Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) ( 133 ) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (133)

При усилении модулированных колебаний (AM, ЧМ, ОМ) режим лампы и параметры контуров должны быть выбраны так, чтобы искажения сигнала не превосходили допустимых значений. Искажения определяются нелинейностью амплитудной и фазо-частотной характеристик и неравномерностью амплитудно-частотной характеристики.

Построение амплитудных (модуляционных) характеристик СВЧ триодов и их анализ рассмотрены « работах 113.4; 13.5], а .изучение фазо-частотных характеристик - в (13.5].

Так как активная и реактивная проводимости, вносимые электронным потоком во входную цепь, зависят от пролетного параметра ipc, а последний - от амплитуды напряжения Uc, то при усилении амплитудномодулированных колебаний или однополосных сигналов возбудитель нагружен на нелинейную входную комплексную проводимость катод-сетка лампы. Сюда же входит и нелинейная комплексная проводимость, обусловленная связью входной цепи с выходной через проходную проводимость лампы. В выходную (анодную) цепь электронный поток также вносит нелинейную комплексную проводимость, зависящую от амплитуды напряжения на резонаторе - промежутке анод - экранирующая сетка (управляющая сетка для триода) и постоянной составляющей анодного тока, которые также зависят от амплитуды напряжения Uc. Из-за обратной связи в выходную цепь также вносится комплексная проводимость, зависящая от напряжения Uc Одновременно с изменением Uc изменяется и пролетный угол ij3*c на участке катод-сетка, а следовательно, изменяется и сдвиг фаз я-фас между напряжениями Uc и Uac- Таким образом, при изменении напряжения Uc меняются входная и выходная комплексные проводимости лампы, фазы входного (Uc) и выходного (Uac) напряжений, а следовательно, амплитудная модуляция сопровождается фазовой.

Вносимые электронным потоком и обратной связью переменные комплексные проводимости во входную цепь оказывают значительно более сильное влияние, чем в выходную. Включение балластной нагрузки во входную цепь существенно уменьшает сопутствующую фазовую модуляцию из-за изменения входной проводимости, и линеаризует амплитудную характеристику.

При усилении однополосномодулированных колебаний сопутствующая фазовая модуляция вносит нелинейные искажения в передаваемые сигналы. Напряжения этих нежелательных частот сдвинуты по фазе на 90° по отношению к напряжениям тех же частот, но возникающих из-за нелинейности модуляционной характеристики. Побочные частоты, возникающие из-за сопутствующей фазовой модуляции, вызванной изменением угла г)с, рассмотрены в работе 13.6]. На основании этой работы А. Е. Рыжковым пред-



ложена следующая формула для расчета отношения амплитуды комбинационной составляющей третьего порядка к основной:

Здесь Ф(т) - коэффициент, зависящий от параметра 0,44 „ 0.44 °

макс •• а макс

1-0,44 1-0,44-5-

с макс а макс

где Ее - напряжение смещения; /ц-анодный ток в отсутствие модуляции; Гамаке - максимальнос значбние импульса анодного тока и г)смакс - пролетный параметр, соответствующий напряжению LC макс- Для современных ламп, применяемых в одиополосных передатчиках, как указано в [13.1], отношение /п/га.макс лежит в пределах 0,14-0,2. Следовательно, параметр т лежит между О.ОбБ/пО,!. В интервале значений 0:т0,2 коэффициент Ф(т) может быть аппроксимирован уравнением Ф(лг)=0,8- -2m + 2,5m2.

Расчеты показывают, что уровень нелинейных искажений уже при г)с=10° только по этой причине значителен (приблизительно -36 дБ). Для некоторых типов ламп это соответствует частотам ВЧ диапазона. Для iJ3c=30° уровень искажений приблизительно -25 дБ и в передатчиках УВЧ и СВЧ является основным источником искажений. Поэтому в них (передатчиках) должны быть предусмотрены меры по понижению уровня нелинейных искажений (например, применение обратной связи).

Построение модуляционных характеристик рассмотрено в работах fl3.4; 13.5]. Для 9=90° модуляционная характеристика может быть аппроксимирована прямой, проходящей через точку с координатами (1,1) и пересекающей ось абсцисс в точке f/co/bc макс = (фс макс/4)2. Оценка рсжима несущей частоты при УМК или «средней» мощности при усилении однополосного сигнала может быть произведена по обычным соотношениям.

Как было отмечено выше, при изменении напряжения Uc во входную и выходную цепи вносятся активные и реактивные проводимости. Модуляционная характеристика наиболее линейна, если входные и выходные цепи настроены в резонанс в точке

QJiUclUc макс).

13.6. Расчет режима автогенератора

Как отмечалось ранее, УВЧ и СВЧ автогенераторы на металлокерамических лампах строятся двухконтурными. Аналогично усилителю (рис. 9.8) один резонатор (анодный) включен



Зек

между анодом и сеткой, второй (сеточный) - между сеткой и катодом. Нагрузка вносится в анодный резонатор. Построение схем автогенераторов, их расчет, а также расчет режима лампы даны в 113.7].

Эквивалентную схему автогенератора удобно строить аналогично схеме усилителя с ОС так, «ак показано на рис. 13.4. Параллельно анодному резонатору включены активная и реактивная проводимости электронной нагрузки

gafla + ibsna. В ПрОВОДИМОСТЬ

анодного резонатора Уа с включена выходная емкость лампы Сас- Параллельно проводимости сеточного резонатора Ус включены входные активная и реактивная проводимости лампы gsx + ibsx. Входная емкость лампы С*ск учтена в проводимости Ьвх, а проводимость g-Bx отражает, в частности, передачу мощности АР из сеточной цепи в анодную.

Колебательная система, состоящая из двух" резонаторов, связанных емкостной связью (Сак - емкость анод-катод), возбуждается генератором тока [13.1]

Рис. 13 4 ратора

Эквивалентная схема автогене-

возб

р с al

(М„-Мз).

Значения М„, А, gana, Ьэл.а, gBx и Ьвх даны ранее. В колебательную систему передается мощность Pi =-/aiba сСюда входит

мощность АР=~ l*&\UcK, передаваемая источником сеточного

напряжения и потребляемая из той же самой колебательной системы. Поэтому мощность, передаваемая в колебательную систему анодной цепью автогенератора.

Она расходуется в полезной нагрузке (Рп), в цепи сетки (Рвозб) и в собственном сопротивлении анодного резонатора (Рх). Отсюда следует, что при одном и том же напряжении ia.c и той же мощности Р, отдаваемой автогенератором, его полезная мощность Рп меньше полезной мощности Рп, отдаваемой той же лампой в режиме усиления:

Р =Р - Р

Обратная связь в автогенераторе осуществляется за счет емкости Са.к. Поэтому в лампах, предназначенных для работы автогенераторами, ее искусственно увеличивают. Если эта емкость мала



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) ( 133 ) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141)