Выбор схем радиопередатчиков и определение их основных параметров. Расчет усилителей мощности. Расчет умножителей частоты. Расчет модуляторов, страница 11

Если задана амплитуда управляющего напряжения , то удобно использовать коэффициенты разложения Фурье (Ф) и значение тока  не выбирать, а получать в результате расчета:

;           

;            .

Дальнейший порядок расчета такой же, как ранее (только исключаем зависимость (10)).

При выборе напряжения источника питания необходимо выполнить условие , где  — максимальное значение мгновенного напряжения на коллекторе АЭ: (), , и условие выбора имеет вид .

Расчет амплитуд первой гармоники и постоянной составляющей  можно проводить, используя либо коэффициент , либо коэффициент . Общие рекомендации по их применению приведены в табл. 10.1.

Для расчета коэффициента усиления мощности требуется знание входного сопротивления АЭ. Значение также необходимо для расчета входной согласующей цепи. Определим входное сопротивление как , где и — амплитуды первой гармоники напряжения и тока управляющего электрода АЭ. Порядок расчета следующий:

Так как напряжение и ток  связаны нелинейной зависимостью (входной ВАХ), то при гармонической форме ток есть периодическая негармоническая функция. Зная (найдено через ВАХ) и пользуясь формулами для расчета коэффициентов ряда Фурье, определяем .

10.2. Расчет режима работы биполярного транзистора на повышенных частотах

Устранение влияния частоты входного сигнала, а следовательно, обеспечение возможности использования на повышенных частотах рассмотренных ранее методик расчета, достигается применением цепей коррекции [8, 18]. Корректируются характеристики транзистора на повышенных частотах под характеристики и их взаимозависимости на низких частотах. Эмиттерная и базовая коррекции (ЭК и БК) восстанавливают форму импульсов тока , которые синфазны с напряжением между Б и Э.  Схемы АЭ с коррекцией приведены на рис. 1.16.

Цель коррекции —устранить зависящий от частоты фазовый сдвиг между ,обусловленный влиянием , и  при открытом эмиттерном переходе и влиянием ,, — при закрытом. Эквивалентные схемы, используемые при расчете цепей коррекции биполярного транзистора, приведены на рис. 1.13-1.15.

Базовая коррекция. Чтобы осуществить базовую коррекцию при открытом эмиттерном переходе, нужно выполнить следующие условия.

1.                Обеспечить равенство постоянных времени цепочки  и корректирующей цепочки :

2.                Устранить влияние сопротивления . Это требование коррекции обеспечивается, если а) выполняется равенство иб)  или , так как . Учитывая приведенные ограничения,  рассчитываем по эмпирической формуле

.

3. Исключить искажения формы импульсов  , связанные с различной длительностью переходных процессов при открывании и закрывании эмиттерного перехода, что достигается корректировкой частотной зависимости =f(F). Для этого параллельно входу транзистора следует включить наряду с и сопротивление , образующее RC-цепь с барьерной емкостью (см. рис. 1.16,6). Условие коррекции при закрытом эмиттерном переходе . Сопротивление  не нарушает это условие, если выполняется неравенство . Сопротивление  практически не оказывает влияние на условия коррекции при открытом p-nпереходе, так как оно существенно выше входного сопротивления открытого транзистора. Базовая коррекция эффективна только в том случае, если .

Эмиттерная коррекция. Корректирующую цепочку  можно подключить к эмиттерному выводу транзистора. Расчет параметров такой цепочки проводится по формулам:

;                 ;                 ,

где ;— граничная частота БТ.

Эмиттерная коррекция эффективна при выполнении неравенства . На практике применяют эмиттерную коррекцию в упрощенном варианте, т.е. вместо двух корректирующих сопротивлений включают одно: .

Сравнив базовую и эмиттерную коррекции, можно сделать следующие выводы.

1.  На более низких частотах ЭК имеет преимущества перед БК, так как при этом ослабляется влияние на выходную согласующую цепь.

2.  На повышенных частотах более эффективна БК, так как шунтирующее транзистор сопротивление при ЭК существенно меньше, чем при базовой теряется на фоне возросших сопротивлений индуктивностей выводов. Поэтому целесообразно с ростом частоты переходить на базовую коррекцию.