Однополосный связной передатчик

Для подключения нагрузки к коллекторам транзисторов используется трансфоматор-линия Т3 с волновым сопротивлением Z3 = Rн = Rэк/2 и продольным напряжением на ней Uпр = Uк и током Iл = Iн = Iк1.

Важно, чтобы результирующая проводимость линий Т2 и Т3 с учетом проводимости выходной емкости транзистора Ск принимала максимальное значение на частотах 2fр, 4fр ., где fр находится на интервале fв .f

н. Если это не обеспечивается, напряжение на коллекторе с частотой этих гармоних резко возрастает, транзистор может перейти в перенапряженный режим, и, как следствие этого возрастают нелинейные искажения сигнала с переменной амплитудой на выходе генератора.

Входное сопротивление линии Т2 для противофазных составляющих (первой и нечетных гармоник коллекторного тока) определяется сопротивлением разомкнутой линии и при малой ее длине носит емкостной характер. Его эквивалентная емкость Сэк = lэ/2с0*Zc2. Можно считать, что конденсатор Сэк подключается параллельно транзистору и его емкость вместе с выходной емкостью Ск шунтируют нагрузку. Поэтому должно обеспечиваться условие 1/2fв(Ск+Сэк) > (10 .20)Rэк. Практически, чтобы обеспечивались одновременно перечисленные требования, волновое сопротивление линии Т2 выбирается равным или близким к Rэк, а ее электрическая длина не более 0,02

Входной трансформатор Т1 обеспечивает последовательное и противофазное включение транзисторов по входу по высокой частоте и одновременно осуществляет переход к несимметричной нагрузке для предыдущего каскада при коэффициенте трансформации 1:1. Между Т1 и транзисторами включается цепь коррекции, которая не только выравнивает коэффициент усиления по мощности двухтактного генератора по диапазону, но и обеспечивает резистивное входное сопротивление Rвх. Поэтому волновое сопротивление линии Т1 выбирают равным Rвх, и при этом нет ограничений на ее длину. Вместо Т1 и Т3 можно применять трансформаторы на линиях с повышением входного и нагрузочного сопротивлений.

Выбор активного прибора

Требованию по частоте удовлетворяют следующие транзисторы: 2Т912А, КТ927А, 2Т944А, 2Т950Б, 2Т951Б, 2Т955А, 2Т956А,2Т957А, 2Т967А, 2Т980А. В принципе эти же транзисторы и удовлетворяют условию по мощности, но большинство из них могут обеспечивать мощность в нагрузке много больше требуемой. Это нежелательно. Оставим из этого ряда лишь те, которые наиболее близки к требуемой мощности. Таким образом, остаются 2Т951Б и 2Т955А. Эти транзисторы очень близки по параметрам и можно было бы выбрать любой из них, но остановимся на 2Т955А так как у него немного больше граничная частота.

Расчет коллекторной цепи

Произведем расчет для одного плеча в граничном режиме на половинную мощность. Выбор граничного режима объясняется тем, что в этом режиме генератор отдает наибольшую полезную мощность при высоком КПД.

Мы получили коэффициент трансформации N = 1.836. Поскольку проектируемый передатчик должен работать в широкой полосе частот, то трансформатор следует выбирать широкополсным. Этому условию удовлетворяет трансформатор на длинных линиях. Но трансформаторов на длинных линиях с таким коэффициентом трансформации сопротивления не существует. Они могут обеспечивать трансформацию только с некоторыми фиксированными коэффициентами 1/9, 1/4, 4/9, 1, 9/4, 4, 9. Потому из этого ряда и выбирается коэффициент трансформации N.

Расчет цепи коррекции АЧХ транзисторов

Расчет трансформатора Т1

При выборе фильтра остановимся на ФНЧ Чебышева, поскольку он прост в реализации, так как содержит немного элементов, по сравнения с другими фильтрами, и прост в настройке.

При расчете фильтра будем предъявлять следующие требования:

- необходимое минимальное затухание аф = 35 дБ,

- неравномерность АЧХ в полосе пропускания Δа = 0,019 дБ

- частота среза, зависящая от отдельного фильтра

Существует несколько способов расчета фильтров с заданными требованиями. Одним из способов является использование программ компьютерного моделирования, например MicroCap 7.0. Применим эту программу и получим следующие результаты:

1 фильтр.

С1 = 29.4 пФ; L1 = 47,5 мкГн; С2 = 61,0 пФ; L2 = 54,8 мкГн; С3 = 61,0 пФ; L3 = 47,5 мкГн; С4 = 29,4 пФ;

2 фильтр.

С1 = 18,6 пФ; L1 = 30,0 мкГн; С2 = 38,5 пФ; L2 = 34,6 мкГн; С3 = 38,5 пФ; L3 = 30,0 мкГн; С4 = 18,6 пФ;

3 фильтр.

С1 = 11,7 пФ; L1 = 18,9 мкГн; С2 = 24,3 пФ; L2 = 21,8 мкГн; С3 = 24,3 пФ; L3 = 18,9 мкГн; С4 = 11,7 пФ;

4 фильтр.

С1 = 7,4 пФ; L1 = 11,9мкГн; С2 = 15,3 пФ; L2 = 13,8 мкГн; С3 = 15,3 пФ; L3 = 11,9 мкГн; С4 = 7,4 пФ;

5 фильтр.

С1 = 4,7 пФ; L1 = 7,5 мкГн; С2 = 9,7 пФ; L2 = 8,7 мкГн; С3 = 9,7 пФ; L3 = 7,5 мкГн; С4 = 4,7 пФ;

Трансформатор:

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора: 33,32 В

Ток во вторичной обмотке трансформатора: 0,33 А

Мощность вторичной обмотки трансформатора: 11,00 Вт

Диоды:

Допустимое обратное постоянное напряжение на диодах: 47,12 В

Допустимый прямой ток на диодах: 0,47 А

Рекомендуемый тип диодов:

КЦ205А

U пр. 1- прямое падение напряжение (В)

U обр. 500- максимальное обратное напряжение (В)

I пр. 0,5- средний прямой ток через диод (А)

Конденсатор:

Емкость конденсатора фильтра: не менее 150,00 мкФ

Рабочее напряжение конденсатора: не менее 47,12 В

Вариант используемого конденсатора: 220 мкФ х 50 В

Расчет производился при помощи программы Rectifier 1.0,

Рассчитаем блокировочные индуктивности Lбл, Сбл. Будем исходить из назначения этих элементов. Индуктивности предназначены для того, чтобы высокочастотный ток коллектора не попал в цепь питания, поэтому сопротивление этих индуктивностей должно быть много больше сопротивления нагрузки для каждого плеча, т.е.

Пусть , тогда мкГн

Блокировочные емкости предназначены чтобы постоянный ток питания не проходил в нагрузку каскада. Для высокочастотного тока сопротивление емкостей должно быть много меньше сопротивления нагрузки, т.е.

Пусть , тогда нФ

Конструктивный расчет элементов

1. Расчет дросселей. При расчете дросселей следует отталкиваться от индуктивности и тока протекающего через него.

1) Блокировочные дроссели в цепи питания. Через блокировочные дроссели в цепи питания протекают токи Iко = 0,317А. Их индуктивность, полученная расчетным путем, должна быть не менее 60 мкГн. Таким требованиям удовлетворяет ДM-0.6-60 c диаметром D = 4,4 мм, длиною с выводами L = 80 мм и длиною без выводов l = 21,5 мм. Число витков 270.

 Скачать реферат