энергии в предварительных каскадах, в системах УБС и охлаждения. Маловероятно, что выигрыць будет превышать 2...5 %. Более значительную экономию мощности обещает реализация на современном техническом уровне идеи, высказанной в середине 20-х годов; но реализованной в некоторых зарубежных передатчиках лишь в последние годы.
Суть идеи проста: нужно изменять уровень несущей в соответствии с изменением глубины модуляции. Поскольку же даже при гя = 1 мощность, приходящаяся на несущую, составляет 2/3 всей излучаемой мощности, а при гп ( 1 — еще больше, то введение регулирования уровня несущей так, чтобы при понижении ги уменьшалась бы амплитуда Хгэ, обещает заметную экономию потребляемой мощности.
При информационном радиовещании средняя глубина модуляции составляет пг;р — 0,3...0,4, а доля мощности несущей при этом достигает 9/10. Поэтому снижение уровня несущей почти в 2 раза в периоды, когда гп кз гп,р, позволит снизить потребление энергии передатчиком почти в 2 раза. 431 При этом было доказано, что если 1Г«/й/анна« мгновенный коэффициент модуляции тд— 2175(1)/17„(1), где 775(5) и 7/„(1) — мгновенные амплитуды колебании в боковой полог се и несущей, не будет превышать 1, то в а4 приемнике с линейным диодным детектором искажения не возникнут.
Также было выяснено, что система АРУ приемников будет нормально работать, если снижение амплиа 52 РЕ йпдйЩ,эн«тУды несУщей не 6Удет пРевышать половины от максимального значения. Рнс. 5.36 Исследования, результаты которых приведены в [5.24], показали, что для информационного радиовещания целесообразно использовать закон регулирования несущей, показанныи в виде графика рис. 5.38.
Характер этого графика объясняется следующими обстоятельствами. При т < 0,2 функция /(т) увеличивается, достигая значения 0,7 при т = 0 Это сделано для того, чтобы во время пауз не подчеркивались шумы канала. В интервале 0,2 < т < 0,4 величина /(т) = 0,5. Это область наибольшеи экономии энергии. При т > 0,4 действительный коэффициент модуляции тд повышается от значения 0,8 до 1, при этом не допускаются перемодуляция и связанные с неи искажения при детектировании.
При реализации этого закона автоматическую регулировку несущей (АРН) сигнала записывают в виде 7/лы(1) = 77и(/(т) = гп сов й) созы1, где т = 77п(г)/77п „, /(т) = 77е(1)/7/и Более детально с выбором закона регулирования несущеи можно ознакомиться в [5.25] Реализовать АРН можно двумя способами. Первый относится к современным передатчикам с ММУ класса В, второй — к перспективным передатчикам с ММУ класса О или с СИМ, т.е.
в которых ММУ представляет собой мощный усилитель постоянного тока. В передатчиках с ММУ хласса В образование сигнала с модуляцией для питания анодной цепи лампы ОК Еь(1) = Е +7/ (7) за происходит в точке А (см. рис. 5.16). Величина напряжения Е т пропорциональна напряжению несущей на выходе передатчика. Для того чтобы амплитуда несущей 17н изменялась в соответствии с изменениями амплитуды модулирующего сигнала, например по закону, близкому к изображенному на рис.
5.38, нужно изменять величину Е, по этому закону, а выпрямитель для анодного питания ОК и ММУ выполнить регулируемым. Для зтои цели в качестве управляемых выпрямительных элементов в выпрямителе можно использовать тиристоры Управляется выпрямитель от специального устроиства УУ, вход которого подключен ко входу ММУ.
В совокупности выпрямитель и УУ «„В" Рнс. з.зв представляют собой регулируемый источник питания (РИП). Поскольку РИП раБотает от сети с частотой /, = 50 Гц, то скорость изменения Е (1) сравнительно небольшая, и поэтому РИП не отслеживает Быстрые изменения гп (например, сигнал при игре на рояле или джазовой музыке), вследствие чего. возможно появление динамических искажений и снижение эффективноС«и способа. В передатчиках с ММУ класса В или с СХХМ реализация АРН оказывается гораздо проще. В этих передатчиках (см, рис.
5.2 и 5.7) ММУ строят по схеме рис. 5.3 или 5.36. Входной усилитель постоянного тока 4 на рис. 5.3 может подключаться к выходу возбудителя, через которыи выводится сигнал огибающей А(1), или к выходу устройства, состоящего из предварительного (регулируемого) усилителя 1, источника постоянного напряжения Е 2 и сумматора 3 и производящего сигнал ец(1) = Еат + (7ц(1) сов й~. Такой же сигнал, только усиленный, получается на выходах ММУ Еет.дьх(1) и Еьт(1). На рис. 5.3 эти напряжения обозначены как Ег(1) и Ез(~). Для реализации АРН между точками А и В (см.
