Радиопередатчик, применяемый в гражданской авиации для связи с наземными авиационными службами, устанавливаемый на борту летательного судна, страница 3

            U_K=ξ_ГР·U_K0=27,701(B);

            I_K1=2·P_ВЫХ/U_K=0,098(A);

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

R_K=U_K/I_K1=283,144(Ом);

            R′_K=R_K·r_K/(R_K+r_K)=277,498(Ом);

5) Амплитуда первой гармоники тока ЭГ:

            I_Г1=I_K1·(1+R_K/r_K)=0,1(А);

6) Крутизна по переходу:

, где

для кремниевых транзисторов температура перехода t_П=120⁰С, тогда

S_П=2,948(См);

7) Сопротивление рекомбинации

            r=h_21Э/S_П=100/2,948=33,924(Ом)

8) Крутизна статической характеристики коллекторного тока

, где

r′_Б= τ_ОС/С_КА= τ_ОС/(С_К/3)=5·10^-12/3·10^-12= 1,667(Ом) – сопротивление базы;

r′_Э=0,3· r′_Б =0,3·1,667=0,5(Ом) – сопротивление эмиттера, тогда

S=1,162(См);

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)-граничная частота;

С_Э=15·10^-12(Ф)-емкость эмиттерного перехода;

А=0,65+0,15· ω_ГР·С_Э/S=0,655;

В=0,67+ ω_ГР·С_Э/S=0,702 , тогда

γ₁=0,932;

10) Для полученного γ₁ из [4, приложение 1] находим

g₁=1,17; cosθ=-0,766;

11) Амплитуда тока базы

, где

С_К=9·10^-12(Ф) – емкость коллекторного перехода, тогда

I_Б1=0,275 (А);

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

            K_i=I_K1 / I_Б1=0,356;

13) Пиковое обратное напряжение на эмиттере:

u_Эбпик=-0,953(В)

14) Составляющие входного сопротивления транзистора первой гармонике:

,

, где

L_Э=1,3·10^-9(Гн) – индуктивность эмиттерного вывода;

L_Б=3,1·10^-9(Гн) – индуктивность базового вывода;

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

С_КА=⅓С_К=⅓·9·10¹²=3·10¹²(Ф);тогда

r_вх1ОЭ=1,235 (Ом);

х_вх1ОЭ=2,217(Ом);

15) Коэффициент усиления по мощности

            К_Роэ=К_i²_·R_K/r_ВХ1=29,019;

Так как коэффициент усиления по мощности получился больше принятого в расчете, то ограничимся К_Р=15, и при настройке будем уменьшать связь между каскадами.

16) Постоянная составляющая коллекторного тока

            I_K=I_Г1/g₁(θ)=0,085(А);

17) Мощность, потребляемая от источника питания

            Р₀=I_K·U_K0=2,389(Вт);

18) Коэффициент полезного действия

            η_К=Р_ВЫХ/Р₀=0,567;

19) Входная мощность

            Р_В=Р_ВЫХ/К_Р=0,047(Вт);

20) Рассеиваемая мощность

            Р_РАС=Р₀-Р_ВЫХ+Р_В=1,081(Вт);

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

          R_H=271,974(Ом);

          Х_Н=116,036(Ом);

4. Расчет цепей согласования.

1) Выходная цепь согласования (СЦ4):

f=149.975 (МГц)- частота;

R_H=50 (Ом) –сопротивление нагрузки;

R_ВЫХ=24,74(Ом), Х_ВЫХ=34,675 (Ом)- выходное сопротивление выходного каскада;

Применим П-образную CLC цепь.

Рис.2 Цепь согласования CLC.

R₁=24,74 (Ом);

R₂=50(Ом);

R₀=5 (Ом);

-сопротивление катушки L₁;

X_L1=9,935(Ом);

-сопротивление катушки L₂;

X_L2=15(Ом);

X_L=X_L1+X_L2=24,935(Ом)- сопротивление катушки L;

L=X_L/2·3.14·f=26,46 (нГн)-индуктивность катушки L;

=12,45(Ом)- сопротивление конденсатора С₁;

C₁=85,23(пФ)

С учетом реактивности выхода транзистора уменьшаем емкость С₁ на

ΔС=1/2·π·f·Х_ВЫХ=30,6(пФ),тогда

емкость конденсатора С₁=54,63 (пФ)

=16,67(Ом)- сопротивление конденсатора С₂;

С₂=63,67(пФ)

Q_L=70 – добротность катушки;

=0,933 – КПД согласующей цепи;

Q_H=Q_XX·(1-η₁)= Q_L·(1-η₁)=4,69 – добротность нагруженного контура;

Ф₁=n³·Q_H·(1-1/n²)=| n=2 |=28,14 – коэффициент фильтрации;

L=20·lg(Ф₁)=28,99 (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. 3. Цепь согласования.

L₁₁=26,46 (нГн);

С₁₁=85,23 (пФ);

С₂₁=63,67 (пФ);

Расчет дополнительных контуров ведется аналогично расчету первого контура.

R₁=R_ВХ=50 (Ом);

Х_ВХ=0 (Ом);

R₂=R_ВЫХ=50 (Ом);

Х_ВЫХ=0 (Ом);

R₀=15 (Ом);

-сопротивление катушки L₁;

X_L1=22,913(Ом);

-сопротивление катушки L₂;

X_L2=22,913(Ом);

X_L12=X_L1+X_L2=45,826(Ом)- сопротивление катушки L₁₂;

L₁₂=X_L12/2·π·f=48,66 (нГн)-индуктивность катушки L₁₂;

=32,733(Ом)- сопротивление конденсатора С₁₂;

C₁₂=32,44(пФ)

=32,733(Ом)- сопротивление конденсатора С₂₂;

С₂₂=32,44(пФ)

Q_L=70 – добротность катушки;

=0,958 – КПД согласующей цепи;