Реферат: Расчет радиопередатчика с ЧМ модуляцией

Рассчитаем выходное сопротивление транзистора

R_k = U_k1 / I_k1 = 18.4 / 4 = 4.6 Ом.

Определим коэффициент, показывающий во сколько раз увеличивается входная емкость транзистора счет паразитной емкости коллекторного перехода

æ = 1 + γ₁ (θ) ∙ ω_гр ∙ С_к ∙R_k = 1 + 0.5 ∙2 ∙ π ∙ 100 ∙ 10⁶ ∙ 150 ∙ 10^-12 ∙ 4.6 = 1.217,

где С_к – емкость коллекторного перехода.

Найдем амплитуду первой гармоники тока базы с учетом тока через емкость С_к

I_б = ω ∙ Q_y1 ∙ æ = 2 ∙ π ∙ 25 ∙ 10⁶ ∙ 12.73 ∙ 10^-9 ∙ 1.217 = 2.43 A.

Рассчитаем сопротивление корректирующего резистора, подключаемого параллельно входу транзистора, служащего для симметрирования импульсов коллекторного тока

R_З = 1 / ω_β ∙ C_э = 1 / 2 ∙ π ∙ 5 ∙ 10⁶ ∙ 2300 ∙ 10^-12 = 13.8 Ом,

где ω_β – частота, на которой модуль коэффициента усиления тока в динамическом режиме уменьшается в √2 раз по сравнению со статическим режимом. ω_β находится по формуле ω_β = ω_гр / B , где В – средний коэффициент усиления тока (15…30).

Определим мощность, рассеивающуюся на корректирующем сопротивлении

= 0.55 Вт.

Найдем входное сопротивление транзистора

R_вх = γ₁ (θ) ∙ ω_гр ∙ L_э / æ = 0.5 ∙2 ∙ π ∙ 100 ∙ 10⁶ ∙ 1 ∙ 10^-9 / 1.217 = 0.26 Ом,

где L_э – индуктивность эмиттерного вывода транзистора (справ.).

Определим мощность, обусловленную прямым прохождением мощности в нагрузку через L_э и связанную с R_вх

P^’’ _вх =I² _б1 ∙ R_вх / 2 = 2.43² ∙ 0.26 / 2 = 0.76 Вт.

Рассчитаем входную мощность, требуемую для обеспечения заданной выходной мощности

P_вх = P^’ _вх + P^’’ _вх = 0.55 + 0.76 = 1.31 Вт.

Найдем коэффициент передачи по мощности усилителя

K_p = (P₁ + P^’’ _вх ) / P_вх = ( 36.8 + 0.76 ) / 1.31 = 28.7

Определим входную индуктивность усилителя

L_вх = L_б + L_э / æ = 1 ∙ 10^-9 + 2 ∙ 10^-9 / 1.217 = 2.82 нГн,

где L_б – индуктивность базового вывода транзистора (справ.).

Рассчитаем входную емкость усилителя

С_вх = æ ∙ С_э / γ₁ (π - θ) = 1.217 ∙ 2300 ∙ 10^-9 / 0.5 = 5.6 нФ.

Найдем усредненное за период колебаний сопротивление коррекции R_пар

R_пар = R_З ∙ γ₁ (π - θ) = 13.8 ∙ 0.5 = 6.9 Ом.

3.3 Расчет цепи питания усилителя мощности.

Выбор схемы цепи питания.

Цепь питания содержит источник постоянного напряжения и блокировочные элементы. Благодаря блокировочным элементам исключаются потери высокочастотной мощности в источнике питания, и устраняется нежелательная связь между каскадами через источник питания.

В качестве схемы цепи питания выберем параллельную схему (рис. 6.), когда источник питания, активный элемент и выходная цепь включены параллельно. Последовательная схема цепи питания не будет использоваться, потому что требуется, чтобы выходная согласующая цепь пропускала постоянный ток.

Рис. 6.

Емкость С_бл с индуктивностью L_бл и емкостью С_р образуют колебательный контур резонирующий на частоте меньшей рабочей частоты усилителя, что может привести к возбуждению колебаний. Чтобы исключить их применяют антипаразитный резистор R_ап и проектируют цепь питания как ФНЧ.

Определим блокировочную индуктивность из условия

ω_min ∙ L_бл >> R_k

L_бл >> R_k / ω_min = 4.6 / 2 ∙ π ∙ 25 ∙ 10^-6 = 29.3 ∙ 10^-9

L_бл = 10 мкГн.

Рассчитаем сопротивление антипаразитного резистора из условия

R_ап << 0.1 ∙ R_k = 0.1 ∙ 4.6 = 0.46

Определим емкость блокировочного и разделительного конденсаторов

С_бл = С_р = L_бл / 2 ∙ R_ап = 10 ∙ 10^-6 / 2 ∙ 0.46 = 10.9 мкФ.

3.4 Расчет цепи смещения усилителя мощности.

Выбор схемы цепи смещения.

Напряжение смещения биполярного транзистора в оптимальном режиме зависит от входного напряжения, а следовательно от входной мощности.

Обеспечить требуемое напряжение смещения с помощью фиксированного смещения нецелесообразно, поскольку изменение входной мощности приведет к отклонению режима работы транзистора по постоянному току от оптимального.

Для стабилизации режима работы транзистора применяют комбинированное смещение, при этом к базе транзистора необходимо подвести постоянное напряжение отсечки u_отс и обеспечить автосмещение U_авт = γ₀ ( π – θ) ∙ Q_y1 / C_э .