Расчет радиопередатчика ОВЧ-диапазона, относящегося к носимому радиосвязному оборудованию, подвижной аэродромной службы, страница 2

8) Крутизна статической характеристики коллекторного тока

, где

r′_Б = 2 – сопротивление базы;

r′_Э ≈ 0 – сопротивление эмиттера, тогда

9) Коэффициент разложения

, где

U′=0,7(В) – напряжение сдвига статической характеристики для кремниевых транзисторов;

ω_ГР=2π·f_ГР=2π·2·10⁹=1,257·10¹⁰ (рад/с);

С_Э=200 (пФ);

А=0,65+0,15· ω_ГР·С_Э / S=0,65+0,15·1,257·10¹⁰·200·10^-12 / 8,473=0,694;

В=0,67+ ω_ГР·С_Э / S=0,67+1,257·10¹⁰·200·10^-12 / 8,473=0,967 , тогда

10) Для полученного γ₁ из приложения 1 [4] находим

g₁=1,4; cos(θ)=-0,342

11) Амплитуда тока базы

, где

С_К = 12(пФ) – емкость коллекторного перехода, тогда

12) Модуль коэффициента усиления по току, приведенный к ЭГ:

            K_i=I_K1 / I_Б1=0,472/0,197 = 2,402;

13) Пиковое обратное напряжение на эмиттере:

14) Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

,

, где

L_Э=1,2 (нГн) – индуктивность эмиттерного вывода;

L_Б=2,6 (нГн) – индуктивность базового вывода;

L_К=2,4 (нГн) – индуктивность коллекторного вывода

С_КА=6 (пФ);

15) Коэффициент усиления по мощности

            К_Роэ = К_i²_·R_K / r_ВХ1 = 2,402²·22,398 / 4,483 = 28,816;

16) Постоянная составляющая коллекторного тока

            I_K = I_Г1 / g₁(θ) = 0,478/1,4 = 0,342 (А);

17) Мощность, потребляемая от источника питания

            Р₀ = I_K·U_K0 = 0.342·12 = 4,1(Вт);

18) Коэффициент полезного действия

            η_К = Р_ВЫХ / Р₀ = 2,5 / 4,1 = 0,61;

19) Входная мощность

            Р_В = Р_ВЫХ / К_Р = 2,5 / 28,816 = 0,087(Вт);

20) Рассеиваемая мощность

            Р_РАС = Р₀ - Р_ВЫХ + Р_В = 4,1-2,5+0,087 =1,685(Вт);

21) Составляющие сопротивления нагрузки, приведенные к внешнему выводу коллектора в параллельном эквиваленте:

          R_H=21,337(Ом);

          Х_Н=114,216(Ом);

4. Расчет цепей согласования.

1) Выходная цепь согласования (СЦ3):

f=174 (МГц)- частота;

R_H=50 (Ом) – сопротивление нагрузки;

R_ВЫХ=24,34(Ом), Х_ВЫХ=114,22 (Ом)- выходное сопротивление выходного каскада;

Расчет                                                                        [1, с. 64]

Применим П-образную CLC цепь.

Рис.4.1 Цепь согласования CLC.

R₁=24,34 (Ом);

R₂=50(Ом);

Далее нам необходимо выбрать R0 (Рис. 2), так как при расчете П-цепочку обычно представляют последовательным соединением двух Г-цепочек, где последовательно трансформируется сопротивление R2 в R0, а R0 в R1. Причем R0 надо выбрать в 3...5 раз меньше меньшего из R2 или R1.

Выберем R₀ в 3 раза меньше R₁.

          R₀=5 (Ом);

-сопротивление катушки L₁;

-сопротивление катушки L₂;

X_L=X_L1+X_L2=10,569+15=25,569(Ом)- сопротивление катушки L;

L=X_L / 2·3.14·f = 25,569 / 2·3.14·1,74·10⁸=23,4 (нГн) - индуктивность катушки L;

- сопротивление конденсатора С₁;

C₁=1/(2·3.14·f·X_C1) = 1/ (2·3.14·1,74·10⁸· 12.934) = 70.754(пФ)

С учетом реактивности выхода транзистора уменьшаем емкость С₁ на

ΔС=1/(2·π·f·Х_ВЫХ)=1/( 2·3.14·1,74·10⁸·114.22)=8.012 (пФ),тогда

емкость конденсатора С₁= C1 – ΔС=70.754 – 8.012= 62.742 (пФ)

- сопротивление конденсатора С₂;

С₂=1/(2·3.14·f·X_C2) = 1/ (2·3.14·1,74·10⁸· 16.667) = 54.909 (пФ)

Собственную добротность цепей согласования примем равной

Q_L = 100 – добротность катушки;

 – КПД согласующей цепи;

Q_H=Q_L·(1-η₁)= 100·(1-0.951)=4.856 – добротность нагруженного контура;

Ф₁=n³·Q_H·(1-1/n²)=| n=2 |=19.46 – коэффициент фильтрации;

L=20·lg(Ф₁)=20·1.289 = 25.783 (дБ) – ослабление контура;

По техническому заданию дано, что ослабление контура должно быть больше (-60 дБ). Чтобы это обеспечить, а также получить необходимое КПД увеличим количество цепей, включив их последовательно (рис.3).

Рис. 4.2. Цепь согласования.

L₁₁=23.399 (нГн);

С₁₁=75.754 (пФ);

С₂₁=54.909 (пФ);

Расчет дополнительных контуров ведется аналогично расчету первого контура.