Общие сведения о генераторах с внешним возбуждением.

Общие сведения о радиопередающих устройствах, назначение, классификация, основные параметры.

Обобщенная структурная схема современного радиопередатчика изображена на рис. 1.2.

Задающий генератор (или возбудитель) – 1 генерирует высокостабильные радиочастотные колебания в заданном диапазоне частот. Далее эти колебания усиливаются в предварительных каскадах 2 и поступают на оконечный усилитель мощности 3. Часто предварительные каскады передатчика работают в режиме умножения частоты РЧ колебаний. Это облегчает требования к возбудителю и повышает устойчивость работы передатчика, поскольку усиление ведется на различных частотах. Усилитель мощности 3 обеспечивает на выходе антенны (или фидера) заданную мощность РЧ колебаний. Антенная система 4 излучает РЧ колебания в пространство. Для управления ВЧ колебаниями служит модуляционное (или манипуляционное) устройство 5. Если передатчик работает с амплитудной модуляцией (АМ), то модуляционное устройство воздействует на оконечный или предварительные каскады. Если передатчик работает с частотной модуляцией (ЧМ) (манипуляцией), то модуляция (манипуляция) осуществляется в задающем генераторе 1. Устройство охлаждения ламп и контуров 8 поддерживает заданный тепловой режим передатчика, а устройство блокировки и сигнализации (УБС) 7 дает информацию о режиме работы передатчика и обеспечивает его включение и выключение, безопасность обращения с ним обслуживающего персонала. Источники питания 6 необходимы для подачи заданных питающих напряжений на лампы или транзисторы передатчика.

Радиопередатчики классифицируются:

- по назначению – связные, радиовещательные, телевизионные, радиолокационные, радионавигационные, телеметрические и т.д.

- по мощности – маломощные (до 100Вт), средней мощности (до 10 кВт), мощные (до 1000 кВт) и сверхмощные (свыше 1000 кВт);

- по роду работы (виду излучения) – телеграфные, телефонные, однополосные, импульсные и т.д. Виды излучения обозначаются тремя индексами: первый (буква) характеризует вид модуляции: А – амплитудная, F – частотная, Р – импульсная; второй (цифра) определяет тип передачи: 0 – излучение немодулированной несущей, 1 – телеграфирование без модулирующей звуковой частоты, 2- тональная телеграфия и т.д.; третий индекс (буква) определяет вспомогательные характеристики.;

- по способу транспортировки – стационарные и подвижные (переносные, автомобильные, корабельные, самолетные и т.д.).

 

 

Классификация радиоволн (радиочастот).

3…30 кГц – ОНЧ (очень низкие частоты), мириаметровые.

30…3∙10 кГц – НЧ (низкие частоты), километровые.

300…3∙10 кГц – СЧ (средние частоты), гекаметровые.

3…30 МГц – ВЧ (высокие частоты), декаметровые.

30…3∙10 МГц – ОВЧ (очень высокие частоты), метровые.

300…3∙10 МГц – УВЧ (ультравысокие частоты), дециметровые.

3…30 ГГц – СВЧ (сверхвысокие частоты), сантиметровые.

30…3∙10 ГГц – КВЧ (крайне высокие частоты), миллиметровые.

300…3∙10 ГГц – КВЧ (крайне высокие частоты), децимиллиметровые.

Общие сведения о генераторах с внешним возбуждением.

Современные радиопередатчики содержат обычно несколько каскадов, реализующих различные функции. Большинство из этих каскадов имеют в своем составе активный элемент (электронный прибор – ЭП), нагрузку, источник питания ЭП и цепь возбуждения, по которой от источника возбуждения к ЭП подается РЧ сигнал, необходимый для функционирования этого каскада. Радиочастотный каскад с такими признаками носит название генератора с внешним возбуждением (ГВВ).

В передатчиках ГВВ могут выполнять разнообразные функции: усиливать РЧ колебания (усилители); повышать их частоту в целое число раз (умножители частоты); изменять амплитуду РЧ колебания по закону НЧ сообщения (амплитудные модуляторы). В качестве активного элемента ЭП, преобразующего энергию постоянного тока в энергию РЧ колебаний, в ГВВ применяют триоды, тетроды, пентоды, лампы бегущей волны (ЛБВ), пролетные клистроны, биполярные и полевые транзисторы. Используемые в передатчиках ГВВ возбуждаются, как правило, гармоническим током или напряжением и должны создавать на нагрузке также гармоническое напряжение. В промежуточных каскадах это необходимо для того, чтобы обеспечить возбуждение последующих каскадов гармоническим током или напряжением, а в оконечных – чтобы не излучать в пространство сигналы на гармониках рабочей частоты, мешающие другим системам.

Схемы ГВВ, выполняющие различные функции, весьма разнообразны. На рис. 2.1 для примера приведены простейшие схемы ГВВ. Входная цепь ГВВ на транзисторе (рис. 2.1а) содержит источник возбуждения, разделительный конденсатор Ср1 и резистор R6 для прохождения постоянной составляющей базового тока. Первая гармоника Iб1 проходит от источника возбуждения через Ср1 и промежуток база-эмиттер. Коллекторная цепь питается от источника с напряжением Ек. Чтобы постоянная составляющая коллекторного тока Iк0 не создавала падения напряжения на сопротивлении нагрузки Rн, для нее создана цепь через дроссель Lк. Переменная составляющая коллекторного тока проходит через Ср2. Для выделения на нагрузке гармонического напряжения при гармоническом возбуждении необходимо, чтобы транзистор не искажал форму колебаний, т.е. работал в классе А.

Если же транзистор должен работать в классе В (например, для повышения КПД), то используют двухтактную схему ГВВ (рис. 2.1.б), состоящую как бы из двух однотактных ГВВ, работающих по очереди на общую нагрузку Rн.

Ламповые ГВВ используются, как правило, в мощных каскадах передатчиков, работающих с высоким КПД. Для этого лампы должны работать в классах В или С, а для восстановления выходного гармонического сигнала в анодную цепь обязательно включают колебательный контур или более сложный фильтр.

На рис. 2.1. в, представлена схема ГВВ на генераторном триоде. Здесь имеется входная цепь (элементы Ср, Lс, Сбл1), цепь анодного питания (источник напряжения Еа, дроссель Lа, катушка Lк). Переменная составляющая анодного тока проходит через лампу, колебательный контур Lк Ск и блокировочный конденсатор Сбл2. В этом ГВВ колебательный контур настроен на рабочую частоту и обладает высокой добротностью Qр. На колебательном контуре при работе ГВВ выделяются почти гармонические колебания с частотой возбуждения.