3.4.2.1. Двойная анодная модуляция
3.4.1. Сеточная модуляция
3.4.1.1. Модуляция изменением смещения на управляющей сетке
При этом виде модуляции глубина модуляции m=0,8.
1. Расчет максимального режима.
Требуемая от лампы мощность в максимальном режиме равна:
Р1max = Р1н(1+ m)2./ηк,
где Р1н – заданная мощность в нагрузке в режиме несущей частоты, ηк КПД анодного контура (1.14.1, таблица 1.1). Лампа должна быть выбрана на мощность: Р1л ≥ Р1max. Угол отсечки анодного тока в максимальном режиме θmax=1200. Далее расчет максимального режима производится по методике, изложенной в 1.15.2.п.1. (а также 1.7.2)
2. Расчет режима несущей частоты.
Подводимая мощность:
Р0н=Р0max / (1+ m)
Напряжение на контуре:
Uкн = Uк max / (1+ m)
Составляющие анодного тока:
Ia1н= Ia1max / (1+ m)
Ia0н= Ia0max / (1+ m)
Расчет сеточной цепи производится по следующим формулам (1.6) :
Коэффициент приведения αiн равен:
αiн = S [ 
] , (1)
Из таблиц (Приложение 1) находят значение угла отсечки анодного тока в режиме несущей частоты θн , после чего из формулы для cosθн находят значение напряжения смещения на управляющей сетке в режиме несущей частоты:
Egн = 
(Ugm – DIa1н Rэ)cosθн , (2)
где напряжение запирания.
Тогда угол отсечки сеточного тока в режиме несущей частоты равен:
θgн = arccos( 
).
Составляющие сеточного тока в режиме несущей частоты:
амплитуда первой гармоники:
Ig1н = 0,72αg1нigmaxн ,
постоянная составляющая:
Ig0н = 0,66αg0нigmaxн.
Значение igmaxн находят по статической характеристике сеточного тока лампы при остаточных напряжениях на ее аноде и сетке в режиме несущей частоты: eaminн = Ea – Uкн и egmaxн = Egн + Ugm.
Потери на аноде определяются формулой:
Ран= Р0н– Р1н ,
а потери на управляющей сетке:
Рgн = Р1g – |Еgн|Ig0н .
3. Расчет статической модуляционной характеристики (СМХ) Iа1= f(Eg).
Для расчета СМХ используются формулы (1) и (2) при нескольких значениях Iа1 от 0,2Iа1max до 0,9Iа1max, для каждого из которых вычисляется величина напряжения смещения на управляющей сетке Eg.
4. От модулятора требуется мощность:
РgΩ= 0,5UgΩIg1Ω;
здесь UgΩ – амплитуда модулирующего напряжения, которая равна
UgΩ = Еg– Еgн ,
где Еg – напряжение смещения на управляющей сетке в максимальном режиме, Ig1Ω – амплитуда составляющей первой гармоники звуковой частоты в токе управляющей сетки:
Ig1Ω = αg1ΩIg0,
где Ig0 – постоянная составляющая сеточного тока в максимальном режиме. Косинус угла отсечки постоянной составляющей сеточного тока равен:
соs θgн = – 
,
а αg1Ω – коэффициент разложения его первой гармоники.
3.4.1.2. Модуляция изменением амплитуды напряжения возбуждения, или усиление модулированных колебаний (УМК)
Выбор лампы и расчет УМК в максимальном режиме производится так же, как при модуляции изменением сеточного смещения, но при угле отсечки анодного тока θ = 900 и глубине модуляции m = 1 (1.7.1).
Составляющие анодного тока и напряжение контуре в режиме несущей частоты определяются так же, как при модуляции смещением. Амплитуда напряжения возбуждения в режиме несущей частоты равна Ugmн= 0,5Ugmmax, а угол отсечки анодного тока остается равным 900.
Угол отсечки сеточного тока в режиме несущей частоты равен:
θg= arcos(– 
),
а составляющие сеточного тока в режиме несущей частоты:
Ig1н = 0,72αg1нigmaxн,
Ig0н = 0,66αg0нigmaxн,
где значение igmaxн находят по статической характеристике сеточного тока при остаточных напряжениях на аноде и сетке лампы в режиме несущей частоты: eaminн = Ea – Uкн и egmaxн = Eg + Ugmн. Потери на аноде и на сетке определяются теми же формулами, что при модуляции смещением.
Если угол отсечки анодного тока в максимальном режиме q ≠ 900, то при изменении амплитуды напряжения возбуждения Ugm в процессе модуляции угол отсечки q изменяется (см.3.3.1.1). Для расчета мощности рассеяния на сетке необходимо найти амплитуду напряжения возбуждения в режиме несущей частоты Ugmн, это позволит определить амплитуду импульса и угол отсечки сеточного тока в режиме несущей частоты и рассчитать мощность рассеяния на сетке. Первая гармоника анодного тока в режиме несущей частоты определяется выражением:
Ia1н= Sсрн(Ugmн DUкн) = 
(Ugmн DUкн),
где Uкн= Ia1нRэ, а aiн коэффициент приведения импульса анодного тока при угле отсечки qн. Косинус угла отсечки qн в режиме несущей частоты равен:
соsqн= 
.
Зависящий от угла отсечки qн табулированный коэффициент b1н= 
может быть представлен формулой:
b1н= 
.
С помощью ЭВМ по вычисленной величине b1н находят значение угла отсечки анодного тока qн в режиме несущей частоты и вычисляют амплитуду напряжения возбуждения в режиме несущей частоты Ugmн:
Ugmн = 
,
Первую гармонику анодного тока можно представить формулой
Ia1н= 
,
тогда
Ugmн= 
Затем определяют остаточные напряжения на электродах лампы и угол отсечки сеточного тока qgн в режиме несущей частоты и вычисляют мощность рассеяния на управляющей сетке так, как это было описано выше.
3.4.2. Анодная модуляция
3.4.2.1. Двойная анодная модуляция
1. Расчет максимального режима.
Расчет производится на мощность
Р1max = Р1н(1+ m)2/ηк
при глубине модуляции m = 1 и угле отсечки анодного тока θ = 900, оптимальном при анодной модуляции; ηк КПД анодного контура (1.14.1, таблица1.1). Электронная лампа выбирается на мощность Р1л= Р1н.(1+m)/ηк= Р1max/(1+ m). Далее расчет производится по методике 1.15.2.1.После нахождения значений составляющих сеточного тока Ig0max и Ig1max рассчитывают параметры цепи автоматического смещения в цепи сетки:
,
Cg ≈ 0,1/πFвRg,
где Fв = (6 – 10)кГц.
2. Расчет режима несущей частоты.
Составляющие анодного тока определяются формулами:
Ia1н = Ia1max/(1+m)
Ia0н = Ia0max/(1+m),
Подводимая мощность
Р0н = Р0max/(1+m)2.
Потери на аноде при анодной модуляции проверяют в режиме модуляции:
Раτ =(Р0н – Р1н)(1+ 
)
где mср ≈ 0,3.
3. Расчет минимального режима.
В минимальном режиме (Еа=Uк=0) сеточный ток равен суммарному току, он определяется формулой:
igmax= S(UgEg0+Egmin),
где Еgmin смещение на сетке в минимальном режиме.
Угол отсечки сеточного тока в минимальном режиме определяется из графика θ = f(β) (рис 3.9) по значению параметра β=1/SRg.
Так как косинус угла отсечки в минимальном режиме равен:
то 
Egmin = Eg0 Ugmcosθgmin ,
и постоянная составляющая сеточного тока равна:
Ig0min= |Egmin| / Rg,
а его первая гармоника:
Ig1min =Ig0min 
.
Так как сеточный ток в минимальном режиме наибольший, то требуемая мощность возбуждения должна быть равна:
Р1возб= 0,5UgmIg1min
4. Расчет потерь на управляющей сетке.
Потери на управляющей сетке при двойной анодной модуляции проверяют в режиме несущей частоты. Составляющие сеточного тока в режиме несущей частоты вычисляют по формулам:
Ig1н = 0,5(Ig1max + Ig1min)
Ig0н = 0,5(Ig0max + Ig0min)
Тогда подводимая мощность в режиме несущей частоты:
Рg1н= 0,5UgmIg1н.
Мощность рассеяния на управляющей сетке равна:
Рgн=0,5UgmIg1н 
5. Расчет мощности модулятора.
Требуемая от модулятора мощность определяется формулой:
Рмод ≈ 
,
где Р1н и ηГ колебательная мощность генератора в режиме несущей частоты и его КПД, ηтр – КПД модуляционного трансформатора (обычно ηтр = 0,90,95); 1,2 – коэффициент запаса, необходимый изза недоиспользования ламп модулятора по напряжению (ξмод ≈ 0,8 ξкр) и по току эмиссии.
3.4.2.2. Тройная анодная модуляция
При тройной анодной модуляции одновременно с изменением анодного напряжения изменяются напряжение смещения на управляющей сетке Eg (благодаря автоматическому сеточному смещению) и амплитуда напряжения возбуждения Ugm (3.3.2.3).
Расчет максимального режима производится так же, как при двойной анодной модуляции. Предельная глубина модуляции напряжения возбуждения определяется формулой:
mgпред= 
Для снижения мощности возбудителя величина mg должна быть максимально возможной. Обычно принимают mg=(0,81)mgпред, и величина mg не критична.
Напряжение возбуждения в минимальном режиме определяется формулой:
Ugmmin = Ugmmax 
Расчет минимального режима производится так же, как при двойной модуляции при амплитуде напряжения возбуждения Ugm= Ugmmin.
При тройной анодной модуляции ток управляющей сетки наибольший в максимальном режиме, поэтому мощность возбуждения генератора рассчитывают в максимальном режиме, т.е.:
Рвозб = Рg1max=0,5UgmmaxIg1max
Поскольку при тройной анодной модуляции в сеточную цепь во время мо дуляции поступает мощность от модулятора, потери на управляющей сетке наибольшие во время модуляции, они определяются формулой:
Pgτ= (Рg1н – )(1+0,5 
) ,
где Рg1н= 0,5UgmнIg1н – мощность возбуждения лампы в режиме несущей частоты, здесь:
Ugmн= 
,
Ig1н=0,9 
,
Ig0н=0,9 
.
В первом приближении можно считать, что в минимальном режиме при Еа→ 0 Ig0min→ 0 и Еgmin= – Ig0minRg→ 0.
Мощность, требуемая от модулятора равна:
Рмод ≈ 
﴾ 
﴿
где Р0возбн – мощность, подводимая к предыдущему каскаду (возбудителю) в режиме несущей частоты.
Колебательная мощность, требуемая от предыдущего каскада в максимальном режиме, равна:
Р1возбmax = 0,5Ugmmax Ig1max /ηквозб,
где Ugmmax и Ig1max – амплитуды напряжения возбуждения и первой гармоники сеточного тока модулируемого каскада в максимальном режиме, ηквозб – КПД анодного колебательного контура возбудителя. Мощность предыдущего каскада в режиме несущей частоты равна:
Р1возбн= Р1возбmax /(1+mg)2 ,
а мощность, подводимая к предыдущему каскаду в режиме несущей частоты, равна:
Р0возбн= Р1возбн /ηвозб ,
где ηвозб – электронный КПД возбудителя.
В возбудителе часто используют анодноэкранную модуляцию, при этом мощность модулятора должна быть равна:
Рмод ≈ ﴾ 
),
где Р0g2возбн мощность, подводимая к экранной сетке лампы возбудителя в режиме несущей частоты.
3.4.2.3. Анодная модуляция в схеме с заземленной сеткой
В генераторах, построенных по схеме с заземленной сеткой, возможна только тройная анодная модуляция (3.3.3). Особенности расчета генератора обусловлены особенностями этой схемы (1.11). Так, расчет генераторной лампы в максимальном режиме производится на мощность:
Р1max= 
,
где коэффициент в скобках объясняется тем, что здесь мощность в нагрузке складывается из мощности, развиваемой генераторной лампой, и проходной мощности, поступающей от возбудителя; ηк КПД анодного контура (1.14.1, таблица 1.1).
