;, где
; ; ;
a = 0,675 > a* = 0,265
s = 3,24 < s* = 15,987
3. Расчет резистора rДОП и корректирующих элементов:
rДОП = 3,454 Ом
Примем rДОП = 3,3 Ом
a** = 0,056 < a = 0,675
LДОП = 37,44 нГн
4. Рассчитываем резистор rПАР и элементы комплексного сопротивления ZПАР:
rПАР = rВХ ОЭ + rДОПrПАР = 4,178 Ом
Примем rПАР = 4,3 Ом
СПАР = 2,337 нФ
Примем СПАР = 2,2 нФ
LПАР = СВХ ОЭ×(rВХ ОЭ + rДОП)2LПАР = 47,51 нГн
RПАР = 1,244 Ом
Примем RПАР = 1,2 Ом
5. Результирующее входное сопротивление цепи связи:
ZВХ = RВХå = rВХ ОЭ + rДОПRВХå = 4,178 Ом
6. Амплитуда входного напряжения:
UВХ = 2,82 В
7. Мощность, потребляемая от предыдущего каскада:
PВХ = 0,5×UВХ2/ RВХåPВХ = 0,952 Вт
8. Коэффициент усиления по мощности:
КР = 27,474
9. Мощность, рассеиваемая на резисторах rДОП, rПАР:
PrДОП = 0,157 Вт
PrПАР = 0,504 Вт
РАССЧЕТ ЦЕПЕЙ ПИТАНИЯ
При включении транзисторов по схеме с ОЭ величина напряжения смещения ЕБ определяется амплитудой тока базы IБ и углом отсечки коллекторного тока q. Для достижения q = const при изменении IБ = var смещение должно быть комбинированным – внешнее от источника ЕВН и автосмещение от постоянной составляющей IБ0 на сопротивлении RАВТ в цепи базы транзистора:
ЕБ = ЕВН - IБ0× RАВТ. Чтобы получить q = 90°, необходимо обеспечить RАВТ > RД. Для этого используем схему, приведенную на рисунке 6. Здесь при R1 >> R2 сопротивление RАВТ = RД + R2.
Рисунок 6. Схема оконечного каскада.
R2 = 21,006 Ом
Примем R2 = 22 Ом
R1 = 732,286 Ом
Примем R1 = 750 Ом
Ток через резисторы R1 и R2:
IДЕЛ = 0,031 А
Мощность, рассеиваемая на резисторах R1, R2:
PR1 = IДЕЛ2×R1PR1 = 0,725 Вт
PR2 = (IДЕЛ- IБ0)2×R2PR2 = 0,436 мВт
Следует отметить, что если автосмещение должно быть безинерционным, чтобы успевать следить за изменением огибающей ОМ сигнала, то внешнее смещение – наоборот, инерционным. Это накладывает ограничения на величины блокировочных конденсаторов в цепи питания. Укажем также, что для связного передатчика FН = 300 Гц, FВ = 3400 Гц.
СБЛ1 ³ 0,318 мкФ
Примем СБЛ1 = 0,47 мкФ
СБЛ2 £ 0,11 мкФ
Примем СБЛ2 = 0,1 мкФ
СБЛ3 ³ 0,159 мкФ
Примем СБЛ3 = 0,22 мкФ
LБЛ ³ 11,05 мкГн
В качестве LБЛ применим ВЧ дроссель ДМ-2,4-20.
РАСЧЕТ СОГЛАСУЮЩЕЙ ЦЕПИ
Как уже было отмечено, разрабатываемый передатчик должен обеспечивать работу на нагрузку (фидер) сопротивлением WФ = 75 Ом. Для выполнения этого требования в состав передатчика (а именно на выходе усилителя мощности) необходимо включить согласующую цепь. Применим здесь трансформатор на линиях с коэффициентом трансформации N = 9. Этот выбор обусловлен низкими значениями согласуемых сопротивлений, при которых обычные широкополосные трансформаторы имеют низкий КПД из-за влияния индуктивности рассеяния.
Исходные данные для расчета:
- RН = WФ = 75 Ом – сопротивление нагрузки трансформатора
- RВХ = RЭК = 8,333 Ом – входное сопротивление трансформатора
- N = 9 – коэффициент трансформации сопротивлений
- диапазон рабочих частот от fН = 6 МГц до fВ = 11 МГц
- мощность в нагрузке трансформатора ( на входе фильтрующей цепи )
PН = РФ МАКС / hФ » 24 Вт
- неравномерность АЧХ на fН трансформатора примем равной
a1 = 0,1 ( КБ.ТР > 0,895 )
Схема трансформатора приведена на рисунке 7.
Рисунок 7. Схема согласующей цепи.
1. Необходимое волновое сопротивление линии:
ZС.ТРЕБ = 25 Ом
2. Амплитудные значения напряжения и тока в нагрузке:
UН = 60 В
IН = 0,8 А
Напряжения и токи на линиях:
UЛ = UН/3UЛ = 20 В
IЛ = IНIЛ = 0,8 А
Продольные напряжения на линиях:
UПР1 = 2 × UГUПР1 = 40 В
UПР2 = UГUПР2 = 20 В
UПР3 = 0
Требуемые индуктивности:
LПР.ТРЕБ.1 ³ 13,263 мкГн
LПР.ТРЕБ.2 ³ 6,631 мкГн
LПР.ТРЕБ.3 = 0
3. Выбираем коаксиальную линию КВФ – 25 с волновым сопротивлением ZС = 25 Ом.
4. Оценим геометрическую длину линий:
, где
Q < ( 18 ¸ 54 )° при ZС » ZС.ТРЕБ. Примем Q = 18 °
С = 3×1010 – скорость света
e = 2,1 – диэлектрическая проницаемость диэлектрика
lЛ » 94 см
5. Выбираем марку феррита 200 ВНС. Его параметры приведены в таблице 1.
Таблица1.
Марка феррита
mН
Q, не менее ( при В, Тл )
fИЗМ, МГц
Номинальное значение
Предельное отклонение
0,0010
0,0200
200 ВНС
200
± 20
130
80
3,0
70
50
6,0
40
-
10,0
20
30,0
Значение магнитной индукции:
ВfнРАБ.МАКС. £ ( 0,014 ¸ 0,031 ) Тл на частоте fН = 6 МГц при допустимых удельных тепловых потерях в феррите РФ¢ = ( 0,2 ¸ 1,0 ) Вт/см3 и Q = 70
Поскольку ВfнРАБ.МАКС. >> 0,001 Тл, уточняем при Q = 50
ВfнРАБ.МАКС. £ ( 0,012 ¸ 0,026 ) Тл
Аналогично определяем значение ВfвРАБ.МАКС. на частоте fВ = 11 МГц при Q = 40
ВfвРАБ.МАКС. £ ( 0,008 ¸ 0,017 ) Тл
С запасом примем ВfнРАБ.МАКС. = 0,01 Тл; ВfвРАБ.МАКС. = 0,006 Тл.
6. Выбираем многовитковую конструкцию. Она удобна при использовании гибких линий достаточной длины, что позволяет наматывать их на ферритовые кольца.
Определим минимальный объем феррита для первой линии:
VМИН1 = 0,213 см3 на fН = 6 МГц
При расчетах на fВ = 11 МГц минимальный объем феррита получается еще меньше ( VМИН1 = 0,176 см3 ). Однако на кольце малого размера не удастся разместить кабель диаметром b = 2,49 мм и длиной lЛ = 94 см. Поэтому применим кольцо К28´16´9 (D = 2,8 см; d = 1,6 см; h = 0,9 см) . Его площадь поперечного сечения и объем:
S1 = 0,5×h×(D – d)S1 = 0,54 см2
V1 = 0,25×p×( D2 – d2 ) ×hV1 = 3,732 см3 > VМИН1 = 0,213 см3
7. Определим необходимое число витков:
w1 » 19 витков
Девятнадцать витков кабеля КВФ – 25 будут занимать:
lКАБ.1 = w × blКАБ.1 = 4,731 см
Периметр кольца по внутреннему диаметру:
lКОЛ.1 = p × dlКОЛ.1 = 5,027 см
Так как lКОЛ.1 > lКАБ.1 все 19 витков кабеля уместятся на кольце в один слой.
Оценим продольную индуктивность:
LПР. РАСЧ.1 = 70,89 мкГн
Поскольку LПР.РАСЧ.1 значительно больше требуемой LПР.ТРЕБ.1 и объем кольца К28´16´9 также много больше минимально необходимого сделаем перерасчет трансформатора.
Выберем кольцо К20´10´5. Для него:
S1 = 0,25 см2
V1 = 1,178 cм3 > VМИН1 = 0,213 см3
w1 » 11 витков ( для lЛ = 40 см )
lКОЛ.1 = 3,142 см > lКАБ.1 = 2,739 см
LПР. РАСЧ.1 = 16,13 мкГн > LПР.ТРЕБ.1 = 13,263 мкГн
8. Определим значение магнитной индукции:
BfнРАБ.1 = 3,858 ×10 -3 Тл < ВfнРАБ.МАКС. = 0,01 Тл
Страницы: 1, 2, 3, 4
