Расчет и конструирование радиопередатчика (стр. 5 из 6)
Еб = 0.7 – Umб·cosQэ – Iбо·r'б=0.7-4.12·0.926- 
13.85=-3.11 B, (5.33)
Угол отсечки импульсов тока базы:
, (5.34)Определяем коэффициенты разложения базового тока: aоб=0.08, a1б=0.16. Активная составляющая входного сопротивления:
, (5.35)Мощность возбуждения на рабочей частоте без учёта потерь во входном согласующем контуре:
, (5.36)Коэффициент усиления по мощности, без учёта потерь во входном и выходном согласующих контурах:
, (5.37)Общая мощность, рассеиваемая транзистором:
Pтр=PК+Pвозб= 
+ 
= 
Вт (5.38)
Блокировочные индуктивность и емкость в цепи коллектора:
, (5.39) 
.(5.40)Сопротивление и реактивности авто смещения в цепи базы:
, (5.41) 
, (5.42) 
. (5.43)Определяем параметры согласующего контура:
Умножитель мощности можно считать рассчитанным.
6 Расчет модулируемого каскада
Прямая частотная модуляция осуществляется: в полупроводниковых генераторах путем изменения параметров колебательного контура с помощью варикапов, варикондов, реактивного транзистора, нелинейной индуктивности, железоиттриевого граната (на частотах от нескольких сот мегагерц до десятков гигагерц); в диодных генераторах (на туннельном диоде, ЛПД, диоде Ганна) путем изменения напряжения смещения на диоде; в транзисторных RC-генераторах путем изменения режима работы транзистора (тока коллектора, напряжения смещения на переходе эмиттер-база).
В проектируемых и выпускаемых промышленностью связных и вещательных передатчиках все шире используется способ прямой ЧМ с помощью варикапа. На практике существуют различные варианты соединения варикапа с контуром автогенератора.
АГ в радиопередатчиках являются источником колебаний, несущая частота и амплитуда которого определяется только собственными параметрами схемы и должны в очень малой степени зависеть от внешних условий, не учитывая модуляцию несущей. В состав АГ обязательно входит активный элемент (транзистор), колебательная система, определяющая частоту колебаний и нелинейный элемент, управляющий элемент, влияющий на частоту, то есть изменяющий частоту настройки колебательной системы генератора.
Так как мощность автогенератора не превышает нескольких десятков милливатт, то транзистор может быть выбран из широкого класса маломощных германиевых и кремниевых транзисторов. Определяющими факторами при выборе выступают рабочая частота автогенератора и диапазон рабочих температур.
В автогенераторе следует применять транзистор с граничной частотой, много большей рабочей частоты. В этом случае можно не учитывать инерционные свойства транзистора, благодаря чему упрощается расчёт автогенератора, но, главное - уменьшается нестабильность частоты, связанная с нестабильностью фазового угла крутизны.
Далее расчёт производится по методике, описанной в [6].
Выбираем резонатор со РТЛМ - 17. Параметры резонатора:
Rk = 30 Ом
m = 0.077
Со = 2.5·10-12
За основу взят кварцевый ЧМАГ, описанный в [6, стр. 157] и изображенный на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 - Частотно модулируемый кварцевый генератор
Для расчета возбудителя выберем транзистор КТ324А. Его параметры:
| Сопротивление насыщения, rнас | 30 Ом |
| Сопротивление базы, rб | 0.014 Ом |
| Статический коэффициент усиления, h21э | 50 |
| Предельная частота усиления, fТ | 800 МГц |
| Емкость перехода коллекторного перехода, Cк | 2.5 пФ |
| Емкость эмиттерного перехода, Cэ | 2.5 пФ |
| Предельное напряжение между коллектором и эмиттером, Uкэ.доп | 10 В |
| Предельный постоянный ток коллектора, Iко.мах | 20 мА |
| Предельный импульсный ток коллектора, Iк.мах | 50 мА |
Крутизна транзистора КТ324А при токе 4 мА составляет 784 мА/В. Определяем управляющее сопротивление генератора:
, (6.1)где g1(q) = 0.2 исходя из запаса по возбуждению (примем не более 5%)
Находим значения ёмкостей обратной связи генератора:
, (6.2)где Ко=0.4 – коэффициент обратной связи (выбирается от 0.2 до 0.8)
, (6.3) 
Ом, (6.4) 
. (6.5)Ёмкости С3 и С4 соответствуют ёмкостям указанных на рисунке 5.1.
Для обеспечения устойчивой работы автогенератора необходимо стабилизированное питание, поэтому включим стабилизатор напряжения на стабилитроне КС168А, тогда напряжение питания автогенератора будет равно 6.8 В.
Так как амплитудное значение модулирующего напряжения не указано в задании, то примем его 2.5В. Тогда амплитудное значение равно 2.5·√2 = 3.536 В, то для предотвращения открывания варикапа модулирующим напряжением и напряжением высокой частоты выберем напряжение смещения на варикапе равным 5В. При этом приведённое значение модулирующего напряжения:
В, (6.6)где jр = 0.5 … 0.7 В. Берём 0.5 В.
Рассчитаем приведённое сопротивление варикапа:
.(6.7)Определяем ёмкость варикапа при напряжении смещения 4В:
, (6.8)Такую ёмкость обеспечивает варикап КВ109Г, используя последовательное соединение двух варикапов.
Параметры варикапа КВ109Г:
Емкость варикапа  -  , | 8…17 пФ |
| Добротность QВ | 160 |
| Евн, | 4 В |
| Предельная частота f, | 50 МГц |
| Собр mах, | 25 В |
Используем встречно-последовательное соединение, когда варикапы соединяются последовательно в частотозадающую цепь генератора и параллельно по отношению к модулирующему напряжению и напряжению смещения.
Для обеспечения работы вблизи последовательного резонанса резонатора необходимо последовательно с резонатором включить индуктивность. Находим для двух граничных значений ёмкости варикапа значение индуктивности:
; (6.9)При Срн = Свmin, L2min = 17.49 мкГн;
При Срн = Свmax, L2max = 8.42 мкГн;
(6.10)Катушка индуктивности перестраиваемая: при среднем положении подстроечника должна обеспечиваться индуктивность 12.96 мкГн, при введённом подстроечнике 17.49 мкГн, при выведенном 8.42 мкГн.
Определим коэффициент нелинейных искажений:
, (6.11)Для уменьшения нелинейных искажений введём корректирующую индуктивность параллельно резонатору. Приведённое сопротивление индуктивности определяем по формуле:
, (6.12) 
, (6.13)Проверяем коэффициент нелинейных искажений с учётом L1:
(6.13)Kf = 0.65%, а это уже очень хорошо для вещательного передатчика.