РАДИОПЕРЕДАТЧИК С ДВУХТАКТНЫМ МОДУЛЯТОРОМ Российский патент 1994 года по МПК H04B1/04 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиовещательных передатчиках.

Цель изобретения - повышение КПД при допустимом уровне нелинейных искажений выходных сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого радиопередатчика; на фиг. 2 - эпюры напряжений.

Радиопередатчик с двухтактным модулятором содержит формирователь 1 импульсов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), двухтактный модулятор 2, в который входит фильтр 3 низкой частоты (ФНЧ) и выходной модуляционный трансформатор 4, конденсатор 5, ламповый оконечный каскад 6 радиопередатчика, дроссель 7, источник 8 постоянного анодного питания, ключевой усилитель 9, ФНЧ 10, вычитатель 11, делитель 12 напряжения, блок 13 задержки, сумматор 14, источник 15 положительного напряжения смещения, предварительный тракт 16 высокой частоты.

Радиопередатчик с двухтактным модулятором работает следующим образом.

Входной модулирующий сигнал U_вх, не имеющий постоянной составляющей, поступает на вход формирователя 1, который формирует две последовательности ШИМ импульсов, соответствующие отрицательным и положительным полуволнам усиливаемого сигнала, которые подаются на входы плеч двухтактного усилителя класса ВД2. Эти усиленные напряжения через ФНЧ 3, который также состоит из двух плеч, и выходной модуляционный трансформатор 4, поступают в цепь анодного питания лапового оконечного каскада 6 радиопередатчика, причем напряжение на выходе выходного модуляционного трансформатора 4 имеет форму, близкую к форме модулирующего сигнала U_вх. Указанное напряжение суммируется с постоянным напряжением источника 8 постоянного анодного питания и выходным напряжением ключевого усилителя 9. Суммарное напряжение через ФНЧ 10 поступает в качестве модулирующего сигнала на ламповый оконечный каскад 6, в котором производится амплитудная модуляция напряжения радиочастоты, поступающего с выхода предварительного тракта 16. Первичная обмотка выходного модуля- ционного трансформатора 4 состоит из двух полуобмоток, подключенных к соответствующим плечам ФНЧ 3. Последний устраняет спектральные составляющие, обусловленные процессами коммутации в двухтактном усилителе класса ВD, а ФНЧ 10 - составляющие, обусловленные коммутацией ключевого усилителя 9.

Сумма отфильтрованного напряжения двухтактного модулятора 2 и источника 8 постоянного анодного питания (кривая I на фиг. 2) через делитель 12 напряжения, который приводит сигналы на входах вычитателя 11 к одному масштабу, поступает на инвертирующий вход вычитателя 11. Входной модулирующий сигнал U_вх складывается в сумматоре 14 с положительным смещением от источника 15 и через блок 13 задержки, который компенсирует задержку сигнала в ФНЧ 3, поступает на неинвертирующий вход вычитателя 11. Выделенный вычитателем 11 сигнал ошибки поступает на вход ключевого усилителя 9.

Как видно из фиг. 2, смещение входного сигнала источником 15 должно составлять 1+ Δ (в относительных величинах), при этом максимальная величина выходного сигнала, которая требуется от ключевого усилителя, составляет 2Δ . Расчеты показывают, что при используемой в мощных ключевых модуляторах тактовой частоте 50-70 кГц, величина нелинейного начального участка амплитудной характеристики лампового модулятора класса ВD составляет около 2% . При этом ключевой усилитель может быть реализован на полупроводниковых приборах. Поскольку ключевой усилитель 9 находится под высоким потенциалом относительно земли, в его состав входит гальваническая развязка, например оптическая.

Выходное напряжение ключевого усилителя 9 может суммироваться с напряжением 1 (фиг. 2), но не может из него вычитаться. По этой причине модулирующее напряжение на входе вычитателя смещают на величину, равную не 1, а 1 + Δ . Из фиг. 2 видно, что уровень несущей на выходе увеличивается на величину Δ , которая находится в пределах 5% . (56) Радиопередающие устройства. Под ред. Зейтленка Г. А. М. : Связь, 1969, с. 194 и 195.

Использование: радиовещательные передатчики. Сущность изобретения: радиопередатчик с двухтактным модулятором содержит формирователь 1 импульсов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), двухтактный модулятор, в который входит фильтр 3 низкой частоты и выходной модуляционный трансформатор 4, конденсатор 5, ламповый оконечный каскад 6 радиопередатчика, дроссель 7, источник 8 постоянного анодного питания, ключевой усилитель 9, фильтр 10 низкой частоты, вычитатель 11, делитель 12 напряжения, блок 13 задержки, сумматор 14, источник 15 положительного напряжения смещения, предварительный тракт 16 высокой частоты и позволяет повысить КПД при допустимом уровне нелинейных искажений. 2 ил.

РАДИОПЕРЕДАТЧИК С ДВУХТАКТНЫМ МОДУЛЯТОРОМ, содержащий ламповый оконечный каскад радиопередатчика, к входу которого подключен выход предварительного тракта высокой частоты, источник постоянного анодного питания, двухтактный модулятор, который выполнен в виде двухтактного усилителя с выходным модуляционным трансформатором, один вывод вторичной обмотки которого через конденсатор подключен к общей шине, а другой вывод вторичной обмотки которого через дроссель подключен к выходу источника постоянного анодного питания, при этом катодная цепь лампового оконечного каскада радиопередатчика подключена к общей шине, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при допустимом уровне нелинейных искажений выходных сигналов, введены формирователь импульсов с широтно-импульсной модуляцией, последовательно соединенные источник положительного напряжения смещения, сумматор, блок задержки, вычитатель, ключевой усилитель и фильтр низкой частоты, выход которого подключен к входу питания анодной цепи лампового оконечного каскада радиопередатчика, делитель напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом вычитателя, при этом вход делителя напряжения и вход питания ключевого усилителя подключены к второму выводу вторичной обмотки выходного модуляционного трансформатора двухтактного усилителя с выходным модуляционным трансформатором, который выполнен в виде двухтактного усилителя класса ВД с выходным модуляционным трансформатором, второй вход сумматора соединен с входом формирователя импульсов с широтно-импульсной модуляцией и является входом модулирующего сигнала радиопередатчика с двухтактным модулятором, а выходы формирователя импульсов с широтно-импульсной модуляцией соединены с соответствующими входами двухтактного модулятора.