|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 20 21 22 23 24 25 26 ... 33  Рис. 5.48  Рис. 5.49 £jul   Рис. 5.50 перенапряженном режиме, при котором имеет место значительный по амплитуде сеточный ток в виде остроконечных импульсов. Включение в цепь сетки колебательного контура L3C3, настроенного на частоту 3ui, позволяет осуществить бигармоническое возбуждение. Напряжение [/з и, следовательно, азс = Uca/Uci регулируются сопротивлением контура C3L3. Значительно реже применялась схема, приведенная на рис. 5.50,6 . Здесь дополнительный контур, настроенный на п-ю гармонику, включен в катодную цепь лампы. Резонансной частотой контура LiC может быть вторая или третья гармоника основной частоты. При .анодной модуляции в ОК v\ в < 70° контур XrCk настраивается, на третью гармонику. При этом можно получить большее значение азс = Ucz/Uci- При больших углах отсечки анодного тока можно контур Ь^Ск настраивать на вторую гармонику, а дополнительный контур в анодной цепи - на третью гармонику. В этом случае улучшается устойчивость работы каскада. Наконец, если ОК работает как УМК при в = 90°, контур Хкк следует настраивать на вторую гармонику рабочей частоты. Компьютерный эксперимент показывает, что. D эт.рм случае фаза /аз в анодной цепи имеет отрицательный знак, а отношение оза = Ua/Uai при включении в анодную цепь контура, настроенного на Зш , сохраняет постоянство в широком диапазоне напря,->!<сн1й 0,2 < Uc/Ucmax < 1. В этом ллучае можно реализовать ВГР по второй гармонике в сеточной цепи и по третьей гармонике в анодной цепи (агс- и Яза). Выбор ламп и режима работы ПОК,в качестве генератора БГС для передатчика с ААМ или АЭМ производится по известным методикам; выбирается лампа с Рном Ршок, к. Еа.ном', угол отсечки анодного тока выбирается при п = 3 6 60 ... 70° и при п = 2 6 80 ... 90°. Расчет ведется для недонапряженного или граничного режима. Выбор ламп и режима работы ПОК в качестве генератора БГС для передатчиков с усилением модулированных колебаний. В этом случае все каскады передатчика должны работать в линейном режиме, т.е. при углах отсечки в предварительных каскадах О = 180°, а в ПОК и ОК при 6 = 90°. В этом случае в ПОК аз = О и, следосательно, для ВГР выбирается п = 2. При выборе лампы ПОК следует обращать внимание на то, чтобы лампа имела возможно более короткий нижний сгиб, поскольку при этом форма образующей напряжение возбуждения ОК и агс = Uc2/Uci сохраняют постоянство в большем диапазоне изменения Uci{t) (рис. 5.51). Для ламп с длинным нижним сгибом характеристик (например, ГУ-61) отношение агс не имеет постоянного участка (рис. 5.51,а). Ниже дается пример расчета цепи связи между ПОК и ОК при БГР (см. рис. 5.48,6). Обозначим сопротивление элементов контура по частоте и: С^х = ~ С'ак -Ь Сь = 1/соСвх', Xi - uLi; Х2 = WL2; Х3 = I/U1C2. Элементы La и Сз выбираются из условия 2иЬз + 1/2иСз = 0. Демпфирующее 0,4 0,2
о 0,2 Uc/1/cmax
Рис. 5.51 Oc/l/c/nax сопротивление Re может быть учтено при определении необходимых добротностей контуров CbxLi и 122. Сопротивления Хо, Хь Х2 и Хз должны быть подобраны так, чтобы выполнялись условия резонанса на частотах w и 2w и последовательный резонанс на некоторой промежуточной частоте ш < 2w; {и1 /ш = аэд > 1). Составляется система уравнений: Х + (-1)Х2 = 0; = 0; Хо 2X1 4X2 - аэ2Хз 3) 2X2 - Хз/аэп = 0. Решения этих уравнений можно представить в виде функций от значения Xi: Хо = AXi: Х2 = BXi и Хз = СХь Здесь за известную величину принята величина Xi = wLi, хотя с таким же успехом можно использовать одну из двух оставшихся. Коэффициенты А, В, С зависят от sea. Для возможности выбора удобного решения зададим три значения аЭп = 1,4; 1,5 и 1,6 и результаты расчетов сведем в табл. 5.7. Амплитуды составляющих напряжения Uc(t) = Uiipi cosut - -а2сР2 cos2w<) = piUai{cosuit - a2cP2/pi cos2u)<) определяются с помощью коэффициентов pi = Хз/{Х2 - Хз); р2 = Хз/2(2Х2 - Хз/2), значения которых для выбранных аЭп приведены в табл. 5.7. Считая известным спектральный состав анодного тока лампы ПОК, оценим величину коэффициента 020- РЧ Р112 Дэ2 />2 2Дэ2 а2с - а2а- - -}- - ~~~Б
Здесь 1 и 2 - коэффициенты Берга при выбранном угле отсечки в ПОК; Дэ1 и Дэ2 - резонансные сопротивления контура в анодной цепи ПОК. Из полученных соотношений следует, что на выбор величины а2с = Uc2/Uc\ влияет и резонансная частота контура L2C2, и его добротность при ш и 2ш. Для подбора резонансного сопротивления Дэ1 = uiLQL\ иногда выгодно включать последовательно с Li резистор Дб. Чтобы его влияние не сказывалось на частоте 2u[QL{), вводят параллельную цепь L3C3, настроенную на частоту 2и (иногда достаточна просто емкость Сз, сопротивление которой выбирается 1/2а;Сз Дб). Аналогично выполняется расчет для п = 3 (аЭп = 2,1; 2,0 и 1,9), Для передатчика, работающего в диапазоне частот Wmin Wmax, аналогичные расчеты следует сделать для нескольких частот внутри рабочего диапазона. Примеры расчета согласующих цепей со схемами рис. 5.52 и 5.48 приведены в [1.45, с. 48, 49], Схемы построения анодных цепей ОК при БГР приведены на рис. 5.52-5.55, Во всех этих случаях выходная колебательная система ОК выполняет свои обычные функции, как и в передатчиках без БГР (фильтрация гармоник, согласование с антенной, трансформация сопротивления Да в Дэ), и дополнительно выделяет напряжение (-) Un cosnujt, необходимое для осуществления БГР. Для этого в цепь анодного тока включается контур, настроенный на частоту п-й гармоники. На рис. 5.52 показана ВКС с дополнительным контуром L3C3, настроенным на п-ю гармонику. Если амплитуда тока п-й гармоники Ian, а сопротивление контура L3C3 для этой гармоники равно Дэ = = PnQn, где Рп - волновое сопротивление контура L3C3, Qn - его добротность, на контуре будет создаваться падение напряжения Un = = lanRsn = lamOnPnQn. Мгновенное напряженис на аноде лампы Ua{t) = (7al cos W< - [/an cos nwl Ha рис, 5.56 представлены графики импульсов анодного тока для случаев моногармонического (1) и бигармонического (2) возбуждения при п = 3 и азс = 0,2. Угол отсечки анодного тока принят для наглядности больше, чем устанавливается в реальных ОК. Здесь ясно видно, что если в уменьшить до 70...60°, то протяженность плоской вершины импульса анодного тока несколько сократится, исчезнут заштрихованные боковые части импульсов, увеличится электронный КПД .и КПД по первой гармонике. Графики 3, 4, 5 представляют нижнюю часть импульсов анодного напряжения при условии работы в граничном режиме: 3 - при моногармоническом возбуждении, 4 - при наличии бигармонического возбуждения (п = 3 и азс = 0,2). График 5соответствует первой гармонике  Рис. 5.55 {/ai при бигармоническом возбуждении. Можно видеть, что амплитуда импульса 5 на 20.. .25 % больше амплитуды импульса 5, благодаря чему при БГР можно получить с каскада увеличенную мощность. На рис. 5.53 и 5.54 ВКС мало различаются между собой. В схеме рис. 5.53 элементы C1L1C2 выбраны так, что этот контур может быть настроен на п-ю гармонику рабочей частоты. Контур L2C2 настраивается на первую гармонику Таким образом, напряжение п-й и первой гармоник на этих контурах обеспечивают БГР в анодной цепи.  по 150 180 wi Рис. 5.56 В схеме рис. 5.54 цепь L2C2 настроена на п-ю гармонику, вследствие чего контуры для первой (C3L3) и п-й (C1L1) гармоник лучше развязаны, в связи с чем упрощается настройка ВКС. На рис. 5.55 приведена схема ВКС с минимальным для двухчастотной резонансной системы числом реактивных элементов. Однако из-за пониженной фильтрации применение этой схемы возможно в передатчиках средней мощности. Расчет параметров элементов приведен в [145]. Расчет параметров режима лампы ОК при БГР, если ПОК работает, как генератор БГС. Исходными параметрами при проектировании и расчете обычно являются: Pj - полезная отдаваемая мощность по первой гармонике; Uci - напряжение возбуждения ОК; а„с = Unc/Uci- коэффициент п-й гармоники. По этим параметрам выбирается лампа и производится расчет параметров в граничном режиме. Затем рассчитывается выходная колебательная система. Процесс проектирования и расчета ОК в БГР несколько сложнее, чем без БГР, поскольку он связан с оптимизацией режима по КПД электронному и по первой гармонике. Результаты исследований [5.31, 5.32] показывают, что имеются оптимальные значения для относительных значений напряжений и токов гармоник в сеточных и анодных цепях (а„с, па, Ящ) и оптимальные значения для нижних в'ат и верхних Хо углов отсечки. Решение задачи оптимизации дает следующие результаты: при = 2; Оопг osionT = 0,21; = 80° = 1,67. = 0,41; = 1,35; п = 3; = 60°; Кроме того, показано, что -псопт - = па.