Радиопередатчик повышенной мощности с кварцевой стабилизацией частоты задающего генератора (стр. 2 из 4)
. В расчете по данной формуле значение коэффициента усиления по току β0соответствует среднему геометрическому приведенных в справочниках достаточно широко разбросанных значений этого коэффициента: β0 = 50…300, отсюда 
.При включении транзистора с ОЭ целесообразно между коллекторным и базовым выводами транзистора включать сопротивление RО.С..
.В результате включения RО.С. создается дополнительная отрицательная обратная связь на низких и средних частотах. В результате на всех частотах модуль коэффициента усиления по току транзистора β(ω) снижается в χ раз.
.Стоит отметить, что в справочных данных не указаны такие параметры транзистора, как сопротивление в цепи эмиттера rэ, сопротивление в цепи базы rб, индуктивность выводов (базы и эмиттера) Lб, Lэ. Их не указывают, ссылаясь на то, что их следует принимать равными нулю. Однако реально эти величины все же существуют. Поэтому стоит рассчитать и их:
1. Нам известна постоянная времени коллекторного перехода
и емкость коллекторного перехода Ск = 2.864·10-12 Ф. Также мы знаем формулу расчета постоянной времени коллекторного перехода: 
, где Ска – барьерная емкость активной части коллекторного перехода: Ска=0.2·Ск=5.727·10-13 Ф. Отсюда: 
. Сопротивление rэпримем равным 
Ом.2. Для расчета индуктивностей выводов транзистора (базы и эмиттера) необходимо знать длины этих выводов (внешний вид транзистора см. в Приложении). Индуктивность рассчитывается по следующей формуле:
. Измерено, что длина эмиттера равна 6.4 мм (так как эмиттера раздвоен, то следует принять 3.2 мм), базы – также 6.4. Отсюда индуктивности выводов: 
.Далее следует непосредственный расчет входной цепи ГВВ:
1. Амплитуда тока базы
.2. Максимальное обратное напряжение на эмиттерном переходе
3. Постоянные составляющие базового и эмиттерного токов
4. Напряжение смещения на эмиттерном переходе
5. Значения LВХ.О.Э, rВХ.О.Э., RВХ.О.Э., CВХ.О.Э. в эквивалентной схеме входного сопротивления транзистора на рис. 10.
Рис. 11. Эквивалентная схема входного сопротивления транзистора
6. Резистивная и реактивная составляющие входного сопротивления транзистора (ZВХ=RВХ+iXВХ)
7. Входная мощность
8. Коэффициент усиления по мощности
Расчет устройства согласования передатчика с нагрузкой
Из теоретических сведений известно, что устройство согласования передатчика с нагрузкой предназначено не только для трансформации сопротивления нагрузки радиопередающего устройства в величину сопротивления Rк гр, но и для подавления высших гармоник.
Исходя из этих требований, воспользуемся специализированной программой RFSimm99, предназначенной для расчета выше указанного устройства. Так как тип согласующего устройства (П-образный четырехполюсник) нам уже задан, необходимо рассчитать активную составляющую входного сопротивления антенны: дело в том, что катушка индуктивности L5, относящаяся к антенне, служит для гашения реактивной составляющей комплексного сопротивления антенны ZA=RA+jXA=4.627 - j256.356 (Ом). Отсюда сопротивление катушки (HL=ωL) равно 256.356 Ом. Промышленность в настоящее время производит высокодобротные катушки (Q ≈ 100), однако и они имеют некоторые потери: сопротивление потерь, вносимое такой катушкой, рассчитывается так:
. Отсюда активная часть комплексного входного сопротивления антенны равна: RA=4.627+2.56=7.187 Ом.Также проектировщику необходимо задаться величиной полосы пропускания согласующего устройства, являющегося одновременно фильтрующим. Величина полосы пропускания определит и эффективность выделения колебания (гармоники) основной частоты, и эффективность подавления высших гармоник. Для начала зададимся узкой полосой пропускания в 1МГц. Чтобы узнать, какими будут параметры элементов, воспользуемся программой RFSimm99:
Рис. 12. Рабочее окно программы: задание сопротивлений, рабочей частоты передатчика и полосы пропускания.
Рис. 13. АЧХ устройства (подавление на 2 гармонике равно -46.32 дБ)
При увеличении полосы пропускания в 10 раз устройство обеспечивает гораздо худшее подавление высших гармоник, т.е. гораздо худшие фильтрующие свойства:
Рис. 14. АЧХ устройства при увеличенной полосе пропускания (подавление на второй гармонике составляет -25.31 дБ)
Оставим первоначальный вариант – с полосой пропускания в 1 МГц. Значения элементов (номенклатура по заданной схеме): L4=3.016 нГн, C16=6.366 нФ, C17=11.866 нФ. Однако изготовить катушку индуктивности, величина индуктивности которой 3.016 нГн, будет трудно, поэтому увеличим значение индуктивности до 50 нГн, но последовательно ей включим емкость величиной примерно 47 нФ, чтобы скомпенсировать выбранное значение индуктивности до 3 нГн:
Рис. 15. Вид ветви СУ с учетом принятых условий
Часть 3. Конструкторский расчет элементов оконечной ступени
Начнем расчет с элементов согласующего устройства. Напомним, что устройством согласования передатчика с нагрузкой служит П-образный четырехполюсник:
Рис. 16. Устройство согласования устройства передатчика с нагрузкой
Поскольку выходная мощность радиопередающего устройства, заданная в задании, много меньше 20 кВт, целесообразно выполнить катушку индуктивности L4 в виде цилиндрической однослойной спирали.
Очевидно, что ток, текущий через катушку индуктивности L4, по законам электротехники равен току, текущему через емкость С' (так как они соединены параллельно). Не трудно догадаться, что ток, текущий через катушку индуктивности L4, складывается из токов, текущих через емкость С17 и резистор (обозначает активную часть комплексного сопротивления антенны) RА, разумеется, с учетом комплексности (ток, текущий через катушку индуктивности L4, делится на токи, текущие через емкость С17 и резистор RА). Это будет рассмотрено далее.
Мощность, отдаваемая в антенну:
, активная часть комплексного сопротивления антенны 
. Отсюда: 
.Напряжение на нагрузке:
.Ток, текущий через емкость С17:
Реактивное сопротивление емкости С17:
.Тогда:
.В конечном итоге (по методу комплексных амплитуд, известном из курса теории электрических цепей):
.1. Действующее значение тока, текущего через катушку индуктивности L4:
.2. Диаметр провода катушки:
, где коэффициент 1,8 определяет технологию изготовления катушки – катушку на ребристом (гребенчатом) каркасе, который обеспечивает свободную циркуляцию воздуха. Разность температур провода и окружающей среды ΔТ примем 45 К. Частота задается в МГц, действующее значение тока, текущего через катушку индуктивности L4, задается в амперах. Итого: