Белов Л.А., Благовещенский М.В., Богачев В.М. и др. Радиопередающие устройства. Под ред. М.В.Благовещенского, Г.М.Уткина (1982) (1095868), страница 75
Текст из файла (страница 75)
21,25, б) напряжение питания подается от источника постоянного напряжения. После подачи на тиристор пускового импульса начинается заряд конденсатора Сы который сопровождается изменениями индукции В в дросселе 1.'. Когда напряжение на конденсаторе достигает максимального значения, индукция в дросселе В = — Вго его сопротивление падает н начинается разряд Сы заряд линии и одновременное изменение индукции В в дросселе (.". При достижении максимума напряжения линия начнет разряжаться на нагрузку через насыщенный дроссель Е". Индуктивности дросселей в насыщенном состоянии удовлетворяют (21,89), н разряд линии получается кратковременным. Подводя итоги, можно отметить, что модуляторы различных типов в энергетическом отношении примерно одинаковы, нх КПД имеет значение т)м =-0,7 ...
0,8. Модуляторы на «жесткой» лампе отличаются устойчивой работой и формой импульса, мало зависящей от изменения сопротивления нагрузки Влз.Модуляторы на «мягких» лампах имеют меньшие габаритные размеры и массу, но меняют форму напряжения на нагрузке при ее вариации и могут выйти из строя без дополнительной защиты. Модуляторы на тиристорах и нелинейных индуктивностях характеризуются большим сроком службы.
Г Л А В А 22. ПЕРЕДАТЧИКИ С ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ 22.1. стРуктуРные схемы передАтчикОВ с чАстОтнОЙ мОдуляцией При выборе структурной схемы ЧМ передатчика необходимо разрешить противоречие между требованиями к параметрам частотной модулнпии (заданная девиация частоты, линейность модуляционной характ рпстики и др.) и получением высокой стабильности средней частоть~. Существуют два основных метода формирования сигналов с ЧМ; прямой и косвенный. Прямой предполагает модуляцию частоты 324 Рнс. 22д, Структурные схемы передатчиков с прямой (а, б), косвенной (в) н комбинированной (г) частотной модуляцией задающего генератора и умножение частоты в последующих каскадах передатчика (рнс. 22.1, а) Для стабнлизапни средней частоты гоа в схеме на рис, 22,1, а используется система автоматической подстройки частоты (АПЧ), которая корректирует медленные уходы частоты от„.
вызванные влиянием дестабилизирующих факторов. Для того чтобы АПс1 не ослабляла полезной модуляции, обратную связь в системе АПЧ по частоте модуляции аа„н„: (1 Ям,„, исключают с помощью фильтра ни>яник частот(ФНс1) с полосой пропускания меньше Р„„„. Можно обойтись без системы АПЧ, если управлять частотой кварцевого автогенератора (КГ, рпс, 22.1, б), который создает колебания с долговременной нестабильностью частоты 1О ' ...
1О '. Однако относительный диапазон управления частотой невелик и составляет 1О-' ... 10 '. Косвенный метод основан на возможности преобразования фазовой модуляции в частотную, вытекающей из (20,4). Модулирующее напряжение подается иа модулятор фазы через интегрирующий четырехполюсник (рис. 22.1, в). Задающий кварцевый генератор позволяет получить высокую стабильность средней частоты.
Недос татками этого метода являются трудность получения большой девиации на низких $25 Рпс 2" ", Схсыо нптерполяпнонного генератора частотах модулирующего сигнала и необходимость ум!поженян девиации с очень большой кратностью — порядка 10е ... !О".
Для формирования широкополосных сигналов используется комбинированный способ, объединяющий прячой и косвенный (рнс. 22.1, г) по принципу сложения спектров сигналов. Модуляция в области низких частот производится изменением частоты кварцевого автогенератора. Модулятор фазы с интегратором превращает ФМ в ЧМ в г!,!гокочтстотной части спектра. Частотное разделение мод)лиру!ощего сигнала производится фильтрами ФНЧ и ФВЧ. Противоречие между высокой стабильностью средней частоты ыз и девиацией Лы удается разрешить, например, в иитерполяцпонном генераторе (рис. 22.2).
Управляемый генератор (УГ), работающий на частоте ым подвергается ЧМ. Напрязтений УГ и каарпевого генератора (КГ) с частотой в подаются иа смеситель, на выходе которого полосоаым фиды ром выделяюгся колебания с частотой юз = ы, + сон. Относительная нестабильность ч ~стоты ыа прп заданных нестабильностях КГ Лап/ын и УГ Лы,/ы, равна Лы 1 Лы„! Лы, — + —— ма 1 т 1/А ын ! +А ых где А =- сон/сео Прп А )> 1 нестабильность частоть1 УГ Лез,/со, ослабляется на выхоле смесителя в 1 + А раз.
Практически нецелесообразно выбирать А более 10 ...20 из.за трудности фильтрации комбинационных частот иа выходе смесителя, В интерполяционном генераторе полезная абсолютная девиация переносится на выходное колебание без изменения, а относительная девиация умень. шается также в 1/ (1 + А) раз Применение умножителей частоты в передатчиках с ЧМ позволяет понизить частоту задающего генератора, что облегчает ее стабилизацию. Умножители частоты используются для углубления модуляции при ЧМ, так как при умножении несущей частоты в Л/ раз абсолютная девиация частоты также умножается в Лг раз. В диапазоне СВЧ для получения ЧМ используются как автогенераторы на транзисторах, ЛПДи диодах Ганна с варикапами или ферритовыми управителями частоты, так и автогенераторы на отражательных клистронах, ЛОВ, митронах с электронной перестройкой частоты.