опт = Спгопт = Япопт, Т.е. все относительные значения гармоник токов и напряжений можно выбирать для заданной гармоники п одинаковыми. На практике j обычно берут на 2...3° больше оптимального, и если нет особых причин, то для использования берут третью (п = 3) гармонику, поскольку при этом пиковые значения напряжения на управляющей сетке оказываются меньше, чем при п = 2. Поскольку напряжение возбуждения, напряжение на аноде и импульс анодного тока имеют негармоническую огибающую, то в расчете режима лампы при БГР используются более сложные функции* * Величина со штрихом () выше, здесь и ниже относится к бигармоническому режиму. Ро{а„г,в') = уо{в') - 7oine)a i/n: /31{а„г,в') = 7г{е')-у„{в'Уат; Маы,в') = 7п{в')-ъ{2 Пап</п. Здесь 7о() - функции Берга для разложения в ряд Фурье ии пульсов с косинусоидальной образующей. Выбор лампы и питающих напряжений производится по общи правилам. Порядок расчета. Задаются исходные данные: Р/, в', Е^, шо, п, а„опт = an- 1. Определяется верхний угол отсечки и функция F{a ): Т arccos(l/4a2) при п = 2; Хо = { л. , F(a ) = cosxo-ancos(nxo)- 1 arccosy(l + Заз)/12аз при п 3; 2. Задаются функции /Зо(а„,9); /9i(a ,e) и /9 (а„,9). 3. Определяется функция 1 (а„, в') = I3i{a , e)/[F{an) - cos 9 + а„ cos пе]. 4. Определяется коэффициент использования анодного напряжения: 0,5 + y/0,2S - 2P{F{a ) i 5. Амплитуда первой Гармоники анодного напряжения 6. Импульс анодного тока и его составляющие: г/ 2Л' / II ,/ г. М^Ц!. W W g) I 7. Амплитуда п-й гармоники напряжения на аноде U.r. = -<r.V, 8. Потребляемая мощность Рд = IoE,.} отдаваемая на п-й гармонике: Р^ = 0,5/а„[/а„, рассеиваемая на аноде: 9. Электронный КПД и rto первой Гармонике: v: = i-PL/Pi: <P{IPL- 10. Сопротивления нагрузок по первой и п-й гармоникам: 11. Напряжение возбуждения на управляющей сетке Uc=DUl, +/:i/S/3i(a e). 12. Напряжение смещения на управляющей сетке Е'с = Всо - DE - {UU - Df/i)[cose - a cos(n6 )]. Расчет цепи управляющей сетки: е^шах = К + UcF{a ): el i = Е', + KlF{a ). 13. Из уравнения cosB - anCos(nSe) = -Ес/Щ определяется значение в'. 14. При значениях е^х и <ш1п определяем i. 15. Определим составляющие тока сетки: По ~ 0,б4 /?о(а„, )/[1 - cos9 - а„(1 - cosne]; =/o/5i(an, ;) 3o(a ,e): /cn = /co/5n(an, 0 3o(an,eO. 16. Сопротивление сеточной цепи для постоянного тока 17. Мощность возбуждения и мощность, рассеиваемая на сетке* с^озб = 0,5{UilU + и'М: Р, = Р, , ,6 + £/0- Для усилителя модулированных колебаний (УМК) с линейной амплитудной характеристикой АХ можно использовать еще один вариант бигармонического режима, который реализуется только в анодной цепи УМК. Напряжение возбуждения Uc{t) = Uc{t)cosuit квазигармоническое. Напряжение смещения Ее выбирается так, чтобы угол отсечки анодного тока в равнялся 90° {Ее = Е'е). Гармонический анализ анодного тока при в = 90° показывает, что в нем присутствует четвертая гармоника основной частоты с отрицательной фазой по отношению к первой (рис, 5.57). Отсюда следует, что если включить в анодную цепь лампы УМК контур L3C3 (см. рис. 5.53) с резонансным сопротивлением Дэ4 и настроить его на четвертую гармонику (га = 4), то на аноде лампы УМК будет действовать напряжение [5.35] еа(<) = Еа -Uai{cosut - a4aCOs4w<). Здесь а4а = Uai/Uau Uai = ИъА^а; 1а4 = 7ат 4(). Рассмотрим методику выбора оптимального значения, при котором получается максимальный КПД. Найдем при а^ = О по заданным параметрам (Pi, Ksf, в = 90°, Еа) амплитуду первой гармоники анодного напряжения f/ai, при которой имеет место граничный режим. При o-ia > О максимальная амплитуда окажется меньше из-за наличия члена uiacosuit. Для того чтобы вернуться к исходному граничному режиму при максимальной амплитуде f/aimax. нужно величину Uai умножить на коэффициент Р(а„) = 1/ cos А'о - а4а cos Хо), где Хо - корень уравнения cos3Xo = 0,5 cos Хо - 1/32 = 0. Уравнение решается на компьютере или калькуляторе и приводит к следующим результатам (табл. 5.8). * При расчетах всех рассеиваемых мощностей и максимальных значений токов и напряжений делаются проверки на допустимость по величинам Ра.доп, Рс.доп, 7а.доп, ПриВеденНЫМ В СПрЗВОЧНИКЭХ. 0,1 0,05 О 0,02
