книги / Радиопередающие устройства

Рис. 1.55. Элементы настройки простой схемы выхода

Рис. 1.54. Схема фильтрующей системы

настроить в резонанс на заданную частоту (частоту возбуждения), чтобы он имел активное сопротивление, конденсатором илЯ катушкой индуктивности LH или Сн, как показано на рис. 1.55. Оптимальное сопротивление R 3.опт достигается подбором коэф­ фициента включения р .контура в выходную цепь .перемещением щупа по виткам катушки связи LCB (рис. 1.55) или подбором Нн' дуктивности 1св вариометром (см. рис. 1.49).

В сложной схеме выхода для получения максимальной мощ­ ности в нагрузке генератора — антенне — необходимо добиться полного резонанса в системе связанных контуров — промежуточ­ ном и антенном. Настройку проводят в следующей последователь­ ности. Сначала настраивают промежуточный контур при мини­ мальной связи с антенным контуром по минимуму постоянной составляющей выходного тока или по максимуму тока в контуре. Затем немного увеличивают связь между контурами до появления заметного тока в антенном контуре и настраивают в .резонанс антенный контур по максимальному току в нем. После этого уве­ личивают связь между контурами до получения наибольшей мощ­ ности в антенном контуре. Затем подбирают коэффициент связи между контурами так, чтобы установить оптимальный (критичес­ кий) режим генератора по максимуму антенного тока.

можно «е добиваться полного резонанса на всех волнах. Это поз­ воляет исключить элемент настройки антенны. В таком случае активный характер сопротивления нагрузки выходной цепи элек­ тронного прибора обеспечивается настройкой промежуточного контура. Значение реактивного сопротивления его подбирается так, чтобы получить полный резонанс на какой-то одной частоте (на­ пример, на средней или наиболее важной волне диапазона). На других волнах достигается первый частичный резонанс. Но КПД выходной цепи при этом будет несколько ниже.

В передатчиках с небольшим рабочим диапазоном (/максДмин) < <1,5 связь между антенным и промежуточным контурами можно установить фиксированной, как показано на рис. 1.56. На рис. 1.57 приведена упрощенная схема выходного усилителя мощности ра*

Рис. 1.56. Выходной каскад сложной схе­ мы с фиксированной связью

диостанции «Ясень», применяемой для диспетчерской связи в граж­ данской авиации. Усилитель собран «а тетроде ГС15Б по схеме с заземленной через конденсатор С управляющей сеткой.

Схема питаиия анодной цепи — параллельная. Питание на анод подается через высокочастотный блокировочный фильтр L4C3L5C4. Анодный контур выполнен короткозамкнутой по высо­ кой частоте коаксиальной линией, емкостью анод — сетка и кон­ денсатором СЮ. С выхода усилителя мощности напряжение высо­ кой частоты подается на вход фильтра нижних частот, который обеспечивает ослабление высших гармонических составляющих. С выхода ФНЧ напряжение высокой частоты подается через нап­ равленный ответвитель в антенну.

Схема выходного усилителя передатчика радиостанции «Бак- лан-Рн», выполненного на транзисторе ТЗ, приведена на рис. 1.58,а. Напряжение радиочастоты от предыдущего каскада пода­ ется в цепь базы транзистора, который при нулевом напряжении на базе работает в режиме класса С. С коллектора транзистора ТЗ выходное напряжение через согласующий трансформатор пос­ тупает на антенный фильтр (АФ), а затем в антенну. В антен­ ном фильтре происходит подавление гармонических составляю­ щих спектра частоты сигнала.

Выходной усилитель передатчика самолетной КВ аварийной радиостанции выполнен на трех параллельно включенных лампах 1П24Б (рис. 1.58,6) со сложной схемой выхода. Схема питания анодов ламп — последовательная. На экранирующие сетки ламп

ослабления влияния последующих 'каскадов на задающий гене­ ратор. При этом энергетические ‘потери в маломощном каскаде будут невелики, а ослабление обратной реакции — значительное. Постоянство амплитуды выходного напряжения можно обеспе­ чить установкой промежуточного усилителя в перенапряженный режим, ,в котором напряжение *на контуре меняется незначитель­ но, применением автоматической регулировки усиления и исполь­ зованием усилителей о апериодической нагрузкой. В транзистор­

ли выполняют на электронных лампах, в маломощных — на тран­ зисторах. Принципиальная схема лампового усилителя промежуной частоты приведена на рис. 1.59. В качестве нагрузки в вы­ ходной цепи лампы используется фильтр нижних частот (тшта'/п) L1,L2,C3. При согласовании волнового сопротивления фильтра с сопротивлением R3 (рфНч ='#з) входное сопротивление фильтра будет активным в широком диапазоне частот. Фильтры в нагру­ зочных цепях, как указано выше, используют в тех случаях, ког­ да связанная система не обеспечивает заданную фильтрацию.

На рис. 1.60 приведена схема промежуточного усилителя ко­ ротковолнового диапазона с согласующим трансформатором, поз­ воляющая осуществить переход к двухтактной схеме, на рис. 1.61 схема узкополосного транзисторного промежуточного усилителя с двумя ФНЧ, обеспечивающими согласование и фильтрацию гар­ моник. Входной ФНЧ образуют элементы С2, L1 и Свх транзи­ стора. Емкостной делитель С7, С2 используется для расширения

СЬ

Рис. 1.60. Схема промежуточного усилителя с согласующим трансфор­ матором

CJ L2 М

VTZ

на рис. 1.62,а. Входной фильтр составлен элементами С2, L1, СЗ, L2 и Свх транзистора. Выходной П-образный фильтр нижних час­ тот образован элементами L3, С4 и Свых транзистора.

В передатчике радиостанции «Баклан-Рн» промежуточный уси­ литель 'Мощности (рис. 1.62,6) 'выполнен на транзисторах и со­ стоит из двух -каскадов. Первый каскад собран «а транзисторе VT1 (2Т922Б) по схеме с общим эмиттером. Напряжение радио­ частоты — от возбудителя через делитель R1—R3 и согласующий трансформатор L/, СЗ, С4УL2. Режим транзистора по постоянно­ му току задается резисторами R5t R6 и термостабилизирующими диодами VD2, VD3. Нагрузкой транзистора VT2 является катуш­ ка индуктивности L3 и входное сопротивление транзистора VT2. Индуктивность L4 и емкость С5 образуют согласующий фильтр.

Каскад, включаемый непосредственно после задающего гене­ ратора, называется буферным. Он обеспечивает задающему гене­ ратору постоянную нагрузку и ослабляет влияние антенны, вы­ ходного и промежуточных усилителей на режим и частоту его? колебаний.

Причины, вызывающие изменение режима и частоты колебании задающего генератора, -могут быть различны. Это изменение па­ раметров антенны в результате воздействия внешних условий погоды, изменение режима промежуточных и выходного каскадов при непостоянстве напряжения источников питания и др. Пусть, например, изменились параметры антенны в результате измене­ ния погодных условий. Так как антенна входит в состав сопро­ тивления нагрузки выходного усилителя, то изменение ее пара­ метров изменяет это сопротивление и режим усилителя, а сле­ довательно, и токи в выходной и входной цепях. Ток входной цепи нагружает контур промежуточного усилителя, и его изме­ нение вызывает изменение режима этого каскада, т. е. изменение его токов выходной и входной цепей. Итак изменение параметров

Рис. 1.63. Выбор рабочей точки в буфер, ном каскаде

Рис. 1.64. Функциональная схема умножи. теля частоты

антенны достигает задающий генератор и вызывает изменение его частоты.

