Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Конечно, незначительные неравномерности АЧХ в полосе пропускания в отдельных каскадах могут суммироваться либо путем небольших подстроек заметно компенсироваться при сохранении стабильности результирующей АЧХ в процессе эксплуатации. Кроме того, в связи с переходом на модуляцию на промежуточной частоте основное формирование АЧХ производится также на промежуточной частоте, а не в выходном каскаде УМК, что резко упрощает его построение.
Требование широкополосностн УМК оказывает значительное влияние на режим работы и энергетические показатели тетрода. Согласно (3.8,б) эквивалентное сопротивление няхрузки тетрода — входное сопротивление широкополосной.выходной цецн связи в виде полосового фильтра следовательно, и значительное /с падение КПД анодной цепи лампы т); = Р, / Р,, Для повышения КПД и при- ес ближения к значению, достигаемому в граничном режиме при Е,„, „, надо при Ен, снижать .напряжение анодного питания до Е, относитель- ес но Е, „,„приблизительно в ос ми уменьшение Р, будет сопровождаться примерно таким же снижением Рс.
ев нт Если лампа позволаст увели- Р //с чить амплитуду импульса анод- ного тока /, то при переходе 'к Е целесообразно одновре- Рнс. 9 24. динамические линии р (е,) н МсийОЕ Синжсине Е, И уВСЛИЧЕ- энмрм «. тпронс л сисис мнрононо. лосного УМ ° ю ° ~з. '7л„, с . При этом (см. на рис. 9.24 штрихпунктирная линия) во время передачи синхроимпульсов, когда амплитуда ВЧ колебаний максимальна и равна (/, будут обеспечиваться режим, близкий к граничному, и примерно при той же величине мощности РР В этом случае нз-за пониженного Е, и значительного е, = 1 / Я,Р заметна уменьшается коэффициейт использования анодного напряжения ~ в граничном режиме: Рн =с/, „р, /Ес „р=(Е, „— е )/Е, =1 — /„/Е до 0,5...0,6. Поэтому КПД анодной цепи широкополосного УМК нс превышает ц м50 % во время усиления колебаний с максимальной амплитудой (/ (при передаче синхроимпульсов).
Во время передачи сигналов изображения, когда амплитуда'колебаний изменяется в пределах между уровнем черного (0,75 У,„) и бслого (6,15 1/ ), режим работы УМК оказывается существенно недонапряженным н КПД аиодной цепи уМК, работающего с отсечкой анодного тпка В ~ 96о, йзмсняется линейно в пределах (0,75...0,15) т1 '. Относительная'длительность режима усиления ВЧ сигнала, соответствующего 'синхроимпульсам, составляет примерно 7 %, поэтому усредненный КПД вйодной цепи уМК обычно равен 20...25 си Промышленигнй КПД ТВ передатчиксв при передаче черного поля достигает лишь4$.л17 Ус.
К этому следует добавить, что на тех или иных частотах в полосе пропускания/'„.л/; широкополосного УМК в общем случае сопротивление нагрузки оказывается комплексным. Допустимые отклонения АЕ;„, „от Я,„, „находятся в пределах круга КБВ„на рнс.
3.15, где значейие КБВ,„однозначно связано с неравномерностью АЧХ в полосе пропускания (см. Рис. 3.17). Появление как резистивного х АЯ,„, ~, так и реактивного х ЛХм, рассогласования заставляет делать режим еще более недонапряженйым (при У, = Я,„, ), что ведет к дополнительному снижению КПД анодной цепи.
Таким образом, в широкополосных УМК тетроды обеспечивают весьма низкие энергетические характеристики. Снижается не только колебательная мощность (примерно в 2 раза), но и средний КПД (до 25 Ъь). В широкополосных УМК ТВ передатчиков стремятся применять тетроды, обладающие высокой крутизной (Я = 30...100 мА/В) и повышенным отношением Я/С„,„, имеющие значительный запас по току эмиссии и поэтому способные эффективно работать при пониженных Я,„,. Для диапазонов 1 — П1 наиболее подходящими являются тетроды ГУ-ЗЗБ, ГУ-34Б, ГУ-35Б, ГУ-ЗбБ, ГУ-73Б, ГУ-74Б, ГУ-92Б, ГУ-93Б, а для диапазонов 1У вЂ” У вЂ” ГС-! 5Б, ГС-17Б, ГС-23Б. Все электроды этих ламп имеют кольцевые концентрически расположенные выводы, что обеспечивает удобную стыковку (соединение) с коаксиальными резонаторами.
В УМК передатчиков диапазонов 1 — 111'обычно применяется схема с общим катодом, обеспечивающая устойчивое усиление по мощности в !0...25 раз, причем иногда оказывается 'целесообразным включать несложную мостовую схему сеточной нейтрализации (см. гл. 5). В диапазонах 1Ч, Ч для обеспечения устойчивого усиления используется схема с заземленными по ВЧ первой и второй сетками. При этом Ккм 1О. Остановимся на конструктивных особенностях тетродных УМК. Усилители мощности выполняются по однотактным схемам с использованием в качестве колебательных систем на входе и выходе отрезков коаксиальных линий (см. $ 3.3).
На частотах ниже 100 МГц во входных цепях УМ иногда применяются отрезки экранированных симметричных двухпроводных линий, более простых, чем коакснальные. Колебательные системы конструктивно объединяются вместе с лампой в единый узел, так называемый генераторный блок. В состав генераторного блока входят также устройства блокировки, развязки и цепи питания, устройства настройки и регулировки [19). Генераторные блоки представляют собой достаточно унифицированные узлы, используемые в передатчиках сигналов изображения и звука.
