Конструктивный расчет катушек индуктивности во входной согласующей цепи

Содержание

Введение …………………………………..……………………………………...3

1. Техническое задание …………………………………...……………….……...6

2.Структурная схема………………………...……………………………............7

3.  Расчет оконечного каскада………………………………………………..….13

4.Расчет цепей согласования для ОК……………………………………….……17

4.1.Расчет ЦС на входе оконечного каскада……………….………..…………17

4.2. Расчет ЦС на выходе оконечного каскада……………………….…………19

4.3 Расчет элементов цепей питания и смещения……………….……..………..20

5.  Конструктивный расчет катушек индуктивностей и дросселей ….…….…21

5.1 Конструктивный расчет катушек индуктивности во входной согласующей цепи……………………………………..……………………………………….22

5.2 Конструктивный расчет катушек индуктивности в выходной согласующей цепи………………………………………………………………23

5.3 Конструктивный расчет дросселей в цепи питания и смещения……….23

6.  Выбор конденсаторов в цепях согласования……………………….….........24

6.1 Выбор конденсаторов во входной согласующей цепи……………........24

6.2 Выбор конденсаторов в выходной согласующей цепи…………..…......25

7.  Фильтр гармоник………………………………….………………….………...26

Заключение…………………………………………………………..……….....28

Список литературы…………………...……………………………..……...….29

Приложения……………………………………………………………………..30

Введение.

Одной из основных тенденций развития техники радиопередающих устройств является стремление выполнить радиопередатчик по возможности полностью на полупроводниковых приборах и интегральных схемах (ИС).

В мощных каскадах передатчиков применяются тиристоры, биполярные и полевые транзисторы, варикапы, туннельные диоды, ЛПД и диоды Ганна. Увеличиваются рабочие частоты, выходные мощности, КПД транзисторов и полупроводниковых диодов, совершенствуется их конструктивное выполнение.

Безусловным достоинством использования транзисторов является устойчивость к механическим воздействиям и большой срок службы. В условиях правильной эксплуатации их не приходится менять на протяжении всего срока службы аппаратуры. Отсутствие цепи накала у транзисторов обуславливает их немедленную готовность к работе. Низкие питающие напряжения резко упрощают систему защиты обслуживающего персонала. Возможность работы всех каскадов передатчика от одного или небольшого числа источников постоянного тока заметно упрощает его устройство. Кроме того, низкие питающие напряжения при относительно большой мощности определяют малые нагрузочные сопротивления. По этой причине вредное действие паразитных емкостей, шунтирующих нагрузку, существенно меньше, чем в лампах, что позволяет в широком диапазоне частот (до тысяч МГц) использовать нерезонансные схемы с резистивной нагрузкой, исключить в каскадах перестраиваемые контура, что улучшает надежность и конструктивные характеристики передатчика в целом и упрощает его настройку.

В настоящее время проектирование большинства РПДУ сводиться к сборке его из стандартных унифицированных узлов с высокой степенью интеграции (задающих генераторов, умножителей частоты, усилителей, модуляторов и т. д.).

Однако унифицировать РПДУ и их узлы далеко не просто. С одной стороны, это связано с многообразием радиосистем и существенными различиями требований к выходным параметрам РПДУ (рабочая частота, мощность, вид модуляции, диапазон модулирующих частот и т. д.). Отсюда разнообразие структурных схем, сложность частотных преобразований в них, различие в требованиях к отдельным узлам. С другой стороны – важнейшие узлы РПДУ обладают узкими полосами пропускания. Особенно сильно это проявляется при проектировании транзисторных усилителей мощности на частотах выше 1 – 2 ГГц. Здесь емкости транзисторной структуры и индуктивности выводов существенно ограничивают максимально достижимые полосы пропускания.

Основными электрическими характеристиками передатчика, определяющими его конструкцию, являются мощность, диапазон несущих частот, вид и требуемое качество модуляции, требования обеспечения ЭМС – допустимые нестабильность частоты и уровни побочных и внеполосных излучений. Наряду с этим существенную роль играют назначение передатчика и соответствующие этому условия его будущей эксплуатации.

Разработчик РПДУ всегда стоит перед альтернативой. С одной стороны, можно использовать активные элементы в герметичных корпусах (далее их будем называть корпусными), стандартные подстроечные конденсаторы (плоские или цилиндрические) и т. д. При этом технология изготовления и настройка упрощаются, не требуется герметизация РПДУ в целом, достигается хорошая ремонтопригодность.

С другой стороны, можно применять в качестве активных элементов бескорпусные или заключенные в малогабаритные корпуса транзисторы и диоды, МОП-конденсаторы, малогабаритные подстроечные конденсаторы, тем самым существенно уменьшая массу и габариты РПДУ. Поскольку полупроводниковые структуры и пассивные элементы требуют герметизации, узлы РПДУ следует герметизировать в целом, а их производство вести в специальных помещениях. Элементы соединяются тонкими проводниками методом термокомпрессии или ультразвуковой сварки. Все это существенно усложняет технологический цикл и уменьшает ремонтопригодность. В частности, малейшее нарушение технологии процесса пайки мощной транзисторной структуры к металлизированной области на шайбе из бериллиевой керамики или на поликоровой подложке может привести к ухудшению теплоотвода от структуры, существенному перегреву структуры в номинальном режиме и снижению надежности аппаратуры. Значительные неудобства при работе с мощными транзисторными или диодными структурами связаны еще и с тем, что структуру невозможно изъять из устройства и проверить отдельно.