3. Классификация рпу
Разнообразие областей практического применения РПУ и условий их эксплуатации, а также быстрое совершенствование полупроводниковой технологии является причиной больших различий типов современных РПУ.
Радиопередающие устройства классифицируются по следующим признакам:
в зависимости от диапазона длин волн:
длинноволновые (l> 3000 м),
средневолновые (3000 м >l> 200 м),
промежуточных волн (200 м >l> 50 м),
коротковолновые (50 м >l> 10 м),
ультракоротковолновые (10 м >l);
в зависимости от назначения:
радиовещательные,
телевизионные,
радиорелейные,
связные,
радиолокационные,
радионавигационные,
телеметрические и другие;
в зависимости от места установки:
стационарные,
подвижные;
в зависимости от мощности излучения:
очень малой мощности (Р~<3 Вт),
малой мощности (3 Вт <Р~<100 Вт),
средней мощности (0,1 Вт<Р~<3 кВт),
мощные (3 кВт <Р~<100 кВт),
сверхмощные (100 кВт <Р~);
в зависимости от используемой элементной базы:
ламповые,
лампово-полупроводниковые,
полупроводниковые;
в зависимости от вида используемого сигнала:
модулированные,
манипулированные;
в зависимости от вида модуляции:
АМ,
ЧМ,
ФМ,
ОМ,
с комбинированной модуляцией;
в зависимости от ширины спектра используемого сигнала:
узкополосные,
широкополосные.
4. Типовые структурные схемы рпу
Структура проектируемого радиопередающего устройства зависит от назначения, вида модуляции, выходной мощности и ряда дополнительных параметров, которые могут быть определены в задании на проектирование.
Задача составления структурной схемы состоят в том, чтобы определить оптимальное число каскадов высокой частоты между возбудителем (автогенератором) и выходом радиопередающего устройства, обеспечивающее выполнение заданных технических требований к радиопередающему устройству при минимальных затратах средств на изготовление, высоком коэффициенте полезного действия и выполнении других требований задания на проектирование.
В процессе составления структурной схемы определяется минимально необходимое число питающих напряжений.
Для обеспечения высокой стабильности частоты радиопередающего устройства его обычно строят по многокаскадной схеме. Исходя из требований необходимости получения большого коэффициента усиления тракта между ЗГ и выходным каскадом, при большом запасе устойчивости в радиопередающем устройстве применяют умножители частоты.
Для проектирования предлагается один из следующих типов радиопередающих устройств:
- связное однополосное;
- связное с частотной модуляцией;
- телеметрическое;
- с импульсной модуляцией;
- радиовещательное с АМ;
- радиовещательное с ЧМ;
- телевизионное изображения;
- телевизионное звука.
Ниже предлагаются некоторые варианты структурных схем РПУ, и дается их сравнительный анализ.
4.1. Радиопередающие устройства с ам
Амплитудная модуляция широко используется благодаря несложности аппаратуры для ее реализации [5], [6], [7], [8].
В зависимости от места осуществления модуляции, различают:
АМ в промежуточных каскадах;
АМ в выходном каскаде.
По виду схемы амплитудно-модулируемого каскада различают:
амплитудную модуляцию на входной электрод активного элемента;
амплитудную модуляцию на выходной электрод активного элемента;
амплитудную модуляцию на входной и выходной электроды активного элемента (комбинированная АМ);
амплитудную модуляцию путем изменения связи с нагрузкой;
амплитудную модуляцию путем шунтирования нагрузки;
амплитудную модуляцию с переключаемыми источниками питания.
В зависимости от схемы и места осуществления модуляции изменяется коэффициент полезного действия, максимальная глубина модуляции, необходимая мощность модулирующего сигнала, коэффициент нелинейных искажений и другие параметры РПУ.
На рис. 1 приведена структурная схема РПУ с АМ на выходной каскад передатчика.
Колебания маломощного задающего генератора с частотой w0 усиливаются несколькими последовательно включенными каскадами усиления и умножения частоты до заданной мощности Р~ и частоты Nw0. В мощных оконечных каскадах производится амплитудная модуляция. При относительно небольших мощностях (Р~Ј1 кВт) в качестве активных элементов в выходных каскадах используются мощные полевые и биполярные транзисторы. В необходимых случаях для увеличения полезной выходной мощности объединяются для совместной работы несколько транзисторов путем параллельного, двухтактного включения или с помощью схем сложения мощностей.
Рис. 1. Радиопередающее устройство с АМ.
На выходе модулируемого каскада устанавливается цепь согласования, согласующая его выходное сопротивление с сопротивлением фидера или антенны.