Проектирование связного передатчика (стр. 2 из 2)

Умножитель собран на параллельно включенных разнополярных транзисторах VT4, VT5. Оба транзистора работают в режиме В. На входы транзисторов поступают противофазные напряжения со вторичной обмотки трансформатора Т1. В результате получаем колебания с удвоенной частотой.

При использовании такого способа умножения, необходимо чтобы оба плеча были симметричны, т.е. чтобы коэффициенты усиление были равны. Симметричность обеспечивает Переменный резистор R16(цепь автосмещения по постоянному току).

Нагрузкой умножителя является трансформатор сопротивления Т2, который согласует умножитель с оконечным каскадом. Колебательный контур вторичная обмотка Т2, С17, С18 обеспечивает предварительную фильтрацию ВЧ гармоник и согласование с оконечным каскадом.

Оконечный каскад собран на транзисторе VT6. Цепь R20, R21, VD2 задает внешнее смещение, которое задает режим В. Цепочка R22, C20 выполняет роль цепи автосмещения по постоянному току. Нагрузкой ОК является параллельный контур С23, С24, L3 настроенный на 27,2 МГц. Трансформатор Т3 обеспечивает согласование по сопротивлению ОК с колебательным контуром. Подстроечным конденсатором настраиваем контур в резонанс на частоте 27,2 МГц. Выделяемые контуром колебания излучаются штыревой антенной WA1 в пространство.

4. Расчет режима оконечного каскада РПУ.

В заданной схеме оконечный каскад усилителя выполнен на транзисторе КТ904, который имеет следующие параметры:

Сопротивление насыщения транзистора: r_{нас ВЧ} = 1,73 Ом;

Сопротивление материала базы r_б= 3 Ом;

Постоянная времени коллекторного перехода: τ_K = 15 пс;

Сопротивление эмиттера: r_э ≈ 0,0 Ом;

Коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ: β_о = 24;

Граничная частота усиления по току в схеме с ОЭ: f_т = 350 МГц;

Барьерная емкость коллекторного перехода: С_к = 12 пФ;

Барьерная емкость эмиттерного перехода: С_э = 124 пФ;

Индуктивность эмиттерного вывода: Lэ = 4 нГн;

Индуктивность базового вывода: Lб = 4 нГн;

Индуктивность коллекторного вывода: Lк = 4 нГн;

Максимальная выходная мощность: Р_max= 5 Вт;

Предельно допустимая постоянная величина коллекторный ток: I_k0.max =0.8 А;

Предельно допустимое напряжение коллектор-эмиттер: U_кэ.max = 40 В;

Предельно допустимое напряжение база-эмиттер: U_бэ.max = 4 В;

Напряжение отсечки: Е^’= 0,7 В;

Схема включения: ОЭ.

4.1. Расчет коллекторной цепи выходного каскада.

Расчет коллекторной цепи проводится по методике, изложенной в [2], для транзистора, работающего в критическом режиме с углом отсечки – Q= 90° .

Исходные данные для расчета следующие:

Р₁=1,5 Вт – колебательная мощность транзистора,

В – напряжение питания коллектора, в расчете будем подставлять напряжение меньшее Е_К в 0,9 раз, т.к. будут потери по постоянному току в блокировочном дросселе.

r_{нас ВЧ} = 1,73 Ом – сопротивление насыщения транзистора,

I_{к0. max}= 0,8 А – допустимая постоянная составляющая коллекторного тока;

Таблица 1 Коэффициенты разложения косинусоидального импульса

Формула	Значение
	0,319
	0,319
	0,5
	0,319
	0,5

1. Коэффициент использования по напряжению в критическом режиме

;

2. Максимальное значение коллекторного тока

А

3. Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе в критическом режиме

В;

4. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока

А;

5. Постоянная составляющая коллекторного тока

А;

6. Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания

Вт;

7. Коэффициент полезного действия коллекторной цепи

;

8. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора

Вт;

9. Сопротивление коллекторной нагрузки

Ом;

4.2. Расчет входной цепи оконечного каскада.

1. Величина шунтирующего добавочного сопротивления

Ом;

2. Амплитуда тока базы

А,

где

3. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе

В

4. Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов

5. Напряжение смещения на эмиттерном переходе

Рис. 2 Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора.

6. Значения L_{вх оэ}, r_{вх оэ}, R_{вх оэ}, С_{вх оэ} в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора.

7. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора (Z_вх=r_вх + jX_вх)

8. Входная мощность

9. Коэффициент усиления по мощности

5. Расчёт параметров антенны.

Исходными данными для расчета параметров антенны являются

- длина антенны l_a=1.8м,

- длина волны l=с/f=(3*10⁸)/(27.2*10⁶)=11.02 м,

- радиус антенны r=8мм.

Найдем волновое сопротивление антенны:

Поскольку длина антенны меньше четверти длины волны, то

Найдем входное сопротивление антенны:

Ом

где

Z_а=r_a+jx_a

Активная составляющая r_a = 2,8 Ом

Реактивная составляющая x_a= - 223 Ом

6. Расчет согласующего устройства оконечной ступени с антенной

6.1. Расчет блокировочных элементов

Емкость С₂₂ и индуктивность L2 предназначена для разделения по постоянной составляющей тока I_к0, реактивное сопротивление Х_С22 должно удовлетворять соотношению:

Х_C22 << R_ое = 4R_к, (Х_С22 = R_ое/[100…200])

X_C22 = (wC₂₂ )^-1= 4R_к/150 Þ

С₂₂ = 150/(4*31,49*2*3,14*27,2*10^-6) = 6,96 (нФ);

Реактивное сопротивление Х_L2 должно удовлетворять соотношению:

X_L2 >> R_ое = 4R_к, (Х_L2 = R_ое*[50…100])

X_L2 = wL₂ = 4R_к*75 Þ

L₂ = 4*31,49*75/(2*3,14*27,2*10^-6) = 55,3 (мкГн).

6.2. Расчет колебательного контура

Для определения номиналов элементов (С₂₃, L₃) колебательного контура пересчитаем сопротивление антенны в контур следующим образом: