Электрический расчет каскадов усилителя сигнала гетеродина, страница 3

f = 45 МГц;

I_к = 13 мА.

Для заданного значения коэффициента усиления, по характеристикам, приведенным на рисунке 4.5, определяем коэффициент трансформации W1:W2:W3.

Рисунок 4.5 Характеристики предварительного усилителя ПЧ при коллекторном токе I_k=14 мА

При условии W1:W2=10:10  W3=2,5 , тогда N=W1:W2:W3=10:10:2,5=4:4:1.

По характеристикам на рисунке 4.5 определяем характеристики каскада:

F = 1,7дБ - коэффициент шума каскада;

IР₃ = 20 дБМ - уровень интермодуляционной составляющей третьего порядка;

КР_i = 1дБМ - уровень входной точки компрессии, т.е. точки на амплитудной характеристике, где отклонение от линейного закона составляет 1дБ.

Исходя из требуемого коэффициента усиления тока коллектора, выбираем транзистор КТ 368 cо следующими параметрами:

h_21э = 70 - статический коэффициент усиления тока;

f_т = 4ГГц - граничная частота коэффициента усиления;

F= 1,7 - коэффициент шума транзистора.

Произведем расчет элементов питания транзистора по постоянному току.

Задаемся напряжением эмиттера по формуле:

U_0э = (0,15 - 0,25) U_пит ,                                   (4.24)

U_0э = 0,17 * 13,6 = 2,31 В.

Принимая ток I_0э = I_к, находим сопротивление R1 в цепи эмиттера по формуле:

R1 = U_оэ/I_к ,                                              (4.25)

R1 = 2,31/(13 * 10^-3) = 177,7 Ом.

Исходя из ряда сопротивлений , принимаем R1 = 180 Ом типа МЛТ-0,125.

Задаемся падением напряжения на сопротивлении R2 по формуле:

U_R2 = (0,1 - 0,2) U_пит ,                                     (4.26)

U_R2 = 0,15 х 13,6 = 2,04 В.

Определяем сопротивление R4 по формуле:

R4 = U_R2/U_к ,                                              (4.27)

R4 = 2,04/(13 * 10^-3) = 157 Ом.

Принимаем R4 = 180 Ом типа МЛТ-0,125.

Определяем ток базы в рабочей точке, соответствующий току коллектора I_с по формуле:

I_б0 = I_к/h₂₁,                                                 (4.28)

I_б0 =(13 * 10^-3)/70 = 0,186  мА.

Для стабилизации рабочей точки транзистора принимаем ток базового делителя равным:

I _д = (10 - 20) I_бо ,                                         (4.29)

I _д = 20 х 0,186 = 3,72 мА.

Определяем напряжение базы в рабочей точке по формуле:

U_б0 = U_f + U_f0  ,                                        (4.30)

Uбо = 2,31 +0,7 = 3,01 В.

Определяем сопротивление R3 нижнего плеча базового делителя по формуле:

R3 = U_б0/I_д ,                                             (4.31)

R3 = 3,01/3,72 = 809 Ом.

Принимаем R3 = 820 Ом типа МЛТ-0,125.

Определяем сопротивление R2 верхнего плеча базового делителя по формуле:

R2 = U_пит-U_бо-(I_д+I_к)R2/I_д ,                               (4.32)

R2 = ((13,6-3,01-13,77+13) * 10^-3 * 180)/(3,77 * 10^-3)=2037 Ом.

Принимаем R2 = 2 кОм типа МЛТ-0,125.

Индуктивность L_f определяем из условия Х_lf=500 Ом, откуда следует формула для определения L_f:

L_f = 500/(2pf_н),                                                (4.33)

Принимаем L_f равным 2,2 мкГн.

Емкости С₁, С₃, С₄ определяем из условия  Х_с<10 Ом, откуда следует формула:

С > 1/(20fp)          ,                                               (4.34)

С > 1/(20 * p * 45 * 10⁶) = 0,35 * 10^-9 Ф.

Принимаем С₁ = С₂ = С₄ = 2,2 нФ типа К10-17Б.

Емкость С₃ определяем из условия Х_с3<1 Ом, откуда следует формула для определения емкости С₃:

С₃ > 1/2pf,                                               (4.35)

С₃ > 1/(2 * p * 45 *10⁶) = 3,5 * 10^-9 Ф.

Принимаем  С₃ = 22 нФ типа К10-17Б.

Обобщим данные, полученные в результате расчета данного каскада:

1) Коэффициент трансформации трансформатора N =4:4:1;

2) Транзистор КТ 368;

3) Сопротивление резистора R1 = 180 Ом;

4) Сопротивление резистора R2 = 820 Ом;

5) Сопротивление резистора R3 = 2 кОм;

6) Сопротивление резистора R4 = 180 Ом;

7) Индуктивность катушки L_f = 2,2 мкГн;

8) Емкость конденсаторов С₁=С₂=С₄=2,2 нФ;

Емкость конденсатора С₃ = 22 нФ.

4.3.  Расчет задающего генератора