1.1. Функциональная схема вч -- тракта рПдУ (рис.3)

Расчет радиопередатчика ведется от конца к началу, т.е. от передающей антенны до возбудителя (автогенератора – АГ).

Рис.3. Функциональная схема ВЧ- тракта РПдУ.

1– возбудитель колебаний (АГ)

2, 3,4, 5 – усилители мощности.

1.1.1. Расчет оконечного каскада (ок)

Исходные данные:

Мощность в антенне Р_А=20Вт

Рабочая частота f_раб=30МГц

Исходя из заданной мощности излучения в антенне в несущем режиме Р_А и с учетом потерь в фидере _  0,8…0,9 и потерь в колебательной системе _кс = 0,8…0,9, определяется требуемая мощность транзистора модулируемого каскада (в данном случае оконечного каскада) :

(1.27)

Где Р_ок – мощность на коллекторе оконечного каскада.

где m – заданная глубина модуляции.

1.1.2. Выбор активного элемента

Транзистор оконечного каскада выбирается, исходя из требуемой мощности в максимальном режиме и заданной рабочей частоты f_раб.

Мощность, которую можно будет получить при выборе данного транзистора, будет примерно равна:

Р_вых≈(1…1,3)∙Р_{расс ,} (1.28)

где Р_расс - мощность рассеивания на коллекторе.

При f _раб → f_т – Р_вых ↓, К_р ↓, то режим устойчивый;

При f _раб → f_β – Р_вых ↑, К_р ↑, то режим неустойчивый.

Также получение большой мощности приводит к снижению надежности транзистора.

По мощности подходят транзистор КТ927А (см. справочники).

Для максимального использования активного элемента биполярный транзистор применяется в области высоких частот и выбирается, исходя из заданной частоты /1/:

f_Т >f_раб> 3f_β

где f_β – частота, на которой коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ падает до уровня 0,707 от статического низкочастотного коэффициента усиления по току, приведенного в справочнике.

f_T – граничная частота приводится в справочнике, если f_T не указана, то ее можно определить по формуле :

= (1.29)

где |h_21э|_спр – модуль коэффициента усиления по току, измеренный на частоте f_спр.

Для транзистора КТ927А:

(1.30)

Используем =30(см. спр-к).

Или

Статический коэффициент по току

= (1.31)

Коэффициент усиления по току на рабочей частоте:

= (1.32)

Проверим справедливость неравенства:

f_Т >f_раб> 3f_β

Для КТ927А 1.5 ∙10⁸ >30 ∙10⁶> 3∙ 5∙ 10⁶

Условие выполняется, расчёт можно продолжать.

Рис.3. Зависимость коэффициента усиления по току от частоты.

Для проверки получения на выбранном транзисторе возможной мощности воспользуемся формулой через предельные допустимые параметры транзистора.

(1.33)

_где

_{α1 - коэффициент Берга, при θ = 90◦ α1=0.5}

– крутизна критического режима.

Рассчитаем r_нас по одной из формул в зависимости от приведённых параметров в справочнике:

Для 2Т…в справочнике ,

а) r_нас указано в справочнике

r_нас[Ом]=0.07Ом _(1.34а)

или

б) U_КЭнас, I_Кнас – напряжение и ток в режиме насыщения, указаны в справочнике

_(1.34б)

или

_в)

Если в справочнике приведена выходная характеристика, то сопротивление насыщения можно определить (см.рис.5б и П.2) по формуле:

(1.15в)

а) б)

Рис.5.

а) Входная, проходная б) выходная характеристики биполярного транзистора

где S_Б – крутизна входной характеристики касательная в рабочей точке I_Бмах,

E'_Б  Е',

E'_Б – напряжение отсечки базового тока,

Соответствуют выбранному режиму I_Кmах и I_Бmах =

Е' – напряжение отсечки коллекторного тока ( напряжение сдвига проходной характеристики ).

U_{КЭост кр} – остаточное напряжение К-Э,

U_БЭраб – напряжение Б-Э

или

_г)

Если в справочнике нет сведений о параметрах насыщения или выходной характеристики, но имеется выходная мощность, измеренная при напряжении U_КЭ, то сопротивление насыщения можно определить по формуле:

_(1.34г)

,

где Р_вых – выходная мощность, измеренная при U_КЭ.

Рассчитаем мощность ф. (1.33) при использовании транзистора КТ927А

Требуется 80.001 (см. ф.(1.27)).

Транзистор КТ927А подходит.

Поскольку запас по мощности большой, уточним режим работы транзистора:

Уточним режим работы транзистора.

Напряжение на коллекторе в максимальном режиме:

(1.17)

(1.18)

Зададимся E_Кmax =28,9В и I_Кmax=6,07А, определим мощность.

Требуется 80,001Вт