- мощность, потребляемая от источника питания Р_{0 m ах} = 3.99Вт;

- коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке h = 0.57;

- номинальное сопротивление коллекторной нагрузки R_эк.ном = 182.9 Ом;

- напряжение смещения Е_б = 0.68 В;

- постоянная составляющая базового тока I_б.0 = 2.7 мА;

- входное сопротивление транзистора R_вх.тр. = 2.74 Ом;

- выходное сопротивление транзистора R_вых..тр . = 557.86 Ом;

- входная мощность Р_вх . = 3.8 мВт;

- коэффициент усиления по мощности транзистора К_р = 594.5;

- сопротивление смещения в цепи базы R_б. = 256.4 Ом;

- блокировочная индуктивность в цепи базы L_бл.2 = 6.42×10 ^–8 Гн;

- блокировочная индуктивность в цепи коллектора L_бл.1 = 8.56 мкГн;

- блокировочная емкость в цепи базы С_бл.2 =9.1310 ^–11 Ф;

- блокировочная емкость в цепи коллектора С_бл.2 =3.2×10 ^–14 Ф.

Определяем параметры согласующего контура:

Полученная теперь мощность позволяет использовать необходимые в нашем случае умножители частоты.

5 Расчет умножителя частоты

Поскольку по ТЗ задана кварцевая стабилизация частоты, то рабочая частота 68 МГц слишком высока для использования кварцевого резонатора. Обычно частота кварца не превышает десятков мегагерц, а использование его на высших гармониках не рентабельна с точки зрения энергетического выхода. Поэтому то и необходимо применить схемы умножения частоты, и в принципе об этом уже отмечалось во введении.

Схема умножителя частоты ни чем не отличается от схемы усилителя мощности. Главное отличие – режим работы транзистора.

Основным недостатком умножителей частоты является низкий КПД, поскольку основным продуктом работы транзистора выступают высшие гармоники коллекторного тока. Чем выше коэффициент умножения (номер полезной гармоники), тем ниже КПД. Для повышения выхода энергии пользуются оптимальным углом отсечки, который определяется следующим выражением:

, (5.1)

В данном проекте будем использовать коэффициент умножения n = 5. Согласно (5.1) при данном коэффициенте умножения, оптимальный угол отсечки выберем 24 градусов. Методика расчета эквивалентна расчету усилителя мощности и ведется следующим образом.

(5.2)

В качестве полезной мощности на выходе, выступает мощность возбуждения следующего по схеме каскада и равна Р_вх. = 4.75 мВт.

По полученной мощности и частоте выберем в качестве нелинейного элемента, на основе которого будет построен умножитель частоты, транзистор КТ397А-2. Его параметры:

Сопротивление насыщения, rнас	428.57 Ом
Сопротивление базы, rб	0.072 Ом
Статический коэффициент усиления, h21э	150
Предельная частота усиления, fТ	1.06 ГГц
Емкость перехода коллекторного перехода, Cк	1.3 пФ
Емкость эмиттерного перехода, Cэ	1.5 пФ
Предельное напряжение между коллектором и эмиттером, Uкэ.доп	40 В
Предельный постоянный ток коллектора, Iко.мах	10 А
Предельный импульсный ток коллектора, Iк.мах	20 А

Рассчитаем амплитуду переменного напряжения на коллекторе (предварительный расчет):

, (5.3)

Рассчитываем напряжение источника коллекторного питания (предварительный расчет):

, (5.4)

Из ряда стандартных значений напряжений питания выберем напряжение равное Ek =20В . Рассчитываем амплитуду напряжения на коллекторе:

, (5.5)

Рассчитываем остаточное напряжение на коллекторе:

, (5.6)

Рассчитываем амплитуду импульса коллекторного тока:

. (5.7)

Рассчитываем постоянную составляющую тока коллектора:

. (5.8)

Произведём расчёт высокочастотных Y–параметров на рабочей частоте. При расчёте значение тока эмиттера I_э принимаем равным I_ko . Расчёт вспомогательных параметров:

, (5.9)

, (5.10)

, (5.11)

. (5.12)