Проектирование схемы передатчика производственной связи с определёнными электрическими параметрами

Структурная схема передатчика выглядит следующим образом.

Рис.2.1. Структурная схема передатчика.

3.  Электрический расчет режимов работы выходного  каскада передатчика с ЧМ.

Для расчета выходного и первого предварительного каскадов воспользуемся методикой из [1, стр. 47].

Таблица 3.1. Справочные данные транзистора 2Т925В [2, стр. 68].

1. Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте:

                      (3.1)

где   - сопротивление потерь материала коллектора.

2. Определим значение граничной крутизны по формуле:

                                              (3.2)

Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:

    (3.3)                        

3. Напряжение и первая гармоника тока нагрузки приведенные к ЭГ:

                                    (3.4)

                                          (3.5)

4. Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведенные к ЭГ:

                                    (3.6)

                      (3.7)

5. Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:

                   (3.8)

6. Крутизна по переходу:

           (3.9)

Сопротивление рекомбинации ():

                                 (3.10)

Крутизна статической характеристики коллекторного тока:

   (3.11)

где                                                                      (3.12)

                               (3.13)

Для определения коэффициента разложения для первой гармоники тока ЭГ найдем значения коэффициентов А и В.

     (3.14)

               (3.15)

где принято .

7. Коэффициент разложения:

                 (3.16)

где  - напряжение смещения (принято равным 0.7);  - напряжение сдвига статической характеристики.

8. Воспользовавшись [1, Приложение 1, стр. 292], находим:

9. Амплитуда тока базы:

         (3.17)                   

10. Модуль коэффициента усиления по току, приведенный к ЭГ:

                                                     (3.18)

11. Пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе:

 (3.19)

Полученное значение не превышает

12. Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

Активная составляющая:

(3.20)                                                

где  - активная часть емкости коллекторного перехода.

Реактивная составляющая:

  (3.21)

13. Коэффициент усиления по мощности:

                               (3.22)

Полученное значение коэффициента усиления больше того значения, которое закладывалось в выходной каскад на этапе составления структурной схемы. Данную проблему можно решить, опустив коэффициенты усиления в третьем и четвертом  предварительных каскадах или понизив КПД согласующих цепей.

14. Постоянная составляющая коллекторного тока:

                                (3.23)

Мощность, потребляемая от источника питания:

                           (3.24)

КПД коллектора:

                                    (3.25)

15. Входная мощность:

                                    (3.26)

Рассеиваемая мощность:

       (3.27)

16. Составляющие сопротивления нагрузки, приведенные к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:

Активная составляющая:

  (3.28)

Реактивная составляющая:

       (3.29)

На данном этапе расчет выходного каскада можно считать законченным.

4.  Электрический расчет режимов работы первого предварительного  каскада передатчика с ЧМ.

Таблица 3.1. Справочные данные транзистора 2Т925Б [2, стр. 68].

1. Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте:

                      (4.1)

где   - сопротивление потерь материала коллектора.

2. Определим значение граничной крутизны по формуле:

                                              (4.2)

Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:

    (4.3)                        

3. Напряжение и первая гармоника тока нагрузки, приведенные к ЭГ:

                                    (4.4)

                                          (4.5)

4. Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведенные к ЭГ:

                                    (4.6)

                      (4.7)

5. Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:

                   (4.8)

6. Крутизна по переходу:

           (4.9)

Сопротивление рекомбинации ():

                                 (4.10)

Крутизна статической характеристики коллекторного тока:

   (4.11)

где                                                                      (4.12)

                               (4.13)

Для определения коэффициента разложения для первой гармоники тока ЭГ найдем значения коэффициентов А и В.

     (4.14)

               (4.15)

где принято .

7. Коэффициент разложения:

                 (4.16)

где  - напряжение смещения (принято равным 0.7);  - напряжение сдвига статической характеристики.

8. Воспользовавшись [1, Приложение 1, стр. 292], находим:

9. Амплитуда тока базы:

         (4.17)                   

10. Модуль коэффициента усиления по току, приведенный к ЭГ:

                                                     (4.18)

11. Пиковое обратное напряжение на эмиттерном переходе:

 (4.19)

Полученное значение не превышает

12. Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

Активная составляющая:

(4.20)                                               

где  - активная часть емкости коллекторного перехода.

Реактивная составляющая:

(4.21)

13. Коэффициент усиления по мощности:

                               (4.22)

14. Постоянная составляющая коллекторного тока:

                                (4.23)

Мощность, потребляемая от источника питания:

                           (4.24)

КПД коллектора:

                                    (4.25)

15. Входная мощность:

                                    (4.26)

Рассеиваемая мощность:

       (4.27)

16. Составляющие сопротивления нагрузки, приведенные к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:

Активная составляющая:

  (4.28)

Реактивная составляющая:

       (4.29)

На данном этапе расчет предварительного каскада можно считать законченным.

5. Расчет согласующих цепей выходного и предвыходного каскадов.

Основная задача согласующей цепи выходного каскада состоит в фильтрации высших гармоник в целях снижения уровня нелинейных искажений в передаваемом сигнале. Второстепенной задачей является трансформация сопротивления  КПУ в оптимальное сопротивление нагрузки для выходного каскада. Из всех известных СЦ реализованных на LC-элементах наиболее лучшей фильтрацией обладает цепь П-типа. Именно её подключим ко входу выходного УМ.

Для согласования выходного каскада с антенной в целях улучшения фильтрации высших гармоник применим П – цепь типа СLС. Наличие емкости в поперечных ветвях ЦС приводит к тому, что высшие гармоники