рис. 5.3) включается устроиство, благодаря которому напряжение Е не остается неизменным, а изменяется по закону рис. 5.38: Ед(1) = Еат тех /(т) + 77п($) соз й~. ~ъ мозможная структурная схема этого устройства представлена на рис. 5.39. Вычислительная часть этого устройства может быть выполнена на цифровых элементах или на микропроцессоре. Последний предпочтительнее, поскольку облегчается реализация различных законов для /(гп). Модулирующий сигнал поступает на регулируемыи усилитель 1, с выхода которого он подводится к выпрямителю 2 и сумматору 9.
Выпрямленный сигнал поступает на АЦП 3. В элементе 4 определяется максимум сигнала 77пд„х за некоторое время, в элементе 5 находится текущее значение коэффициента модуляции гп, в элементе 6 вычисляется значение функции /(т) и формируется напряжение Еьт/(т) = /(гп)77п,и „. а выходе сумматора 9 получается сигнал еп(1). ц устроистве для определения 77п „встроен таймер, который в течение заданного времени Тдеч после включения всего устроиства обес- 432 433 печивает на выходе ЦАП напряжение Е„. В вто время происходит формирование [Гп . По истечении времени 2эьч на выходе ЦАП будет выдаватьсЯ напРЯжение 7(гп)сГоыьх = Еэу(т), а на выходе сУмматоРа — сигнал 2 Включение АРН в ММУ вещательных передатчиков требует сравнительно небольших затрат.
Получаемая же экономия энергии достигается по результатам расчетов и измерениям на реальных передатчиках: при первом способе 30...40 %, при втором 45...50 %. Устройство, выполненное по схеме рис. 5.39 с небольшими изменениями, можно установить в однополосных возбудителях передатчиков с УМК, построенных по методу раздельного усиления составляющих В этом случае реализуется АРН при работе передатчиков с однополосной модуляцией (излучения НЗЕ и КЗЕ) и достигается почти 50%-ная экономия электроэнергии.
5.7. Вещательные транзисторные передатчики Местное городское и областное радиовещание использует передатчики небольшой мощности (1... 50 кВт), но при этом требует от них надежности, простоты обслуживания, высоких качественных показателей, небольших габаритов и хороших энергетических показателей. При таких требованиях наряду с ламповыми передатчиками с выходными УМК вполне могут быть использованы современные транзисторные передатчики, которые по энергетическим показателям превосходят ламповые 15.26].
Так, выпускаемые в Японии транзисторные вещательные передатчики имеют промышленный КПД порядка 70 %, что на 10...20 % выше, чем ламповых передатчиков с УМК и АРР. Первые транзисторные передатчики мощностью 1 кВт появились в 60-х годах во Франции и США для радиосвязи. В то же время во Франции Был разработан 10- кВт передатчик. В СССР передатчик мощностью 1 кВт на биполярных транзисторах был разработан несколькими фирмами в 70-х годах. Построение более мощных передатчиков на биполярных транзисторах оказалось очень сложной задачей, так как иэ-за сильного разброса параметров транзисторов требовалось увеличивать число транзисторов и строить надежные системы зашиты, что в конечном счете сильно усложняло схемы устройств.
Мощные транзисторы со встроенными термодатчиками не нашли широкого применения. Все перечисленные трудности исчезают при применении полевых транзисторов, которые оБладают отрицательным тепловым коэффициентом, т.е. при повышении температуры транзистора ток, проходящий через него, уменьшается. Поэтому оказалось, что полевые транзисторы можно включать в паралгель, не предусматривая никакой защиты. Однако следует отметить, что при параллельном включении Аг транзисторов в х7 раз уменьшаются входное и выходное сопротивление каскада и в Аг раз увеличивается его ток.
Поэтому если в такой схеме используются транзисторы с малыми рабочими напряжениями (28...50 В), то уже при 16 200-Вт транзисторах общая мощность блока Рг — 3200 Вт, потребляемыи ток достигает 160...90 А, а сопротивление нагрузки каскада 77 = 0,2...0,8 Ом. При таком выборе транзисторов возникают сложности с реализацией источников питания (толстые провода, Большие сердечники трансформаторов и дроссепей, большие емкости фильтровых конденсаторов и др.), а также системы сложения мощностей отдельных усилителей в блоке, большие потери из-за паразитных индуктивностей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