Например, в состав только выходных каскадов РПС (см. рис. 9.4) входят до шести одинаковых генераторных блоков: каждый из двух полукомплектов содержит по два блока в выходном каскаде передатчи- 481 ка изображения, выполненного по квадратурной схеме (см. ниже) и йо одному — в передатчике звукового сопровождения, Генераторные блоки меньших размеров используются и в предварительных каскадах обоих передатчиков, начиная с уровня мощности ! 00 Вт. Настройка колебательных систем УМК на тетродах не может проводится по минимуму постоянной составляющей анодного тока и максимуму — сеточного, так как АЧХ анодной цепи несимметрична относительно несущей и частично подавлена нижняя боковая полоса спектра. Настройка н подбор связи с нагрузкой производится по форме АЧХ с использованием генераторов качающейся частоты (иногда он входит в состав передатчика), амплитудного детектора н панорамного осциллографа нли с применением типового измерителя АЧХ.
В каскадах, где применяется нейтрализация проходной емкости, сначала регулируют схему нейтрализации (по минимуму проходной мощности и обратной реакции), азатем настраивают контурную систему. Уенлителн мощюстн на пролетных клнстронак. Клистронные усилители применяются в передатчиках диапазонов !У, У (470...790 МГц). Построение усилителей мощности на пролетных клистронах достаточно полно рассматривается в гл.
10. Применнтельно к уснлнтелям мощности телевизионных передатчиков приемлем только режим линейного усиления (режим УМК). Полоса пропускания усилителя должна быть не меньше 8 МГц. Вопрос выбора варианта (клнстронного, тетродного илн транзисторного) решается в острой конкурентной борьбе, причем основными крнтериямн являются не только возможность получения заданной мощности при высоких качественных показателях, но и стоимость, массогабарнтные характеристики, срок службы и потребляемая мощность (эффектнвность или КПД).
Именно по совокупности этих четырех последних критериев клистроны заведомо не уступают тетродам и тем более транзисторам. К этому следует добавить высокий коэффициент усиления клнстронов(30...40дБ) в отличие от тетродов (в схеме с ОС !0 дБ) и транзисторов (3 дБ). Поэтому один клнстронный усилитель, как указывалось ранее, способен заменить 3 — 4 каскада на тетродах н 10 — ! 5 каскадов на транзисторах.
Несмотря на интенсивное развитие твердотельной электроники, современные транзисторы обеспечивают мощность только !0...100 Вт в линейном режиме на один прибор, н рассчитывать на дальнейшее ее значительное увеличен не не приходится. Таким образом, один клнстрон заменяет не только большое число транзисторов, но и большое количество транзисторных каскадов. В усилителях АМ н ОМ колебаний энергетические показатели оценивают в точках максимальной мощности и при среднем или среднестатистическом уровне сигнала ( см.
гл.б и 7 ). В усилителях сигналов изображения это соответствует передаче вершины сннхронмпульсов и среднестатистического изображения — видеосигнала средней яркости. Поэтому эффективность усиления сигналов изображения оценивают двумяКПД' Ч =Ч »=Р» »7Ре»ицкая=~ »7Ре з' Однако более полное представление об энергетической эффективности усилителя мощности дают не два значения КПД, а всего один параметр. За рубежом его называют показателем РОМ «67]: РОМ = (Р„~ I Ре )100 'lо. Именно с практических позиций важно повышать величину РОМ, а не то или иное значение КПД. Улучшение энергетических и эксплуатационных характеристик пролетного клистрона ведется в плане не только его непосредственного усовершенспювания, но н создания нового прибора, получившего название клистрода.
Он сочетает в себе достоинства клистрона — высокие надежность и коэффициент усиления и тетрода — высокий КПД. Несмотря на то, что разработки клистрода ведутся с конца 30-х годов, только в 1991 г. они успешно завершились созданием новой лампы, получившей название 1ОТ (1поис11че Оц1рц1 ТцЬе) — индуктивной выходной лампы английской фирмы ЕЕЧ «67]. Прибор 1ОТ обеспечивает РОМ = 120 '/ь Отметим, что в обычном клистронном усилителе РОМ м 25 Уо, а в схеме с рекуперацией увеличивается до 42 % [14]. В то же время 1ОТ существенно проще клистрона: вместо четырех резонаторов у него их всего три — один входной и двухконтурная выходная система. Фирма-разработчик гарантирует наработку на отказ более 30 000 ч., а ожидаемый срок службы — до 1О лет непрерывной работы.
Принцип работы 1ОТ заключается в совмещении процессов, происходящих в обычных пролетных клнстронах и тетродах. Пучок электронов формируется продольным магнитным полем и электронной пушкой. Пролетая промежуток катод — сетка, пучок подвергается модуляции по плотности (как в тетроде) и по скорости (как в клистроне), причем преобладает первый процесс. Далее на пространстве дрейфа между катодно-сеточным узлом и зазором пролетной трубы происходит усиление модуляции по плотности (вдоль луча). Сгустки электронов, пролетая пространство взаимодействия потока с выходным резонатором, подключенным к 1ОТ снаружи в области зазора пролетной трубы, отдают свою энергию электромагнитному полю резонатора.
Другими словами, процесс модуляции электронного потока ближе к тетродному, а процесс передачи энергии от электронного потока выходному резонатору — к клистронному. О перспективности прибора говорит тот факт, что все ТВ клисгронные передатчики США переводятся на приборы 1ОТ. В Российской Федерации в настоящее время клистронные радиостанции «Ильмень», число которых превышает 160, также переводятся на приборы 10Т. При этом потребляемая электроэнергия передатчика снижается почти вдвое «67].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