Рис. 5.57 0,05 0,1 0,15 0,2 ЩШ) Рис. 5.58 Таблица 5.8
Таким образом, оптимальными значениями будут: а^ - 0,09... ...0,10 и F(a4) 1,082 (рис. 5.58). Влияние контура L3C3 на режим лампы УМК (особенно, если это тетрод) малозаметно, поэтому можно полагать, что значения коэффициентов L\, Lo.--.bo сохранятся неизменными, а параметры каскада с БГР можно рассчитывать по следующим формулам; aO - ao; Этот способ увеличения полезной мощности и КПД на 5.. .8 %, по-видимому, наиболее прост. Недостаток способа - необходимость в ВКС дополнительного элемента настройки. В заключение отметим, что четвертая гармоника с отрицательной фазой возникает при 0 > 60°. Следовательно, в ГВВ с углами отсечки, равными 80° и более, целесообразно также применять дополнительный контур, настраивать его на четвертую гармонику и получать в зависимости от Дэ4 КПД на 4. ..8 % больше. 5.9. Выходные колебательные системы вещательных передатчиков Назначение выходных колебательных систем (ВКС) в радиопередатчиках (в том числе и вещательных) заключается в выполнении следующих функций. О
) В)- Рис. 5.59 I. Согласование активного сопротивления Яд антенного фидера (или антенны) с необходимым для нормальной работы выходной ступени эквивалентным сопротивлением нагрузки в анодной цепи. М. Компенсация реактивного сопротивления Ха антенны или фидера с тем, чтобы ВКС работала на активную нагрузку и отдавала в антенну наибольшую мощность. Часто в литературе обе эти функции объединяются общим термином согласование электронных приборов ЭП выходной ступени с антенной . ИГ Фильтрация (подавление) гармоник, вырабатываемых электронным прибором ЭП в выходных каскадах при работе в классах АВ, В и С, т.е. при углах отсечки 9 180°. Физический смысл согласования покажем на примере ВКС, представленных в виде параллельного и П-образного контуров, нагруженных на антенну с комплексным входным сопротивлением Z. При этом будут заданы рабочая частота и, эквивалентное входное сопротивление контуров Дэ, составляющие сопротивления антенны для последовательной схемы Да, Ха (рис. 5.59,6) и составляющие сопротивления антенны при эквивалентной параллельной схеме Дд, Хд (рис. 5.59,е). Соотношения между сопротивлением Za и составляющими Дд, Хд, Дд, Хд определяются следующими зависимостями: Za = Ra+JXa: Z= ]Х'аЯа{Я'а +]Х'аУ, ДаДд = ХдХ^; Д = RaXaV{Ra + Х'а^У. Ха =; Xj,Д^(Ка + Х'а'У Ra = XI + rI/Ra; Xa = {Ri + Xl)/XA. Подключение антенны к параллельному колебательному контуру с емкостной связью с электронным прибором (рис. 5.60,а) может производиться через элемент связи с емкостным или индуктивным сопротивлением, вследствие чего составляющие сопротивления антенны трансформируются в Двх и Л'вх: , Давн = Хсв/Да: Хдвн = -свАа- в рассматриваемом случае операция согласования сводится к подбору элемента согласования Хсогл так, чтобы между элементами Хсогл -Авн был обеспечен последовательный резонанс: Хсогл + Хдвн = 0. nrv-v- и Рис. 5.60 В этом случае контур будет характеризоваться следующими параметрами: р = wLi = 1/ujCi: Дэ = р'/Иаъя, Qxx = wii/ri; Qp = р/Еаъп- Здесь - собственные потери контурной катушки. Таким образом, трансформация сопротивления Дд в Дэ произведена с помощью элемента связи, а компенсация сопротивления Ха - с помощью элемента согласования. В случае П-образного контура (рис. 5.60,6) и укороченной антенны £ А/4 Хавх имеет емкостный характер и, следовательно, в контуре вместо емкости Сг должна быть емкость Сзсум = Сг -h Свн, где Пвх = IZ-Cbh. п Для согласования сопротивлений Давн и Дэ выЬирают Ci и Сг исходя из соотношений Рэ = ДлЕнСгсум/С! и р = CiC2cyM/(Cl -I-Сгсум)- Алгоритм расчета согласования П-образного контура следующий: 1) при заданных /о, Дэ и определяются Дд, Ха, Дд. а'< 2) ориентировочно по заданному Р\ определяются р = ыЬ\ и 1/wCk, где Ск = CiC2/(Ci -Ь Сг) - емкость контура; 3) ПО заданным Д, и Дд определяются отношение Дэ/Дд = Сг/Сь физические значения конденсаторов Ci и Сгрез- IV. Фильтрация гармонических составляющих необходима при работе выходного каскада с колебаниями в 180°, когда в анодной цепи ЭП возникают составляющая тока первой гармоники амплитудой hi и составляющие гармоник с номерами п и амплитудами hn- Для того чтобы не создавать недопустимых помех другим системам связи, между ЭП и входом антенны устанавливается ВКС, основная функция которой - резко понижать мощность нежелательных гармоник, не внося заметных Потерь для составляющей с основной частотой. Для всех систем передатчиков разработаны и введены в действие ГОСТы и Общесоюзные нормы на побочные излучения [1.11, 1.23], в которых допустимая норма на излучения наиболее мощной побочной гармоники задается либо в микроваттах или милливаттах, либо в относительных уровнях по отношению к мощности излучения на первой гармонике (-40 дБ, -60 дБ и др.). Например, для передатчиков КВ диапазона со средней мощностью от 0,5 до 50 кВт Дапдоп 50 мВт Qxx и Qp в зависимости от мощности передатчика
Благодаря этим нормам можно рассчитать необходимую фильтрацию Фнеобх ВКС для любого передатчика. Для передатчика, работающего на антенну с длинным фидером (наиболее частый случай для вещательных передатчиков), Фнеобх можно вычислить из формулы необх - у/ Pia/Дапдоп- Здесь КБВ учитывает возможное неравенство Да! и Да и выбирается в пределах ГОСТа для соответствующих передатчиков. Для передатчиков, работающих на короткие антенны длиной £ А/4, можно использовать другую формулу: Фнеобх = -Pia/Дапдоп, .где п - номер наиболее мощной гармоники. При проектировании передатчика после определения Фнеобх следует выбрать, спроектировать и рассчитать схему ВКС, приняв предварительно ориентировочное значение КПД ВКС. Чаще всего можно руководствоваться приблизительными средними практическими данными. Например, для передатчиков, мощностью до 1 Вт, до 1 кВт, до 100 кВт, до 1000 кВт КПД ВКС могут быть соответственно в пределах: <0,8; 0,8...0,92; 0,90...0,95; 0,92...0,97. При выборе схемы ВКС следует учитывать по крайней мере следующие три фактора. 1. Конструкция ВКС, в частности, конструкция катушек индуктивности и возможных их параметров: форма, габариты, материал проводов, возможные значения Qxx и Qp. Последние два параметра зависят от номинальной мощности передатчика. Средние значения приведены в табл. 5.9. 2. Допустимый КПД ВКС. Ориентировочный расчет значений КПД ВКС можно выполнить по приведенной ниже формуле для ВКС с N контурами: где J - номер контура; Qp и Qxx - добротность рабочая и холостого хода. 4 T;D ? cz CJ
Рис. 5.61 Таблица 5.10
3. Полная фильтрация гармоник в ВКС. Приблизительный расчет значений фильтрации Фвкс можно выполнить для колебательных систем, схемы которых приведены на рис. Ъ.1,а-ж, по приведенным в табл. 5.10 формулам [2.1]; Здесь ПКИС и ПКЕС - параллельные контуры с индуктивной и емкостной связью с ЭП; ПК - П-образный контур; цифра перед ПК означает число контуров в ВКС. В системах 2ПК и более сложных возможно использование контуров с различными значениями Qp. Например, для систем ПКЕС-Ь2ПК добротность анодного контура ИКС и оконечного П-образного контура может быть меньше из-за демпфирования ПКЕС лампой при анодной модуляции и увеличенной загрузки оконечного П-образного контура внесенным сопротивлением из антенны. В этом случае следовало бы предварительно определить Qpi, Qp2 и Qps и рассчитать Ф по формуле Ф = nQpiQp2Qp3. Для получения ориентировочных представлений о схеме ВКС, когда известны Pi, Фнеобх и желательный КПД ВКС, удобно восполь-  40 ео Рис. 5.62 зоваться графиками, построенными по формулам ?7вкс = /(Фвкс) (см. рис. 5.62). Приведенные на рисунке графики построены при Qxx = 200. Однако аналогичные графики могут быть построены и для других значений Qxx. Использование графиков очень простое. Например, пусть Фнеобх = = 1000. На вертикальной линии при Фвкс = ЮОО есть