1.Импульс выходного тока недонапряженного, критического и перенапряженногорежима.
Статические характеристики электронного прибора (далее ЭП)позволяют определять ток в цепях любых электродов ЭП при любых произвольныхкомбинациях напряжений на электродах.
Если же ЭП включен в схему ГВВ, то напряжения на электродах такогоЭП оказываются не произвольными, а функционально и однозначно связаннымипосредством выходного тока. Другими словами, для входного евх ивыходного евых напряжений и выходного тока iвых ЭП, работающего в ГВВ, могут быть написаны cледующие соотношения:
eвых= f1(eвх),
iвых = f2(евх, евых).
Подставив первое уравнение во второе, получим iвых = f2(евх, f1(eвх )). Последнее уравнение можно переписатьв одной из следующих двух форм:
iвых = f3(eвх), iвых = f4(eвsх)
Полученные зависимости для выходного тока в виде функций толькоодной переменной называются динамическими (иногда нагрузочными) характеристиками.В дальнейшем увидим, что динамические характеристики (ДХ) можно построить длятока в цепи любого электрода ЭП, работающего в ГВВ.
Нагрузочными характеристиками генератораназываются зависимости его токов, мощностей и электронного КПД от величинысопротивления НС (RHC).
/>
Из графиков следует:
1.При малых Ua (графики 1—3) ДХ анодного тока имеюткруто возвышающуюся часть и частично совпадают с осью абсцисс. Импульсы ia имеют почтикосинусоидальную форму, импульсы ic — малую амплитуду. Каждый из этихрежимов называется недонапряженным (ННР) вследствие того, что мощности,рассеиваемые на управляющей сетке в этих режимах, малы./> />
2. Графики 4 соответствуют граничному режиму (ГРР). ЗдесьНесколько изгибается верхняя часть ДХ ia, импульс ia приобретает плоскую
вершину. Амплитуда импульса ic становится заметно больше, при этом вершина его несколько приподнята.
3. Графики 5 относятся к перенапряженному режиму (ПНР). Верхняячасть ДХ ia загнута вниз. Импульс ia имеет провал в средней части. Амплитуда импульса iс резко увеличена.
4. Графики 6соответствуют сильноперенапряженному режиму. В этом режиме (Ua>Ea) ДХ iа достигает начала координати имеет участок, совпадающий с осью абсцисс при еа
2. Принципиальная схема емкостной трехточки.
В технике связи, и и частности РПДУ, наибольшее распространениеполучили трехточечные автогенераторы АГ. Они относительно просты всхемотехническом исполнении и позволяют обеспечить высокую стабильность частотыгенерации. В простейшем случае такой АГ содержит параллельный колебательныйконтур, к трем точкам которого присоединен электронный прибор ЭП тремя своимиосновными электродами./> />
Длительное время АГ строились как на основе индуктивной, так и емкостнойтрехточек, поскольку считалось, что ни одна из них не имеет сколько-нибудьзаметного преимущества над другой. По мере развития теории АГ постепенновыяснилось, что вторая обладает рядом достоинств перед первой. Во-первых,емкостная трехточка имеет в своем составе П-образный контур. Такая нагрузочнаясистема НС обладает наилучшими фильтрующими способностями, а снижение уровнягармоник, поступающих с выхода на вход АГ, уменьшает фазовый сдвиг φs при прохождении колебанийчерез ЭП. В итоге емкостная трехточка (при прочих равных условиях) позволяетобеспечить более высокую стабильность генерируемой
частоты, чем индуктивная. Во-вторых, ее НС содержит только однукатушку индуктивности. Известно, что данный реактивный элемент по своимэталонным свойствам уступает конденсатору.
Стремление повысить стабильность частоты АГ заставляет усложнять(модифицировать) классическую емкостную трехточечную схему. Так, Дж. Клапп(США) предложил включить последовательно с катушкой индуктивности,дополнительный конденсатор Скл, (рис. 2.1, а). Тогда общая емкостьконтура Собщ становится меньше, чем при двух конденсаторах семкостями С2 и С3 и для сохранения той ж о частотыгенерации необходимо увеличить индуктивность контура. Это, в свою очередь,приводит к возрастанию характеристического сопротивления ρ =( L1/Собщ)1/2 При сохранении тех же потерь (r = const) увеличиваетсяэквивалентная добротность Q= ρ /r, чтоблагоприятно отражается на повышении стабильности частоты генерируемыхколебаний.
На рис. 2.1, б и в показаны примеры построения АГ на основе схемыКлаппа. В первом- варианте используется БТ, включённый по схеме с общимколлектором. Соединение этого электрода с корпусом удобно по конструктивнымсоображениям: облегчается проблема охлаждения корпуса транзистора, статорподстроечного конденсатора Скл имеет нулевой РЧ потенциал, чтоустраняет влияние руки оператора на частоту генерации и др. Делитель изрезисторов с сопротивлениями R1 и R2 совместно с Rэ обеспечивают требуемый рабочий режим, но постоянному току (мягкоесамовозбуждение с переводом в жесткий режим при стационарной амплитудеколебании). Иногда в базовую пень включается резистор Rб, уменьшающий шунтирование НС АГвходным сопротивлением БТ. Назначение элементов спараметрами L1 С2 и С3 такое же, как и на эквивалентнойсхеме (рис. 2.1, а). Питание эмиттера осуществляется черезфильтрационно-стабилизирующую цепочку СфRфV2.
В варианте АГизображенном на рис. 2.1, в, в качестве ЭП использованПТ. Здесь ВЭ соединен с общим проводом только по РЧ потенциалу. При этомупрощается питание УЭ (один резистор Rсм вместо двух) и отпадает необходимость в использовании добавочногорезистора Rб. Перестройка АГ осуществляется изменением индуктивности L1.
3.Модуляционные устройства с полным разрядом накопителя.
Рассмотрим одну из наиболее характерных и простых схем модуляторов(рис. 3.1)
В качестве электронного ключа в модуляторах применяют водородныйимпульсный тиратрон, поскольку накопитель энергии разряжается полностью инапряжение анода на некоторое время становится равным нулю, что обеспечиваетпогасание тиратрона по окончании действия импульса. Тиратрон обладает малымпадением напряжения анода в открытом состоянии: для импульсных водородныхтиратронов типа ТГИ
еа min = 150÷200 В. Падение напряжения на тиратроне примерно в 10раз меньше падения напряжения на вакуумной импульсной модуляторной лампе,следовательно, к. п. д. модулятора с тиратроном выше, а нагрев анода тиратронаменьше. Для удержания тиратрона в запертом состоянии достаточно нулевогонапряжения сетки, что в схеме рис. 3 обеспечивается включением резистора Rc. Для отпирания тиратрона достаточно импульса напряжения с крутымфронтом и амплитудой 170—200 В.
/>
Рис. 3.1
В модуляторе на схеме рис. 3.1 запускающий импульс на сеткетиратрона определяет начало действия импульса, который формируется при разряделинии ИЛ через анодную цепь тиратрона и первичную обмотку импульсноготрансформатора (ИТ). Трансформатор является необходимым элементом, так какмодулятор может работать при условии согласования волнового сопротивления линиис сопротивлением нагрузки Rг = Eаоимп/Iаоимп, большим Zc. Коэффициент трансформации п подбирают так, чтобы пересчитанное впервичную обмотку трансформатора сопротивление нагрузки R'г= Rг/n2 = Za. Следует иметь в виду, чтокоэффициент трансформации трудно сделать больше п = З÷4.
Заряд накопительной линии чаще всего производят от высоковольтноговыпрямителя. Широкое распространение имеет резонансный способ заряда накопителяэнергии. Напомним, что в конце процесса формирования импульса линия разряжаетсяполностью и на ней (а также на аноде тиратрона) создается нулевое напряжение.Тиратрон гаснет. Процесс заряда в рассматриваемой схеме происходит по известнымзаконам заряда конденсатора через индуктивную катушку от источника постоянногонапряжения. Ток заряда iз проходит от выпрямителя напряжением Ев через зарядныйдроссель Др к конденсаторам искусственной линии, которые можно считатьвключенными параллельно, так как индуктивность ячеек линии мала (L
/>
Добротность цепи заряда делается достаточно большой: Q>10. По окончании предыдущегоимпульса и погасания тиратрона напряжение на конденсаторах линии еилначинает нарастать по гармоническому закону
(рис. 3.2, а), соответственно меняется ток заряда i3 (рис. 3.2, б)… К моменту времени t1 напряжение на конденсаторах достигаетвеличины, равной Ев, а рост тока iз прекращается. Поскольку ток в контуре,содержащем катушку, не может прекратиться сразу, заряд конденсаторовпродолжается за счет энергии, запасенной в дросселе Др, и напряжение на конденсаторахв момент времени t2 достигает величины 2ЕВ. В этот момент ток i3 = 0. Наличие в цепи заряда диода Д1не позволяет току iз изменить направление. Этот диод можно не ставить, но тогда дляполучения напряжения на конденсаторах, равного 2ЕВ, потребовалось быоткрывать тиратрон строго в момент времени t2. Следовательно, врадиолокационной системе оказалось бы невозможным изменение частоты следованияимпульсов (пунктирные линии на рис. 3.2, а, б).
Наличие диода Д1 позволяет сделать интервал междуимпульсами (0—t3) несколько больше полупериода цепи заряда (0— t2), т. е. дает, возможностьменять частоту следования импульсов, что расширяет тактические возможности РЛС(рис. 3.2, в—е).
Посколькуиз-за наличия диода Д1 ток в цепи заряда не может изменитьнаправление, в течение времени t2—t3 напряжение на линии не меняется. Если вмомент времени t3 приходит запускающий импульс, то начинается разряд линии.
4.Частотный манипулятор./> />
Причастотной манипуляции используется только два значения частоты. Единица, какправило, передается низкой, а нуль – высокой частотой.
Рис. 4.1
В данном случае V = B.Скорость передачи можно увеличить, если использовать несколько частот./> />
Частотное телеграфирование (ЧТ)позволяет кодировать токовые и бестоковые посылки, получаемые от телеграфногоаппарата, РЧ колебаниями двух частот. В радиосвязи широко используется и двухканальноеЧТ (ДЧТ). В последнем случае число частот равно четырем: f1—соответствует паузе в обоих каналах, f2— нажатию в первом канале и паузе во втором, f3 — паузе в первом и нажатию во втором и f4 — нажатию в обоих каналах (рис. 4.2, а).
Колебания ДЧТ в современных возбудителях формируются с помощьюманипулятора, упрощенная структурная схема которого доказана на рис. 4.2, б.Высокостабильные кварцевые АГ, генерирующие колебания двух частот (например,128 и 4 кГц), нагружены на смеситель См, на выходе которого включаются четырефильтра, выделяющие колебания частот f1,f2, f3 и f4 (значения частот указаны применительно к одному из типоввозбудителей).
Выборколебания соответствующей частоты осуществляется с помощью быстродействующегокоммутатора Км, управляемого телеграфными посылками 1-го и 2-го телеграфных(ТГ) каналов. В моменты переключений возникают разрывы в фазе колебаний,наличие которых может привести к расширению спектра сигнала ДЧТ. Поэтому послеКм включается управляемый АГ (УАГ) с системой фазовой автоподстройки частоты(ФАП). Работая в ведомом режиме, такой УАГ обеспечивает на выходе колебанияодной из четырех частот с плавным переходом между ними. После УАГ обычноиспользуются различные преобразователи, позволяющие изменять разнос междучастотами и сдвигать спектр сформированного колебания в область рабочих частот.
Литература.
1.Радиопередающие устройства: Учебник для вузов/ В. В. Шахгильдян, В. Б. Козырев,А. А. Луховкин и др.; Под ред. В. В. Шахгильдяна. — 2-е изд., перераб. и доп. —М.: Радио и связь, 1990. — 432 с: ил.
2.Радиопередающие устройства: Учебник для техникумов / Шумилин М. С., Головин О.В., Севалънеп В. П., Шевцов Э. А. — М,: Высш. школа, 1981,— 293 с, ил.