Файл: Левичев В.Г. Радиопередающие и радиоприемные устройства [учеб. пособие].pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 270

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

но-сеточная коаксиальная линия состоит из анодной

и

сеточной

труб. Катодно-сеточная линия состоит из катодной

и

сеточной

труб. Следовательно, сеточная труба является общей для обеих линий. Но это справедливо только с конструктивной точки зрения. По сути физических процессов дело обстоит не совсем так. В анод-

но-сеточ'ную линию

входит наружная

поверхность сеточной тру­

бы, в катодно-сеточную — внутренняя

поверхность сеточной трубы.

Сетка лампы имеет

соединение с обеими поверхностями сеточной

грубы и, следовательно, является общим электродом для обоих контуров.

В сеточной трубе имеется несколько отверстий дополнительной

обратной

связи, т. е. связи между двумя

контурами

генератора.

4 Эта связь

осуществляется

также внутри

самой лампы

через ем­

кость

С а к . Однако емкость

С а к

у лампы с заземленной сеткой очень

мала.

Ее одной обычно бывает

недостаточно для самовозбуждения

автогенератора.

Дополнительную внешнюю обратную связь можно сделать ре­ гулируемой. Для этой цели необходимо изменять диаметр отвер­

стий связи или перемещать их вдоль линии.

Конструктивно

эту

идею реализовать нетрудно, если сеточную

трубу выполнить

из

двух совмещенных цилиндров. Один цилиндр достаточно плотно

вставляется в другой. В обоих цилиндрах

делается одинаковое

число отверстий или щелей. Взаимным перемещением сеточных цилиндров (продольным или вращательным) легко устанавливать необходимый размер отверстий, т. е. требуемую величину обрат­ ной связи.

Настройка

коаксиальных линий осуществляется изменением

их длины. Она

изменяется при помощи двух короткозамыкателей.

Короткозамыкателн выполнены в виде пружинящих шайб, соеди­ няющих соответствующие трубы. Длина анодно-сеточной линии сильно влияет на частоту генерируемых колебаний и слабо влияет на их мощность. Длина катодно-сеточной линии сильно влияет на мощность автогенератора и слабо влияет на его частоту.

Отбор электромагнитной энергии от автогенератора может осуществляться различными способами. На рис. 1.55 показан ва­ риант автотрансформаторного выхода. Подвижный мостик позво­ ляет устанавливать штырь связи в том месте катодно-сеточной линии, где выходное сопротивление автогенератора р;,вно волно­ вому сопротивлению нагрузочного фидера.

Ячейка катодного автоматического смещения состоит из ре­ зистора R\ и конденсатора С\ небольшой емкости. Изменением со­ противления R\ можно устанавливать необходимый режим работы генератора. Напряжение смещения создается за счет постоянной

составляющей катодного тока лампы.

 

Эквивалентная схема автогенератора изображена на рис.

1.56.

Емкость между анодом лампы и анодной грубой обозначена

Са .т .

Соответственно Скл означает емкость между катодом лампы

и ка­

тодной трубой. Емкость дополнительной обратной связи обозна­ чена Д С а к . Она показана переменной, т. е. регулируемой. Из экви-

78


валентной схемы видно, что рассматриваемый автогенератор ра­ ботает по принципу емкостной трехточки. Схема анодного питания параллельная, так как постоянный анодный ток не проходит через индуктивность колебательного контура.

выл

Рис. 1.56. Эквивалентная схема автогенератора дециметровых волн

§6. СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ АВТОГЕНЕРАТОРОВ

1.Требования к стабильности частоты радиопередающих

устройств

Отсутствие взаимных помех при одновременной работе несколь­ ких линий радиосвязи на близких частотах возможно лишь при высокой стабильности частоты излучаемых колебаний. Поэтому стабильность частоты является одним из важнейших параметров передатчика. Она обеспечивает беспоисковую надежную радио­ связь. Требования к стабильности частоты передатчика определя­ ются его назначением, мощностью и диапазоном рабочих частот. Основное внимание уделяют стабильности частоты колебаний за­ дающего генератора, поскольку он определяет частоту излучаемых колебаний.

Согласно нормам, введенным с 1 января 1965 г., в радиовеща­ тельных станциях диапазона длинных и средних волн абсолютная нестабильность частоты Af (т. е. уход рабочей частоты / от номиналь­ ного значения /0 ) не должна превышать 10 гц. В радиовещатель­ ных станциях, работающих на коротких и ультракоротких волнах,

допускаемая относительная нестабильность частоты

У " а к с 1Q0% ^

 

Jo

< Д 0 0 2 % . В подвижных связных радиостанциях

в большинстве

случаев допускаемая нестабильность частоты передатчика не пре­ вышает 0,02 %,


В аппаратуре, предназначенной для работы в однополосных системах связи, в автоматизированных линиях связи и других си­

стемах связи, должна обеспечиваться стабильность

порядка

Ю - 5

10- 6 % и более. Такая же стабильность требуется

для некоторых

радионавигационных систем.

 

 

Требуемая относительная нестабильность частоты

радиопередаю­

щего устройства импульсной широкополосной РЛС должна

быть

порядка 0,01%. Передатчик РЛС, использующий

импульсно-коге-

рентный метод селекции движущихся целей, должен иметь более высокую стабильность частоты — 0,001—0,0001%. При этом осо­ бенно важно соблюдение стабильности частоты от импульса к им­ пульсу.

Узкополосные РЛС имеют еще большую стабильность частоты. Это объясняется тем, что нестабильность частоты передатчика узко­ полосной РЛС может привести к тому, что часть энергии сигнала окажется за пределами полосы пропускания приемного устройства, вследствие чего произойдет резкое снижение дальности действия РЛС.

2. Эталонность и фиксирующая способность контура автогенератора

Частота колебаний автогенератора зависит от собственной ча­ стоты контура, его добротности и фазового сдвига между первой гармоникой анодного тока и напряжением на контуре.

Собственная частота контура определяется по формуле

где

Q — добротность контура;

L K

и Ск — индуктивность и емкость контура.

 

Из формулы (1.81) следует, что изменение собственной часто­

ты

контура шо может возникнуть под действием любого внешнего

дестабилизирующего фактора, вызывающего изменение первичных параметров контура. Таким образом, одной из причин изменения частоты автогенератора является нестабильность параметров его колебательной системы. Другой причиной нестабильности частоты автоколебаний может явиться изменение фазового сдвига между первой гармоникой анодного тока и напряжением на контуре, воз­ никающее при нарушении баланса фаз. Способность контура про­

тиводействовать этим двум явлениям оценивается

соответственно

его эталонностью и фиксирующей

способностью.

 

Э т а л о н н о с т ь ю к о н т у р а

называется его

способность со­

хранять неизменным значение собственной частоты колебаний. Эталонность колебательной системы зависит от качества ее де­

талей (конденсаторов и катушек индуктивности) и от стабильно­

сти

паразитных емкостей С

п а р , входящих в колебательную

систе­

му.

При достаточно высоком

качестве современных деталей

можно

80


считать, что эталонные свойства колебательной системы определя­ ются главным образом нестабильностью паразитных емкостей. Их влияние уменьшается при увеличении добротности контура Q.

Действительно, при заданном значении резонансного сопротив­ ления контура (R3 = Q-p) увеличение добротности Q позволяет

уменьшить

характеристическое сопротивление р =

| / - i v 1 -

, т.

е.

увеличить полную емкость контура С к и тем самым

уменьшить

от-

носительное

ДС пар

 

умень­

изменение е м к о с т и — ~ — , а следовательно,

 

ши

 

 

 

шить и изменение частоты А/. Следует отметить, что при увеличе­ нии рабочей частоты приходится уменьшать емкость контура С к и, следовательно, увеличивать относительную нестабильность емко­

сти рг^-. Поэтому

с укорочением длины волны

стабильность

частоты ухудшается.

 

 

Ф и к с и р у ю щ е й

с п о с о б н о с т ь ю к о н т у р а

называется

его свойство изменять сдвиг по фазе между напряжением на кон­ туре и первой гармоникой анодного тока без существенного изме­ нения частоты генератора. Наличие такого сдвига объясняется тем,

что

фазовое

условие

самовозбуждения

автогенератора выполняет­

ся

лишь при

наличии

баланса

сдвига

фаз

в цепи обратной

связи

и в анодной

цепи генератора:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

+

90.0

=

0,

 

 

 

 

где

<р — угол

сдвига фаз

между

первой

гармоникой анодного

 

тока и напряжением на контуре;

 

 

 

 

 

то. с — У г о л

сдвига фаз между

напряжением

на

контуре

и на­

 

пряжением

обратной

связи.

 

 

 

 

 

 

Всякое изменение

режима

работы цепи

сетки

или

анода

лампы

автогенератора вызывает изменение фазового сдвига Д<р0.с в цепи обратной связи и, следовательно, нарушение баланса фаз. Чем больше фиксирующая способность колебательной системы, тем меньше будет изменение генерируемой частоты Дш, необходимое для восстановления нарушенного баланса фаз, т. е. для создания компенсирующего сдвига фаз в анодной цепи Дер.

Очевидно, что чем больше наклон фазочастотной характери­

стики колебательного

контура

(рис. 1.57,6), тем при меньшем

изменении частоты

будет происходить эта компенсация. Из

рис.

1.57 следует, что

фиксирующая способность контура тем выше,

чем

больше добротность контура

Q.

На рис. 1.57,6 это проиллюстрировано на примере сравнения двух фазочастотных характеристик. При различных добротностях (Q2>$3) одинаковый фазовый сдвиг (Д<р2 = Дфз) приводит к раз­ личным изменениям частоты (Дшз>Ди>2). Поскольку крутизна фа­ зочастотной характеристики максимальна при ш —шо, то фиксирую-


щая способность контура будет тем выше, чем ближе частота ге­ нератора к собственной частоте контура.

Таким образом, применение в автогенераторе контуров с высо­ кой добротностью способствует повышению стабильности частоты радиопередающего устройства. Важную роль в повышении ста­

бильности частоты радиопередающего устройства играет

также

ослабление или устранение внешних дестабилизирующих

факто­

ров, воздействующих на

пара­

 

 

 

 

 

 

метры контура и на режим

 

 

 

 

 

 

ламп

автогенератора.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Внешние

дестабилизирую­

 

 

 

 

 

 

 

 

щие факторы и меры

 

 

 

 

 

 

 

устранения

их

влияния

 

 

 

 

 

 

 

К

внешним

дестабилизи­

 

 

 

 

 

 

рующим факторам

относятся:

 

 

 

 

 

 

'Неточность установки частоты,

 

 

 

 

 

 

вибрация

деталей,

изменение

 

 

 

 

 

 

температуры

деталей

и

ламп,

 

 

 

 

 

 

нестабильность

 

напряжения

 

 

 

 

 

 

источников

питания,

 

неста­

 

 

 

 

 

 

бильность

нагрузки

генерато­

 

 

 

 

 

 

ра,

изменение

влажности и

 

 

 

 

 

 

давления

воздуха,

смена

ламп

 

 

 

 

 

 

и деталей

контуров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н е т о ч н о с т ь

у с т а н о в ­

Рис.

1.57.

Резонансные кривые

и фазо-

к и

ч а с т о т ы

играет

значи­

частотные

характеристики

параллель­

тельную

роль

в

передатчике

ных колебательных

контуров

различной

с

плавной

настройкой.

Точ­

добротности, настроенных на

одинако­

ность

установки

частоты

опре­

 

 

вую

волну

 

 

 

 

 

 

 

 

деляется

качеством

выполне­

 

 

 

 

 

 

ния органов настройки, н а л и ­

чием

зажимных

винтов

 

или других

 

элементов,

обеспечиваю­

щих неподвижность шкал настройки при вибрации и тряске аппа­ ратуры. Для обеспечения необходимой точности первоначальной

установки и отсчета

частоты по

шкале применяют оптические

шкалы. Они имеют большое число

делений

и снабжены

увеличи­

тельной оптической системой.

 

 

 

В и б р а ц и я д е т а л е й особенно сильно

сказывается

в пере­

датчиках подвижных

радиостанций

(автомобильных, танковых, са­

молетных и т. п.). Вибрация соединительных проводов, а также пластин роторов переменных конденсаторов может изменять ем­ кость колебательной системы в значительных пределах. Во избе­ жание этого применяется амортизация шасси радиопередающего устройства. Монтаж всех деталей и проводов делается жестким. Роторы конденсаторов переменной емкости изготовляются из мас­ сивных пластин.