проектирование радиопередающих устройств

сведения

Курсовой и дипломный проекты представляют собой сравнительно сложный комплекс вопросов схемного, расчетного и конструктивного характера. Приходится выбирать способ модуляции или манипуляции, схемы, лампы и транзисторы, элементы колебательных систем, источники питания, решать и другие вопросы путем технико-экономического сравнения возможных вариантов и ознакомления с уже выпущенными проектами. Квалифицированно решить эти вопросы, пользуясь только учебниками, затруднительно. Это пособие облегчит студентам процесс проектирования.

В связи с быстрым ростом сети радиопередающих станций Советского Союза, повышением требований к качеству и надежности их работы особое внимание студентов обращается на необходимость использования в разрабатываемых ими проектах новых и новейших достижений отечественной и зарубежной техники в области радиопередающих устройств. Сюда относятся такие вопросы, как применение новых мощных радиоламп с активированным катодом, в отдельных случаях разборных радиоламп; мощных ламп с воздушным и испарительным охлаждением; выбор экономически наиболее выгодных режимов анодной цепи и накала; широкое применение транзисторов, экранированных ламп, схемы с заземленной сеткой, ультралипейных каскадов усиления в модуляторах; использование электронных манипуляторов, быстродействующей электронной защиты; применение широкополосных усилителей (например, с распределенным усилением) и др.

Материал книги подобран так, чтобы проектантам не было необходимости прибегать к использованию большого количества дополнительной литературы. Вместе с тем пособие не претендует на то, чтобы охватить все вопросы, возникающие при проектировании, вследствие большого разнообразия тем, предлагаемых студентам, и неоднозначности возможных решений. В частности, пособие не содержит полных справочных материалов по параметрам ламп, транзисторов и других радиотехнических изделий.

В пособии даются направление и порядок проектирования, приведены методы выбора схем и их основных параметров, дано зна-

чительное количество формул и таблиц с указанием границ их применения.

Предполагается, что проектант хорошо знаком с теоретической частью курса «Радиопередающие устройства» специальности «Радиосвязь и радиовещание» (спец. 0703). Поэтому в пособии используются соотношения и формулы, известные из этого курса, без выводов и доказательств.

Термины и обозначения в этой книге приняты такие же, что в [1.Г

1.2. Электровакуумные приборы для передающих устройств

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В радиопередающих устройствах используются разнообразные электронные, полупроводниковые и ионные приборы. Ассортимент их постоянно обновляется: разрабатываются принципиально новые, совершенствуются существующие, изымаются из практики устаревшие.

Целесообразность применения ламп или транзисторов и их конкретные типы для каждого каскада определяются технико-экономическим расчетом. Общая тенденция в настоящее время такова.

В мощных каскадах передатчиков (за исключением самых длинноволновых) в основном применяются электронные радиолампы и специальные электронные приборы СВЧ. В маломощных каскадах все более широко применяются полупроводниковые приборы. Использование в передающих устройствах маломощных генераторных и дриемно-уоилителыных ламп оправдано только в том случае, если доказана невозможность или явная нецелесообраз- ность использования транзисторов, полупроводниковых диодов и т. п. Например, применение приемно-усилительных ламп оказывается неизбежным в условиях высокой температуры окружающей среды, при большой разнице максимальной и минимальной температуры, при наличии проникающей радиации и т. п.

Технические характеристики электронных приборов публикуются в справочниках, цены - в прейскурантах.

Ниже дается по возможности полный и в какой-то мере систематизированный по области применения перечень радиоламп, которые могут быть использованы в радиопередающих устройствах длинных, средних, коротких и ультракоротких волн с некоторыми справочными данными. Как и всякая систематизация, приведенное здесь разделение ламп на группы в значительной мере условно.

Особенности использующихся в передающих устройствах полупроводниковых приборов рассмотрены в гл. 7, а электронные лампы и некоторые специальные приборы для диапазона СВЧ -> в гл. 9-14.

СООБРАЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ ГЕНЕРАТОРНЫХ ЛАМП

Выбор лампы или нескольких ламп для каждого каскада передатчика производится по заданной мощности каскада и его рабочей частоте с учетом способа модуляции, способа охлаждения и конструктивных особенностей лампы, необходимых питающих напряжений, возможной схемы каскада (однотактная или двухтактная, с общим катодом или общей сеткой) и возможного вида колебательной системы (с сосредоточенными параметрами или в виде отрезка длинной линии) [1.1, с. 47, 50-52, 112, а также гл. 3 и 9].

Всегда предпочтительно использование более дешевых и экономичных ламп.

В эксплуатационном отношении удобнее иметь дело с меньшим числом типов ламп при большом количестве ламп каждого типа, так как это способствует взаимозаменяемости. Поэтому при проектировании целесообразно придерживаться тех типов ламп (из числа безусловно перспективных), которые наиболее распространены в том ведомстве, для которого предназначается новая разработка. Для уменьшения числа типов ламп в передатчике широко практикуется использование в ряде промежуточных каскадов высокой и низкой частоты одинаковых ламп при значительном недоиспользовании их по мощности в одних каскадах и при совместной работе двух-шести ламп в других.

В тех случаях, когда в каком-либо мощном каскаде и особенно в выходном по техническим соображениям возможно применение нескольких разных вариантов комплектов радиоламп, выбирают вариант, обеспечивающий наименьшую стоимость часа эксплуатации. Себестоимость часа эксплуатации комплекта ламп каскада слагается из затрат на приобретение ламп, отнесенных к часу работы, и затрат на оплату электроэнергии питания. Срок службы ламп принимается по данным справочника; тариф на электроэнергию - в соответствии с вероятными будущими условиями эксплуатации.

Надежность работы генератора во многом определяется правильным выбором режима и точностью его соблюдения в процессе эксплуатации. Ряд рекомендаций по особенностям применения генераторных ламп, перечень необходимых устройств защиты, правила включения изложены в {1.4, т. 2, с. 9-15].

Рабочая частота каскада (для умножителей и преобразователей частоты частота в анодном контуре), как правило, не должна превосходить максимальную частоту лампы /макс Превышение максимальной частоты приводит к опасной перегрузке электродов ламп емкостными токами, к чрезмерному нагреву изоляции лампы. Как правило, экономически нецелесообразно, хотя технически и допустимо, применение на относительно низких частотах существенно более высокочастотных ламп (например, в средневолновом передатчике с рабочей частотой порядка 0,5-1,0 МГц ультракоротковолновых ламп с максимальной рабочей частотой 200-