Модуль АФАР (стр. 5 из 7)
По рассеиваемой мощности 856,669;
Допустимая температура корпуса транзистора 159,8599 °С.
ЦЕПЬ КОЛЛЕКТОРА
Напряжение питания E0=19 В;
Амплитуда напряжения 18,91915 В;
Напряженность режима 0,9957449;
Амплитуда коллекторного тока 6,872006 мА;
Постоянная составляющая коллекторного тока I0к=3,236894 мА;
Диссипативная составляющая сопротивления коллекторной нагрузки R1вых УМ=166,933 Ом;
Реактивная составляющая сопротивления коллекторной нагрузки X1вых УМ=5,44388 Ом.
ЦЕПЬ БАЗЫ
Напряжение смещения по базе E0б=1,2 В;
Амплитуда тока возбуждения 0,1756269 А;
Угол отсечки 34,69754
Диссипативная составляющая входного сопротивления ZвхR1вх УМ=0,5232769 Ом;
Реактивная составляющая входного сопротивления Zвх X1вх УМ=4,491888 Ом.
4.1.2. расчет элементов принципиальной схемы усилителя мощности
Опираясь на проведенный расчет, получаем:
а) Цепь смещения (параллельная схема с автосмещением).
;Выбираем R1: C2-33Н-0,5-360 Ом±5%,
где Е0б — напряжение смещения по базе;
Iок — постоянная составляющая коллекторного тока.
Из условий
; 
; 
(см. рис. 5),где
; R1вх=R1вх УМ=0,523 Ом — диссипативная составляющая входного сопротивления базовой цепи, полученная в ходе расчетов на ЭВМ (см. п. 4.1.1.), получаем: 
;Выбираем С1: КМ-6-М1500-0,012 мкФ.
;Выбираем С4: К10-17-1-П33-17,16 пФ.
.Числовой коэффициент 10 введен для обеспечения справедливости вышеприведенных соотношений: “много больше” мы заменяем на “в 10 раз больше”.
б) Последовательная схема питания.
Из соотношений
; 
; 
(см. рис. 6),где rист — внутреннее сопротивление источника питания, rист=5 Ом; R1вых — диссипативная составляющая сопротивления коллекторной нагрузки, R1вых=R1вых УМ=166,93 Ом, получаем:
;Выбираем С5: К10-17-1-П33-38,13 пФ.
;Выбираем С3:
.4.2. расчет умножителя частоты
4.2.1. расчет режима работы активного прибора (транзистора)
Выбор транзистора, расчет его режима работы и энергетических параметров выполнен на ЭВМ с помощью программы MULTIPLY, разработанной на каф. 406, и реализующей методику, описанную в п. 3.2. Исходные данные:
Параметры транзистора
| Название транзистора: | 2T919A; |
| Напряжение питания: | E0=19 В; |
| Статический коэффициент передачи тока: | 50; |
| Напряжение приведения по базе: | 0,7 В; |
| Граничная крутизна: | Sгр=0,13 См; |
| Граничная частота: | fгр=1800 МГц; |
| Емкость коллекторного перехода: | 7,5 пФ; |
| Активная часть емкости коллектора: | 2,5 пФ; |
| Емкость эмиттерного перехода: | 50 пФ; |
| Сопротивление базы: | 0,5 Ом; |
| Сопротивление эмиттера: | 0,14 Ом; |
| Сопротивление коллектора: | 0,7 Ом; |
| Индуктивность вывода базы: | 0,14 нГн; |
| Индуктивность вывода эмиттера: | 0,4 нГн; |
| Индуктивность вывода коллектора: | 0,7 нГн; |
| Допустимая температура перехода: | 150 °С; |
| Критический ток: | 1,5 А; |
| Допустимое напряжение эмиттер-база: | 3,5 В; |
| Допустимая рассеиваемая мощность: | 10 Вт. |
Результаты расчетов:
Параметры режима транзистора (2T919A, схема с ОБщей базой)
| Напряженность граничного режима: | 0,781; |
| Амплитуда коллекторного напряжения: | 14,839 В; |
| Амплитуда n-й гармоники коллекторного тока: | 0,07412 А; |
| Максимальный коллекторный ток: | Iк max=0,2912 А; |
| Постоянная составляющая коллекторного тока: | I0к=0,05941 А; |
| Амплитуда тока возбуждения: | 0,14176 А; |
| Пиковое обратное напряжение эмиттер-база: | -1,12179 В; |
| Напряжение смещения по базе: | E0б=0,034491 В; |
| Сопротивление автоматического смещения: | 0,580535 Ом; |
| Диссипативная составляющая входного сопротивления: | R1вх УЧ=5,4957 Ом; |
| Реактивная составляющая входного сопротивления: | X1вх УЧ=-3,4953 Ом; |
| Коэффициент усиления по мощности: | KУЧ=9,9589; |
| Мощность возбуждения: | 0,0552266 Вт; |
| Мощность, потребляемая от источника питания: | 1,1288 Вт; |
| Электронный КПД: | ηэ=48,72%; |
| Рассеиваемая мощность: | 0,634064 Вт; |
| Диссипативная составляющая сопротивления нагрузки: | R1вых УЧ=180,013 Ом; |
| Реактивная составляющая сопротивления нагрузки: | X1вых УЧ=40,34 Ом; |
| Выходная мощность | Pвых УЧ=0,55 Вт; |
| Коэффициент умножения | n=2; |
| Угол отсечки | 56,0 |
| Входная частота | fвх=0,25 ГГц; |
| Напряжение питания | E0=19,0 В. |
4.2.2. расчет элементов принципиальной схемы умножителя частоты
Опираясь на проведенный расчет, получаем:
а) Входная цепь (параллельная схема с автосмещением, рис. 7).
0,579 Ом;Выбираем R2: С2-33Н-0,5-0,560 Ом±5%;
R1вх=R1вх УЧ=5,495 Ом;
Аналогично вышесказанному:
;Выбираем С7: КМ-6-М1500-0,011 мкФ.
;б) Выходная цепь и фильтр-пробка (C9, C10, L7, рис. 8).
;R1вых=R1вых УЧ=180,013 Ом.
Аналогично:
;Выбираем С11: К10-17-1-П33-17,68 пФ.
Емкость C8 и индуктивность L6 служат для защиты источника питания от токов высокой частоты. Номинал C8 рассчитывается из соображений того, чтобы ее сопротивление по высокой частоте было крайне мало, а номинал L6 выбирается таким, чтобы ее сопротивление по высокой частоте было велико. Номиналы L2 и C3 в п. 4.1.2. выбираются из аналогичных соображений.
;Выбираем С8: К10-17-1-П33-630 пФ.
;Фильтр-пробка (C9, C10, L7) служит одновременно для выделения колебаний двойной (выходной) частоты и подавления колебаний входной частоты, чтобы они не проходили на выход модуля АФАР. Делается это следующим образом. Индуктивность L7 и емкость C9 образуют последовательный колебательный контур, причем их номиналы подбираются так, чтобы резонансная частота этого контура ωрез посл совпадала с частотой входного колебания ωвх. Как известно, сопротивление последовательного колебательного контура на резонансной частоте равно нулю, и, следовательно, колебания входной частоты закорачиваются на землю и на выход модуля не попадают. В то же время, L7 и C10 тоже образуют колебательный контур, но параллельный, причем их номиналы подбираются так, чтобы резонансная частота этого контура ωрез паралл совпадала с частотой выходного колебания ωвых. Сопротивление параллельного колебательного контура на резонансной частоте стремится к бесконечности, поэтому колебания выходной частоты попадут на выход практически без потерь.