Расчет авиационного радиосвязного оборудования, страница 3


Нагруженная добротность:

Коэффициент фильтрации: , где n - номер гармоники выходного тока. Коэффициент фильтрации второй и третьей и четвертой гармоник в соответствии с индексом:

Данные цепи согласования сведены в таблицу 1.

Таблица 1. П-цепь №1

С1, пФ

С2, пФ

L1, нГн

η1

QН

Ф2, раз

33

33

8.725

0.935

6.368

38.207

По условию уровень побочных составляющих должен быть менее 60 дБ, переводя в разы, получим: . Получилось, что нужно поставить еще один П-контур, для улучшения фильтрации по всем гармоникам.

Поставим ещё один П-контур. Т.к. один П-контур уже согласован с нагрузкой, то для второго контура входным и выходным сопротивлением будет Rвых

Параметр.

Характеристическое сопротивление цепи Ом.

Т.к. цепь симметричная, то.  

Рассчитаем КПД цепи согласования:

Для начала определим Q0-ненагруженной добротностью. Она будет определяться добротностью индуктивности,  то есть в пределах 90…200 выберем значение Q0=100. Возьмем формулу для расчета КПД из [1]


Нагруженная добротность:

Коэффициент фильтрации: , где n - номер гармоники выходного тока. Коэффициент фильтрации второй и третьей и четвертой гармоник в соответствии с индексом:

Таблица 2. П-цепь №2

С34, пФ

L2, нГн

η2

QН

Ф2, раз

0.95354

4.646

27.877

Проверим уровень побочных составляющих для 2-й гармоники:

Ф(2)·Ф1(2)= 38.207·27.877=1065.084, хватит.

Все теперь условие выполняется.

Рис 4. Общая цепь согласования.

Рассчитаем КПД общей цепи согласования. Так как контуры соединены последовательно, то к.п.д. всей цепи определяются следующим образом:

4.2 Расчет блокировочных и разделительных элементов по цепям питания и высокочастотного сигнала.

Расчет произведем в соответствии с указаниями, предоставленными в лекциях по курсу «УГФРС», читаемый Вовченко П.С, в 2008 году.

Расчет начнем с выбора разделительных конденсаторов. Они должны осуществлять развязку каскада по постоянному току, т.е. это должны быть конденсаторы , которые обеспечивают разрыв по постоянной составляющей и небольшое сопротивление по переменной составляющей.

Запишем уравнение:

, где

n=50…100 коэффициент, выбираемый самим студентом.  Примем, значение n равное, допустим, 50.

Входное сопротивление:

Ом.

Для входной емкости неравенство примет вид:

Для выходной емкости неравенство примет вид:

Индуктивность Lбл_вх предотвращает короткое замыкание по высокой частоте входа транзистора и выхода ЦС предыдущего каскада. Ее сопротивление переменным токам должно быть высоким:

В качестве индуктивности Lбл2 поставим катушку с реактивным сопротивлением, равным реактивному сопротивлению нагрузки в параллельном эквиваленте.

Рис 7. Электрическая схема выходного каскада

5. Выбор стандартных элементов.

Подберем из [8] стандартные элементы для конденсаторов в выходной цепи согласования. Для катушек индуктивности стандартные элементы подбирать не следует ввиду возможных отклонений при их изготовлении [4].

Используем конденсаторы фирмы MURATA (серии GRM)

Разделительные элементы:

Значение

Номинал

Номинальное напряжение

Тип

Элементы выходной цепи согласования:

С1=33пФ

33  пФ

100

GRM40×33 пФ ×100B±10%

С2=33  пФ

33  пФ

100

GRM40×33 пФ ×100B±10%

С3=10.7 пФ

11  пФ

100

GRM40×11 пФ ×100B±10%

С4=10.7 пФ

11  пФ

100

GRM40×11 пФ ×100B±10%

Блокировочные и разделительные элементы:

=5  нФ

5  нФ

100

GRM43-2×5 нФ ×100B±10%

=79  нФ

79  нФ

100

GRM43-2×79 нФ ×100B±10%