Модуль 8

Реклама
Уральский Государственный Технический
Университет – УПИ
Радиотехнический Институт - РТФ
Кафедра ВЧСРТ
УГФС
Устройства генерирования и
формирования сигналов
СХЕМОТЕХНИКА ГЕНЕРАТОРОВ С
ВНЕШНИМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ
Лекторы
Харитонов Феликс Васильевич
Булатов Лев Иосифович
Авторы Булатов Л.И.
Гусев Б.В.
Лагунов Е.В.
УГФС
Студент должен знать: требования,
которым должны удовлетворять
схемы входных и выходных цепей
ГВВ. Назначение блокировочных
элементов.
 Уметь: составлять схемы входных и
выходных цепей различных
конфигураций и рассчитывать
блокировочные элементы.

УГФС
Темы лекций
Схемотехника генераторов с внешним
возбуждением
 Схемы питания выходных цепей ГВВ
 Последовательная схема питания ГВВ
 Параллельная схема питания ГВВ
 Схемы входных цепей ГВВ, расчет
блокировочных элементов.

УГФС

Во входную и выходную цепи ГВВ входят
источники питания, активные приборы,
сопротивления нагрузки. Для нормальной
работы генератора необходимо
правильно соединить между собой
коллектор транзистора, нагрузку
генератора и источник питания
УГФС

Во входной цепи ГВВ
удовлетворительную работу генератора
можно обеспечить только при
определенном соединении между собой
источника смещения EБ (EС), источника
возбуждающего напряжения UБ (UС) и
входных электродов активного прибора
(базы и эмиттера транзистора, или сетки
и катода в ламповом ГВВ). Неудачное
исполнение схемы соединения этих
элементов может привести к полной
неработоспособности генератора
УГФС
Схемы питания выходной цепи ГВВ

Для нормальной работы генератора
схема его выходной цепи должна
удовлетворять ряду требований:
УГФС

1. Первая гармоника
выходного тока (анодного
или коллекторного) должна
протекать только через
сопротивление нагрузки –
ZH и выходную цепь
генераторного прибора. В
этом случае в нагрузке
выделяется максимально
возможная мощность
УГФС

2. Активный прибор
генератора, как правило,
работает с отсечкой выходного
тока. Через нагрузку протекает
не только ток основной
частоты, но и токи высших
гармоник. Переменное
напряжение на нагрузке
должно быть гармоническим,
следовательно для высших
гармоник выходного тока
сопротивление нагрузки
должно близким к короткому
замыканию
УГФС

3. Внешняя цепь
генератора для постоянной
составляющей выходного
тока должна иметь
сопротивление близкое к
нулю. В противном случае
постоянное напряжение
питания на выходном
электроде активного
прибора будет ниже
напряжения питания ЕП,
что приведет к
уменьшению КПД
генератора.
УГФС

Практически эти условия можно
осуществить, используя так называемые
блокировочные элементы, роль которых
играют индуктивности и конденсаторы.
Блокировочная индуктивность для
постоянного тока должна представлять
собой короткое замыкание и «большое»
сопротивление для тока переменного. В
свою очередь, блокировочный
конденсатор для переменного тока
должен иметь «малое» сопротивление и
представлять собой разрыв цепи для
тока постоянного
УГФС
Последовательная схема
питания коллекторной цепи

Одно из традиционных
решений заключается в
последовательном
соединении нагрузки
(например,
параллельного
контура), источника
питания и выходных
электродов
транзистора
УГФС

Если нагрузкой АЭ является фидер или
антенна, между ними включается
согласующее устройство (СУ). В этом
случае последовательное соединение
возможно, если в составе согласующего
устройства имеется шунтирующая
индуктивность,
УГФС
то есть СУ является
полосно-пропускающим
фильтром
УГФС
или фильтром верхних частот
УГФС

В схеме в качестве
коллекторной нагрузки
используется
параллельный контур
СК, LК, настроенный
на частоту сигнала,
подаваемого в
базовую цепь.
Нагрузка должна быть
включена между
коллектором и
эмиттером
транзистора.
УГФС

К коллектору контур подключен
непосредственно, а к эмиттеру – через
блокировочный конденсатор Сб.
Переменные составляющие
коллекторного тока протекают через
последовательно соединенные нагрузку и
Сб. Если реактивное сопротивление этого
конденсатора на рабочей частоте ω
будет много меньше резонансного
сопротивления контура RК, то падением
напряжения на нем можно пренебречь по
сравнению с напряжением на контуре.
УГФС
Следовательно, практически все
напряжение UК падает на сопротивлении
нагрузки и потери мощности не
происходит. Из выше сказанного
вытекает критерий выбора емкости
блокировочного конденсатора Сб.
1/ωCб << RК.
 На практике сопротивление
блокировочного конденсатора выбирают
в 100 – 200 раз меньше сопротивления
нагрузки генератора, следовательно
1/ωCб = RК / (100 – 200).

