Радиопередатчик, применяемый в гражданской авиации для связи с наземными авиационными службами, устанавливаемый на борту летательного судна, страница 2

С учетом КПД согласующей цепи первого усилительного каскада η_сц1=0,4= η₁ получаем мощность, отдаваемую транзистором этого каскада

            Р₁=P₂/η₁=0,02/0,4=0,05 Вт.

Для данной рассеиваемой мощности и частоты также возьмем транзистор КТ373А. Выходная мощность этого транзистора по паспорту на частоте f=300МГц составляет . Напряжение питания Е_П=12 В.

Мощность, подаваемая на первый усилительный каскад с автогенератора (с учетом КПД согласующей цепи)

Р_ВХ=Р₁/К_Р1=0,05/10=0,005 Вт.

С учетом всех приведенных выше вычислений составим структурную схему (рис. 1).

 

рис. 1. Структурная схема

3. Электрический расчет выходного и предвыходного каскада.

3.1 Расчет выходного каскада:

Исходные данные: транзистор КТ934В; Р_ВЫХ=Р₇=13,3(Вт); f=149,975(МГц); U_К0=28(В); U_В0=0,7(В); режим - граничный;

1) Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте рассчитываем по формуле:

ω=2π·f=2·3,14·149,975·10⁶=941,84·10⁶(рад/с);

С_К=32(пФ) – емкость коллекторного перехода;

r′_K≈ r_Б=1(Ом) - сопротивление коллектора, тогда

;

2) Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:

, где

S_ГР=1/r_НАС=1/0,25=4(См) – граничная крутизна, тогда

;

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

            U_K=ξ_ГР·U_K0=0,982·28=27,504(B);

            I_K1=2·P_ВЫХ/U_K=2·13,3/27,504=0,967(A);

4) Полезная нагрузка и полное сопротивление, приведенное к ЭГ:

R_K=U_K/I_K1=27,504/0,967=28,439(Ом);

            R′_K=R_K·r_K/(R_K+r_K)=28,439·1101/(28,439+1101)=27,722(Ом);

5) Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:

            I_Г1=I_K1·(1+R_K/r_K)=0,967·(1+28,439/1101)=0,992(А);

6) Крутизна по переходу:

, где

для кремниевых транзисторов температура перехода t_П=120…150⁰С, тогда

7) Сопротивление рекомбинации

            r=h_21Э/S_П=100/29,298=3,413(Ом)

8) Крутизна статической характеристики коллекторного тока

, где

r′_Б=τ_ОС/С_КА= τ_ОС/(С_К/3)=5·10^-12/1,067·10^-11= 0,469(Ом) – сопротивление базы;

r′_Э=0,3· r′_Б =0,3·0,469=0,141(Ом) – сопротивление эмиттера, тогда

9) Коэффициент разложения

, где

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

ω_ГР=2π·f_ГР=2π·400·10⁶=2,512·10⁹(рад/с);

С_Э=120·10^-12(Ф);

А=0,65+0,15· ω_ГР·С_Э/S=0,65+0,15·2,512·10⁹·120·10^-12/5,529=0,658;

В=0,67+ ω_ГР·С_Э/S=0,67+2,512·10⁹·120·10^-12/5,529=0,725 , тогда

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

g₁=1,2; cosθ=-0,7

11) Амплитуда тока базы

, где

С_К=32·10^-12(Ф) – емкость коллекторного перехода, тогда

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

            K_i=I_K1 / I_Б1=0,967/1,238=0,781;

13) Пиковое обратное напряжение на эмиттере:

14) Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

,

, где

L_Э=1·10^-9(Гн) – индуктивность эмиттерного вывода;

L_Б=2,8·10^-9(Гн) – индуктивность базового вывода;

L_К=2,5·10^-9(Гн) – индуктивность коллекторного вывода

С_КА=⅓С_К=⅓·32·10^-12=1,067·10^-11(Ф);

15) Коэффициент усиления по мощности

            К_Роэ=К_i²_·R_K/r_ВХ1=0,781²·28,439/1,061=16,35;

16) Постоянная составляющая коллекторного тока

            I_K=I_Г1/g₁(θ)=0,992/1,2=0,827 (А);

17) Мощность, потребляемая от источника питания

            Р₀=I_K·U_K0=0.827·28=23,149(Вт);

18) Коэффициент полезного действия

            η_К=Р_ВЫХ/Р₀=13,3/23,149=0,575;

19) Входная мощность

            Р_В=Р_ВЫХ/К_Р=13,3/16,35=0,813(Вт);

20) Рассеиваемая мощность

            Р_РАС=Р₀-Р_ВЫХ+Р_В=10,663(Вт);

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

          R_H=24,74(Ом);

          Х_Н=34,675(Ом);

3.2. Расчет предвыходного каскада:

Расчет проводится аналогично расчету выходного каскада.

Исходные данные: транзистор КТ934А;

Р_ВЫХ=Р_{ВХ.вых.каск}/η_3.=0,813/0,6=1,355(Вт);

 f=149,975(МГц); U_К0=28(В); U_В0=0,7(В); режим - граничный;

1) Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте рассчитываем по формуле:

ω=2π·f=2·3,14·149,975·10⁶=941,84·10⁶(рад/с);

С_К=9(пФ) – емкость коллекторного перехода;

r′_K≈ r_Б=1(Ом) - сопротивление коллектора, тогда

r_k=1,392·10⁴(Ом);

2) Коэффициент использования коллекторного напряжения в граничном режиме:

, где

S_ГР=1/r_НАС=1/1,5=0,667(См) – граничная крутизна, тогда

ξ_ГР =0,989;

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