пересечение с графиком 1ПК при ?7вкс = 0,7. Поскольку для проектируемого передатчика желательно более высокое значение ?7вкс, то можно остановиться на следующем пересечении с графиком ПКЕС -f 1ПК при тувкс = 0,93. Если эта величина не приемлема, то можно подняться выше и использовать более сложные системы ВКС. Существенное замечание. Этот метод расчета тувкс и Фвкс хорошо работает в диапазонах длинных и средних волн, но дает некоторые погрешности в диапазоне коротких волн, поскольку при расчетах не учитываются паразитные параметры ВКС (индуктивности, емкости, потери) элементов схем и самих схем (влияние экранов, изоляционных элементов и др.). После выбора схемы ВКС и параметров ее контуров производится расчет элементов этих контуров, т.е. определяются номинальные значения входящих в них L и С, а для переменных L и С - диапазоны их изменения. Методика этих расчетов изложена в гл. 3. Расчет элементов для ряда вариантов ВКС можно с успехом произвести, воспользовавшись в библиотеке кафедры компьютерными программами расчета одиночного П-образного контура с элементом согласования с антенной и расчета более сложной многоконтурной ВКС. При использовании этих программ точность подбора схем, а также расчета параметров ВКС и отдельных элементов получается высокой Для всех диапазонов, поскольку в алгоритмах программ учитывается наличие паразитных параметров и потерь в элементах. Л atim. C3 -4 .2* Рис. 5.63 В последующих трех разделах приводятся схемы и краткие описания ВКС передатчиков НЧ и СЧ периода 50-70-х годов (разд. 5.9.2), передатчиков ВЧ периода 50-80-х годов (разд. 5.9.3) и передатчиков НЧ, СЧ и ВЧ зарубежных фирм выпуска двух последних десятилетий (1975-1995 гг). Схемы ВКС передатчиков НЧ и СЧ выпуска 1950-1970 гг. В эту группу передатчиков входят передатчики небольшой мощности для местного вещания (5.. .20 кВт), как правило, средневолновые и мощные НЧ-СЧ диапазонов с повышенным КПД благодаря использованию бигармонического режима [5.36]. На рис. 5.63 приведена упрощенная схема выходного каскада и ВКС передатчика средних волн ПСВ-5 мощностью 5 кВт. Модуляция амплитудная, коллекторная в предоконечном каскаде. Лампа выходного каскада ГУ-61Б работает как усилитель модулированных колебаний в клас- , се АВ. Параметры выходного каскада: г/ ! ~ 0,2; Фнеобх ~ 200 .. .300; действительные параметры Qxx ~ 200; Qp 20; 7вкс ~ 0,9; Фвкс при П-образном контуре в ВКС Фвкс ~ Qp ~ 160. Поскольку передатчик обслуживает диапазон СЧ, то для питания анодной цепи используется параллельная схема с анодным дросселем La и разделительным конденсатором Ср. ВКС состоит из П-образного контура C1L1C2 и режекторного фильтра L2C2 для дополнительного подавления второй гармоники (Ф^ 5). Этот контур настраивается на частоту 2ш. Небольшая фильтрация режекторного контура объясняется тем, что диаметр катушки L2 выбирают небольшим, Qp3 оказывается малой и благодаря этому искажение АЧХ оказывается почти незаметным. ВКС передатчика мощностью 75... 100 кВт представлена на рис. 5.64. В передатчиках НЧ-СЧ старых типов вследствие ограниченного ассортимента ламп часто в выходном каскаде использовалось до трех ламп в параллель. Иногда такое решение объяснялось также тем, что в модулирующем устройстве можно было установить две аналогичные лампы с высокой степенью использования по мощности. Отметим, что при параллельном включении ламп на каждую лампу подается независимое смещение (рис. 5.64) для выравнивания режимов ламп, а аноды питаются через раздельные быстродействующие автоматы-разъединители, предупреждающие выключение всего каскада при появлении ионизированного газа и чрезмерного анодного тока в одной из ламп.  Ll L3y  Поскольку в этом каскаде реализован бигармонический режим (БГР), то ВКС содержит контур L5C5, настроенный на вторую или третью гармонику (2w...3w), и параллельный анодный контур L1C1, настроенный на первую гармонику. В этом случае переменное напряжение между анодом и корпусом содержит две составляющие: f7a(*) = f/ai cos w< - i7an COS ntvt; n = 2; 3. Контур LlCl через катушку связи L2 связан с П-образным контуром C2L3C3, выполняющим две функции: компенсацию реактивного сопротивления антенны и фильтрацию гармоник. Поскольку при анодной модуляции лампы работают в течение некоторой части периода в перенапряженном режиме, при котором внутреннее сопротивление оказывается много меньше R, то контур LlCl оказывается сильно задемпфированным, имеет низкое значение Qpi и сравнительно низкую фильтрацию Ф1 (несколько единиц). Последующий П-образный контур в зависимости от PITA передатчика может иметь Qp в пределах 8... 20 и, следовательно, фильтрацию Ф = nQp W 64... 160. Дополнительное режекторное звено L4C4 доводит фильтрацию по второй гармонике до необходимых пределов (1000... 1200). В зависимости от номера гармоники, используемой при БГР, за счет контура L5C5 несколько увеличивается фильтрация на этой гармонике. В серийном устройстве обычно работает два таких блока, отдающие мощности на несимметричный мост сложения (рис. 5.65,а). При этом в антенне обеспечивается мощность 150 кВт (передатчик ПДСВ-150). ВКС передатчика ПВСВ-1000 несколько отличается от ВКС предыдущего передатчика тем, что должна обеспечивать более высокую фильтрацию. Как и предыдущий передатчик ПДСВ-150, передатчик ПДСВ-1000 также строится из двух 500-кВт блоков. ВКС одного такого блока приведена на рис. 5.65,6. В выходном каскаде работают в параллель три лампы ГУ-68. Анодная цепь питания параллельна с анодным дросселем La и разделительным конденсатором Ср. ВКС содержит два П-образных контура C1L1C2L3 и фильтр гармоник L3C4C 4L4C5C 5. В'У <С' Б у п Б' -к -к кйптеппе СН ci С5 С5  и
Рис. 5.65 Катушки индуктивности L1, L2 выполнены в виде массивных шаровых вариометров. Три группы переключаемых конденсаторов С1С2СЗ позволяют осуществлять работу на трех заранее выбранных фиксированных волнах в любой части рабочего диапазона. Для увеличения фильтрации на второй и третьей гармониках на выходе второго П-образного контура включены фильтры (рис. 5.65,е), настроенные на вторую и третью гармоники каждой фиксированной частоты. В состав ВКС вводятся для выравнивания входных сопротивлений Г-образные звенья между фильтрами и входами моста сложения и эквивалентное П-образное звено между выходом моста сложения и фидером антенны в длинноволновом диапазоне. В провод между первым и вторым П-образными контурами включены фазовые датчики, управляющие системой согласования. В мосте сложения последовательно с балластным сопротивлением включен измерительный прибор для контроля симметричности блоков. Реактивные сопротивления в мосте сложения Хс и Xl выбираются равными сопротивлению фидера антенны W. Теория работы этих звеньев здесь не рассматривается. Не рассматриваются также ВКС ДВ передатчиков с настройкой антенны колебательной системой, размещенной в антенном павильоне. Передатчик СВ мощностью 300 кВт, разработанный фирмой Броун Бовери , имеет ВКС, отличающуюся от ВКС упомянутых выше передатчиков (рис. 5.66). В выходном каскаде этого передатчика работает бОО-кВт тетрод, а также используется БГР. ПОК с ОК связан с помощью двойного П-образного контура, настроенного на первую и третью гармоники. Для снижения возможности самовозбуждения введена цепь нейтрализации с конденсатором Сы- ВКС состоит из контура, настроенного на частоту Зш, и двух индуктивно связанных параллельных контуров C2L2 и C3L3. Для увели-  Рис. 5.66  Рис. 5.67 чения фильтрации на частоте 2ш на выходе передатчика включен ре-жекторный контур L4C4. Используемая колебательная система получена в результате компьютерного расчета с последующей оптимизацией. ВКС обладает рядом свойств: широкая полоса пропускания, легкая регулировка Дэ с помощью междуконтурной связи и подвижного контакта на катушке. Настройка контуров осуществляется конденсаторами переменной емкости; Конденсатор СЗ также используется при подстройке контура L3C3 и при регулировке связи с антенной. Отечественные вещательные КВ передатчики, начиная с 40-х годов, строились с использованием двухтактных схем в двух-трех наиболее мощных каскадах. На рис. 5.67 и 5.68 приведены несколько упрощенные схемы ВКС передатчиков РВ-ЮОК (100 кВт) и ПКВ-250 (Вьюга) (250 