Выбор структурной схемы передатчика

 

Выбор структурной схемы передатчика.

Типовая структурная схема передатчика содержит возбудитель и последующие каскады усиления мощности. Для получения дискретной сетки частот и генерирования высокостабильных колебаний в качестве возбудителя применим синтезатор частот. Частотная модуляция будет осуществлена при помощи генератора, управляемого напряжением.

Примем мощность, отдаваемую синтезатором, 5 мВт. Зная требуемое значение мощности в нагрузке (антенне), рассчитаем усилительные каскады:

Выходной каскад:

Примем КПД выходной согласующей цепи:

Рассчитаем колебательную мощность выходного каскада на средней частоте диапазона :

, где и - диапазон выходных частот.

, где- мощность несущей из задания.

В качестве активного элемента выходного каскада используем транзистор КТ909Б, предельная выходная мощность которого 50 Вт, граничная частота 650 МГц и коэффициент усиления по мощности 2,1 на частоте 500 МГц.

Коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте, т.е. на :

, где 2.1 - коэффициент усиления по мощности

на частоте = 500МГц.

Рассчитаем необходимую мощность на входе

После расчетов видно, что мощность, необходимая для работы выходного каскада, много больше мощности, отдаваемой синтезатором частот, поэтому на вход выходного каскада поставим еще один усилительный каскад и так до тех пор, пока мощности примерно не будут равны.

Первый предвыходной каскад:

 Примем КПД согласующей цепи:

Рассчитаем колебательную мощность первого предвыходного каскада на средней частоте:

Для обеспечения такой выходной мощности используем транзистор КТ907А, предельная выходная мощность которого 13,5 Вт, граничная частота 600 МГц и коэффициент усиления по мощности 3 на частоте 400 МГц.

Коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте, т.е. на :

, где 3 – коэффициент усиления по мощности

на частоте = 400МГц.

Рассчитаем необходимую мощность на входе

Как видно, мощность велика, поэтому поставим еще один усилительный каскад.

Второй предвыходной каскад:

Примем КПД согласующей цепи:

Рассчитаем колебательную мощность второго предвыходного каскада на средней частоте:

Для обеспечения такой выходной мощности используем транзистор КТ610Б, предельная выходная мощность которого 1,5 Вт, граничная частота 1 ГГц и коэффициент усиления по мощности 8 на частоте 400 МГц.

Коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте, т.е. на :

, где 8 – коэффициент усиления по мощности

на частоте = 400МГц.

Рассчитаем необходимую мощность на входе

Как видно, мощность все еще велика, поэтому поставим еще один усилительный каскад.

Третий предвыходной каскад:

Примем КПД согласующей цепи:

 

Рассчитаем колебательную мощность третьего предвыходного каскада на средней частоте:

Для обеспечения такой выходной мощности используем транзистор КТ610Б, предельная выходная мощность которого 1,5 Вт, граничная частота 1 ГГц и коэффициент усиления по мощности 8 на частоте 400 МГц.

Коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте, т.е. на :

, где 8 – коэффициент усиления по мощности

на частоте = 400МГц.

Рассчитаем необходимую мощность на входе

Пересчитаем мощность на входе с учетом согласующей цепи:

Примем КПД согласующей цепи:

Такую входную мощность может обеспечить синтезатор частот.

Изобразим структурную схему передатчика.

Рис.1. Структурная схема передатчика.

 

Расчёт выходного каскада.

В выходном каскаде стоит транзистор КТ909Б.

Выпишем некоторые данные для него.

Номинальная мощность, отдаваемая транзистором:

Граничная частота:

Граничная крутизна:

Коэффициент передачи по току в схеме с ОЭ:

Напряжение смещения:

Напряжение отсечки:

Напряжение питания:

Емкость эмиттерного перехода:

Емкость коллекторного перехода:

Сопротивление тела базы:

Сопротивление эмиттерной термостабилизации:

Индуктивности выводов:

базы:

эмиттера:

коллектора:

Угол отсечки:

Средняя частота рабочего диапазона:

Угловая граничная частота:

Сопротивление насыщения:

Расчет коллекторной цепи.

Рассчитаем напряжение на коллекторе с учетом дросселя:

, где - напряжение потерь в дросселе.

Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе:

Максимальное напряжение на коллекторе не должно превышать допустимого:

 

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока: