Расчет транзисторного умножителя частоты. Принципиальная схема каскада

Расчет транзисторного умножителя частоты.

Принципиальная схема каскада представлена на рис.

	Еп

 

рис.

Каскад построен по схеме с общим эмиттером, потому что обеспечивает максимальное усиление по мощности по сравнению со схемами с общей базой и с общим коллектором. Рабочая точка каскада по постоянному току задаётся базовым делителем R1 и R2. Конденсатор Cр фильтрует постоянную составляющую, которая поступает с выхода предыдущего каскада. Rап, Cбл-образуют фильтр питания, который предотвращает паразитную отрицательную обратную связь по цепям питания. Lбл-предотвращает протекание ВЧ-токов через базовый делитель и источник питания. C1, L, C2-колебательный контур настроенный на частоту   f1.

Произведем расчет этого каскада:

Исходные данные:

Напряжение питания: Е_п=

Входная частота: f=

Кратность умножения: n=

Выбираем транзистор КТ

Его основные параметры:

- граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с ОЭ:

- максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора:

Pдоп=

- предельное напряжение эмиттер-база U_ЭБ:

Uбдоп=

- предельное напряжение коллектор-база U_{К ДОП}:

Uкдоп=

- максимально допустимый ток коллектора i_{К ДОП}:

i_{К ДОП}=

- емкость коллекторного перехода:

С_К=

- емкость эмиттерного перехода:

С_Э=

- постоянная времени цепи ОС:

τ_ОС=

-  граничная крутизна ВАХ:

-  коэффициент усиления по току:

B=

Рассчитаем граничную частоту:

                                                           

Т.к f>0.5fв, то можно не использовать корректирующую цепочку.

Крутизна проходной характеристики транзистора с коррекцией:

Рассчитаем электрический режим транзистора.

Выбираем          Тогда                   γ=

                                         

                                         

                     

Т.к iкmax<iкдоп, то расчет выполнен правильно.

Напряженность граничного режима:

                                 

Амплитуда третьей гармоники напряжения на коллекторе:

                                     

Сопротивление нагрузки:

                                              

Колебательная, потребляемая и рассеиваемая мощности:

,                      

                                     

                            

Т.к Ррасс<Рдоп, то расчет выполнен правильно.

КПД каскада:

                                               

            

Рассчитаем цепи смещения и питания:

отсюда блокировочные индуктивности:

Выбираем Lбл=

Рассчитаем антипаразитный резистор Rап:

                                                

Рассчитываем блокировочную емкость Сбл и разделительную Ср:

                                                 

     где                               

Сопротивления R1и R2 выполняют следующие функции:

1) Образуют делитель напряжения для подачи постоянного фиксированного смещения на базу.

2) Обеспечивают автосмещение.

3) Корректируют частотную характеристику транзистора.

Рассчитаем R1 и R2:

                                                                     

Далее рассчитаем колебательный контур.

Зададим добротность Qн=5 (чтобы обеспечить гармоническую форму напряжения).