кВт) [5.36]. ВКС коротковолновых (ВЧ) передатчиков отличаются от ВКС НЧ, СЧ передатчиков рядом особенностей. В ВЧ передатчиках: катушки переменной индуктивности - длинные цилиндрические с подвижным скользящим контактом, замыкающим часть катушки (достигается перекрытие Lmax/imin ~ 25); в колебательных контурах и элементах связи используются вакуумные переменные конденсаторы; л антенне  поскольку при наличии выходных емкостей ламп в ОК для пере- крытия высокочастотной части диапазона (26,1...30 МГц) в аноднои контуре требуются катушки индуктивности <0,1...0,2 мкГн конструктивно не реализуемые для передатчиков больших мощностей. Поэтому^ анодный контур выполняется составным, в виде отрезка длинной линии; для диапазона 20...26 МГц и в виде катушки с переменной индуктив-; ностью - для остального диапазона. В обеих схемах анодный контур - двухтактный, состоит из катушек^] индуктивности L1L2, длинной линии ЛИ с перемещающимся короткоза- мыкателем и переменных конденсаторов С1С2, ClCl. С помощью элементов связи (катушки переменной индуктивно- сти Ls, Lcb) к анодному контуру подключается также двухтактный П- образный контур (рис. 5.67 - C3C4L5C5C6L6; рис. 5.68 - ClC2L3i C4C5L4). Поскольку в передатчике мощностью 250 кВт система ПКЕС -Ь 1ПК, не обеспечивает достаточной фильтрации, то в выводные провода к фидеру антенны включены фильтры- пробки (контуры L5C3, L6C6), надстроенные на наиболее мощную (как правило, вторую) гармонику, которую нужно дополнительно ослабить. Катушки П-образных контуров имеют Qxx ~ 150...200 и Qp 8... 10. Настройка катушек и переменных конденсаторов производится электромоторами с кнопочным управлением. В заключение заметим, что на реальных схемах большинства ВКС изображено много дополнительных элементов (катушек индуктивностей, емкостей, конденсаторов, резисторов), отсутствующих на приведенных здесь схемах. Эти элементы служат для подавления паразитных резонансов, выравнивания АЧХ, ФЧХ и других полезных функций. Они часто включаются в процессе отлаживания передатчика и не всегда имеют простое теоретическое объяснение. В отличие от двухтактных КВ передатчиков на триодах мощный 500-кВт КВ передатчик на тетродах был построен фирмой  CJ LZ LJ, Lt  Рис. 5.69 AEG-Telefunken при включении двух ламп в параллель в выходном каскаде (рис. 5.69). Здесь следует обратить внимание на параллельный настроенный резонансный контур ЬхСскСв в цепи управляющей сетки (рис. 5.69,6), на наличие цепей нейтрализации проходной емкости (конденсаторы С1) и на индивидуальные для каждой лампы анодные контуры L2C6 и L2C7. ВКС передатчика (рис. 5.69,а) соединена с анодными контурами отрезком коаксиального кабеля и содержит П-образный контур C8L3C9, катушку связи L4 и сложный двухконтурный фильтр гармоник C10L6L5L7C11. Выход коаксиальный с сопротивлением 50 Ом. Управление этим передатчиком (перестройка на частоты, регулировка режимов, настройка ВКС, подключение к нижней антенне выполняются автоматически с помощью программы, введенной в компьютер). ВКС современных КВ передатчиков. В конце 70-х - в 80-е года резко изменилось положение с генераторными лампами: появились триоды и тетроды с различными номиналами мощностью от 40 до 1000 кВт. Вследствие этого отпала необходимость строить достаточно мощные передатчики, используя двухтактную схему [5.37]. Новые лампы имеют малую проницаемость, ничтожную проходную емкость, а некоторые из них - суперлинейную характеристику. Благодаря этим свойствам отпала необходимость использовать в мощных каскадах двухтактные схемы и схемы с заземленной сеткой. В связи с этим существенно упростились схемы выходных каскадов и выходных колебательных систем. На рис. 5.61 приведены схемы ВКС современных КВ передатчиков. Схемы а и б применяются в передатчиках мощностью в десятые доли и единицы ватт Схема с одним П-образным контуром может работать в передатчиках мощностью до 1...2 кВт. В передатчиках мощностью 100.. .150 кВт (фирма Браун Бовери ) можно встретить ВКС, схема которой приведена на рис. 5.61,г. Схема 1 ... 20 21 22 23 24 25 26 ... 33 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||