Выбор, обоснование и расчет структурной схемы передатчика



Скачать 403.99 Kb.
страница2/3
Дата31.07.2016
Размер403.99 Kb.
1   2   3

Таблица 3.2 Справочные данные транзистора 2Т929А [2, стр. 68].

Тип транзис-тора















(Еэ,В)








2Т929А

1.6

-

-

400..1100

10..20

(10)


-

10…20

(10)


2.6

2.4

1.2










Диапазон рабочих частот, МГц





f,

МГц




, в разах

кол,

%




30

30

3

>50

160

20

175

>2

10…14

60…78

8




  1. Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте:



где - сопротивление потерь материала коллектора.


  1. Определим значение граничной крутизны по формуле:





  1. Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:




Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

15

Напряжение и первая гармоника тока нагрузки, приведенные к ЭГ:



  1. Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведенные к ЭГ:






  1. Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:




  1. Крутизна по переходу:




Сопротивление рекомбинации ():

Крутизна статической характеристики коллекторного тока:




Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

16



Для определения коэффициента разложения для первой гармоники тока ЭГ найдем значения коэффициентов А и В.


где принято .


  1. Коэффициент разложения:


где - напряжение смещения (принято равным 0.9); - напряжение сдвига статической характеристики.


9. Воспользовавшись [1, Приложение 1, стр. 292], находим:




  1. Амплитуда тока базы:





Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

17

Модуль коэффициента усиления по току, приведенный к ЭГ:



  1. Пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе:







  1. Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

Активная составляющая:



где - активная часть емкости коллекторного перехода.

Реактивная составляющая:




Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

Коэффициент усиления по мощности:

Т.к был получен большой коэффициент усиления, уменьшим его до требуемого для устойчивости работы ГВВ к самовозбуждению:



10

  1. Постоянная составляющая коллекторного тока:



Мощность, потребляемая от источника питания:

КПД коллектора:



  1. Входная мощность:



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

Рассеиваемая мощность:



18



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

19

Максимально допустимая рассеиваемая мощность:

Рассеиваемая мощность не превосходит максимально допустимую.

17. Составляющие сопротивления нагрузки, приведенные к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:

Активная составляющая:

Реактивная составляющая:



На данном этапе расчет предварительного каскада можно считать законченным.

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

20
Расчет цепей согласования.

Цепи согласования в радиопередатчике выполняют ряд полезных функций, основными из которых являются согласование колмплексных сопротивлений источника возбуждения и его нагрузки (в межкаскадных цепях согласования источником является предыдущий, менее мощный каскад, а нагрузкой - комплексное входное сопротивление следующего, более мощного каскада) и фильтрация побочных гармонических составляющих выходного тока АЭ.



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист
Задачи выходной ЦС: 1) преобразование активного сопротивления антенны в оптимальное сопротивление нагрузки транзистора; 2) обеспечение требуемого уровня побочных излучений, т.е. требуемой фильтрации побочных составляющих выходного тока УМ; 3) пропускание в нагрузку части мощности, определяемой КПД ЦС.
Исходя из поставленных задач, выберем в качестве выходной ЦС П-контур. Рассчитаем его элементы по методике, приведенной в [7].
XС1

XL1

Rк

XС2

Rн
Рис. 4.1. П-контур

Требуемое входное сопротивление согласующей цепи Rк было определено в результате расчета электрического режима работы выходного каскада. Со стороны выхода цепи требуется обеспечить сопротивление, равное сопротивлению нагрузки Rн.


Для упрощения расчетов и улучшения характеристик цепи используем симметричную П-цепь. В этом случае параметр . Для реализации цепи, очевидно, необходимо, чтобы выполнялось условие: , которое в нашем случае выполняется.

Характеристическое сопротивление цепи . Т.к. цепь симметричная, то , откуда несложно найти величины емкостей и индуктивности:




.

Однако транзистор имеет выходную емкость Ск , включенную параллельно емкости С1 , поэтому часть емкости С1 будет скомпенсировано выходной емкостью транзистора. Значит, для того, чтобы емкость С1 не изменилась под влиянием выходной емкости транзистора, надо ее уменьшить на величину Ск . С учетом этого пересчитаем емкость С1 :


.

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

21

Здесь - общая емкость, которую необходимо обеспечить в правой ветви согласующей цепи (см. рис.3.2).
С1

L1

Rк

С2

Rн

Ск
Рис.4.2. Влияние выходной емкости транзистора на ЦС
Рассчитаем коэффициент фильтрации цепи. Однако предварительно необходимо рассчитать КПД ЦС, для чего следует задаться значением ненагруженной добротности цепи . Добротность конденсаторов обычно как минимум на порядок выше добротности катушек индуктивности , поэтому определяющей является именно добротность катушки индуктивности: . Согласно [2] для контуров с сосредоточенными параметрами достижимое значение . Очевидно, чем выше эта добротность, тем сложнее реализовать катушку индуктивности. Поэтому зададимся вполне реальным значением .

В соответствии с [4] КПД такого П-контура рассчитывается следующим образом:


или
Нагруженная добротность: .

Коэффициент фильтрации: , где n - номер гармоники выходного тока.


При подстановке получаем соответственно коэффициенты фильтрации для гармоник: , , , чего явно не достаточно по всем гармоникам, т.к. по условию уровень побочных составляющих не должен превышать 2,5 мкВт, что означает их ослабление как минимум на . В нашем случае самая низкая фильтрация у второй гармоники, поэтому необходимо использовать дополнительные фильтрующие цепи до тех пор, пока фильтрация по току второй гармоники не достигнет требуемого значения.
В [1] для обеспечения требуемой фильтрации предлагается параллельно нагрузке включать дополнительные последовательные LC контуры. Т.к. последовательный колебательный контур для тока n-й гармоники, на которую он настроен, представляет нулевое сопротивление, то весь ток этой гармоники потечет через контур, минуя нагрузку. Следовательно, для n-й гармоники будет обеспечена высокая фильтрация.

Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

22

Однако в нашем случае таких контуров придется ставить несколько, каждый для своей гармоники, что не выгодно в экономическом плане. Рациональней будет применить здесь еще один симметричный П-контур, включенный последовательно с предыдущим. Он обеспечит повышение фильтрации одновременно на всех гармониках. Входное и выходное сопротивление контура должно быть равно сопротивлению нагрузки Rн для обеспечения нужного согласования.
Параметр
Характеристическое сопротивление цепи .

Т.к. цепь симметричная, то .

Величины емкостей и индуктивности:



Рассчитаем коэффициент фильтрации цепи. Пусть добротность катушки индуктивности будет такая же, как и в первом контуре .

КПД контура:

Нагруженная добротность: .

Коэффициент фильтрации: , где n - номер гармоники выходного тока.

При подстановке получаем соответственно коэффициенты фильтрации для гармоник: , , .

Теперь посмотрим, хватает ли фильтрации для второй гармоники, для которой она самая низкая. Для этого сложим коэффициенты фильтрации в дБ от первого и второго контуров: . Как видно, не хватило всего 5,4 дБ. Придется поставить еще один П-контур.

Величины его элементов будут такими же, как и у второго контура: , . При добротности катушки КПД контура , нагруженная добротность: , а коэффициенты фильтрации для гармоник: , , . Теперь общая фильтрация по второй гармонике составляет , чего хватает с запасом.
Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

23

Для уменьшения количества элементов согласующей цепи можно объединить параллельно включенные конденсаторы С2 и С3 , С4 и С5 :



Итак, выходная цепь согласования состоит из трех конструктивно объединенных П-контуров и обеспечивает ослабление побочных гармоник в 81,9 дБ (рис.3.3).

С1

L1

С23

С45

С6

L2

L3
Рис.4.3 Выходная цепь согласования
Общий КПД цепи: .

Учитывая, что мощность, обеспечиваемая выходным каскадом, осталась такой же, что и при расчете структурной схемы, и КПД выходной ЦС остался таким же, получим мощность в нагрузке: , что и требуется по заданию.

Для согласования предвыходного и выходного каскадов применим Г - образную согласующую цепь.



Рис.4.4 Цепь согласования предвыходного и выходного каскадов.
Обозначим входное сопротивление выходного каскада за , а выходное сопротивление предварительного каскада







Индуктивное сопротивление:

Емкостное сопротивление:



Индуктивность:



Емкость:


Рассчитаем КПД согласующей Г – цепи:

Зададимся добротностью ненагруженного контура:

Коэффициент полезного действия согласующей цепи:



Параметры согласующей Г – цепи: пФ,



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

25

Расчет разделительных и блокировочных элементов.
В идеальном случае блокировочный и разделительный конденсаторы должны иметь бесконечно малое сопротивление для высокочастотных гармоник тока и бесконечно большое сопротивление для постоянной составляющей тока. Блокировочный дроссель должен иметь сопротивление, равное нулю для постоянной составляющей тока, и бесконечно большое сопротивление для гармоник.

В схеме параллельного питания емкость разделительного конденсатора в выходной цепи выбирается из условия:




Индуктивность блокировочного дросселя выбирается из условия:

Емкость блокировочного конденсатора должна удовлетворять условию:

где .

Во входных цепях блокировочные и разделительные элементы рассчитываются из условий:


где - модуль входного сопротивления,
Выходной каскад
Выходная цепь:

Примем



Примем по ряду Е24.

Примем по ряду E24.



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

26

Входная цепь:

Примем по ряду Е24.

Примем по ряду E24.
Предвыходной каскад
Выходная цепь:

Примем .

Примем по ряду Е24.

Примем по ряду E24.
Входная цепь:

Примем по ряду Е24.



Изм.

Лист

докум.



Подпись

Дата

Лист

27
Примем по ряду Е24.


Примем по ряду E24.
Все формулы для расчета взяты из [4, стр. 39-43].

Каталог: 7%20%D1%81%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%80 -> %D0%A3%D0%93%D0%A4%D0%A1
%D0%A3%D0%93%D0%A4%D0%A1 -> 1. Общие сведения о рпу. Их место в радиотехнич ситемах
7%20%D1%81%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%80 -> Комплексные числа. Введение
7%20%D1%81%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%80 -> Благодарности Глава Процесс компиляции
%D0%A3%D0%93%D0%A4%D0%A1 -> Цель работы: Изучить некоторые способы управления частотой автоколебаний (прямые методы частотной модуляции). Изучить схемы частотно-модулируемого диапазонного автогенератора с управителями частоты на варикапах и на диодах
%D0%A3%D0%93%D0%A4%D0%A1 -> Остановимся на выборе: В качестве схемы автогенератора выберем схему емкостной трехточки (рис. 9) и зададимся
%D0%A3%D0%93%D0%A4%D0%A1 -> Курсовая работа по дисциплине «Устройства генерирования и формирования сигналов в системах подвижной радиосвязи»
%D0%A3%D0%93%D0%A4%D0%A1 -> Выбор, обоснование и расчет структурной схемы передатчика


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница