Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Требования н форме модулирующего импульса зависят от типа АЭ. Обычно допус. тимо г,р = (0,1 ...0,2)т„, то = (0,2 ...О,з)тя. Относительная неравномерность вершины ЬЕ(Е .4 О,!. Более жесткие требования к постоянству Е предъявля. ют при модулянии колебаний в автогеиераторах, так как вариапии Е приводят к нестабильности частоты. Например, в автогенерзторэх на ЛОВ типа Л1, у которых изменения напряжения на 1% вызывзют нестабильность частоты то. го же порядка, требуется обеспечивать й ЕтЕ ( 0,01. В мзгиетроне неравномер.
ность вершины импульса напряжения может привести к возбуждению соседних вид >в колебаний, что сопр| вождэется изменением частоты и мощности, т. е. появляются дополнительные паразнтные ЧМ и АМ, расширяется спектр чэстот, падает КПД Во избежание этого необходимо, чтобы АЕ(Е ( 0,02. В лэмго. вых АГ допустимо АЕ)Е хч 0,1. Рассчитаем КПД модулятора. При заряде конденсатора С напряжение на ием увеличивается от Ум„„до Ум„„„но часть мощности ИП теряется на резисторах )т„)с„поэтому желательно иметь их сопро. тивлеиия поменьше. КПД цепи заряда представляет отношение энер- з!$ гии ((Ус, запасенной конденсатором, к энергии йгип, отдаваемой ИП. т), = %'~/агин Известно, что ((7с — — 0,5С ((7„',„, — (7„*„„), ((тип = Е,С ((ум„п„— (у„н„).
После несложных преобразований получим Ча (Уср'Еп~ (21.57) где (21.58) (7„= 0,5 (им„, + им„„). Во время разряда конденсатора часть мощности Рс передается ЛЭ, а часть рассеивается на аноде модуляторной лампы и резисторе мз. Кроме того, ИП от. дает некоторую мощность в )7, и лампу. Поскольку КПД цепи разряда представ. ляет собой отношение мощности Ра, потребляемой нагрузкой модулятора, к мощ. ности, которую отдают конденсатор Рс и ИП Рип, то чр = Рз) (Рс+ Рнц). После несложных преобразований получаем Чп=(1+)7 дэ)7(х+йзэ) '(1+емпп78) ' Здесь г„ш„— остаточное напряжение иа аноде лампы зо время импульса. 1)ля повышения чр сопротиплення резисторов )7г, )7з желательно иметь побольше.
Учитывая противоречивые требования к сопротивлениям )7г, )(з, для получения больших Ча и Чв рекомендуют выбирать )7г = )7з = (10 ... 20))7хэ Если ещш = (О,1 ...0,2)Е, то Ч, Яв О,а. ПРи атом КПЙ модУлЯтоРа Чм = Чзт), = 0,7. Импульсный модулятор на емягкойв лампе.
Лля примера рассмотрим модулятор на тиратроне (рис. 21.20, а). Во время паузы между импульсами тиратрон закрыт отрицательным напряжением Е, „на сетке и накопитель энергии (НЭ) — разомкнутый отрезок длинной ли. нии — заряжается. Положительный импульс' напряжения (ус „открывает тиратрон, его сопротивление резко падает и НЭ начинает разряжаться, отдавая энергию в нагрузку (АЭ). Через некоторое время действие напряжения (7, „прекращается, однако тиратрон не запирается и продолжает пропускать ток разряда НЭ до тех пор, пока напряжение на его аноде упадет практически до нуля ((7, = 0), НЭ разряжается полностью от (ум,„с до (/„„и мч О.
Обычный конденсатор при полном разряде создает на нагрузке напряжение, спадающее по экс- '(е гд .р. мвг Ю О Л Рис. 21 20. Схема ямпульсного модулятора на тиратроне (а) я чквнзалентнзя схе- ма пепи заряда (б), а также напряжение на емкости Сп и ток через нее (в) йзй Чем ближе (у„к Егп тем больше КПД; можно реализовать Ч, = 0,9 ... 0,95. Следует отметить, что при полном разряде конденсатоРа С напРЯжение (у„п, = 0 и т), 0,5, так как У„,„, ( Е . поненте. Здесь НЭ вЂ” разомкнутая линия — ведет себя как конденсатор во время заряда (Со) и формирует прямоугольный импульс напряженна. прн разряде. КПД цепи заряда (21.57) близок к единице, если среднее напряжение Е/, т Е„, а для Е/„„, = 0 это означает (/„,„о ю 2Е,. Реализовать такое напряжение можно, если использовать особенности переходного процесса прн подключении источника постоянного напряжения Е„ к последовательному контуру ЕзСо (резонансный заряд), Эквивалентная схема цепи заряда НЭ (рис.
21.20, б) представляет контур с малыми потерями, его собственная частота в = 17)г'Е,С„, характеристическое сопротивление р = в,Е, =. 1/в,С„ затухание б = г/р. Из обшей теории электрических цепей известно, что напряжение иа емкости и н ток через нее / при заряде постоянным напрях опием запнсывяюся твко и=Еп+е о зон" ' (А, соз во/+Ах япв„ /); (21,6д) пн ! !=Со ( Аг Мпво/+Агсозого/) ° г// з зав г (21.61) где Аы А, — постоянные интегрирования. Заряд начинается с и (0) = 0 (рнс. 2! 20, в) Пачальный ток / (0) = г„ач зависит от соотношения между частотой повторения импульсов Е = НТ, й во. В обшем случае ггга„~ О. Учитывая в (2!.60), (2!.6!) начальные условия, получаем 347 и=Ев (! — е ' " 'сов во О+/иачре ' *'мпво/; (21.62) /=р-'е "' в' '(Ео япого/+/иачр созщ /). (21.63) Следует отметить, что ток через индуктивность Еаза короткий интервал времени т„почти не меняется, н поэтому после нескольких тактов работы в начале каждого процесса заряда (/ = 0) ток имеет такое же значение, как и в нонне (1 = /о): г (О) гнат — г (/о).
(21 64) Под язвив(21,64) в (21.61), установим связь между начальным током г„,, временем заряда /о = Тн — тв и частотой во. гнач=ЕпР ге О Зев' зз!п во го/(1 — е О Зьн 'зсозво/з). (21.%) Положим сначала в,/, = л, т. е. потребуем, чтобы время заряда /о составлвло половинт пеРиодэ Собственных колебамий еаРЯдной цепи 0,5То =, = 0,5 (2л/во). При этом из (21,65) г„ач —— ,0 (рис. 2!.20, з) За интервал во/, = = л напряжение на липин увеличивается от муля до максимального внэчения Е/моно = 2Ео (1 — 0,255н), найденного иа (21.62) при замене е в'З З" !в — 0,55л. Тогда КП)! цепи заряда из (2!.57) Чо ьо ! — 0,255л. (21. 66) При затухании 6 (О, 1яз 0,9 ...0,95.
Ток достигает максимального значения Еп/р при в„/ = 0,5л, т. е. в середине интервала 0 .Ло Подставляя (2!.65) в (21.62) и заменяя текушое время / на момегп окончания заряда 1, можно получать выражение для Е/магга Из мего следует, что Е/махе зависит от величины во/о очень слабо, за исключением точек ваго = О, 2л, 4л, в которых (/ма„о падает почти до нуля. Зто значит, что выбор соотношений меж. дУ /о н Т, 2л/во почти некРитнчен.
Дла пРимеРа РассмотРим слУчаи: во/о = = 0,5л, з ток гаач = Еп/р и ого/а — — 1,5л, прн этом ток гнэч — — -Ез/р. По аналогии с (2! 66) получим Чо = ! — 0,1255л и т1з = 1 0,3755л, (21.67) Рнс. 21 21, Схема модулятора с заряд%мы диодом (а), а также напряжение на а»копателе энергии н тох через него (б) откуда видно, что КПД заряда достаточно высок н мало завнснт от соотношения г„ н Т„ еслн прн работе модулятора сохраняется постоанным время заряда (з = = сопз В тех случаях, когда приходится менять частоту повторения нмпульсов гп = УТп (нлн (з), нз за переходных процессов напряженке на НЭ может превысить допустимое значенне, что приведет к пробою тнрзтрона.
