Главная - Литература

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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

близительно равна половине высокочастотной мощности в анодной цепи усилителя. При 100-процентной модуляции высокочастотная и потребляемая в анодной цепи мощности, соответствующие максимуму модулирующего напряжения, в 4 раза больше высокочастотной и потребляемой мощностей, соответствующих режиму несущей частоты.

На рис. 5-4 показаны типовые схемы анодной модуляции. Для того чтобы напряжение


*)

Рис. 5-4. Схемы анодной модуляции в усилителях класса С.

а - схема с трансформаторным включением модулятора в анодную цепь лампы усилителя; б - схема с непосредственным включением модулятора в анодную цепь усилителя.

па аноде усилителя класса С изменялось пропорционально модулирующему сигналу, модулирующее напряжение вводится последовательно с напряжением анодного питания. Анализ и расчет усилителя класса С подробно рассмотрены в § 4-4.

Для лучшего понимания того, каким образом изменение напряжения анодного питания дает линейную модуляцию высокочастотного напряжения в настроенном усилителе, на статических характеристиках лампы строится линия нагрузки (см. п. 4-4ж). На рис. 5-5 приведено построение линии нагрузки для типового генераторного триода. Линии нагрузки построены для режима несущей частоты и для режимов максимальной и минимальной мощности при коэффициенте модуляции т = 1 в случае комбинированного смещения от внешнего источника и за счет сеточного тока.

Линия нагрузки АА на рис. 5-5 определяет мгновенные значения сеточных и анодных на-

пряжений и токов за время положительного полупериода напряжения возбуждения в цепи сетки при отсутствии модулирующего сигнала. Для отрицательного полупериода от точки А, положение которой определяется анодным напряжением и напряжением смещения, на продолжении прямой откладывается отрезок той же длины. Линия нагрузки АА соответствует только одному значению сопротивления в анодной цепи на частоте высокочастотного напряжения. Это объяснено в п.4-46.

Режиму максимальной мощности соответствует новая линия нагрузки ВВ, также определяющая собой мгновенные значения сеточных и анодных токов и напряжений. Линия СС определяет мгновенные значения сеточных и анодных токов и напряжений в режиме минимальной мощности. В этом случае мгновенное напряжение на аноде равно нулю, а мгновенный анодный ток очень мал. Так как напряжение на аноде падает до нуля, то резко возрастает сеточный ток и увеличивается напряжение смещения за счет сеточного тока. Для глубокой модуляции трудно установить точное положение линии СС, соответствующее нулевому напряжению на аноде вследствие неточности характеристик лампы в области нулевых напряжений на аноде.

Для получения наибольшей линейности модуляционной характеристики напряжение смещения частично подается от внешнего источника и частично создается за счет сеточного тока на сопротивлении утечки. Величины напряжений от постоянного источника и с сопротивления утечки, устанавливающие положение линии нагрузки ВВ, соответствующей режиму максимальной мощности, определяются так, чтобы получить наибольшую линейность во всем периоде модулирующего сигнала. Смещение выбирается таким, чтобы максимальная мощность была в (1 + nif раз больше мощности в режиме несущей частоты. Так, в примере рис. 5-5 для получения линейной модуляции между линиями АА и ВВ смещение -sa счет сеточного тока должно изменяться иа 50 е.

Если определена величина фиксированного смещения от внешнего источника и смещения за счет сеточного тока, требующаяся для получения линейной модуляции между линиями нагрузки АА и ВВ, то этим определяются также положение линии СС, соответствующей режиму максимальной мощности, и положения всех промежуточных линий нагрузки. На практике для получения наибольшей линейности во всем периоде модуляции может оказаться желательным подбор напряжений смещения от постоянного источника и за счет сеточного тока. Постоянная времени RCCC цепи автоматического смещения должна быть меньше периода наибольшей модулирующей частоты. В этом случае напряжение /<J?C, создаваемое сеточным током, будет следовать за изменениями тока /с, обусловленными изменением анодного напряжения при модуляции. Постоянная составляющая сеточного тока /с уменьшается с увеличением напряжения на аноде, если напряжение смещения и амплитуда возбуждающего напряжения остаются неизменными. В результате уменьшения постоянной составляющей тока сетки при



