Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Метод АРН заключается в том, что в тех излучениях, которые содержат несущую частоту со значительной амплитудой (АЗЕ, НЗЕ), ее автоматически снижают до определенного предела в соответствии с понижением напряжения модулирующего сигнала, оставляя при этом действительный коэффициент модуляции почти постоянным и равным 0,8...0,9.
Одна из рекомендованных зависимостей (7„= Ят) приведена 388 на рис.7.39 (график 1). В пределах 20 ь ъ ле ъ 40 % уровень несущей остается неизменным. При хн < 20 % уровень несущей поднимается для того, чтобы снизить при приеме уровень шумов в паузах и при слабых сигналах. Штриховая линия показывает, как изменялось бы напряжение несущей в зависимости от глубины модуляции при реализации метода НАР()О, предложенного в 30-х гг., но не реализованного нз-за существенных искажений при приеме. и.,у, яв рис. 7.40.
упрощеииае схема усилителя с авторегулироваиием режима 389 Применительно к однополосному вещанию этот метод может быть реализован в возбудителях трех рассмотренных рис 7 за граФии Фуихиии ц (ло выше (~ 7.4 и 7.5) передатчиков (классического, передающего комплекса с РУСС и передатчика с раздельным усилением). Во всех передатчиках реализация этого метода приводит к снижению потребляемой мощности. Формально это можно объяснить повышением ОЭЭ передатчиков (даже при постоянстве КПД, см. Рис.
75, график 5) благодаря тому, что при АРН коэффициент 27с ж лс~!(7е(лс)+ + лс-"7 оказывается при всех значениях лс больше этого коэффициента без АРР, т. е. когда амплитуда несущей неизменна. Реализация этого метода показала, что для передатчиков с АЗЕ снижение потребляемой из сети мощности достигает 2...3 раз, для передатчиков с НЗЕ это снижение несколько меньше. Второй метод автоматического регулирования режима УМК может применяться в выходных каскадах передатчиков с любыми ЭП. Рассмотрим реализацию АРР применительно к тетродному УМК (рис. 7.40), который характеризуется тремя независимыми параметрами У„Я,„„Е„определяющими наряду с постоянными параметрами ЭП напряженность режима. Напряжение смещения Е„а также напряжение Е„выбираются так, чтобы обеспечить 6 = 90', и, следовательно, являются либо постоянными, либо зависимыми параметрами.
Запишем У„ Е,„„Е,с помощью пока неизвестных функций,(,(Х) Уз(Х) (з(Х) представляющих собой законы регулирования этих параметров: (' с(!) ~'с еахФ1 (Х)! Еэаа Юз(Х) 'Еа(!) Еа таа)3(Х) Положив для простоты выкладок 2! = О, запишем составляющие анодного тока: (а! =7ЖстиаЧАХ)~ )аО =уоЕ(7сэааЛБ(Х) Используя эти и введенные ранее соотношения для Я а и Е„можно написать уравнения для всех параметров усилителя. Например, для полезной мощности первой гармоники и КПД анодной цепи получаем Р,() =Р, МАтОК ..Х) =.
Хлжщь ), где Рэ а = 7',Я'У' Е„/2; Р о =УоЯУ Е э)а = ЧД l2 Воспользовавшись уравнениями для Р (Х) н э),(Х) и учтя условие нелиненности модуляционной характеристики Ра и Р,(Х) аа У,(Х) = = ~У, Хз и требование максимума КПД э!,(Х)=э)а,, получим для определения неизвестных функций следующие два уравнения: э !(Х)72(Х) = 1; Хээ(ХУ2(Х)яз(Х) 1 Для решения этой системы приходится задавать одну из неизвестных функций. Рассмотрим два примера.
