Радиопередающие устройства. Классификация, виды. Специфика проектирования передатчиков, страница 3

; .

12.  Требуемая мощность возбуждения При этом учтём, что для схемы с ОЭ  :

; .

13.  Постоянная составляющая коллекторного тока:

;, при

14.  Мощность, потребляемая от источника питания:

; .

15.  Коэффициент полезного действия каскада:

; .

16.  Коэффициент усиления по мощности:

 ; .

17.  Мощность, рассеиваемая на транзисторе:

; .

18.  Максимально допустимая мощность на коллекторе:

;  при t_ср=25°С.

Проверим условие:

; .

19.  Сопротивление нагрузки на внешних выводах транзистора:

; .

6.  Расчет цепей согласования

Межкаскадные цепи согласования (ЦС) обеспечивают трансформацию входного сопротивления последующего каскада в оптимальное сопротивление нагрузки предыдущего каскада. На выходе оконечного каскада ЦС преобразуют сопротивление антенны в оптимальное сопротивление нагрузки транзистора.

Кроме того, ЦС должны обеспечивать заданные частотные характеристики усилителя и фильтрует гармоники сигнала, что при работе ГВВ с отсечкой просто необходимо. Выполняя эти функции, ЦС не должна сама потреблять энергию полезного сигнала, а значит реализовывать ее необходимо на реактивных элементах, не потребляющих энергию. Добротность этих элементов должна быть максимальной для наиболее полной передачи энергии сигнала в нагрузку.

К цепям межкаскадной связи обычно не предъявляются особые требования по фильтрации. Исключение составляют выходные цепи умножителей частоты, которые во избежание нарушения нормальной работы последующих каскадов должны подавлять субгармонические составляющие выходного напряжения умножителя.

Транзистор имеет входное и выходное сопротивление соответственно:

; .

Необходимо согласование этих сопротивлений соответственно с входным сопротивлением схемы сложения мощностей (50 Ом) и выходным сопротивлением делителя мощностей (50 Ом).

6.1.  Расчет входной цепи согласования

Входную согласующую цепь можно выполнить в виде соединения Г- и П-образной схем, как показано на рисунке 6.

Т.к. коэффициент трансформации сопротивления одного звена не должен превосходить 10, то входную цепь построим на трех звеньях, выходную – на трёх.

Рисунок 8. Входная цепь согласования

В данной схеме емкость  служит еще и разделительным конденсатором, индуктивность  компенсирует реактивность каскада, а подстройкой  и  можно изменять коэффициент трансформации в широких пределах.

Расчет будем проводить по данным, указанным ниже:

средняя частота f_ср=344 МГц;

требуемое значение сопротивления ;

входное сопротивление: активная составляющая ;

реактивная составляющая .

Поскольку велика разница между значениями входного сопротивления и требуемым значением сопротивления, то рассчитаем входную цепь в три звена. Тогда трансформируем сопротивления по следующей схеме:

0,459 Ом→2,192 Ом→10,469 Ом→50 Ом.

в соответствии с формулами:

 и ;

R`=10,469; R``=2,192.

Расчет первого звена:

; ;

; ;

; ;

; ;

Расчет второго звена:

; ;

; ;

; ;

; ;

Расчет третьего звена:

; ;

; ;

; ;

Величину разделительной емкости выберем равной 100 пФ.

6.2.  Расчет выходной цепи согласования

На выходе транзисторного каскада применим  три последовательно соединённых Г- образных цепей согласования, как показано на рисунке 7.

Рисунок 9. Выходная цепь согласования

Расчет будем проводить по данным, указанным ниже:

средняя частота f_ср=344 МГц;

требуемое значение сопротивления ;

входное сопротивление: активная составляющая ;

реактивная составляющая .

Поскольку велика разница между значениями входного сопротивления и требуемым значением сопротивления, то рассчитаем входную цепь в три звена. Тогда трансформируем сопротивления по следующей схеме:

1,924 Ом→5,7 Ом→16,88 Ом→50 Ом.

в соответствии с формулой:

 и ;

R``=16,88; R`=5,7.

Расчет первого звена:

; ;

; ;

; ;

; ;

Расчет второго звена:

; ;

; ;

; ;

; .

Расчет третьего звена:

; ;

; ;

; .

Величину разделительной емкости выберем равной 100 пФ.

7.  Расчёт и выбор элементов выходного каскада

7.1.  Расчёт индуктивностей во входных цепях

В данном пункте приведен конструктивный расчет катушек индуктивности во входной согласующей цепи, принципиальная схема которой приведена на рисунке 8.

Рисунок 10. Входная цепь согласования

Индуктивности реализуем на отрезке тонкопленочного проводника, изображенном на рисунке 9.