***** Google.Поиск по сайту:


1.14.1. Узкополосные колебательные системы

Устройства генерирования и формирования радиосигналов

1.14.1. Узкополосные колебательные системы

Как известно, колебательный контур (рис.1.43) характеризуют следующие параметры:

Резонансная частота w0 @ ; точное значение резонансной частоты w0= , здесь rк = r0+ rвн, где r0 - сопротивление собственных потерь

в контуре, rвн - внесенное в контур сопротивление нагрузки; как правило,

r0<< rвн.

b

Рис.1.43

Характеристическое сопротивление r= w0L;

Добротность контура представляет собой отношение запаса реактивной мощности в контуре к активной мощности, которая выделяется в сопротивлении потерь r0 и сопротивлении нагрузки rвн. Согласно рис.1.43, добротность ненагруженного контура (собственная добротность) равна Q0= , а добротность нагруженного контура (приведенная добротность): Q'= .

Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура при резонансе

Rэ0=Q0r = , а нагруженного - Rэ=Q'r = . Если контур не настроен, модуль

его эквивалентного сопротивления равен: |Zэ|= Rэсosφэ , где φэ=arctg(Xэ/Rэ).

КПД контура hк есть отношение мощности в нагрузке к подводимой к контуру мощности. Нетрудно показать, что hк=1- . В таблице 1.1 приведены ориентировочные значения приведенных добротностей Q' колебательных контуров передатчиков разной мощности Р~, работающих в диапазонах длинных, средних и коротких волн.

Представляет интерес оценка значений контурного тока Iк и реактивной мощности Рr в контуре, которые необходимы для правильного выбора его элементов. Из рис.1.43 следует, что Iк = Uк/r, где Uк= Ia1Rэ. Тогда Iк = Iа1Q', т.е. контурный ток в Q' раз больше питающей контур первой гармоники анодного тока. Реактивная мощность Рr= 0,5IкUк = 0,5 Q'Iа1Uк = Q'Р~1, где Р~1-выходная колебательная мощность генератора. Таким образом, реактивная мощность в контуре в Q' раз больше колебательной мощности генератора.

Таблица 1.1

КПД колебательных контуров при различной мощности передатчиков диапазонов KB, CB и ДВ.

Р~ , кВт

СВ и ДВ

КВ

100

0,95 - 0,98

0,9 - 0,95

25 –100

0,92 - 0,95

0,85 - 0,9

10 – 25

0,87 - 0,92

0,8 - 0,85

6 – 10

0,82 - 0,87

0,75 - 0,8

1 – 6

0,75 - 0,82

0,7 - 0,75


Фильтрация высших гармоник.

Каждому радиоканалу, а следовательно и передатчику, отводится определенный спектр рабочих частот. Все колебания, частота которых выходит за егопределы, являются побочными, они мешают работе соседних радиоканалов, телевизионному приему и т.п. Основной причиной появления побочных излучений передатчиков является работа генераторных ламп с отсечкой анодного тока, так как при этом анодный ток лампы помимо первой гармоники содержит и высшие гармоники, амплитуды которых зависят от формы импульса анодного тока и его угла отсечки (см. рис.1.3). Подавление высших гармоник осуществляет главным образом выходная колебательная система передатчика. Можно показать, что максимальное значение мощности n-ой гармоники рабочей частоты на входе антенного фидера с волновым сопротивлением W и КБВ на рабочей частоте и на n-ой гармонике, равными соответственно К1 и Кn, определяется выражением [4]:

Pnmax = ,

где Р1–мощность на рабочей частоте, α1 и αn–коэффициенты разложения косинусоидального импульса анодного тока лампы оконечного каскада соответственно для первой и n-ой гармоник; Кn– КБВ в фидере на n-ой гармонике. Коэффициент Smax выражается формулой:

,

он характеризует зависимость мощности высших гармоник на входе антенного фидера от КБВ в антенном фидере на рабочей честоте К1 и определяется структурой схемы колебательной системы и способом ее настройки. Φwn - коэффициент фильтрации n–ой гармоники, обеспечваемый выходной колебательной системой, который определяется при нагрузке оконечного каскада входным сопротивлением антенного фидера с волновым сопротивлением W и КБВ =1 и на рабочей частоте, и на ее высших гармониках. При этом коэффициент фильтрации Фw равен:

Фwn = : ,

где Ia1 и Ian - составляющие первой и n -ой гармоник анодного тока лампы, т.е. на входе колебательной системы, Iw1 и I wn - составляющие первой и n -ой гармоник в сопротивлении ее нагрузки, которое равно волновому сопротивлению антенного фидера W. Коэффициент Фwn определяется только частотной характеристикой выходной цепи передатчика и может быть представлен также формулой:

Фwn = ,

где Z21(w) и Z21(nw) - коэффициенты передачи четырехполюсника соответственно на рабочей частоте w и на частоте ее n -ой гармоники (рис.1.44).

Коэффициент фильтрации Фwn можно представить формулой:

Фwn= .

Здесь , где Rэ – эквивалентное сопротивление ламп оконечного каскада. Отношение определяется структурой схемы и настройкой конкретной колебательной системы. Рис1-42

Рис.1.44

Коэффициент Фwn одноконтурных колебательных систем пропорционален их добротности, а многоконтурных - произведению добротностей контуров, входящих в состав колебательной системы. Коэффициент фильтрации Фwn одиночного П-образного контура в n2 раз больше Фw простого параллельного контура (№1), по этой причине П-образный контур является составной частью почти каждой колебательной системы. Допустимый уровень мощности высших гармоник на входе антенного фидера установлен нормами на побочные излучения передатчиков в зависимости от их мощности и диапазона рабочих частот.

Важнейшей задачей проектирования колебательных систем является обеспечение требуемой фильтрации высших гармоник при возможно более высоком их КПД. Исследование зависимости КПД многоконтурной колебательной системы с заданным коэффициентом фильтрации Фwn от числа контуров показывает, что разница КПД одно- и двухконтурных систем весьма существенна, а при дальнейшем увеличении числа контуров КПД меняется незначительно. Практически, в широком интервале выходных мощностей использование колебательных систем с числом контуров более трех не имеет. Следует отметить, что фильтрация высших гармоник многоконтурной системы зависит от методики ее настройки. Полный расчет колебательной системы при требуемом значении входного сопротивления (т.е. Rэ ламп оконечного каскада) и заданных колебательной мощности Р~1 и параметрах антенного фидера, т.е. его волнового сопротивления W и КБВ на рабочей частоте и на n -ой гармонике, К1 и Кn, производится на ЭВМ.

Устройства генерирования и формирования радиосигналов



***** Яндекс.Поиск по сайту:



© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.