1. Пусть в усилителе Я, = Е„= сопя!, т. е.ЯХ) = ! . Тогда из первого уравнения следует ЯХ) = 1, а из второго )'(Х) = Х. Следовательно, Е(Х) = Е, . Этот случай соответствует способу, предложенному в 1954 г. Б. ЙРассадиным и К. С. Майковым-Полянским. Очевидно, что в схеме усилителя, реализующего этот способ, регуляторы,),(Х) иА(Х) должны отсутствовать. 2.Теперь рассмотрим случай без регулятора питающего напряжения (РПН): Е(Х) = Е„, и, следоватеэ(ьно, /'(Х) = 1. Решая уравнения совместно, получаемЯХ) = = Х ЯХ)~!/Х . Для реализации этого случая в сеточную цепь усилительной лампы (см.
Рис. 7.40) включается линейный регулятор напряжения возбуждения с коэффициентом передачи К = К Х, а в цепь нагрузки — линейный реактивный элемент связи, сопротивление которого Х„(Х) изменяется обратно пропорционально Х~; Х (Х) = Х„е/Х~. Возможны также и другие варианты реализации АРР. Согласно расчетам на ЭВМ по реальным характеристикам ламп реализация первого рассмотренного вариантаАРР позволяет увеличить 390 в 3...5 раз полезную мощность и до 2 раз средний КПД по анодной цепи без превышения теплового режима ламп по сравнению с УМК без АРР. Этот метод может быть реализован в классическом передатчике с ОМ, а также в передатчике для сигнала боковой комплекса с РУСС в том виде, который изложен в примере 1. В зтом случае в УУ выделяется огибающая А(!) напряжения возбуждения усилителя (рис.
7.41,д), вычисляется ее относительное значение Х(!), которое в качестве управляющего сигнала подается к РПН. На выходе РПН получается напряжение анодного питания Е,(Х). Регуляторы ЯХ) и)з(Х) отсутствуют, В качестве РПН можно использовать мощный усилитель огибающей. Возможные решения для МУО приводятся в гл.б и в !1 7). Третий метод — автоматическое регулирование режима по огибающей мгновенной громкости (в ряде работ его называют методом силлабической, т. е. слоговой модуляции) отличается от предыдущего лишь тем, что в УУ (см. рис. 7.40) формируется сигнал, пропорциональный как бы мгновенной громкости передаваемого речевого сообщения.
Амплитуда речевого сообщения, а также модулированного им ОМ сигнала изменяется не только при изменении средней громкости сообщения, но и при переходе от гласных звуков к согласным, поскольку амплитуды гласных в несколько раз больше, чем согласных. На рис, 7 41,б показана огибающая А(г) на выходе амплитудного детектора, на вход которого подан ОМ сигнал, модулированный речевым сообщением. На эпюре показана огибающая А(!) для пяти звуков: три согласных и два гласных (например, слово «сахар»).
В УУ формируется управляющий сигнал, Х (!) (штриховая кривая), с помощью которого в РПН получается анодное напряжение Е(Х )=Е. Х (!). ,г 4 мб г г я ь ганг а) а) Рис 7.4 Ь Эпюры огивакяккх 39! Сигнал Х (1) изменяется гораздо медленнее, чем сигнал огибающей Х(г). На рис.7.41,б отмечен интервал Тн соответствующий всей эпюре, показанной парис.
7 4147. Поэтому в качестве РПН могут испольэоваться сравнительно медленно работающие устройства, более низкочастотные. В частности, управление анодным напряжением питания может быть перенесено в управляемый мощный тиристорный выпрямитель [17). Энергетическая эффективность этого метода несколько ниже по сравнению с методом АРР по огибающей ВЧ сигнала, поскольку лампа мощного усилителя (см, рис. 7.40) в течение всех интервалов времени, когда Х (() — Х(г) > 0 (см.
рис. 7.41,6) работает в недонапряженном режиме. Метод был реализован в передатчике для сигналов боковой полосы комплекса с РУСС, а также в передатчиках с АМ для осуществления АРН [17). Контрольиьге вопросы 1. Назовите преимущества передачи сообщений с однополосной модуляцией перед пере. дачей с АМ. 2. Почему один нэ методов формирования сигналов с ОМ называетш методом повторной балансной модуляции? 3. Покажите на структурной схеме, в чем различие между одноканальным н четырехканальным модуляторами ОМ сигналов. 4.