Тогда схему модулятора усложнягот, включая последовательно с (.з зарядный диод Д« (рнс 21.21, а) Благодаря односторонней проводимости диода Д, конденсатор С„не может рззряднться через (.е н сохраняет напряженке (гмаес до открывания ~нратрона (рнс. 21.21, б) Еслн выбнрагь Га ) О,ВТ», можно мейять частоту Тн а шнрокнх пределах Диод Дг должен быть высоковольтным н поэтому имеет достаточно большое сопротивление, что снажает КПД цепи заряда до значений ч =08 ..088 При разряде НЭ основная доля энергии передается АЭи частично теряется на импульсном трансформаторе(ИТ) и тиратроне. Практически КПЛ цепи разряда определяется ИТ, поэтому т)р ж т), = 0,8 ...
0,9. Общий КПД модулятора г)м = г)д!а = 0,7 .. 0,8, т. е, того же порядка, что и КПД модулятора на «ж сткой» лампе. Известно, что разомкнутая линия, заряженная до напряжения (ума«с при разряде на сопротивление нагрузки ген, равное волновому сопротивлению линии цг, создает на нагрузке импульс напряжения 0,5(х'„„ю длительностью т, = 2!/пеы где 1, пш — длина линии и фазовая скорость распространения волны в ней. Оценивая величину и полагая т„= 1 мкс, пэ = 3 !О' ьг)с, получаем ( = 0,5т„пш = 150 м.
На практике линии такой длины малопригодны, поэтому их заменяют эквивалентами (ЭЛ) — двухполюсниками, составленными из реактивных элементов, Остановимся кратко на способах расчета ЭЛ. Известными являются длительность импульса т„и сопротивление нагрузки 1«дэ Обычно АЭ включают через повышающий ИТ (рис. 21,20, а, 21.21, а), чтобы уменьшить рабочее напряжение источника питания. Сопротивление АЭ, пересчитанное к первичной обмотке ИТ, служит нагрузкой для линии при ее разряде: (2 ! .68) 1« и (х Аэ~)гйтг где йит — коэффициент трансформации. Зная гтит, (слэ, находим цг = Дв. В свою очередь, волновое сопротивление линии связано с по- 318 тонными значениями иидуктивности 1., и емкости С соотношением ГП = ОФа.п 1/ОФСп. (21.Б9) Заменяя /.и = гп/пФ, С„= 1/ихтФ, 1 = 0,5т„пФ, получаем для статиче. ских значений индуктивности и емкости Ьа = /( и 0 Зтагп; Со = /Сп 0,5ти/гп, (21.70) Самым простым является замена линии цепочечным зквивалентом (рис 21 22, а) Известно, что линию с распределенными параметрами представляют бесконечным множеством злемеитарных ячеек ЛЛ, ЛС, соединенных последовательно.
Здесь число ячеек л — конечное, а их иидуктивности 5 и емкости С определяются из условия Е = Iч/л) С = Се/л. (21. 71) Чем больше ячеек л, тем ближе форма импульса и пвямотгоньной Реально л ( 8 ...12. Второй способ расчета ЭЛ основан иа сравнении частотных характеристик входного сопротивления разомкнутой длинной линии хвх = )Хвх где Хв* = — и с1и (ю1/п|в) = — м с(й (О,быт), (21. 72) и зквивалеитиого двухполюсника.
Прежде всего найдем нули и полюсы функции Хвх (м) при мь йп/т: (21. 73) (21 . 74) О, если 0,5юь 0,5йп, й 1, 3, 5, . ° . ю х ев, если мат=йп, й О, 2, 4, .... Условие (21 73) справедливо для двухполюсиика иа рис. 21 22, б, з условия (21 74) для двухполюсиика иа рис 21 20, з Зная только ыю нельзя однозначно рассчитать Еа и Са контуров, позтому составим еше одно уравнение, которое вытекает из требования одинаковых изменений входных сопротивлейий линии и Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
