Приобретение навыков в выборе типа и расчете согласующих цепей генераторов с внешним возбуждением. Оценка основных параметров выбранной узкополосной согласующей цепи

ЦЕЛИ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ:

- Приобретение навыков в выборе типа и расчете согласующих цепей генераторов с внешним возбуждением.

- Оценка основных параметров выбранной узкополосной согласующей цепи.

- Более глубокое ознакомление со специальной литературой по устройствам генерирования и формирования сигналов и радиопередающим устройствам.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ:

- Задана часть структурной схемы передающего устройства (тракта усилителя мощности), представленная на рисунке 1.

Рис. 1.

- Численные данные для конкретного варианта представлены в табл. 1. Номер варианта студенту задает преподаватель или студент определяет его по последним двум цифрам шифра (для заочной формы обучения).

Таблица 1

Номер варианта	Тип транзистора	f, МГц	Zн, Ом	Z1, Ом	Z2, Ом	Z3, Ом
11	ГТ 311 Е	80	75	230 – j9.5	65 – j3	180 + j12

1. Выбор и основание типа согласующей системы в базовой и коллекторной цепях, рассматриваемой части тракта усилителя передатчика.

В выходных каскадах передатчиков часто используют П – образную схему, обладающую лучшей фильтрацией гармоник.  Вместо СЦ1 возьмем П – образную схему согласования (Рис.2.б). Вместо СЦ2 возьмем цепь Г – типа (Рис.2.а).

Рис.2. Г – образная (а) и П – образная (б) цепи согласования.

2. Расчет элементов СЦ1 (П – образная цепь) и ее оценка.

Сопротивление нагрузки подключается параллельно выходному элементу

П – фильтра, но так как мнимая часть равна нулю, то параллельный эквивалент аналогичен последовательному. Так как С₁ параллельно Z₁  то на входе СЦ1 перейдем к параллельному эквиваленту  Z1 (рис. 3).

Рис.3. П – образная цепь согласования (а) и она же с параллельным эквивалентом Z₁(б).

Найдем проводимость на входе СЦ1:

Отсюда определим G₁ и B₁:

Условие реализуемости П – образной схемы согласования выглядит следующим образом:

Задавая различные значения q можно получить разные полосы пропускания при одном и том же коэффициенте трансформации.

Таким образом, условие реализации схемы выглядит следующим образом:

Зададим q=2.

Рассчитаем сопротивления элементов СЦ1 на частоте f:

Найдем значения элементов С₁, С₂, L₃:

Реактивную составляющую Z₁ следует учесть при расчете С₁:

Рассчитаем КПД цепи. Для этого вначале найдем реальное значение Z₂:

Отсюда найдем активную часть :

Зная , найдем η:

Зная КПД цепи, найдем нагруженную добротность:

Относительная полоса пропускания по уровню 3 дБ:

Коэффициент фильтрации для согласующей П – цепи (для второй и третьей   гармоники):

3. Расчет элементов СЦ2 и ее оценка.

Так как С₂ параллельно Z₃, то на входе цепи будем использовать параллельный эквивалент  Z₃, а L₁ последовательно с  Z₂, то на выходе цепи будем использовать последовательный эквивалент  Z₂ (Рис.4.).

Рис.4. Г – образная цепь согласования с параллельным эквивалентом входного сопротивления  Z₃ и последовательным эквивалентом выходного Z₂.

Рассчитаем проводимость на входе СЦ 2:

Таким образом:

Условие реализуемости СЦ2 выглядит следующим образом:

 

.

Вычислим параметры согласующей цепи СЦ2:

Найдем значение :

Учтем влияние мнимых составляющих Z₂ и Z₃:

Из равенства:

где   расчётное сопротивление, найдем реальное значение .

Найдем реальные значения :

Рассчитаем КПД  Г – цепи:

Найдем нагруженную добротность:

Найдем полосу пропускания:

Найдем коэффициент фильтрации Г – цепи (для второй и третьей гармоники):

Список, используемой литературы:

1.Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учеб. пособие для вузов/ Уткин Г. М., Благовещенский М. В., Жуховицкая В. П. и др.; Под ред. Г. М. Уткина.— М.: Сов. радио, 1979. — 320 с., ил.

2.Конспект лекций. Вовченко П.С.