Рассмотрим механизм действия устройства, обеспечивающего в аварийном режиме взаимную развязку работы генераторов. Пусть напряжение ба = О и точка Ь заземлена. Ток от проходит в точку b по двум цепям. При прохождении по цепи Rq w С2 ток опережает напряжение II по фазе на 45° в соответствии с условием /?б = I cs I При прохождении по цепи L, Q, /?н. ток отсгает от напряжения на 135°. Таким образом, в цепи Гд разность токов составит 180° и при соответствующем выборе элементов схемы токи взаимно компенсируют друг друга.

Такая схема является узкополосной, и при смене рабочей частоты усилителей следует изменять параметры реактивных элементов мостового устройства.

Взаимную развязку работы двух генераторов за счет реализации двух цепей связи, обеспечивающих разность фаз токов в 180°, применяют и в диапазоне СВЧ (рис. 5.12).

Каждый генератор подключен к нагрузке R через четвертьволновый отрезок линии.

Волновое сопротивление каждой линии Z = ]/ 2.н- При R = 2/? каждый генератор работает на нагрузку, равную /? . Покажем, что и в аварийной ситуации сопротивление нагрузки для работающего генератора останется постоянным. Пусть в цепи генератора Га произошло короткое замыкание. Зная из теории длинных линий, что вход.

Рис. .5.1!

Рис. 5.12

Рис. 5.13

ное сопротивление четвертьволновой штт /?вх == Zc/Ra, получим бесконечно большое входное сонро-пвление линии Я в точке соединения с нагрузкой (точка 5). Входное сопротивление линий / /?вх =

(]/2/?i,)V/?H = 2/?н. При учете включенного параллельно входу линии / балластного резистора сопротивлением Rq ~ 2 /? для генератора Г1 Rr = Ra-

Необходимо помнить, что полная взаимная развязка работы генераторов обеспе.ивается только на частоте, соответствующей четвертьволновому отрезку линии. Изменение рабочей частоты приводит к появлению взаимного влияния генераторов. Для сложения мощностей большего числа генераторов в диапазове СВЧ применяют последовательное соединение, обеспечивающее совместную работу двух генераторов.

Общим для приведенных схем является напичие синфазно работающих генераторов. Поэюму такие устройства называют мостовыми устройствами синфазного типа. В диапазоне метровых и более корог-ких волн применяют мостовые устройства, в которых разность фаз суммируемых сигналов генераторов равна 90°. Такие устройства называют квадратурны.ми мостами сложения (рис. 5.13). ВЧ-напряже-ния генератора и Гг равны по амплитуде и имеют разность фаз 90°. Четыре отрезка четвертьволновых линий образуют кольцо. Легко заметить, что ВЧ-напряжепия (токи) генераторов оказываются спнфазны-ш в точке подключения нагрузки и противофазны в точке подключения балластного резистора Rc Генераторы взаимно независимы и и.меют нагрузку сопротивлением Ra, если Ri, = R = Ru, 2 = = V2R,.

Квадратурные мосты сломения используют в тех случаях, когда необходимо устранить в нагрузке появление отраженных сигналов, вызванных конечной степенью согласования сопротивления нагрузки с сопротивлением мостового устройства. Действительно, при рассогласованной нагрузке R Ф ZjY в сумматоре появится отраженный сигнал, который от нагрузки поступит па выходы генераторов и, отразившись вторично, попадет в нагрузку и балластный резистор. При эюм разность фаз отраженных сигналов, вернувшихся в нагрузку от генераторов, составит 180°, сигналы взаимно компеисируют друг друга. В то же время в балластном резисторе они будут синфазны и мощность отраженных сигналов выделится в балластном резисторе. Квадратурные мосты сложения применяют в телевизионных передатчиках для борьбы с многоконтурностью изображения, а также в передатчиках СВЧ, работающих в режиме усиления импульсных сигналов и использующих на выходе сумма юры мощности.

Глава 6

ГЕНЕРАТОРЫ С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ

§ 6.1, Структурная схема автогенератора

Для передачи сообщения на большие расстояния в передающем устройстве осуществляется модуляция высокочастотного (радиочастотного) колебания сигналом. Следовательно, в передатчике должен быть предусмотрен источник ВЧ-колебания. Возбудителем такого колебания является задающий генератор, в качестве которого используют генератор с самовозбуждением, или, как его называют, автогенератор.

В простейшем случае ВЧ-колебание можно получить с помощью обычного колебательного контура. Положим, контур получил некоторый первоначальный запас энергии. При этом в нем возникают свободные колебания. Если контур не имеет собственных потерь (идеальный контур), то колебания в нем длятся бесконечно долго. Однако при подключении нагрузки даже к идеальному контуру колебания в нем затухают. Учитывая к тому же, что реальный контур имеет собственные потери, затухание колебаний происходит еще быстрее.

Для того чтобы ВЧ-колебание, создаваемое колебательным контуром в нагрузке, было незатухающим, необходимо все время пополнять запас энергии в контуре в процессе ее расходования. Для этого требуется иметь источник энергии, возбуждающий в контуре вынул-денные колебания, синхронные и синфазные с собственными колебаниями. Амплитуда этих выиуяаденных колебаний должна быть достаточной для компенсации потерь в контуре и нагрузке.

Для реализации такого источника вынужденных колебаний включим контур, с которою снимается ВЧ-колебание, вместо нагрузки усилительного каскада. Подавая на вход этого усилителя напряжение, по частоте совпадающее с частотой свободных колебаний в контуре, можно обеспечить на его выходе постоянное по амплитуде незатухающее колебание. Поскольку автогенератор является автономной колебательной системой, напряжение на вход усилительного каскада следует подавать не от внешнего источника сигнала, а создавать его в самом генераторе. Для этого нужно часть напряжения с выхода усилителя подать на его вход, т. е. предусмотреть цепь обратной связи (ОС). В том случае, когда сдвиг фаз, вносимый цепью ОС, обеспечит своевременное получение контуром энергии (синфазность вынужденных и свободных колебаний) и произойдет компенсация потерь энергии в контур, и нагрузке, колебания станут незатухающими. Поскольку усиление происходит за счет источника постоянного напряжения, последний и явтяется источником энергии вынужденных колебаний.

Структурная схема автогенератора представлена на рис. 6.1. В состав автогенератора входят колебател(Ьная система; источник ностоян-