www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Modülatör

Yüksek güçlü kısa bir gönderim darbesi üretmek için, gönderme tüplerine yüksek bir gerilim üretecek özel bir modülatör gerekir.

yüksek
gerilim
güç kaynağı
doldurma diyotu
doldurma bobini
darbe biçimleme devresi
C1
R1
Tiratron
darbe transformatörü

Resim 1: Çalışma prensipi

yüksek
gerilim
güç kaynağı
doldurma diyotu
doldurma bobini
darbe biçimleme devresi
C1
R1
Tiratron
darbe transformatörü

Resim 1: Çalışma prensipi

yüksek
gerilim
güç kaynağı
doldurma diyotu
doldurma bobini
darbe biçimleme devresi
C1
R1
darbe transformatörü
Hochspannung doldurma diyotu doldurma bobini darbe biçimleme devresi Tiratron R/C-Kombination Impulstrafo

Resim 1: Çalışma prensipi (Etkileşimli resim)

Dolum diyotu Tiratron ısıtma trafosu Darbe biçimleme Tiratron

Resim 2: P-18 modülatörü

Bu modülatör enerji depolamak için bir darbe biçimleme devresini kullanır. Biçimleme devresi, dolum hattı üzerindeki doldurma bobininin manyetik alanı yardımıyla, yüksek gerilim güç kaynağı tarafından bu kaynağın gerilim değerinin iki katına kadar bir gerilimle doldurulur. Doldurma bobini aynı zamanda dolum akımını da sınırlar Dolum gerçekleştikten sonra, depolanan enerjinin güç kaynağının iç direnci üzerinden boşalmasını önlemek için devreye bir doldurma diyotu konulmuştur.

Tiratron bir elektronik anahtar gibi çalışır ve iğne biçimli pozitif 150 voltluk bir darbe ile tetiklenir. Tiratron girişindeki R-C Kombinasyonu, giriş katından DC gerilimini girişini engeller. Darbe transformatörü, boşalma anında bir empedans uyumlama devresi (impedance matching circuit) gibi çalışır.

Resim 2: P-18 modülatörü

yüksek
gerilim
güç kaynağı
darbe biçimleme devresi
manyetik alan

Resim 3: Yükleme hattı

yüksek
gerilim
güç kaynağı
darbe biçimleme devresi
manyetik alan

Resim 3: Yükleme hattı

Yükleme hattı

Çıkış durumuna bakıldığında, devrede herhangi bir gerilim bulunmamaktadır. Tiratron grafikte bir açık anahtar olarak görülmektedir.

Anahtarın kapatılmasını takiben dolum akımı (yeşil renkli), önce dolum diyotu, ardından dolum bobini üzerinden darbe biçimleme devresinin kondansatörlerini doldurur. Darbe biçimleme devresindeki bobinlerinin bir görevi daha vardır: Doldurma bobininin endüktansı, devreye enerji uygulandığında büyük bir endüktif dirençle karşı koyar ve kuvvetli bir manyetik alanın meydana gelmesine neden olur. Kondansatörler, yeşil renkte gösterilen bir üstsel işlev (eksponansiyel fonksiyon) eğrisine uygun olarak dolarlar. Bu eğri ile doldurma bobininin zıt indükleme gerilimi örtüşmektedir.

manyetik alanla gerilim yükselmesi
(anahtarlanan
gerilim)
bir kondansatörün dolum eğrisi
(dolum bobini olmaksızın)
dolum diyotu
olmaksızın
dolum eğrisi
UC

Resim 4: Dolum eğrisi

 
manyetik alanla gerilim yükselmesi
(anahtarlanan
gerilim)
bir kondansatörün dolum eğrisi
(dolum bobini olmaksızın)
dolum diyotu
olmaksızın
dolum eğrisi
UC

Resim 4: Dolum eğrisi

 UC = U0 · (1 - cosωr · t)
ωr2= 1 (1)

LDr · ΣC

Kondansatörlerin, güç kaynağından sağlanan gerilimle dolmaya başlamasıyla çekilen dolum akımı gittikçe azalır ve yükleme bobininde oluşan manyetik alan yok olur. Manyetik alan kaybı tekrardan kondansatörleri doldurmak üzere bir ilave gerilim yaratır, ve kondansatörler bu evrede iki katı gerilime kadar dolarken, yükleme bobininde yeniden manyetik alan oluşur. Bu süreç bobindeki manyetik alan tümüyle sıfırlanana kadar sürer. Yükleme diyotunun mevcut olmadığı bir durum, grafikte mavi renkli eğri ile gösterilmiştir. Fakat yükleme diyotu akımın geri dönüşünü keser ve böylece enerji kondansatörler üzerinde kalır.

Boşaltma hattı
darbe biçimleme devresi
C1
R1
Tiratron
(ateşledi)
darbe transformatörü

Resim 5: Boşaltma hattı

darbe biçimleme devresi
C1
R1
Tiratron
(ateşledi)
darbe transformatörü

Resim 5: Boşaltma hattı

1. kondansatör, ateşlenen tiratron ve darbe transformatörü üzerinden boşalmaya başlar. Bu boşalma süreci de yine bir üstsel eğridir ve bu süreç sırasında bu sefer darbe biçimleme devresinde ki bobinlerin zıt indüklemesi ortaya çıkar: 1. kondansatör diğer kondansatörler tarafından biraz gecikme ile tekrar doldurulur.

Bir kondansatörün
boşalım eğrisi
Bir darbe biçimleme
devresinin boşalım eğrisi
τ

Resim 6: Boşaltma eğrisi

Bir kondansatörün
boşalım eğrisi
Bir darbe biçimleme
devresinin boşalım eğrisi
τ

Resim 6: Boşaltma eğrisi

Darbe genişliği τ süresi sırasında darbe transformatöründe yine bir akım akar. Bu sırada tam gönderme frekansında çalışmakta olan gönderici tüplerine gerekli yüksek gerilim darbesi, darbe transformatörünün sekonderinden sağlanır. Boşalma eğrisi bitimlerinde devre endüktansı aşmalara (overshoots) yol açar.

En etkin enerji transferi, darbe biçimleme devresi iç direncinin darbe transformatörünün iç direncine eşit olduğu zaman meydana gelir. Bunun bir sonucu olarak, gerilimin yarısı darbe transformatörü üzerinde; diğer yarısı ise darbe biçimleme devresinin iç direnci üzerinde kalır.