Курсовая работа: Расчет и конструирование радиопередатчика
Угол дрейфа на рабочей частоте (в градусах):
, (3.23)
Угол отсечки импульсов эмиттерного тока:
Q э = Q к – 0.5· j др =90-0.5·17.23=1.420 , (3.24)
Модуль коэффициента усиления по току в схеме с общей базой на рабочей частоте:
, (3.25)
Первая гармоника тока эмиттера:
, (3.26)
Высота импульса тока эмиттера:
, (3.27)
Модуль комплексной крутизны транзистора на рабочей частоте:
, (3.28)
Амплитуда напряжения возбуждения на рабочей частоте:
, (3.29)
Постоянная составляющая тока базы:
, (3.30)
Напряжение смещения, обеспечивающее требуемый угол отсечки тока эмиттера:
Еб = 0.7 – Umб ·cos Q э – Iбо ·r'б =0.7-2.19·0.15-0.062·0.6=-0.34 B , (3.31)
Угол отсечки импульсов тока базы:
, (3.32)
Определяем коэффициенты разложения базового тока: aоб =0.26, a1б =0.44. Активная составляющая входного сопротивления:
, (3.33)
Мощность возбуждения на рабочей частоте без учёта потерь во входном согласующем контуре:
, (3.34)
Коэффициент усиления по мощности, без учёта потерь во входном и выходном согласующих контурах:
, (3.35)
Общая мощность, рассеиваемая транзистором:
P тр = P К + P возб =32.23+2.42=29.82 Вт (3.36)
3.2 Расчет выходной колебательной системы
При проектировании выходных колебательных систем (ВКС), устанавливаемых после оконечного каскада передатчика, на первом плане стоит обеспечение заданной фильтрации высших гармоник. Высшие гармоники тока или напряжения, образованные в процессе работы транзистора в нелинейном режиме, должны быть ослаблены в нагрузке передатчика (антенне, фидере) до уровня, определяемые международными нормами.
Кроме всего прочего, к ВКС ставиться требование к трансформации нагрузочного сопротивления при достаточно простой конструктивной реализации даже ценой некоторого снижения требований к КПД цепей связи и к фильтрации побочных составляющих. В отдельных случаях цепи согласования и коррекции могут включать полную или частичную трансформацию нагрузочных сопротивлений.
В узкополосных усилителях мощности на транзисторах широкое применение получил П-образный контур, принципиальная схема которого изображена на рисунке 3.2. Этот контур сводится к приведённому П-образному контуру (см. рис. 3.3).
Рисунок 3.2 Рисунок3.3
Данная цепь согласования – это, по сути, параллельный колебательный контур с разделёнными ёмкостями. Такое разделение и обеспечивает получение коэффициентов включения транзистора и нагрузки в контур, отличных от единицы. При определённом выборе коэффициентов включения осуществляется трансформация сопротивления нагрузки в оптимальное для каскада.
Очень важна в применяемой ЦС роль конденсатора С0 . Во-первых, он осуществляет развязку каскадов по постоянному току, а главное, – обеспечивает реальность выполнения катушки индуктивности L (рис.3.3). Часто при расчётах величина индуктивности L0 оказывается невыполнимо малой.
Поскольку L , L0 , C0 находятся в соотношении:
XL =XL0 -XC0 , (3.37)
то, при введении конденсатора С0 , для постоянства величины эквивалентной индуктивности контура L необходимо увеличить значение индуктивности L0 (скомпенсировать отрицательную ёмкостную реактивность). Это при определённом соотношении между С0 и L приведёт к реальности выполнения катушки индуктивности L0 .
Порядок расчета П – контура произведем согласно [3].
Величину характеристического сопротивления контура возьмем в пределах 250-500 Ом. r = 250 РћРј. Определяем эквивалентную индуктивность контура L :
. (3.38)
Определяем минимально требуемую индуктивность контура L0 :
. (3.39)
Примем величину L0 равной 1.53·10-7 Гн из условий, что L0 > L0 ` и L0 >L .
Определим емкость С0 :
. (3.40)
Определяем величины ёмкостей конденсаторов C1 и C2 , исходя из требуемых коэффициентов включения для согласования нагрузки с транзистором:
(3.41)
(3.42)
Рассчитаем внесённое в контур сопротивление:
. (3.43)