Параметры схемы согласования (рис. 4.5):
; ; ;
,
Рис. 4.6. Зависимость элементов чебышевских согласующих цепей от декремента при ; : а – для п = 1; б – для п = 2; в – для п = 3
где – волновое сопротивление линии передачи между инверторами.
Для перехода к топологической схеме используют формулы:
; ; (при);
; ,
где – длина волны в линии на частоте ; – волновое сопротивление используемой линии передачи.
Для получения равномерного усиления в полосе частот применяют простой способ согласования, при котором коэффициент передачи схемы согласования на верхней рабочей частоте диапазона максимальный, а затем уменьшается с определённой скоростью. Выходную цепь транзистора можно представить в виде параллельного сопротивления и ёмкости . Так как транзистор имеет минимальное усиление на верхней частоте диапазона fв и усиление его растёт при уменьшении частоты со скоростью дБ/октаву, то выходную цепь следует выполнять так, чтобы она имела максимальный коэффициент передачи по мощности на частоте fв, т.е комплексное сопротивление должно трансформироваться в комплексно-сопряжённое сопротивление нагрузки, а с уменьшением частоты коэффициент передачи должен падать со скоростью дБ/октаву.
Такое согласование на практике удобно выполнять по схеме на рис.4.7, при этом параллельное соединение r’ и x’ пересчитывают в последовательное по следующим формулам:
.
Рис 4.7. Эквивалентная схема выходного трансформатора
После этого необходимо скомпенсировать выходную ёмкость на верхней частоте рабочего диапазона с помощью последовательной индуктивности L1, которую выполняют в виде центрального проводника МПЛ или в виде тонкой проволоки, или вывода транзистора:
или ;
Затем между выходом индуктивности и нагрузкой включают четвертьволновый трансформатор для верхней частоты рабочего диапазона с волновым сопротивлением . Для создания требующегося перекоса АЧХ согласующей цепи в точку соединения индуктивности L1 и трансформатора параллельно включают резистивное сопротивление , которое закорочено на землю микрополосковой линией l2. Эта длина равна четверти длины волны в линии на верхней частоте, благодаря чему сопротивление на этой частоте изолировано от заземлённой стороны платы и не поглощает мощность.
4.3.5. Выбор схемы питания
Питание ПТШ осуществляется двумя способами: с использованием двухполярного источника напряжения и однополярного – с автосмещением транзистора. Цепь автосмещения R и С является, в последнем случае, цепью отрицательной обратной связи по постоянному току, стабилизирующей параметры ТрУ. Потери шунтирующих конденсаторов ухудшают параметры усилительного каскада, особенно с повышением частоты. Учитывая это, в качестве схемы питания выбираем схему питания с двухполярным источником напряжения, который раздельно питает цепь затвора и цепь стока ПТШ.
4.4. Расчёт транзисторного МШУ
Расчитаем малошумящий усилитель на выбранном ПТШ со следующими требованиями, предъявляемые к нему исходя из энергетического расчёта радиолинии и распределения усиления по трактам приёмника:
- рабочая полоса частот усилителя: МГц ;
- средняя частота полосы частот: МГц ;
- коэффициент шума усилителя: дБ ;
- требуемый коэффициент усиления: дБ ;
- конструкция: гибридно-интегральная.
Расчёт будет производится с использованием на ЭВМ пакета прикладных программ моделирования СВЧ схем Microwave Office 4.02.
Линейные параметры транзистора N76038a представлены в таблицах № 4.1 и 4.2.
Таблица №4.1 Система S-параметров транзистора
|
F, Ггц |
S11 |
Arg(S11), град |
S21 |
Arg(S21), Град |
S12 |
Arg(S12), град |
S22 |
Arg(S11),град |
|
0,1 |
0,99 |
-2 |
3,29 |
178 |
0,006 |
101 |
0,63 |
-2 |
|
0,5 |
0,99 |
-9 |
3,29 |
171 |
0,013 |
82 |
0,63 |
-16 |
|
1,0 |
0,99 |
-17 |
3,25 |
163 |
0,020 |
78 |
0,62 |
-12 |
|
1,5 |
0,97 |
-25 |
3,25 |
155 |
0,030 |
71 |
0,61 |
-19 |
|
2,0 |
0,95 |
-34 |
3,22 |
147 |
0,040 |
66 |
0,60 |
-24 |
|
3,0 |
0,90 |
-51 |
3,15 |
131 |
0,060 |
57 |
0,58 |
-35 |
|
4,0 |
0,84 |
-68 |
3,07 |
115 |
0,080 |
47 |
0,54 |
-46 |
|
5,0 |
0,77 |
-86 |
2,97 |
99 |
0,090 |
37 |
0,50 |
-58 |
|
6,0 |
0,70 |
-106 |
2,83 |
84 |
0,100 |
28 |
0,45 |
-70 |
|
7,0 |
0,64 |
-126 |
2,66 |
69 |
0,110 |
21 |
0,41 |
-81 |
|
8,0 |
0,61 |
-145 |
2,51 |
55 |
0,110 |
16 |
0,37 |
-92 |
|
9,0 |
0,58 |
-165 |
2,37 |
42 |
0,110 |
10 |
0,33 |
-104 |
|
10,0 |
0,57 |
175 |
2,21 |
27 |
0,110 |
7 |
0,30 |
-118 |
|
11,0 |
0,58 |
156 |
2,05 |
15 |
0,120 |
3 |
0,27 |
-136 |
|
12,0 |
0,60 |
139 |
1,87 |
2 |
0,120 |
0 |
0,27 |
-157 |
|
13,0 |
0,64 |
125 |
1,72 |
-10 |
0,120 |
-1 |
0,27 |
-178 |
|
14,0 |
0,67 |
114 |
1,57 |
-20 |
0,120 |
-2 |
0,30 |
164 |
|
15,0 |
0,71 |
104 |
1,45 |
-32 |
0,130 |
-4 |
0,34 |
150 |
|
16,0 |
0,74 |
95 |
1,32 |
-41 |
0,130 |
-8 |
0,39 |
135 |
|
17,0 |
0,77 |
86 |
1,19 |
-52 |
0,130 |
-12 |
0,44 |
122 |
|
18,0 |
0,78 |
80 |
1,09 |
-61 |
0,140 |
-17 |
0,46 |
111 |
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
