- •Глава 1. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
- •Классификация радиопередатчиков
- •Требования к передатчикам
- •Контрольные вопросы
- •Контрольные вопросы.
- •Аппроксимация статических характеристик электронных ламп
- •Аппроксимация статических характеристик биполярных транзисторов
- •Аппроксимация статических характеристик полевых транзисторов
- •Контрольные вопросы.
- •Упражнения
- •Глава 4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЫХОДНОГО ТОКА ГЕНЕРАТОРА С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Контрольные вопросы.
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 6. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОСИНУСОИДАЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ
- •Коэффициенты разложения косинусоидальных импульсов
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 7. РАСЧЕТЫ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Выбор угла отсечки и напряженности режима ГВВ
- •Нагрузочные характеристики ГВВ
- •Расчеты выходных цепей генератора
- •Расчёт режима анодной цепи лампового ГВВ по заданной мощности Р1 в граничном режиме
- •Расчёт коллекторной цепи транзисторного ГВВ
- •Расчеты входных цепей генераторов
- •Расчет входной цепи лампового ГВВ
- •Расчет входной цепи биполярного транзистора при возбуждении от источника гармонического тока
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 8. СХЕМОТЕХНИКА ГЕНЕРАТОРОВ С ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
- •Схемы питания выходной цепи ГВВ.
- •Последовательная схема питания коллекторной цепи
- •Параллельная схема питания выходной цепи генератора
- •Схемы питания входных цепей
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 9. СЛОЖЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ АКТИВНЫХ ПРИБОРОВ
- •Параллельная схема включения активных приборов
- •Двухтактная схема включения АЭ
- •Схемы сложения и деления мощности
- •Классическая мостовая схема
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 10. УСТРОЙСТВА СВЯЗИ ВЫХОДНЫХ КАСКАДОВ ПЕРЕДАТЧИКОВ С НАГРУЗКОЙ
- •Узкополосные согласующие устройства
- •Пример расчета элементов Г- образного четырехполюсника.
- •П- образный четырехполюсник как трансформатор сопротивлений
- •Широкополосные согласующие устройства.
- •Фильтры гармоник широкополосных согласующих устройств.
- •Широкополосные трансформаторы
- •Широкополосные трансформаторы с магнитной связью
- •Трансформаторы на отрезках линий
- •Понятия «продольных» напряжений и токов
- •Использование ферритов для уменьшения продольных токов
- •Трансформаторы с коэффициентами трансформации 1:2 и 1:3
- •ШТЛ с дробным коэффициентом трансформации
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. МЕЖКАСКАДНЫЕ СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
- •Контрольные вопросы.
- •Глава 12. АВТОГЕНЕРАТОРЫ
- •Общие уравнения автогенераторов
- •Одноконтурные автогенераторы
- •Емкостная трехточка
- •Индуктивная трехточка
- •Условие самовозбуждения автогенератора
- •Автоматическое смещение в автогенераторах
- •Выбор транзистора для автогенераторов
- •Расчет электрического режима автогенератора
- •Расчет колебательной системы
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13. СТАБИЛЬНОСТЬ ЧАСТОТЫ АВТОГЕНЕРАТОРА
- •Эталонность контура
- •Основные дестабилизирующие факторы
- •Влияние нестабильных фазовых углов на частоту автоколебаний
- •Влияние режима автогенератора на частоту автоколебаний
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14. КВАРЦЕВЫЕ АВТОГЕНЕРАТОРЫ
- •Схема замещения кварцевого резонатора.
- •Осцилляторные схемы автогенераторов с кварцем
- •Осцилляторные схемы автогенераторов, работающие на механических гармониках кварца
- •Автогенераторы, использующие последовательный резонанс кварца
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15. ВОЗБУДИТЕЛИ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ
- •Требования к синтезаторам
- •Пассивные некогерентные синтезаторы
- •Синтезатор с идентичными декадами
- •Синтезаторы с использованием косвенного метода синтеза сетки дискретных частот
- •Фазовые шумы синтезатора с ФАПЧ
- •Контрольные вопросы
- •Глава 16. ПЕРЕДАТЧИКИ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
- •Модуляция смещением
- •Порядок расчета ГВВ при модуляции смещением
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 17. АНОДНАЯ (КОЛЛЕКТОРНАЯ) МОДУЛЯЦИЯ
- •Порядок расчета генератора при анодной модуляции.
- •Контрольные вопросы
- •Глава 18. ОДНОПОЛОСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Элементы формирователей однополосного сигнала
- •Балансные модуляторы
- •Полосовые фильтры основной селекции
- •Структурные схемы однополосных передатчиков
- •Особенности усиления сигналов ОБП
- •Способы повышения КПД усилителей ОБП
- •Контрольные вопросы
- •Глава 19. УГЛОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Общие характеристики угловой модуляции
- •Частотная модуляция
- •Управители частоты
- •Варикап как частотный модулятор
- •Нелинейные искажения при ЧМ
- •Фазовая модуляция
- •Контрольные вопросы
- •Глава 20. ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
- •Основные параметры импульсного сигнала
- •Импульсные модуляторы с частичным разрядом емкости
- •Процесс формирования фронта и спада напряжения на генераторной лампе
- •Формирование плоской части импульса
- •Заряд накопительной емкости через индуктивность
- •Импульсные модуляторы с тиратронным коммутатором
- •Формирование импульса напряжения отрезком длинной линии
- •Расчет элементов цепочечного эквивалента линии
- •Колебательный способ заряда емкостей ЭЛ
- •Контрольные вопросы
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Глава 11.
