Расчет и конструирование АМ передатчика

d[мм]³0.18×Iк×=0.95 мм. (3.53)

Выбираем d=1 мм.

Собственное сопротивление потерь контурной катушки на рабочей частоте:

ro=0.525×D[мм]×N××10-3/d[мм]=0.81 Ом. (3.54)

Коэффициент полезного действия контура:

hк=r

вн/(rо+rвн)=0.952. (3.55)

4. Расчёт предоконечного каскада

Рассчитаем мощность первой гармоники коллекторного тока, принимая hк=0.7:

P1ном= Вт, (4.1)

где PвыхКС – мощность на выходе колебательной системы (КС) данного каскада.

В соответствии с требованиями, изложенными в п.3, выбираем транзистор 2Т955А со следующими параметрами:

- выходная мощность Pвых³20 Вт;

- fт=250 МГц;

- сопротивление насыщения rнас=1.9 Ом;

- максимальное импульсное напряжение коллектор-эмиттер Uкэ=70 В;

- максимальный постоянный ток коллектора Iкодоп=6 А;

- напряжение источника коллекторного питания Е`к=28 В;

- средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=80;

- эквивалентная ёмкость база-коллектор Ск=60 пФ;

- барьерная ёмкость Сэ=240 пФ;

- индуктивности выводов Lб=2.4 нГн, Lэ=2 нГн;

сопротивление материала базы rб=0.5 Ом.

Проведя расчёт коллекторной цепи по формулам (3.2)-(3.10), получим следующие параметры (Ек=28 В, q=90°):

Uк1кр=24.02 В; Uк.макс.=56.8 В<Uк.доп=70 В; Iк1=1.05 А;

Iко=0.67 А<Iкодоп=6 А; Iк.макс=2.1 А< Iкодоп=6 А;

Pоном=18.7 Вт; h=0.674; Pк.макс=6.1 Вт; Rэк.ном=22.9 Ом.

Проведя расчёт входной цепи по формулам (3.11)-(3.32), получим следующие параметры:

Rд=212 Ом; c=2.08; Iб=0.447 А; Iбо=8.3 мА; Iэо=0.676 А;

rэ=0.53 Ом; Еб= -2.97 В; rвх=2.08 Ом, Хвх= -9.36 Ом; Rвхэк=44.2 Ом;

Свхэк=486 пФ; Свыхэк=142 пФ; Pвх=0.354 Вт; Кр=35.6.

Данные для расчёта КС: Rэк.ном=22.9 Ом, Свыхэк=142 пФ, СвхОК=1510 пФ, RвхОК=1.42 Ом, где последние 2 параметра – соответственно входные ёмкость и сопротивление оконечного каскада.

Задаёмся величиной r=250 Ом. По формулам (3.40)-(3.44) определяем следующие параметры:

L0=1.194 мкГн; L>0.027 мкГн, выбираем L=0.5 мГн; С0=33 пФ;

С1=254 пФ; С2=3400 пФ.

Схема предоконечного каскада аналогична схеме ОК и приведена на рис.4.1.

Рисунок 4.1 – Схема предоконечного каскада

Выбираем напряжение источника смещения Есм=3 В и производим расчёт номиналов элементов схемы на рис.4.1 по формулам:

(4.1)

R2=430 Ом, R1=1.8 кОм (Pr1,2<0.125 Вт); Ср1=10 нФ,

Lбл1=1 мкГн, Lбл2=2.2 мкГн.

5. Расчёт умножителя на 2

Рассчитаем мощность второй гармоники (n=2) коллекторного тока, принимая hк=0.8:

Pnном= Вт, (5.1)

где PвыхКС – мощность на выходе колебательной системы (КС) данного каскада.

