Реферат: Расчет радиопередатчика с ЧМ модуляцией

3.1 Схема усилителя мощности.

Схема усилителя мощности приведена на рисунке 5.

Рис.5.

Назначение элементов схемы усилителя мощности:

R1 и R2 - используются как делитель напряжения для обеспечения фиксированного смещения; обеспечивают автосмещение; корректируют частотную характеристику;

С1 и С5 – разделительные емкости;

L2 – блокировочная индуктивность;

С3 – блокировочная емкость;

L1 и С2 – входная согласующая цепь;

L3 и С3 – выходная согласующая цепь.

3.2 Расчет режима работы и энергетический расчет

Выбираем амплитуду импульсов коллекторного тока i_{k max} из условия:

i_{k max} ≤ (0.8 … 0.9) ∙ i_{k доп} ,

где i_{k доп} – допустимая амплитуда импульсов коллекторного тока (справ.);

i_{k max} = 0.8 ∙ 10 = 8 А.

Выбираем напряжение источника питания из условия:

Е_п ≤ U_{к доп} /2,

где U_{к доп} – допустимая амплитуда напряжения на коллекторе (справ.);

Е_п ≤ 70 / 2 = 35, выбираем Е_п = 20 В.

Рассчитываем напряженность граничного режима работы активного элемента ξ_гр

ξ_гр = 1- i_{к max} / S_гр ∙ Е_п = 1- 8 / 5 ∙ 20 = 0.92,

где S_гр – крутизна граничного режима (справ.).

Найдем амплитуду импульсов первой гармоники коллекторного напряжения

U_k1 = ξ_гр ∙ Е_п = 0.92 ∙ 20 = 18.4 В.

Определим амплитуду импульсов первой гармоники коллекторного тока

I_k1 = α₁ (θ)∙ i_{k max} = 0.5 ∙ 8 = 4 А,

где α₁ (θ) – коэффициент Берга, θ = 90˚.

Рассчитаем постоянный ток, потребляемый коллекторной цепью транзистора

I_k0 = α₀ (θ)∙ i_{k max} = 0.318 ∙ 8 = 2.54 А,

где α₀ (θ) – коэффициент Берга, θ = 90˚.

Найдем мощность первой гармоники

P₁ = I_k1 ∙ U_k1 / 2 = 4 ∙ 18.4 / 2 = 36.8 Вт.

Определим мощность, потребляемую от источника питания

P₀ = I_k0 ∙ E_п = 2.54 ∙ 20 = 50.8 Вт.

Рассчитаем мощность, рассеиваемую на активном элементе

P_рас = Р₀ – Р₁ = 50.8 – 36.8 = 14 Вт.

Найдем к.п.д. усилителя

η = Р₁ / Р₀ = 36.8 / 50.8 = 0.72, т.е 72%.

Определим амплитуду управляющего заряда

Q_y1 = i_{k max} / [ω_гр ∙ ( 1- cos θ )]= 8 / [2 ∙ π ∙ 100 ∙ 10⁶ ∙ ( 1- cos 90˚ )] = 12.73 ∙ 10^-9 Кл,

где ω_гр – граничная частота работы транзистора, θ – угол осечки коллекторного тока.

Найдем постоянную составляющую напряжения эмиттерного перехода

U_эп = u_отс – γ₀ (π –θ) ∙ Q_y1 /C_э = 1 – 0.5 ∙ 12.73 ∙ 10^-9 / 2300 ∙ 10^-12 = -0.76 В,

где u_отс – напряжение отсечки, γ₀ - коэффициент Берга, C_э – емкость эмиттерного перехода (справ.).