Передатчик трехпрограммного проводного вещания

Передатчик трехпрограммного проводного вещания

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания систем трехпрограммного проводного вещания токами высокой частоты. Задача, решаемая изобретением, - повышение энергетической эффективности и эксплуатационной надежности в работе. Передатчик трехпрограммного проводного вещания (ТПВ) содержит ограничитель 1 максимальных уровней НЧ сигнала, формирователь 2 предыскажений и детектор 3 огибающей, входами соединенные с ограничителем 1, а выходами - с сумматором 4, задающий генератор 5 несущей частоты, электронные каскады 6.1 - 6.n оконечных усилителей мощности и выходной полосовой фильтр 7. Электронные каскады 6.1 - 6.n состоят из импульсного усилителя 8 постоянного напряжения, содержащего усилитель постоянного тока, генератор опорного напряжения и модулятор длительности импульсов; демодулирующего фильтра 9 низкой частоты, подключенного между импульсным усилителем 8 и оконечным каскадом 10, содержащим управляющий трансформатор-фазорасщепитель и выполненным по схеме нерегулируемого инвертора напряжения. Выход оконечного каскада 10 через трансформаторное устройство 11 сложения мощностей последовательного типа подключен к выходному полосовому фильтру 7. Первый управляющий вход оконечного каскада 10 подключен к сумматору 4 через управляющий вход импульсного усилителя 8, а второй опорный - к задающему генератору 5. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания систем трехпрограммного проводного вещания токами высокой частоты.

Известен передатчик трехпрограммного проводного вещания (ТПВ), тракт формирования амплитудно-модулированного (АМ) сигнала которого содержит входной ограничитель амплитуды, задающий генератор несущей частоты, модулятор регулируемый усилитель высокой частоты, выходами соединенные через полосовой фильтр со входом оконечного усилителя модулированных колебаний (Техника проводного вещания и звукоусиления/ Под ред. В.Б.Булгака и др. М.: Радио и связь, 1985, с. 44, рис. 3.11).

Наиболее близким по технической сущности решением (прототипом) является передающее устройство, передатчики которого содержат ограничитель максимальных уровней низкочастотного (НЧ) сигнала, выходом соединенный через формирователь предыскажений и детектор огибающей с входами сумматора сигналов, подключенного к управляющему входу модулятора, на второй опорный вход которого поступает сигнал от задающего генератора несущей частоты и предварительный высокочастотный усилитель модулированных колебаний, входом соединенный с модулятором, а выходом - с входами оконечных усилителей мощности, включающими электронные каскады и выходной полосовой фильтр (Техника проводного вещания и звукоусиления /Под ред. В.Б.Булгака и др. М.: Радио и связь, 1985, с. 45, рис. 3.12).

Недостатками прототипа являются: значительная потребляемая мощность каждого передатчика при стационарном вещательном сигнале, необходимость использования двух независимых фидерных линий для отдачи полной мощности передатчиков, малый гарантийный срок службы, расширенный регламент профилактических и ремонтных работ.

Цель изобретения - повышение энергетической эффективности и эксплуатационной надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем ограничитель максимальных уровней низкочастотного сигнала, формирователь предыскажений и детектор огибающей, входами соединенные с ограничителем максимальных уровней низкочастотного сигнала, а выходами - с сумматором, задающий генератор несущей частоты, n оконечных усилителей мощности, выходной полосовой фильтр, выход сумматора подключен к n входам оконечных усилителей мощности, которые представляют собой электронные каскады каждые из которых содержат импульсный усилитель постоянного напряжения, подключенный через демодулирующий фильтр низкой частоты к первому управляющему входу оконечного каскада, выполненному по схеме нерегулируемого инвертора напряжения, на второй опорный вход которого поступает сигнал типа "меандр" с задающего генератора несущей частоты, при этом n выходов электронных каскадов оконечных усилителей мощности подключены к трансформаторному устройству сложения мощностей последовательного типа, соединенному через выходной полосовой фильтр с выходом передатчика, а частота преобразования импульсного усилителя постоянного напряжения синхронизирована с частотой задающего генератора несущей частоты, причем управляющий вход импульсного усилителя постоянного напряжения является входом электронных каскадов оконечных усилителей мощности, выходом которых является выход оконечного каскада.

Работа электронных каскадов оконечных усилителей мощности в импульсном режиме, позволяет существенно повысить КПД передатчика в целом.

Снижение тепловыделения на силовых элементах электронных каскадов, использование единого выходного полосового фильтра, наряду с совмещением функций суммирования и преобразования трансформаторного устройства сложения мощностей последовательного типа, позволяет улучшить массогабаритные показатели передающего устройства.

Работа оконечного каскада в качестве перемножителя НЧ и ВЧ сигналов, с содержанием на выходе несущей и боковых составляющих, упрощает в целом тракт формирования АМ сигнала, повышая, таким образом, эксплуатационную надежность передатчика.

Построение электронных каскадов оконечных усилителей мощности по модульному принципу повышает ремонтопригодность, коэффициент применяемости, степень унификации, а принцип раздельного усиления составляющих АМ сигнала расширяет динамический диапазон изменения амплитуд моделирующего сигнала передатчика и снижает величину фазовой асимметрии выходных сигналов электронных каскадов.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что введение новых элементов и связей позволяет повысить энергетическую эффективность передатчика проводного вещания при сохранении качественных показателей.

На чертеже представлена структурная электрическая схема передатчика трехпрограммного проводного вещания (ТПВ).

