Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередатчиков (4-е издание, 2000) (1095865), страница 99
Текст из файла (страница 99)
Напряжение возбуждения (Гс(1) = (/с(1)созьг1 квазигармоническое. Напряжение смещения Е, выбирается так, чтобы угол отсечки анодного тока 0 равнялся 90' (Е, = Е,'). Гармонический анализ анодного тока при 0 = 90' показывает, что в нем присутствует четвертая гармоника основнои частоты с отрицательной фазой по отношению к первой (рис. 5.57). Отсюда следует, что если включить в анодную цепь лампы УМК контур (.ЗСЗ (см. рис. 5.53) с резонансным сопРотивлением Не4 и настРоить его на четвеРтУю гаРмоникУ (гп = 4), то на аноде лампы УМК будет действовать напряжение [5.35) Са(1) = Еа (/зт (СОЗ ЬГ1 — а.зз СОЗ 4С«ГВ), Здесь ае, = У~е/(г„; У,4 — К,4/,4; /~4 — — [~гзе(0) ' Рассмотрим методику выбора оптимального значения, при котором получается максимальный КПД.
Найдем при а4, = 0 по заданным паРаметРам (Рг, Кз/, В = 90', Ее) амплитУдУ пеРвой гаРмоники анод- ного напряжения (/ 1, при которой имеет место граничный режим. При а4, > 0 максимальная амплитуда окажется меньше из-за наличия члена а4. сов ьЛ. Для того чтобы вернуться к исходному граничному режиму при максимальной амплитуде (/,1 юг, нужно величину (/,1 умножить нз коэффициент Е(а„) = 1/созХΠ— а4а сов Хо), где Хо — корень уравнения соз ЗХо = 0,5 соз Хо — 1/32 = О. Уравнение решается на компьютере или калькуляторе и приводит к следующим результатам (табл 5 8).
* При расчетах всех рассеиваемых мощностей и максимальных значений токов и нзпряжений делаются проверки на допустимость по величинам Р.х е, Р,х с, /с.х з приведенным в спрзвочниках 450 451 в,! а) в). Рнс. 5.59 20 йог йн йг йгб 82 01481 Рнс. 5.58 Рис. 8.57 Таблица 5.8 0,15 0,20 0,11 0,10 0,09 0,07 асв 33,3 1,028 30,5 1,0б2 23,5 1,082 22,5 1,080 21,0 1,082 Ха Е(ас) 12,5 1,073 ЙАвн = св/ЙА: ХАвн = Хсв/ХА.
Хссгл + ХАвн = О. 452 453 Таким образом, оптимальными значениями будут: аев = 0,09... ...0,10 и Й(а4) зн 1,082 (рис. 5.58). Влияние контура ЕЗСЗ на режим лампы УМК (особенно, если это тетрод) малозаметно, поэтому можно полагать, что значения коэффициентов Е1, 11,...,Ь9 сохранятся неизменными, а параметры каскада с БГР можно рассчитывать по следующим формулам: Йв! — — Йв!л(а4); Й~4 = а«во!(н)Й»!/н4(н); с = Сл (04)~ сгв = Г/в~ (04)~ 1в! = 1в!' 1во = 1вв~ РО 1 0 1 ! 1 ! Й(а4) г)в — г)ай(04).
Этот спосоБ увеличения полезной мощности и КПД на 5...8%, повидимому, наиболее прост. Недостаток способа — необходимость в ВКС дополнительного элемента настроики. В заключение отметим, что четвертая гармоника с отрицательной фазой возникает при 8 ) БО'. Следовательно, в ГВВ с углами отсечки, равными 80' и более, целесообразно также применять дополнительныи контур, настраивать его на четвертую гармонику и получать в зависимости от Й,.! КПД на 4...8 % больше.
