Глава 4

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ГЕНЕРАТОРОВ С АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

4.1. Краткие сведения об амплитудной модуляции

Основные соотношения, характеризуюшие работу генераторов с AM, приведены в учебниках [4.1; 4.2]. Ввиду этого здесь перечислены лишь основные соотношения.

В случае отсутствия модуляции, т. е. при т = 0, режим передатчика называется режимом несущей частоты или телефонным. Мощность, отдаваемая генератором в этом режиме, обозначается через

P.(m=0, = Pi.. (4.1)

В тот момент времени, когда амплитуда модулированных колебаний приобретает максимальное значение, генератор развивает

пиковую мощность PiMaKC-

Лмакс=1.(1 +«) (4.2)

Аналогично средняя мощность при модуляции, т. е. при т>>0,

Лср = Лх(1 +«еУ2)> (4.3)

где тер - среднестатистический коэффициент модуляции.

Как и следовало ожидать, средняя мощность при AM зависит от средних значений коэффициента модуляции, т. е. от пик-фактора сигнала р [4.1, с. 140, 141, 143]. Пикфактор р характеризует отношение максимального значения сигнала к эффективному. Что касается соотношений для подводимой мощности и рассеиваемой мощности на аноде лампы, то они различны для разных систем AM. Эти соотношения будут рассмотрены применительно к конкретным системам AM.

Исходной мощностью при проектировании каскадов передатчиков с AM является Pit. Однако лампа модулируемого генератора должна быть способной развивать в нагрузке в пике модуляции мощность PiMaKc- Это положсние является очень важным. Дело в том, что в связных или радиовещательных передатчиках среднестатистические значения коэффициента модуляции очень малы-порядка 0,2-0,4. В общем значения гпср зависят от величины пик-фактора, т. е.

т,=у2", (4.4)

где р - пик-фактор сигнала.

Между тем передатчики с AM проектируются исходя из максимального (заданного) значения Шмаъс- Иными словами, при проектировании AM каскадов надо исходить из пиковой мощности

Pl„aKc=/lx(l +ra„a.cf. (4.5)

Очень часто тмакс=1.

При расчете значений токов и напряжений полагают, что модуляционные характеристики линейны, т. е.

4lT = 4lMaKc/(I +?г„,кс)- (4.6)

Lot = 4омаКс/( + /«макс), (4.7)

t/.x=t/a«aKc/(I +ПмаКс). (4.8)

Важной задачей проектирования модулируемых каскадов является достижение высоких энергетических показателей (возможных при данном способе AM) при заданных качественных показателях. Нелинейные искажения, возникающие в модулируемом генераторе, определяются нелинейностью модуляционной характеристики. Нелинейные искажения также возникают в модуляторе. Частотные искажения возникают в модуляционном устройстве (в тракте НЧ) и в модулируемых каскадах передатчика (при прохождении модулированных колебаний через колебательные цепи)

Суммарные частотные искажения в децибелах равны:

М = М,, + М. (4.9)

Заметим, что в декаметровых передатчиках колебательные контуры обладают широкой полосой (шо>Й) пропускания и МвчО.

Нормы, характеризующие качественные показатели вещательных и телефонных (связных) передатчиков [ГОСТ. Передатчики радиовещательные стационарные 13924-68], приведены в §3.1

4.2. ]Модуляция на управляющую сетку смещением

При модуляции изменением напряжения смещения Е, генераторная лампа работает в недонапряженном режиме В процессе модуляции напряжение Ее изменяется в соответствии с сигналом низкой частоты:

где Ест - напряжение смещения в телефонной точке; Ucs -амплитуда сигнала низкой частоты.

Данная система модуляции подробно описана в [4.1, с. 146- 154]. Там же приведены основные соотношения, необходимые для расчета.

Выбор лампы производится исходя из мощности пикового режима РномРкшкс в тех случаях, когда сеточная модуляция осуществляется в выходном каскаде (в маломощных передатчиках), необходимо при выборе лампы учитывать потери мощности в про-ИО

межуточном контуре:

р; Р»(1±«. (4.10)

где - КПД анодного контура.

В целях удлинения линейного участка модуляционной характеристики выбирают угол отсечки в пиковом режиме

9„а„с = И0--120°. (4.11)

Для режима максимальной мощности режим лампы выбирается близкий к критическому, т. е.

ЕмаКс = (0,95-1)Екр. (4.12)

Обычно сеточная модуляция осуществляется в маломощном каскаде. В таких каскадах используются, как правило, лампы с экранированным анодом, т. е. тетроды и пентоды. Для тетродов рекомендуется определять §кр на основании реальных характеристик лампы (см. рис. 3.5):

5кр = 1-а.и„.кр/а. (4.13)

Далее расчет ведется по известным соотношениям: /а.макс =

MaKcLa. /а1макс = 2Р1макс/а макс/ аОмакс =/а1максКо/к1 (Эмакс) И Т. Д.

[см. 4.1, с. 150-153].

Рассмотрим расчет сеточных цепей. Расчет режима экранирующей сетки имеет целью определить величину рассеиваемой мощности Рс2т в режиме несущей частоты. Вначале определяется максимальное значение постоянной составляющей тока экранирующей сетки

с2о макс - с20-О (са) с2пг)> -сгоО,?, (4.14)

где 1с2т - максимальное значение экранного тока при /п = т„акс; /с2пг определяется по реальным статическим характеристикам лампы: ic2=/(ec; ба; Есг) для ес = есмакс и еа = еамин- Полагая, что /с2о= = !(Ес2) представляет собой линейную зависимость, находим:

с20т = с20маКс/(1 + мзкс)> (4.15)

С20Т = /с2оА2. (4.16)

Должно быть выполнено условие

Рс2оп<Рс2г- (4.17)

Расчет режима управляющей сетки дает возможность сформулировать исходные данные для расчета модулятора. Из расчета режима несущей частоты известно максимальное значение амплитуды напряжения НЧ U cQ - Максимальное значение постоянной составляющей сеточного тока находится по аналогии с током экранирующей сеткп:

/сОмакс=Л:,оао(9с)/ст, /Ссо « 0,66. (4.18)

" Полагаем 9сг~9.