Передатчик ТПВ содержит ограничитель 1 максимальных уровней НЧ сигнала, формирователь 2 предыскажений и детектор 3 огибающей, входами соединенные с ограничителем 1, а выходами - с сумматором 4, задающий генератор 5 несущей частоты, электронные каскады 6.1 - 6.n оконечных усилителей мощности и выходной полосовой фильтр 7. Электронные каскады 6.1. - 6.n состоят из импульсного усилителя 8 постоянного напряжения, содержащего усилитель постоянного тока, генератор опорного напряжения и модулятор длительности импульсов; демодулирующего фильтра 9 низкой частоты, подключенного между импульсным усилителем 8 и оконечным каскадом 10, содержащим управляющий трансформатор-фазорасщепитель и выполненным по схеме нерегулируемого инвертора напряжения. Выход оконечного каскада 10 через трансформаторное устройство 11 сложения мощностей последовательного типа подключен к выходному полосовому фильтру 7. Первый управляющий вход оконечного каскада 10 подключен к сумматору 4 через управляющий вход импульсного усилителя 8, а второй опорный - к задающему генератору 5.

Передатчик ТПВ работает следующим образом.

НЧ сигнал программы поступает на ограничитель 1. С выхода ограничителя 1 НЧ сигнал через формирователь 2. обеспечивающий необходимую неравномерность амплитудно-частотной характеристики на выходе передатчика, поступает на один вход сумматора 4. Одновременно НЧ сигнал поступает на детектор 3, где преобразованный в уровень, пропорциональный амплитуде НЧ сигнала, подается на второй вход сумматора 4. В результате на выходе сумматора 4 формируется однополярный сигнал с мгновенным значением, соответствующим сумме НЧ сигнала и его огибающей, который подается на управляющий вход каждого импульсного усилителя 8, который является входом электронных каскадов 6.1 - 6.n. С выхода импульсного усилителя 8 однополосный сигнал, преобразованный в последовательность импульсов с постоянной частотой следования, определяемой частотой задающего генератора 5 ( связь синхронизации не показана), для снижения уровня побочных излучений; через демодулирующий фильтр 9 низких частот, выделяющий усиленный однополярный сигнал, подается на управляющий вход оконечного каскада 10 в качестве модулирующего. Задающий генератор 5 формирует выходной сигнал типа "меандр" с несущей частотой канала вещания, через управляющий трансформатор - фазорасщепитель (не показан) подается на опорный вход оконечного каскада 10, работающего в режиме нерегулируемого инвертора напряжения.

Таким образом осуществляется операция перемножения на заданном уровне мощности при высоком КПД. Выходной сигнал оконечного каскада 10, в виде регулируемого уровня несущей частоты, на вторичной обмотке инвертирующего трансформатора (не показан) суммируется по схеме последовательно сложения трансформаторным устройством 11 с выходными напряжениями остальных электронных каскадов 6.1- 6.n до требуемого уровня, при автоматическом выравнивании их выходных токов. Выходной полосовой фильтр 7 выделяет полезный сигнал из спектра прямоугольных, разнополярных АМ импульсов.

Такой метод формирования АМ сигнала на высоком энергетическом уровне с повышенной эффективностью в результате исключения преобразований модуляции-демодуляции на малом уровне мощности позволяет снизить уровень нелинейных искажений огибающей амлитудно-модулированного сигнала при восстановлении входного НЧ сигнала и т.о. сохранить качественные показатели данного передатчика на уровне прототипа.

В организации было разработано передающее устройство ТПВ, передатчики которого построены по вышеприведенной структурной схеме. Выходная мощность каждого передатчика составляет 250 Вт при массе 40 кг объеме 460 х 430 х 270 мм. Средний промышленный КПД не менее 50% при стационарном вещательном сигнале, средняя наработка на отказ - не менее 10000 ч. Повышенная выходная мощность передатчиков позволяет работать на двухзвенные и трехзвенные сети ТПВ с децентрализованной системой питания. Качественные показатели передатчиков соответствуют второму классу качества. Передающее устройство разработано по заказ-наряду АП-12. Опытный образец изделия успешно прошел эксплуатационные испытания на городских линиях ПВ г. Тольятти в режиме дистанционного управления в течение полугода.

Формула изобретения

Передатчик трехпрограммного проводного вещания, содержащий ограничитель максимальных уровней низкочастотного сигнала, формирователь предыскажений и детектор огибающей, входами соединенные с ограничителем максимальных уровней низкочастотного сигнала, а выходами - с сумматором, задающий генератор несущей частоты, n оконечных усилителей мощности, выходной полосовой фильтр, отличающийся тем, что выход сумматора подключен к n входам оконечных усилителей мощности, которые представляют собой электронные каскады, каждые из которых содержат импульсный усилитель постоянного напряжения, подключенный через демодулирующий фильтр низкой частоты к первому управляющему входу оконечного каскада, выполненному по схеме нерегулируемого инвертора напряжения, на второй опорный вход которого поступает сигнал типа "меандр" с задающего генератора несущей частоты, при этом n выходов электронных каскадов оконечных усилителей мощности подключены к трансформаторному устройству сложения мощностей последовательного типа, соединенному через выходной полосовой фильтр с выходом передатчика, а частота преобразования импульсного усилителя постоянного напряжения синхронизирована с частотой задающего генератора несущей частоты, причем управляющий вход импульсного усилителя постоянного напряжения является входом электронных каскадов оконечных усилителей мощности, выходом которых является выход оконечного каскада.

РИСУНКИ

Рисунок 1