Связной передатчик с частотной модуляцией (стр. 2 из 3)

=606.3 Ом

Коэффициент уменьшения коэффициента усиления по току:

,

c=

=1.5

Амплитуда тока базы:

=0.52 А

Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе:

=4.68 В

U_{бэ макс} > U_{бэ доп}=4 В, необходимо уменьшить сопротивление R_доп.

Возьмем R_доп=80 Ом, тогда U_бэмакс=3.53 В.

Постоянная составляющая базового тока:

=11 мА

Постоянная составляющая эмиттерного тока:

I_э0=I_ко+I_бо=0.45+0.011=0.46 А

Напряжение смещения на эмиттерном переходе

0.28 В,

Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора:

3.4 нГн

С_ка=0.5С_к

=3.36 Ом,

65 Ом,

=0.14 нФ,

Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления:

4.04 Ом

-3 Ом

Входная мощность

=0.54 Вт

Коэффициент усиления по мощности

=7

2.4. Расчет цепи согласования

При расчете коллекторной цепи оконечного каскада получили сопротивление коллекторной нагрузки R_к=15 Ом. К такому сопротивлению необходимо трансформировать сопротивление фидера R_ф=50 Ом, который является нагрузкой разрабатываемого оконечного каскада.

Так как коэффициент перекрытия рабочего диапазона частот передатчика K_f=

=1.06<1.1, в качестве цепи согласования можно использовать простые Г, П, Т-образные четырехполюсники.

Выберем в качестве цепи согласования Г-образный четырехполюсник, т.к. он содержит минимальное количество элементов.

Произведем расчет Г-образной согласующей цепи с помощью программы RFSim99 и проанализируем ее в PSpice.

АЧХ цепи согласования

На второй гармонике нижней частоты рабочего диапазона (2×f_н=2×160=320 МГц) данная Г-образная цепь обеспечивает затухание 5 дБ, что не соответствует заданию, следовательно, необходимо после цепи согласования поставить фильтр нижних частот, обеспечивающий подавление гармоники хотя бы на 35 дБ.

2.5. Расчет фильтра нижних частот

Расчет фильтра нижних частот также проведем в программе RFSim99 и проанализируем его амплитудно-частотную характеристику с помощью программы PSpice.

Наибольшую крутизну АЧХ в полосе подавления при одном и том же порядке имеет фильтр Чебышева (по сравнению с фильтром Баттерворта), поэтому выбор остановим именно на нем.

В результате расчета получили, что необходимое затухание на частоте

320 МГц обеспечивает фильтр Чебышева седьмого порядка.

Из АЧХ полученной в PSpice видно, что фильтр обеспечивает затухание -56 дБ на частоте 320 МГц, что более чем удовлетворяет заданию.

Параллельно конденсаторам C₁, C₂, C₃ нужно поставить подстроечные конденсаторы.

2.6. Схема питания и расчет блокировочных элементов

Выберем параллельную схему питания

Блокировочные элементы рассчитываются исходя из следующих соотношений:

Емкость C_р – разделительная емкость. Ставится для предотвращения короткого замыкания источника питания через элементы цепи согласования.

X_Ср << R_К X_Ср= R_К/(50-100)

Дроссель L_бл позволяет подать на транзистор напряжение питания и при этом не влияет на прохождение I_к1, представляя собой разрыв для ВЧ.

X_Lбл>>Rк X_Lбл=(50-100)Rк

Емкость C_бл ставится для избежания взаимного влияния каскадов передатчика через напряжение питания.

X_Cбл<<X_Lбл X_Cбл= X_Lбл/(100-200),

3.1 нФ

0.7 мкГн

=0.13 нФ

2.7. Схема оконечного каскада

3. Расчет конструктивных параметров и выбор стандартных элементов

3.1. Расчет конструктивных параметров индуктивности ФНЧ L7

Ток, протекающий через индуктивность:

А

Зададимся отношением

, тогда

D= 4 мм l= 2.8 мм

Диаметр провода:

мм

ΔT для катушек ГВВ принимается 45 К

стандартное значение d = 0.57 мм

Шаг намотки:

g= 1.4×0.56 = 0.8 мм

Индуктивность с учетом экранирования:

L_расч= 1.1×L7 = 1.1×55.3×10^-9 = 60 нГн

Число витков:

F – коэффициент формы катушки

Возьмем N = 4

Скорректированное значение шага намотки:

мм

3.2. Расчет конструктивных параметров индуктивности цепи согласования L_согл

Ток, протекающий через индуктивность:

А

Зададимся отношением

, тогда

D= 6 мм l= 4.2 мм

Диаметр провода:

мм

ΔT для катушек ГВВ принимается 45 К

стандартное значение d = 1.74 мм

Шаг намотки:

g= 1.4×1.74 = 2.4 мм

Индуктивность с учетом экранирования:

L_расч= 1.1×L_согл = 1.1×22×10^-9 = 24 нГн

Число витков:

Возьмем N = 2

Скорректированное значение шага намотки:

мм

3.3. Выбор дросселя L_бл

Ток, протекающий через индуктивность:

А

L_бл=0.7 мкГн

Выберем подходящий дроссель из таблицы [4]

Подходит ДМ – 0,6 – 10:

L = 10 мкГн

d=0.6 мм

l=11 мм

D=3.3 мм

3.4. Выбор стандартных емкостей и резисторов

Выбор резисторов:

R_доп=101.7 Ом

Стандартное значение 100 Ом

R_ос=606.3 Ом

Стандартное значение 620 Ом

Выбор конденсаторов

Возьмем конденсаторы типа К10 – керамические на напряжение ниже 1.6 кВ

С_бл=0.13 нФ К10 130 пФ

C_р=3.1 нФ К10 3 нФ

С_согл=29.47 пф К10 30 пФ

С₁=26.64 пФ К10 27 пФ

С₃=29.46 пФ К10 30 пФ

С₅=26.64 пФ К10 27 пФ

В фильтре параллельно конденсаторам C₁, C₂, C₃ ставятся подстроечные.

4. Компоновка элементов на плате

Для избежания самовозбуждения оконечного каскада передатчика необходимо вход и выход каскада разнести на плате как можно дальше друг от друга. Для избежания появления межкорпусных емкостей, корпуса элементов нельзя ставить слишком близко друг к другу и к каким либо металлическим частям корпуса передатчика.