RU2007869C1

RU2007869C1 - Transmitter having two-cycle modulation

Info

Publication number: RU2007869C1
Authority: RU
Inventors: Д.А. Ткаченко; В.Г. Токмаков
Original assignee: Ленинградский государственный технический университет
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: broadcasting transmitters. SUBSTANCE: transmitter has pulse generator 1 for pulse-duration modulation, two-cycle modulator 2 which has low-pass filter 3 and output modulation transformer 4, capacitor 5, valve final transmitter stage 6, choke 7, anode direct current power supply 8, switch amplifier 9, low-pass filter 10, subtracter 11, voltage scaling circuit 12, delay unit 13, adder 14, positive bias voltage source 15, preliminary high-frequency circuit 16. EFFECT: increased efficiency while level of non-linear distortions is still permissible. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиовещательных передатчиках. The invention relates to radio engineering and can be used in broadcast transmitters.

Цель изобретения - повышение КПД при допустимом уровне нелинейных искажений выходных сигналов. The purpose of the invention is to increase the efficiency with an acceptable level of nonlinear distortion of the output signals.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого радиопередатчика; на фиг. 2 - эпюры напряжений. In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of the proposed radio transmitter; in FIG. 2 - stress diagrams.

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. A radio transmitter with a push-pull modulator comprises a pulse-width modulator (PWM) pulse shaper 1, a push-pull modulator 2, which includes a low-pass filter (LPF) 3 and an output modulation transformer 4, a capacitor 5, a tube end stage 6 of the radio transmitter, a choke 7, a source 8 constant anode power, key amplifier 9, low-pass filter 10, subtractor 11, voltage divider 12, delay unit 13, adder 14, positive bias voltage source 15, high-frequency pre-path 16.

Радиопередатчик с двухтактным модулятором работает следующим образом. A radio transmitter with a push-pull modulator operates as follows.

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.The input modulating signal U _I , which does not have a constant component, is fed to the input of the driver 1, which generates two sequences of PWM pulses corresponding to the negative and positive half-waves of the amplified signal, which are applied to the inputs of the arms of a push-pull amplifier of class VD2. These amplified voltages through the low-pass filter 3, which also consists of two arms, and the output modulation transformer 4, enter the circuit of the anode power of the foot terminal stage 6 of the radio transmitter, and the voltage at the output of the output modulation transformer 4 has a shape close to the shape of the modulating signal U _in . The indicated voltage is summed with the constant voltage of the constant anode power source 8 and the output voltage of the key amplifier 9. The total voltage through the low-pass filter 10 is supplied as a modulating signal to the tube end stage 6, in which the amplitude modulation of the radio frequency voltage supplied from the output of the preliminary path 16. the winding of the output modulation transformer 4 consists of two half-windings connected to the corresponding shoulders of the low-pass filter 3. The latter eliminates the spectral components due to switching processes in a push-pull amplifier of class BD, and low-pass filters 10 - components due to switching of the key amplifier 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.Amount filtered push-pull modulator voltage source 2 and the anode power supply 8 constant (curve I in FIG. 2) via a voltage divider 12, which results in signals at the inputs of subtractor 11 to the same scale, is fed to the inverting input of subtractor 11. The modulating input signal _Rin folded in U the adder 14 with a positive offset from the source 15 and through the delay unit 13, which compensates for the delay of the signal in the low-pass filter 3, is fed to the non-inverting input of the subtractor 11. The error signal allocated by the subtractor 11 is fed to the input of the chevogo amplifier 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. As can be seen from FIG. 2, the bias of the input signal by the source 15 should be 1+ Δ (in relative values), while the maximum value of the output signal that is required from the key amplifier is 2Δ. Calculations show that at a clock frequency of 50-70 kHz used in high-power key modulators, the magnitude of the nonlinear initial portion of the amplitude characteristic of a BD-class tube modulator is about 2%. In this case, the key amplifier can be implemented on semiconductor devices. Since the key amplifier 9 is at high potential relative to the ground, it includes galvanic isolation, for example, optical.

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. The output voltage of the key amplifier 9 can be summed with voltage 1 (Fig. 2), but cannot be subtracted from it. For this reason, the modulating voltage at the input of the subtractor is shifted by an amount equal to not 1, but 1 + Δ. From FIG. 2 shows that the level of the carrier at the output increases by Δ, which is within 5%. (56) Radio transmitting devices. Ed. Zeitlenka G.A.M.: Communication, 1969, p. 194 and 195.

Claims

A RADIO TRANSMITTER WITH A TWO-STAGE MODULATOR, comprising a tube end stage of a radio transmitter, to the input of which a high-frequency pre-path output is connected, a constant anode power source, a push-pull modulator, which is made in the form of a push-pull amplifier with an output modulation transformer, one output of which secondary winding is connected through a capacitor to the common the bus, and the other terminal of the secondary winding of which through the inductor is connected to the output of a constant anode power source, while the cathode I circuit of the lamp end stage of the radio transmitter is connected to a common bus, characterized in that, in order to increase the efficiency at an acceptable level of nonlinear distortion of the output signals, a pulse-width modulator is introduced, a positive bias voltage source, an adder, a delay unit, a subtractor are connected in series , a key amplifier and a low-pass filter, the output of which is connected to the power input of the anode circuit of the lamp terminal stage of the radio transmitter, a voltage divider, the output of which ohm is connected to the inverting input of the subtractor, while the input of the voltage divider and the power input of the key amplifier are connected to the second terminal of the secondary winding of the output modulation transformer of a push-pull amplifier with an output modulation transformer, which is made in the form of a push-pull amplifier of class VD with an output modulation transformer, the second input of the adder is connected with the input of a pulse former with pulse-width modulation and is the input of the modulating signal of the radio transmitter with push-pull modulator, and the outputs of the pulse with the pulse width modulation control are connected to respective inputs of a push-pull modulator.