В ламповом буферном усилителе работа без сеточных токов окончательно прерывает воздействие изменения режима последую­ щих каскадов на режим задающего генератора. Чтобы в цепи управляющей сетки лампы не было тока, мгновенное значение

ного усилителя нужно использовать лампу с левой характеристи­ кой. Этим требованиям удовлетворяют пентоды и лучевые тетро­ ды. Но в таком режиме, как видно из рис. 1.63, лампа не полно­ стью используется по анодному току. Импульс анодного тока остроконечный косинусоидальный, и с целью увеличения колеба­ тельной мощности угол нижней отсечки его следует выбирать в пределах 100... 120°. Некоторое снижение КПД при этом не имеет существенного значения, так как буферные усилители всегда ма­ ломощные.

В настоящее время возбудители выполняют -на полупроводни­ ковых приборах. Поэтому ламповые буферные усилители имеются только в устройствах старых выпусков.

Транзисторный буферный усилитель выполняют по схеме с об­ щим коллектором (эмиттерный повторитель), так как он обла­ дает большим входным сопротивлением и незначительной обрат­ ной связью через проходную емкость. Хорошие показатели обес­ печиваются также применением эмиттерных повторителей. В ав­ тогенераторах, выполняемых на микросхемах, буферный усили­ тель входит в состав автогенератора.

1.23. УМНОЖИТЕЛИ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ Назначение

Промежуточный усилитель, частота 'колебаний на выходе кото­ рого больше частоты колебаний «а входе в целое число раз (ча­ ще всего в 2 или 3 раза) fBux= nfBX, где п — кратность умноже­ ния, называется умножителем частоты.

Использование умножителей частоты в передатчиках позво­ ляет:

1) понизить частоту задающего генератора при сохранении более высокой частоты на выходе передатчика, а, следовательно, применить 'кварцевую стабилизацию частоты в коротковолновых и ультракоротковолновых передатчиках, так как кварцевые плас­ тины непосредственно для КВ и УКВ оказываются механически непрочными и применить их нельзя; кварцевые резонаторы изго­ товляются на частоты не более 100 МГц, а применение умножи­ телей позволяет получить стабилизированные кварцем колебания до тысяч мегагерц; кроме того, при бескварцевой стабилизации частоты параметры контура автогенератора на более низкой час­ тоте получаются лучшими;

2)расширить в п раз диапазон волн передатчика, не расши­ ряя диапазон волн задающего генератора;

3)повысить устойчивость работы передатчика потому, что при большой разнице в рабочих частотах каскадов, стоящих перед умножителем и после него, паразитная обратная связь значитель­ но уменьшается;

4)повысить стабильность частоты возбудителя, так как при разных частотах настройки входного и выходного контуров ум­ ножителя изменение настройки входного контура почти не влияет на настройку его входного контура, а следовательно, и на настрой­ ку контура предыдущего каскада;

5)увеличить девиацию частоты или фазы при частотной или фазовой модуляции;

6)сформировать множество стабилизированных кварцем час­ тот в синтезаторах частоты возбудителей широкополосных пере­ датчиков.

Умножитель частоты должен состоять из нелинейного преоб­ разователя входного гармонического колебания и фильтра, выде­ ляющего требуемую гармонику. Исходя из этого функциональная схема умножителя частоты в общем виде может быть представ­ лена, как показано на рис. 1.64. Здесь Z1 и Z2 — цепи фильтра­ ции и согласования, а УЭ — усилительный элемент, обладаю­ щий нелинейными свойствами.

На вход умножителя подается гармоническое (синусоидаль­ ное) напряжение. Входная цепь Z1 обеспечивает согласование источника этого напряжения с усилительным (нелинейным) эле­ ментом (НЭ). В нелинейном усилительном элементе происходит преобразование гармонического напряжения в негармоническое — импульсное, спектр которого богат гармониками. Задача выход­ ной цепи — выделение из спектра импульсов требуемой гармо­ нической составляющей nfBX, подавление всех остальных гармоник и трансформация комплексного сопротивления ZHв требуемое ак­ тивное сопротивление, обеспечивающее заданный режим нелиней­ ного элемента НЭ.