Резонансные колебательные цепи ГВВ и основные требования к ним.

Выходная цепь резонансного ГВВ содержит колебательную цепь (в простейшем случае – одиночный колебательный контур) и нагрузку. В промежуточных каскадах такой нагрузкой является входная цепь следующего каскада. В выходном каскаде передатчика полезной нагрузкой является входное сопротивление фидера, питающего антенну, либо непосредственное входное сопротивление самой антенны. К колебательной цепи, которая в общем случае является четырехполюсником, включаемым между электронным прибором и нагрузкой, предъявляется целый ряд требований. Этот четырехполюсник должен:

1. Трансформировать сопротивление нагрузки в такое сопротивление R_экв, которое является оптимальным для электронного прибора. В противном случае генератор будет работать в невыгодном режиме, при этом могут снизиться мощность и его КПД, а также могут возникнуть искажения передаваемого сигнала;

2. Обеспечивать заданные амплитудно- и фазочастотные характеристики в заданной полосе частот согласно характеру передаваемых сообщений и нормам на допустимы искажения;

3. Задерживать (отфильтровывать) высшие гармоники в нагрузке (на входе следующего каскада или в антенне оконечного каскада), так, чтобы их мощность не превышала допустимого значения;

4. Перестраиваться в заданном диапазоне частот и иметь регулируемую связь с нагрузкой, чтобы при изменении последней была возможность сохранить оптимальной нагрузку для электронного прибора;

5. Вносить незначительные потери мощности, т.е. обеспечивать высокий КПД четырехполюсника.

Кроме перечисленных предъявляют также требования к стоимости, габаритным размерам, массе, надежности и т.д.

Т.к. невозможно одинаково хорошо удовлетворять все перечисленные требования, в зависимости от конкретных условий некоторые из них необходимо считать главными, а другие – второстепенными. При построении колебательных систем предварительных каскадов основными являются требования трансформации сопротивления нагрузки к заданному значению. При правильном ее проектировании удается обеспечить достаточное подавление высших гармоник на входе следующего каскада. Здесь не требуется, чтобы колебательная система обеспечивала высокий КПД, т.к. все, вместе взятые, каскады предварительного усиления потребляют меньшую мощность, чем мощность, потребляемая выходным каскадом. При построении колебательных систем выходных каскадов добавляются противоречивые требования получения высокой степени фильтрации высших гармоник в нагрузке при сохранении заданной полосы пропускания и максимального КПД, что ведет к заметным усложнениям колебательной системы.

Основными элементами колебательных систем передатчиков являются контурные катушки индуктивностей и конденсаторы. Главная особенность состоит в том, что они работают при больших значениях контурных токов и напряжений между их выводами и соседними витками катушек. Поэтому при выборе конденсаторов и изготовлении катушек индуктивности исходными являются не только их номинальные емкости и индуктивности, но и допустимые значения тока, напряжения и реактивной мощности, а также малые потери и достаточное охлаждение.

При выполнении этих требований контурные катушки наматывают не плотно из толстого медного, серебряного или черного провода, ленты или труб круглого, прямоугольного, или квадратного профиля. Каркасы делают не сплошными для лучшего охлаждения. Витки закрепляют на рейках или стержнях из высокочастотного изолированного материала (микалекс, радиофарфор). При больших токах возникает необходимость принудительного воздушного или водяного охлаждения катушки индуктивности. При водяном охлаждении дисцилированная вода циркулирует внутри трубы, из которой намотана катушка.

Катушки переменной индуктивности применяются трех основных типов: катушки с изменяющимся числом витков, вариометры с вращающейся или перемещающейся одной катушкой – ротором внутри другой катушки – статора и магнитные вариометры. Катушки первого типа имеют цилиндрическую или спиральную намотку. Вращением скользящего контакта можно изменять число действующих витков катушки, а следовательно, ее индуктивность.

В отличие от катушек индуктивностей конденсаторы выпускаются промышленностью в широком ассортименте. На конденсаторы указываются предельно допустимые электрические характеристики (U_доп, P_р.доп). В РПУ находят применение керамические и вакуумные конденсаторы, значительно реже воздушные. Вакуумные конденсаторы имеют наименьшие потери.

Переменные конденсаторы выполняются также воздушными и вакуумными. При небольших рабочих напряжениях (до 1 кВ) применяют воздушные переменные конденсаторы, а при больших – в основном вакуумные, из-за их высокой электрической прочности.