Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 69
Текст из файла (страница 69)
кается кратковременное превышение номинального коллекторного напряжения. Опыт эксплуатации ламповых передатчиков 12! показал, что надежность работы лампы не ухудшается если выбрать Еимсл = Еп ком, когда Еп пон ~ 10 кВ, При этом в максимальном режиме Еп макс= Еп иом (1+ш) (21,26) и для гл = ! превышает номинальное Еп „ом в 2 раза, а мгновенное напряжение на аноде и„чаэс= Еп макс + Укмакс — даже в 4 раза. Однако это не опасно, поскольку максимальный режим при модуляции продолжается в течение коротких интервалов времени, н явления, приводящие к пробою лампы, не успевают развиться.
Такой выбор напряжения приводит к существенному энергетическому вы. нгрышу, так как лампа в максимальном режиме для гл = 1 и при номинальном токе анода развивает мощность, в 2 раза большую номинальной: Р, „а„с = = 2Р,„м При Еппсм) 10 кВ выбирают Еп„елке 10 кВ, Тогда номинальная мощность лампы прн модуляции на анод Рх ком = О б Рг макс Еп номlЕп мол (21. 27) Прн напряжении Еп мол= Еп лом средняя мощность Ррас мод рассеиваемая ииодом лампы (21.24), равна 0,75Р» Йля транзистора нз соображений надежности опасны даже кратковременные превышения мгновенных значений напряжения !Гкэ н тока 7» по сравнению с максимально допустнмымн значениями. Поэтому номинальная мощность транзистора должна соответствовать мощности в максимальном режиме: Рз „ =ртмчвс Есзсм=Еямакс Остальные соображения по выбору АЭ такие же, как прн отсутствии модуляции (гл.
3). При расчете каскада с коллекторной модуляцией исходными являются мошность Ргм „, коэффициент модуляции т н тнп АЭ Известны гакже иесушая ыо н модулнруюшне>змпп" ()маис частоты н требования и качеству преобразованпя сигнала информации в радиосигнал, т. е, допустимые амплитудные, частотные н нелинейные искажения Расчет начинают с режима максимальной мощности, Его выполняют по рекомендациям, изложенным в гл. 3, как обычный расчет УМ в критическом режиме на заданную мощность при выбранном напряжении Е . В результате определяют все режимные параметры (токи 1кг.
(ко 1еть 1 о напряжения (7 „()ех, Вю мощности Ро Рвот Р„„Р„раю сопротивление ЦС с нагрузкой )сн, сопротивление автосмещения )то = — ЕооУехо и т. д). В режиме молчания коллекторные токи, напряжения и мощности пересчитывают по формулам (21.4), (21.6), (21.23) и др. Мощность источника постоянного напряжения в цепи коллектора определяют согласно (21.21). В режиме модуляции находят мощность рассеяния (21,24) н прове. ряют выполнение (21.25), Далее рассчитывают ток уа, напряжен! е ()а и с помощью (21.22) мощность Ра, которые должен обеспечить модулятор, нагруженный на коллекторную цепь АЭ.
Ее сопротивление в общем случае комплексное, но для малых значений частоты модуляции ь) вещественно и не зависит от коэффициента модуляции т: 1пп Еа = ()а!1гг = Яа Е, м,л1!к о мт (21.28) а- о Модулятором в раднопередаюшнх устройствах называют выходной каскад усилительного тракта, в котором мошнооть сигнала информации доводится до уровня Ра, соизмеримого с Р, „оа н Р, кто Прн такой большой мощности необ ходнма работа с высоким КПД, чтобы не ухудшить заметно промышленный КПД всего передатчика. Добиться в этих условиях малых нелинейных нсязженнй очень трудно. Наилучшие результаты получаются, если нодулятор выполнить по двухтактной схеме, прн этом АЭ работают в НР о углом отсечки коллекторного тока 0„=90'.
Выход модулятора, яак поавнло, делают трансформатор. иым Если Чт = Ра!Рмг — КПД модуляционного трансформатора, то КПЛ модулятора Чм=Ра!Рмо=пгбйг (Ом) 1м Чт (21.29) Здесь Рм,, Рьм — мошностн, полезная н потребляемая кохлекторной цепью модуляторного АЭ. Коэффициент формы для 0„=90' равен пг (О ) = 1,57, коэффициент использования коллекторного напряжения модулятора зм— - Уме>Ен „.
Амплитуда напряжения иа коллекторе модулятора У„н зависит от глубины модуляции т и принимает наибольшее значение Ум „мо„о для т= 1, а при гп т ! У„„= тУм„„а„о, Поэтому можно записать еььг=тУм и маноГЕм и теьм мапо' Чч=тЧч мтпо Для уменьшения нелинейных искажений выбирают $ьг ма от „„. Если учесть (2!.22) н (2!.29), то мошность, потребляемая мод>лягором, Рмо = Ч б~ о мол )тЧм мапо. (21, Зо) Порядок величины Рн„оценим, положив чт = 0,9, Чмма„о=0,7 Из (21.30) полУчнм Рмо ез тР, мол.
Важно подчеРкиУть, что мощность, потРеблаемаа коллекторной пенью АЭ модулятора, пропорциональна коэффициенту модуляцпп т, В режиме молчания т = 0 н Рьго О. Общий КПД коллекторных це- 05 г)м-Ргт пей модулируемого каскада и мо1+дум дулятора определяют как где Р, „„— мощность, потребляемая от источника коллекторного р а5 1лг питания модулируемым каскадом (генератором) и модулятором: Рпс. 21.6. Влияние коэффнцпента модуляции па энергетические соотно- Ре пот= Ре мол+ Рме шення прн коллекторноа молуляцнн Р г! + емол г Подставив (2!.32) и (2!.2!) в (21.3!), получим Пао~п = Рг мол(!+0 бгпФРе мол (! + пт) = Ь м.л(!+0 бш )/(1 + пт), (21 33) где т)е „,„= Р, м.л(Ре Видно, что общий КПД зависит от глубины модуляции пт (рис.
21.6). С ростом пт общий КПД падает. Для среднестатистического значения коэффициента модуляции т, — 0,3 общий КПД т),ап,,п ж 0,66. Это значение заметно выше, чем при модуляции смещением и усилении модулированных колебаний, поэтому коллекторную модуляцию, несмотря на большую мощность модулятора, выгодно реализовать в выходном каскаде передатчика. Схема модулируемого каскада составляется по тем же правилам, что и немодулированного (гл. 6). Варианты могут отличаться типами АЭ, схемами питания цепи коллектора, цепями согласования и т.
д. Особенность состоит только в том, что в цепи коллектора последова- ТЕЛЬНО С ПОСТОЯННЫМ НаПРЯжЕНИЕМ Е, „,л 1тплаЮГ НаПРЯжЕНИЕ УО с выхода модулятора и в некоторых дополнительных требованиях к блокировочным элементам. В ламповом УМ с двухтактным модулятором (рис, 21.7, а) для уменьшения массы и габаритных размеров модуляционного трансформатора его включают так, чтобы по обмоткам не протекали постоянные составляющие токов, создающие подмагничивание сердечника.
Для это- да лал 52 Рнс. 21.7, Эквивалентные схемы лампового уснлнтеля мош- ности, модулнруемого на анод (а), н выкодноа цепи модулиторв (б) аппп бп Гпнерпп~пр 1 йперрппп нппрхженпп Рис. 21пй Эквивалентная схема усилителя моигиостн в переиапряхгеином режиме го последовательно со вторичной обмоткой трансформатора включают КОНДЕНСатОР Сба М ПОЭТОМУ ПОСтОЯН- ная составляющая анодного тока лампы протекает по дросселю Ьяр, который защищает обмотку трансформатора от короткого замыкания по звуковой частоте источником питания Е, „, . Подмагничнвание то* ками модуляторных ламп в первичной обмотке скомпенсировано, так как в двухтактной схеме токи протекают по половинам обмотки в противоположных направлениях.
Рис. 21.8 Схема транзисторного усилителя ыогнности, модулируемого иа коплентор Требования к блокировочным элементам удобно пояснить с помогпью эквивалентной схемы рнс. 21.7, б. хьля уменьшения частотных искажений блокировочиые элементы должны удовлетворять очевидным соотношениям (принято, что 11манс(.бл < 17(амансСблп): омиэ 1 лр~)11п1 1/(тмин Сблп~17п,' 1Юманс (Сап~+Сват)йп Йо', (емакс йблмЮп. (21.34) В то же время к элементам Ьбл, Сбп„Сюм предъявляют обычные требования, исходи иэ условий происхождения токов вы.окой частоты. В транзисторном каскаде,модулируемом на коллектор двухтактным модулятором (рис.
21.8), напряжение подается через вторичную обмотку модуляционного трансформатора. При небольших мощностях легче сконструировать трансформатор с подмагничиванием и обойтись без шунтирования его вторичной обмотки дросселем. Рассмотрим особенности прохождения боковых частот при коллекторной модуляции. Как отмечалось, УМ работает в ПР я при изменениях нагрузки ведет себя как генерачор напряжения 0„ = $ирЕя (гл. 3).
Эквивалентная схема на рнс. 21.9 подчеркивает, что ток (кх зависит от напряжения источника питания Е, и сопротивления Хя в коллекторной цепи, а амплитуда напряжения г„рЕ, источника от Хя не зависит. Это приводит к тому, что в одноконтурных ЦС ток в антенне имеет тот же коэффициент модуляции, что и напряжение (и'„, т. е. ЦС как бы не вносит искажений. Однако ко- эффициенты модуляции тока !к, и синфазно с ним меняющегося тока (и = пт!ке „,„зависят от частотных свойств ЦС, Для высших частот модуляции й — 11„,„, нагрузка модулятора становится комплексной Хп(й) вместо )сп и уменьшается по модулю.
В результате частотная характеристика тракта от модулятора до антенны получается примерно такой же, как и при модуляции смещением Для двухконтурных ЦС частотные характеристики могут иметь подъем на высших звуковых частотах. хка, комвиниРОВднндя мОдуляция Недостаток коллекторной модуляции состоит в том, что АЭ работает в ПР, который отличается малым коэффициентом усиления по мощности Кл. Кроме того, за период модулирующей частоты меняется входная проводимость АЭ, что приводит к паразитной фазовой и амплитудной модуляции напряжения на выходе предоконечного каскада и напряжения возбуждения выходного каскада, а следовательно, и радиосигнала на выходе передатчика.
Для уменьшения этого явления выбирают слабую связь между каскадами, что, в свою очередь, приводит к еще большему падению общего коэффициента усиления, Применение автосмещения за счет входного тока ослабляет напряженность режима, но не устраняет необходимость использования ПР. Значительно лучше соотношения получаются, если одновременно, синфазно осуществлять коллекторную модуляцию не только в выходном, но и в одном. двух промежуточных каскадах(рис. 21.!О).
При этом в самом маломощном каскаде реализуют обычную коллекторную модуляцию, а все последующие каскады работают в режиме усиления модулированных колебаний при одновременной коллекторной модуляции. Особенности работы АЭ о двойной модуляцией обсудим с помощью СМХ. При комбинированной модуляции одновременно меняются напряжения возбуждения ((„и коллектора Е„а постоянными поддерживают напряжение смещения Е, и сопротивление ЦС с нагрузкой )си. Выясним сначала ход СМХ т'кт (У,„, Е,) при Е„)ся = сопз1. Построить СМХ можно по-разному, рассматривая или режим усиления модулированных колебаний с меняющимся Е„или режим коллекторной модуляции с переменным У„.
Проще за исходный принять первый режим. Рис. 21ЛО. Структуриая схема передатчика с комбииироваииоэ модуляцией иа выходира и предвыхпдаые каскады Зва а вьы. 1~м Е) Рис. 21.11. Статические модуляционные характеристики (а) и импульсы «оилгкторного тока (б) в режиме усиления модулированных колебаний 1 — ) и яри комбинированной модуляции ( — — †) Линейный участок СМХ 1к, (Овх) при Е„Е„Й„= сопэ1 для 0 = 90' (сплошная линия до точки 3 на рис. 21.11, а) соответствует НР. Импульсы коллекторного тока 1к (го() (рис. 21.11, б) в точках 1 и 2, отмеченных на СМХ, косинусоидальные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
