100 лет радио - Мигулина В.В.
ISBN 5-256-01228-2
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 3. Структурная схема передатчика РРЛ прямой видимости
Радиопередающие и радиоприемные устройства 71
1\П
Мл
х
УМ
т
Рис. 4. Структурная схема передатчика, построенного по методу Кана
Наряду с описанными схемами встречаются и другие. Например, в Японии уже несколько лет эксплуатируются передатчики диапазона СВ мощностью 100 кВт, построенные на полевых транзисторах. В мощном каскаде применяются стоковая модуляция и класс О в мощных усилителях 34.
Переход к однополосному вещанию в КВ, а затем и в других диапазонах заставили искать новые принципы построения передатчиков, позволяющие повышать КПД.
Ряд фирм в США и в Европе выпускают передатчики мощностью 500...600 кВт, построенные по методу Кана (рис.4). Такой передатчик состоит из возбудителя 1, 2, тракта радиочастоты 3—5 (предварительные усилители, мощный перемножитель — каскад с анодной модуляцией и ВЦ) и мощного усилителя огибающей 6. Промышленный КПД таких передатчиков достигает 70...75%.
Дальнейшее развитие техники радиопередающих устройств будет идти, по-видимому, с учетом появления новых требований к передатчикам со стороны систем радиосвязи, радиовещания, телевидения и др. Достигнутые мощности передатчиков, как правило, соответствуют требованиям систем радиосвязи и радиовещания. Более того, изменившаяся ситуация в мире и экономические соображения могут привести к отказу от сверхмощных передатчиков в диапазонах ДВ, СВ и КВ. Проблема повышения КПД остается актуальной для всех видов передатчиков. Для передатчиков больших мощностей всегда будут наиболее существенны экономические причины, для маломощных передатчиков увеличение КПД — это уменьшение рассеиваемой мощности в электронных приборах и, следовательно, увеличение их надежности и срока работы с установленным комплектом питания.
В текущем веке были построены передатчики для всех диапазонов частот: от 10 кГц до 10... 12 ГГц. В настоящее время идет практическое освоение диапазона до 30 ГГц. Для всех диапазонов частот разработаны эффективные способы ограничения полосы частот, занимаемой в радиоканале при передаче любых сообщений. Уже известные методы стабилизации рабочих частот, главным об-
72
В. М. Розов, Н. И. Чистяков, В. В. Шахгильдян
разом внедрение цифровых синтезаторов, позволяют работать с предельно узкими полосами в радиоканале.
Дальнейшее совершенствование мощных передатчиков звукового вещания в диапазонах ДВ, СВ и КВ представляет собой практическую реализацию идей, выработанных в последние годы. Увеличение КПД передатчиков с анодной и анодно-экранной модуляцией будет достигаться при замене мощных усилителей класса В усилителями с промежуточной широтно- или амплитудно-импульсной модуляцией, а также введении автоматического регулирования уровня несущей по нелинейному закону от глубины модуляции. При переходе от передатчиков, построенных на триодах, к передатчикам на эффективных тетродах с левыми характеристиками КПД дополнительно увеличится. При этом число ламп уменьшится до одной-двух для передатчика мощностью 500 кВт, снизится потребление тока на накал и охлаждение, промышленный КПД возрастет до 65...85%. Более высокий КПД (около 70%) — у передатчиков с модуляторами с ШИМ или АИМ.
Для повышения надежности работы, оперативности и упрощения обслуживания в передатчики вводятся основанные на микропроцессорах системы диагностики отказов, автоконтроля и регулирования важнейших параметров.
Возрастает интерес к мощным транзисторным передатчикам. Первые КВ передатчики мощностью 1...5 кВт на биполярных транзисторах появились в 70-х гг. Используемые для радиосвязи и построенные по классическим принципам линейного усиления на 50-ваттных транзисторах передатчики имели низкий КПД, сравнительно большой уровень нелинейных искажений и малую надежность. Вопрос о разработке мощного вещательного транзисторного передатчика в те годы не обсуждался, поскольку была известна тенденция роста мощности на один баллон для ламп и для тра-
Рис. 5. Увеличение мощности (на один баллон) генераторных ламп и транзисторов
Рном, Вт
1 МВт
Лампы
60 70 80 90
годы/Хвека
Радиопередающие и радиоприемные устройства
73
зисторов (рис.5): лампы к 40-м гг., а транзисторы к 60-м миновали начальный этап увеличения мощности, а начиная с 75-80 гг. графики идут почти горизонтально^для транзисторов примерно на три с половиной порядка ниже. Иначе говоря, для построения передатчика с пиковой мощностью 1000 кВт в оконечном каскаде потребуется около 4000 транзисторов. Низкая надежность и высокая стоимость транзисторов не оставляли надежд на внедрение подобных передатчиков.
В 80-х гт. в результате разработки в США и Японии полевых ВЧ высоковольтных транзисторов (МДП) появилась возможность создания мощных передатчиков с амплитудной модуляцией. Объясняется это особенностью полевых транзисторов, в которых проходящий через них ток снижается по мере увеличения температуры. Благодаря этому в каскадах на полевых транзисторах не требуется тепловая защита, транзисторы могут включаться параллельно и надежность работы оказывается высокой. В середине 80-х гг. японской фирмой NEC были разработаны передатчики мощностью 25 и 50 кВт, собранные из блоков по 3 кВт. Каждый содержит ступень с модуляцией по стоковому напряжению (80 транзисторов в мостовой схеме) и модуляционное устройство в виде усилителя 34 в режиме D (30 транзисторов в параллель). Промышленный КПД передатчика мощностью 50 кВт в режиме молчания превышает 70%.