Величина глубины модуляции возбудителя mg , которая определяется формулой:
mg= ,
здесь более критична, чем при тройной анодной модуляции генератора c заземленным катодом, обычно mg ≈ 0,8.
Эквивалентное сопротивление анодного контура равно:
Rэ = 
Мощность, требуемая от возбудителя в максимальном режиме:
Р1возб = 0,5Ugкmax (Ia1max + Ig1max)/ηквозб,
где Ugкmax , Ia1max и Ig1max – амплитуды напряжения возбуждения и составляющих первой гармоники анодного и сеточного токов в максимальном режиме, ηквозб – КПД анодного колебательного контура возбудителя.
Мощности рассеяния на аноде и на управляющей сетке, а также мощность модулятора, рассчитываются так же, как при тройной анодной модуляции в схеме с заземленным катодом.
3.4.3. Анодноэкранная (АЭ) модуляция
Генераторная лампа при АЭ модуляции выбирается так же, как при анодной модуляции, т.е.:
Рл= 
,
где Р1н заданная мощность в режиме несущей частоты, ηк КПД анодного контура.
Напряжение на экранной сетке в режиме несущей частоты принимают равным:
Еg2н= (0,7 0,8) Еg2ном,
где Еg2ном – номинальное значение напряжения на экранной сетке, приведенное в справочнике.
Оптимальный угол отсечки анодного тока в максимальном режиме θоpt модуляции равен θmax=80900 (при этом в режиме несущей частоты угол отсечки θн=50600).
Глубина модуляции по экранной сетке mg2 = 0,91, но чаще ее принимают равной mg2= ma=1.
Расчет генератора с АЭ модуляцией можно начать как с максимального режима, так и с режима несущей частоты.
1. Расчет максимального режима.
Коэффициент использования в критическом режиме здесь определятся формулой (1.15.2,п.г.):
ξкр= 1 – 
,
где Еg2max = Еg2н (1+mg2). Далее расчет анодной и сеточной цепей производится так же, как при двойной анодной модуляции (3.4.2.1, п.1) при Еg2 = Еg2max.
2. Расчет минимального режима и режима несущей частоты.
Расчет минимального режима тоже производится так же, как при двойной анодной модуляции (3.4.2.1, п.3). После того, как найдены составляющие тока управляющей сетки в режиме несущей частоты (3.4.2.1,п.4), рассчитывают напряжение смещения на управляющей сетке в этом режиме Eg1н, которое равно:
Eg1н= Ig10н Rg,
а также мощности рассеяния на управляющей и экранной сетках в режиме несущей частоты – так же, как при двойной анодной модуляции (3.4.2.1, п.4). Мощность рассеяния на экранной сетке в режиме несущей частоты равна Pg2н = Ig20нEg2н, где Ig20н= 0,6ag20н ig2maxн – постоянная составляющая экранного тока в режиме несущей частоты. Величину ig2maxн находят по статической характеристике экранного тока при напряжении на экранной сетке в режиме несущей частоты Eg2 = Eg2н и остаточных напряжениях на аноде и на управляющей сетке в режиме несущей частоты еaminн= Eaн Uкн и eg1maxн = Eg1н +Ugm. Косинус угла отсечки экранного тока в режиме несущей частоты определяется формулой:
сos qg2 = (E'g2н – Eg 1н)/Ugm,
где E'g2н напряжение запирания по экранной сетке при еaminн = Eaн Uкн.
3. Расчет мощностей рассеяния на аноде и на экранной сетке.
Мощности рассеяния на аноде Раt и на экранной сетке Рgt рассчитывают в режиме модуляции:
Раt= Ран(1+ 
),
Pg2t = Pg2н(1+ 
).
Здесь mg2ср= mg2·mср, где mср ≈ 0,3.
4. Расчет мощности модулятора.
Требуемая мощность модулятора определяется формулой:
Рмод ≈ 
,
где Р0нг и Pg2н – мощности, подводимые к аноду и к экранной сетке в режиме несущей частоты, ηтр – КПД модуляционного трансформатора.
Амплитуда модулирующего напряжения Ug2Ω на экранной сетке должна быть равна:
Ug2Ω = mg2Еg2н .