Выбор схем радиопередатчиков и определение их основных параметров. Расчет усилителей мощности. Расчет умножителей частоты. Расчет модуляторов, страница 57

Постоянная составляющая коллекторного тока в режиме молчания =  /(1 + m) — 0,44 А. Мощность, потребляемая от УНЧ выходным каскадом передатчика, = 0,5m²/ = 3,3 Вт. Мощность, потребляемая от УНЧ предоконечным каскадом передатчика, Р_вх/(1 + m)² = 0,45 Вт, поэтому УНЧ должен обеспечивать выходную мощность, равную примерно 4 Вт.

Амплитудная модуляция изменением смещения [8]. Зависимости (), () в недонапряженном режиме принимаем линейными от точки запирания (=  — ), где =  = 0, до точки критического режима, а в ПР — постоянными.   Тогда:

•  мощность, потребляемая от Е_п в цепи коллектора, = () меняется подобно току ();

•  мощность = 0,5 пропорциональнаи имеет вид параболы;

•  электронный КПД ==0,5gпричем коэффициент формы при линейной зависимости токов (E_c)/(E_c) = const; значение (Е_с) пропорционально (Е_С)-

Для работы модулируемого УМ с минимальными искажениями номинальная мощность АЭ должна быть не менее мощности в максимальном режиме:  >  =   (l + m)².

Расчет каскада начнем с максимальной точки, выбрав критический режим и угол отсечки коллекторного тока в пределах 110..120° — для уменьшения нелинейных искажений.  В результате расчета определяют:

•  в режиме «молчания» Е_см и Е_п;

•  напряжение сигнала информации  = Е_{см max} – Е_сн ;

•  мощность, потребляемую от модулятора, = 0,5. где — амплитуда 1-й гармоники звуковой составляющей входного тока .

Мощность невелика — она составляет несколько процентов от  . В этом достоинство модуляции смещением, поэтому ее обычно реализуют в одном из маломощных каскадов радиопередатчика.

14.2. Расчет каскадов с угловой модуляцией

14.2.1. Расчет частотного модулятора на варикапе

Схемы частотных модуляторов различаются главным образом способом связи варикапа с резонатором автогенератора. Наиболее типовые схемы — это транзисторный АГ по схеме Клаппа (рис. 14.3) и АГ с кварцем в контуре (рис. 14.4).

Расчет частотного модулятора проведем для наиболее простой реализации схемы с емкостной связью (рис. 14.5) на биполярном транзисторе по схеме Клаппа.

Варикап связан с колебательным контуром C₁-C₂-C₃-Lс помощью емкости С_св. Постоянное напряжение на варикап поступает от источника питания Е_п через делитель R₁-R₂ , модулирующее напряжение — через разделительную емкость С_р1. Схема успешно применяется, если f_н<0,5, где — граничная частота транзистора. Если , то используют корректирующую цепочку.

Рассмотрим порядок расчета частотного модулятора.

1.                Сначала рассчитывается автогенератор по методике, известной из расчета задающих генераторов. Определяются следующие параметры схемы:

•  амплитуда первой гармоники напряжения на базе U_б1

•  амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе U_к1

•  коэффициент включения контура к выходу эмиттера транзистора р;

•  параметры контура , где — суммарная емкость Б и Э; — полная емкость контура, пересчитанная к индуктивности.

2.                Потом следует выбрать варикап с возможно большей средней емкостью  для уменьшения нелинейных искажений. Тогда и . Максимальное значение С_в0 ограничено двумя факторами:

•  с ростом  падает граничная частота  = 1/(C_в0r_s) и, следовательно, его добротность Q = /; для уменьшения влияния варикапа на стабильность  необходимо, чтобы Q > 50...100;

•  с ростом становится нелинейной ДМХ модулятора.

3. Далее рассчитывается режим варикапа в следующей последовательности.

•                  Рабочий диапазон на варикапе — это диапазон напряжений, при которых р-nпереход закрыт: , где  — максимально допустимое напряжение.   Напряжение  выбирается произ вольно при выполнении условий:   

•                  Амплитуду модулирующих колебаний определяют из выражения  по заданному и выбранному . Если задано, то находят .

•                  Полезное изменение емкости варикапа

•  Коэффициенты и рассчитывают, используя следующие зависимости:

.

•  Амплитуда первой гармоники ВЧ напряжения на варикапе = ,  где  = . Значения и (коэффициент связи контура с коллектором транзистора) известны из расчета автогенератора.