§ 23. Выбор типа схемы УРУ

Этот этап проектирования во многом определяет технико-экономические показатели усилителя. Следует отметить, что целесообразность применения того или иного типа схемы УРУ определяется не только исходными данными для проектирования, но и наличием широкополосных ламп с требуемыми параметрами. Поэтому целесообразно выбирать несколько вариантов схем УРУ и после выбора ламп и их окончательного расчета производить всестороннее сравнение различных вариантов с целью выбора наилучшего.

Тем не менее на основе исследования свойств различных УРУ, выполненного в предыдущих главах, можно дать общие рекомендации по применению рассмотренных схем УРУ в различных случаях.

УРУ с однородной анодной линией целесообразно использовать при относительно небольших уровнях вы-Входной мощности порядка 10-20 вт и менее и при отсутствии жестких требований к к. п. д. При такой мощности в УРУ можно использовать выходные пентоды вили тетроды из серии приемно-усилительных ламп (например, 6П14П, 6П15П, 6П18П). Как показывают расчеты, в этом случае при практически приемлемом числе ламп (10-15) мощность, рассеиваемая на анодах ламп, обычно не накладывает ограничений на величину выходной мощности. Следовательно, УРУ с однородной линией обеспечит заданную мощность при меньшем числе ламп, чем УРУ с неоднородной линией (122).

При использовании УРУ с однородной анодной линией, как правило, приходится применять широкополосный трансформатор для согласования с нагрузкой, величина которой обычно меньше волнового сопротивления анодной линии.

УРУ с неоднородной анодной линией при частичном подавлении обратной волны (схема Сосина) может быть использован как при относительно малом уровне выходной мощности (порядка 10 вт), так и при мощности порядка нескольких киловатт. Эта схема, помимо достаточно высоких энергетических показателей, обладает целым рядом весьма ценных свойств. Такими свойствами являются достаточно низкое выходное сопротивление, что значительно упрощает согласование с низкоомной нагрузкой (в ряде случаев вообще можно обойтись без согласующего трансформатора), и возможность работы на нагрузку, изменяющуюся в весьма широких пределах, с сохранением широкополосных свойств и приемлемых энергетических показателей. Последнее преимущество рассматриваемого УРУ определяет целесообразность использования его в качестве выходного каскада передатчика.

УРУ с полным подавлением обратной волны (схема Эсплея) может быть использован при различных уровнях мощности в том случае, когда сопротивление нагрузки УРУ имеет весьма малое значение. Поскольку такой усилитель имеет низкое выходное сопротивление, задача согласования с низкоомной нагрузкой значительно упрощается. Однако по энергетическим показателям для существующих параметров ламп этот усилитель значительно уступает УРУ с частичным подавлением обратной волны. Применение рассматриваемого УРУ при работе на изменяющуюся нагрузку обычно нецелесообразно, так как этот УРУ весьма чувствителен к рассогласованию [32].

УРУ с использованием в анодной линии широкополосных трансформаторов (§ 17) обычно целесообразно применять при уровнях выходной мощности, превышающих 1 квт, при согласованной нагрузке. Как указывалось в § 17, нецелесообразно использовать в таком усилителе больше 3 ламп. Эта схема УРУ может быть удобной для применения в качестве промежуточных каскадов мощных широкодиапазонных передатчиков.

Усилитель, построенный по схеме, изображенной на рис. 42, также целесообразно использовать при уровне мощности, превышающем 1 квт. Эта схема при наличии соответствующих ламп для блоков 1 и 2 может обеспечить весьма высокие энергетические показатели. Целесообразность использования трансформатора в цепи связи анодных линий блоков 1 и 2 (рис. 42, б) определяется тем выигрышем в энергетических показателях и числе ламп, который обеспечивается применением этого трансформатора. Однако рассмотренный УРУ весьма чувствителен к рассогласованию (так же, как схема Эсплея). Поэтому при работе на сильно изменяющуюся нагрузку, содержащую значительную реактивную составляющую, он во многом утрачивает свои широкополосные свойства.

В принципе любой из рассмотренных усилителей может быть использован как в однотактном, так и в двухтактном вариантах.

Усилители с выходной мощностью, превышающей несколько сотен ватт, при высоких требованиях к энергетическим показателям и к линейности усиления, как правило, целесообразно строить по двухтактной схеме с использованием ее в классе В или АВ. Как было показано в § 10, применение этой схемы с дополнительными мерами по подавлению волн четных гармоник позволяет не только получить выходной сигнал, близкий к гармоническому, но и улучшить энергетические показатели УРУ.

В ряде случаев с целью упрощения схемы УРУ можно использовать однотактную схему как в режиме колебаний первого, так и второго рода. Если к уровню высших гармоник предъявляются жесткие требования, то на выходе однотактного УРУ необходимо использовать коммутируемые октавные фильтры, разбивающие весь диапазон на ряд поддиапазонов. Для устранения отражений высших гармоник эти фильтры должны иметь постоянное и активное входное сопротивление как для основной частоты, так и для частот гармоник.

Линии усилителей могут быть построены либо на звеньях фильтров нижних частот, либо на звеньях полосовых фильтров. Выбор типа фильтров определяется коэффициентом перекрытия диапазона рабочих частот K_д = f_в/f_н.

Если K_д > 3, то обычно для линий усилителя выбирают звенья фильтров нижних частот с граничной частотой, на 15-20% превышающей f_в.

Если K_д < 2÷3, то линии целесообразно строить на звеньях полосовых фильтров. При этом схема и конструкция линий усложняются, однако обеспечивается выигрыш в энергетических и в других показателях. При использовании звеньев полосовых фильтров нижняя граничная частота выбирается на 5-10% ниже f_н, а верхняя - на 5-10% выше f_в.

Дальнейшие выкладки будем вести, предполагая, что УРУ построен на фильтрах нижних частот. Однако, учитывая известные преобразования частоты [1], приведенную методику можно использовать и для полосовых УРУ.