Управляемый стабилизатор напряжения

На выходе панели АПЧ получается сигнал подстройки гетеродина в виде напряжения., величина которого, измеряемая в вольтах, недостаточна для управления ЛОВ. С помощью управляемого электронного стабилизатора практически обеспечивается усиление сигнала подстройки по мощности. С этой целью напряжение, полученное от бортсети постоянного тока, стабилизируется на уровне + 27В, а затем изменяется пропорционально сигналу подстройки.

Стабилизатор собран на транзисторах ППЗ, ПП4, ПП5. В цепи ДЗ, R2 создается опорное напряжение. Диод Д2 предохраняет от пробоя регулируемый элемент ППЗ.

Если напряжение бортсети уменьшается, то стремится уменьшиться и выходное напряжение стабилизатора. При этом уменьшается обратный ток через опорный стабилитрон Д3, и резистор R2. Напряжение на резисторе R2 уменьшается, что приводит к увеличению тока коллектора транзистора ПП5. Одновременно происходит и уменьшение напряжения на базе этого транзистора за счет уменьшения тока в делителе R3, R4, R16, R17. Это вызывает некоторое уменьшение тока коллектора. Однако результирующее напряжение между эмиттером и базой вызывает рост тока коллектора за счет большего изменения напряжения на резисторе R2.

 

Рис. 2.31.

 

Увеличение тока коллектора транзистора ПП5 приводит к росту напряжения в нагрузке R15. Вследствие этого увеличивается отрицательный потенциал базы транзистора ПП4. Ток коллектора ПП4 растет и вызывает увеличение тока базы транзистора ППЗ, сопротивление коллекторной цепи которого уменьшается настолько, что напряжение на нагрузке стабилизатора возрастает до исходного значения.

При увеличении положительного напряжения сигнала подстройки на выходе панели АПЧ произойдет увеличение тока базы транзистора ПП5. Это приведет к срабатыванию стабилизатора в последовательности, описанной выше. Напряжение на его нагрузке возрастет пропорционально росту напряжения входного сигнала.

 

Нагрузкой управляемого стабилизатора является преобразователь постоянного напряжения (ППН). Он предназначен для преобразования низковольтного постоянного напряжения в более высокое и состоит из двухтактного генератора и выпрямителя.

Генератор преобразует постоянное напряжение в переменное. Каждое его плечо представляет собой блокинг-генератор (БГ). Один БГ собран на транзисторе ПП6, другой — на ПП7.

Если, например, открыт транзистор ПП6, то ток коллектора протекает по цепи: плюс источника питания (выход управляемого стабилизатора), обмотка 3—4 трансформатора Тр2, эмиттер-коллектор транзистора ПП6, корпус, минус источника питания. При этом в обмотке 4—5 трансформатор Гр2 создается напряжение положительной обратной связи. Происходит блокинг-процесс, во время которого транзистор ПП7 закрыт положительным напряжением, поданным на базу с обмотки 2—1 трансформатора.

Когда ток коллектора транзистора ПП6 возрастает до максимума и не изменяется по величине, начинает исчезать ЭДС в обмотках обратной связи. Это приводит к уменьшению тока коллектора транзистора ПП6, что сопровождается образованием в обмотках ЭДС противоположного знака. Теперь транзистор ПП6 закрывается, а ПП7 открывается. Ток коллектора транзистора ПП7 проходит через обмотку 3—2 трансформатора и блокинг-процесс происходит во втором плече. Транзисторы ПП6, ПП7 вступают в работу поочередно и создают в первичной обмотке ток то одного, то другого направления. За счет этого переменного тока во вторичную обмотку трансформируется повышенное переменное напряжение.

Питание блокинг-генератора осуществляется напряжением, пропорциональным частоте сигнала на входе панели АПЧ. Следовательно, величина тока в первичной обмотке также оказываются пропорциональна частоте этого сигнала.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение подается на выпрямитель, собранный по типовой двухполупериодной схеме. На выходе выпрямителя предусмотрен П-образный RC-фильтр. С его выхода это напряжение подается на замедляющий электрод JIOB для управления частотой гетеродина. Пределы возможных изменений управляющего напряжения в процессе работы системы АПЧ составляют 320—400 В. Этот диапазон соответствует линейной части частотной характеристики ЛОВ, которая применяется в качестве гетеродина.

ЛОВ относится к классу широкодиапазонных генераторов колебаний СВЧ с электронной перестройкой. Принцип работы ЛОВ заключается в том, что электронный поток, созданный электронной «пушкой», движется от катода к коллектору вдоль замедляющей системы и возбуждает в ней электромагнитные колебания. При этом образуется бесчисленное множество прямых и обратных волн. На той волне, для которой выполняются условия взаимодействия волны с электронным потоком, поддерживаются незатухающие колебания. Если изменить скорость электронного потока, то условия взаимодействия будут выполняться для другой волны.

Скорость электронного потока зависит от величины управляющего напряжения. Изменяя величину управляющего напряжения, можно управлять частотой генерируемых колебаний в широких пределах. Максимальному положительному напряжению на замедляющей системе соответствует максимальная частота генерируемых колебаний. По мере уменьшения управляющего напряжения частота колебаний уменьшается.

Работа системы АПЧ

На примере реакции системы на изменение частоты магнетрона можно проследить взаимодействие всех основных узлов схемы АПЧ.

Если, например, частота магнетрона уменьшится, то на выходе балансного смесителя АПЧ произойдет увеличение промежуточной частоты. В панели АПЧ дискриминатор начнет выдавать положительные импульсы, а униполярный усилитель не выдает никаких импульсов. Положительное напряжение на выходе пик-детектора начнет уменьшаться, следовательно, уменьшится положительное напряжение и на выходе панели АПЧ. Это приведет к уменьшению напряжения на выходе управляемого стабилизатора. При этом уменьшится импульсный ток ППНа, а следовательно, и напряжение на выходе выпрямителя, которое поступает на замедляющую систему ЛОВ. Частота генерируемых колебаний уменьшится, а промежуточная частота на выходах балансных смесителей УПЧ и АПЧ приблизится к номинальному значению.

Благодаря этому в приемнике будет происходить оптимальное усилие сигнала. В то же время в системе АПЧ напряжение на пик-детекторе будет продолжать медленно уменьшаться. Это приведет к некоторому уменьшению промежуточной частоты и появлению на выходе дискриминатора отрицательных импульсов. После усиления импульсы поступают на пик-детектор и вызывают увеличение положительного напряжения, начинается процесс противоположного отклонения промежуточной частоты. Таким образом, система АПЧ будет вырабатывать такое управляющее напряжение дляЛОВ, при котором промежуточная частота (медленно меняясь) непрерывно удерживается около значения 30МГц.