Для стабилизации средней частоты колебаний могут применяться системы ттПЧ. При высоких требованиях к точности формирования ЧМ сигналов следует добиваться минимальных значений 5,, 5„... В этом случхе связь между девиацией частоты у и управляющим напряжением е близка к линейной: и = 5,е. Частота колебаний АГ определяется нз уравнений стационарного режима (29.2, 10.2).
В первом приближении можно считать, что амплитуда слабо влияет на фазовые сдвиги и частота колебаний от определяется из уравнения баланса фаз (9.32): (22,5) (оу — ю„у~а„= 0,56 агс1й (грз + гр ), где ю„ — резонансная частота контура; б — его затухание; грз и гра — фазы средней крутизны и коэффициента обпатной связи. Используются два метода управления частотой колебаний АГ.
Наиболее эффективным из них является изменение Люи резонансной частоты контура, которое вызывает равное ей отклонение частоты колебаний: д = Лю,'юа —.— Люкдои. Второй метод управления частотой связан с изменением фаз Лгрэ и Лера. В одноконтурпых АГ на лампах и транзисторах пределы изменения Лфэ и Лгрь обычно невелики и девиация частоты получаетсп малой. В генераторах СВЧ, таких, как отражательный кл строп, ЛОВ и др„аналогом фазы является время пролета электронов, От его изменения, связанного с вариацией питающих напряжений, зависит частота колебаний,'В этих генераторах удается управлять частотой, непосредственно гзменяя одно из напряжений питания.
Характеристики электронной персстройки частоты генераторов СВЧ изучались в гл. 13 и 14. Рассмотрни общий метод построения СМХ для случая, когда управление частой АГ производится изменением параметроа реактивного двухполюсника— управителя частоты, подключенного к контуру. Примем для определенности, что управитель частоты — емкость С „зависяпьая от напряжения Ет Ее+ + ЛЕ: с = с„„(е ) + лс„(ле), где С„а — среднее значение С при Е„=- Еа, ЛСу — вариация Ст, которая может быть не только полохсительной, йо и оч рипательиой.
Чтобы найти зависимость девиации час~о~ы Лы от напряжения ЛЕ, необходимо последовательно найти функции: Лы (ЛСа), где ЛСи = Си — Сиа — вариация полной емкости контура, загел1 ЛСа (ЛСу) и, наконец, ЛС (ЛЕ). Таким образом СМХ представляется сложной фауцкцпей Лы = Лы (ЛСз [ЛСт (ЛЕ)1) ° Приведение етого выражения к виду (22.2) обы 1но требует громоздких вычислений, поскольку перечисленные функции нелинейные Наиболее просто найти ряд д (а), если атв функции пронормировать и, разложив их в степенные ряды, подставлять один ряд в другой.
Введем переменные, нормированные по их средним значеиияы: у = Л'ь~иа' л = ЛСауС„„; й = Лсу!Стм а = ЛлуЕ (22.6) 228 Гели фуикппи р (х), х (й) и $ (е) центрироваииые, то их моокно представить в ви- де степенных рядов: Е !х) = ам с+ам хо+ам хо+., х (ь) = аы ! + поз Э'+ аоо й~+ "° а (е) = ам а + аао ее+ аоа зо -1-... (22.7) Функция ч(х) (т. е лы (лс ) ) зависит от посла контуров в схеме АГ.
при одно- контУРной схеме Лы = 1/'Э/1.н (Са„+ ЛС„) — 1/'!гь„с„о, оде ˄— индУктивиость контура. Отсюда р = 1/У 1 + х — ! — х/2 + Зхз/8 — бха/16 + (22.8) (22.9) аы = — 1/2; аы = 3/8; атз = — 5/16. Функция х (й) зависит от схемы подключения управителя к контуру, а функпия Э (е) — от свойств упраиителя, следовательно, коэффициенты рядов х (а) а (е) можно определить только в конкретном случае. Дважды подставляя один ряд в другой, находим выРажения для первых двух коэффициентов Бт и Бо ряда р (е) (22.2): (22.10) аогазгаот ~о аы (аотаао + аоаазт) + аооаоыазт' Эти формулы определяют крутизну Бт и коэффициент бы характеризующий не- линейность СМХ.
22.2. СХЕМЫ СВЯЗИ УПРАВИ1ЕЛЯ С КОНТУРОМ Схема неполного включения управителя частоты Су = Су„+ Лст к контуру на рнс. 22.3, а обобщаетсвойства более простых схем. Г!ри С»» Со + Суо оиа превращается в схему иа рис. 22.3, б, а прп С„« Суо — в схему на рис 22.3, о. Найти зависимость х (в) сразу для общей схемы трудно. Покажем, как упростить вычисления, используя подстановку ряда в ряд. Рассмотрим сначала схему на рис. 22.3, б, для которой емкость контура Са — — Са+ Су. Тогда при е = О, Су —— Суо Сн = Сао = Сь+ Суоо ЛСа = = с„— с„, С" С ЛС + уо+ у Су ЛС (22.11) С +С С +Су Суо ЛС„ х — —"— Ско "де ро = Суо/ (Ск+ Су,) — коэффициент включения С „.
Следовзтельно, здесь Ряд х (е) ймеет коэффйциеиты аат = рт, а„= а а = ... —— О. 6 б) а) Рис. 22.3. Схемы включения управителя частоты к нонтуру авгогеператора Таким образом, при управлении частотой однокоиоурного АГ коэффициенты Рида Р (х) (22.8) равны Для последовательного соединения Су и С< (пнс 22 3, в) имеем )С С„Суа(!+Е) (С,+Ст,) р. (22 )2) Сна (С„'+С„,()-гй))С;С„)+(! — Р); Представим это выражение рядом х — Р Р(! Р!а +".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