5.9. Выходные колебательные системы вещательных передатчиков Назначение выходных колебательных систем (ВКС) в радиопередатчиках (в том числе и вещательных) заключается в выполнении следующих функций. !. Согласование активного сопротивления ЙА антенного фидера (или антенны) с необходимым для нормальнои работы выходной ступени эквивалентным сопротивлением Й, нагрузки в аноднои цепи. 11. Компенсация реактивного сопротивления ХА антенны или фидера с тем, чтобы ВКС работала на активную нагрузку и отдавала в антенну наибольшую мощность. Часто в литературе обе эти функции объединяются общим термином «согласование электронных приборов ЭП выходной ступени с антенной».
111. Фильтрация (подавление) гармоник, вырабатываемых электронным прибором ЭП в выходных каскадах при работе в классах АВ, В и С, т.е. при углах отсечки 0 < 180'. Физический смысл "согласования" покажем на примере ВКС, представленных в виде параллельного и П-образного контуров, нагруженных на антенну с комплексным входным сопротивлением ЗА. При этом будут заданы раБочая частота ы, эквивалентное входное сопротивление контуров Й„составляющие сопротивления антенны для последовательной схемы ЙА, ЛА (рис. 5.59,5) и составляющие сопротивления антенны при эквивалентной параллельной схеме ЙА, ХА (рис.
5.59,«). Соотно- . шения между сопротивлением г:А и составляющими ЙА, ХА, ЙА, ХА определяются следующими зависимостями: ЯА = ЙА+1ХА; нА =1ХАЙА(ЙА+1ХА); ЙАЙА — ХАХА. — АХА /(ЙА + ХА )~ ХА ХАЙА /(ЙА + ХА ) ЙА '1А+ ЙА/ЙА. ХА = (ЙА + Хе)/ХА. Подключение антенны к параллельному колебательному контуру с емкостной связью с электронным прибором (рис. 5.60,а) может производиться через элемент связи с смкостным или индуктивным сопротивлением, вследствие чего составляющие сопротивления антенны трансформируются в Йв„и Х,„: В рассматриваемом случае операция согласования сводится к подбору элемента согласования Л',сгн так, чтобы между элементами Х,, и ХА н был обеспечен последовательный резонанс: 17 Р1, кйт 0,001 0,01 0,1 10 100 1000 Я к 01р 150...200 40...50 150...200 25...35 200 15...20 200...250 10...
16 200... 250 7...10 250...300 5...10 Рис. 5.60 се 2 Фвепбх = Р1 А/Рдпдап 01КБВ Стп Фвепбх = и Р1А/РАпдпп, Я1 71вкс = 1 — ~ — рт, ~~р . Охх 454 455 В этом случае контур будет характеризоваться следующими параметрами; Р = ыт 1 — 1/ьэС1' Йэ = Р /ЙАвд, Яхх = м.о1/ГЬ ебр — Р/ЙАвп.
Здесь гб — собственные потери контурной катушки. Таким образом, трансформация сопротивления Йд в Й произведена с помощью элемента связи, а компенсация сопротивления Хд— Х с помощью элемента согласования. В случае П-образного контура (рис. 5.60,5) и укороченной антенны 8 < Л/4 Хд „имеет емкостныи характер и, следовательно, в контуре вместо емкости Сэ должна Быть емкость Сз, „= Сз + С и, где Хд,„— — 1/ЫС,„. Для согласования сопротивлений Йдвв и Й, выбирают С1 и Са исходя из соотношений Йэ ЙдввСгсум/С1 и Р С1Сзсум/(С1 + Сасун). Алгоритм расчета согласования П-образного контура следующий: 1) пРи заданных /0, Йэ и сд опРеделЯютсЯ Йд, ХА, Й~д, Хд, 2) ориентировочно по заданному Р1 определяются р = ЫЬ1 и 1/ЫС„, где С„= С1С2/(С1 + Сэ) — емкость контура; 3) по заданным Й, и Й~ определяются отношение Й,/ЙА — Сэ/С1, физические значения конденсаторов С1 и Сзр„э ПУ. Фильтрация гармонических составляющих необходима при работе выходного каскада с колебаниями д < 180', когда в анодной цепи ЭП возникают составляющая тока первой гармоники амплитудой 1,1 и составляющие гармоник с номерами и и амплитудами 1,„.
Для того чтобы не создавать недопустимых помех другим системам связи, между ЗП и входом антенны устанавливается ВКС, основная функция которой — ' резко понижать мощность нежелательных гармоник, не внося заметных потерь для составляющеи с основнои частотой. Для всех систем передатчиков разработаны и введены в действие ГОСТЫ и Общесоюзные нормы на побочные излучения [1,11, 1.23), в которых допустимая норма на излучения наиболее мощной побочнои гармоники задается лиБо в микроваттах или милливаттах, либо в относительных уровнях по отношению к мощности излучения на первой гармонике 1 — 40 дБ, — 50 дБ и др.).
Например, для передатчиков КВ диапазона со средней мощностью от 0,5 до 50 кВт Рдпдп„< 50 мВт. Таблица 5.0 Я и Яр в зависимости ат мощности передатчика Благодаря этим нормам можно рассчитать необходимую фильтрацию Ф„„б„ВКС для любого передатчика. Для передатчика, раБотающего на антенну с длинным филером (наиболее частыи случай для веЩательных пеРеДатчиков), Ф„пэбх можно вычислить из фоРмУлы Здесь КБВ учитывает возможное неравенство Й 1 и Й „и выбирается в пределах ГОСТа для соответствующих передатчиков. Для передатчиков, работающих на короткие антенны длиной 8 < Л/4, можно использовать другую формулу: .где и — номер наиболее мощной гармоники.
При проектировании передатчика после определения Фвепб» следует выбрать, спроектировать и рассчитать схему ВКС, приняв предварительно ориентировочное значение КПД ВКС. Чаще всего можно руководствоваться приблизительными средними практическими данными. Например, для передатчиков мощностью до 1 Вт, до 1 кВт, до 100 кВт, до 1000 кВт КПД ВКС могут быть соответственно в пределах: <0,8; 0,8...0,92; 0,90...0,95; 0,92...0,97. При выборе схемы ВКС следует учитывать по крайней мере следующие три фактора. 1. Конструкция ВКС, в частности, конструкция катушек индуктивности и возможных их параметров: форма, габариты, материал проводов, возможные значения Якк и 11р. Последние два параметра зави.сят от номинальной мощности передатчика. Средние значения приведены в табл.
5.9. 2. Допустимый КПД ВКС. Ориентировочный расчет значений КПД ВКС можно выполнить по приведенной ниже формуле для ВКС с А7 контурами: где е — номеР контУРа; ь7р и Явх — добРотность РабочаЯ и холо- стого хода. уэхг у,а о,у Рис. б.бй Рис. 5.01 Таблица бДО 457 456 3. Полная фильтрация гармоник в ВКС. ПриБлизительный расчет значений фильтрации Фвкп можно выполнить для колебательных систем, схемы которых приведены на рис.
5.61,а-ж, по приведенным в таБл. 5.10 формулам 12.1]: Здесь ПКИС и ПКЕС вЂ” параллельные контуры с индуктивной и емкостнои связью с ЭП, ПК вЂ” П-образный контур; цифра перед ПК означает число контуров в ВКС. В системах 2ПК и более сложных возможно использование контуров с различными значениями Яр, Например, для систем ПКЕС+2ПК добротность анодного контура ПКС и оконечного П-образного контура может быть меньше из-за демпфирования ПКЕС лампой при анодной модуляции и увеличеннои загрузки оконечного П-образного контура внесенным сопротивлением из антенны. В этом случае следовало бы предварительно определить ч)р1, 1ирз и Ярз и рассчитать Ф по формуле Ф = п~С1р~ЯрзЯра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