Почему при передаче одновременно многих сообщений через одни передатчик вводят понятия группового сигнала и группового тракта? Какие параметры групповых сигналов используются при расчете передатчиков с ОМ? 5. Из каких элементов состоит структурная схема современного мощного передатчика с ОМ? 6. В каких каскадах псрсдатчиков с ОМ применяются колебания классов А и В и почему? 7. Нарисуйте три принципиальиыс схемы выходных каскадов передатчиков с ОМ раз.
личной мощности, а Почему для измерения нелинейных искажений в передатчиках с ОМ используют двухтоновый испытательный сипгал, а ис гармонический, как в передатчиках с АМ? а Дайте возможно подробнзпо характеристику (структурная схема, электронные приборы, их режимы, распределение искажений и др.) одного из трех передатчиков с ОМ: мощностью до 1 квт, 1...5 кВт, выше 20 кВт. 10. Каковы пути решения проблемы повышения энергетической эффективности перелатчиков с ОМ? Г л а в а 8. Радиопередатчики е угловой модуляцией 8.1. ОБЩИЕ СООТНОШЕНИЯ ПРИ ЧМ И ФМ Модуляция называется угловой (УМ), если в колебании вида иИ = (~,„зш(м е+ Ф(с)) в зависимости от модулирующего сигнала изменяется полная фаза (для краткости просто фаза) м(~) = ее~ + Ф(~); здесь ае — центральная или средняя частота колебания с УМ; У вЂ” неизменная амплитуда колебания.
Благодаря высокой помехоустойчивости угловая модуляция применяется в системах низовой радиосвязи различных диапазонов частот, в радиовещании на МВ, в звуковом сопровождении телевизионного вещания, в наземной радиорелейной связи прямой видимости, тропосферной и космической связи [8, 9, 23 — 2Я.
Кроме того, УМ используется в радиотелеметрии, сисгемах радиоуправления, некоторых системах радионавигации и радиолокации. Телеграфные сигналы и цифровая информация в настоящее время передаются преимущественно путем частотной и фазовой манипуляций (см. 5 8.7). Известно, что УМ обеспечивают лучшую помехоустойчивость и более высокие энергетические характеристики, чем АМ, однако для этого ей требуется ббльшая необходимаая полоса частот (НПЧ).
В последнее время в целях экономии радиоспектра ведутся работы по исследованию и внедрению УМ с одной боковой полосой спектра частот (431. Модулирующий сигнал в общем случае имеет сложную форму, и анализ процессов, происходящих в передатчике, затруднен. Многие задачи решаются просто, если считать, что модуляция производится одним тоном. Принимая это упрощение, УМ сигналы будем представлять выражением и(е) = У соз(аею+ тз!ойдо), где й — частота модулирующего колебания; т — индекс модуляции. 393 Модуляция называется фазовой (ФМ), если индекс модуляции т пропорционален амплитуде модулирующего сигнала (/и и не зависит от его частоты й.
Модуляция называется частотной (ЧМ), если девиация (отклоненне) частоты Лв от среднего значения вв пропорциональна (/и и не зависит от частоты й, т. е. если индекс модуляции т пропорционален (/и н обратно пропорционален й. Таким образом: (8.1) для ФМ т = /с(/д = Ж8; для ЧМ т = «(/п~й = бвГй, где /с — коэффициент пропорциональности. При обоих видах модуляции меняется частота колебаний. Мгновенное значение частоты найдем как производную фазы по времени: для ФМ в = йр/с// = даава/+ йрз)пй/]/с// = вя+ Ь(рйсозй/; (8.2) для ЧМ в = с/фс// = д]ва/+ Ьвз|пй//й]~Й= вр+ Лвсозйп Из этих выражений видно, что при неизменной амплитуде модулирующего сигнала девиация частоты при ЧМ неизменна, а при ФМ увеличивается пропорционально частоте модулирующего сигнала или„ как принято говорить, увеличивается со скоростью 6дБ на октаву ]83, 89].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
