Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 29
Текст из файла (страница 29)
3.10,п). Однако при зтом к проводникам 1 — 2 и 3 — 4 приложено так называемое продольное напряжение У, равное Ц~ = Щ Чтобы образованные им токи 2' = У /соЬм = У ~сог. во входном и нагрузочном контурах(на рнс. 3.10,6 показаны штриховой линией) были значительно меньше основного тока г = У/Яаа илн та = УиИ„доюкны быть достаточно боль~~~~ продел~лыс нндуктивностн проводников линий Ь ш н т.
~~, чтобы обеспечивать Ы. м» Л„, Ы, за» Мн. С зтой целъю необходимо линию брать достаточной длины н располагать ее на феррнте (илн наматывать на феррнтовый сердечник) с большой магнитной щюницаемостью р. Практически в качестве линий используют специальные полосковые и коаксналъные кабели с волмовыми сощютмвлениами от 3,2 до 150 Ом и выше согласно справочным двнным. Конструкция трансформатора зависит от геометрических размеров кабеля и феррита. При относительно малой длине. кабаш иа него надевают.ферритовые кольца нли трубки (рис. 3.11,а), а при относительно большой кабель наматывают на ферритовое кольцо нли несколько колец (рис.
3.11,6) либо трубку, которая может быть образована несколькими трубками или кольцами (рис. 3 11,е). В конструкциях на рнс. 3 11,6,е значительная часть кабеля не охвачена феррнтом. Этот недостаток в значительной степени устраняется, если кабель наматывается иа трубки, образующие два параллельно расположенных цилиндра. В пос- Роста! Ь Констотании тоансфооматоооа на нинина леднее время для этой конструкции освоен специальный выпуск фсрритов в виде цилиндра с двумя круглыми отверстиями (рис. 3.11,г).
При построении трансформатора с коэффициентом трансформации Хп м 1 используют несколько линий Ф одинаковой длины 1„включая их параллельно и последовательно по входу и по выходу в различных комбинациях. Очень часто ограничиваются включением линни с одинаковыми волновыми сопротивлениями У, параллельно с одной стороны и последовательно — с другой (рис. 3.12). В этом случае для согласования линий необходимо обеспечить следующие соотношения между волновыми и нагрузочиыми сопротивлениями: Вах Ф~191 вн 1Нзс! (3.4а) (3.46) Прн этом модуль'коэффициента трансформации нацряжсния не будет зависеть от частоты: !КД = Я/У ! = У, а фазовый сдвиг будет такой же, как в схемах на рис.
3.Ю. Иэ (3.4а) следует, что коэффициент трансформации сопротивлений оказывается дискретным; 1аахас и Ф2 = 1, 4, 9, 16, ..., как в трансформаторах с магнитной связью, но поскольку число линий невелико, дискретность получается большой. Значения продольных напряжений на линиях различны. Например, при несимметричном включении на входе и выходе (см.
рис. 3.12) продольное напряжение на Ю-й линии У,„м О. Эту линию устанавливают без феррита и называют фазокомленсарующсй. На последующих линиях Я возрастает, максимальное значение будет на 1-й линии: У ~, = = (Ф вЂ” ' 1)Ус. Поэтому индуктивность проводников 1-й линии должна быть наибольшей, чтобы ее ток 1, = У йо2.,, сохранялся достаточно малым. Одновременно пропорционально напряжению У необходимо Му~ йг-1)М Рис. 3.12.
Трансформатор на Ф иннина Рь Р 149 увеличивать объем феррита либо длину и число витков линий, чтобы магнитная индукция в феррите не превышала допустимое 'значение. Однако при разной длине отдельных линий будут различные фазовые сдвиги в них, что приведет с ростом частоты к отклонению молуля коэффициентй трансформации К от Ф. По этой причине обычно ограничиваются небольшими значениями коэффициентов трансформации, не сильно отличающимися от единицы, т. е.
используют не более трех — пяти линий. При несимметричном включении трансформатора по входу и выходу (см. рис. 3.12) нижнюю фазокомпенсирующую линию, иа которой отсутствует продольное напряжение, можно эакоротить, точнее длину ее уменьшить до нуля. Однако сокращение общего числа линий на одну, во-первых, изменяет фазовый сдвиг между напряжениями У и У и делает непостоянным модуль коэффициента трансформации К от частоты. Во-вторых, необходимо начало и конец остальных Ф вЂ” 1 линий (вход и выход трансформатора) приближать друг к другу, что трудно осуществлять конструктивно и неудобно при построении широкоднапазонных генераторов, Рассмотрим частотные ограничения в трансформаторах на линиях. При рассогласованной нагрузке Я„(гс) и МУ,), в том числе и прн резистивной, но не равной волновому сопротивлению (Я„~~ ФУ,), входное сопротивление трансформатора согласно (3.!) будет отличаться от 11,„= 2,/Ф н зависеть от электрической длины линии 1„т.
е. от частоты «х Следовательно, и коэффициент трансформации К будет также зависеть от частоты а. Чтобы в некоторой степени уменьшить влияние рассогласования нагрузки, ограничивают длину линий так, чтобы при работе на верхней рабочей частоте а, (т. е. на самой короткой волне диапазона Х ) электрическая длина линий была меньше четверти длины волны: (3.6) Частотные ограничения снизу обусловлены появлением токов! в проводниках линий трансформатора. Необходимо, чтобы индуктивные сопротивления проводников (например, в схеме на рис. 3.10,6 проводников ! — 2, 3 — 4) были значительно больше нагрузочных сопротивлений Я,„и Я„на самой нижней рабочей частоте: (3.7) 'Требования (3.6) н (3.7) противоречивы: для расширения диапазона в сторону ВЧ необходимо уменьшить длину линии, в то время как для расширения его в сторону НЧ надо увеличивать длину, чтобы возросли нндуктивности Е„м и Е.„~м.
Эти противоречия в значительной степени 150 устраняются при правильном выборе конструкции и феррита с наибольшей магнитной проницаемостью, что позволяет при относительно малой длине линии цолучать наибольшее значение продольных нндуктивностей. Заметим, что феррит оказывает основное влияние на НЧ (ез-мои), на которых трансформатор на линии (см. рис. 3.10,б) «вырождается» в трансформатор с магнитной связью между обмотками 1 — 2 и 3 — 4сзв, = звз. В качестве примера на рнс. 3.13 показана межкаскадиая ЦС, выполненная на трансформаторе из трех линий, включенных по входу последовательно, а по выходу параллельно. Если входное сопротивление второго транзистора близко к резистивному йва, а волновое сопротивление линий Ее! = 2е2 ~ез и Зйва, то дяя первого транзистора обеспечивается нвгрузочное сопротивление в 9 раз большее (йи, = 9Я ).
С ростом частоты все сильнее сказываются влияния межзлектродных емкостей и емкостей, входящих в зквивалентиые схемы ЭП, а также индукпшностей нх выводов. Это ведет к комплексному, частотно-зависимому входному сопротивлению У „(а). Одновременно и требуемое нагрузочное сопротивление ЭП становится комплексным и частотнозависнмым, что необходимо учитывать при построении входных, межкаскадных и выходных ЦС.
Кроме того, если козффициент усиления по мощности ЭП меняется по диапазону, то ЦС должна компенсировать зту неравномерность. Перейдем к особпеностям схемного построения шнрокодиапазонных ламповых генераторов. Такие генераторы выполняются на частотах от О,! ...0,2 до 30...120 МГц. Основные трудности в их построении свюаны с входной и выходной емкостями лампы. Выходная емкость шунтирует относительно высокоомную анодную нагрузку. Уменьшение же сопротивления аиодной нагрузки, а также шунтирование лампы по входу дополнительным резистором тт „(см. ниже) ведут к снижению Рие. 3.! 3.
Меикаекааиая иеиь связи иа траиефориаторе из трез ливий 151 колебательной мощности, КПД и коэффициента усиления по мощности генератора. В то же время индуктнвностн выводов и инерционность лампы незначительно проявляются на частотах до 30...100 МГц, и нх обычно не учитывают при проектировании шнрокоднапазоимых генераторов. Для компенсации шунтирующего действия входных и выходных емкостей ламп добавляют корректирующие индуктнвности и резисторы, которые вместе с енкостямн образуют апериодическне контуры либо простейшие ФНЧ (см. ниже построение широкодиапазонных транзисторных генераторов). При построении гнирокоднапазонных ламповых генераторов на частотах до 30 МГц номиналыгое иагрузочное сопротивление приходится снижать до 500 и даже до 100...200 Ом, вто ведет к снижению не только колебательной мощности и КПД, ио н козффициента усиления по мощности Кр.
Если КР снижается ншке 5... 1О иа каскад, целесообразно переходить н усилителям с распределенным усилением (УРУ). Такие усилители обычно содержат от четырех до десяти ламп и обеспечивают в широкой полосе частот (до одной н более октав) достаточно высокий Кр при низких нагрузочных сопротивлениях. На рис. 3.! 4 показана схема одиотактного УРУ, которая содержит две искусственные однородные длинные линии. За~па сеточной и анодной линий образованы катушками индукпшности Ь с отводом от средней точки и конденсаторамн С, в качестве которых используются входные н выходные емкости ламп, обеспечивающие соответственно волновые сопротивления ~„и 2„. Для согласования с нагрузкой к каждой линии с обеих сторон подключены специальные согласующие звенья из иняуктивностей агава, Е„о и конденсатора С „.
Сеточная линия нагружена с одной стороны йасогласованное балластное сопротивление Нег = Е . Ацодная линия нагружена с обеих стгшон на полез- г г Рис. Х ЬЬ Элоггрвчепгвв схема лампового УРУ 152 ную нагрузку Я„и балластное сопротивление Яе, также согласованные с волновым сойротивленнем (Я„= Яез = 2'„). При заданной верхней рабочей частоте еэ, волновые сопротивления линий У„= 4Х/С и нагруэочные сопротивления Яс п Я„определяются величинами емкостей ламп (2,0...3,3Уе,С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
