2. Расчет выходного усилителя

В выходном усилителе используется мостовая схема сложения мощностей 25 транзисторов 2Т980А, включенных по схеме с общим эмиттером. Полагаем, что выходной усилитель работает на нагрузку, близкую к резистивной [4], т. е.

Ом.

Полагаем также, что выходное сопротивление предвыходного усилителя активно и равно 1 Ом [3]. Упрощенная принципиальная схема выходного усилителя в виде совокупности 25 одинаковых блоков представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Принципиальная схема выходного усилителя

Исходные данные для расчета [3]:

количество блоков N_бл=25;

выходная мощность транзистора P₁=250 Вт;

входное сопротивление R_вх=0,8 Ом;

максимальный ток коллектора I_кmax=25 А;

максимальный ток базы I_бmax=5 А;

постоянное напряжение коллектор-эмиттер U_кэmax=100 В;

постоянная рассеиваемая мощность P_кmax=300 Вт;

коэффициент усиления по мощности К_УP=25;

напряжение питания U_п=50 В.

При расчетах будем полагать Eк≈ U_п.

Расчеты проводим по формулам, приведенным в [2], [4], [6], [8].

2.1. Расчет коллекторной цепи

Транзистор работает в режиме B с отсечкой коллекторного тока, угол отсечки θ≈90°. Поданным [5], усиление АМ колебаний при θ=90° протекает линейно, что является большим преимуществом этого режима. Полагаем коэффициент использования коллекторного напряжения ξ=0,95.

Амплитуда напряжения на коллекторе:

(В).

Проверяем выполнение неравенства:

;

(В);

(В).

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:

(А).

Максимальное значение амплитуды коллекторного тока:

(А),

что удовлетворяет условию

;

(А).

Постоянная составляющая коллекторного тока:

(А).

Потребляемая мощность:

(Вт).

Мощность, рассеиваемая коллектором:

(Вт),

что удовлетворяет условию

;

(Вт).

Электронный КПД выходной цепи транзистора:

.

Для реализации расчетного критического режима необходимо следующее сопротивление нагрузки выходной цепи транзистора:

(Ом).

2.2. Расчет базовой цепи

Входная мощность:

(Вт).

Напряжение возбуждения:

(В).

Первая гармоника тока возбуждения:

(А).

2.3 Расчет элементов моста деления

Исходные данные:

рабочая частота f_раб=3,5 10⁶ Гц;

входное сопротивление транзистора R_вх=0,8 Ом;

выходное сопротивление предвыходного усилителя r_в=1 Ом;

входная мощность транзистора P_вх=10 Вт;

количество блоков N_бл=25.

Находим реактивное сопротивление элементов моста:

(Ом).

Индуктивность катушек моста:

(Гн).

Емкость конденсаторов моста:

(Ф).

Выбираем нФ.

Емкость входного конденсатора моста:

(Ф).

Выбираем нФ.

Величина балластных сопротивлений моста:

(Ом).

Максимальная мощность, выделяемая на :

(Вт).

Максимальное напряжение на :

(В).

Максимальный ток :

(А).

2.4. Расчет элементов моста сложения

Исходные данные:

рабочая частота f_раб=3,5 10⁶ Гц;

сопротивление нагрузки R_н=50 Ом;

выходное сопротивление транзистора R_к =4,5 Ом;

выходная мощность транзистора P_вых=250 Вт;

количество блоков N_бл=25.

Находим реактивное сопротивление элементов моста:

(Ом).

Индуктивность катушек моста:

(Гн).

Емкость конденсаторов моста:

(Ф).

Выбираем нФ.

Емкость выходного конденсатора моста:

(Ф).

Выбираем нФ.

Величина балластных сопротивлений моста:

(Ом).

Максимальная мощность, выделяемая на :

(Вт).

Максимальное напряжение на :

(В).

Максимальный ток :

(А).