УГФС

Необходимость в индуктивности Lб
возникает в том случае, если от источника
EК питаются предыдущие и последующие
усилительные каскады передатчика.
Весьма вероятен обмен высокочастотной
энергией между каскадами через общий
источник питания и самовозбуждение
усилителя.
УГФС

Для устранения взаимного влияния между
усилительными каскадами передатчика в
провод, подводящий питание к
коллекторной (анодной ) цепи включается
блокировочная индуктивность Lб, величина
которой не критична. Выбирают Lб так,
чтобы ее сопротивление переменному
току многократно превышало величину
сопротивления Сб
ωLб = (100 – 200)/ωСб
УГФС

На высоких частотах в ламповых ГВВ
емкость контура может состоять из одной
выходной емкости лампы. В этом случае
через блокировочную емкость Сб будет
протекать не первая гармоника Ia1 анодного
тока лампы, а ток контура, величина
которого равна: IКОНТ = QIa1.
УГФС

Требования к величине блокирующей
емкости формулируются иначе
UCб<Uа/(100 - 200),
откуда Сб>(100 – 200)CВЫХ.
УГФС

В последовательной схеме питания
правильно рассчитанные блокировочные
элементы не оказывают существенного
влияния на работу генератора. Это
большое достоинство рассматриваемой
схемы. В качестве недостатка следует
отметить, что нагрузка генератора
находится под напряжением питания
относительно корпуса передатчика. В
ламповых генераторах при высоких
питающих напряжениях требуется
тщательная изоляция элементов
колебательных контуров.
УГФС
Параллельная схема питания
выходной цепи генератора

В параллельной схеме питания выходной
цепи ГВВ источник питания включается
параллельно нагрузке
УГФС

Сопротивление блокировочной
индуктивности Lб для токов высокой
частоты должно быть много больше,
чем сопротивление нагрузки ГВВ. В
противном случае в эту индуктивность
будет ответвляться значительная доля
тока IК1, что приведет к потере
колебательной мощности.
X Lб  (100  200) RКЭ
X Cб  X Lб /(100  200)
УГФС

Сопротивление емкости связи должно
быть много меньше сопротивления
нагрузки, так как она включена
последовательно с нагрузкой.
X Cсв  RКЭ /(100  200)
УГФС

В отличие от последовательной схемы
элементы нагрузки генератора не
находятся под напряжением источника
питания. Однако при неудачной
конструкции Lб параллельная схема
выходной цепи генератора
неудовлетворительно работает в
широком диапазоне частот, потому что
паразитные параметры блокировочной
индуктивности (собственная емкость и
сопротивление потерь) шунтируют
нагрузку
УГФС
Схемы питания входных цепей
УГФС

Для схемы а
Cб  100  200  CК

X Cсв  Z ВХ / p 2
где Z ВХ - входное сопротивление лампы,
р - коэффициент подключения сеточной
цепи лампы к контуру
УГФС

Для схем б и в
X Cсв  Z ВХ
X Lб  (100  200) Z ВХ
X Cб  X Lб /(100  200)
УГФС
Параллельная схема питания
базовой цепи транзисторного ГВВ
УГФС

Элементы схемы определяются по
следующим соотношениям
X Cсв  Z ВХ

X Cб  X Lб /(100  200)
Элементы делителя, определяющего
смещение на базе, связаны
соотношениями:
ЕБ  ЕХХ  I Б0 RВН
ЕХХ
R2

EК
R1  R2
RВН
R1R2

R1  R2
УГФС
Список литературы



Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/
В.В. Шахгильдян, В.Б.Козырев, А.А.Ляховкин и др.;
Под ред. В.В.Шахгильдяна.- 3-е изд.,перераб.и доп.
– М.: Радио и связь, 1996.- 560 с.
Радиопередающие устройства:Учебник для
вузов/.В.В. Шахгильдян, В.Б.Козырев, А.А.Ляховкин
и др.; Под ред. В.В.Шахгильдяна.- 4-е
изд.,перераб.и доп. – М.: Радио и связь, 2003.
Устройства генерирования и формирования
радиосигналов: Учебник для вузов /
Л.А.Белов,В.М.Богачев, М.В. Благовещенский и др.;
Под ред. Г.М. Уткина , В.Н. Кулешова, М.В.
Благовещенского. – 2-е изд., перераб. И доп.- М.:
Радио и связь, 1994. – 416 с.
Скачать