В соответствии с требованиями, изложенными в п.3, выбираем транзистор 2Т951В со следующими параметрами:

- выходная мощность Pвых³2 Вт;

- fт=345 МГц;

- сопротивление насыщения rнас=10 Ом;

- максимальное напряжение коллектор-эмиттер Uкэдоп=65 В;

- максимальный постоянный ток коллектора Iкодоп=0.5 А;

- напряжение источника коллекторного питания Е`к=28 В;

- средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=150;

- эквивалентная ёмкость база-коллектор Ск=11 пФ;

- барьерная ёмкость Сэ=80 пФ;

- индуктивности выводов Lб=4 нГн, Lэ=4.7 нГн;

сопротивление материала базы rб=2 Ом.

Расчёт умножителя проводим аналогично расчёту усилителя мощности (см. п.3) при оптимальном угле отсечки для 2-й гармоники q=120/n=60°. При этом a0=0.218, a1=0.391, a2=0.276, g1=0.196, g0=0.109.

Отличие расчёта состоит в том, что в умножителе расчёт выходной цепи и коэффициента усиления по мощности проводится по n-й гармонике.

Проведя расчёт коллекторной цепи по формулам (3.2)-(3.10), получим следующие параметры (Ек=28 В, q=60°, f=16.67 МГц):

Umк=26.8 В; Iкn=33 мА, Iк1=47 мА;

Iко=26 мА<Iкодоп=0.5 А; Iк.макс=120 мА< Iкодоп=0.5 А;

Pоном=0.73 Вт; h=0.606; Rэк.ном=812 Ом.

Проведя расчёт входной цепи по формулам (3.11)-(3.32), получим следующие параметры:

Rд=865 Ом; c=4.78; Iб=56 мА; Iбо=0.174 мА; Iэо=26 мА;

rэ=1.56 Ом; Еб= -2.28 В; rвх=14.7 Ом, Хвх= -95 Ом; Rвхэк=630 Ом;

Свхэк=98 пФ; Свыхэк=20 пФ; Pвх=23 мВт; Кр=Pnном/Рвх=19.3.

КС выполним в виде П-образного контура (см.рис.5.1). Причём схема приведённого контура будет такая же, как в п.3 (см.рис. 3.8).

Рисунок 5.1 – Схема П-образного контура

Данные для расчёта КС: f=33.33 МГц, Rэк=812 Ом, Свыхэк=20 пФ, СвхПОК=486 пФ, RвхПОК=44 Ом, где последние 2 параметра – соответственно входные ёмкость и сопротивление предоконечного каскада.

Задаёмся величиной r=250 Ом. По формулам (3.40)-(3.44) определяем следующие параметры:

L0=1.194 мкГн; L>0.905 мкГн, выбираем L=0.91 мкГн; С0=81 пФ;

С1=26 пФ; С2=37 пФ.

Параллельное соединение СвхОК и L1 на частоте несущей f эквивалентно ёмкости номиналом С2. Определяем L1:

L1==51 нГн. (5.2)

Рисунок 5.2 – Схема П-образного контура с подстроечными элементами

Схема умножителя приведена на рис.5.3.

Рисунок 5.3 – Схема умножителя на 2

Расчёт элементов схемы на рис.5.3 проведем по формулам:

Полученные параметры: С1=Ср=2 нФ, R1=13 кОм, Lбл1=20 мкГн, Lбл2=0.16 мГн.

6. Расчёт кварцевого автогенератора

Данный кварцевый генератор (КГ) предназначен для формирования частоты f=16670 кГц. КГ представляет собой ёмкостную трёхточку, где кварцевый резонатор заменяет индуктивность. Достоинства данной схемы: схема имеет меньшую склонность к паразитной генерации на частотах выше рабочей; схема построена без индуктивностей.

Выбор транзистора АГ. В АГ следует применять маломощный транзистор с граничной частотой много больше рабочей. В этом случае можно не учитывать инерционные свойства транзистора, в этом случае упрощается расчёт АГ, уменьшается нестабильность частоты, связанная с нестабильностью фазового угла крутизны.

Рисунок 6.1 – Схема автогенератора по ёмкостной трёхточке

Используя [5,6], выбираем маломощный транзистор КТ371А со следующими параметрами:

- fт=3000 МГц;

- максимальное постоянное напряжение коллектор-эмиттер Uкэдоп=15 В;

- средний статический коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ bo=120;

 Скачать реферат