Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Тракт огибающей содержит: согласующий уровни усилитель 8, импульсный модулятор 9, на ВЧ вход которого подастся от синтезатора колебание с тактовой частотой 1;, усилитель импульсных сигналов 10 и 12 на НЧ фильтры 11 и 13, пропускающие усиленные сигналы огибающей (Еь(т) = КуУ,„(~)) и подавляющие колебания с частотой 1; и ее гармониками. Совокупность каскадов модулятора, усилителей и фильтров по существу является мощным усилителем огибающей (МУО). Структурная схема возбудителя для передатчика с раздельным усилением (рис. 7.8) отличается от возбудителя классического передатчика (см. рис.
7.4) тем, что здесь из сформированного в модуляторе (ОМ) сигнала с ОМ (для излучений НЗЕ, ВЗЕ, ЗЗЕ) с помощью линейного диодного амплитудного детектора (Д) и амплитудного ограничителя (АО) формируются: сигнал огибающей (1,„(~) и ВЧ сигнал с угловой модуляцией, Сигнал У,„(~) усиливается усилителем Ус, и подается в тракт огибающей передатчика. Сигнал с угловой модуляцией с несущей частотой 1; транспонируется в тракте переноса (ТП) в рабочую частоту, усиливается в Уг и подводится к тракту ВЧ передатчика. Г4яй) Рис. 7.Я Структуриая схема аозоудителя лля лерелдтчика с раздельным усилением составляющих 350 Для точного восстановления на выходе передатчика усилен ного сигнала с ОМ должны выполняться ряд условий. !.
Тракт огибающей от точки М до входа перемножителя должен быть линейным, т. е. Е,(!) = К„У,„(!), где К = сопки 2. Тракты ВЧ и огибающей возбудителя и передатчика должны иметь равномерные АЧХ в пределах 7„'к(3...5)Г, для тракта ВЧ и 0...(3...5)Г, для тракта огибающей, где Р; — верхняя частота модулируюшего сигнала. 3.
Время прохождения сигналов ВЧ и огибающей от точки М до соответствующих входов перемножителя должно быть одинаковым. 4. При выборе схем и режимов ЭП в амплитудном ограничителе и в каскадах перемножителя следует минимизировать индекс паразитной ФМ, возникающей в этих каскадах из-за АФК. Необходимость выполнения условий ! и 2 обаясняется тем, что для неискаженного восстановления ОМ сигнала на выходе линейного пере- множителя к его входам нужно подвести по возможности неискаженные (по амплитуде и спектральноу составу) сигналы огибающей и ВЧ с угловой модуляцией. Спектры этих сигналов хотя и занимают теоретически бесконечно широкие полосы частот, но основная часть их мощности сосредоточена в довольно узкой полосе, в пределах трех — пяти гармоник верхней модулирующей частоты Р;.
Условие 3, требующее равенства времени задержки в трактах ВЧ и огибающей (т, вч = с„„), означает, что на входы перемножителя должны подводиться составляющие ОМ сигнала, относящиеся к одному моменту. Запаздывание одной из составляющих приводит к специфическим нелинейным искажениям, уровень которых увеличивается с ростом модулирующей частоты.
Допустимый уровень искажений — (30...36 дБ) получается, если Ат, = !т, вч -т„,! не превышает ! 0...5 мкс. Время задержки, т,вч определяется числом и полосой пропускания колебательных систем (контуров, фильтров) в этом тракте. Время задержки в тракте огибающей т„„складывается из постоянной времени нагрузки детектора Д (см. рис. 7.8), а также задержки в импульсном модуляторе, усилителях и фильтрах НЧ (см. рис. 7.7), В реальных передатчиках т„, оказывается всегда заметно больше Ч вч, и поэтомУ длЯ выРавнивании задеРжек в тРакт с меньшей задеРжкой, т.
е. в тракт ВЧ (см. рис. 7.8), включают линию задержки (ЛЗ). Для простоты реализации ЛЗ местом ее включения выбирают ту часть тракта, где задерживаемый сигнал имеет наиболее узкую полосу и постоянную несущую частоту. Энергетическая эффективность передатчиков с раздельным усилением составляющих ОМ сигнала определяется в основном КПД двух наиболее мощных каскадов 5 и 12 (см. рис. 7.7). Действительно, если ОК отдает ВЧ мощность Р, при КПД анодной цепи п„ач, то потребляемая 35! от Угз мощность анодного питания Ря = Р,lз),, вч. В отличие от передатчиков с анодной модуляцией, где часть потребляемой мощности поступает не от МУНЧ, а непосредственно от анодного выпрямителя через модуляционный дроссель (см.
рис. 6.23,в), в рассматриваемом передатчике вся мощность Ре вырабатывается усилителем !2. При КПД этого усилителя з)муо потребляемая им мощность от блока питания БП (см. рис. 7.7) Рм„о = Р,~г1щ, . Общий КПД двух каскадов (5 и 72) ') бш Р!(Рмуо з)н Вч~)муо' Таким образом, высокий т1 и, следовательно, т)„я,„можно получить в том случае, если усилители 5 и МУО будут работать с высоким КПД. В З 6.3, а также в 119] показано, что при использовании в каскаде: 5 мощных ламп с номинальным напряжением анодного питания Е„„,„м ! 2...15 кВт и при выборе угла отсечки анодного тока 0 = 65...75' КПД каскада может достигать 0,82...0,87.
Что касается МУО, то высокий КПД этого устройства можно получить только в том случае, если пульсирующий сигнал огибающей преобразовать в последовательность импульсных сигналов с постоянной амплитудой, усилить их в усилителе с ключевым режимом и затем выполнить обратное преобразование.
На рис. 6.35,6 приведена схема одного из вариантов такого устройства. На ней показаны: широтно-импульсный модулятор (ШИМ), ключевой усилитель на тетроде и фильтр НЧ в качестве обратного преобразователя. Этн элементы соответствуют элементам 9, 72 и 13 на рис. 7.7; КПД таких устройств можно получить в пределах пмто = 0,85...0,92. Более перспективное решение для МУО, позволяющее получить предельно высокий и „, приведено в виде структурной схемы на рис. 6.36,а.
Здесь сигнал огибающей квантуется по 1У уровням, затем сигналы каждого уровня независимо превращаются в сигналы ШИМ н раздельно используются для коммутации Ф источников питания. Последовательная цепочка диодов служит для сложения напряжений включенных в данный момент источников. В зависимости от мгновенного значения огибающей в течение каждого периода тактовой частоты оказываются включенными и последовательно соединенными и источников (О ь л ь Ж). При этом выходное напряжение будет равно пЕ„где Ее — напряжение одного источника. На рнс, 6.36,6 показана эпюра выходного напряжения на входе фильтра при отсутствии ШИМ в управляющих ключами сигналах.
Применение ШИМ в управляющих сигналах сглаживает скачки напряжения, резко снижая искажения из-за квантования. Результаты разработки таких устройств фирмой Вгожп Вочег( (Швейцария) показывают, что при применении в них современ- 352 ных полупроводниковых приборов КПД устройств получается в пределах з)м, м 0,90...0,97 в зависимости от тактовой частоты [(9, 27, 33]. Вернемся к энергетическим показателям передатчика с раздельным усилением. С учетом приведенных значений т(„вч и з)муо общий КПД по анодной цепи'для мощных каскадов составляет 1), = 0,70...0,85. Величина этого КПД постоянна при различных Х(!) и не зависит от характера передаваемого сигнала (НЗЕ, КЗЕ и )ЗЕ).
На рис. 7.5 приведен график т(,е для передатчика со средними показателями (кривая 5). Коэффициент т(,е оказывается наиболее высоким для передатчиков с раздельным усилением. Промышленный КПД таких передатчиков г1„„= 0,9 з), = 0,63...0,75. Кроме значительного преимущества по КПД следует отметить еще некоторые достоинства передатчиков с раздельным усилением; универсальность передатчика — при наличии соответствующего возбудителя передатчик при неизменных КПД и максимальной мощности Р,, может работать при излучениях всех видов, для которых выходной сигнал может быть представлен в виде (7.5), т.
е. АЗЕ, НЗЕ, КЗЕ и ЗЗЕ. Переход с одного вида излучения на другой производится в возбудителе; требуется только одна антенна (в отличие от передатчика с РУСС), что способствует легкой замене этими передатчиками устаревших передатчиков с амплитудной модуляцией, работающих в диапазонах ДВ, СВ н КВ. При переводе современных передатчиков с анодной модуляцией на работу с ОМ, по-видимому, наиболее целесообразна реализация метода с раздельным усилением, 7.6.
ТРЕБОВАНИЯ К ПАРАМЕТРАМ ОДНОПОЛОСНЫХ СИГНАЛОВ Требования к параметрам однополосных сигналов, используемых в различных системах радиосвязи и радиовещания, рекомендованы МККР для того, чтобы системы различных стран были совместимы [78]. В соответствии с этими рекомендациями предложены для использования каналы двух типов: канал для телефонии шириной 2750 Гц, пропускающий полосу частот 250..3000 Гц (рис. 7.9,а), и канал для вещания нлн передачи одновременно двух телефонных сигналов шириной 5900 Гц, пропускающий полосу частот (00...6000 Гц (рис. 7.9,6). В некоторых зарубежных вещательных передатчиках полоса частот передаваемого сигнала еще уже и составляет 4900 Гц (!00...5000 Гц), поскольку подавляющее число вещательных приемников имеет еще более узкую полосу пропускания.
353 а) 07 0200 0000 07 0 Х00 Х400 кр-Х200 ~0 Х000 И,+0000 0 Р,-0000 тр+0000 К/Ч е> 0 ~о Х400 Фо 5о Хм00 бГц Рис. 7.9. Размещение полос в передатчиках с ОМ 354 В отечественных передатчиках и приемниках предусматривается также третий тип канала для связи с корреспондентами внутри страны. По ширине полосы пропускания этот канал аналогичен каналу тональной частоты (ТЧ) 300...3400 Гц (рис. 7.9,0). Размещение полос таких каналов в спектре высокочастотного сигнала на выходе передатчиков с ОМ показано на рис. 7.9, г-е. Общее число телефонных каналов с полосой 2750 Гц, работающих через один передатчик, может достигать четырех в передатчиках большой мощности (выше 20 кВт).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
