Разработка связного передатчика коммерческой связи (выходная мощность - 30 Вт, диапазон частот 14 ÷ 24 МГц), страница 3

В соответствии с практическим заданием допустимое излучение на гармониках –35дб, что соответствует . Тогда из формулы (1.х) получаем:

 МГц

На  основании  расчёта  выбираем  частоту  второго   преобразования    равную

4 МГц.

Необходимые частоты третьего преобразования для разных каналов:

1.  13 м  –  19,03 МГц

1.  14 м  –  17,38 МГц

2.  15 м  –  15,95 МГц

3.  16 м  –  14,70 МГц

4.  17 м  –  13,60 МГц

5.  18 м  –  12,62 МГц

6.  19 м  –  11,74 МГц

7.  20 м  –  10,95 МГц

8.  21 м  –  10,24 МГц

Полученный однополосный сигнал должен быть усилен в каскадах предварительного усиления (КПУ), а после подан на выход передатчика, к которому подключена колебательная система, которая должна выполнять следующие функции: трансформировать сопротивления, обеспечить необходимую фильтрацию высших гармоник, обеспечить работу в заданном диапазоне частот.

Структурная схема передатчика представлена на рис. 1.2

2. Разработка электрической принципиальной схемы передатчика.

2.1 Расчёт усилителя мощности.

Существенными отличиями усилителей ВЧ – колебаний с однополосной модуляцией от усилителей амплитудно – модулированных колебаний является то, что при отсутствии модулирующего напряжения отсутствует напряжение возбуждения на усилительном каскаде и что при малых значениях модулирующего напряжения, т. е. значительную  часть времени, работа усилителя однополосного сигнала проходит в области нижнего участка модуляционной характеристики.

При проектировании генераторов, предназначенных для усиления однополосно - модулированых колебаний, необходимо обеспечить главное требование: высокую линейность амплитудной характеристики. Нелинейные искажения в передатчике опасны тем, что они приводят к расширению спектра и созданию сильных помех соседним каналам связи.

Усилитель мощности однополосного сигнала обычно рассчитывается на максимальную мощность в граничном режиме [2]. Передатчик должен иметь выходную мощность 30 Вт, а на выходе передатчика должна стоять согласующая, колебательная система, КПД которой не менее 75 %. Поэтому выберем P₁ = 40 Вт.

Проведём расчёт мощного транзисторного усилителя с общим эмиттером для схемы на рис. 2.1, взятой из [2].

Рис. 2.1 Схема усилителя мощности.

Выбираем транзистор с максимальной допустимой рассеиваемой мощностью того же порядка, что и Р₁, например КТ909Б, для которого Р_доп=40 Вт. Для последующего расчета необходимы следующие параметры транзистора [5]:

Граничная частота передачи тока                                 f_t = 500 МГц

Коэффициент усиления по току                                    b = 20

Граничная крутизна ВАХ                                              S_гр = 4 А/В

Напряжение отсечки                                                      U_отс = 1 В

Емкость эмиттерного перехода                                     С_э = 500 пФ

Емкость коллекторного перехода                                 С_к = 60 пФ

Предельное напряжение эмиттер – база                       U_{бэ доп} = -3,5 В

Максимально допустимый ток коллектора                  I_{к доп} = 8 А

Предельное напряжение коллектор – база                   U_{к доп} = 60 В

Индуктивность базы                                                      L_б = 2 нГн

Индуктивность эмиттера                                               L_э = 0,2 нГн

Индуктивность коллектора                                           L_к = 2 нГн

Допустимая выходная мощность                                  P_доп = 40 Вт

1. Определяем граничную частоту :

2. Учитывая условие , то выберем  В (рекомендуемое значение). Следует отметить, что на практике угол отсечки устанавливается в пределах 70⁰…90⁰. И хотя максимальный КПД можно получить при q=120⁰ и q=180⁰, для обеспечения режима усиления выберем угол отсечки q=90⁰. Следовательно:

3. Задаем амплитуду импульсов коллекторного тока:

4. Определяем напряженность граничного режима:

5. Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:

6. Постоянная составляющая коллекторного тока:

7. Колебательная, потребляемая и рассеиваемая мощности  соответственно равны:

где  - амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе.

Так как получили , то транзистор был выбран правильно и расчёт можно продолжить.

8. Определяем КПД каскада:

 %

9. Амплитуда первой гармоники управляющего заряда: