Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 36
Текст из файла (страница 36)
3.32,0), а нечетные гармоники при симметричных косинусоидальных импульсах тока(,(ег) с утлом отсечки 0 = 90~ теоретически отсутствуют. Таким образом, при построении широкодиапазонных двулгшстиых генераторов главным является требование симметричности схемы и работы транзисторов в обоих плечах. Симметричность работы генератора должна обеспечивать входной и выходной трансформаторы ЦС, и, кроме того, выходной трансформатор должен создавать сопротивление, близкое к короткому замыканию для кшкдого транзистора на частотах четных гармоник 2' (ле) -+ О, и 2, 4, ... Коллекторные токи транзисторов должны быть равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на 180' и предспшлять симметричные косинусондальные импульсы с утлом отсечки 0 = 90'.
В результате практически удается добиться ослабления высших гармоник в нагрузке при аипочении биполярных транзисторов с ОБ до -(20...30) дБ, а при включении с ОЭ при индивидуальном подборе транзисторов до -(1 5...20) дБ. На часготах до 1...1О МГц при небольших уровнях колебательной мощности (на единицы — десятки ватг) двухтактные генераторы можно выполнять на трансформаторах с магнитной связью между обмотками (рис.
З,ЗЗ,а). Трансформатор 7)~, обеспечивает переход к симметричному выходу и противофазному возбуждению транзисторов. Средняя точка первичной обмотки трансформатора 7)», соединяется с корпусом по ВЧ. Влагодаря противофазной работе трайзисторов первые гармоники их коллекторных токов протакают в одном направлении через первичную обмотку 7р, и поступают в нагрузку Я„. Нечетные гармоники токов теоретически отсутствуют (при 0 = 90'), но если они есть, то точно также поступают в Я„. Наоборот, четные гармоники коллекторных токов в половинках первич«ой обмотки 7рз направлены встречно, а поскольку обе половинки расположены на общем магнитопроводе, то эквивалентное входное сопротивление каждой из половинок первичной обмотки 7)>, на частотах четных гармоник, определяющее кажущуюся нагрузку лля транзисторов, оказывается близким к нулю.
На более высоких частотах и при больших уровнях мощности двухтахтные транзнсгорные генераторы строят на трансформаторах из отрезков длинных линий, которые вносят меньшие паразитные индуктивности и емкости. Пример построения генератора на биполярных транзисторах с ОЭ показан на рис. З.ЗЗ,б. В этой схеме трансформаторы Щ и 7)~з осуществляют переход от несимметричных нагрузок к симметричным. При необходимости вместо них можно поставить трансформаторы, которые одновременно будут обеспечивать заданную трансформацию нагрузочных сопротивлений.
Трансформатор 7)~з со- 182 я, Рнс. З.ЗЗ. Схсныдаухсыпныхсснсратороана бнпоххрных трензнссорах с ОЭ здает короткое замыкание по четным гармоникам коллекторного тока транзисторов (аналогично как первичная обмотка трансформатора 7)хз с магнитной связью в схеме на рис. З.ЗЗ,л). Первая и все нечетные гармоники коллекторных токов обоих транзисторов поступают на трансформаторы 7)ахи 7)зхв противофазе. Линия трансформатора 7)сх их не шунтирует, и они проходят через линию трансформатора 7рз в нагрузку, Наоборот, токи четных гармоник поступают в фазе и шунтнруются (закорачиваются) линней 7Зсг Одновременно оии не могут встречно протекать через проводники линии трансформатора 7)сг Трансформауор 7)~з выполняется на ливии с волновым сопротивлением Ед = Я„. Для каждого транзистора приведенное нагрузочное сопротивление Я = 0,5Я„. Трансформатор Щх выполняется на линии с волновым сопротивлением Уса = (0,5...1,0)йа, а се электрическая длина (, выбирается не более (0,05...0,1)Х.
При зтих условиях он обеспечивает достаточно низкое сопротивление по четным гармоникам н незначительно шунтируст по первой гармонике. Линии 7)х, и 7)х, целесообразно помещать на одном магнитопроводе, чтобы уменьшить суммарный объем сердечника. При зтом необходимо, чтобы число витков, образуемых линиями на сердечнике, было одинаковым и соблюдалось направление намоток (на рис. 3.33,б показано в виде общей черты и начала намоток отмечены точками). !83 Для достижения лучшей симметрии схемы, обеспечения импульсов коллекторных токов, близких к отрезкам симметричной косинусонды с углом отсечки 0 = 90' в широком интервале частот, а значит, лучшего ослабления высших гармоник в нагрузке оптимальным является последовательное включение по ВЧ биполярных'транзисторов с ОЭ относительно входа.
Для этого в схеме на рис. 3.33,а достаточно убрать блокировочный конденсатор Се„, в схеме на рис.3.33,б такое включение обеспечивает трансформатор 7)~,. В цепи базы транзисторов обычно устанавливают цепи коррекции АЧХ, одновременно обеспечившощиерез)гстйвиое входное сопротивление (аналогично рис. 320,д).
В схеме на рис.'3.33,б волновое сопротивление линии 7~~, выбирается равнмм входному соцротивлению цепи коррекции АЧХ. Диапазон частот двухтактных генераторов на трансформаторах из отрезков линий ограничен 30...80 МГц,'что обусловлено трудностями обеспечения низкого сопротивления (короткого замыкания) по четным гармоникам в коллекторной цепи чранэисторов. Из-за более высоких входных и нагрузочных сопротивлений МДП-транзисторов двухтактные генераторы на них с использованием трансформаторов нз отрезков линий'строят на'частотах до 100 МГц. На частотах от 100 МГц до 1 ГГц двухтактные генераторы строят Относительно уэкодиапазонным(г— при К не более 1,5...1,6.
При этом рабочая полоса частот можеч' составлять (00...206МГц и выше. Такие генераторы вЫполняют на так назы'- ваемых «балансныхя транзистораМ.' Баяансньй «фанзлсииу прадставляет Вобой два транзистора одного типа проводимости, размещенных а одном кйрпусе(рис. 3.34). Виполярные транзисторы включают как с 'ЮЭ, таки еОБ, а МДП трап. знсторы — с ОИ. Главное:преимущество балансных транзисторов— значительное уменьшение инцуктнвнояти общего вывода.
Действительно, обе половинки транзистора располагаются предельно близко друг к другу, поэтому их индуктивности Ь~п и Ь~" (см. рис. 3.34) оказываются в 5...10 раз меиыпе; чеы обычного транзистора, а общая'индуктивность Ь„я„хотя и остается большой, ио не вызывает обратной связи и сииже. ния коэффициента.усиления по мощности, поскольку через нее змиттернме токи обеих цоловинок Протекают,в противофазе. Кроме тога, при одинаковой номинальной мощности входное сопротивление каждой из половинок доэрастаег в 2 раза, а так как по входу они включены последовательно, то результипуюп(ее входное сопротивление балансного транзистора увеличивается в 4 раза, 1(ак правило, внутри корпуса балансного транзистора во входной и коллекторных цепях размещаются дополнительные (.- и С-элементы (как и в обычных транзисторах, см. рис. 3.4,г), которые'вместе с внешними ЕС-элементами образуют входнь3е и выходные согласующие цепи и цепи коррекции АЧХ, спроектированные на заданный'Рабочий диа- 184 Рнс.
3.34. Стена яатнтмсннно генератора на бенсманом транзисторе назон балансного транзистора. Кроме'того, у некоторых типов балансных транзисторов между выводамн коллекторов включается общая индуктивность т., которая вместе с коллекторными емкостями обеих половинок сбреет резонансный контур, настроенный на центральную частоту рабочего диапазона. На йходе и выходе генератора обычно включают трансформаторы на длинных линиях, во-первых, для повышения (понижейия) нагрузочных сопротивлений и,'- во-вторых, для' перехода от несимметричных к симметричным нагрузкам. Как правило, зти функцнн рзмделлкзт между двумя отдельными трансформаторами.
На рнс. 3.34 показаны трансформаторы только во входной цепи генератора. Каждый выполнен на двух коаксиальных линиях достаточной длины, чтобы необходимые продольные индуктивности образовывались достаточной величины без применения ферромагиитопровода. Вторая линия л; в трансформаторе ф1 включается для наилучшей а> симметрии схемы [14). Трансформатор Трт — симметричный, понижает сопротивление нагрузкй в 4 реза.
Аналогичные трансформаторы, но только в обратной последовательности устанавливают в выходной цепи. 3.6. СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ ВЧ ГЕНЕРАТОРОВ В ряде случаев требуется строить генераторы и передатчики таких больших мощностей, которые не могут быть получены от одной или небольшого числа существующих типов ламп или транзистзров. Для !Я5 -рР гв а) Рнс. 3.35. Блочно-модульное сложение по мощности; а — последоввтельлсе: 6 — пврвллелвпое !8б этих целей иногда разрабатываются новые специальные лампы илн транзисторы повышенной мощности.
Однако такой путь не всегда является лучшим, потому что разработка и организация производства новых ламп и транзисторов обходятся дорого, надежность их может быть невысокой, а потребность в ннх небольшой. Кроме того, существуют физические и технологические ограниченна на саэдание более мощных приборов. Например, в настоящее время разработаны генервторные лампы на мощности до 0,5...3,0 МВт, а генераторные транзисторы — до.250...1000 Вт на частотах до 150...1000 МГц, и дальнейшее увеличение мощностей в несколько рш, а тем более на порядок, представляет трудную, практически невыполнимую задачу. В то же время включение большого числа ламп нли транзисторов непосредственно параллельно или параллельно в каждом плече двухтактной схемы имеет целый ряд недостатков, отмеченных в $3.6 и 3.7. Можно осуществлять сложение мощностей нескольких ВЧ генераторов, выполненных в виде идентичных модулей Мп...,М» и подключаемых параллельно либо последовательно с помощью широкодиапазонных трансформаторов (рис.3.35) или резонансных ЦС к общей нагрузке У .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