более высоких анодных напряжениях уменьшается напряжение автоматического смещения и вследствие этого - общее смещение. Тогда при неизменной амплитуде напряжения возбуждения возрастает анодный ток и, следовательно, увеличивается переменная составляющая анодного тока. С увеличением напряжения на аноде увеличивается также угол отсечки. Это в свою очередь увеличивает переменную составляющую анодного тока. Если постоянное смещение от внешнего источника и напряжение автоматического смещения выбраны правильно, то анодный ток будет линейно изменяться с изменением напряжения на аноде. В результате модуляция будет линейной. Влияние внешнего и автоматического смещения на линейность модуляции видно из рис. 5-6, а. На этом рисунке нанесена зависимость амплитуды высокочастотного напряжения от анодного напряжения питания для случая постоянного внешнего смещения и для случая оптимального соотношения между напряжениями внешнего и автоматического смещения. Зависимость построена по характеристикам лампы, приведенным на рис. 5-5.

Если применяется только автоматическое смещение, то высокочастотное напряжение увеличивается с увеличением напряжения на аноде более быстро, чем это требуется для линейной модуляции. На практике наиболее линейную модуляционную характеристику получают подбором относительных величин внешнего и автоматического смещений. Подбор контролируется, как показано на рис. 5-6, б и в, по фигурам Лиссажу.

Полагая к. п. д. лампы усилителя класса С неизменным, для анодной модуляции синусоидальным сигналом справедливы следующие соотношения.

Средняя за период модуляции мощность, подводимая к аноду, равна-

ом -- *о \ 1 т 2 j


,] 500 Ш10 1500 2000 2W 3000 3500 W00 4500 5000 5500 - 590* С Напряжение на аноде, в

Рис. 5-5. Линии нагрузки для высокочастотного триодного усилителя класса С с анодной модуляцией при оптимальном отношении внешнего смещения к смещению за счет сеточных токов. 1 -линия нагрузки, соответствующая режиму минимальной мощности; 2 - линия нагрузки, соответствующая режиму несущей 3 - линия нагрузки, соответствующая режиму максимальной мощности.

частоты;

40017

3000

гооо

/ООО

(5-12)

гооо jooo

£а,в

4000 5000

Средняя за период модуляции мощность, рассеиваемая на аноде, равна:

(5-К1)

Модуларобан- Jr\

....."ТУ,

мое напряжение

Средняя мощность в нагрузке генератора равна:

/ m - \

(5-14)

Модулирующий \ сигнал


Коэффициент модуляции т=&

в) "А

1+£

здесь Р0 - потребляемая анодной цепью мощность в режиме несущей частоты; >) - коэффициент полезного действия генератора в режиме несущей частоты ;

т - коэффициент модуляции. В действительности к. п. д. генератора не остается строго постоянным при модуляции. Наибольший к. п. д. вблизи режима несущей

Рис. 5-6. Линейность анодной модуляции в типовом триодном усилителе класса С. а - линейность модуляции в зависимости oi типа применяемого смещения: / - при оптимальном отношении напряжений внешнего и автоматического смещений; 2 - при одном внешнем смещении; б - способ наблюдения фигур Лиссажу: 3. Т. - электронно-лучевая трубка; в - фигуры Лиссажу, позволяющие судить о линейности и коэффициенте глубины модуляции. / - линейная модуляция; 2 - нелинейная модуляция.

частоты и несколько уменьшается при переходе как к режиму максимальной мощности, так и



к режиму минимальной мощности. Поэтому постоянная составляющая анодного тока и, следовательно, потребляемая мощность при линейной модуляции усилителя класса С будут несколько больше. Мощность, рассеиваемая на аноде, также будет несколько больше, чем показанная формулой (5-13).

Увеличение подводимой мощности при модуляции [см. (5-12)] происходит за счет модулятора. При 100-процентной модуляции синусоидальным сигналом модулятор должен обладать мощностью, несколько большей половины мощности, потребляемой в режиме несущей частоты.

Так как при анодной модуляции происходит увеличение мощности, рассеиваемой на аноде лампы усилителя в режиме несущей частоты, мощность Ра должна быть выбрана несколько меньше величины Ра.доп- Поэтому рекомендуется в режиме несущей частоты мощность, рассеиваемую на аноде, выбирать меньше на l/s допустимой мощности, рассеиваемой на аноде (Ра.нес = 2/з а.доп)- Тем самым исключается опасность превышения мощности рассеяния при 100-процентной модуляции.

Графоаналитический расчет триодного усилителя класса С, в котором предполагается линейная анодная модуляция, производится в следующей последовательности.

1. Берут коэффициент модуляции т = 1. Выбирают величину мощности, рассеиваемой на аноде в режиме несущей, так, чтобы она не превышала 2/3 от допустимой. Выбирают напряжение анодного питания £а. нес таки м, чтобы мак-симальное напряжение на аноде не превышало допустимого для данной лампы значения. Определяют линию нагрузки для лампы в режиме несущей частоты методом, рассмотренным в п. 4-4к.

При этом для режи ма несущей частоты будут найдены напряжение анодного питания, амплитуда напряжения на аноде, амплитуда анодного тока, постоянная составляющая анодного тока, сопротивление анодной нагрузки, напряжение смещения, амплитуда напряжения возбуждения, постоянная составляющая сеточного тока, мощность возбуждения и мощность, рассеиваемая на аноде. Этим величинам соответствует линия нагрузки, подобная линии АА на рис. 5-5.

2. Определяют напряжение на аноде в режиме максимальной мощности:

Ец. макс = Ei. нес 0 "Г" "О, где £а.нес - анодное напряжение в режиме несущей частоты.

3. Определяют амплитуду высокочастотного напряжения на аноде в режиме максимальной мощности £/а, макс, считая модуляцию линейной:

а. макс = а.нес (1 "Т~ ,п)>

где £/а.нес - амплитуда высокочастотного напряжения на аноде в режиме несущей частоты.

4. Определяют остаточное напряжение на аноде в режиме максимальной мощности:

-Ль мин = а. макс а. макс-Против найденного значения £/а. мин на статических характеристиках проводят вертикальную линию.

5. Определяют амплитуду первой гармонической составляющей анодного тока в режиме максимальной мощности:

г а. млкс

ai макс - г, ,

где R3 - эквивалентное сопротивление настроенного анодного контура.

6. Находят по характеристикам лампы максимальное значение анодного тока в импульсе в соответствии с найденными напряжениями. Этот ток определяется на пересечении перпендикуляра из £/а. мин с характеристикой, соответствующей наибольшему положительному напряжению на сетке.

На рис. 5-5 это пересечение отмечено точкой В.

7. Строят линию нагрузки.

Вычитают величину амплитуды напряжения возбуждения £/с.макс из мгновенного значения напряжения на сетке ес в точке В. Отмечают пересечение этого нового значения смещения с линией, соответствующей t/a = 77а.макс (точка В). Проводят линию нагрузки через точки В и В.

Вычисляют амплитуду первой гармоники анодного тока для этой линии нагрузки по уравнению (4-45):

Ли макс = £ (а + 1Ш + 173е +

+ l,41rf + e +0,527% (4-45)

Если полученное по уравнению (4-45) для этой линии нагрузки значение 7aiMaKC отличается от требуемого для линейной модуляции (п. 5) на несколько процентов, то линию нагрузки ВВ можно считать удовлетворяющей требованиям линейной модуляции. Если разница окажется значительной, то линию нагрузки ВВ смещают вверх или вниз, не изменяя ее наклона и сохраняя предельные напряжения 7/а.МИн и [7а.макс. Снова рассчитывают /а1 макс. Это повторяют до тех пор, пока 7aiMaKc, найденная по линии нагрузки, будет в пределах требуемой точности.

8. Определяют значения внешнего и автоматического смещений. Требуемые изменения смещения между двумя линиями нагрузки для линейной модуляции были найдены в п. 7. Величина сопротивления автоматического смещения за счет сеточного тока, обеспечивающая требуемые изменения смещения при изменении анодного напряжения от £а. нес до £а.нес С + т) может быть определена, если точно вычислить постоянную составляющую сеточного тока для каждой линии нагрузки. Тогда

7?с = нес!3£с"МаКс1 (5",5> со нес со макс

где £с.пес-напряжение смещения в режиме несущей частоты; £с.макс - напряжение смещения в режиме максимальной мощности; /сонес - постоянная составляющая сеточного тока в режиме несущей частоты;

/СОмакс - постоянная составляющая сеточного тока в режиме максимальной мощности.



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0088