МЕЖКАСКАДНЫЕ СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА
Согласование входных цепей ГВВ с выходом предыдущей ступени в узкой полосе частот (fМАКС/fМИН < 1,1 ) можно осуществить с помощью резонансных цепей, реактивных четырехполюсников различной конфигурации. При работе в более широком диапазоне частот эти цепи необходимо перестраивать, что усложняет конструкцию и эксплуатацию радиопередающего устройства. В широкополосных усилителях входные и выходные цепи согласования должны обеспечивать работу в заданной полосе частот без перестройки.
Необходимо учитывать и то обстоятельство, что при работе транзистора в диапазоне f > 3ωΤ/β0 с ростом частоты модуль коэффициента передачи тока
базы |β| уменьшается обратно пропорционально частоте (рис. 11.1). При постоянном по амплитуде входном токе снижается уровень первой гармоники коллекторного тока и, соответственно, мощность в нагрузке генератора.
Рис. 11. 1
Для поддержания выходной мощности на постоянном уровне входной ток нужно увеличивать с ростом рабочей частоты. С этой целью на входе ГВВ включают специальные корректирующие цепи.
Эквивалентная схема входной цепи генератора на высоких частотах приведена на рис. 11.2. Активная составляющая входного сопротивления RВХ при изменении частоты на октаву практически постоянна, а реактивная составляющая имеет индуктивный характер [3].
Если последовательно с этой цепью включить емкость C2 и на верхней рабочей частоте получить последовательный резонанс (рис. 11.2), то при правильно выбранной добротности ток первой гармоники в коллекторной цепи при перестройке на октаву (ωВ = 2ωН) будет изменяться не более чем на 10%.
68
Рис. 11. 2 |
Рис. 11.3 |
Полагая, что на верхней частоте диапазона wВ входной ток должен быть в
два раза больше, чем на нижней, добротность цепи Q = wВL2/RВХ получается равной 1,15.
Покажем, что это действительно так. На верхней частоте диапазона входной
ток равен: IВХ(wВ) = UГ / RВХ.
Амплитуда входного тока на нижней частоте:
IВХ(wН) = UГ / [ RВХ + j(wBL2/2 – 2/wBC2)]; Модуль входного тока:
IBХ (w Н ) |
|
= |
UГ |
|
|
|
|
|
|
= |
UГ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
R2 |
+ æ w BL2 |
|
- 2 |
|
ö 2 |
|
RВХ2 + 2,25r 2 ; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
ВХ |
ç |
2 |
|
w ВС2 |
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è |
|
ø |
|
|
|
|
где r = wВ L2 = 1/wВС2;
Приравнивая ток IВХ(wН) к 0,5 IВХ(wВ) , получим :
UГ |
|
= UГ 2RВХ |
RВХ2 + 2,25r 2 |
После преобразований добротность цепи :
Q = wВL2/RВХ = 1,15. Параметры корректирующей цепи определяются так:
– по известной величине RВХ найдем требуемое сопротивление индуктивно-
сти L2: XL2 = wВ L2 = Q RВХ, откуда L2 = Q RВХ/wВ;
Далее из условия резонанса на частоте wВ находится емкость С2.
У рассчитанной корректирующей цепи есть недостатки. Дело в том, что входное сопротивление усилителя мощности получается активным только на верхней частоте диапазона - wВ. На всех других частотах это сопротивление комплексное. Характер сопротивления коллекторной нагрузки предыдущей ступени передатчика будет таким же. По этой причине снижается КПД предварительного усилителя и устойчивость его работы.
Необходимо, чтобы входное сопротивление ГВВ во всем диапазоне рабочих частот было активным и постоянным по величине. Это достигается включением на входе усилителя реактивного четырехполюсника со структурой, изображенной на рис. 11.4.
69
Рис. 11.4 Рис. 11.5
Параметры цепи С2, L2 рассчитываются так, как было показано выше. Потребуем, чтобы сумма проводимостей последовательного контура С2, L2,
RВХ и дополняющего двухполюсника r1 x2 была вещественной величиной, рав- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
ной Y = 1/r, где r = r1 = RВХ (рис. 11.4). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
Y = |
|
|
1 |
= Y |
|
+ |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Z |
ДОП |
|
|
r + jw L2 + |
|
1 |
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
jw C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r + jw L2 + |
|
|
- |
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Y |
= 1 |
- |
|
1 |
|
|
|
|
|
= |
|
|
jw C2 |
= |
|
|
|
1 |
|
|
|
. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ДОП |
r |
|
r + |
jw L2 |
+ |
|
|
1 |
|
æ |
|
|
|
1 |
|
|
|
ö |
|
r + |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
rç r + |
jw L2 |
+ |
|
|
|
|
|
÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
jw C2 |
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
jw C2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è |
|
|
|
|
ø |
|
|
jw |
+ |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r2 |
|
|
jw C2r2 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Последнее соотношение описывает проводимость цепи, состоящей из последовательного соединения резистора R1 и параллельного контура - конденсатора С1 и катушки индуктивности L1, величина которых:
R1 = r, С1 = L2/r2 и L1 = C2r2.
Теперь входное сопротивление цепи коррекции (рис. 11.5) является чисто активной величиной, равной RВХ, которую с помощью широкополосной трансформирующей цепи, например ШТЛ, можно трансформировать к уровню необходимому для предыдущего каскада. При этом, можно предположить, что напряжение Е на входе цепи коррекции не зависит от частоты.
Контрольные вопросы.
1.Какие задачи решаются при проектировании межкаскадных цепей связи?
2.Ставится ли задача фильтрации высших гармоник при расчетах ЦС между каскадами?
3.Почему в широкополосную межкаскадную цепь связи вводят устройство коррекции базового тока?
4.Как изменится работа широкополосного усилителя мощности, если добротность корректирующей цепи увеличить?
70