7.4.2. Широкополосные усилители мощности

В соответветствии с требованиями к АЧХ радиотракта каскады УМК должны усиливать колебания в полосе частот П»8Мгц с неравномерностью АЧХ не более +0,5-(1-3)дВ. В широкополосных УМК используются транзисторы, тетроды и многорезонаторные пролетные клистроны.

Транзисторы используют в предварительных каскадах УМК, рассчитанных на мощности от 10 до 200Вт. Полностью на транзисторах построены высокочастотные тракты телевизионных передатчиков мощностью до 1кВт, предназначенных для работы в I и II диапазонах (48…100МГц), а также в III диапазоне (170…230МГц), где транзисторные УМК обеспечивают требуемую широкополосность при незначительных фазовых искажениях.

Широкополосные каскады УМК на тетродах представляют собой резонансные усилители мощности с контурами в выходной и входной цепях. Требования широкополосности оказывают большое влияние на режим Работы ламп УМК и его энергетические показатели. Значение эквивалентного сопротивления Rэ нагрузки ламп УМК определяется начальной ем-костью колебательного контура и допустимой неравномерностью АЧХ в заданной полосе. При этом следует иметь в виду, что в телевизионном передатчике настройка несимметрична, поэтому эквивалентное сопротивление для несущей частоты изображения - комплексное, равное ú Zэú. Обычно его величина оказывается меньше значений требуемого Rэопт, при которых лампа может быть полностью использована по мощности при номинальном анодном напряжении. Поэтому анодное напряжение понижают до величиины, при которой обеспечивается режим, близкий к критическому при реальном значении сопротивления úZúэ. Но из-за пониженного анодного напряжения величина коэффициента использования x оказывается невысокой - 0,5…0,7, поэтому КПД анодной цепи широкополосных УМК низок – обычно hmax не превосходит 50-55% при передаче синхроимпульсов. При передаче сигналов изображения, амплитуды которых изменяются от уровня "черного" (0,72Uси) до уровня "белого" (0,15Uси) режим ламп УМК оказывается сильно недонапряженным, и КПД анодной цепи ламп УМК, работающих с углом отсечки 900, изменяется линейно в пределах (0.75…0,15). Средний КПД анодной цепи УМК обычно равен 20…25%. Промышленный КПД телевизионных передатчиков при передаче "черного" поля достигает лишь 15…17%. В широкополосных УМК используют тетроды с высокой крутизной, имеющие значительный запас по току эмиссии и потому способные эффективно работать при пониженных значениях Rэ. В передатчиках I-III диапазонов в УМК на тетродах обычно применяяется схема с ОК, обеспечивающая устойчивое усиление по мощности в 10…25 раз, причем здесь иногда применяют мостовую сеточную нейтрализацию.

В передатчиках IV-V диапазонов в УМК используют многорезонаторные пролетные клистроны, которые по качественным и экономическим показателям не уступают УМК на тетродах и тем более - на транзисторах.

Одной из самых важных проблем является формирование АЧХ радиотракта. Излучение передатчика должно быть жестко ограничено в области как верхних, так и нижних частот канала. Таким образом, в передатчике требуется сформировать и поддерживать неизменной строго определенную результирующую АЧХ, близкую к стандартной. Для верхних частот эта задача частично решается использованием разделительных (или антенных) фильтров, обеспечивающих совместную работу передатчиков изображения и звукового сопровождения на общий антенный фидер (п.7.2), а также за счет модуляционного устройства. Так, в оконечных каскадах отечественных передатчиков изображения метровых волн с модуляцией на "среднем" уровне в ряде случаев в качестве анодной нагрузки используют двухконтурные колебательные системы со связью больше критической. Для достижения "прямоугольности" АЧХ радиотракта, т.е. высокой крутизны скатов АЧХ, колебательная система дополняется двумя дополнитеьными резонансными цепями - режекторными шлейф-резонаторами, составленными из отрезков неоднородных линий, которые резко уменьшают коэффициент передачи на определенных частотах, лежащих за границами полосы пропускания. Например, f1, находящейся между частотами (fн-1,375МГц) и (fн-1,5МГц), и f2, расположенной между (fн+6,375МГц) и (fн+6,5МГц). Эквивалентная схема и АЧХ такой колебательной системы показаны на рис.7.10а и рис.7.10б, где цепи L3C3 и L4C4 на рис.7.10а настроены соответственно на частоты f1 и f2. Использвание этой колебательной системы позволяет получить требуемую АЧХ телевизионного передатчика независимо от числа предварительных каскадов УМК и от формы их АЧХ.

а) б)

Рис.7.10

В УМК, построенных на тетродах (или на клистронах), формирующие АЧХ передатчика фильтрующие устройства, подобные описанному выше, включают и внутри тракта, в частности, между его предоконечным и оконечным каскадами.

При модуляции на промежуточной частоте формирование АЧХ производится на малом уровне мощности в одном из каскадов УПЧ, следующих за модулируемым каскадом. При сравнительно низкой промежуточной частоте применяют фильтры на сосредоточенных L - и C - элементах, которые малогабаритны, легко настраиваются и позволяют выполнить фильтр практически любой сложности и обеспечить требуемую форму АЧХ радиотракта.

Устройства генерирования и формирования радиосигналов


*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.