Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf

При этом потери энергии в элементах трансформирующей схемы должны быть незначительными, т. е. ее к. п. д. дол­ жен быть достаточно большим:

полосных излучений передатчика столь жестки, что вы­ полнить их удается лишь при сложной схеме в коллектор­ ной цепи, состоящей из многих реактивных элементов. Во многих случаях такой фильтр проектируется и устанавли­ вается в тракте антенны в виде отдельного фильтрующего блока. Обычно фильтрующий блок одновременно трансфор­ мирует импеданс антенны в постоянное активное сопротив­ ление, равное волновому сопротивлению типового кабеля. В этом случае уменьшаются потери в соединительном кабеле и упрощается регулировка аппаратуры. Проблеме построе­ ний фильтрующих цепей посвящен ряд работ [24, 25] и ее можно считать самостоятельной.

Здесь будем рассматривать лишь простейшие схемы кол­ лекторной цепи, действие которых сводится к трансфор­ мации активной нагрузки Ru в оптимальное сопротивление £!а и обеспечению необходимой формы напряжения на кол­ лекторе. Однако при сравнении различных вариантов схем будем оценивать их фильтрующие свойства, так как зна­ чительную долю необходимого ослабления гармоник можно получить в этом трансформаторе.

В зависимости от требований к эксплуатационным и энергетическим характеристикам генератора и от сочетания параметров транзистора генераторы работают либо с резо­ нансным трансформатором при гармоническом напряжении

на коллекторе (в недонапряженном или критическом ре­ жиме), либо с нерезонансным трансформатором, т. е. при уплощенной форме напряжения на коллекторе (обычно в ключевом режиме).

Резонансный трансформатор может рассматриваться лишь для недонапряженного или критического режима. Переход в режимы с использованием насыщения транзи­ стора неизбежно приводит к искажениям формы напря­ жения на коллекторе, так как трансформатор теряет свои резонансные свойства из-за шунтирующего действия тран­ зистора.

Применение резонансного трансформатора обеспечивает наилучшую фильтрацию высших гармоник в простейшей

нерезонансном трансформаторе (уплощенная форма на­ пряжения на коллекторе). Нерезонансная нагрузка поз­ воляет также получить более широкодиапазонный генера тор без перестройки его элементов.

Структуры схем в обоих случаях одинаковы, так как Е них используется П-образный фильтр нижних частот Та­ кая схема фильтра наряду с трансформирующими свойст­ вами имеет благодаря параллельным емкостным связям улучшенную фильтрацию высших гармоник в нагрузке Свойства П-образного фильтра общеизвестны (см. напри­ мер, [26]), и в табл. 1.8 приведены основные формулы для расчета одного звена такого фильтра, а также неко­ торых его модификаций.

Режим с гармонической «формой напряжения обеспечи­ вается первым звеном П-образного фильтра при достаточно

повых передатчиках [18]. Увеличение добротности QK свыше 3—5 вряд ли целесообразно, так как при таком уве­ личении сужается полоса пропускаемых частот, схема ста­ новится чувствительной к изменениям реактивных элемен­ тов и реактивных параметров транзистора, ухудшается к. п. д. трансформатора (см. формулу для цт в табл. 1.8), хотя при этом улучшается фильтрация гармоник.

в сопротивление формирующего контура Л?! обычным П- образным фильтром (рис. 1.29, а) или П-образным фильтром с улучшенной фильтрацией (рис. 1.29, б). Иногда для уп­ рощения схемы используется лишь одна Г-образная ячей­ ка П-фильтра (Q = 0 при R0 — Ry). Тогда эта схема пре­ образуется в схему, показанную на рис. 1.29, в, аналогич­ ную схеме обычного П-образного фильтра, или П-образ-

ного фильтра с последовательным контуром (рис. 1.29, г). Значения коэффициента фильтрации по току kt указаны на этих рисунках.

При определении амплитуды тока Л/-ІІ гармоники в на­ грузке / # н необходимый для расчета ток на входе трансфо­ рмирующей схемы определяется по следующим формулам:

пряжения на индуктивности L или /_2 косинусоидальным импульсом с углом отсечки я — в .

Рассмотрим специфические особенности схем оконечных каскадов передатчиков различных диапазонов волн.

Схемы оконечного каскада с дополнительным последо­ вательным контуром (рис. 2 в табл. 1.8 или рис. 1.29, г) типичны для передатчиков декаметровых и метровых диа­ пазонов малой и средней мощности, где отсутствует спе­ циальное фильтрующее устройство в антенне и вся фильт­ рация возлагается на коллекторную цепь. Эти передатчики обычно работают в широком диапазоне рабочих частот, что требует перестраиваемого элемента в фильтре (L или Сф ). С помощью такого элемента настраивается контур, а также компенсируются изменения реактивной части сопротив­

= L - f £-п + ^ф> ч т о в метровом и дециметровом диапа­ зонах (УКВ и ДМВ) облегчает задачу конструктивного вы­ полнения этой индуктивности как сосредоточенного эле­ мента схемы. Пример практической схемы выходного ка­ скада приведен на рис. 1.30.

Усилители, работающие в узком диапазоне частот на метровых и дециметровых волнах, обычно не имеют перест­ раиваемых элементов и выполняются по схемам, показанным

схем. Здесь для уменьшения влияния выводов обычно ис­ пользуется бескорпусный транзистор, а отвод тепла от него