Синтез радиопередающего устройства морской подвижной службы. Аналог синтезируемого устройства - радиостанция «Риф»

Требованиям по мощности и частоте удовлетворяет транзистор КТ930Б. Параметры транзистора, требуемые для составления структурной схемы:

1. МГц – граничная частота.

2. Вт – выходная мощность на частоте 400МГц.

2.  - коэффициент усиления по мощности на частоте 400МГц.

Зная коэффициент усиления по мощности на частоте 400МГц можно найти коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте (средняя частота рабочего диапазона):

.

Зная выходную мощность, требуемую от оконечного каскада и его коэффициент усиления по мощности, можно найти мощность, необходимую для возбуждения усилителя мощности:

Вт.

С учетом КПД предвыходной согласующей цепи (примерно 60%) выходная мощность предвыходного каскада должна быть равна:

Вт.

Предвыходной каскад выполним на транзисторе КТ934Б. Параметры транзистора, требуемые для составления структурной схемы:

1. МГц – граничная частота.

2. Вт – выходная мощность на частоте 400МГц.

2.  - коэффициент усиления по мощности на частоте 400МГц.

Коэффициент усиления предвыходного каскада:

.

Мощность, необходимая для возбуждения предвыходного каскада:

Вт.

С учетом потерь в согласующей цепи (примерно 50%) предыдущий каскад должен развивать мощность, равную:

Вт.

Требованиям по мощности и частоте удовлетворяет транзистор КТ606Б. Параметры транзистора, требуемые для составления структурной схемы:

1. МГц – граничная частота.

2. Вт – выходная мощность на частоте 400МГц.

2.  - коэффициент усиления по мощности на частоте 400МГц.

Зная коэффициент усиления по мощности на частоте 400МГц можно найти коэффициент усиления по мощности на рабочей частоте:

.

Мощность, необходимая для возбуждения второго каскада:

Вт.

С учетом потерь в согласующей цепи (примерно 30%) предыдущий каскад должен развивать мощность, равную:

Вт.

Требованиям по мощности и частоте удовлетворяет транзистор КТ306Б, граничная частота которого составляет 500МГц, а предельная мощность, рассеиваемая на коллекторе равна 0.15Вт. Для получения мощности возбуждения первого каскада в пределах мВт коэффициент усиления первого каскада выберем равным 15. Тогда:

Вт.

С учетом потерь в согласующей цепи (примерно 20%) предыдущий каскад, т.е. синтезатор частот, должен развивать мощность, равную:

Вт.

На данном этапе получены все данные, необходимые для построения структурной схемы передатчика. Структурная схема приведена в приложении 1.

Электрический расчет выходного каскада.

Методика расчета взята из 2.

Запишем справочные данные транзистора КТ930Б:

1.        Ом.

2.   - сопротивление базы;

3.         - сопротивление эмиттера;

4.       

5.         - граничная частота;

6.        пФ – емкость коллекторного перехода;

7.        пФ – емкость эмиттерного перехода;

8.        пс - постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте;

9.  нГн – индуктивность эмиттерного вывода;

10.  нГн – индуктивность базового вывода;

11.  нГн – индуктивность коллекторного вывода;

12.   - постоянное напряжение коллектор-база;

13.  В – постоянное напряжение коллектор-эмиттер;

14.  В – постоянное напряжение база-эмиттер;

15.  А – постоянный ток коллектора;

16.  Диапазон рабочих частот – 100…550МГц;

17.   - температура перехода;

18.   - тепловое сопротивление переход-корпус;

19.   - выходная мощность;

20.   - коэффициент усиления по мощности;

21.  В – напряжение питания;

22.   - КПД коллекторной цепи;

23.  Схема включения – общий эмиттер

24.  Режим работы – класс В.

1.  Сопротивление потерь коллектора в параллельном эквиваленте ():

Ом.

2.  Граничная крутизна:

См.

Тогда коэффициент использования коллектора по напряжения в граничном режиме:

, где  - коэффициент разложения синусоидального импульса, соответствующий углу отсечки коллекторного тока .

3.  Напряжение и первая гармоника тока нагрузки:

В;

А.

4.  Полезная нагрузка и полное сопротивление:

Ом;

Ом.

5.  Амплитуда первой гармоники тока:

А.

6.  Крутизна по переходу:

См.

7.  Сопротивление рекомбинации:

Ом.

8.  Крутизна статической характеристики коллекторного тока:

, где: Ом; Ом.

См.

9.  Найдем коэффициент разложения:

, где:

В – напряжение сдвига статической характеристики (примем В);

 - напряжение смещения (выберем В);

;

.

.

10.  Для полученного , воспользовавшись приложением 1 [ 1], находим:

;           .

11.  Амплитуда тока базы:

.

Учитывая, что , формулу можно записать следующим образом:

;

А.

12.  Модуль коэффициента усиления по току:

.

13.  Пиковое обратное напряжение на эмиттере:

В.

14.  Составляющие входного сопротивления транзистора по первой гармонике:

Активная составляющая:

;

Реактивная составляющая:

;

15.  Коэффициент усиления по мощности:

.

16.  Постоянная составляющая коллекторного тока:

А.

17.  Мощность, потребляемая от источника питания:

Вт.

18.  Коэффициент полезного действия:

.

19.  Входная мощность:

Вт.

20.  Рассеиваемая мощность:

;

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

Активная составляющая:

;

.

Реактивная составляющая:

;

.

На данном этапе расчет выходного каскада можно считать законченным.

Так как расчетный коэффициент усиления по мощности получился значительно меньше ожидаемого (примерно в два раза меньше), то необходима коррекция структурной схемы передатчика. Мощность, необходимую для возбуждения выходного каскада можно получить следующими способами:

1.  Увеличение коэффициента усиления схемы;

2.  Увеличение коэффициента полезного действия согласующих цепей