Конструктивный расчет катушек индуктивности во входной согласующей цепи, страница 4

Рис.1 Структурная схема модулятора.

Синтезатор частоты (СЧ) представляет собой устройство, генерирующие колебания дискретной шкалы частот, синтезируемой из колебаний нескольких или одного эталонного генератора. СЧ предназначен  для получения колебания в заданном диапазоне частот.

В качестве СЧ выберем микросхему КФ1015ПЛ3А. Микросхема предназначена для создания сетки частот в диапазоне 50-1000 МГц с шагом от 100Гц до 20 МГц, работает от источника питания 4,5-5,5В. В состав микросхемы входят генератор образцовой частоты, в качестве которого используется внешний кварцевый резонатор, усилитель-формирователь входных ВЧ-импульсов и т.д.  Включенная по типовой схеме с навесными элементами, микросхема способна работать в цифровых  СЧ с ФАПЧ метрового и дециметрового диапазона с уменьшенным энергопотреблением.

Определим частоту дискретизации между каналами СЧ.

F_max=370 МГц.

Df/f=10^-5. Отсюда получаем: Df=F_max*10^-5=370∙10⁶∙10^-5=3700 Гц

Шаг сетки Fсетки>2*Df=7400 Гц.

В рекомендациях к использованию микросхемы в РПУ указывалась необходимость повышения стабильности частоты с помощью использования систем АПЧ (рис.2).

Рис.2 Систем АПЧ.

ГУН в системе ФАПЧ реализуемый отдельно на транзисторе VT1 по схеме Клаппа  (схема с емкостной трехточкой)(рис.3).

Рис.3 ГУН.

Рис.4  Структурная схема передатчика.

3. Расчет оконечного каскада.

При построении радиоаппаратуры мощные каскады усиления практически всегда требуют индивидуальной настройки цепей согласования, поэтому основной целью расчета усилителя мощности является определение входного и выходного сопротивлений на выводах усилителя и таких энергетических характеристик каскада, как потребляемая мощность питания; коэффициент полезного действия; требуемая мощность входного сигнала; тепловая мощность, рассеваемая транзистором. Воспользуемся наиболее точной методикой расчета каскадов усиления мощности, который основан на анализе эквивалентных схем мощности СВЧ транзисторов (рис. 5).

Рис. 5 Эквивалентная схема мощности СВЧ транзистора.

1.  Мощность эквивалентного генератора.

Выбираем мощность эквивалентного генератора из условия:

;

2.  Коэффициент использования коллекторного напряжения:

где  ;

3.  Определяем амплитуду напряжения, амплитуду тока первой гармоники и сопротивление нагрузки эквивалентного генератора:

; ;

4.  Проверяем выполнение неравенства U_ko+U_г<U_{кэ.мах.доп};

U_ko+U_г=27+20=47, а U_{кэ.мах.доп}=50В – условие выполняется.

5.  Определяем крутизну по переходу:

Сопротивление рекомбинации:

6.  Находим крутизну статической характеристики коллекторного тока

, где  ,  

7.  Коэффициент разложения импульса выходного тока

Зададимся напряжением смещения  , затем найдем коэффициент разложения импульса выходного тока.

Для данных коэффициентов g1=1,57 соответствует угол .

8. Проверяем выполнение условия

U_{эб.мах.доп}> U_эб.пик ;  U_{эб.мах.доп}=4В

U_эб.пик=;

Неравенство выполняется.

9.  Комплексные амплитуды токов и напряжений эквивалентной схемы транзистора

В;

 = 7,617– j8,156А

10.  Напряжение на нагрузке

U_К=U_Г – U_Э=22,349–j2,743B;

11.  Находим мощность сигнала, отдаваемую в нагрузку

Р_ВЫХ = 0,5(ReRe + ImIm)=96 Вт

12.  Определим требуемую мощность возбуждения. При этом учтём, что для схемы с ОЭ .

Р_В = 0,5(ReRe + ImIm)=36 Вт

13.  Находим постоянную составляющую коллекторного тока I_КО= ,где g₁(q) – коэффициент формы для угла отсечки q (g₁(90⁰) = 1,57).

I_КО = = 4,585 А.

14.  Находим мощность, потребляемую от источника коллекторного питания

Р₀ = I_КОU_КО=4,585∙27=123,8 Вт

15.  Коэффициент полезного действия