;
4. Постоянная составляющая коллекторного тока
;
5. Максимальный коллекторный ток.
;
6. Максимальная мощность, потребляемая от источника питания
;
7. КПД коллекторной цепи.
;
8. Номинальное сопротивление коллекторной нагрузки
.
Из результатов расчета видно, что транзистор недоиспользуется по мощности, у схемы низкий КПД и выходное сопротивление ниже желаемого (равного входному сопротивлению фидера антенны) в 5 раз. Увеличением напряжения питания можно добиться увеличения использования транзистора по мощности и, как следствие, увеличится КПД цепи, а так же можно добиться, что бы выходное сопротивление ОК совпало с входным сопротивлением фидера антенны, тогда можно исключить из состава передатчика цепь согласования ОК с нагрузкой. Перерасчет по заданному выходному сопротивлению RЭК = 50 Ом приведен ниже:
1.
Амплитуда первой гармоники напряжения Uk1 на коллекторе.
2. Максимальное напряжение на коллекторе.
Uk.max = 40.5 B;
3.
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока
4. Постоянная составляющая коллекторного тока и максимальный коллекторные ток.
Ik0 = 0.22 A; Ik.max = 0.69 A;
5.
Требуемое напряжение питания.
Ек = 20 В.
В результате перерасчета транзистора исчезла необходимость в цепи согласования (выходное сопротивление передатчика стало равно входному сопротивлению фидера антенны), также увеличилось использование транзистора по мощности и увеличился КПД коллекторной цепи:
P0max = 4.35 Вт; P0ном = 4.35 Вт; h = 0.68;
1.2.2 Расчет входной цепи
1.
Амплитуда тока базы
2. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе
3. Постоянная составляющая базового тока
;
4. Постоянная составляющая эмиттерного тока
;
5.
Напряжение смещения на эмиттерном переходе
6. Значения в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора.
7.
Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора ZВХ = rВХ + jXВХ
тогда
ZВХ = 8.92 – j0.559 Ом |ZВХ| = 8.36 Ом
8. Входная мощность
;
9. Коэффициент усиления по мощности транзистора
.
Во входной цепи так же рассчитывается делитель напряжения, который должен обеспечивать напряжение смещения на базе. Для стабильности напряжения смещения ток, протекающий через делитель должен быть не менее 10·Iб0. Воспользовавшись результатами предыдущего расчета можно найти номиналы сопротивлений делителя.
RД = 50 Ом.; RД = R18.
Если на сопротивлении Rд напряжение равно напряжению смещения на базе, то остальное напряжение от источника должно падать на сопротивлении R17.
Остальные элементы схемы (конденсатор С28 и катушка индуктивности L12) являются блокировочными, исходя из этого их номиналы выбираются следующим образом:
XС_бл ® 0 Þ
Значение блокировочной емкости Cбл равно единицы мкФ Þ Cбл = С28 = 1мкФ.
Сопротивление блокировочной катушки индуктивности ВЧ составляющей напряжения должно быть максимально большим Þ Lбл = L12 = 2 мГн.
1.3 Расчет фильтра нижних частот
Для подавления высших гармоник усиленного сигнала требуется, между ОК и антенной поставить фильтр нижних частот. Фильтр должен удовлетворять следующим параметрам:
Максимальное затухания в полосе пропускания αD = 0.0436 дБ;
Затухание в полосе удержания αS = 40 дБ;
Коэффициент отражения ρ = 10% Þ α(ρ) = 20 дБ;
Граничная частота полосы пропускания fD = 50 МГц;
Граничная частота полосы задержания fS = 90 МГц.
1. Введем нормированную частоту границы полосы задержания
Задавшись максимальным затуханием в полосе пропускания и затуханием в полосе удержания по графикам в справочнике, определим порядок фильтра, такие параметры обеспечивает фильтр Чебышева 7-го порядка. Значения нормированных элементов фильтра следующие:
с2 = 1.436820
l1 = 1.009729
с4 = 1.621592
l3 = 1.941414
с6 = 1.436820
l5 = 1.941414
l7 = 1.009729
Значения нормировочных коэффициентов
4. Определение номиналов элементов схемы фильтра.
Значения элементов определяем по формулам
Индуктивности:
Емкости:
С2 = 91.47 пФ
L1 = 160.7 нГн
С4 = 103.23 пФ
L3 = 308.99 нГн
С6 = 91.47 пФ
L5 = 308.99 нГн
L7 = 160.7 нГн
Полученная схема фильтра нижних частот седьмого порядка показана на рис.3.
Для проверки выполнения требований к параметрам фильтра была построена АЧХ фильтра при помощи программы Pspise приведенная на рис.4.
Как видно из построенной АЧХ все требования к частотным и энергетическим параметрам фильтра выполняются, затухание в полосе удержания значительно ниже требуемых – 40 дБ.
1.4 Предварительный усилитель мощности
Для обеспечения заданной мощности на выходе передатчика нужно подать на вход ОК мощность 1,07 Вт, для этого на выходе третьего балансного модулятора поставить два усилителя мощности. Схема представляет собой широкодиапазонный УПЧ.
Подобные схемы с общей базой (или общим эмиттером) и гальванически заземленным (соединенным с корпусом) коллектором весьма типичны для техники транзисторных ГВВ. Несмотря на посредственно соединенный с корпусом коллектор, данный каскад сохраняет все особенности, характерные для схемы с ОБ. Здесь возникает необходимость в соединении с корпусом плюсовой клеммы источника коллекторного питания ЕВ и подаче отрицательного потенциала ЕВ через заградительный дроссель L10. Цепочка С24, R12 является развязывающим фильтром в схеме питания нескольких каскадов от общего выпрямителя. Возбуждение поступает через входной трансформатор Т1. Конденсатор С22 – блокировочный. С последующим каскадом данный промежуточный усилитель мощности также связан через трансформаторную цепь связи Т2. Конденсатор С32 предотвращает шунтирование по постоянному току промежутка “коллектор – эмиттер” БТ малым омическим сопротивлением первичной обмотки Т2. Апериодический характер НС в сочетании с несимметричным построением каскада требует работы транзистора в классе А (Q = 180). Открывающее смещение обеспечивается за счет падения напряжения на резисторе R10 вследствие прохождения через него постоянной составляющей тока базы. Включение БТ по схеме с ОУЭ и применение на входе корректирующей цепочки R9, C23 позволяет получить довольно равномерную АЧХ во всем диапазоне частот.
1.5 Расчет перестраиваемого генератора
