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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Teoría: dispositivos transmisores de radio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante Con el desarrollo de la ingeniería de radio, apareció una gran cantidad de diferentes dispositivos de transmisión de radio, desde transmisiones y radares potentes, que generan megavatios de potencia de alta frecuencia, hasta dispositivos de bolsillo en miniatura, con una potencia de milivatios, utilizados para controlar modelos de radio o encender una alarma de seguridad del coche. Operan en una amplia variedad de frecuencias, desde decenas de kilohercios (ondas muy largas) hasta decenas de gigahercios (ondas milimétricas). Sin embargo, todos estos dispositivos tienen mucho en común, lo que permite distinguirlos en una clase separada de dispositivos de ingeniería de radio. Ahora, rara vez se utilizan transmisores de radio de una sola etapa, que son un autooscilador conectado a la antena. Estos pueden ser los transmisores de micropotencia más simples de señales de control de radio o transmisores de microondas únicos, como el radar. La mayoría de los transmisores de radio se construyen de acuerdo con el esquema oscilador maestro - amplificador de potencia. En este caso, las funciones de excitación de oscilaciones y su amplificación al nivel de potencia requerido resultan separadas, lo que permite construir estas cascadas de manera óptima. Considere los transmisores LW, MW y HF más comunes e interesantes para los radioaficionados, es decir. operando en las bandas reservadas para la radiodifusión con modulación de amplitud (AM). Históricamente, este es el sistema de transmisión más antiguo, que tiene muchas deficiencias, pero no se puede abandonar. El hecho es que las ondas de estos rangos se propagan a largas distancias, y en el mundo se utilizan cientos de millones de receptores de radio, diseñados específicamente para recibir señales de AM. Por lo tanto, hay muchos transmisores de AM en el mundo. Su trabajo conjunto en el aire es imposible sin una organización clara, principalmente relacionada con la distribución de frecuencias. Cada estación de radio tiene su propia frecuencia operativa, y la cuadrícula de frecuencias se establece en un múltiplo de 9 kHz, en LW y MW, y 5 kHz, en HF. Los requisitos de estabilidad de frecuencia de los transmisores de radiodifusión son muy altos, y ahora solo se utilizan sintetizadores de frecuencia en sus osciladores maestros. Además, las frecuencias de referencia para los sintetizadores están "vinculadas" a los estándares nacionales de tiempo y frecuencia. En varios casos, la portadora de una emisora LW potente sirve como tal estándar, como, por ejemplo, la portadora de la estación de radio Droitwich en Inglaterra. En Rusia, actúan de manera un poco diferente: la señal de referencia recibida del estándar de frecuencia atómica es emitida por estaciones de radio especiales en la región de Moscú a una frecuencia de 66. (6) kHz y en Irkutsk a una frecuencia de 50 kHz. Cada centro de radio tiene un receptor de frecuencia de referencia (RF) especial y un dispositivo de comparación de frecuencia que le permite ajustar la frecuencia de referencia del sintetizador (Fig. 56). La inestabilidad relativa de la frecuencia de las estaciones de radiodifusión puede ser solo 10-12 ... 10-15. ¡Los relojes sincronizados con tal precisión "se irían" en algún lugar por un segundo en un millón de años! Por cierto, la industria ya está comenzando a producir relojes electrónicos con ajuste según señales de frecuencia de referencia.
Entonces, las oscilaciones de frecuencia portadora altamente estables se reciben del oscilador maestro, son amplificadas por las etapas intermedias del transmisor y alimentadas a la etapa final y poderosa, en la que la modulación se lleva a cabo simultáneamente con la amplificación. Puede surgir la pregunta: ¿por qué no modular la señal a un nivel bajo y luego amplificar las oscilaciones moduladas? Esto se debe al deseo de obtener la máxima eficiencia del transmisor; después de todo, estamos hablando de potencias de decenas y cientos de kilovatios. La modulación de ánodo en modo clase B con alta eficiencia se ha generalizado.En la fig. 57. Las oscilaciones de la portadora de alta frecuencia a través de la bobina de acoplamiento L1 ingresan al circuito de rejilla L2C1 de la etapa de salida del transmisor, ensamblado en un potente tetrodo VL1. El circuito de polarización automática R1C2 crea (debido al flujo de corriente de la red) una polarización tan negativa en la rejilla de control que el punto de funcionamiento se encuentra en la curvatura inferior de la característica de la lámpara. En este caso, los pulsos de corriente del ánodo tienen la forma de semiciclos de oscilaciones sinusoidales.
El circuito de ánodo L3C4 restaura la forma sinusoidal de las oscilaciones del portador, y su amplitud es casi igual a la tensión de alimentación del ánodo Ua, y la potencia corresponde a la potencia nominal del transmisor. A través de la bobina de acoplamiento L4, las oscilaciones amplificadas ingresan a la antena. La rejilla de pantalla de la lámpara del generador se alimenta de una fuente separada con un voltaje Ue, menor que el del ánodo. El modulador es un amplificador de audiofrecuencia push-pull convencional, fabricado en potentes triodos VL2 y VL3, que también funcionan en modo clase B. La potencia de salida del modulador alcanza la mitad de la potencia de la portadora. El devanado secundario del transformador de modulación T2 está conectado al circuito de ánodo de la lámpara del generador en serie con la fuente de alimentación. Con una profundidad de modulación del 100%, el voltaje del ánodo de la lámpara del generador cambia casi de cero a 2Ua, y la amplitud de las oscilaciones de alta frecuencia en el circuito del ánodo cambia en consecuencia, como muestran los oscilogramas. La eficiencia industrial (la relación entre la potencia radiada y la potencia consumida de la red eléctrica) alcanza el 60...70 % para el transmisor descrito con una potencia radiada de unos 100 kW. Para operar a potencias tan altas, se han desarrollado lámparas generadoras especiales con aire forzado o refrigeración por agua del ánodo. Los circuitos oscilatorios y otros elementos también utilizan diseños únicos: bobinas de gran diámetro enrolladas con un tubo de cobre sobre aisladores cerámicos, condensadores dieléctricos de aire con una gran distancia entre las placas para evitar rupturas de alta frecuencia, etc. No es de extrañar que el circuito de salida de un potente transmisor ocupa, por ejemplo, en el centro de radio una habitación separada. Autor: V.Polyakov, Moscú
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