Расчет радиопередающего устройства радиоэлектронной системы связи диапазона 150-600 кГц, страница 10

Рассчитаем мощность, рассеиваемую на коллекторе:

P_K = U_КЭ×I_0К = 5 × 2×10^-3 = 0,01 (Вт).

Выбираем транзистор VT1 по критериям:

P_{К доп}³  (1,1..1,3)×P_К = (1,1..1,3)×0,01³ = 0,011...0,013 (Вт),

I_Кдоп³(1,1..1,3)×(I_0К+I_Кm)=(1,1..1,3)×(2×10^-3+0,47×10^-3)=

2,72×10^-3...3,21×10^-3(А),

U_{КЭ  доп}³×E_0П = 15 (В),

f_ГР³ (20..30)× f_В=(20..30)× 6×10⁵ = 1,2×10⁷.. 1,8×10⁷ (Гц).

Выше приведённым требованиям удовлетворяет транзистор КТ6111В, его параметры приведены в таблице 4.6.

Таблица 4.6.

N-P-N	UКЭ, В	IК, мА	PК, мВт	h21Э	fГР, МГц
КТ339АМ	25	25	260	³25	300

Используя параметры выбранного транзистора Рассчитаем базовую цепь (ток делителя и величины сопротивлений R1, R2):

 (мА),

 (Ом),

 (Ом), выберем номиналы резисторов: R1 = 39 (кОм), R2 = 27(кОм).

Зададим допустимый коэффициент гармоник каскада:

К_Г £ (0,1…0,2) К_Гумвч =0,1×0,002 =2×10^-4.

Отсюда находим R4 и R5:

 (Ом),

 (Ом).

Найдём сопротивление R4 исходя из требуемого коэффициента усиления K_У :

 (Ом), сопротивление R4 удовлетворяет поставленному условию. Тогда номиналы резисторов: R5 = 1,8 кОм, R4 = 200 Ом.

Так как все резисторы стоят с слаботочных цепях то выбираем их мощности равными 0,25 Вт.

Входное сопротивление транзистора:

 (Ом), следовательно, входное сопротивление каскада

 (кОм).

Емкость конденсатора С2 рассчитывается исходя из сопротивлений цепи в которую она входит:

 (Ф), номинал емкости С2=56 нФ.

Предыдущий каскад (балансный модулятор) должен обеспечивать амплитуду напряжения равную:  (В).

4.4. Расчёт балансного модулятора.

Исходные данные:

амплитуда напряжения сигнала несущей:  U_w= 1В,

амплитуда напряжения полезного сигнала f_H – f_ПЧ :                                           U_С= 0,1 В,

сопротивление нагрузки                              R_H= 4,11 кОм.

Чтобы КБМ имел меньшее затухание и небольшой коэффициент нелинейных искажений, диоды выбираем с малой ёмкостью, которая практически не должна меняться в рабочем диапазоне частот.

Выбираем диоды КД512А, со следующими параметрами, таблица 4.6

Таблица 4.6

-  граничная частота, fт, ГГц	1
-  проходная емкость CД, пФ	1
-  прямой ток при Uвх =1 В, Iпр, mA	20
-  обратный ток Iобр , μA	5
-  допустимое обратное напряжение Uобр , В	15

          Упрощённая схема балансного модулятора изображена на рисунке 4.3:

Рис. 4.4.

Произведём расчёт для выбранных диодов.

1) Определим сопротивление открытого R_Д.О. и закрытого R_Д.З. диода:

 (Ом),

 (Ом).

2) Для уменьшения влияния нелинейности внутреннего сопротивления диода на форму сигнала на выходе и для облегчения балансировки схемы включаются добавочные сопротивления: R₁ - последовательно с диодами и

R₂ – параллельно с R₁ и диодом (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Схема включения добавочных сопротивлений.

Сопротивления резисторов:

(Ом),

(Ом).

Выбираем номиналы резисторов R1=100 Ом, R2=100 кОм.

3) Найдём значения сопротивлений с учётом добавочных резисторов:

 (Ом),

 (кОм),

4) Находим сопротивление нагрузки БМ R’_Н и внутреннее сопротивление R’_Г  источника сигнала из условия минимального затухания:

(Ом),

(Ом),

при этом коэффициент выпрямления диодов

, затухание полезного сигнала

 (дБ).

5) Выбираем амплитуду напряжения несущей частоты на открытых диодах:

 (В),

выбираем  (В).

6) Исходя из заданного коэффициента нелинейных искажений, определяем отношение  [4, стр.232, рис. 7.8] а затем :

 (В).

7) Находим для эквивалентной схемы КБМ напряжения, мощности, токи:

 (В),

 (В),

 (А),

 (А),

 (Вт),

 (Вт).

8) Выбираем коэффициенты трансформации трансформаторов Т1, Т2, Т3 и находим основные параметры входных и выходных сигналов:

,

 (Ом),

 (Ом),

 (Вт),

 (Вт),

.

Так как  (4.12), а амплитуда напряжения составляющей f_С = f_H – f_ПЧ  равна:    (4.13), тогда подставляя (4.12) в (4.13) и решая относительно n₁ получим:

В результате расчётов получена схема, представленная на рисунке 4.5. номиналы резисторов которой равны: