Проектирование связного радиопередатчика с частотной модуляцией (стр. 5 из 7)
Данный оконечный каскад позволяет получить заданную по ТЗ мощность в нагрузке, но для этого он должен получать на входе каждого модуля мощность равную 22 Вт, т.е. предоконечный каскад должен генерировать мощность порядка 100 Вт. Такую задачу можно реализовать, используя одну двухтактную схему усиления на транзисторах КТ970А. Данный транзистор может обеспечить максимальную мощность 100 Вт в нагрузке. Используя его на половинную мощность (50 Вт), что увеличивает надежность работы всего каскада, получим от двухтактного генератора 100 Вт, что нам и необходимо. Для передачи общей мощности в нагрузку, т.е. в ОК можно использовать ТДЛ, аналогичную вышерассмотренной.
Транзистор КТ970А может обеспечить усиление по мощности в 4–13 раз, значит, реально мы можем получить усиление в данном каскаде в 8–9 раз, а значит, мощность на входе предоконечного каскада должна быть равной 10–12 Вт. Такую мощность можно получить от усилителя (предварительного), выполненного на одном транзисторе, например на 2Т934В, который обеспечивает мощность 25 Вт. Используя его на половинную мощность, чтобы увеличить надежность, получим те самые 12–13 Вт в нагрузке, т.е. в предоконечном усилителе. Коэффициент передачи по мощности данного транзистора составляет 5–15, что вполне достаточно, т.к. в этом случае на вход предварительного усилителя будет поступать сигнал мощностью в 1 Вт.
Автогенератор может реально выдавать мощность порядка 5 – 15 мВт, т.е. необходимо поставить еще несколько усилительных звеньев, которые смогут повысить мощность автогенератора до 1 Вт (на входе предварительного усилителя). Выполним эту задачу включив последовательно два однотипных усилительных каскада, построенных по схеме с ОЭ, каждый из которых обеспечит усиление сигнала по мощности в 10 раз. В качестве активных элементов в этих каскадах используем транзисторы КТ606А и КТ3102А
С помощью пяти усилительных звеньев (ОК, предоконечного каскада и предварительных усилителей) можно получить необходимую по ТЗ мощность в нагрузке –500 Вт.
В данном проекте не рассматривается расчет предоконечного и предварительных каскадов.
3 Расчет фильтра гармоник
Для обеспечения фильтрации высших гармоник после ОК ставится фильтр, который подавляет уровень внеполосного излучения до заданного значения. Согласно ГОСТу этот уровень составляет -60 дБ для данной рабочей полосы и излучаемой мощности. Чтобы добиться такого подавления в заданной по ТЗ полосе частот (150 – 160 МГц) используем в качестве фильтра оптимальный фильтр гармоник (фильтр Лондона) [6], исходя из следующих соображений:
- оэффициент перекрытия в поддиапазоне составляет
;- сопротивление на входе фильтра и сопротивление нагрузки равно 50 Ом;
- гарантированное затухание 2-ой гармоники частоты fН – 60,4 дБ;
- максимальный коэффициент отражения в полосе пропускания – 0,0487;
- нормирование элементов производят к нижней частоте –
 |
Рис. 13. Схема фильтра гармоник
Из [6] выбираем нужный оптимальный фильтр.
| g | АS, дБ | a1 | a2 | a3 | a4 | a5 | a6 |
| 1,1 | 60,4 | 3,44 | 0,315 | 0,0233 | 9,60 | 0,315 | 3,44 |
Проводим денормирование:
| g | АS, дБ | С1, пФ | L2, нГн | L3, нГн | C4, пФ | L5, нГн | C6, пФ |
| 1,1 | 60,4 | 73 | 16,72 | 1,24 | 204 | 16,72 | 73 |
Перейдем к расчету ГУНа и частотного модулятора.
4. Расчет ГУН
4.1 Выбор основных параметров и активного элемента
ГУН имеет две регулировки частоты: регулировка частоты по диапазону (управляющее напряжение в этом случае поступает с синтезатора сетки дискретных частот) и модуляция частоты сигналом. Регулировки производятся с помощью двух варикапов.
Диапазон частот, в котором работает ГУН лежит от 75 до 80 МГц, т.к. после него идет умножитель частоты сигнала в два раза, т.е.
 |
Мощность, которую должен развивать ГУН в нагрузке примем равной 10 мВт.
Рис.14 Схема ГУН с частотным модулятором
На рисунке 14 представлена принципиальная схема ГУНа, расчет которой приведен ниже.
Для упрощения расчета автогенератора выберем безынерционный транзистор для частоты автоколебаний, например, КТ340Б.
Параметры транзистора:
Проверим, можно ли пренебречь инерционностью этого транзистора в данных условиях. Для этого необходимо выполнение условия:
,где f – частота генерируемых колебаний, fS – граничная частота транзистора по крутизне.
Граничная частота транзистора по крутизне определяется выражением:
где распределённое сопротивление базы rБ берется из справочника,
а крутизна статической проходной характеристики S0: 
температурный потенциал перехода Т:
.Подставляя рассчитанные величины в начальную формулу, получим:
.Таким образом, транзистор в данном случае можно считать безынерционным устройством.
4.2 Расчет автогенератора
1. Задаемся фактором регенерации G = 5;
2. Берем коэффициенты Берга из справочника:
3. Определяем первую гармонику ток коллектора
4. Напряжение на коллекторной нагрузке автогенератора
5. Сопротивление коллекторной нагрузки
6. Выберем коэффициент использования по напряжению
7. Напряжение питания
выберем стандартное ЕК=12В;8. Мощность, подводимая к автогенератору
9. Рассеиваемая на коллекторе мощность
10. Коэффициент обратной связи
11. Напряжение обратной связи
12. Входное сопротивление автогенератора
13. Постоянная составляющая тока базы
14. Смещение на базе
4.3 Расчет элементов колебательного контура
Задаемся величинами
и КПД контура 
, тогда 
– добротность нагруженного контура;1.Коэффициент включения контура в коллекторную цепь
2.Реактивное сопротивление между коллектором и эмиттером
3. Реактивное сопротивление между базой и эмиттером
4. Реактивное сопротивление между базой и коллектором
Сопротивление R3 входит в контур и поэтому шунтирует его, чтобы этого не происходило нужно взять его величину значительно большей, чем сопротивление коллекторной нагрузки, т.е. выбираем R3=2,8кОм.
4.4 Расчет цепи автосмещения
