Содержание
|
Задание |
2 |
|
Разработка структурной схемы передатчика |
2 |
Расчет оконечного каскада усилителя мощности |
3 |
|
Расчет цепей согласования |
5 |
|
Расчет и конструкция фильтра гармоник |
7 |
|
Список литературы |
8 |
Синтезировать схему передатчика с заданными параметрами:
Pвых=100 Вт; fmin=125 МГц; fmax=150 МГц; вид модуляции – QPSK; vмод=512 кб/с; dF=10-5; Rн=75 Ом; КБВ=0,99
Рассчитать выходной каскад усилителя мощности, цепи согласования на его входе и выходе, фильтр гармоник на выходе передатчика. Выбрать все активные элементы схемы. Представить принципиальную схему передатчика на формате А1. Представить конструкцию фильтра гармоник на формате А2.
Усилитель мощности
Модулированный сигнал
Синтезатор частоты
Управляющий сигнал
В выходном каскаде усилителя поставим транзистор 2Т9111А, включим его по схеме ОЭ. При питании 50 В в режиме В получим на выходе 120 Вт (лишняя мощность рассчитана на потери в цепях согласования и фильтре гармоник). Коэффициент усиления такого каскада чуть больше 3. Таким образом, с учетом потерь в цепях согласования, каскад 4 должен обеспечить на выходе 50 Вт. При питании 28 В, на наших частотах такую мощность нам даст транзистор 2Т971А, включенный по схеме ОЭ и работающий в режиме В. Коэффициент усиления 4го каскада 4, тогда 3й каскад, с учетом потерь в цепях согласования, на выходе должен обеспечит 14 Вт. При питании 28 В в качестве активного элемента был выбран транзистор 2Т922Б включенный по схеме ОЭ и работающий в режиме В. Активный элемент 2го каскада – транзистор 2Т929А (питание 8 В) также включен по схеме ОЭ и работает в режиме В. 2й каскад имеет коэффициент усиления 10 и 2 Вт на выходе. Входной каскад усилителя мощности построен на транзисторе 2Т3117Б. При питании 5 В этот каскад должен обеспечит на выходе 230 мВт.
В качестве активного элемента в смесителе используется транзистор КТ379Б. Активный элемент генератора – полевой транзистор 3П603Б-2 включенный по схеме ОИ. Усилитель на выходе генератора основывается на транзисторе КТ981Б. И усилитель на микросхему ФАПЧ содержит транзистор КТ379Б. Он служит для развязки входа микросхемы и выхода генератора. ФАПЧ выполнена в виде микросхемы КФ1015ПЛ2. Управляющее воздействие подается на 7,8 и 10 выводы микросхемы. Управляющее напряжение на варикап генератора подается со 2,3 выводов. На 5 вывод возвращается выход генератора.
Имеем параметры транзистора 2Т9111А:
Pкmax=200 Вт; fгр=300 МГц; Cк=150 пФ; Cэ=1500 пФ; Lэ=1,6 нГн; Lк=2,8 Гн; Lб=3,7 Гн; Rпк=0.75 °С/Вт; Uкэmax=120 В; Uэбо=4 В; tпер=120 °С; h21=10;rэ=0,1Ом;rб=0,33Ом;rк=0,33 Ом;
Зададимся:
Выходной мощностью Pвых=120 Вт;
Мощностью эквивалентного генератора тока Pг=100 Вт;
Средней частотой 
рад×Гц;
Uб0=0.
Тогда
1 Коэффициент использования коллекторного тока
, где параметр 
А2
2 Амплитуда напряжения эквивалентного генератора
В
3 Амплитуда тока первой гармоники эквивалентного генератора
А
4 Пиковое напряжение на коллекторе не превышает допустимого значения
В
5 Сопротивление нагрузки эквивалентного генератора
Ом
6 Крутизна по переходу
А
7 Сопротивление рекомбинации
Ом
8 Крутизна статической характеристики коллекторного тока
9 Найдем коэффициент А
10 Найдем коэффициент В
11 Рассчитаем коэффициент разложения
12 Пиковое обратное напряжение на эмиттере
В
Комплексные амплитуды токов и напряжений
13 
А
14 
А
15 
16 
В
17 
В
18 
19 
А
20 
В
21 
А
22 
А
23 
Ом
24 
А
25 
26 
В
27 
28 
29 Амплитуда напряжения на нагрузке
В
30 Выходное сопротивление транзистора
Ом
31 Мощность возбуждения
32 Мощность, отдаваемая в нагрузку
33 Постоянная составляющая коллекторного тока
А
34 Мощность, потребляемая от источника питания
Вт
35 Коэффициент полезного действия
36 Коэффициент усиления по мощности
37 Мощность, рассеиваемая транзистором
Вт
38 Допустимая мощность рассеяния
Вт
39 Сопротивления нагрузки на внешних выводах транзистора
Ом
I Выходная цепь согласования состоит из трех Г-образных цепей:
1) Активная часть выходного сопротивления равна R1=5,858 Ом, мнимая B1=-0,679 Ом.
Положим R’=15 Ом, тогда
пФ
нГ
2) Положим R”=40 Ом, тогда
пФ
нГн
3) Положим С3=100 пФ, тогда
пФ
нГн
II Входная цепь согласования состоит из двух П-образных цепей:
1) Положим R’=11 Ом и С1=100 пФ, тогда
пФ
2) Активная часть выходного сопротивления равна R2=1,188 Ом, мнимая B2=3,656 Ом.
Положим С2II=0,5 нФ, тогда
нФ
нФ
Необходимое затухание помех, которыми в нашем случае являются гармоники основного сигнала – 60 дБ. Цепи согласования между каскадами используемые в усилителе мощности являются ФНЧ и вносят вклад в подавление гармоник 30 дБ. Следовательно нам необходимо построить фильтр дающий затухание гармоник не менее 30 дБ.
Частота среза –150 МГц, частота, выше которой подавление не снижается ниже 30 дБ – 250 МГц. Необходимо свести переотражение в фильтре к минимуму. Простейший фильтр, отвечающий этим условиям – эллиптический фильтр 6го порядка, представленный на рисунке.
Для всех вышеперечисленных требований и входных и выходных сопротивлений 75 Ом по справочным данным находим значения емкостей и индуктивностей:
C1= пФ; C2=3,119338511 пФ; C3 =15,05302208 пФ; C4 =5,66058973 пФ;
C5 =12,00805425 пФ; L1 =68,4994443 нГн; L2 =68,65841479 нГн; L3 =39,66396778 нГн;
Емкость C1 получена путем использования конденсатора К15-12 1,6кВ 4,3пФ±0,5пФ.
Емкость C2 получена путем использования 2х конденсаторов К15-12 1,6кВ 1,5пФ±0,25пФ.
Емкость C3 получена путем использования конденсатора К15-13 3кВ 15пФ±5%.
Емкость C4 получена путем использования конденсатора К15-13 3кВ 5,6пФ±0,5пФ.
Емкость C5 получена путем использования конденсатора К15-13 1,6кВ 12пФ±5%.
Индуктивности изготавливаются из полосок медной. При толщине полоска Т=150 мкм и действующем токе 8,25 А выберем ширину полоска W=9,2 мм.
Найдем длину полоска l, которая обеспечивает нам заданную индуктивность, по формуле:
[Гн],
где 
,
Гн/м, все геометрические размеры в
метрах.
Так
l1=96,89 мм, l2=97,07 мм, l3=63,48 мм
Список литературы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
