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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 314

Скачиваний: 3

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

Искажения, которые возникают при трансформации прямо­ угольного импульса, сводятся к растяжению фронтов импульса, увеличению спада на плоской вершине импульса &U, а также появлению колебаний на вершине импульса (рис. 1.143).

Правильным выбором параметров трансформатора эти иска­ жения можно свести к допустимому минимуму.

Схема, подобная рассмотренной, используется также и для им­ пульсной модуляции генератора метровых волн.

4. Схемы импульсной модуляции с ионными коммутирующими устройствами

Как указывалось выше, в импульсных модуляторах с ионными коммутаторами форма и длительность формируемого модулирую­ щего видеоимпульса практически не зависят от формы и длитель­ ности управляющих импульсов, а определяются свойствами на­ копителя. Поэтому при применении ионных коммутаторов конден­ саторы в качестве накопителей энергии не применяются, так как при этом форма модулирующего импульса соответствует кривой разряда конденсатора — экспоненте. В модуляторах с ионными коммутаторами в качестве накопителя энергии обычно использует­ ся искусственная длинная линия.

Известно, что при разряде длинной линии на нагрузочное со­ противление, равное ее волновому сопротивлению, на нагрузке формируется прямоугольный импульс, длительность которого тп зависит от длины линии / и скорости распространения электро-

 

 

 

 

21

магнитной

энергии

вдоль линии

v: ча = —.

 

 

 

 

v

Однако

реальная

длинная линия с

распределенными параме­

трами не

может использоваться

для

формирования импульсов

вследствие

ее громоздкости.

 

 

На практике в качестве накопителя энергии используется ра­ зомкнутая искусственная линия, состоящая из сосредоточенных

индуктивностей

и емкостей

(рис. 1.144,а).

Искусственная

длин­

ная линия не может являться точным эквивалентом

однородной

длинной

линии,

и поэтому

она формирует

несколько

искаженный

импульс

(рис. 1.144,6).

 

 

 

 

Чем

больше

ячеек в искусственной линии, тем круче

фронты

формируемого ею импульса. Однако увеличение числа ячеек при­

водит к

уменьшению индуктивностей и емкостей каждой ячейки,

которые

становятся соизмеримыми с паразитными

параметрами

схемы.

Поэтому

при длительности

формируемого импульса

0,5—

2 мксек

обычно

ограничиваются

тремя — четырьмя

ячейками, и

лишь при длительности формируемых импульсов тц=(2—5)

мксек

число ячеек искусственной линии

может быть увеличено до 5—8.

В качестве ионного коммутирующего устройства в модуляторах чаще всего применяются водородные тиратроны, реже (при боль­

ших мощностях) —тригатроны. 180

Линия может быть заряжена от источника высокого напряже­ ния через дроссель, обладающий практически бесконечным сопро­ тивлением на частотах, соответствующих основным гармоническим составляющим формируемого линией импульса. Поэтому этот дроссель отделяет источник питания от линии при формировании

импульса, т. е. при разряде

линии. Поскольку заряд линии проис­

ходит сравнительно

медленно,

то влиянием индуктивностей ячеек

при

заряде можно

пренебречь,

т. е считать, что емкости ячеек ли­

нии

включены параллельно,

составляя эквивалентную емкость Сэ =

— пС\, где п — число ячеек,

а С\ — емкость одной ячейки.

6

 

Рис. 1.144. Искусственная линия (а) и

 

формируемый ею импульс

(б)

Энергия, накопленная в линии к концу

ее заряда, может быть

выражена формулой W — —g—> г Д е

— напряжение, до ко­

торого заряжена

линия.

 

 

Искусственная линия может быть заряжена как от источника

постоянного тока, так и от источника

переменного тока. Ниже бу­

дут рассмотрены

схемы импульсной

модуляции магнетрона с ис­

пользованием искусственной линии, соответствующие этим двум случаям.

С х е м а и м п у л ь с н о й м о д у л я ц и и

м а г н е т р о н а

с з а р я д о м и с к у с с т в е н н о й д л и н н о й л и н и и

от и с т о ч н и к а п о с т о я н н о г о

т о к а

Принципиальная схема импульсной модуляции магнетрона с использованием тиратронного коммутатора и зарядом искусствен­

ной

длинной

линии от источника постоянного

тока

показана на

рис.

1.145.

 

 

 

 

Величина

индуктивности зарядного

дросселя

L 3 a p

подбирается

так, чтобы вместе с емкостью линии Сэ

она составляла последова­

тельный колебательный контур, период

собственных

колебаний ко-

181

торого Т0 должен быть в два раза больше периода повторения им­ пульсов Тп:

Та — 2^ К^зарСэ — 27",,.

Эквивалентная схема цепи заряда линии от источника постоянного тока показана на рис. 1.146, а. На этой схеме сопротивление г представляет собой суммарное сопротивление цепи заряда, ко­ торое складывается из активного сопротивления дросселя и вну­ треннего сопротивления источника питания.

л.

Рис. 1.145. Принципиальная схема импульсной модуляции магнетрона с тиратронным коммутатором и зарядом искусственной липни от источника постоян­ ного тока

Величина сопротивления г должна быть меньше удвоенного значения характеристического сопротивления колебательной си­ стемы. Только в этом случае в цепи возникает колебательный за­ ряд линии.

Если коэффициент затухания зарядного контура 8=757— д о "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•^'-:iap

 

статочно

мал, то

напряжение

на

эквивалентной

емкости

линии

можно приближенно

определить из формулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ц е а ж £ , , с т ( 1 —e-M cos(o0 0,

 

 

 

(1.107)

где

соо — частота

собственных

колебаний

зарядного

контура.

 

 

На рис. 1.146,6 показан график изменения

напряжения

на ли­

нии

при ее заряде

от источника

постоянного

тока.

Коммутатор

замыкает

линию

на

разряд в

первый

максимум

напряжения

на

линии, когда это напряжение близко к удвоенному

значению на­

пряжения

источника, т. е. в момент /, =

—• =

тс

УL3apC3.

 

 

Чтобы нестабильность параметров зарядного дросселя и искус­

ственной

линии,

вызывающая

изменение

периода

 

колебаний

Т3,

не влияла на величину напряжения на линии в момент переклю­

чения последней

с заряда на разряд, последовательно с дроссе­

лем включается

диод

Л\. Этот диод

запирается и разрывает цепь

заряда в тот момент,

когда линия заряжена до максимального на­

пряжения. Тем

самым устраняется

возможность обратного раз-

182

RKCK,

ряда линии, и напряжение на ней остается практически постоян­ ным до момента подачи управляющего импульса, зажигающего тиратрон Л2. При добротности зарядного контура Q = 15 это мак­ симальное напряжение равно примерно 1,8-Ецст.

Рис. 1.146. Эквивалентная схема цепи заряда линии от источника постоянного тока (а) и график изменения напряжения на линии в процессе заряда (б)

Если сопротивление магнетрона согласовано с волновым со­ противлением линии (если ^?м = р), то в момент зажигания тира­ трона г1! напряжение на нагруженном конце линии становится рав­

ным

 

. При этом

в процессе разряда линии на магнетроне

формируется

 

прямоуголь­

 

ный

импульс

 

напряжения

с

 

амплитудой,

равной

 

gaк с

•

 

Длительность

этого импуль­

 

са определяется параметра­

 

ми

длинной

линии.

Графи­

 

ки

изменения

напряжения

 

на линии и нагрузке в рас­

 

сматриваемой

схеме

 

пока­

 

заны на рис. 1.147.

 

 

 

Рис. 1.147. Графики напряжения на линии

Для

согласования

сопро­

тивления магнетрона

с

вол­

и нагрузке в схеме с зарядом линии от

новым

сопротивлением

ли­

источника постоянного тока

 

нии

в

схеме

используется

 

импульсный трансформатор (ИТ). Корректирующая цепь подключенная параллельно первичной обмотке трансформатора, служит для устранения выбросов в модулирующем напряжении магнетрона в момент зажигания, когда магнетрон еще не возбу­ дился и его сопротивление очень велико, т. е. когда согласование линии с магнетроном еще отсутствует. Сопротивление корректи­ рующей цепи Яр выбирается приблизительно равным волновому

183

Рис. 1.149. Эквивалентная схема цепи заряда линии от источника перемен­ ного тока и графики напряжений при резонансном заряде

сопротивлению линии. Поэтому

в момент

зажигания линия

оказы­

вается

нагруженной

не на магнетрон, а

на

сопротивление

RK и

согласование не нарушается. В последующие

моменты по мере за­

ряда

конденсатора

С к общее

сопротивление корректирующей

цепи увеличивается, стремясь к бесконечности, и эта цепь пере­ стает влиять на работу схемы. Величина емкости конденсатора корректирующей цепи подбирается экспериментально.

Если импульсный модулятор и модулируемый магнетрон раз­ несены, то соединение искусственной линии с импульсным транс­ форматором осуществляется с помощью коаксиального кабеля, как и показано на рис. 1.145. Волновое сопротивление кабеля дол­ жно быть равно волновому сопротивлению искусственной длинной линии.

 

С х е м а и м п у л ь с н о й м о д у л я ц и и

м а г н е т р о н а

 

с з а р я д о м и с к у с с т в е н н о й д л и н н о й

л и н и и

 

 

 

от и с т о ч н и к а п е р е м е н н о г о т о к а

 

Искусственные линии в схемах

импульсной

модуляции можно

заряжать не только от источника

постоянного, но и от источника

переменного

тока. В этом

случае

зарядный контур,

составленный

зарядным

дросселем

L 3

a p и

 

 

 

эквивалентной

емкостью

ли­

 

1о6ш

 

нии Сэ , должен

быть настроен

 

 

"ист" "г

 

 

в

резонанс

с частотой

источ­

 

 

ника переменного тока.

 

 

 

 

 

 

Упрощенная

схема

тако­

 

 

 

го

модулятора

показана

на

 

 

 

рис. 1.148.

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

в

начальный

момент

 

 

 

(£ = 0),

емкость

линии

Сэ

раз­

 

 

 

ряжена, то напряжение

на ней

 

 

 

Рис. 1.148. Упрощенная схема модулятора с зарядом линии от источника переменного тока

в любой последующий момент может быть вычислено (без учета потерь) по формуле

Uc^ — —~- (sin со/ — со/ COS с о / ) .

(1.108)

184

Смотрите также файлы